DE102022129433A1

DE102022129433A1 - Steuerung eines augenchirurgischen Lasers einer Behandlungsvorrichtung zur Behandlung einer Fehlsichtigkeit

Info

Publication number: DE102022129433A1
Application number: DE102022129433.1A
Authority: DE
Inventors: Samuel Arba Mosquera; Tobias Kehrer
Original assignee: Schwind Eye Tech Solutions GmbH
Current assignee: Schwind Eye Tech Solutions GmbH
Priority date: 2022-11-08
Filing date: 2022-11-08
Publication date: 2024-05-08

Abstract

In der Erfindung geht es darum Steuerdaten für einen augenchirurgischen Laser (18) und eine Behandlungsvorrichtung (10) zur Behandlung einer Fehlsichtigkeit, wie zum Beispiel einem Keratokonus, bereitzustellen. Dabei soll durch die Steuerdaten eine Ringsegmentschnittfläche (12a, 12a', 12a'') für ein intracorneales Ringsegment (40) vorgegeben werden. Die Ringsegmentschnittfläche (12a, 12a', 12a'') kann mittels des augenchirurgischen Lasers (18) in eine Hornhaut (26) eines Auges eingebracht werden. Mittels der Ringsegmentschnittfläche (12a, 12a', 12a') kann dabei ein Tunnel oder eine Tasche für das intracorneale Ringsegment (40) erzeugt werden. Um die Schnittbreite SB der Ringsegmentschnittfläche (12a, 12a', 12a'') vorzugeben, wird ein Querschnittswert Q, der den Umfang (U) eines Querschnitts des Ringsegments (40) in der Einsetzposition angibt, berücksichtigt. Dabei wird die Schnittbreite SB so gewählt wird, dass deren Wert in einem Wertebereich zwischen Q/4 < SB ≤ 3/4·Q liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Steuerdaten für einen augenchirurgischen Laser einer Behandlungsvorrichtung zur Behandlung einer Fehlsichtigkeit. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren zum Steuern einer solchen Behandlungsvorrichtung. Außerdem betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung, die ausgebildet ist, ein entsprechendes Verfahren durchzuführen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Behandlungsvorrichtung mit einer entsprechenden Steuereinrichtung und mindestens einem augenchirurgischen Laser. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium.
In der vorliegenden Erfindung geht es um eine Möglichkeit zur Behandlung einer Fehlsichtigkeit mittels eines so genannten intracornealen Ringsegments (intracorneal ring segment, ICRS). Wie der Name schon sagt, ist ein ICRS ein Segment oder Abschnitt eines Kreisrings mit einem dreidimensionalen Grundkörper. Ein Maß oder eine Geometrie des jeweiligen ICRS kann in Abhängigkeit von Fehlsichtigkeitsdaten, die eine zur Fehlsichtigkeit führende Veränderung der Hornhaut beschreiben, gewählt sein. Die Maße können insbesondere einen Durchmesser, eine Bogenlänge und/oder einen Querschnitt und/oder eine andere vorgegebene geometrische Beschreibung des ICRS umfassen. So sind unter anderem ICRS mit 90°, 120°, 150°, 160°, 210° und 340° Bogenlänge bekannt, um hier nur einige Beispiele zu nennen. Des Weiteren komme zum Beispiel ICRS mit einem eliptischen, runden oder dreieckigen Querschnitt zum Einsatz. Mit Querschnitt ist dabei eine Querschnittsfläche des Ringsegments gemeint, die sich ergibt, wenn das Ringsegment senkrecht zur Bogenlänge oder senkrecht zum Verlauf der Bogenlänge geschnitten wird. Eine typische Dicke (Durchmesser der Querschnittfläche) eines ICRS liegt zum Beispiel zwischen 100 und 500 µm. Auch die Anzahl der verwendeten ICRS kann in Abhängigkeit von den vorgenannten Fehlsichtigkeitsdaten bestimmt werden. Als Material für ein ICRS eignet sich insbesondere biokompatibler Kunststoff, wie zum Beispiel PMMA (Polymethylmetacrylat). Alternativ sind beispielsweise ICRS aus Biopolymeren oder Spendergewebe einsetzbar, wie beispielsweise menschliches Korneagewebe oder tierisches Korneagewebe, zum Beispiel von Schweinen oder Haien.
Solche ICRS werden heutzutage zum Beispiel eingesetzt, um Krankheiten oder Störungen, bei denen die Hornhaut (Cornea) zumindest stellenweise ausgedünnt ist, zu behandeln. Dazu gehören zum Beispiel der Keratoconus oder der Keratotorus oder eine irreguläre Hornhautverkrümmung. Bei diesen Erkrankungen der Hornhaut verändert sich die sonst kugelförmige Oberfläche der Hornhaut in eine kegelförmige und kann zur Fehlsichtigkeit führen.
Zur Behandlung oder Korrektur der Fehlsichtigkeit kann eines oder können mehrere solcher ICRS in die Hornhaut eingesetzt oder implantiert werden. Die Verwendung von ICRS hierfür ist an sich bekannt. Dabei das jeweilige ICRS in das periphere Hornhautstroma (Hornhautgewebe) etwa zwei Drittel unter der zur Umgebung liegenden Oberfläche eingesetzt. Im eingesetzten Zustand verläuft das ICRS um die optische Achse oder Zone des Auges herum. Die optische Achse, die zum Beispiel durch die Pupille vorgegeben sein kann, bildet somit den Mittelpunkt für den jeweiligen Kreisringabschnitt. Ein Abstand zur optischen Achse liegt typischerweise im Bereich zwischen 2,5 und 4 mm. Im eingesetzten Zustand kann das ICRS die anteriore oder oberflächennahe Hornhautoberfläche umformen und dadurch die Geometrie der Hornhaut an die vorteilhafte kugelförmige Krümmung angepasst werden.
Um des jeweilige ICRS in die Hornhaut zu implantieren, kann ein Einschnitt um die optische Achse herum in der Hornhaut eingebracht werden, um einen Tunnel(schnitt) für das Ringsegment vorzubereiten. Der Tunnelschnitt ist vorzugsweise zweidimensional ausgelegt und verläuft zum Beispiel parallel zur Hornhautoberfläche. Insbesondere wird somit kein Gewebevolumen, wie es bei der sogenannten Lentikelextraktion bekannt ist, entfernt. Zum Einbringen des Tunnelschnitts kann eine Behandlungsvorrichtung mit mindestens einem augenchirurgischen Laser eingesetzt werden. Behandlungsvorrichtungen und Verfahren zur Steuerung des Laser, die hierfür zum Einsatz kommen können, sind im Stand der Technik an sich bekannt. Es kann zum Beispiel ein gepulster Laser in einer Strahlenfokussierungseinrichtung so ausgebildet sein, dass Laserstrahlpunkte in einem innerhalb des Gewebes der Hornhaut gelegten Fokus an einer jeweils vorgegebenen Schnittfläche einen optischen Durchbruch, insbesondere eine Photodisruption bewirken. Die Schnittfläche entspricht dabei dem vorgenannten Tunnelschnitt. Somit kann durch Bestrahlung des Gewebes mit dem Laser der Tunnel in der Hornhaut durchgeführt werden.
Durch das Bearbeiten mit dem Laser können zwei aneinander liegende oder verbundende Gewebeschichten der Hornhaut getrennt und eine anteriore und posteriore Grenzfläche oder Schnittebene geschaffen werden. Zwischen diesen Grenzflächen kann das ICRS eingeschoben oder eingesteckt werden. Die Grenzflächen umhüllen im eingesetzten Zustand somit das ICRS. Sie bilden einen Tunnel oder eine Tasche, also eine Aufnahme oder Öffnung für das ICRS. In diesen Tunnel kann das jeweilige Ringsegment von außen in die Hornhaut eingeschoben und dort gehalten werden.
Es kann auch vorkommen, dass die der Tunnelschnitt vor dem Einschieben des ICRS manuell nachbearbeitet oder manuell nachgeschnitten werden soll. So kann sichergestellt werden, dass die Laserbestrahlung erfolgreich war. Durch die Nachbearbeitung können zum Beispiel Geweberückstände oder Gewebebrücken, die bei der Bearbeitung durch den Laser zurückgeblieben sind, vom übrigen Hornhautgewebe abgetrennt werden. Dazu kann zum Beispiel ein medizinisches Instrument, insbesondere ein Schneidegerät entlang der jeweiligen Schnittfläche werden.
Bei der Planung und der Durchführung des Tunnelschnitts sollte darauf geachtet werden, dass der Tunnelschnitt so ausgelegt ist, dass das ICRS in der Hornhaut sicher platziert und fixiert werden kann. Außerdem sollte das Hornhautgewebe durch das Einschieben nicht zusätzlich verletzt, wie zum Beispiel aufgerissen werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einer Fehlsichtigkeitskorrektur mittels eines intracornealen Ringsegments einen Tunnelschnitt zu ermöglichen, dessen Parametrisierung einen Optimalwert für eine optische Korrektur bereitstellt und gleichzeitig Verletzungen beim Einschieben des Ringsegments in den Tunnelschnitt vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen eines jeden der unabhängigen Ansprüche als vorteilhafte Ausgestaltungen für jeden anderen der unabhängigen Ansprüche anzusehen sind.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass beim Einsetzen eines ICRS, welches in der Regel einen dreidimensionalen Formkörper aufweist, in einen Tunnelschnitt, der insbesondere zweidimensional ausgeführt ist, die Wahl der Schnittbreite des Tunnelschnitts für eine Positionierung des ICRS an einer für die Fehlsichtigkeitskorrektur optimalen Position (Optimalposition) eine Herausforderung darstellen kann. Ist die Schnittbreite zu groß oder zu breit, kann sich das ICRS innerhalb des Tunnels hin und her bewegen. Bei einem Verschieben oder Verrutschen weg von der Optimalposition kann die Behandlung weniger erfolgreich sein. Ist die Schnittbreite hingegen zu klein gewählt, kann es beim Einschieben des ICRS passieren, dass der Tunnelschnitt, insbesondere in den Randbereichen unkontrolliert aufreißt und dadurch das Hornhautgewebe zusätzlich beschädigt wird. Dadurch können sich Heilungsprozesse hinauszögern oder die Behandlung an sich für den Patienten schmerzhafter sein.
Ausgehend davon schlägt die Erfindung gemäß einem Aspekt ein Verfahren zum Bereitstellen von Steuerdaten für einen augenchirurgischen Laser einer Behandlungsvorrichtung zur Behandlung einer Fehlsichtigkeit vor. Das Verfahren umfasst die folgenden durch eine Steuereinrichtung durchgeführten Schritte: Zunächst werden Abmessungen oder Dimensionen eines intracornealen Ringsegments (ICRS) zum Einsetzen in eine vorgegebene Einsetzperson in eine Kornea oder Hornhaut eines tierischen oder menschlichen Auges bestimmt. Die Abmessungen umfassen dabei zumindest einen Querschnittswert Q des Ringsegments. Dieser gibt einen Umfang eines Querschnitts, also den Umfang einer Querschnittsfläche des Ringsegments in der Einsetzposition, also im eingesetzten Zustand, an. Wie eingangs beschrieben, ist mit dem Querschnitt dabei diejenige Fläche gemeint, die sich in der Einsetzposition des Ringsegments bei einem Schnitt ausgehend von der optischen Achse des Auges radial durch das Ringsegment ergibt. Gemeint ist also der Schnitt senkrecht zur Bogenlänge des Ringsegments.
In Abhängigkeit von den bestimmten Abmessungen wird dann eine Ringsegmentschnittfläche, also der vorgenannte Tunnelschnitt, für die Implantation des Ringsegments in der Cornea festgelegt. Die Ringsegmentschnittfläche gibt dabei die Einsetzposition für das Ringsegment vor. Eine Schnittbreite SB der Ringsegmentschnittfläche, die zu einer optischen Achse des Auges radial verläuft, wird in Abhängigkeit von dem vorgenannten Querschnittswert Q des Ringsegments gewählt. Mit der Schnittbreite SB ist vorliegend insbesondere eine Ringbreite gemeint, die sich ergibt, wenn der Tunnelschnitt als zweidimensionaler Kreisringabschnitt betrachtet wird.
Ein Wert der Schnittbreite SB wird dabei so gewählt, dass er in einem Wertebereich zwischen Q/4 < SB ≤ 3/4 Q liegt. Das heißt, die Schnittbreite soll größer sein als ein Viertel des Querschnittswerts Q, aber soll höchstens so groß sein wie drei Viertel des Querschnittswerts Q.
Anschließend werden in dem Verfahren Steuerdaten zum Steuern des augenchirurgischen Lasers bereitgestellt, welche mindestens die festgelegte Ringsegmentschnittfläche, also insbesondere deren Geometrie wie zum Beispiel den Raumkurvenverlauf und die Positionen der Cornea, umfassen.
Dadurch dass die Schnittbreite SB in Abhängigkeit von dem Querschnittswert Q gewählt wird, ergibt sich der Vorteil, dass besonders einfach eine Positionsfixierung und die Verbesserung eines Heilungsprozesses beim Durchführen der Fehlsichtigkeitskorrektur mittels des ICRS erreicht werden kann. Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass das ICRS im eingesetzten Zustand möglichst in der Optimalposition liegt und gehalten werden kann und wenig oder keinen Spielraum zum Verrutschen hat. So können die Erfolgschancen der Behandlung verbessert werden. Indem die der Querschnittsumfang für die Berechnung der Schnittbreite SB gewählt wird, ergibt sich zudem der Vorteil, dass diese Methode für Ringsegmente mit vielen verschiedenen Querschnitten eingesetzt werden kann.
Die Ringsegmentschnittfläche, also der Tunnelschnitt, kann eine vorgegebene Position und/oder geometrische Beschreibung im Volumen der Hornhaut umfassen. Diese kann zum Beispiel aus Fehlsichtigkeitsdaten berechnet werden. Hierzu verwendete Berechnungsmethoden sind an sich bekannt. Es kann zum Beispiel eine zu korrigierende Brechkraft beziehungsweise ein Dioptriewert vorgegeben sein, mittels dem dann die Einsetzposition und somit die Geometrie oder Abmessungen des Tunnelschnitts bestimmt werden kann. Insbesondere das Einsetzen des ICRS in die Hornhaut nach Durchführen des Tunnelschnitts ergibt dann die gewünschte Korrektur.
Die Abmessungen des Tunnelschnitts werden bevorzugt so gewählt, dass der resultierende Tunnelschnitt vorzugsweise parallel zur, also entlang der Oberfläche der Hornhaut verläuft. Das heißt, die Ringsegmentschnittfläche verläuft insbesondere parallel zu einzelnen Gewebeschichten, auch Fibrillen genannt, der Hornhaut. Vorzugsweise wird die Position der Ringsegmentschnittfläche relativ zur Oberfläche, also entlang der optischen Achse des Auges im Hornhautvolumen so gewählt, dass sie jeweils zwischen zwei benachbarten Gewebeschichten verläuft. Der Verlauf der Gewebeschichten kann in an sich bekannter Weise zum Beispiel mittels bildgebenden Verfahren, wie zum Beispiel mittels Tomographieverfahren ermittelt werden.
Abhängig von den Fehlsichtigkeitsdaten kann auch die Anzahl und die Form der ICRS (Viertelkreis, Halbkreis, Dreiviertelkreis, ...) und somit auch die Anzahl und Form der zugehörigen Tunnelschnitte gewählt werden. Zum Beispiel können zwei oder mehrere identisch geformte oder verschieden geformte ICRS jeweils an gegenüberliegenden Seiten der optischen Achse eingesetzt werden. Alternativ ist zum Beispiel auch der Einsatz eines einzelnen ICRS denkbar.
Besonders bevorzugt ist der Tunnelschnitt in seiner Abmessung an die Abmessungen des Ringsegments angepasst. So kann, falls das Ringsegment zum Beispiel einen variablen Querschnitt aufweist, der Tunnelschnitt eine entsprechend angepasste alternierende oder variable Schnittbreite SB aufweisen. Das heißt, der Tunnelschnitt kann sich entlang einer Längsrichtung, also einer Richtung, die azimutal zur optischen Achse, also um die optische Achse verläuft, zum Beispiel zu einem Ende hin verjüngen oder verbreitern. Somit kann die Schnittbreite SB lokal entlang der Längsrichtung abhängig vom zugeordneten Querschnittswert Q festgelegt sein.
Neben dem Querschnittswert Q können die Abmessungen des Ringsegments vorzugsweise auch einen Längenwert umfassen. Dieser kann eine maximale Länge des Ringsegments in der Längsrichtung angeben. Entsprechend kann zum Beispiel eine Schnittlänge der Ringsegmentschnittfläche, die azimutal zu, also um die optische Achse des Auges verläuft, in Abhängigkeit von dem Längenwert L des Ringsegments ausgewählt oder festgelegt werden. Insbesondere kann die Schnittlänge so gewählt sein, dass sie dem Längenwert entspricht. Vorzugsweise ist die Schnittlänge SL höchstens um einen vorgegebenen Grenzwert größer als der Längenwert L. Der Grenzwert kann zum Beispiel 10 Prozent, insbesondere höchstens 1 bis 5 Prozent betragen. Die Schnittlänge kann zum Beispiel ebenfalls von den Steuerdaten für den augenchirurgischen Laser umfasst sein.
Bevorzugt können die Steuerdaten zudem einen jeweiligen Datensatz zur Positionierung und/oder Fokussierung einzelner Laserpunkte in der Hornhaut umfassen. Der Datensatz der Steuerdaten kann zum Beispiel Koordinatenwerte im dreidimensionalen Raum als Bestrahlungspunkt oder Bestrahlungsflächen für den Augenlaser umfassen. Die Strahlungspunkte bilden in ihrer Gesamtheit den Einschnitt oder Schnittverlauf für die Ringsegmentschnittfläche nach. Der Einschnitt kann zum Beispiel eine im späteren Verlauf noch näher beschriebene Inzision und den Tunnelschnitt umfassen. Zum Abtrennen von Gewebe wird der Laserstrahl im Volumen der Hornhaut auf die Bestrahlungspunkte fokussiert. Das heißt, eine Energie des Laserstrahls, die zur Abtrennung benötigt wird, wird auf einen jeweiligen Koordinatenpunkt in einer gewünschten Ebene im Volumen der Hornhaut abgegeben. So können die Schnittfläche und/oder der Inzisionsverlauf nachgefahren oder bestrahlt werden. Die Koordinatenwerte können Koordinaten in einem passenden Koordinatensystem (kartesisch, polarzylindrisch) beschreiben.
In den Steuerdaten kann zusätzlich oder alternativ ein jeweiliger Datensatz zum Einstellen mindestens einer Strahleinrichtung zur Strahlführung und/oder Strahlformung und/oder Strahlablenkung und/oder Strahlfokussierung eines Laserstrahls des jeweiligen Lasers umfasst sein.
Besonders bevorzugt kann alternativ zu dem vorgenannten Querschnittswert Q zum Beispiel eine Breite des Ringsegments in der Einsetzposition für die Bestimmung der Schnittbreite SB berücksichtigt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsformen oder weiteren Aspekten der Erfindung.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Wert der Schnittbreite SB gewählt, dass deren Wert im Wesentlichen genau der Hälfte des Querschnittswerts Q entspricht. Das heißt: SB=Q/2. Mit im Wesentlichen ist hier gemeint, dass die Schnittbreite SB dabei höchstens um einen vorgegebenen Grenzwert, wie zum Beispiel 1 bis maximal 5 Prozent, höchstens 10 Prozent, von diesem Wert abweicht. Hierdurch kann eine besonders optimale Positionsfixierung des Ringsegments im eingesetzten Zustand erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Schnittbreite SB so gewählt, dass ein Öffnungswinkel zwischen einer anterioren Grenzfläche und einer posterioren Grenzfläche der Ringsegmentschnittfläche beim Einsetzen des jeweiligen Ringsegments in die Cornea in einem Wertebereich zwischen 70 Grad und 120 Grad, vorzugsweise bei in etwa 90 Grad liegt.
Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Belastung, insbesondere an den Rändern des Tunnelschnitts, also dort, wo die anteriore und posteriore Grenzfläche aufeinander treffen, möglichst gering ist. Dadurch kann ein Aufreißen des Gewebes vermieden werden. So kann verhindert werden, dass zum Beispiel aufgrund der Heilung eines Risses zusätzliche Strukturen, wie zum Beispiel Narbenbildung, entstehen, durch die weitere Fehlsichtigkeitseffekte entstehen können.
Wie eingangs beschrieben, sind mit der anterioren und posterioren Grenzfläche diejenigen Flächen des Tunnelschnitts gemeint, die sich beim Schneiden des Hornhautgewebes aufgrund der Auftrennung des Gewebes oder der Gewebeschichten ergeben. Sie begrenzen dabei den Aufnahmeraum für das jeweilige ICRS.
Gemäß einer Ausführungsform wird in die Ringsegmentschnittfläche eine Verbindungsstruktur zum Positionieren und insbesondere zum Halten des jeweiligen Ringsegments an der Einsetzposition eingebracht. Das heißt, die Ringsegmentschnittfläche weist die Verbindungsstruktur auf. Dabei wird mittels der Verbindungsstruktur eine formschlüssige Verbindung des Ringsegments mit der Kornea, insbesondere dem Korneagewebe im eingesetzten Zustand des Ringsegments bereitgestellt. Mittels der Verbindungsstruktur kann somit die Positionsfixierung des Ringsegments im eingesetzten Zustand noch weiter verbessert werden.
Die Verbindungsstruktur kann zum Beispiel eine Vorwölbung oder Aussparung oder Nut in der Ringsegmentschnittfläche sein, die insbesondere lokal begrenzt ist. Die Vorwölbung kann zum Beispiel senkrecht zur Längsrichtung, also zum Beispiel in Richtung oder gegen die Richtung der optischen Achse aus der Ringsegmentschnittfläche herausragen. Vorzugsweise ist die Verbindungsstruktur in Längsrichtung an einem Ende der Ringsegmentschnittfläche angeordnet. Insbesondere können zwei oder mehrere solcher Vorwölbungen oder Verbindungsstrukturen vorgesehen sein. Diese können entlang der Schnittlänge zum Beispiel an gegenüberliegenden Enden angeordnet sein.
Um die formschlüssige Verbindung zu realisieren, kann das jeweilige Ringsegment eine korrespondierende Verbindungsstruktur umfassen. Diese kann zum Beispiel als Aussparung oder Nut oder Vorwölbung ausgebildet sein. Im eingesetzten Zustand können die Verbindungsstrukturen der Ringsegmentschnittfläche und des Ringsegments miteinander verbunden sein und insbesondere ineinander eingreifen. Diese Art der Verbindung ist zum Beispiel von einer Nut-Feder-Verbindung bekannt.
Besonders bevorzugt kann die Ringsegmentschnittfläche abgerundete Ecken aufweisen. Das heißt, jeweilige Schnittkanten, die die Ringsegmentschnittfläche begrenzen, können in dem abgerundeten Verlauf miteinander verbunden sein. So ergeben sich insbesondere keine harten Kanten oder Ecken, die den Heilungsprozess verlangsamen könnten.
Wie eingangs erwähnt, kann zum Einsetzen des Ringsegments eine Inzision oder ein Einschnitt von der Außenseite der Hornhaut zu der Ringsegmentschnittfläche vorgesehen sein. Im Folgenden sind vorteilhafte Ausgestaltungen für einen Inzisionsverlauf der Inzision näher beschrieben.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Einsetzen des Ringsegments in die Einsetzposition ein Inzisionsverlauf festgelegt wird, der von einer Oberfläche, also der Außenseite zu einer entlang einer Schnittlänge verlaufenden Längsschnittkante der Ringsegmentschnittfläche verläuft. Der Inzisionsverlauf erstreckt sich dabei um die optische Achse herum zumindest abschnittsweise entlang der Längsschnittkante. Vorliegend ist mit der Längsschnittkante insbesondere ein entlang der Längsrichtung verlaufender Rand der Schnittfläche gemeint. Bezogen auf einen Kreisring kann es sich somit um die Grenzlinie oder Kante des Außen- und Innenkreises handeln, die die Schnittfläche vom übrigen Gewebe der Hornhaut trennen.
Somit kann das Ringsegment zur optischen Achse hin oder von der optischen Achse weg in die Einsetzposition gebracht, also zwischen die anteriore und posteriore Grenzfläche eingeschoben werden. Das ICRS kann somit in Querrichtung, also in Richtung der Schnittbreite, über die Längsschnittkante eingeführt werden. Das heißt, die Einschubrichtung verläuft insbesondere radial zur optischen Achse.
Vorzugsweise wird als die Längsschnittkante vorliegend die Außenkante, also die von der optischen Achse weiter entfernte Schnittkante gewählt. Der Inzisionsverlauf führt somit radial von der optischen Achse weg, so dass Verletzungen im unmittelbaren Nahbereich der Achse vermieden werden können. Vorzugsweise kann der Inzisionsverlauf an die Krümmung der jeweiligen Längsschnittkante angepasst sein.
In einer Ausführungsform wird zum Einsetzen des Ringsegments in die Einsetzposition ein Inzisionsverlauf festgelegt, der von einer Oberfläche, also der Außenseite der Kornea zu einer entlang einer Schnittbreite verlaufenden Querschnittskante verläuft. Das heißt, die Inzision kann radial zur optischen Achse verlaufen und ist insbesondere durch die Schnittbreite SB begrenzt.
Somit kann das ICRS in Längsrichtung, also entlang der Schnittlänge, also um die optische Achse herum über die Breitkante zwischen die anteriore und posteriore Grenzfläche eingeführt und in die Einsetzposition gebracht werden. Somit kann die Inzision eine Fortführung oder Weiterführung der Ringsegmentschnittfläche in Längsrichtung sein, die an die Oberfläche hin ausgeführt ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass im Vergleich nur ein relativ kleiner Schnitt benötigt wird, um das Einführen zu realisieren.
In Zusammenhang mit den beiden vorangegangenen Ausführungsformen können der Inzisionsverlauf und die Ringsegmentschnittfläche vorzugsweise als gemeinsame Schnittfläche in dem Volumenkörper zusammengefasst sein. Das heißt, sie können zum Beispiel gemeinsam in die Hornhaut eingebracht werden.
Gemäß einer Ausführungsform verläuft der vorgenannte Inzisionsverlauf zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Cornea. Das heißt, der Inzisionsverlauf kann linear verlaufen und somit zumindest in zweidimensionaler Betrachtung eine Gerade ausbilden und zwar bezogen auf den Querschnitt der Hornhaut durch die optische Achse hindurch.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Inzisionsverlauf zumindest abschnittsweise einen Verlauf auf, der eine Tangente an die Längsschnittkante oder Querschnittkante ausbildet. Das heißt, der Inzisionsverlauf kann tangential in der Ringsegmentschnittfläche münden. Hierdurch kann ein besonders sanfter Übergang geschaffen werden und eine Führung für eine behandelnde Person, die das Ringsegment einführen möchte, kann vereinfacht werden. Insgesamt kann somit die Verletzungsgefahr minimiert und Verzögerungen im Heilungsprozess vermieden werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird zum Festlegen des Inzisionsverlaufs ein Verlaufsprofil mit einem minimalen Flächeninhalt berechnet. Das heißt, die Geometrie des Inzisionsverlaufs wird so bestimmt, dass ein durch den Inzisionsverlauf beaufschlagtes Gewebe eine möglichst geringe Fläche aufweist. Insbesondere kann diese Berechnung des Flächeninhalts bezogen auf die vorgenannte zweidimensionale Betrachtung des Inzisionsverlaufs bestimmt werden. Zur Berechnung des minimalen Flächeninhalts kann zum Beispiel die an sich bekannte Variationsrechnung eingesetzt werden. Das resultierende Verlaufsprofil kann zum Beispiel eine kubische Form, also eine S-Form oder eine parabolische Form, also eine U-Form aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform werden zumindest zwei um die optische Achse herum nebeneinander angeordnete Ringsegmentschnittflächen zum Einsetzen des jeweiligen Ringsegments festgelegt. Das heißt, die Ringsegmentschnittflächen befinden sich in Richtung optischer Achse zum Beispiel in einer Ebene und/oder weisen denselben Radius oder Abstand zur optischen Achse auf. Dabei sind die Ringsegmentschnittflächen zum Beispiel an gegenüberliegenden Seiten der optischen Achse angeordnet und somit azimutal zur optischen Achse durch eine Gewebeschicht voneinander getrennt. Nun wird genau ein Inzisionsverlauf festgelegt, der sich ausgehend von der Oberfläche der Kornea aufteilt und die zumindest zwei Ringsegmentschnittflächen verbindet.
Das heißt, es wird ein zusammenhängender Inzisionsverlauf bereitgestellt, der sich ausgehend von der Oberfläche der Kornea zu beiden Ringsegmentschnittflächen erstreckt oder geführt wird. Dazu zweigt der Inzisionsverlauf ausgehend von der Oberfläche an einem Knotenpunkt oder einer Schnittstelle ab. Der Knotenpunkt kann zum Beispiel eine Schnittstelle mit der Oberfläche oder eine Schnittstelle im Volumen der Cornea sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass zum Beispiel mehrere Ringsegmentschnittflächen und der zugeordnete Inzisionsverlauf in einem Arbeitsschritt geschnitten werden können.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Steuern einer Behandlungsvorrichtung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Zunächst werden die Verfahrensschritte eines Verfahrens und einer Ausführungsform, wie es zuvor beschrieben wurde, durchgeführt. Anschließend werden die bereitgestellten Steuerdaten an einen jeweiligen augenchirurgischen oder ophthalmologischen Laser der Behandlungsvorrichtung übertragen.
Bevorzugt kann der Laser durch Bereitstellen der Steuerdaten mittels der Steuereinrichtung zum Abgeben von Laserpulsen in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 Nanometer und 1.400 Nanometer, vorzugsweise zwischen 700 Nanometer und 1.200 Nanometer, 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, angesteuert werden. Somit kann ein so genannter Femtosekundenlaser oder ein so genannter Nanosekundenlaser oder ein so genannter Pikosekundenlaser zum Einbringen der jeweiligen Ringsegmentschnittfläche verwendet werden.
Das jeweilige Verfahren kann zumindest einen zusätzlichen Schritt umfassen, der genau dann ausgeführt wird, wenn ein Anwendungsfall oder eine Anwendungssituation eintritt, die hier nicht explizit beschrieben wurde. Der Schritt kann zum Beispiel die Ausgabe einer Fehlermeldung und/oder die Ausgabe einer Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung, die ausgebildet ist, die Schritte zumindest einer Ausführungsform eines oder beider der zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen. Dazu kann die Steuereinrichtung eine Recheneinheit zur elektronischen Datenverarbeitung, wie zum Beispiel einen Prozessor aufweisen. Die Recheneinheit kann zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen Mikroprozessor umfassen. Die Recheneinheit kann als integrierter Schaltkreis und/oder Mikrochip ausgeführt sein. Des Weiteren kann die Steuereinrichtung einen (elektronischen) Datenspeicher oder eine Speichereinheit umfassen. Auf dem Datenspeicher kann Programmcode gespeichert sein, durch welchen die Schritte der jeweiligen Ausführungsform des jeweiligen Verfahrens kodiert sind. Der Programmcode kann die Steuerdaten für den jeweiligen Laser umfassen. Der Programmcode kann mittels der Recheneinheit ausgeführt werden, wodurch die Steuereinrichtung veranlasst wird, die jeweilige Ausführungsform auszuführen. Die Steuereinrichtung kann als Steuerchip oder Steuergerät ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise von einem Computer oder Computerverbund umfasst sein.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung mit zumindest einem augenchirurgischen oder ophthalmologischen Laser und einer Steuereinrichtung, die ausgebildet ist, die Schritte zumindest einer Ausführungsform eines oder beider der zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen. Der jeweilige Laser kann dazu ausgebildet sein, die vorgenannte Ringsegmentschnittfläche mittels optischen Durchbruch zumindest teilweise in das Hornhautgewebe einzubringen, insbesondere mittels Photodisruption zumindest teilweise abzutrennen und/oder Hornhautschichten mittels Ablation abzutragen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm. Das Computerprogramm umfasst Befehle, die beispielsweise einen Programmcode ausbilden. Der Programmcode kann einen zumindest einen Steuerdatensatz mit den jeweiligen Steuerdaten für den jeweiligen Laser umfassen. Bei Ausführen des Programmcodes mittels eines Computers oder eines Computerverbunds, wird dieser veranlasst, das zuvor beschriebene Verfahren oder zumindest eine Ausführungsform davon auszuführen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium (Speichermedium), auf dem das vorgenannte Computerprogramm bzw. dessen Befehle gespeichert sind. Zum Ausführen des Computerprogramms kann ein Computer oder ein Computerverbund auf das computerlesbare Medium zugreifen und dessen Inhalt auslesen. Das Speichermedium ist beispielweis als ein Datenspeicher, insbesondere zumindest teilweise als ein flüchtiger oder nicht-flüchtiger Datenspeicher ausgebildet. Ein nicht-flüchtiger Datenspeicher kann ein Flash-Speicher und/oder ein SSD (solid state drive) und/oder eine Festplatte sein. Ein flüchtiger Datenspeicher kann ein RAM (random access memory) sein. Die Befehle können zum Beispiel als Quellcode einer Programmiersprache und/oder als Assembler und/oder als Binärcode vorliegen.
Weitere Merkmale und Vorteile eines der beschriebenen Aspekte der Erfindung können sich aus den Weiterbildungen eines anderen der Aspekte der Erfindung ergeben. Die Merkmale der Ausführungsformen der Erfindung können somit in beliebiger Kombination miteinander vorliegen, sofern sie nicht explizit als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
Im Folgenden sind zusätzliche Merkmale und Vorteile der Einfindung anhand der Figur(en) in Form von vorteilhaften Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Merkmale oder Merkmalskombinationen der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele können in beliebiger Kombination miteinander und/oder den Merkmalen der Ausführungsformen vorliegen. Das heißt, die Merkmale der Ausführungsbeispiele können die Merkmale der Ausführungsformen ergänzen und/oder ersetzen und umgekehrt. Es sind somit auch Ausgestaltungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den Ausführungsbeispielen und/oder Ausführungsformen hervorgehen und erzeugbar sind. Somit sind auch Ausgestaltungen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen oder über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
Zu den Ausführungsbeispielen zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung zur Behandlung einer Fehlsichtigkeit eines Auges;
2 eine schematische Darstellung einer mittels der Behandlungsvorrichtung bereitgestellten Ringsegmentschnittfläche in einer Hornhaut des Auges, in die ein intracorneales Ringsegment zum Behandeln der Fehlsichtigkeit eingesetzt ist, in einer beispielhaften Ausführungsform;
3 eine schematische Darstellung einer mittels der Behandlungsvorrichtung bereitgestellten Ringsegmentschnittfläche zum Einsetzen eines intracornealen Ringsegments zum Behandeln der Fehlsichtigkeit gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform; und
4 ein schematisches Verfahrensablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bereitstellen von Steuerdaten für die Behandlungsvorrichtung.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung 10 mit einem augenchirurgischen Laser für das Einbringen eines durch Steuerdaten definierten Einschnitts 12 in eine Hornhaut (Cornea) 26, beispielsweise mittels Photodisruption und/oder Ablation. Der Einschnitt 12 kann genutzt werden, um ein so genannte intracorneales Ringsegment 40 in eine vorgegebene Einsetzposition in die Hornhaut 26 einzubringen oder einzusetzen. Dadurch kann zum Beispiel eine Fehlsichtigkeit, wie zum Beispiel ein Keratokonus, korrigiert oder behandelt werden.
In 1 ist die Hornhaut 26 in einem Querschnitt, also aus einer Seitenansicht, in einer Ebene, die axial zur, also entlang der optischen Achse z des Auges verläuft, gezeigt. Die Hornhaut 26 ist in Richtung der optischen Achse z durch eine anteriore Hornhautfläche 30 und eine posteriore Hornhautfläche 32 begrenzt.
Der Einschnitt 12 umfasst vorliegend eine Ringsegmentschnittfläche 12a und eine Inzision 12b. Die Ringsegmentschnittfläche 12a gibt die Einsetzposition für das Ringsegment 40 vor. Die Inzision 12 bildet den Zugang von außen zu der Ringsegmentschnittfläche 12a. Dazu ist die Ringsegmentschnittfläche 12a über die Inzision 12b mit der anterioren Hornhautfläche 30 verbunden. Die Inzision 12b ist in 1 mit einem geraden Inzisionsverlauf dargestellt, der sich im Wesentlichen in einem Winkel von 90 Grad ausgehend von der anterioren Hornhautfläche 30 zu der Ringsegmentschnittfläche 12a erstreckt. Natürlich kann auch ein anderer als der gezeigte Inzisionsverlauf für die Inzision 12b gewählt werden. Zum Beispiel kann die Inzision 12b tangential in der Ringsegmentschnittfläche 12a und/oder der anterioren Hornhautfläche 30 münden oder enden. Alternativ kann zum Beispiel ein Verlaufsprofil mit einem minimalen Flächeninhalt berechnet werden. Das heißt, die Inzision 12b kann zum Beispiel einen kubischen oder parabolischen Verlauf aufweisen.
Zum Einbringen des Einschnitts 12 in die Hornhaut 26 sind in den Steuerdaten, die zum Steuern des Lasers 18 verwendet werden, die Abmessungen, also die Geometrie der Ringsegmentschnittfläche 12a und der Inzision 12b sowie zum Beispiel deren Position vorgegeben. Die Abmessungen für den Einschnitt 12, insbesondere für die Ringsegmentschnittfläche 12a ergeben sich dabei in Abhängigkeit von den Abmessungen des Ringsegments 40. Das heißt, die Abmessungen des Einschnitts können an die Abmessungen des Ringsegments 40 angepasst sein.
Durch die Abmessungen und Position ist eine Schnittebene oder Schnittfläche in der Hornhaut vorgegeben, auf oder entlang derer Gewebe abgetrennt werden soll. Auf dieser Schnittfläche kann eine Kavitationsblasenbahn zur Abtrennung oder Erzeugung des Einschnitts 12 in der Hornhaut 26 erzeugt werden. Beim Durchführen des Einschnitts 12 wird eine anteriore Grenzfläche 14 und eine posteriore Grenzfläche 16 in der Hornhaut erzeugt. Diese Grenzflächen 14, 16 entstehen dadurch, dass zwei aneinander anliegende Gewebeschichten der Hornhaut 26 durch Behandlung mit dem Laser getrennt oder geschnitten werden. Dadurch können die Grenzflächen 14, 16 eine Aufnahmeöffnung, also zum Beispiel eine Tasche oder einen Tunnel oder einen Einschub für das Ringsegment 40 bilden. Im eingesetzten Zustand können die Grenzflächen 14 und 16 das Ringsegment 40 somit umhüllen und vorzugsweise in der Einsetzposition halten.
In 1 ist zu sehen, dass neben dem Laser 18 auch eine Steuereinrichtung 20 für den Laser ausgebildet sein kann. Mittels der Steuereinrichtung 20 kann der Laser zum Erzeugen von gepulsten Laserpulsen beispielsweise in einem vorliegend definierten Muster zur Erzeugung des Einschnitts 12 abgeben. Alternativ kann die Steuereinrichtung 20 eine in Bezug auf die Behandlungsvorrichtung 10 externe Steuereinrichtung sein. Des Weiteren zeigt die 1, dass der durch den Laser 18 erzeugte Laserstrahl 24 mittels einer Strahleinrichtung 22, die eine Strahlablenkungsvorrichtung ausbilden kann, wie zum Beispiel einen Rotationsscanner, in Richtung der Hornhaut 26 ablenkt. Die Strahleinrichtung 22 kann ebenfalls durch die Steuereinrichtung angesteuert werden, um den Einschnitt 12 zu erzeugen.
Bei dem dargestellten Laser kann es sich vorzugsweise um einen photodisruptiven und/oder ablativen Laser handeln, der ausgebildet ist, Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1.400 nm, vorzugsweise zwischen 700 nm und 1.200 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 optional zudem eine Speichereinrichtung (in 1 nicht dargestellt) zur zumindest temporären Speicherung von mindestens einem Steuerdatensatz auf, wobei der oder die Steuerdatensätze Steuerdaten zur Positionierung und/oder Fokussierung der einzelnen Laserpulse in der Hornhaut 26 umfassen. Die Positionsdaten und/oder Fokussierungsdaten der einzelnen Laserpulse, das heißt die Abmessungen oder die Geometrie des Einschnitts, kann anhand vorbestimmter Steuerdaten erzeugt werden.
Die Steuerdaten können zum Beispiel aus zuvor bestimmten oder gemessenen Fehlsichtigkeitsdaten bestimmt oder berechnet werden. Zum Beispiel kann zum Bestimmen der Fehlsichtigkeitsdaten eine Topographie und/oder Pachymetrie und/oder Morphologie der Hornhaut 26 und/oder der zu erzeugenden optischen Fehlsichtigkeitskorrektur durchgeführt werden. Zum Feststellen der Fehlsichtigkeitsdaten, die zum Beispiel einen Wert in Dioptrien angeben können, können somit zum Beispiel geeignete Untersuchungsdaten zum Beschreiben der Fehlsichtigkeit durch die Steuereinrichtung 20 von einem Datenserver empfangen oder die Untersuchungsdaten können direkt in die Steuereinrichtung eingegeben werden.
Die Planung der zu erreichenden Korrekturen und damit die Abmessungen und Position des Einschnitts 12 wird üblicherweise nach Standardmethoden durchgeführt. Dabei wird zum Beispiel eine Brechkraftkorrektur und/oder eine Veränderung des Krümmungsradius der anterioren Hornhautfläche 30 geplant, die sich beim Einsetzen des Ringsegments 40 ergeben soll und daraus dann der Einschnitt 12 berechnet. Im eingesetzten Zustand des Ringsegments 40 kann eine Form der Hornhaut 26, insbesondere die Krümmung der anterioren Hornhautfläche 30 angepasst, insbesondere abgeflacht werden.
Anhand von 2 wird im Folgenden näher beschrieben, wie die Abmessungen des Einschnitts 12, insbesondere der Ringsegmentschnittfläche 12a bestimmt werden können. Dazu zeigt 2 in schematischer Darstellung die Ringsegmentschnittfläche 12a mit dem eingesetzten oder implementierten Ringsegment 40 in einer perspektivischen (dreidimensionalen) Darstellung aus einer Seitansicht. Um die Geometrie besser beschreiben zu können, ist die Ringsegmentschnittfläche 12a mit dem Ringsegment 40 dabei in einem Polar-Koordinatensystem dargestellt. Dabei entspricht die Polarachse des Koordinatensystems der optischen Achse z des Auges. In einer Breite erstrecken sich Ringsegmentschnittfläche 12a und Ringsegment 40 entlang einer Radialachse R des Koordinatensystems. In einer Länge erstrecken sich Ringsegmentschnittfläche 12a und Ringsegment 40 entlang einer Polarwinkelachse φ des Koordinatensystems.
Wie in 2 gezeigt, weist das Ringsegment 40 einen dreidimensionalen Grundkörper auf. In Längsrichtung, also in Richtung der Polarwinkelachse φ, weist das Ringsegment 40 die Form eines Kreisringabschnitts auf. Das heißt, das Ringsegment 40 verläuft azimutal um die optische Achse z herum. Die Länge des Ringsegments 40 kann sich in Abhängigkeit von den ermittelten Fehlsichtigkeitsdaten ergeben. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 2 weist das Ringsegment 40 im Wesentlichen eine eliptische Querschnittsfläche F auf, die sich bei einem Querschnitt (Schnitt entlang der optischen Achse z) durch das Ringsegment 40 ergibt.
Abhängig von der zu korrigierenden Fehlsichtigkeit kann natürlich auch eine andere Querschnittsfläche oder Querschnittsform, wie zum Beispiel eine Dreiecksform oder Kreisform, gewählt werden.
Im Vergleich zu dem Ringsegment 40 weist die Ringsegmentschnittfläche 12a eine zweidimensionale Grundform, in Form eines Kreisringabschnitts auf. Diese erstreckt sich in der Breite analog zu dem Ringsegment 40 entlang der Radialachse R und in der Länge entlang der Polarwinkelachse φ. Da beim Einbringen der Ringsegmentschnittfläche 12a einzelne Gewebeschichten der Hornhaut 26 getrennt werden, entstehen die anteriore und posteriore Grenzfläche 14, 16. Zwischen diese Grenzflächen 14, 16 kann, wie in 2 gezeigt, das Ringsegment 40 eingeschoben werden. Die Grenzflächen 14, 16 bilden somit eine Aufnahme 15 für das Ringsegment 40.
Wie in 2 gezeigt, ist die Ringsegmentschnittfläche 12a durch vier Schnittkanten K1, K2, K3, K4 begrenzt. Die Schnitten K1 und K2 werden auch als Längsschnittkanten bezeichnet und begrenzen die Ringsegmentschnittfläche 12a in Richtung der Radialachse R. Die Schnittkanten K3 und K4 werden im Folgen auch als Querschnittskanten bezeichnet und begrenzen die Ringsegmentschnittfläche 12a entlang der φ-Achse. Der Abstand zwischen den Längsschnittkanten K1 und K2 entspricht dabei der Schnittbreite SB der Ringsegmentschnittfläche. Der Abstand zwischen den Querschnittskanten K3 und K4 gibt die Schnittlänge SL der Ringsegmentschnittfläche 12a, also deren Bogenmaß vor.
Die Wahl der passenden Schnittbreite SB und zum Beispiel auch der passenden Schnittlänge SL ist wichtig, damit das Ringsegment 40 im eingeschobenen Zustand optimal in der gewünschten Einsetzposition gehalten werden kann. Verrutscht das Ringsegment 40, ist die Fehlsichtigkeitskorrektur in der Regel weniger erfolgreich oder die Fehlsichtigkeit kann sogar verschlechtert werden.
Um das Ringsegment 40 optimal zu halten, ist vorliegend die Schnittbreite SB der Ringsegmentschnittfläche 12a deshalb so gewählt, dass deren Wert in einem Wertebereich zwischen (als Formel einfügen) Q/4 < SB ≤ 3/4 Q liegt. Q ist dabei ein Querschnittswert des Ringsegments 40, der einen Umfang U der Querschnittsfläche F des Ringsegments 40 angibt.
Innerhalb des Wertebereichs kann die Schnittbreite SB insbesondere so gewählt werden, dass ein Öffnungswinkel α zwischen der anterioren und posterioren Grenzfläche 40, der sich im eingesetzten Zustand des Ringsegments 40 ergibt, in einem Wertebereich zwischen 70° und 120°, vorzugsweise bei genau 90° liegt. So kann vermieden werden, dass das Hornhautgewebe am Schnittpunkt zwischen anteriorer und posteriorer Grenzfläche 14, 16 zu sehr gestrafft wird und somit zum Beispiel aufreißen oder verletzt werden kann. Besonders bevorzugt wird die Schnittbreite SB so gewählt, dass deren Wert im Wesentlichen der Hälfte des Querschnittswerts Q entspricht, das heißt, SB=Q/2.
Die Schnittlänge SL der Ringsegmentschnittfläche 12a wird zum Beispiel in Abhängigkeit von der Länge, also dem Bogenmaß des Ringsegments 40 ausgewählt oder festgelegt. Bevorzugt wird die Schnittlänge SL so gewählt, dass deren Wert in einem Wertebereich zwischen L ≤ SL ≤ 10% L liegt. Hierbei entspricht L dem Längenwert einer Länge, also dem Bogenmaß des Ringsegments 40.
Wie in 2 gezeigt, kann die Ringsegmentschnittfläche 12a insbesondere entlang der Schnittbreite eine Verbindungsstruktur 17a aufweisen. Die Verbindungsstruktur 17a ist vorliegend als Erhebung oder Auswölbung dargestellt, die sich aus einer Ebene oder Fläche, die die Ringsegmentschnittfläche 12a im nicht eingesetzten Zustand des Ringsegments 40 ausbildet, in Richtung der optischen Achse z erhebt. Somit weisen sowohl die anteriore als auch die posteriore Grenzfläche 14, 16 die entsprechende Erhebung und somit die Verbindungsstruktur 17a auf. Das Ringsegment 40 weist an den zu der Verbindungsstruktur 17a korrespondierenden Positionen ebenfalls eine Verbindungsstruktur 17b auf. Im eingeschobenen Zustand können die Verbindungsstrukturen 17a, 17b ineinander eingreifen und eine formschlüssige Verbindung 17 ausbilden. Somit kann eine besonders sichere Positionierung des Ringsegments 40 in der Einsetzposition erreicht werden.
Für die Fehlsichtigkeitskorrektur können in Abhängigkeit von den Fehlsichtigkeitsdaten zum Beispiel mehrere Ringsegmente 40, also zum Beispiel zwei Ringsegmente 40a, 40b in die Hornhaut implantiert werden. 3 zeigt in diesem Zusammenhang zum Beispiel die Hornhaut 26 in einer Draufsicht, also aus Richtung der optischen Achse z. Um die optische Achse z herum, also in φ-Richtung sind zwei nebeneinander angeordnete Ringsegmentschnittflächen 12a' und 12a'' zum Einsetzen eines jeweiligen Ringsegments 40 eingebracht. Beide Ringsegmentschnittflächen 12a', 12a'' weisen beispielsweise ein Bogenmaß von etwa 120° auf.
Beide Ringsegmentschnittflächen 12a', 12a'' weisen in diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft in φ-Richtung einen verjüngenden Verlauf auf. Das heißt, die Schnittbreite SB kann sich entlang der Schnittlänge SL zu einem Ende hin verjüngen. Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 können die Ringsegmentschnittflächen 12a', 12a'' am in der Fig. gezeigten oberen Ende zum Beispiel eine Schnittbreite SB1 aufweisen, die größer ist als eine Schnittbreite SB2, die etwa in der Mitte der Schnittlänge SL abgegriffen werden kann. Die Schnittbreite SB2 ist wiederum größer als die Schnittbreite SB3, die am anderen oder unteren Ende, das dem einen Ende gegenüberliegt, abgegriffen werden kann.
Des Weiteren ist in 3 angedeutet, dass die Ringsegmentschnittfläche 12a', 12a'' einen an den Ecken einen abgerundeten Verlauf aufweisen kann. Dazu ist vorliegend beispielhaft eine Längsschnittkante K3` eingezeichnet, welche die Form eines Kreisbogens aufweist.
Um von außen auf die jeweilige Ringsegmentschnittfläche 12a, 12a'' zugreifen zu können, sind die beiden Ringsegmentschnittflächen 12a`, 12a'' über eine gemeinsame Inzision 12b mit der anterioren Hornhautfläche 30 verbunden. Das heißt, die Inzision 12b weist einen Inzisionsverlauf auf, der sich ausgehend von der Oberfläche der Hornhaut 26 aufteilt und die zwei Ringsegmentschnittflächen 12a`, 12a'' verbindet. Dazu weist die Inzision 12b einen ersten Inzisionsabschnitt 12b` auf und einen zweiten Inzisionsabschnitt 12b'' auf. Der Inzisionsabschnitt 12b' ist an einem Ende mit einer Schnittstelle 31 der anterioren Hornhautfläche 30 verbunden. An einem anderen Ende ist der Inzisionsabschnitt 12b' mit der Querschnittskante K4 der Ringsegmentschnittfläche 12a' verbunden. Analog dazu ist der zweite Inzisionsabschnitt 12b'' mit einem Ende mit der Inzisionsstelle 31 der anterioren Hornhautfläche 30 verbunden. Mit dem anderen Ende ist der Inzisionsabschnitt 12b'' mit der Längsschnittkante K4 der Ringsegmentschnittfläche 12a'' verbunden. Durch diese Art der Geometrie der Inzision 12b ergibt sich der Vorteil, dass der Einschnitt 12 (Ringsegmentschnittfläche 12a und Inzision 12b) mittels des Lasers 18 an einem Stück, also insbesondere ohne Unterbrechungen, in die Hornhaut 26 eingebracht werden kann.
Alternativ zu dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann natürlich für jede Ringsegmentschnittfläche 12a`, 12a'' eine separate oder eigene Inzision 12b vorgesehen sein. Die jeweilige Inzision kann dabei entweder wie in 3 gezeigt über die jeweilige Querschnittskante K4 (oder K3) an die jeweilige Ringsegmentschnittfläche 12a`, 12a'' angebracht sein. Alternativ kann die Anbindung über eine der Längsschnittkanten K1, K2 erfolgen.
4 zeigt abschließend noch ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bereitstellen von Steuerdaten für den augenchirurgischen Laser 18 der Behandlungsvorrichtung 10. Dabei sind in 4 beispielhaft nur die Verfahrensschritte zum Bestimmen der Schnittbreite SB der Ringsegmentschnittfläche 12a beschrieben.
In dem Verfahren werden in einem Schritt S1 zunächst die Abmessungen des intracornealen Ringsegments 40 zum Einsetzen in der vorgegebenen Einsetzposition in die Hornhaut 26 des Auges bestimmt. Die Abmessungen umfassen dabei zumindest den Querschnittswerts Q des Ringsegments 40, welcher den Umfang des Querschnitts oder der Querschnittsfläche F des Ringsegments 40 in der Einsetzposition angibt. Anschließend wird das Verfahren in einem Schritt S2 fortgesetzt. In dem Schritt S2 wird abhängig von den Abmessungen die dem Ringsegment 40 zugeordnete Ringsegmentschnittfläche 12a in der Hornhaut 26 festgelegt. Diese gibt die Einsetzposition für das Ringsegment 40 vor. Eine Schnittbreite SB der Ringsegmentschnittfläche 12a, die radial zur optischen Achse z des Auges verläuft, wird dabei in Abhängigkeit von dem Querschnittswert Q des Ringsegments 40 so gewählt, dass deren Wert in dem vorgenannten Wertebereich zwischen Q/4 < SB ≤ 3/4 Q liegt. Anschließend wird das Verfahren in einem Schritt S3 fortgesetzt. In dem Schritt S3 werden die Steuerdaten zum Steuern des augenchirurgischen Lasers 18 bereitgestellt. Dabei umfassen die Steuerdaten mindestens die festgelegte Ringsegmentschnittfläche 12a, also insbesondere deren Abmessungen, wie die Schnittbreite SB und in vorteilhafter Weise natürlich auch die Schnittlänge SL.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie ein Einschnitt 12 für ein intracorneales Ringsegment 40 parametrisiert werden kann. Dabei umfasst der Einschnitt 12 einen Tunnel oder Tory (Ringsegmentschnittfläche 12a), in die das jeweilige Ringsegment 40 eingeschoben werden und dadurch umliegendes korneales Gewebe (Hornhautgewebe) verdrängen kann, um die Krümmung der Hornhaut 26 zu verändern. Neben dem Tunnel umfasst der Einschnitt 12 zum Beispiel auch eine Inzision 12b.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen von Steuerdaten für einen augenchirurgischen Laser (18) einer Behandlungsvorrichtung (10) zur Behandlung einer Fehlsichtigkeit, wobei das Verfahren die folgenden, durch eine Steuereinrichtung (20) durchgeführten Schritte aufweist: - Bestimmen von Abmessungen eines intracornealen Ringsegments (40) zum Einsetzen in einer vorgegebenen Einsetzposition in eine Kornea (26) eines tierischen oder menschlichen Auges, wobei die Abmessungen zumindest einen Querschnittswert Q des Ringsegments (40) umfassen, wobei der Querschnittwert Q einen Umfang (U) eines Querschnitts des Ringsegments (40) in der Einsetzposition angibt, - in Abhängigkeit von den Abmessungen: Festlegen einer Ringsegmentschnittfläche (12a, 12a`, 12a'') in der Kornea (26), welche die Einsetzposition für das Ringsegment (40) vorgibt, wobei eine Schnittbreite SB der Ringsegmentschnittfläche (12a), die zu einer optischen Achse (z) des Auges radial verläuft, in Abhängigkeit von dem Querschnittswert Q des Ringsegments (40) so gewählt wird, dass deren Wert in einem Wertebereich zwischen Q/4 < SB ≤ 3/4 Q liegt, - Bereitstellen von Steuerdaten zum Steuern des augenchirurgischen Lasers (18), welche mindestens die festgelegte Ringsegmentschnittfläche (12a, 12a`, 12a'') umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Wert der Schnittbreite SB so gewählt wird, dass deren Wert im Wesentlichen genau der Hälfte des Querschnittwerts Q entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schnittbreite SB so gewählt wird, dass ein Öffnungswinkel (α) zwischen einer anterioren Grenzfläche (14) und einer posterioren Grenzfläche (16) der Ringsegmentschnittfläche (12a, 12a', 12a'') beim Einsetzen des jeweiligen Ringsegments (40) in die Kornea (26) in einem Wertebereich zwischen 70 Grad und 120 Grad, vorzugweise bei 90 Grad, liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in die Ringsegmentschnittfläche (12a, 12a', 12a'') eine Verbindungsstruktur (17a) zum Positionieren des Ringsegments (40) in der Einsetzposition eingebracht wird, wobei mittels der Verbindungsstruktur (17a) eine formschlüssige Verbindung des Ringsegments (40) mit der Kornea (26) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Einsetzen des Ringsegments (40) in die Einsetzposition ein Inzisionsverlauf festgelegt wird, der von einer Oberfläche der Kornea (26) zu einer entlang einer Schnittlänge verlaufenden Längsschnittkante (K1, K2) der Ringsegmentschnittfläche (12a, 12a', 12a'') verläuft, wobei der Inzisionsverlauf sich um die optische Achse (z) zumindest abschnittsweise entlang der Längsschnittkante (K1, K2) erstreckt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Einsetzen des Ringsegments (40) in die Einsetzposition ein Inzisionsverlauf festgelegt wird, der von einer Oberfläche der Kornea (26) zu einer entlang der Schnittbreite SB verlaufenden Querschnittkante (K3, K4) der Ringsegmentschnittfläche (12a, 12a', 12a'') verläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, wobei der Inzisionsverlauf zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Kornea (26) verläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, wobei der Inzisionsverlauf zumindest abschnittsweise einen Verlauf aufweist, der eine Tangente an die Längsschnittkante (K1, K2) oder Querschnittkante (K3, K4) ausbildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, wobei zum Festlegen des Inzisionsverlaufs ein Verlaufsprofil mit einem minimalen Flächeninhalt berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 9, wobei zumindest zwei um die optische Achse (z) herum, nebeneinander angeordnete Ringsegmentschnittflächen (12a, 12a', 12a'') zum Einsetzen eines jeweiligen Ringsegments (40) festgelegt werden, und genau ein Inzisionsverlauf festgelegt wird, der sich ausgehend von der Oberfläche der Kornea (26) aufteilt und die zumindest zwei Ringsegmentschnittflächen (12a, 12a`, 12a'') verbindet.
Verfahren zum Steuern einer Behandlungsvorrichtung (10), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - die Verfahrensschritte eines Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und - Übertragen der bereitgestellten Steuerdaten an einen jeweiligen augenchirurgischen Laser (18) der Behandlungsvorrichtung (10).
Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein jeweiliges Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Behandlungsvorrichtung (10) mit mindestens einem augenchirurgischen Laser (18) zumindest zum Einbringen einer Ringsegmentschnittfläche (12a, 12a', 12a'') zum Einsetzen eines intracornealen Ringsegments (40) in eine Kornea (26) eines menschlichen oder tierischen Auges mittels optischen Durchbruch, insbesondere mittels Photodisruption oder Ablation und mindestens einer Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 12.
Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Behandlungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 13 ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder ein Verfahren nach Anspruch 11 ausführt.
Computerlesbares Medium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.