DE102020104681A1

DE102020104681A1 - Behandlungsvorrichtung für die Abtrennung eines Volumenkörpers aus einem Auge, Verfahren, Computerprogramm sowie computerlesbares Medium

Info

Publication number: DE102020104681A1
Application number: DE102020104681.2A
Authority: DE
Inventors: Samuel Arba Mosquera
Original assignee: Schwind Eye Tech Solutions GmbH
Current assignee: Schwind Eye Tech Solutions GmbH
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2040-02-22
Also published as: DE102020104681B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung (10) für die Abtrennung eines Volumenkörpers (12) mit einer vordefinierten posterioren Grenzfläche (14) und einer vordefinierten anterioren Grenzfläche (16) mit mindestens einem augenchirurgischen Laser (18) für die Abtrennung des Volumenkörpers (12) aus einem menschlichen oder tierischen Auge (40) mittels Photodisruption und mit mindestens einer Steuereinrichtung (20) für den oder die Laser (18) und mit mindestens einer Patientenschnittstelle (42), welche eine flexible Membran (44) mit einer Kontaktoberfläche (46) zum Kontaktieren einer Kornea des Auges (40) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem Steuersignal (48) der Steuereinrichtung (20) einen Krümmungsradius (50) der Kontaktoberfläche (46) einzustellen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium.

Description

Die Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit einer vordefinierten posterioren Grenzfläche und einer vordefinierten anterioren Grenzfläche mit mindestens einem augenchirurgischen Laser für die Abtrennung des Volumenkörpers mit den vordefinierten Grenzflächen aus einem menschlichen oder tierischen Auge mittels Photodisruption. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Behandlungsvorrichtung, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium.
Trübungen und Narben innerhalb der Hornhaut (Kornea), die durch Entzündungen, Verletzungen oder angeborene Erkrankungen entstehen können, beeinträchtigen das Sehvermögen. Insbesondere für den Fall, dass diese krankhaften und/oder unnatürlich veränderten Bereiche der Hornhaut in der Sehachse des Auges liegen, wird eine klare Sicht erheblich gestört. Augenchirurgische Laser werden zudem für die Korrektur von Fehlsichtigkeiten basierend auf optischen Fehlern des Auges verwendet. Insbesondere bei der photorefraktiven Keratektomie (PRK), bei der Laser-epithelialen Keratomileusis (LASIK), der epithelialen Laser-in-situ-Keratomileusis (Epi-LASIK) oder der transepithelialen photorefraktiven Keratektomie (Trans-PRK) kommen augenchirurgische Lasers zum Einsatz. Hierzu sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Laserverfahren mittels entsprechenden Behandlungsvorrichtungen gegeben, welche einen Volumenkörper aus der Hornhaut abtrennen können und so die Sicht für einen Patienten verbessern können. Es handelt sich bei diesen Laserverfahren um einen invasiven Eingriff, so dass es für den Patienten von besonderem Vorteil ist, wenn der Eingriff in einer möglichst kurzen Zeit und in einem besonders effizientem Maße durchgeführt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Behandlungsvorrichtung, ein Verfahren zum Betreiben einer Behandlungsvorrichtung, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium zu schaffen, mittels welchen eine effiziente, sichere und schnelle Behandlung eines Auges gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Behandlungsvorrichtung, ein Verfahren zum Betreiben einer Behandlungsvorrichtung, Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Behandlungsvorrichtung als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens, des Computerprogramms und des computerlesbaren Mediums und umgekehrt anzusehen sind.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung für die Abtrennung eines Volumenkörpers mit einer vordefinierten posterioren Grenzflächen und einer vordefinierten anterioren Grenzfläche, mit mindestens einem augenchirurgischen Laser für die Abtrennung des Volumenkörpers aus einem menschlichen oder tierischen Auge mittels Photodisruption, mit mindestens einer Steuereinrichtung für den oder die Laser und mit mindestens einer Patientenschnittstelle, welche eine flexible Membran mit einer Kontaktoberfläche zum Kontaktieren einer Kornea des Auges aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Steuereinrichtung oder einer weiteren Steuereinrichtung der Behandlungsvorrichtung einen Krümmungsradius der Kontaktoberfläche einzustellen.
Dadurch ist es ermöglicht, dass eine effiziente, sichere und schnelle Behandlung, insbesondere eine optische Korrektur, eines Auges durchgeführt werden kann. Insbesondere wird somit die Behandlungsvorrichtung mit der Patientenschnittstelle bereitgestellt, welche eine flexible Membran aufweist, so dass unterschiedliche Krümmungsradien der Kontaktoberfläche eingestellt werden können. Dadurch ist es ermöglicht, dass in Abhängigkeit von einer Patienteninformation, insbesondere in Abhängigkeit des gewünschten Korrekturwerts sowie einer Krümmung der Hornhaut, ein dazu passender Krümmungsradius an der flexiblen Membran eingestellt wird.
Bei der anterioren Grenzfläche handelt es sich insbesondere um die der Korneoberfläche näherer Grenzfläche. Bei der posterioren Grenzfläche handelt es sich insbesondere um die tieferliegende Grenzfläche und ist somit weiter entfernt von der Korneaoberfläche.
Die Patientenschnittstelle wird insbesondere auch als Patienten-Interface (PI) bezeichnet. Mittels der Patientenschnittstelle wird während einer Behandlung des Auges mittels der Behandlungsvorrichtung das Auge fixiert, beispielsweise angesaugt, so dass eine präzise Behandlung des Auges mit dem Laser durchgeführt werden kann. Ferner stellt die Patientenschnittstelle eine Verbindung zwischen dem Laser und der Korneaoberfläche dar.
Insbesondere nutzt dabei die Erfindung, dass die Oberfläche der Kornea mittels der Patientenschnittstelle angesaugt wird. Mit anderen Worten verformt sich die Oberfläche der Kornea und kann sich insbesondere dann an den Krümmungsradius der Kontaktoberfläche anpassen. Dadurch ist es ermöglicht, dass die Kavitationsblasen zur Erzeugung des Volumenkörpers derart erzeugt werden können, sodass eine verbesserte Erzeugung des Volumenkörpers bereits bei geringeren Tiefen innerhalb der Hornhaut realisiert werden kann. Die anteriore Grenzfläche, also die höherliegende Grenzfläche, in der Hornhaut wird vorliegend insbesondere im Wesentlichen parallel zur Hornhautoberfläche erzeugt. Durch das Verformen der Hornhaut mittels der Patientenschnittstelle kann nun der anteriore „Schnitt“ in einem oberen Bereich angesetzt werden, sodass eine tieferliegende Stroma unberührt bleiben kann. Die tatsächliche Form des Volumenkörpers und die eigentliche Korrektur entstehen somit erst, wenn die Patientenschnittstelle nicht mehr das Auge kontaktiert.
Insbesondere kann die Erzeugung der Grenzflächen mit der gleichen Anzahl von Kavitationsblasen, mit dem gleichen Abstand in der Fläche und dem identischen Volumen erzeugt werden, wobei die Überlappung der beiden Grenzflächen verbessert ist. Insbesondere wird somit der Volumenkörper näher an der Korneaoberfläche erzeugt, sodass eine Verletzung der Stroma verhindert werden kann.
Die Behandlungsvorrichtung ist insbesondere als Rotationsscanner ausgebildet. Die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung ermöglicht es, dass bei der Verwendung üblicher ablativer Behandlungsvorrichtungen auftretende Nachteile, nämlich relativ lange Behandlungszeiten und relativ hoher Energieeintrag durch den Laser in die Hornhaut, zuverlässig vermieden werden. Diese Vorteile werden insbesondere durch die Ausbildung des augenchirurgischen Lasers als photodisruptiver Laser erzielt.
Die Steuerung des Lasers und das Einstellen des Krümmungsradius können insbesondere derart erfolgen, dass topographische und/oder pachymetrische und/oder morphologische Daten der Kornea berücksichtigt werden. Insbesondere können somit topographische und/oder pachymetrische Vermessungen der zu behandelnden Hornhaut sowie der Art, der Lage und des Umfangs des beispielsweise krankhaften und/oder unnatürlichen veränderten Bereichs innerhalb der Stroma der Kornea sowie entsprechende Fehlsichtigkeiten des Auges berücksichtigt werden. Insbesondere werden Steuerdatensätze zumindest durch ein Bereitstellen von topographischen und/oder pachymetrischen und/oder morphologischen Daten der unbehandelten Kornea und ein Bereitstellen von topographischen und/oder pachymetrischen und/oder morphologischen Daten des zu entfernenden krankhaften und/oder unnatürlich veränderten Bereichs innerhalb der Kornea oder unter Berücksichtigung entsprechender optischer Korrekturen zur Behebung der Fehlsichtigkeiten erzeugt.
Durch die flexible Membran können unterschiedliche Krümmungsradien eingestellt werden. Ein Steuersignal, welches beispielsweise auf Basis von Patienteninformationen erzeugt wird, kann der Krümmungsradius entsprechend anpassen. Damit kann beispielsweise durch Ansaugen oder Heranziehen der flexiblen Membran, welche insbesondere durch eine Halteeinrichtung seitlich an der Patientenschnittstelle fixiert ist, der Krümmungsradius entsprechend eingestellt werden.
Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass in Abhängigkeit der gewünschten Korrektur der Krümmungsradius eingestellt wird. Beispielsweise kann für die Erzeugung der posterioren Grenzfläche ein erster Krümmungsradius eingestellt werden und für die Erzeugung der anterioren Grenzfläche ein zweiter Krümmungsradius eingestellt werden. Dadurch können insbesondere zwei flache Grenzflächen generiert werden, welche insbesondere nach der Kontaktierung zwischen dem Auge und der Patientenschnittstelle den Volumenkörper ergeben. Mit anderen Worten wird die anteriore Grenzfläche mit einem ersten Krümmungsradius im Wesentlichen parallel zur Korneaoberfläche erzeugt und die posteriore Grenzfläche wird mit einem zweiten Krümmungsradius im Wesentlichen parallel erzeugt, wobei sich die beiden Grenzflächen aufgrund der Verformung des Auges während der Erzeugung der jeweiligen Grenzflächen schneiden. Insbesondere muss somit keine aufwändige Einstellung des Lasers in einer Tiefenrichtung bezüglich des Auges eingestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die flexible Membran dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Steuersignal zwischen einen im Wesentlichen unendlichen Krümmungsradius und einem Krümmungsradius von 8mm eingestellt zu werden.
Insbesondere kann der Krümmungsradius auch weniger als 8mm sein, beispielsweise 7,5mm oder 7mm. Mittels des 8mm Krümmungsradius ist es beispielsweise ermöglicht, dass eine Korrektur von unter -12 Dioptrien durchgeführt werden kann. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die flexible Membran dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Steuersignal den Krümmungsradius derart einzustellen, dass eine im Wesentlichen flache Kontaktoberfläche eingestellt ist. Insbesondere kann beispielsweise die posteriore Grenzfläche mittels der flach eingestellten Kontaktoberfläche erzeugt werden. Somit können insbesondere geringe Dioptrienzahlen korrigiert werden. Mit anderen Worten ist der Krümmungsradius insbesondere im Wesentlichen unendlich. Dadurch ist es ermöglicht, dass die Hornhaut derart verformt wird, dass eine anteriore Grenzfläche im Wesentlichen parallel zur Hornhautoberfläche während der Erzeugung der Laserpulse erzeugt werden kann. Dadurch kann die anteriore Grenzfläche vorteilhaft in der Nähe der Oberfläche der Kornea erzeugt werden, sodass das posteriores Gewebe innerhalb der Kornea vergrößert ist, wodurch eine effizientere Behandlung realisiert ist. Beispielsweise kann mittels der flachen Kontaktoberfläche bei der Erzeugung eines bikonvexen Volumenkörpers eine Korrektur am Auge von bis zu -4 Dioptrien durchgeführt werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zwischen der flachen Kontaktoberfläche und dem Krümmungsradius von 8mm jegliche Krümmungsradien stufenlos eingestellt werden können, so dass unterschiedliche Korrekturen durchgeführt werden können. Insbesondere können jegliche Zwischenradien bis zu einem Krümmungsradius von 8mm eingestellt werden, wodurch eine flexible Behandlung ermöglicht ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Behandlungsvorrichtung zum Erzeugen eines bikonvexen oder eines bikonkaven oder eines plano-konvexen oder eines plano-konkaven Volumenkörpers ausgebildet. Insbesondere können somit unterschiedliche geometrische Formen des Volumenkörpers erzeugt werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass unterschiedliche Korrekturen mittels des Volumenkörpers erzeugt werden können. Somit ist es ermöglicht, dass eine vorteilhafte Korrektur für das Sehverhalten realisiert werden kann, wobei gleichzeitig der Volumenkörper nicht tiefer in der Stroma erzeugt werden muss.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Behandlungsvorrichtung mindestens eine weitere Patientenschnittstelle mit einer weiteren flexiblen Membran aufweist, welche zum Kontaktieren mit der Kornea ausgebildet ist, wobei die weitere Patientenschnittstelle einen zu einem Durchmesser der Patientenschnittstelle unterschiedlichen weiteren Durchmesser aufweist. Dadurch ist es ermöglicht, dass mittels der Behandlungsvorrichtung auch unterschiedliche Durchmesser von unterschiedlichen Augen behandelt werden können. Beispielsweise können Augen von unterschiedlichen Patienten einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen, wobei mit den weiteren Patientenschnittstellen somit unterschiedliche Augen mit unterschiedlichen Durchmessern behandelt werden können. Somit ist die Behandlungsvorrichtung hoch flexibel für eine Vielzahl von unterschiedlichen Patienten einsetzbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, das Steuersignal derart zu erzeugen, dass die flexible Membran zur Erzeugung der anterioren Grenzfläche einen unterschiedlichen Krümmungsradius einstellt als bei der Erzeugung der posterioren Grenzfläche. Insbesondere ist es somit ermöglicht, dass sowohl bei der Erzeugung der anterioren Grenzfläche als auch bei der Erzeugung der posterioren Grenzfläche ein im Wesentlichen flacher „Schnitt“ erzeugt werden kann, wobei nach dem „Loslassen“ des Auges dann der Volumenkörper erzeugt werden kann. Beispielsweise kann beim Erzeugen der posterioren Grenzfläche, also dem tieferliegenden Schnitt, der Krümmungsradius 376mm aufweist und in der vorgegebenen Tiefe durchgeführt werden. Die flexible Membran wird nach dem Erzeugen der posterioren Grenzfläche entsprechend eingestellt und weist einen kleineren Krümmungsradius, beispielsweise kann die Kontaktoberfläche flach ausgebildet sein, wobei die anteriore Grenzfläche dann der Kornea erzeugt wird. Nach dem „Loslassen“ des Auges von der Patientenschnittstelle kann dann beispielsweise eine Korrektur von -1 Dioptrien durchgeführt werden. Beispielsweise kann bei einem -12,5 Dioptrien Korrekturwert die posteriore Grenzfläche bei einem 30mm Krümmungsradius durchgeführt werden. Insbesondere wird zum Erzeugen des Volumenkörpers die Hornhaut beziehungsweise das Auge nur einmalig angesaugt und kontaktiert, wodurch eine effiziente Behandlung ermöglicht ist. Somit kann während einer einzigen Behandlung und mit einem einzigen Ansaugvorgang zuverlässig der Volumenkörper erzeugt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die Behandlungsvorrichtung eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben von einer Patienteninformation durch einen Nutzer der Behandlungsvorrichtung auf, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der eingegebenen Patienteninformation den Krümmungsradius der flexiblen Membran einzustellen. Insbesondere kann somit vorgesehen sein, dass die Patienteninformation durch die Steuereinrichtung ausgewertet wird. In Abhängigkeit dieser Auswertung wird dann automatisch durch die Steuereinrichtung der Krümmungsradius eingestellt. Insbesondere wird der Krümmungsradius in Abhängigkeit von der Oberflächenkrümmung der Kornea sowie durch den vorgegebenen Korrekturwert ausgewählt. Somit kann hochautomatisiert die Behandlungsvorrichtung betrieben werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die Behandlungsvorrichtung eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben von einer Patienteninformation durch einen Nutzer der Behandlungsvorrichtung auf, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der eingegebenen Patienteninformation eine Empfehlung zur Einstellung des Krümmungsradius der flexiblen Membran für den Nutzer auszugeben. Beispielsweise kann die Behandlungsvorrichtung hierzu eine Ausgabeeinrichtung aufweisen, auf welcher der empfohlene Krümmungsradius angezeigt werden kann. Somit ist es für einen Nutzer intuitiv ermöglicht, den von der Steuereinrichtung vorgeschlagenen Krümmungsradius auszusuchen und entsprechend auszuwählen.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Krümmungsradius mittels der Formel: $R_{P i} = \frac{(n_{c o r n e a} - n_{a i r})}{c o r n e a l_{p l a n e}}$
bestimmt ist, wobei R_Pi dem Krümmungsradius, corneal_plane einem vorgegebenen optischen Korrekturwert, n_corneal einem Brechungsindex der Kornea und nair einem Brechungsindex der Luft entsprechen. Beispielsweise können n_corneal zwischen 1,3 und 1,5 und nair zwischen 1,0 und 1,1 vorgegeben werden. Insbesondere kann dadurch vorteilhaft der Krümmungsradius mittels der Formel: $R_{P i} = \frac{- 376}{c o r n e a l_{p l a n e}}$
bestimmt werden.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn in Abhängigkeit von dem eingestellten Krümmungsradius eine Tiefe relativ zur einer Oberfläche der Kornea der anterioren Grenzfläche und der posterioren Grenzfläche mittels der Steuereinrichtung bestimmt ist. Somit kann die Tiefe der „Schnitte“ bestimmt werden. Insbesondere sind die Grenzflächen in einem geringen Abstand zur Oberfläche der Kornea, so dass eine Verletzung der Stroma verhindert werden kann. Insbesondere durch die Verformung der Kornea mittels der flexiblen Membran können die Grenzflächen nahe der Korneaoberfläche erzeugt werden, wodurch eine effizientere Erzeugung des Volumenkörpers realisiert werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Behandlungsvorrichtung weist die Behandlungsvorrichtung eine Speichereinrichtung zur zumindest temporären Speicherung von zumindest einem Steuerdatensatz auf, wobei der oder die Steuerdatensätze Steuerdaten zur Positionierung und/oder Fokussierung einzelner Laserpulse in der Kornea umfassen und mindestens eine Strahleinrichtung zur Strahlführung und/oder Strahlformung und/oder Strahlablenkung und/oder Strahlfokussierung eines Laserstrahls des Lasers umfasst. Die genannten Steuerdatensätze werden dabei üblicherweise anhand einer gemessenen Topographie und/oder Pachymetrie und/oder Morphologie der zu behandelnden Kornea und/oder der Art des zu entfernenden, krankhaft und/oder unnatürlich veränderten Bereichs innerhalb der Hornhaut und/oder der zu korrigierenden Fehlsichtigkeit des Auges, erzeugt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist der Laser dazu ausgebildet, Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 Nanometer und 1400 Nanometer, insbesondere zwischen 700 Nanometer und 1200 Nanometer, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und einer 1 ns, insbesondere zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 kHz insbesondere zwischen 100 kHz und 100 MHz, abgibt. Derartige Laser werden bereits für photodisruptive Verfahren in der Augenchirurgie verwendet. Das hergestellte Lentikel, welches dem Volumenkörper entspricht, wird anschließend über einen Schnitt in der Kornea entnommen. Die Verwendung von photodisruptiven Lasern bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weist zudem den Vorteil auf, dass die Bestrahlung der Hornhaut nicht in einem Wellenlängenbereich unter 300 nm erfolgen soll. Dieser Bereich wird in der Lasertechnik unter dem Begriff „tiefes Ultraviolett“ subsumiert. Dadurch wird vorteilhafterweise vermieden, dass durch diese sehr kurzwelligen und energiereichen Strahlen eine unbeabsichtigte Schädigung der Hornhaut erfolgt. Photodisruptive Laser der hier verwendeten Art bringen üblicherweise gepulste Laserstrahlung mit einer Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns in das Korneagewebe ein. Dadurch kann die für den optischen Durchbruch notwendige Leistungsdichte des jeweiligen Laserpulses räumlich eng begrenzt werden, sodass eine hohe Schnittgenauigkeit bei der Erzeugung der Grenzflächen gewährleistet ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Behandlungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei in Abhängigkeit von einer Eingabe von einer Patienteninformation eines Nutzers der Behandlungsvorrichtung an einer Eingabeeinrichtung der Behandlungsvorrichtung mittels einer Steuereinrichtung der Behandlungsvorrichtung ein Krümmungsradius einer flexiblen Membran einer Patientenschnittstelle mit einer Kontaktoberfläche dem Nutzer vorgeschlagen oder von der der Steuereinrichtung eingestellt wird.
Weitere Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jedes Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des jeweils anderen Erfindungsaspekts anzusehen sind.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Behandlungsvorrichtung gemäß dem ersten Erfindungsaspekt die Verfahrensschritte gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt ausführt. Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf den das Computerprogramm gemäß dem dritten Erfindungsaspekt gespeichert ist. Weitere Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen des ersten und zweiten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jedes Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des jeweils anderen Erfindungsaspekts anzusehen sind.
Weitere Merkmale ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtu ng;
2 eine weitere schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtu ng;
3 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtu ng.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung 10 mit einem augenchirurgischen Laser 18 für die Abtrennung eines vordefinierten Hornhautvolumens/Korneavolumens beziehungsweise Volumenkörpers 12 mit vordefinierten Grenzflächen 14, 16 einer Kornea eines menschlichen oder tierischen Auges mittels Photodisruption. Man erkennt, dass neben dem Laser 18 eine Steuereinrichtung 20 für den Laser 18 ausgebildet ist, sodass dieser gepulste Laserpulse beispielsweise in einem vordefinierten Muster in die Kornea abgibt, wobei die Grenzflächen 14, 16 des abzutrennenden Volumenkörpers 12 durch das vordefinierte Muster mittels Photodisruption erzeugt werden. Die Grenzflächen 14, 16 bilden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen lentikelartigen Volumenkörper 12 aus, wobei die Position des Volumenkörpers 12 in diesem Ausführungsbeispiel derart gewählt ist, dass ein krankhafter und/oder unnatürlich veränderter Bereich 32 (siehe 2) innerhalb einer Stroma 36 der Kornea umschlossen wird. Des Weiteren ist aus 1 erkennbar, dass zwischen der Stroma 36 und einem Epithelium 28 die so genannte Bowman Membran 38 ausgebildet ist.
Des Weiteren erkennt man, dass der durch den Laser 18 erzeugte Laserstrahl 24 mittels einer Strahleinrichtung 22, nämlich einer Strahlablenkungsvorrichtung, wie zum Beispiel einem Rotationscanner, in Richtung einer Oberfläche 26 der Hornhaut abgelenkt wird. Die Strahlablenkvorrichtung wird ebenfalls durch die Steuereinrichtung 20 gesteuert, um das genannte vordefinierte Muster in der Hornhaut zu erzeugen.
Bei dem dargestellten Laser 18 handelt es sich um einen photodisruptiven Laser der ausgebildet ist, Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1400 nm, vorzugsweise zwischen 700 nm und 1200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, vorzugsweise zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 KHz, vorzugsweise zwischen 100 KHz und 100 MHz, abzugeben.
Die Steuereinrichtung 20 weist zudem eine Speichereinrichtung (nicht dargestellt) zur zumindest temporären Speicherung von mindestens einem Steuerdatensatz 50 (3) auf, wobei der oder die Steuerdatensätze 50 Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Kornea umfassen. Die Positionsdaten und/oder Fokussierungsdaten der einzelnen Laserpulse werden anhand einer zuvor gemessenen Topografie und/oder Pachymetrie und/oder der Morphologie der Hornhaut und dem beispielsweise zu entfernenden, krankhaften und/oder unnatürlich veränderten Bereich 32 oder der zu erzeugenden optischen Fehlsichtigkeitskorrektur innerhalb der Stroma 36 des Auges erzeugt.
2 zeigt eine Prinzipdarstellung der Erzeugung des abzutrennenden Volumenkörpers 12. Man erkennt, dass mittels des gepulsten Laserstrahls 24, der über die Strahlablenkvorrichtung 22 in Richtung der Kornea beziehungsweise in Richtung der Oberfläche 26 der Kornea gelenkt wird, die Grenzflächen 14, 16 erzeugt werden. Die Grenzflächen 14, 16 bilden dabei einen lentikelartigen Volumenkörper 12 aus, der beispielsweise den krankhaften und/oder unnatürlich veränderten Bereich 32 innerhalb der Stroma 36 umschließt. Des Weiteren erzeugt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Laser 18 einen weiteren Schnitt 34, der in einem vordefinierten Winkel und mit einer vordefinierten Geometrie den Volumenkörper 12 schneidet und bis zu der Oberfläche 26 der Kornea ausgebildet ist. Der durch die Grenzflächen 14, 16 definierte Volumenkörper 12 kann dann über den Schnitt 34 aus der Kornea entfernt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der krankhafte und/oder unnatürlich veränderte Bereich 32 innerhalb der Stroma 36 und außerhalb einer optischen Achse 30 eines Auges 40 (3) ausgebildet.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird zunächst mittels des Laserstrahls 24 die Grenzfläche 14, das heißt die tiefer im Auge 40 beziehungsweise der Stroma 36 liegende Grenzfläche ausgebildet, wobei diese dann der posterioren Grenzfläche 14 entspricht. Dies kann durch ein zumindest teilweise kreis- und/oder spiralförmiges Führen des Laserstrahls 24 gemäß einem vordefinierten Muster erfolgen. Anschließend wird auf vergleichbare Art und Weise die Grenzfläche 16 erzeugt, welche dann der anterioren Grenzfläche 16 entspricht, sodass die Grenzflächen 14, 16 den lentikelförmigen Volumenkörper 12 (siehe auch 1) ausbilden. Anschließend wird der Schnitt 34 ebenfalls mit dem Laser 18 erzeugt. Die Reihenfolge der Erzeugung der Grenzflächen 14, 16 und des Schnitts 34 kann jedoch auch geändert werden.
3 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung 10. Die Behandlungsvorrichtung 10 ist für die Abtrennung des Volumenkörpers 12 mit der vordefinierten posterioren Grenzfläche 14 und der vordefinierten anterioren Grenzfläche 16 ausgebildet und weist insbesondere den oder die Laser 18 für die Abtrennung des Volumenkörpers 12 aus einem menschlichen oder tierischen Auge 40 mittels Photodisruption auf. Ferner weist die Behandlungsvorrichtung 10 die Steuereinrichtung 20 für den oder die Laser 18 auf. 3 zeigt insbesondere, dass die Behandlungsvorrichtung 10 eine Patientenschnittstelle 42 aufweist, welche eine flexible Membran 44 mit einer Kontaktoberfläche 46 zum Kontaktieren einer Kornea des Auges 40 aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem Steuersignal 48 der Steuereinrichtung 20 einen Krümmungsradius 50 der Kontaktoberfläche 46 einzustellen.
Die Verstellung des Krümmungsradius 50 ist insbesondere durch den Doppelpfeil 52 dargestellt. Insbesondere kann beispielsweise durch Ansaugen der flexiblen Membran 44 der Krümmungsradius 50 eingestellt werden.
Die flexible Membran 44 ist insbesondere dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Steuersignal 48 einen Krümmungsradius 50 von 8mm einzustellen. Ferner kann vorgesehen sein, dass die flexible Membran 44 dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Steuersignal 48 den Krümmungsradius 50 derart einzustellen, dass eine im Wesentlichen flache Kontaktoberfläche 46 eingestellt ist.
Die Behandlungsvorrichtung 10 ist insbesondere zum Erzeugen eines bikonvexen oder eines bikonkaven oder eines plano-konkaven Volumenkörpers 12 ausgebildet. Insbesondere ist es durch die Erzeugung der unterschiedlichen Formen des Volumenkörpers 12 ermöglicht, dass eine zuverlässige und effiziente Korrektur mittels des Volumenkörpers 12 durchgeführt werden kann. Insbesondere können auf Basis der unterschiedlichen Krümmungsradien 50 die unterschiedlichen Geometrien erzeugt werden.
Die 3 zeigt ferner, dass die Behandlungsvorrichtung 10 mindestens eine weitere Patientenschnittstelle 54 aufweisen kann, wobei die weitere Patientenschnittstelle 54 eine weitere flexible Membran 56 mit einer weiteren Kontaktoberfläche 62 aufweist, welche zum Kontaktieren mit der Kornea ausgebildet ist, wobei die weitere Patientenschnittstelle 54 einen zu einem Durchmesser B1 der Patientenschnittstelle 42 unterschiedlichen weiteren Durchmesser B2 aufweisen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser B1 kleiner ausgebildet als der weitere Durchmesser B2. Insbesondere können somit unterschiedliche Durchmesser von Augen 40 behandelt werden.
Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 20 dazu ausgebildet ist, das Steuersignal 48 derart zu erzeugen, dass die flexible Membran 44 zur Erzeugung der anterioren Grenzfläche 14 einen unterschiedlichen Krümmungsradius 50 einstellt als bei der Erzeugung der posterioren Grenzfläche 16. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 20 dazu ausgebildet sein, das Steuersignal 48 derart zu erzeugen, dass bei der Erzeugung der posterioren Grenzfläche 16 die flexible Membran 44 einen geringeren Krümmungsradius 50 aufweist als bei der Erzeugung der anterioren Grenzfläche 14.
Ferner zeigt die 3, dass die Behandlungsvorrichtung 10 eine Eingabeeinrichtung 58 zum Eingeben von einer Patienteninformation durch einen Nutzer der Behandlungsvorrichtung 10 aufweist, wobei die Steuereinrichtung 20 dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der eingegebenen Patienteninformation den Krümmungsradius 50 einzustellen. Alternativ kann die Behandlungsvorrichtung 10 in Abhängigkeit von der eingegebenen Patienteninformation eine Empfehlung zum Einstellen des Krümmungsradius 50. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Behandlungsvorrichtung 10 eine Ausgabeeinrichtung 60 aufweist, sodass für den Nutzer optisch die Empfehlung der jeweiligen Patientenschnittstelle 42, 48, 54 angezeigt werden kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Krümmungsradius 50 mittels der Formel: $R_{P i} = \frac{(n_{c o r n e a} - n_{a i r})}{c o r n e a l_{p l a n e}}$
bestimmt ist, wobei R_Pi dem Krümmungsradius 50, corneal_plane einem vorgegebenen optischen Korrekturwert, n_corneal einem Brechungsindex der Kornea und n_air einem Brechungsindex der Luft entsprechen. Beispielsweise können n_corneal zwischen 1,3 und 1,5 und nair zwischen 1,0 und 1,1 vorgegeben werden.

Claims

Behandlungsvorrichtung (10) für die Abtrennung eines Volumenkörpers (12) mit einer vordefinierten posterioren Grenzfläche (14) und einer vordefinierten anterioren Grenzfläche (16), mit mindestens einem augenchirurgischen Laser (18) für die Abtrennung des Volumenkörpers (12) aus einem menschlichen oder tierischen Auge (40) mittels Photodisruption, mit mindestens einer Steuereinrichtung (20) für den oder die Laser (18) und mit mindestens einer Patientenschnittstelle (42), welche eine flexible Membran (44) mit einer Kontaktoberfläche (46) zum Kontaktieren einer Kornea des Auges (40) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem Steuersignal (48) der Steuereinrichtung (20) oder einer weiteren Steuereinrichtung der Behandlungsvorrichtung (10) einen Krümmungsradius (50) der Kontaktoberfläche (46) einzustellen.
Behandlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Membran (44) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Steuersignal (48) zwischen einen im Wesentlichen unendlichen Krümmungsradius (50) und einem Krümmungsradius (50) von 8mm einzustellen.
Behandlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Membran (44) dazu ausgebildet ist, stufenlos unterschiedliche Krümmungsradien (50) einzustellen.
Behandlungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsvorrichtung (10) zum Erzeugen eines bikonvexen oder eines bikonkaven oder eines plano-konvexen oder eines plano-konkaven Volumenkörpers (12) ausgebildet ist.
Behandlungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsvorrichtung (10) mindestens eine weitere Patientenschnittstelle (54) mit einer weiteren flexiblen Membran (56) aufweist, welche eine weitere Kontaktoberfläche (62) aufweist, wobei die weitere Kontaktoberfläche (62) zum Kontaktieren mit der Kornea ausgebildet ist, wobei die weitere Patientenschnittstelle (54) einen zu einem Durchmesser (B1) der Patientenschnittstelle (42) unterschiedlichen weiteren Durchmesser (B2) aufweist.
Behandlungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, das Steuersignal (48) derart zu erzeugen, dass die flexible Membran (44) zur Erzeugung der anterioren Grenzfläche (16) einen unterschiedlichen Krümmungsradius (50) einstellt als bei der Erzeugung der posterioren Grenzfläche (14).
Behandlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, das Steuersignal (48) derart zu erzeugen, dass bei der Erzeugung der posterioren Grenzfläche (14) die Kontaktoberfläche (46) einen geringeren Krümmungsradius (50) aufweist als bei der Erzeugung der anterioren Grenzfläche (16).
Behandlungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsvorrichtung (10) eine Eingabeeinrichtung (58) zum Eingeben von einer Patienteninformation durch einen Nutzer der Behandlungsvorrichtung (10) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der eingegebenen Patienteninformation den Krümmungsradius (50) der flexiblen Membran (44) einzustellen.
Behandlungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsvorrichtung (10) eine Eingabeeinrichtung (58) zum Eingeben von einer Patienteninformation durch einen Nutzer der Behandlungsvorrichtung (10) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der eingegebenen Patienteninformation eine Empfehlung zur Einstellung des Krümmungsradius (50) der flexiblen Membran (44) für den Nutzer auszugeben.
Behandlungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (50) mittels der Formel: $R_{P i} = \frac{(n_{c o r n e a} - n_{a i r})}{c o r n e a l_{p l a n e}}$
bestimmt ist, wobei R_Pi dem Krümmungsradius (50), corneal_Plane einem vorgegebenen optischen Korrekturwert, n_corneal einem Brechungsindex der Kornea und n_Air einem Brechungsindex der Luft entsprechen.
Behandlungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, in Abhängigkeit von dem eingestellten Krümmungsradius (50) eine Tiefe relativ zur einer Oberfläche der Kornea der anterioren Grenzfläche (16) und der posterioren Grenzfläche (14) mittels der Steuereinrichtung (20) bestimmt ist.
Behandlungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) - mindestens eine Speichereinrichtung zur zumindest temporären Speicherung von mindestens einem Steuerdatensatz aufweist, wobei der oder die Steuerdatensätze Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Kornea umfassen; und - mindestens eine Strahleinrichtung (22) zur Strahlführung und/oder Strahlformung und/oder Strahlablenkung und/oder Strahlfokussierung eines Laserstrahls (24) des Lasers (18) umfasst.
Behandlungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (18) dazu ausgebildet ist, Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1400 nm, insbesondere zwischen 700 nm und 1200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, insbesondere zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 kHz, insbesondere zwischen 100 kHz und 10MHz abzugeben.
Verfahren zum Betreiben einer Behandlungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei in Abhängigkeit von einer Eingabe von einer Patienteninformation eines Nutzers der Behandlungsvorrichtung (10) an einer Eingabeeinrichtung (58) der Behandlungsvorrichtung (10) mittels einer Steuereinrichtung (20) der Behandlungsvorrichtung (10) ein Krümmungsradius (50) einer flexiblen Membran (44) einer Patientenschnittstelle (42) der Behandlungsvorrichtung (10) mit einer Kontaktoberfläche (46) dem Nutzer vorgeschlagen oder von der der Steuereinrichtung (20) eingestellt wird.
Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Behandlungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 bis 13 die Verfahrensschritte nach Anspruch 14 durchführt.
Computerlesbares Medium, auf welchem das Computerprogramm nach Anspruch 15 gespeichert ist.