DE19522915A1 - Vorrichtung zur Verwendung bei der Operation von Hornhaut des Auges - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vor­ richtung zur Verwendung bei der Operation von Hornhaut des Auges, um einen Brechungsfehler des Auges zu korrigieren.

In der letzten Zeit wurde ein Verfahren zur Korrektur von Fehlsichtigkeit bzw. Ametropie des Auges bekannt, indem ein Teil aus der Oberfläche der Hornhaut durch einen Laser­ strahl beseitigt wird und dadurch die Wölbung verändert wird, was photorefraktive Hornhautexzision genannt wird. Dieses Verfahren wird zur Zeit nur zur Korrektur von Kurz­ sichtigkeit bzw. Myopie verwendet und durch die folgenden Gründe kaum zur Korrektur von Weitsichtigkeit verwendet.

Im Fall der Korrektur von Kurzsichtigkeit, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist es ausreichend, den Oberflächenteil der Hornhaut in ihrem Mittelpunkt stark und ihren Randpunk­ ten geringfügig zu entfernen, wobei der entfernte Teil die Form einer Konvexlinse hat. Zum Entfernen der Hornhaut ge­ mäß Vorbeschreibung wird eine regelmäßige Blende mit verän­ derlicher Kreisöffnung verwendet, um den Entfernbereich durch den Laserstrahl auf der Hornhaut zu ändern; dadurch kann die Korrektur von Kurzsichtigkeit relativ einfach er­ reicht werden.

Im Gegensatz dazu muß im Fall der Korrektur von Weit­ sichtigkeit, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die Oberfläche der Hornhaut Ec in ihrem Mittelpunkt geringfügig und an ihren Randpunkten stark entfernt werden, wobei der entfernte Teil die Form einer Konkavlinse hat. Dementsprechend ist beim Entfernen der Oberfläche der Hornhaut in einer solchen Weise für eine Standardblende ein schwieriger Betrieb er­ forderlich, so daß eine Öffnungsblende den Laserstrahl in seinem mittleren Teil unterbrechen muß und ebenfalls die Größe des Radius der Öffnung ändern muß.

Zur Steuerung der Blende, die zur Korrektur von Weit­ sichtigkeit verwendet wird, wurden bereits zahlreiche Ver­ fahren vorgeschlagen. Zum Beispiel offenbart die japanische Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 4(1992)-33220, die auf der Patentanmeldung des Vereinigten Königreiches Nr. GB 8606821 (Anmelder: Summit Technology, Inc.) basiert, die dem US Patent Nr. 4,994,058 entspricht, ein Verfahren zum operativen Entfernen der Oberfläche von Hornhaut ihn Form einer Konkavlinse unter Verwendung einer Spezialmaske (siehe Fig. 3). Die bei diesem Verfahren verwendete Maske hat gegenüber einem Laserstrahl einen Widerstand, der für eine vorbestimmte Form oder ein vorbestimmtes Profil geeig­ net ist, und ist gebildet, so daß ihr mittlerer Abschnitt einen Laserstrahl stärker absorbieren und weniger übertra­ gen und ihr Randabschnitt einen Laserstrahl weniger absor­ bieren und stärker übertragen kann. Das Profil wird ge­ schaffen, indem die Dicke oder die Zusammensetzung der Maske verändert wird. Wenn ein Laserstrahl durch die Maske geht, um die Hornhaut zu bestrahlen, wird ein Teil des La­ serstrahls auswählend absorbiert und der andere Teil durch die Maske übertragen und der Hornhaut zugeführt, so daß die Oberfläche der Hornhaut in Form einer Konkavlinse entfernt wird.

Die Japanische Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 64(1989)-86968, die auf der Französischen Patentanmeldung Nr. FR 8708963 basiert, die der Europäischen Patentveröf­ fentlichung Nr. 0296982 (Anmelder: International Business Machines Corporation) entspricht, schlägt ein weiteres Ver­ fahren zum Aussenden eines Laserstrahls vor, während sich eine Blende mit flügelartiger Öffnung (siehe Fig. 4) dreht. Die flügelartige Öffnung der Blende ist in vorbestimmter Form ausgebildet. Eine Vielzahl von Bildern des Flügels des Laserstrahls, der durch die Öffnung der Blende geht, über­ decken sich intermittierend auf der Hornhaut, um die Ober­ fläche der Hornhaut in einer Dicke zu beseitigen, die zur Korrektur von Fehlsichtigkeit notwendig ist; dementspre­ chend ändert sich die Wölbung der Hornhaut entsprechend dem beseitigten Teil der Hornhaut. Die Öffnung der Blende, die zur Korrektur der Fehlsichtigkeit verwendet wird, ist in flügelartiger Form ausgebildet, wobei eine große Breite an einem Abschnitt vorliegt, der dem Randabschnitt der Horn­ haut entspricht, so daß der Randabschnitt der Hornhaut stärker als der mittlere Teil der Hornhaut operativ ent­ fernt werden kann.

Ein ähnliches Verfahren wie in der Japanischen Offenle­ gungsschrift (Kokai) Nr. 64(1989)-86968 ist ebenfalls in der Japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 2(1990)- 84955 mit dem Titel "Vorrichtung zur Korrektur von Okular­ brechungsanomalien" beschrieben, die auf der Patentanmel­ dung der UdSSR Nr. SU 4457772 basiert, die dem US Patent Nr. 4,953,969 entspricht.

Bei den vorstehenden Verfahren nach dem Stand der Tech­ nik zur Korrektur von Weitsichtigkeit treten folgende Pro­ bleme auf.

Beim erstgenannten Verfahren, bei dem eine Spezialmaske verwendet wurde, sind verschiedene Maskenformen entspre­ chend der Hornhautwölbung und der Korrekturbrechkraft des zu behandelnden Auges erforderlich; dementsprechend muß eine Anzahl von Masken in zahlreichen Formen für jede Wöl­ bung und jede Korrekturbrechkraft des Auges vor der Opera­ tion vorbereitet sein. Die beseitigte Dicke der Hornhaut hängt von der Form der Maske ab; die Genauigkeit der Form der Maske ist ein wichtiger Faktor bei der Fehlsichtig­ keitskorrektur; die Herstellung der Maske wird dementspre­ chend schwierig.

Beim letztgenannten Verfahren zum Verschieben von Bil­ dern des Flügels der Blende ist die erforderliche Form der Öffnung entsprechend der Wölbung und der Korrekturbrech­ kraft der Hornhaut vor der Operation ähnlich wie im vorste­ henden Verfahren verschieden, wodurch ein Problem darin verursacht wird, daß zahlreiche Arten von Öffnungen erfor­ derlich sind.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehenden Umstände gemacht und hat die Aufgabe, die vor­ stehenden Probleme zu lösen und eine Vorrichtung zum Ope­ rieren von Hornhaut zur Korrektur von Fehlsichtigkeit, die in der Lage ist, Weitsichtigkeit zu korrigieren, mit einem einfachen Aufbau und ohne die Notwendigkeit von mehreren Masken oder Blenden vorzusehen.

Zusätzliche Vorteile der Erfindung werden teilweise in der sich anschließenden Beschreibung dargestellt und werden teilweise aus der Beschreibung deutlich oder können der Um­ setzung der Erfindung entnommen werden. Die Vorteile der Erfindung können mittels der Instrumentarien und Kombina­ tionen umgesetzt und erreicht werden, die insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen herausgearbeitet sind.

Um die Aufgabe zu lösen und entsprechend dem Zweck der Erfindung, wie diese hier verkörpert ist und hier breit be­ schrieben wird, weist eine Vorrichtung zur Verwendung bei der Operation von Hornhaut eines zu operierenden Auges auf:
ein optisches Lichtzuführsystem, das einen ultravioletten Laserstrahl zuführt, der von einer Laserquelle auf die Hornhaut ausgestrahlt wird, um diese operativem Entfernen zu unterziehen, eine Blende mit einer Öffnung, die sich im optischen Lichtzuführsystem befindet, um den Bestrahlungs­ bereich des Laserstrahls zu begrenzen, eine Einrichtung zum Verschieben des Laserstrahls bezüglich der optischen Achse des optischen Lichtzuführsystems, eine Einrichtung zum Dre­ hen des Laserstrahls um die optische Achse des optischen Lichtzuführsystems an jeder Verschiebungsposition, um die Hornhaut kreisförmig zu entfernen, eine Einrichtung zum Eingeben der Informationen, die zum Bestimmen der Form der Hornhaut nach der Operation notwendig sind, eine Einrich­ tung zum Bestimmen des Entfernbetrags an jeder Verschie­ bungsposition des Laserstrahls durch die Strahlverschie­ bungseinrichtung auf den in die Eingabeeinrichtung eingege­ benen Informationen basierend und eine Einrichtung zur Steuerung der Laserquelle und der Wirkung der Strahldreh­ einrichtung auf dem Entfernbetrag basierend, der durch die Entfernbetrag-Bestimmungseinrichtung an jeder Verschie­ bungsposition bestimmt ist, wobei der Laserstrahl die Horn­ haut des Auges zur Korrektur von Fehlsichtigkeit entfernt.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine einfach aufgebaute Vorrichtung die Entfernung von Hornhaut in einer gewünschten Form, um dadurch Weitsichtigkeit zu korrigieren.

Die beiliegenden Zeichnungen, die in diese Beschreibung eingearbeitet sind und Teil von dieser sind, stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Aufgabe, die Vorteile und Prinzipien der Erfindung zu erläutern.

In den Zeichnungen ist/sind:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, die einen besei­ tigten Teil der Hornhaut des Auges eines Patienten zur Kor­ rektur von Kurzsichtigkeit zeigt,

Fig. 2 eine schematische Darstellung, die einen besei­ tigten Teil der Hornhaut des Auges eines Patienten zur Kor­ rektur von Weitsichtigkeit zeigt,

Fig. 3 eine schematische Darstellung, die den Stand der Technik zur Beseitigung der Oberfläche von Hornhaut zeigt, während die Öffnung gesteuert wird, um Weitsichtigkeit zu korrigieren,

Fig. 4 eine schematische Darstellung, die einen anderen Stand der Technik zur Beseitigung der Oberfläche von Horn­ haut zeigt, während eine Öffnung gesteuert wird, um Weit­ sichtigkeit zu korrigieren,

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus eines optischen Systems und eines Steuersystems im Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfin­ dung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der typischen Form eines Laserstrahls, der von einem Excimerlaser ausgesendet wird,

Fig. 7 eine erläuternde Darstellung, die einen Prozeß zeigt, den Entfernbereich mit Ringprofil auszubilden,

Fig. 8 von oben aufgenommene Strukturen, die Ent­ fernprofile bei jeder Frequenz in einem Fall zeigen, in dem die Laserimpulse überlagert sind, während sich seine Wie­ derholungsfrequenz in einem Bereich von 2 Hz bis 32 Hz än­ dert,

Fig. 9 eine Tabelle der Verschiebungsentfernung eines Planspiegels 3 von einer Rotationsachse, die durch L be­ zeichnet ist,

die Fig. 10(a) und (b) graphische Darstellungen, die das Ergebnis der operativen Entfernung zeigen, wenn ein Laserstrahl auf eine Platte aus PMMA (Polymethylmethakrylat) für 30 Sekunden ausgestrahlt wird, wobei sich der Spiegel 3 in einer Position (a) bzw. (b) be­ findet, die in Fig. 9 bestimmt ist,

die Fig. 11(c), (d) und (e) graphische Darstellun­ gen, die das Ergebnis der operativen Entfernung zeigen, wenn ein Laserstrahl auf eine PMMA-Platte für 30 Sekunden ausgestrahlt wird, wobei sich der Spiegel 3 an der jeweili­ gen Position (c), (d) bzw. (e) befindet, die in Fig. 9 be­ stimmt ist,

die Fig. 12(f), (g) und (h) graphische Darstellun­ gen, die das Ergebnis der operativen Entfernung zeigen, wenn ein Laserstrahl auf eine PMMA-Platte für 30 Sekunden ausgestrahlt wird, wobei sich der Spiegel 3 an der jeweili­ gen Position (f), (g) bzw. (h) befindet, die in Fig. 9 be­ stimmt ist,

Fig. 13 eine graphische Darstellung, die das Ergebnis der operativen Entfernung zeigt, wenn ein Laserstrahl auf eine PMMA-Platte für 30 Sekunden ausgestrahlt wird, wobei sich der Spiegel an einer Position (i) befindet, die in Fig. 9 bestimmt ist,

Fig. 14 eine Tabelle der Kombination jeder Position des Spiegels und der entsprechenden Bestrahlungszeit des Laser­ strahls, um die PMMA-Platte operativem Entfernen zu unter­ ziehen, damit diese in Form einer Konvexlinse ausgebildet wird,

die Fig. 15(a) und (b) Tabellen der Entfernbedin­ gungen sind,

Fig. 16 eine Tabelle der mit einem Linsenmeßgerät ge­ messenen Daten der in Fig. 15 gezeigten Entfernbedingungen und

Fig. 17 eine graphische Darstellung, die den Daten von Fig. 16 entspricht.

Nun wird die detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen einer Vorrichtung zum Operieren von Hornhaut, die die vorliegende Erfindung verkörpert, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen vorgenommen. Fig. 5 zeigt den schematischen Aufbau eines optischen Systems und eines Steuersystems der Vorrichtung im Ausfüh­ rungsbeispiel.

Bezugszeichen 1 ist eine Laserquelle; im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Excimerlaserquelle mit einer Wellenlänge von 193 nm verwendet. Ein Excimerlaserstrahl von der Laserquelle 1 ist eine Impulswelle, die typischer­ weise einen Querschnitt hat, wie dieser in Fig. 6 gezeigt ist, d. h. eine im wesentlichen gleichmäßige Intensitätsver­ teilung F(W) in Horizontalrichtung (x-Achsen-Richtung) des Laserstrahls und eine Gauß-Intensitätsverteilung F(H) in Vertikalrichtung (y-Achsen-Richtung).

Planspiegel 2 und 3 dienen dazu, den Laserstrahl, der von der Laserquelle 1 ausgesendet wird, umzulenken, und zwar in rechten Winkeln nach oben durch den Spiegel 2 und dann in Horizontalrichtung durch den Spiegel 3. Der Spiegel 3 ist parallel zum Pfeil, der durch A bezeichnet ist, über einen Spiegelantriebsmotor 4 bewegbar, der sich aus einem Impulsmotor, Zahnrädern, Nocken und anderem zusammensetzt. Entsprechend der Bewegung des Spiegels 3 in Richtung des Pfeils A wird der Laserstrahl, der von der Laserquelle aus­ gesendet wird, in eine Gaußverteilung umgesetzt, so daß die optische Achse des Strahls von der mit L bezeichneten Rota­ tionsachse eines Bildrotators 5 verschoben wird. Der Bildrotator 5 wird angetrieben, um eine Bildrotator-An­ triebsvorrichtung 6 zu drehen, wodurch der Laserstrahl nach Verschiebung gedreht wird.

Das Bezugszeichen 7 ist eine Kreisblende zum Beschrän­ ken des Entfernbereiches auf einer Hornhaut 13, wobei der Durchmesser der Öffnung von dieser durch eine Öffnungsan­ triebsvorrichtung 8 änderbar ist. Das optische System ist ferner mit einer Projektionslinse und einer Projektionslin­ sen-Antriebsvorrichtung 10 versehen. Die Projektionslinse 9 dient dazu, ein Bild der Öffnung der Blende 7 auf die Horn­ haut 13 zu projizieren, wobei ihre Projektionsvergrößerung ungefähr ein Viertel ist, und ist in Richtung eines Pfeils B entlang einer optischen Achse durch die Antriebsvorrich­ tung 10 bewegbar, um die Größe eines Bildes der Öffnung zu ändern, das auf die Hornhaut 13 projiziert werden soll.

Der Laserstrahl, der durch den Planspiegel 3 reflek­ tiert wird, wird weiter reflektiert und beim Bildrotator 5 gedreht, dann durch die Öffnung der Blende 7 und die Pro­ jektionslinse 9 geführt und durch einen Planspiegel 11 im rechten Winkel nach unten reflektiert, um auf die Hornhaut 13 einzufallen.

Das Bezugszeichen 12 ist ein optisches Beobachtungssy­ stem eines Binokularmikroskops zur Verwendung bei einer chirurgischen Operation, das sich aus einem rechten und ei­ nem linken optischen System zusammensetzt, die so angeord­ net sind, daß sich der Planspiegel 11 zwischen diesen be­ findet. Da ein solches optisches Binokularbeobachtungssy­ stem auf dem Markt in zahlreichen Typen vorhanden ist und der Aufbau selbst mit der vorliegenden Erfindung nicht viel zu tun hat, wird die Beschreibung hier unterlassen.

Die zu operierende Hornhaut 13 wird in bezug auf die Vorrichtung vor der Operation in eine vorbestimmte Position positioniert. (Das Positioniersystem dient dazu, aus zumin­ dest zwei Richtungen um die optische Achse des optischen Beobachtungssystems Bilder des Spaltes auf das zu operie­ rende Auge zu projizieren und das Positionieren des Auges auf der Positionsbeziehung zwischen diesen beiden Spaltbil­ dern basierend, die auf das Auge projiziert werden, vorzu­ nehmen. Einzelheiten dieses Positioniersystems sind im der US-Patent mit der Anmeldenummer 08/090 611 genannt, die durch den gleichen Erfinder wie die vorliegende Anmeldung vorgeschlagen wurde). Wenn eine befestigte, nicht darge­ stellte Lampe fixiert wird, wird das zu operierende Auge im Positionierzustand gehalten.

Die gemäß Vorbeschreibung aufgebaute Vorrichtung wird durch eine Steuervorrichtung 20 vollständig gesteuert. Das Bezugszeichen 21 ist eine Dateneingabevorrichtung zum Ein­ geben der Daten der zu operierenden Hornhaut 13, die die Brechkraft und ähnliches beinhalten.

Als nächstes werden die Weitsichtigkeitskorrektur­ schritte unter Verwendung der vorstehend aufgebauten Vor­ richtung erläutert. Statt der realen Hornhaut wird bei der folgenden Beschreibung eine Platte, die aus Polymethyl­ methakrylat (das im folgenden als PMMA bezeichnet wird) ge­ fertigt ist, verwendet; der Entfernbetrag (Tiefe) von die­ ser je Impuls steht im bekannten Verhältnis zu dem der Hornhaut.

Das Entfernen in einem kreisförmigen Profil wird als erstes beschrieben.

Der Planspiegel 3 wird durch die Spiegelantriebsvor­ richtung 4 bewegt, um den Mittelpunkt des Laserstrahls in einen Punkt zu positionieren, der von der Rotationsachse L des Bildrotators 5 verschoben ist. Bei der Verschiebung des Bestrahlungsbereiches durch Rotation des Bildrotators 5 strahlt der Laserstrahl aufeinanderfolgend, um den Entfern­ bereich zu überdecken. Dieses Profil des überdeckten Ent­ fernbereiches kann entsprechend einer Kombination der Rota­ tionsfrequenz des Bildrotators 5 und der Wiederholungsfre­ quenz des Laserimpulses, der von der Laserquelle 1 ausge­ sendet wird, von einem Vieleck bis an die angenäherte Form eines Kreises verschiedenartig geändert werden. Es ist un­ nötig, die Kombination bei Verwendung eines Lasers mit kon­ tinuierlichen Strahlung (CW-Laser) zu betrachten. Wenn eine Kombination der Rotationsfrequenz und der Wiederholungsfre­ quenz in geeigneter Weise ausgewählt ist, wird ein Entfern­ profil in Ringform ausgebildet, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.

Fig. 8 zeigt ein Entfernprofil für jede Wiederholungs­ frequenz des Laserimpulses, wobei das Entfernprofil durch den Laserstrahl dadurch gebildet wird, daß die Rotations­ frequenz des Bildrotators 5 mit 10 Hz bestimmt wird und die Wiederholfrequenz des Laserimpulses in einem Bereich von 2 Hz bis 31 Hz verändert wird. Aus den vorstehenden Kombina­ tionen wurde bei der folgenden Beschreibung die Verwendung einer Kombination ausgewählt, bei der die Rotationsfrequenz des Bildrotators 5 10 Hz und die Frequenz des Laserimpulses 23 Hz ist. Eine solche Kombination beider Frequenzen wird hier lediglich durch die einfache Steuerung bedingt verwen­ det; es ist klar, daß für die Frequenz keine Festlegung ei­ nes Prinzips erforderlich ist.

Als nächstes wird das Verhältnis zwischen der Verschie­ bungsentfernung des Planspiegels 3 zur Rotationsachse L des Bildrotators 5 und der Entferntiefe erläutert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 wird die Verschiebungsent­ fernung des Laserstrahls von der Rotationsachse L in neun Stufen (a) bis (i) bestimmt, um jeden Schritt von 1,4 mm im Bereich von 1,4 mm bis 12,6 mm zu ändern. Die Fig. 10 (a) und (b) bis 13 zeigen jeweils das Ergebnis der Bestrah­ lung der PMMA-Platte durch den Laserstrahl für 30 Sekunden an jeder Verschiebungsposition (Entfernung). Die Entfern­ tiefe in der vorliegenden Erfindung wird auf der Grundlage der Bestrahlungszeit einfach gesteuert, wodurch die Anzahl der Impulse unter Berücksichtigung der Tatsache bestimmt wird, daß die Anzahl der Bestrahlungsimpulse zur Entfern­ tiefe je Impuls relativ groß ist, und kann ebenfalls auf der Anzahl der Abtastungen basierend gesteuert werden, wo­ bei die Abtastung die Bestrahlungszeit (oder die Anzahl der Impulse) je Einheit ist, die benötigt wird, um ein Rund des Entfernbereiches im wesentlichen gleichmäßig zu bestrahlen.

Unter der Bedingung, daß die Bestrahlungszeit bei jeder Verschiebungsposition gleich ist, wird die Entferntiefe im Mittelpunkt des Entfernbereiches größer, wenn die Verschie­ bungsentfernung des Mittelpunktes des Laserstrahls von der Rotationsachse L klein ist; der Entfernbereich verschiebt sich nach außen, während der Mittelpunkt des Entfernberei­ ches verlassen wird, und die Entferntiefe wird um Stufen kleiner, da der Laserstrahl, wenn dieser nach außen ver­ schoben wird, durch die Blende 7 zunehmend bedeckt wird.

Durch die Kombination der kreisförmigen Entfernprofile, die auf die vorstehende Weise ausgebildet werden können, und die Änderung der Laserbestrahlungszeit (die Anzahl der Schüsse) in bezug auf die Verschiebungsentfernung des La­ serstrahls wird das PMMA in Form einer Konvexlinse ent­ fernt. Fig. 14 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für die Kombinationen der Verschiebungsentfernung (der Verschie­ bungsposition) und eines Verhältnisses der Laserstrahlbe­ strahlungszeit zeigt. Diese Kombinationen werden grob auf der Tiefenverteilung der Querschnittsprofile, die in den Fig. 10(a) und (b) bis Fig. 13 gezeigt sind, basierend berechnet, um eine Brechkraft zu erhalten. Es ist möglich, unterschiedliche Linsenwirkungen zu erhalten, wenn die Ge­ samtzeit (die Gesamtanzahl der Schüsse) der Laserbestrah­ lung ohne die Änderung der Kombinationen jeder Position und des Verhältnisses der Laserbestrahlungszeit (der Anzahl der Laserschüsse) verändert wird. Eine solche Linsenwirkung wurde durch ein Linsenmeßgerät gemessen.

Fig. 15(a) ist eine Tabelle der Entfernbedingungen (1), wenn die Projektionslinse 9 positioniert ist, um ein Bild der Öffnung auf der Hornhaut auszubilden. Diese Ent­ fernbedingung A-D ändern sich über der Laserbestrahlungs­ zeit, wenn die Hochspannung des Laserstrahles auf 27 kV festgelegt ist.

Fig. 15(b) ist eine Tabelle der Entfernbedingungen (2). Unter der Bedingung E wird die Projektionslinse 9 in die Richtung, die durch einen Pfeil B bezeichnet ist, be­ wegt und ein Bild der Öffnung auf einen Querschnitt von 9 im Durchmesser vergrößert. Die Laserenergie wird durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert, so daß diese am Laseremis­ sionsende 130 mJ wird. Unter den Bedingungen F, G und H wird der Durchmesser der Öffnung der Blende 7 verringert, um ein Entfernbild mit dem Querschnitt von 6,5 im Durchmes­ ser auszubilden; dementsprechend wird die Laserbestrahlung an einer Verschiebungsposition (i) verhindert.

Fig. 16 zeigt die mit einem Linsenmeßgerät gemessenen Ergebnisse, die die Brechkraft der PMMA-Platten, die unter den vorstehenden Bedingungen operativem Entfernen unterzo­ gen wurden, ins Verhältnis setzen. Fig. 17 zeigt eine gra­ phische Darstellung der Ergebnisse von Fig. 16.

Wie es deutlich aus Fig. 17 hervorgeht, stehen die Ent­ fernbedingungen A-D in Fig. 15(a) und F, G und H in Fig. 15(b) jeweils miteinander in Beziehung, wobei mit Aus­ nahme der Laserbestrahlungszeit diese Bedingungen die glei­ chen sind. Die Brechkraft der PMMA-Platte, die operativem Entfernen unterzogen werden soll, kann auf der Laserbe­ strahlungszeit (der Anzahl der Impulse) basierend gesteuert werden.

Die Steuerung der Brechkraft kann ebenfalls auf eine Hornhaut angewendet werden, bei der die Entferntiefe je Im­ puls in einem bekannten Verhältnis zu der von PMMA steht. Wenn eine Tabelle oder ähnliches der Änderung der Brech­ kraft zur Laserbestrahlungszeit (der Anzahl der Impulse) bei einer festen Bedingung der Bestrahlung im voraus ge­ speichert wird und die Vorrichtung auf der gespeicherten Tabelle basierend gesteuert wird, ist es möglich, eine Hornhaut mit gewünschter Wölbung auszubilden, um Weitsich­ tigkeit zu korrigieren.

Die Kombination der Laserbestrahlungszeit an jeder Ver­ schiebungsposition ist nicht auf Fig. 14 beschränkt und kann zu anderen Kombinationen verändert werden.

Bei der realen Operation zur Korrektur eines Brechungs­ fehlers befindet sich das zu operierende Auge durch ein Ausrichtsystem, das nicht dargestellt ist, an einer vorbe­ stimmten Position in bezug auf die Vorrichtung. Die Vor­ richtung steuert auf den Eingangsinformationen basierend, wie z. B. der Hornhautform vor der Operation und der Horn­ hautform nach der Operation (der Korrekturwirkung) und ähn­ lichem, die/das in die Dateneingabevorrichtung 21 eingege­ ben wird, und entsprechend einer Tabelle der Änderung der Brechkraft in bezug auf die Laserbestrahlungszeit (die An­ zahl der Impulse) die Bewegung des Planspiegels 3 durch die Spiegelantriebsvorrichtung 4 und die Zeit der Laserbestrah­ lung. Als Ergebnis wird das zu operierende Auge einer ope­ rativen Entfernung in einer gewünschten Form unterzogen, um dadurch Fehlsichtigkeit einschließlich Weitsichtigkeit zu korrigieren.

Im vorstehenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird durch die Verschiebung des Mittelpunktes des Laserstrahls um einen festen Abstand jeweils von der Rota­ tionsachse und das Erhöhen der Laserbestrahlungszeit (der Anzahl der Impulse) an jeder verschobenen Position die PMMA-Platte in Form einer Konvexlinse operativem Entfernen unterzogen. Alternativ dazu kann die PMMA-Platte in ähnli­ cher Weise in Form einer Konvexlinse operativem Entfernen unterzogen werden, indem die Verschiebungsentfernung des Laserstrahls von der Rotationsachse gesteuert wird, um La­ serimpulse ungefähr im Mittelpunkt des Entfernbereiches in großem Umfang und bei einer Entfernung durch den Laser wei­ ter auswärts in geringem Umfang aufeinanderfolgend vorzuse­ hen.

Obwohl das vorstehende Ausführungsbeispiel für die Kor­ rektur von Weitsichtigkeit angewendet wird, kann die vor­ liegende Erfindung ebenfalls für die Korrektur von Kurz­ sichtigkeit angewendet werden. Genauer gesagt entfernt, wie es in den Fig. 10(a) und (b) gezeigt ist, das Laser­ strahldrehen die Hornhaut in ihren Mittelpunkt tief und mit zunehmenden Abstand vom Mittelpunkt weniger und weniger. Wenn jede Position und jede Bestrahlungszeit des Laser­ strahls im Mittelpunkt und in Nachbarbereichen (in der Nähe der Verschiebungspositionen der Fig. 10(a)-11(c)) gesteuert wird, um die Hornhaut zu entfernen, um eine Kon­ kavoberfläche aufzuweisen, wird die Hornhaut, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, entfernt und folglich die Kurzsichtig­ keitskorrektur vorgenommen. Es ist möglich, die Korrektur­ wirkung, wenn die Laserbestrahlungszeit (die Anzahl der Schüsse) verändert wird, sowie die Weitsichtigkeitskorrek­ tur zu steuern.

Die vorhergehende Beschreibung des bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung wurde zum Zwecke der Darstel­ lung und Beschreibung vorgenommen. Es wurde nicht beabsich­ tigt, daß dieses erschöpfend geschah oder daß die Erfindung auf die offenbarte genaue Form beschränkt ist; Abwandlungen und Abänderungen sind im Hinblick auf das vorstehend Ge­ sagte möglich oder können aus der Anwendung der Erfindung erforderlich werden. Das Ausführungsbeispiel wurde ausge­ wählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, damit dem Fachmann ermöglicht wird, die Erfindung in zahlreichen Ausführungs­ beispielen und zahlreichen Abwandlungen bei Eignung für den beabsichtigten speziellen Einsatz zu verwenden. Es wird be­ absichtigt, daß der Geltungsbereich der Erfindung durch die beiliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.

Eine Vorrichtung zur Verwendung bei der Operation von Hornhaut eines zu operierenden Auges weist somit auf: ein optisches Lichtzuführsystem, das einen ultravioletten La­ serstrahl zuführt, der von einer Laserquelle auf die Horn­ haut ausgestrahlt wird, um diese operativem Entfernen zu unterziehen, eine Blende mit einer Öffnung, die sich im op­ tischen Lichtzuführsystem befindet, um den Bestrahlungsbe­ reich des Laserstrahls zu begrenzen, eine Vorrichtung zum Verschieben des Laserstrahls in bezug auf die optische Achse des optischen Lichtzuführsystems, eine Vorrichtung zum Drehen des Laserstrahls um die optische Achse des opti­ schen Lichtzuführsystems an jeder Verschiebungsposition, um die Hornhaut kreisförmig zu entfernen, eine Vorrichtung zum Eingeben von Informationen, die zum Bestimmen der Form der Hornhaut nach der Operation notwendig sind, eine Vorrich­ tung zum Bestimmen des Entfernbetrages an jeder Verschie­ bungsposition des Laserstrahls durch die Strahlverschie­ bungsvorrichtung auf den Informationen basierend, die durch die Eingabevorrichtung eingegeben wurden, und eine Vorrich­ tung zur Steuerung der Laserquelle und der Wirkung der Strahldrehvorrichtung auf dem Entfernbetrag basierend, der durch die Entfernbetrag-Bestimmungsvorrichtung an jeder Verschiebungsposition bestimmt ist, wobei der Laserstrahl die Hornhaut des Auges operativem Entfernen unterzieht, um Fehlsichtigkeit einschließlich Weitsichtigkeit zu korrigie­ ren.

Claims (8)

1. Eine Vorrichtung zur Verwendung bei der Operation von Hornhaut (13) eines zu operierenden Auges, die auf­ weist:
ein optisches Lichtzuführsystem, das einen ultraviolet­ ten Laserstrahl zuführt, der von einer Laserquelle (1) auf die Hornhaut (13) ausgestrahlt wird, um diese operativem Entfernen zu unterziehen,
eine Blende (7) mit einer Öffnung, die sich im opti­ schen Lichtzuführsystem befindet, um den Bestrahlungsbe­ reich des Laserstrahls zu begrenzen,
eine Einrichtung (2, 3) zum Verschieben des Laserstrahl in bezug auf eine optische Achse des optischen Lichtzuführ­ systems,
eine Einrichtung (5) zum Drehen des Laserstrahls um die optische Achse des optischen Lichtzuführsystems an jeder Verschiebungsposition, um die Hornhaut (13) kreisförmig zu entfernen,
eine Einrichtung (21) zum Eingeben der Informationen, die zum Bestimmen der Form der Hornhaut (13) nach der Ope­ ration notwendig sind,
eine Einrichtung zum Bestimmen des Entfernbetrages an jeder Verschiebungsposition des Laserstrahls durch die Strahlverschiebungseinrichtung (2, 3) auf den Informationen basierend, die durch die Eingabeeinrichtung (21) eingegeben wurden, und
eine Einrichtung (20) zur Steuerung der Laserquelle (1) und der Wirkung der Strahldreheinrichtung (5) auf dem Ent­ fernbetrag basierend, der durch die Entfernbetrag-Bestim­ mungseinrichtung an jeder Verschiebungsposition bestimmt ist,
wobei der Laserstrahl die Hornhaut des Auges operativem Entfernen unterzieht, um Fehlsichtigkeit zu korrigieren.

2. Vorrichtung zur Verwendung bei der Operation von Hornhaut nach Anspruch 1, bei der die Entfernbetrag-Bestim­ mungseinrichtung den Entfernbetrag für die Weitsichtig­ keitskorrektur bestimmt, bei der der Entfernbetrag im Ver­ hältnis zur Verschiebungsentfernung des Laserstrahls zu er­ höhen ist.

3. Vorrichtung zur Verwendung bei der Operation von Hornhaut nach Anspruch 1, bei der der ultraviolette Strahl ein Excimerlaserstrahl ist.

4. Vorrichtung zur Verwendung bei der Operation von Hornhaut nach Anspruch 3, bei der der Laserstrahl, der von der Laserquelle (1) ausgesendet wird, ein Impulslaserstrahl ist und die ferner eine Einrichtung zur Steuerung der Dre­ hung des Laserstrahls aufweist, so daß die Rotationsge­ schwindigkeit des Laserstrahls, der durch die Strahldreh­ einrichtung gedreht wird, einer Impulsfrequenz entspricht.

5. Vorrichtung zur Verwendung bei der Operation von Hornhaut nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung die Bestrahlungszeit des Laserstrahls steuert.

6. Vorrichtung zur Verwendung bei der Operation von Hornhaut nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung die Anzahl der Impulse des Laserstrahls steuert.

7. Vorrichtung zur Verwendung bei der Operation von Hornhaut nach Anspruch 1, die ferner eine Einrichtung auf­ weist, um den Gesamtbetrag des Entfernbereiches zu ändern, um dadurch die Weitsichtigkeitskorrektur-Brechkraft zu än­ dern, während ein konstantes Verhältnis der Entferntiefe durch den Laserstrahl an jeder Verschiebungsposition gehal­ ten wird, an die der Laserstrahl durch die Strahlverschie­ bungseinrichtung verschoben wird.

8. Vorrichtung zur Verwendung bei der Operation von Horn­ haut nach Anspruch 1, bei der die Blende mit einer Einrich­ tung versehen ist, die in der Lage ist, den Bestrahlungsbe­ reich vom Laserstrahl zu ändern.