DE102019213735A1

DE102019213735A1 - Augenchirurgische Behandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019213735A1
Application number: DE102019213735.0A
Authority: DE
Inventors: Frank Brückner; Marco Lehnort; Andreas Weyhausen; Gregor Stobrawa
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2021-03-11
Also published as: US20220323256A1; WO2021048116A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Behandlungsvorrichtung, die mittels einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut erzeugt. Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Behandlungsvorrichtung, die eine Planungseinrichtung der genannten Art aufweist.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für diese Behandlungsvorrichtung, ebenso auf ein Verfahren zur Augenchirurgie, wobei mittels einer Behandlungsvorrichtung mit einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut erzeugt wird.
Die erfindungsgemäße Planungseinrichtung weist Berechnungsmittel zum Festlegen von Hornhaut-Schnittflächen auf, welche bei der Bestimmung der Schnittflächen eine weitgehend freie Zuordnung zu geometrischen Größen des Auges ermöglicht.
Das Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten besteht im Erzeugen eines Steuerdatensatzes für die Hornhaut-Schnittfläche zur Ansteuerung der Lasereinrichtung, wobei die Planungseinrichtung bei der Bestimmung der Schnittflächen eine weitgehend freie Zuordnung zu geometrischen Größen des Auges ermöglicht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Behandlungsvorrichtung, die mittels einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut erzeugt. Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Behandlungsvorrichtung, die eine Planungseinrichtung der genannten Art aufweist.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Behandlungsvorrichtung, die mittels einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut erzeugt.
Die Erfindung bezieht sich schließlich ebenso auf ein Verfahren zur Augenchirurgie, wobei mittels einer Behandlungsvorrichtung mit einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut erzeugt wird.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Benutzerschnittstelle für eine oben genannte Planungseinrichtung.
Im Stand der Technik sind verschiedenste Behandlungsverfahren mit dem Ziel der Refraktionskorrektur am menschlichen Auge bekannt. Ziel der Operationsmethoden ist es dabei, die Hornhaut gezielt zu verändern, um so die Lichtbrechung im Auge zu beeinflussen. Hierfür werden mehrere Operationsmethoden eingesetzt. Die verbreitetste Methode ist die sogenannte Laser-Insitu-Keratomileusis, die auch LASIK abgekürzt wird. Dabei wird eine Hornhaut-Lamelle von der Hornhautoberfläche einseitig gelöst und zur Seite geklappt. Das Lösen dieser Lamelle kann mittels eines mechanischen Mikrokeratoms erfolgen, oder auch mittels eines sogenannten Femtosekunden-Laserkeratoms, wie es z.B. von Intralase Corp., Irvine, USA, vertrieben wird. Nachdem die Lamelle gelöst und zur Seite geklappt wurde, ist bei der LASIK- Operation die Anwendung eines Excimer-Lasers vorgesehen, der das derart unter der Lamelle freigelegte Hornhautgewebe durch Ablation abträgt. Nachdem auf diese Art und Weise Hornhautgewebe oberflächlich verdampft wurde, welches ursprünglich unter der Hornhautoberfläche lag, wird die Hornhaut-Lamelle wieder auf den ursprünglichen Platz zurückgeklappt.
Die Anwendung eines Laserkeratoms zum Freilegen der Lamelle ist gegenüber einem mechanischen Messer vorteilhaft, da die die geometrische Präzision verbessert und die Häufigkeit klinisch relevanter Komplikationen verringert ist. Insbesondere kann die Lamelle mit sehr viel konstanterer Dicke hergestellt werden, wenn Laserstrahlung verwendet wird. Auch ist die Schnittkannte präzise geformt, was die Gefahr für Heilungsstörungen durch diese auch nach der Operation verbleibende Grenzfläche mindert. Nachteilig bei diesem Verfahren ist allerdings, dass zwei unterschiedliche Behandlungsvorrichtungen verwendet werden müssen, zum einen nämlich das Laserkeratom zum Freilegen der Lamelle und zum anderen der das Hornhautgewebe verdampfende Laser.
Diese Nachteile sind behoben bei einem Verfahren, das durch die Carl Zeiss Meditec AG implementiert wurde und mit der Bezeichnung FLEX (Femtosecond Lenticule EXtraction) abgekürzt wird. Bei diesem Verfahren zur Lentikelextraktion wird mittels eines Kurzpulslasers, vorzugsweise eines Femtosekundenlasers in der Augenhornhaut eine Schnittgeometrie gebildet, welche in der Hornhaut ein Hornhaut-Volumen (sog. Lentikel) separiert. Dieses wird dann manuell vom Operateur entnommen, nachdem die das Lentikel bedeckende Lamelle (Flap) zur Seite geklappt wurde. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt zum einen darin, dass die Schnittqualität durch Anwendung des Femtosekundenlasers kombiniert mit einem gekrümmten Kontaktglas nochmals verbessert ist.
Zum anderen ist nur noch eine Behandlungsvorrichtung erforderlich; der Excimer-Laser wird nicht mehr eingesetzt. Diese Methode vermeidet auch Risiken und Beschränkungen des Excimer- Lasers.
Eine Weiterentwicklung des FLEx-Verfahrens wird in der Literatur heute als SMILE-Verfahren bezeichnet, bei dem kein Flap erzeugt wird, sondern nur ein kleiner Öffnungsschnitt als Zugang zu dem unter dem sogenannten Cap liegenden Lentikel dient. Das separierte Lentikel wird durch diesen kleinen Öffnungsschnitt entnommen, wodurch die biomechanische Integrität der vorderen Hornhaut weniger beeinträchtigt wird als bei LASIK oder ähnlichen Methoden. Hinzu kommt, dass auf diese Weise weniger oberflächliche Nervenfasern in der Hornhaut zerschnitten werden, was sich wahrscheinlich vorteilhaft auf die Wiederherstellung der ursprünglichen Sensibilität der Hornhautoberfläche auswirkt. Das nach LASIK oft zu behandelnde Symptom trockener Augen ist dadurch in seiner Ausprägung und Dauer reduziert. Auch andere Komplikationen nach LASIK, die meist mit dem Flap im Zusammenhang stehen (z.B. Flap-Verschiebung, Falten, Epithel-Einwachsungen im Flapbett) treten ohne Flap seltener auf.
Bei der Erzeugung von Schnittflächen in der Hornhaut mittels Laserstrahlung wird üblicherweise die optische Strahlungswirkung dadurch ausgenutzt, dass ein optischer Durchbruch durch einzelne optische Pulse, deren Dauer zwischen etwa 100 fs und 100 ns liegen kann, erzeugt wird. Auch ist es bekannt, einzelne Pulse, deren Energie unter einem Schwellwert für einen optischen Durchbruch liegt, derart überdeckt ins Gewebe bzw. Material einzubringen, dass auch damit eine Material- bzw. Gewebetrennung erreicht wird. Dieses Konzept der Schnitterzeugung im Hornhautgewebe erlaubt eine große Vielfalt an Schnitten.
Allen diesen bekannten Verfahren ist gemeinsam, dass der Behandlungserfolg von der sicheren Zuordnung des beabsichtigten Schnitts bzw. der beabsichtigten Schnitte zur Geometrie des zu behandelnde Auges abhängt, da schon kleine Abweichungen von der vorgesehenen Refraktionskorrektur zu einer nicht optimalen Korrektur und damit zu induzierter Fehlsichtigkeit führen können.
In der DE 10 2010 012 616 A1 der Anmelderin, auf deren kompletten Inhalt hiermit Bezug genommen wird, ist eine Einrichtung zur kameragestützten automatischen Ausrichtung einer Schnittgeometrie zu einer optischen Zone des Auges beschrieben.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten, eine Behandlungsvorrichtung zur Refraktion korrigierenden Augenchirurgie sowie ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für eine solche Behandlungsvorrichtung anzugeben, bei dem eine verbesserte Refraktionskorrektur gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Planungseinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die Berechnungsmittel zum Festlegen von Hornhaut-Schnittflächen aufweist, welche bei der Bestimmung der Schnittflächen eine weitgehend freie Zuordnung zu geometrischen Größen des Auges ermöglicht.
So kann der Arzt nach seiner Erfahrung eine optimale Platzierung der Schnitte in der Hornhaut vornehmen.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiter gelöst mit einer Behandlungsvorrichtung, die eine Lasereinrichtung aufweist, welche mittels Laserstrahlung gemäß Steuerdaten zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut trennt, und eine Planungseinrichtung nach der soeben genannten Art zum Erzeugen der Steuerdaten aufweist, wobei die Planungseinrichtung bei der Bestimmung der Schnittflächen eine weitgehend freie Zuordnung zu geometrischen Größen des Auges ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird schließlich ebenfalls gelöst mit einem Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten gemäß der eingangs genannten Art, das aufweist: Erzeugen eines Steuerdatensatzes für die Hornhaut-Schnittfläche zur Ansteuerung der Lasereinrichtung, wobei die Planungseinrichtung bei der Bestimmung der Schnittflächen eine weitgehend freie Zuordnung zu geometrischen Größen des Auges ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird schließlich ebenfalls mit einem Verfahren gelöst, das umfasst: Erzeugen eines Steuerdatensatzes für die Hornhaut-Schnittfläche, Übertragen der Steuerdaten zur Behandlungsvorrichtung und Erzeugen der Schnittflächen durch Ansteuern der Lasereinrichtung mit dem Steuerdatensatz, wobei beim Erzeugen des Steuerdatensatzes die Bestimmung der Schnittflächen eine weitgehend freie Zuordnung zu geometrischen Größen des Auges ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls durch eine Benutzerschnittstelle gelöst, welche Eingabemittel vorsieht, mit deren Hilfe die Bestimmung der Schnittflächen eine weitgehend freie Zuordnung zu geometrischen Größen des Auges ermöglicht.
Die Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung und ein Verfahren, welche die refraktive Chirurgie dadurch verbessern, dass der Arzt nach seiner Erfahrung eine optimale Platzierung von Schnitten vorzugsweise in der Hornhaut vornehmen kann.
Bei dem zu behandelnden Gewebe handelt es sich vorzugsweise um die Hornhaut oder die Augenlinse, es kann sich aber auch um den Glaskörper oder andere Strukturen im Auge handeln.
Beim Stand der Technik wird das beabsichtigte Behandlungszentrum, das heißt ein objektives oder gedachtes Zentrum der Schnittflächen, nicht in der Planung festgelegt. Somit bleibt die Zentrierung eine gewisse subjektive Entscheidung des Arztes unmittelbar vor dem Start der Laser-Behandlung und kann vor der Laser-Behandlung auch nicht messbar überprüft werden.
Erfindungsgemäß wird das gewünschte Behandlungszentrum (Zentrierziel) bei der Planung vor der Operation als Offset in Bezug auf ein anatomisches Merkmal des Auges definiert. Als anatomisches Merkmal kommen zum Beispiel Vertex, Limbus, Pupille, Iris oder eine andere geeignete Struktur in Anwendung.
Vor der Laser-Behandlung wird dieses geplante Zentrierziel in Bezug auf das aktuell eingestellte Behandlungszentrum auf der Planungseinrichtung oder am Gerät angezeigt und deren relative Lage zueinander angegeben.
Anschließend kann das Zentrierziel bei der Planung patientenindividuell festgelegt werden. Hierbei können abhängig vom vorgesehen Behandlungstyp und Behandlungsziel unterschiedliche gewünschte Behandlungszentren sinnvoll sein. Weiterhin können bei der Voruntersuchung gewonnene Diagnosedaten wie Wellenfrontdaten, Topographiedaten oder Pupillendaten (z.B. Größe der Pupille, Pupil Center Shift, das heißt die Änderung des Pupillenzentrums mit Änderung des Pupillendurchmessers) bei der Festlegung des beabsichtigten Behandlungszentrums herangezogen werden. Dabei wird der Zusammenhang von Pupillendaten und Topographiedaten oft in Form eines Kappa-Winkels, oder an Hand von Pupillen-Zentrum, Purkinje-Reflex, Visuelle Achse oder Vertex-Position zum Ausdruck gebracht.
Damit kann sowohl bei der Planung als auch unmittelbar vor dem Start der Laserbehandlung eine Abweichung des am Gerät eingestellten Behandlungszentrums zum geplanten Behandlungszentrum visualisiert, objektiv messbar gemacht und gegebenenfalls kompensiert werden.
Der erfindungsgemäße Ablauf kann dabei so aussehen:

· Planung des beabsichtigten Behandlungszentrums in Bezug auf ein anatomisches Merkmal des Patientenauges
· Bildaufnahme des Patientenauges
• Erkennung des anatomischen Merkmals
• Anzeige einer Information über die Abweichung des beabsichtigten Behandlungszentrums von dem aktuell eingestellten Behandlungszentrum
• Anpassung des aktuell eingestellten Behandlungszentrums an das beabsichtigte durch Verschiebung, Drehung oder auch Größenänderung

Bei der Bildaufnahme des Patientenauges kann es sich sowohl um ein von einem Diagnosegerät erstelltes Bild als auch ein vom Behandlungsgerät angefertigtes Kamerabild handeln.
Die Abweichung kann vorteilhaft numerisch oder graphisch dargestellt werden.
Außerdem kann die Abweichung bzgl. applikativer Relevanz bewertet werden, bspw. mittels eines numerischen oder auf Erfahrungswerte zurückgreifenden Algorithmus.
Es ist vorteilhaft, wenn die Planungseinrichtung ein bevorzugtes Behandlungszentrum vorschlägt, welches aus Diagnosedaten abgeleitet wird. Dabei können auch mehrere Diagnosedaten wie Keratometrie, Wellenfrontmessung, usw. genutzt werden. Dieser Vorschlag kann dann noch vom Arzt nach seinen Erfahrungen geändert werden und das so modifizierte Zentrierziel für die Berechnung der Schnitte verwendet werden.
Es können auch mehrere Algorithmen zur Bestimmung des Zentrierziels aus den Diagnosedaten hinterlegt sein, aus welchen der Arzt auswählen kann.
Es ist vorteilhaft, wenn die Beleuchtung des Auges bei der Bildaufnahme mit Licht im infraroten Wellenlängenbereich erfolgt.
Wenn das anatomische Merkmal für die Zuordnung des Behandlungszentrums die Pupillenmitte ist, ist es besonders bevorzugt, wenn ein steuerbares Umgebungslicht vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Pupillendurchmesser durch Ausnutzung der natürlichen Pupillenkontraktion auf den vom Diagnosegerät registrierten Durchmesser geändert wird.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung mit einer Planungseinrichtung für eine Behandlung bei augenchirurgischer Refraktionskorrektur,
2 eine schematische Darstellung der Wirkung der Laserstrahlung, die in der Behandlungsvorrichtung der 1 verwendet wird,
3 eine weitere Schemadarstellung des Behandlungsgerätes der 1 hinsichtlich der Einbringung der Laserstrahlung,
4 eine schematische Schnittdarstellung durch die Augenhornhaut zur Veranschaulichung der Entnahme des Hornhaut-Volumens im Zusammenhang mit der augenchirurgischen Refraktionskorrektur,
5 eine Schemadarstellung hinsichtlich des Aufbaus des Behandlungsgerätes der 1 mit besonderem Bezug auf die dort vorhandene Planungseinrichtung,
6 eine Schemadarstellung einer Schnittgeometrie am Beispiel einer SMILE-Prozedur
7 eine Schemadarstellung eines Bildschirms der Planungseinrichtung
8 eine Schemadarstellung eines Bildschirms der Behandlungsvorrichtung
9a-c eine bevorzugte Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung

Eine Behandlungsvorrichtung für die Augenchirurgie ist in 1 dargestellt und mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 versehen. Die Behandlungsvorrichtung 1 ist für die Einbringung von Laserschnitten an einem Auge 2 eines Patienten 3 ausgebildet. Dazu weist die Behandlungsvorrichtung 1 eine Lasereinrichtung 4 auf, die aus einer Laserquelle 5 einen Laserstrahl 6 abgibt, welcher als fokussierter Strahl 7 in das Auge 2 bzw. die Augenhornhaut gerichtet wird. Vorzugsweise ist der Laserstrahl 6 ein gepulster Laserstrahl mit einer Wellenlänge zwischen 300 Nanometer und 10 Mikrometer. Weiter liegt die Pulslänge des Laserstrahls 6 im Bereich zwischen 1 Femtosekunde und 100 Nanosekunden, wobei Pulswiederholraten von 500 Kilohertz und 30 MHz, bevorzugt 1,2 bis 10MHz, und Pulsenergien zwischen 1 Nanojoule und 10 Mikrojoule, bevorzugt 1 bis 200 Nanojoule möglich sind. Die Behandlungsvorrichtung 1 erzeugt somit in der Hornhaut des Auges 2 durch Ablenkung der gepulsten Laserstrahlung eine Schnittfläche. In der Lasereinrichtung 4 bzw. deren Laserquelle 5 ist deshalb dazu noch ein Scanner 8 sowie ein Strahlungsintensitätsmodulator 9 vorgesehen.
Der Patient 3 befindet sich auf einer Liege 10, die optional in drei Raumrichtungen verstellbar ist, um das Auge 2 passend zum Einfall des Laserstrahls 6 auszurichten. In bevorzugter Bauweise ist die Liege 10 motorisch verstellbar. Alternativ ist Patientenliege weniger beweglich und dafür die Behandlungsvorrichtung entsprechend motorisch verstellbar. Die Ansteuerung kann insbesondere durch ein Steuergerät 11 erfolgen, das grundsätzlich den Betrieb der Behandlungsvorrichtung 1 steuert und dazu über geeignete Datenverbindungen, beispielsweise Verbindungsleitungen 12 mit der Behandlungsvorrichtung verbunden ist. Natürlich kann diese Kommunikation auch über andere Wege, beispielsweise Lichtleiter oder per Funk geschehen. Das Steuergerät 11 nimmt die entsprechenden Einstellungen, Zeitsteuerung an der Behandlungsvorrichtung 1, insbesondere der Lasereinrichtung 4 vor und bewerkstelligt damit entsprechende Funktionen der Behandlungsvorrichtung 1.
Die Behandlungsvorrichtung 1 weist weiter noch eine Fixiereinrichtung 15 auf, welche die Hornhaut des Auges 2 gegenüber der Lasereinrichtung 4 lagefixiert. Diese Fixiereinrichtung 15 kann dabei ein bekanntes Kontaktglas 45 umfassen, an das die Augenhornhaut durch Unterdruck angelegt wird und das der Augenhornhaut eine gewünschte geometrische Form verleiht. Solche Kontaktgläser sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 102005040338 A1 . Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird, soweit die Beschreibung einer Bauform des für die Behandlungsvorrichtung 1 möglichen Kontaktglases 45 betroffen ist, hier vollumfänglich einbezogen. Andere geänderte oder verbesserte Kontaktglas-Formen könnten auch Vorteile für die Erfindung haben und sollen daher einbezogen werden.
Die Behandlungsvorrichtung 1 weist weiterhin eine hier nicht dargestellte Kamera auf, welche durch das Kontaktglas 45 hindurch ein Bild der Augenhornhaut 17 aufnehmen kann. Dabei kann die Beleuchtung für die Kamera sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Bereich des Lichtes erfolgen.
Das Steuergerät 11 der Behandlungsvorrichtung 1 weist weiter noch eine Planungseinrichtung 16 auf, die später noch näher erläutert werden wird.
2 zeigt schematisch die Wirkungsweise des einfallenden Laserstrahls 6. Der Laserstrahl 6 wird fokussiert und fällt als der fokussierte Laserstrahl 7 in die Hornhaut 17 des Auges 2. Zur Fokussierung ist eine schematisch eingezeichnete Optik 18 vorgesehen. Sie bewirkt in der Hornhaut 17 einen Fokus, in dem die Laserstrahlungsenergiedichte so hoch ist, dass in Kombination mit der Pulslänge der gepulsten Laserstrahlung 6 ein nicht-linearer Effekt in der Hornhaut 17 auftritt. Beispielsweise kann jeder Puls der gepulsten Laserstrahlung 6 im Fokus 19 einen optischen Durchbruch in der Augenhornhaut 17 erzeugen, welche wiederum eine in 2 nur schematisch angedeutete Plasmablase initiiert. Bei Entstehung der Plasmablase umfasst die Gewebsschichttrennung ein größeres Gebiet als den Fokus 19, obwohl die Bedingungen zur Erzeugung des optischen Durchbruches nur im Fokus 19 erreicht werden. Damit von jedem Laserpuls ein optischer Durchbruch erzeugt wird, muss die Energiedichte, d.h. die Fluence der Laserstrahlung oberhalb eines gewissen, pulslängenabhängigen Schwellwertes liegen. Dieser Zusammenhang ist dem Fachmann beispielsweise aus der DE 69500997 T2 bekannt. Alternativ kann ein gewebetrennender Effekt auch durch gepulste Laserstrahlung erreicht werden, indem mehrere Laserstrahlungspulse in einem Bereich abgegeben werden, wobei sich die Fokus-Spots überlappen. Es wirken dann mehrere Laserstrahlungspulse zusammen, um einen gewebetrennenden Effekt zu erreichen. Die Art der Gewebetrennung, die die Behandlungsvorrichtung 1 einsetzt, ist jedoch für die nachfolgende Beschreibung nicht weiter relevant; wesentlich ist lediglich, dass eine Schnittflächenerzeugung in der Hornhaut 17 des Auges 2 stattfindet.
Um eine augenchirurgische Refraktionskorrektur auszuführen, wird mittels der Laserstrahlung 6 aus einem Gebiet innerhalb der Hornhaut 17 ein Hornhautvolumen entfernt, indem dort Gewebeschichten getrennt werden, die das Hornhaut-Volumen isolieren und dann dessen Entnahme ermöglichen. Zur Isolierung des zu entfernenden Hornhaut-Volumens wird z.B. im Falle der gepulst eingebrachten Laserstrahlung die Lage des Fokus 17 der fokussierten Laserstrahlung 7 in der Hornhaut 17 verstellt. Dies ist schematisch in 3 gezeigt. Die Brechungseigenschaften der Hornhaut 17 werden durch die Entnahme des Volumens gezielt verändert, um so die Refraktionskorrektur zu erreichen. Das Volumen ist deshalb meist linsenförmig und wird als Lentikel bezeichnet.
In 3 sind die Elemente der Behandlungsvorrichtung 1 nur insoweit eingetragen, als sie zum Verständnis der Schnittflächenerzeugung erforderlich sind. Der Laserstrahl 6 wird, wie bereits erwähnt, in einem Fokus 19 in der Hornhaut 19 gebündelt, und die Lage des Fokus 19 in der Hornhaut wird verstellt, so dass zur Schnittflächenerzeugung an verschiedenen Stellen fokussierende Energie aus Laserstrahlungspulsen in das Gewebe der Hornhaut 17 eingetragen wird. Die Laserstrahlung 6 wird von der Laserquelle 5 vorzugsweise als gepulste Strahlung bereitgestellt. Der Scanner 8 ist in der Bauweise der 3 zweiteilig aufgebaut und besteht aus einem xy-Scanner 8a, der in einer Variante durch zwei im Wesentlichen orthogonal ablenkende Galvanometerspiegel realisiert ist. Der Scanner 8a lenkt den von der Laserquelle 5 kommenden Laserstrahl 6 zweidimensional ab, so dass nach dem Scanner 9 ein abgelenkter Laserstrahl 20 vorliegt. Der Scanner 8a bewirkt somit eine Verstellung der Lage des Fokus 19 im Wesentlichen senkrecht zur Haupteinfallsrichtung des Laserstrahls 6 in der Hornhaut 17.
Zur Verstellung der Tiefenlage ist neben dem xy-Scanner 8a im Scanner 8 noch ein z-Scanner 8b vorgesehen, der beispielsweise als verstellbares Teleskop ausgebildet ist. Der z-Scanner 8b sorgt dafür, dass die z-Position der Lage des Fokus 19, d.h. dessen Position auf der optischen Achse des Einfalls verändert wird. Der z-Scanner 8b kann dem xy-Scanner 8a nach- oder vorgeordnet sein.
Für das Funktionsprinzip der Behandlungsvorrichtung 1 ist die Zuordnung der einzelnen Koordinaten zu dem Raumrichtungen nicht wesentlich, genau so wenig, dass der Scanner 8a um zueinander rechtwinklige Achsen ablenkt. Vielmehr kann jeder Scanner verwendet werden, der in der Lage ist, den Fokus 19 in einer Ebene zu verstellen, in der die Einfallsachse der optischen Strahlung nicht liegt. Weiter können auch beliebige nichtkartesische Koordinatensystem zur Ablenkung bzw. Steuerung der Lage des Fokus 19 verwendet werden. Beispiele dafür sind Kugelkoordinaten oder zylindrische Koordinaten. Die Steuerung der Lage des Fokus 19 erfolgt mittels der Scanner 8a, 8b unter Ansteuerung durch das Steuergerät 11, das entsprechende Einstellungen an der Laserquelle 5, dem (in 3 nicht gezeigten) Modulator 9 sowie dem Scanner 8 vornimmt. Das Steuergerät 11 sorgt für einen geeigneten Betrieb der Laserquelle 5 sowie die hier exemplarisch geschilderte dreidimensionale Fokusverstellung, so dass letztendlich eine Schnittfläche ausgebildet wird, die ein bestimmtes Hornhaut-Volumen isoliert, das zur Refraktionskorrektur entfernt werden soll.
Das Steuergerät 11 arbeitet nach vorgegebenen Steuerdaten, welche beispielsweise bei der hier lediglich exemplarisch geschilderten Lasereinrichtung 4 als Zielpunkte für die Fokusverstellung vorgegeben sind. Die Steuerdaten sind in der Regel in einem Steuerdatensatz zusammengefasst. Dies ergibt geometrische Vorgaben für die auszubildende Schnittfläche, beispielsweise die Koordinaten der Zielpunkte als Muster vor. Der Steuerdatensatz enthält dann in dieser Ausführungsform auch konkrete Stellenwerte für den Fokuslagenverstellmechanismus, z.B. für den Scanner 8.
Die Erzeugung der Schnittfläche mit der Behandlungsvorrichtung 1 ist exemplarisch in 4 gezeigt. Ein Hornhaut-Volumen 21 in der Hornhaut 17 wird durch Verstellung des Fokus 19, in dem der fokussierte Strahl 7 gebündelt ist, isoliert. Dazu werden Schnittflächen ausgebildet, die hier exemplarisch als anteriore Flap-Schnittfläche 22 sowie als posteriore Lentikel-Schnittfläche 23 ausgebildet sind. Diese Begriffe sind hier lediglich exemplarisch zu verstehen und sollen den Bezug auf das herkömmliche Lasik- oder Flex-Verfahren herstellen, für das die Behandlungsvorrichtung 1, wie bereits geschildert, ebenfalls ausgebildet ist. Wesentlich ist hier lediglich, dass die Schnittflächen 22 und 23 sowie der umlaufende Randschnitt 25, welcher die Schnittflächen 22 und 23 an deren Rändern zusammenführen, das Hornhaut-Volumen 21 isolieren. Durch einen Öffnungsschnitt 24 kann weiter eine das Hornhaut-Volumen 21 anterior begrenzende Hornhaut-Lamelle abgeklappt werden, so dass das Hornhaut-Volumen 21 entnehmbar ist.
Alternativ und für die vorliegende Erfindung wesentlich kann das SMILE-Verfahren eingesetzt werden, bei der das Hornhautvolumen 21 durch einen kleinen Öffnungsschnitt entnommen wird, wie das in der DE 10 2007 019813 A1 beschrieben ist. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird hier vollumfänglich einbezogen
5 zeigt schematisch die Behandlungsvorrichtung 1, und anhand ihr soll die Bedeutung der Planungseinrichtung 16 näher erläutert werden. Die Behandlungsvorrichtung 1 weist in dieser Variante mindestens zwei Einrichtungen oder Module auf. Die bereits geschilderte Lasereinrichtung 4 gibt den Laserstrahl 6 auf das Auge 2 ab. Der Betrieb der Lasereinrichtung 4 erfolgt dabei, wie bereits geschildert, voll automatisch durch das Steuergerät 11, d.h. die Lasereinrichtung 4 startet auf ein entsprechendes Startsignal hin die Erzeugung und Ablenkung des Laserstrahls 6 und erzeugt dabei Schnittflächen, die auf die beschriebene Art und Weise aufgebaut sind. Die für den Betrieb erforderlichen Steuersignale empfängt die Lasereinrichtung 5 vom Steuergerät 11, dem zuvor entsprechende Steuerdaten bereitgestellt wurden. Dies erfolgt mittels der Planungseinrichtung 16, die in 5 lediglich exemplarisch als Bestandteil des Steuergeräts 11 gezeigt ist. Natürlich kann die Planungseinrichtung 16 auch eigenständig ausgebildet sein und drahtgebunden oder drahtlos mit dem Steuergerät 11 kommunizieren. Wesentlich ist dann lediglich, dass ein entsprechender Datenübertragungskanal zwischen der Planungseinrichtung 16 und dem Steuergerät 11 vorgesehen ist.
Die Planungseinrichtung 16 erzeugt einen Steuerdatensatz, der dem Steuergerät 11 zur Ausführung der augenchirurgischen Refraktionskorrektur zur Verfügung gestellt wird. Dabei verwendet die Planungseinrichtung Messdaten über die Hornhaut des Auges. Diese Daten stammen in der hier beschriebenen Ausführungsform aus einer Messeinrichtung 28, die das Auge 2 des Patienten 2 zuvor vermessen hat. Natürlich kann die Messeinrichtung 28 auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und die entsprechenden Daten an die Schnittstelle 29 der Planungseinrichtung 16 übermitteln.
Die Planungseinrichtung 16 unterstützt nun den Bediener der Behandlungsvorrichtung 1 bei der Festlegung der Schnittfläche zur Isolierung des Hornhaut-Volumens 21. Dies kann bis zu einer vollautomatischen Festlegung der Schnittflächen gehen, die beispielsweise dadurch bewirkt werden kann, dass die Planungseinrichtung 16 aus den Messdaten das zu entnehmende Hornhaut-Volumen 21 ermittelt, dessen Begrenzungsflächen als Schnittflächen definiert und daraus entsprechende Steuerdaten für das Steuergerät 11 erzeugt. Am anderen Ende des Automatisierungsgrades kann die Planungseinrichtung 16 Eingabemöglichkeiten vorsehen, an denen ein Benutzer die Schnittflächen in Form von geometrischen Parametern etc. eingibt. Zwischenstufen sehen Vorschläge für die Schnittflächen vor, welche die Planungseinrichtung 16 automatisch generiert und die von einem Bearbeiter dann modifizierbar sind. Grundsätzlich können all diejenigen Konzepte, die im vorstehend allgemeineren Beschreibungsteil bereits erläutert wurden, hier in der Planungseinrichtung 16 zur Anwendung kommen.
Um eine Behandlung durchzuführen, erzeugt die Planungseinrichtung 16 Steuerdaten für die Schnittflächenerzeugung, die dann in der Behandlungsvorrichtung 1 verwendet werden.
6a zeigt zur Verdeutlichung eine Schemadarstellung eines Hornhautquerschnitts beim SMILE-Verfahren. Die Hornhaut 17 weist einen anterioren Cap-Schnitt 22 mit einem Öffnungsschnitt 26 auf. Der posteriore Lentikelschnitt 23 isoliert das Lentikelvolumen 21, welches durch den Öffnungsschnitt 26 entnommen werden kann. Dazu muss zunächst das Lentikel 21 vollständig separiert werden indem mit einem spatelförmigen Instrument im Cap-Schnitt 22 und Lentikelschnitt 23 etwa noch stehen gebliebene Gewebebrücken mechanisch getrennt werden. Anschließend wird das Lentikel 21 durch den Öffnungsschnitt 26 entfernt. Die (gedachte) Achse 27 stellt die Symmetrieachse der Schnitte 22, 23 dar, ihr Durchstoßpunkt durch die Oberfläche der Hornhaut 17 definiert die Zentrierung der Schnitte 22, 23, 25, 26.
6b zeigt die in 6a dargestellte Hornhaut in Draufsicht, dabei entspricht die Bedeutung der Bezugszeichen derjenigen in 6a.
7 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Benutzerinterface der Planungseinrichtung 16. In einem schematischen Abbild eines Patientenauges 2 sind als anatomische Merkmale des Auges der Limbus 30 (Übergangszone zwischen Hornhaut 17 und Lederhaut des Auges 2) und die Pupille 31 und das (hier als Referenzpunkt für die Zentrierung genutzte) Pupillenzentrum 32 sowie das vom Arzt geplante Zentrierungsziel 33 dargestellt. Eine Auswahlmöglichkeit 34 erlaubt dem Arzt auch die Auswahl anderer anatomische Merkmale des Auges wie Vertex (vorderster Punkt der Hornhaut) oder Limbus(-zentrum) als Referenzpunkt für die Zentrierung. Zur Unterstützung des Arztes können dabei Diagnosedaten 35 von Diagnosegeräten, bspw. von einem oder mehreren aus der Gruppe Keratometersystem, Wellenfrontanalysesystem, optisches Kohärenztomographiesystem, Placido-Scheibentopographiesystem. Scheimpflug-Topographiesystem, Konfokaltopographiesystem, Niedrigkohärenztopographiesystem usw. dargestellt werden. Die eingestellte geplante Zentrierung wird dann in entsprechenden Feldern 36 numerisch angezeigt. Die Eingabe des Zentrierungsziels kann dabei bspw. numerisch, per Computermaus in der Darstellung des Auges oder mittels hier nicht dargestellter Schieberegler erfolgen. Nach der Bestätigung durch den Arzt werden die Steuerdaten für die Schnitte in der Hornhaut entsprechend berechnet und an das Steuergerät 11 übertragen.
8 zeigt schematisch ein Benutzerinterface für die Einstellung der Zentrierung unmittelbar vor der Behandlung. Hier wird das durch das Kontaktglas 45 aufgenommene Kamerabild 37 und die aktuell eingestellte Zentrierung 38 mit der bei der Planung festgelegten Zentrierung 39 graphisch überlagert (hier übertrieben dargestellt). Außerdem wird zur Verdeutlichung der bei der Planung festgelegte Referenzpunkt (hier das Pupillenzentrum 32) dargestellt. In Feldern 36 wird die geplante Zentrierung, in Feldern 40 die aktuelle Zentrierung und in Feldern 41 die Abweichung zwischen diesen numerisch angezeigt. Wenn die Abweichung nach Ansicht des Arztes zu groß ist kann der die Schnitte auf die richtige Position verschieben oder das Patientenauge mittels des Kontaktglases 45 verschieben. Die Verschiebung der Schnitte und damit die Neuberechnung der Steuerdaten für die Schnitte kann auch automatisch erfolgen.
In den 9a bis 9c ist eine bevorzugte Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung 1 näher dargestellt.
Die Behandlungsvorrichtung 1 weist dabei einen Laserschwenkarm 53, der von einem Schwenkarmgehäuse 56 umfasst ist, und einen zusätzlichen Untersuchungsschwenkarm 64 mit einem Operationsmikroskop 55 auf, wobei die erste Achse 54 des Laserschwenkarm 53 und die zweite Achse 56 des Untersuchungsschwenkarms 64 am einem Gerätekopf 51 eine entsprechende Anordnung zueinander aufweisen, und sowohl ein am Schwenkarmgehäuse 56 beweglich befestigter Therapiebildschirm 62 mit der Bewegung des Schwenkarmgehäuse 56 als auch ein Operationsmikroskop 65, das beweglich befestigt ist am Untersuchungsschwenkarm 64, mit der Bewegung des Untersuchungsschwenkarms 64 so gekoppelt sind, das der Therapiebildschirm 62 wie auch das Operationsmikroskop 65 stets unverkippt erhalten bleiben.
Ein Behandlungsvorrichtung 1 wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt ist beispielsweise sehr gut einsetzbar für ein SMILE-Verfahren, aber auch für andere Verfahren zur Korrektur des Sehvermögens eines Auges oder für Katarakt-Operationen.
Dabei zeigt die 9a einen Standby-Modus dieser Behandlungsvorrichtung 1, in dem die Schwenkarme 53, 64 in einer Ruheposition, d.h. am Gerätekopf 51 nach oben geschwenkt platzsparend „geparkt“ sind, und in der beispielsweise ein Patient auf der Patientenliege 10 entsprechend platziert und positioniert werden kann.
In der 9b ist hingegen ein Lasertherapiemodus dargestellt, also der Modus, in dem der Laserschwenkarm 53 in eine Arbeitsposition verbracht wurde. Der Untersuchungsschwenkarm 64 befindet sich hingegen nach wie vor in einer Ruheposition.
Die 9c zeigt schließlich einen Untersuchungsmodus des Ausführungsbeispiels der Behandlungsvorrichtung 1 unter Einsatz eines Operationsmikroskops 65. Dabei ist der Untersuchungsschwenkarm 64 in eine Arbeitsposition verbracht, während sich der Laserschwenkarm 53 und sein Schwenkarmgehäuse 56 in einer Ruheposition befinden.
Die Details sollen nun im Folgenden näher beschrieben werden.
Das Ausführungsbeispiel der Behandlungsvorrichtung 1 setzt sich zusammen aus einer Gerätebasis 52 und einem auf dieser Gerätebasis 52 in der Höhe über einer Bodenebene, also der z-Richtung, und in seiner Position in der Ebene, also in x- und y-Richtung, verstellbaren Gerätekopf 51. Der Gerätekopf 51 enthält einen ersten Teil der zur Durchführung der Lasertherapie erforderlichen Lasertherapieoptik. Der Gerätekopf 51 enthält im Ausführungsbeispiel auch die zur Erzeugung eines entsprechenden gepulsten Laserstrahls erforderliche Laserquelle, die hier eine Femtosekunden-Laserquelle ist.
Der zweite Teil der Lasertherapieoptik ist in einem Laserschwenkarm 3 um eine horizontale erste Achse 54 drehbar gelagert. Der Laserschwenkarm 53 kann um diese erste Achse 54 von einer Ruheposition, in der er ungefähr senkrecht nach oben ragt, in eine Arbeitsposition, in der er etwa waagerecht am Gerätekopf 51, also etwa parallel zur Bodenebene, angeordnet ist, sowie zurück geschwenkt werden.
Der Laserschwenkarm 53 mit seiner zweiten Lasertherapieoptik und der Laseraustrittsöffnung 58 ist von einem Gehäuse, dem Schwenkarmgehäuse 56 umgeben, derart dass das Schwenkarmgehäuse 56 eine Öffnung für die Laseraustrittsöffnung 58 lässt. Dieses Schwenkarmgehäuse 56 ist koaxial zum Laserschwenkarm 53 separat gelagert.
Das Schwenkarmgehäuse 56 schwenkt zunächst zusammen mit dem Laserschwenkarm 53 um einen Winkel von ca. 90° zwischen einer in etwa senkrechten Ruheposition bzw. Standby-Position und einer waagerechten Arbeitsposition. Die Bewegung ist durch Anschläge begrenzt.
Der Laserschwenkarm 53 kann insgesamt um einen größeren Winkel als das Schwenkarmgehäuse 56 bewegt werden. Damit kann die Laseraustrittsöffnung 58, an die ein Kontaktglas oder ein Patienteninterface zur Kopplung des Laserschwenkarms 53 mit dem zu behandelnden Auge des Patienten lösbar fixiert werden kann, mehr oder weniger weit aus dem Schwenkarmgehäuse 56 hervorstehend positioniert werden oder auch ganz in das Schwenkarmgehäuse 56 eingezogen werden.
In Ruheposition des Laserschwenkarms 53 sowie beim Schwenken des Laserschwenkarms 53 und seinem Schwenkarmgehäuse 56 von einer Ruheposition in eine Arbeitsposition wie auch von der Arbeitsposition in eine Ruheposition wird die Laseraustrittsöffnung 58 in das Schwenkarmgehäuse 56 eingezogen sein. Damit ist der Laserschwenkarm 53 im Vergleich zu seinem Schwenkarmgehäuse 56 in einer leicht gekippten Stellung.
Ist das Schwenkarmgehäuse 56 in einer Arbeitsposition, also in der Waagerechten, angekommen, wird der Laserschwenkarm 53 nach unten freigegeben und leicht weiter geschwenkt, so dass auch er in eine annähernd waagerechte Position gelangt und die Laseraustrittsöffnung 58 aus dem Schwenkarmgehäuse 56 heraustritt. Der Laserschwenkarm 53 selbst ist dabei leichtgängig beweglich. In der annähernd waagerechten Arbeitsposition sowohl von Schwenkarmgehäuse 56 als auch von Laserschwenkarm 53 ist die Behandlungsvorrichtung im Lasertherapiemodus.
Der Therapiebildschirm 62 ist am Schwenkarmgehäuse 56 beweglich befestigt. Der Therapiebildschirm 62 ist in diesem Fall auch gleichzeitig der Bildschirm eines Videomikroskops 63, welches den Blick der Laseraustrittsöffnung 58 heraus auf das zu behandelnde Auge 2 zeigt. Das Videobild dieses Videomikroskops 63, das auf dem Therapiebildschirm 62 angezeigt wird, nutzt der Operateur beispielsweise zur Annäherung und zum Fixieren eines Kontaktglases 45 oder eines anderweitigen Patienteninterfaces an das zu behandelnde Auge 2 sowie zur Beobachtung der Ausführung der Laserschnitte.
Wie weiter in den 9a bis 9c gezeigt, kann eine Kamera 59 zur Vorpositionierung des Gerätekopfes 51 dienen. Diese ist am Gerätekopf 51 befestigt und hat damit einen räumlich festen Bezug zur Position des Gerätekopfes 51. Die Position ist so gewählt, dass ein weitgehend parallaxefreier Blick auf das Arbeitsvolumen eines Therapielaserstrahls, insbesondere auf die mögliche Lage seines Fokus als Arbeitspunkt eines Therapieobjektives in der Lasertherapieoptik erfolgt.
Eine dem Bild der Kamera 59 überlagerte Grafik auf dem Therapiebildschirm 62 und/oder aber auf dem Planungsbildschirm 69 der Planungseinrichtung 16 zeigt bereits im Standby-Modus, also in Ruheposition des Laserschwenkarms 53, die zu erwartende Position des Laserschwenkarmes 53 in seiner dann heruntergeschwenkten Arbeitsposition. Der Operateur kann mit Hilfe dieses Bildes den Gerätekopf 51 so vorpositionieren, dass sich der Laserschwenkarm 53 nach dem Herunterschwenken in seine Arbeitsposition, also im Laser-Modus, in einer bzgl. Grobpositionierung optimalen Position für den Behandlungsbeginn befindet, und nur noch eine Feinpositionierung in Bezug auf Strukturen des Auges 2 nötig ist.
Am Schwenkarmgehäuse 56 ist weiterhin ein Joystick 61 zur Steuerung des Kopplungsvorganges an den Patienten angebracht. Joystick 61, Laseraustrittsöffnung 58 der Lasertherapieoptik und Videobild des Auges sind in der Arbeitsposition an einer Vertikalen ausgerichtet, um eine für Rechts- und Linkshänder gleichermaßen ergonomische Bedienung zu ermöglichen.
Im Folgenden wird nun ein typischer Behandlungsablauf, wie er beispielsweise für eine SMILE-Behandlung bzw. als Teil einer SMILE-Behandlung eingesetzt werden kann, unter Nutzung einer oben beschriebenen Behandlungsvorrichtung 1 beschrieben:

Zunächst erfolgt die Planung der Behandlungs- bzw. Therapieparameter an einem Planungsbildschirm 69 der Planungseinrichtung 16, der in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls direkt an der Behandlungsvorrichtung 1 angeordnet ist. Alternativ kann der Planungsbildschirm 69 aber auch von der Behandlungsvorrichtung 1 räumlich getrennt sein. Während der Planung befindet sich die Behandlungsvorrichtung 1 vorzugsweise im einer Standby-Position, d.h., der Laserschwenkarm 53 wie ggf. auch der Untersuchungsschwenkarm 64 ist in Ruheposition am System vertikal hochgeschwenkt.

Der Patient wird auf der Patientenliege 10 platziert. Aufgrund des hochgeschwenkten Laserschwenkarms 53 ist dies bequem möglich.
Der Operateur positioniert dann die Höhe des Gerätekopfes 51 mittels eines Joysticks 60 an diesem Gerätekopf 51, mit dem die Translationsbewegung des Gerätekopfes 51 über der Gerätebasis 52 gesteuert werden kann. Dabei orientiert er sich an dem von der Kamera 59 gelieferten Bild, welches auf dem Therapiebildschirm 62 und/oder auf dem Planungsbildschirm 69 inklusive eines überlagerten Sinnbildes eines heruntergeschwenkten Laserschwenkarmes 53 sichtbar ist. Alternativ zum Joystick kann in anderen Ausführungen die Positionierung auch durch Eingaben an einem der beiden Bildschirme 62, 69 oder über Tasten an der Behandlungsvorrichtung 1 geschehen.
Der Operateur löst das motorische Herunterschwenken des Laserschwenkarms 53 in und gemeinsam mit seinem Schwenkarmgehäuse 56 aus; ein entsprechender hierfür verwendeter Taster ist in den Figuren nicht dargestellt. Durch die Vorpositionierung und die noch eingezogene Laseraustrittsöffnung 58 des Laserschwenkarms verbleibt ein Freiraum zwischen der Laseraustrittsöffnung 58 und dem Patientenauge 2, der günstig zwischen 50mm und 150mm groß ist.
Falls dies noch nicht in der Ruheposition des Laserschwenkarms 53 geschehen ist, wird nun ein Kontaktglas 45 an die Laseraustrittsöffnung 58 angesetzt. Das Festhalten des Kontaktglases an der Laseraustrittsöffnung 58 erfolgt mittels eines Unterdrucks. Das Ein- und Ausschalten des Festhaltens mittels Unterdrucks geschieht dabei, indem das Kontaktglas gegen die Laseraustrittsöffnung 58 gedrückt wird, diese dabei in ihrer eingezogenen Stellung noch geringfügig bewegt wird und den Schaltvorgang auslöst. Dies ist vorteilhaft gegenüber bislang üblichen Lasertherapiesystemen: Dort wird das Festhalten des Kontaktglases separat geschaltet. Somit passiert es, dass das Kontaktglas beim Lösen herunterfällt. In der hier beschriebenen Lösung hat der Operateur bzw. Bediener das Kontaktglas beim Schaltvorgang hingegen immer in der Hand.
Der Operateur veranlasst dann die Freigabe der Bewegung des Laserschwenkarms 53 innerhalb des Schwenkarmgehäuses 56 mittels einer Joystickdrehung des Joysticks 61 am Schwenkarmgehäuse 56, oder alternativ mittels eines nicht dargestellten separaten Tasters. In anderen Ausführungen ist auch ein automatisches Auslösen der Bewegung durch das angesetzte Kontaktglas möglich. Die Laseraustrittsöffnung 58 mit dem Kontaktglas bewegt sich dabei auf das Auge zu. Der Bewegungsweg beträgt dabei ungefähr 50mm, ein ganz allgemein sinnvoller Bereich für diesen Bewegungsweg ist 30mm bis 100mm. Damit verbleibt immer noch ein Sicherheitsabstand zum Auge, der ungefähr 30mm beträgt, bzw. ganz allgemein sinnvoll einen Wert zwischen 10mm und 100mm annimmt.
Schließlich erfolgt die Andockphase, also die Phase, in der das Kontaktglas 45 fixiert wird: Der Operateur steuert dabei mit dem Joystick 61 unter Beobachtung mittels des Videomikroskops 63 das Kontaktglas 45 auf das Auge 2 des Patienten. Bei Erreichen der richtigen Position wird die Fixierung des Auges durch ein Ansaugen des Auges am Kontaktglas 45 mit einem Taster am Joystick 61 veranlasst. In einer Ausgestaltung ist es möglich, die richtige Positionierung bzw. Zentrierung des Kontaktglases oder eines anderen Patienteninterfaces auf dem Auge unterstützen, indem das Videomikroskop-Bild verarbeitet und zur Steuerung des Gerätekopfes 51 herangezogen wird.
Damit kann nun schließlich der eigentliche Lasertherapieschritt durch Einschalten des Laserstrahls, der durch die Lasertherapieoptiken und die Laseraustrittsöffnung 58 geleitet und im Patientenauge 2 fokussiert wird, mittels eines Fußschalters, der hier nicht dargestellt wird, gestartet werden.
Nach Abschluss dieses Lasertherapieschritts wird das Ansaugen des Auges 45 mittels Unterdrucks gelöst, indem hier wieder der Druck erhöht wird, der Laserschwenkarm 53, und damit auch die Laseraustrittsöffnung 58, wieder in das Schwenkarmgehäuse 56 eingeschwenkt und der Gerätekopf 51 durch ein Verfahren in z-Richtung etwas hochgefahren. Damit ist wieder ein Sicherheitsabstand zum Auge vorhanden. Aus dieser Position heraus könnte nun gegebenenfalls erneut angedockt werden.
In der Regel ist dies jedoch nicht nötig. Das Kontaktglas 45 oder das Patienteninterface kann von der Laseraustrittsöffnung 58 abgenommen werden, wobei die Freigabe durch ein kurzes Drücken nach oben erfolgt.
Der Laserschwenkarm 53 wird nun zusammen mit seinem Schwenkarmgehäuse 56 wieder hochgeschwenkt, der Freiraum über dem Patienten ist wiederhergestellt. Es können nun weitere Arbeitsschritte durchgeführt werden, oder der Patient kann seine Position auf der Patientenliege 10 verlassen. Das Hochschwenken des Laserschwenkarms 53 mit seinem Schwenkarmgehäuse 6 wird elektronisch, hier durch einen Tastendruck, initiiert. Alternativ kann der Laserschwenkarms 53 mit seinem Schwenkarmgehäuse 56 manuell angeschoben werden, ein Positionssensor am Schwenkarmgehäuse erkennt dies, daraufhin übernimmt ein Motor die Bewegung.
Sollen jedoch beide Augen eines Patienten behandelt werden, so kann vor dem Hochschwenken des Laserschwenkarms 53 mit seinem Schwenkarmgehäuse 56 in seine Ruheposition der Gerätekopf 51 durch eine Translationsbewegung in x- und/oder y-Richtung über der Gerätebasis 52 so bewegt werden, dass der Laserschwenkarm 53 mit seinem Schwenkarmgehäuse 56 über dem anderen Auge positioniert wird. Eine Behandlung des zweiten Auges kann dann in gleicher Weise erfolgen, indem ein neues Kontaktglas 45 oder Patienteninterface an der Laseraustrittsöffnung 58 und mittels Unterdrucks festgehalten wird, und alle daraufhin folgenden Schritte wie oben beschrieben ausgeführt werden.
Am Gerätekopf 51 ist in diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 1 weiterhin auch ein Untersuchungsschwenkarm 64 um eine zweite Achse 66 schwenkbar befestigt, der eine Untersuchungseinrichtung, in diesem Fall ein Operationsmikroskop 65, enthält. Ein solches Operationsmikroskop ist beispielsweise für den zweiten Hauptarbeitsschritt der „SMILE“-Behandlung erforderlich oder zumindest angeraten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält das Operationsmikroskop 65 neben der notwendigen Beleuchtung eine Kamera zur Videoaufzeichnung und einen Spaltprojektor für erweiterte Beobachtungsmöglichkeiten.
Die Schwenkachse des Untersuchungsschwenkarms 64, also die zweite Achse 66, ist in einer besonders günstigen Lage im Raum positioniert. Diese erlaubt es, das Operationsmikroskop 65 am Untersuchungsschwenkarm 64 mit nur einer Schwenkbewegung aus seiner Ruheposition, in der der Untersuchungsschwenkarm 64 ebenfalls- entweder in einer ebenfalls senkrechten Position oder in einer schrägen Position - hochgeschwenkt ist, in seine Arbeitsposition zu bringen.
Auch diese Arbeitsposition wird durch eine Begrenzung der Drehbewegung des Untersuchungsschwenkarms 64 mittels eines Anschlages definiert. Sie hat dabei die besondere Eigenschaft, mit der Arbeitsposition des Laserschwenkarms 53 mit seiner zweiten Lasertherapieoptik und seiner Laseraustrittsöffnung 58 zusammenzufallen und damit eine Positionsänderung des Patienten während der Behandlung zu vermeiden.
Bei Vorhandensein eines solchen Untersuchungsschwenkarms 64 mit einem Operationsmikroskop 65 kann die vollständige SMILE-Behandlung mit der Behandlungsvorrichtung 1 durchgeführt werden. Dazu wird die Behandlung nach dem Hochschwenken des Laserschwenkarms 53 mit seinem Schwenkarmgehäuse 56 in seine Ruheposition nach der Beendigung des eigentlichen Lasertherapieschritts wie hier beschrieben, folgendermaßen fortgesetzt:

Der Operateur initiiert das motorische Herunterschwenken des Untersuchungsschwenkarms 64 durch Tastendruck. Der Motor bewegt den Untersuchungsschwenkarm 64 in seine Arbeitsposition, wo er auf einem Anschlag aufliegt. Die Arbeitsposition ist durch die günstige Wahl der Lage der beiden Schwenkachsen, also der ersten Achse 54 und der zweiten Achse 66 und die durch den Anschlag bestimmte Endposition des Untersuchungsschwenkarms 64 so bestimmt, dass das weiter zu behandelnde Auge direkt nach dem Herunterschwenken des Untersuchungsschwenkarmes 64 im Untersuchungsvolumen des Operationsmikroskop 65 liegt.

Geringfügige Korrekturen, sofern nötig, sind durch die Verstellung der Position des Gerätekopfes 51 zur Gerätebasis 52 mittels Translationsbewegungen möglich. Hierzu dient entweder der an der Gerätebasis 52 vorhandene Joystick 60, ein separates Fußschaltpult oder ein am Operationsmikroskop 65 vorhandener Joystick.
Ist der Untersuchungsschwenkarm 64 mit dem Operationsmikroskop 65 entsprechend positioniert, wird durch den Operateur die Lentikelextraktion durchgeführt.
Nach Beendigung der Lentikelextraktion wird der Untersuchungsschwenkarm 64 mit dem Operationsmikroskop 65 motorisch hochgeschwenkt und damit in seine Ruheposition zurückgeschwenkt. Dies kann mittels eines Tastendrucks oder aber - wie oben schon beschrieben für das Schwenkarmgehäuse 56 und den Laserschwenkarm 53 - durch ein Anschieben initiiert werden. Der Freiraum über dem Patienten ist damit wiederhergestellt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Planungsbildschirm nach 7 auf dem Bildschirm 69 der Planungseinrichtung 16 angezeigt werden, der Behandlungsbildschirm nach 8 kann wahlweise oder gemeinsam auf dem Planungsbildschirm 69, dem Therapiebildschirm 62 angezeigt oder in das Bild des Videomikroskops 63 eingebracht oder diesem überlagert werden.
Mit dieser Lösung kann der Operateur (Arzt) unmittelbar vor der Auslösung der Behandlung die gewünschte Zentrierung überprüfen und bei Bedarf korrigierend eingreifen, wenn die eingestellte Zentrierung nicht seinen Vorstellungen entspricht.
Bei der Festlegung des geplanten Zentrierziels kann der Arzt auch mehrere anatomische Merkmale (bspw. Pupille und Limbus) heranziehen.
Die Darstellung des Videomikroskops und des Behandlungsbildschirmes nach 8 kann auch mit Hilfe eines Head-up-Displays vorgenommen werden.
Die Visualisierung des Zentrierziels kann auch in an sich bekannter Weise mit einem Zielstrahllaser erfolgen.
Bei der Eingabe der Zentrierung wird vorzugsweise auf das vom Diagnosegerät verwendete Koordinatensystem zurückgegriffen, bei der anschließenden Berechnung der Schnittgeometrien wird im Allgemeinen in das Koordinatensystem der Behandlungsvorrichtung transformiert.
Vorteilhaft kann aus den Diagnosedaten mittels eines Algorithmus ein bevorzugtes Zentrierziel vorgeschlagen werden, wobei der Arzt auch zwischen verschiedenen Algorithmen wählen könnte. In einer Erweiterung könnte auch vorgesehen sein, dass der Arzt diese Algorithmen konfigurieren kann um sie seinen Bedürfnissen oder Erfahrungen anzupassen. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn ein solcher Algorithmus die Behandlungsdaten früherer Behandlungen berücksichtigt.
Zusätzlich sei noch angemerkt, dass die Behandlungsvorrichtung 1 bzw. die Planungseinrichtung 16 natürlich auch die Durchführung des zuvor allgemein erläuterten Verfahrens konkret realisiert.
Eine weitere Ausführungsform der Planungseinrichtung besteht in Form eines Computerprogramms bzw. eines entsprechenden Datenträgers mit einem Computerprogramm, der die Planungseinrichtung auf einem entsprechenden Computer realisiert, so dass die Eingabe der Messdaten über geeignete Datenübertragungsmittel an den Computer erfolgt und die Steuerdaten von diesem Computer an das Steuergerät 11 übertragen werden, wozu wiederum dem Fachmann bekannte Datenübertragungsmittel in Frage kommen.
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung dargestellt wurde, sind die Darstellung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht einschränkend anzusehen. Es versteht sich, dass Änderungen und Modifikationen durch den Fachmann innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche vorgenommen werden können. Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung weitere Ausführungsformen mit einer beliebigen Kombination von Merkmalen unterschiedlicher oben und unten beschriebenen Ausführungsformen.
Die erfindungsgemäße Lösung, bei der Planung eine Zentrierung der Laserbehandlung vorzunehmen ist im Übrigen auch bei der LASIK-Behandlung mittels eines Excimerlasers bevorzugt anwendbar. Dabei werden zwar keine Schnitte erzeugt, aber eine Zentrierung der geplanten Behandlung relativ zu einer geometrischen Größe des Auges kann in analoger Weise erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010012616 A1 [0012]
DE 102005040338 A1 [0039]
DE 69500997 T2 [0042]
DE 102007019813 A1 [0048]

Claims

Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Behandlungsvorrichtung zur Augenchirurgie, die mittels einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche einer Hornhaut erzeugt, wobei die Planungseinrichtung Berechnungsmittel zum Festlegen der Hornhaut-Schnittflächen aufweist, wobei die Berechnungsmittel die Hornhaut-Schnittflächen festlegen, und für die Hornhaut-Schnittflächen einen Steuerdatensatz zur Ansteuerung der Lasereinrichtung erzeugen, gekennzeichnet dadurch, dass die Berechnungsmittel die Hornhaut-Schnittflächen so bestimmen, dass eine weitgehend freie Zuordnung zu geometrischen Größen des Auges ermöglicht ist.
Planungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Zuordnung zu geometrischen Größen durch eine Zentrierung der Schnittflächen in Bezug auf diese erfolgt.
Planungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die geometrischen Größen des Auges aus der Gruppe Pupille, Pupillenzentrum, Limbus, Vertex gewählt werden.
Behandlungsvorrichtung zur Augenchirurgie, die - eine Lasereinrichtung aufweist, welche mittels Laserstrahlung gemäß Steuerdaten zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut erzeugt, und - eine Planungseinrichtung zum Erzeugen der Steuerdaten nach Anspruch 1 aufweist, wobei die Planungseinrichtung die Hornhaut-Schnittflächen so bestimmt, dass eine weitgehend freie Zuordnung zu geometrischen Größen des Auges ermöglicht ist.
Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, dass diese so eingerichtet ist, dass vor dem Beginn der Behandlung eine Veränderung der Zentrierung der Schnittflächen vorgenommen werden kann.
Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Behandlungsvorrichtung zur Augenchirurgie, die mittels einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut erzeugt, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Bereitstellen von Hornhaut-Daten, vorzugsweise basierend auf Daten einer Refraktionskorrektur, Festlegen der Hornhaut-Schnittflächen, und Erzeugen eines Steuerdatensatzes für die Hornhaut-Schnittflächen zur Ansteuerung der Lasereinrichtung, wobei die Hornhaut-Schnittflächen so bestimmt werden, dass eine weitgehend freie Zuordnung zu geometrischen Größen des Auges ermöglicht ist.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass eine Veränderung der Zentrierung der Schnittflächen vorgenommen werden kann.
Verfahren zur Augenchirurgie, wobei mittels einer Behandlungsvorrichtung mit einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut erzeugt werden, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Bereitstellen von Hornhaut-Daten, vorzugsweise basierend auf Daten einer Refraktionskorrektur, Festlegen der Hornhaut-Schnittflächen, umfassend vorzugsweise einen Lentikelschnitt und einen Cap-Schnitt, auf Basis der Hornhaut-Daten, und Erzeugen eines Steuerdatensatzes für die Hornhaut-Schnittflächen, Übertragen der Streuerdaten zur Behandlungsvorrichtung und Erzeugen der Schnittflächen durch Ansteuern der Lasereinrichtung mit dem Steuerdatensatz, wobei die Hornhaut-Schnittflächen so bestimmt werden, dass eine weitgehend freie Zuordnung zu geometrischen Größen des Auges ermöglicht ist.
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, dass vor dem Beginn der Behandlung eine Veränderung der Zentrierung der Schnittflächen vorgenommen werden kann
Benutzerschnittstelle, welche so eingerichtet ist, dass bei der Planung oder vor dem Beginn der Behandlung eine Veränderung der Zentrierung der Schnittflächen vorgenommen werden kann.
Computerprogrammprodukt mit Programm-Code der bei Ausführung auf einem Computer das Verfahren nach einem der Ansprüche 6, 7, 8, 9, 10 ausführt.
Datenträger mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 11.