DE19608303A1 - Laser photo vaporisation method for cornea of eye - Google Patents

Laser photo vaporisation method for cornea of eye

Info

Publication number
DE19608303A1
DE19608303A1 DE1996108303 DE19608303A DE19608303A1 DE 19608303 A1 DE19608303 A1 DE 19608303A1 DE 1996108303 DE1996108303 DE 1996108303 DE 19608303 A DE19608303 A DE 19608303A DE 19608303 A1 DE19608303 A1 DE 19608303A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rod
solid
reflector
laser
erbium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1996108303
Other languages
German (de)
Inventor
J Prof Dr Wollensak
A Dr Holschbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WOLLENSAK JOSEF PROF DR 14195 BERLIN DE
Original Assignee
WOLLENSAK JOSEF PROF DR 14195 BERLIN DE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WOLLENSAK JOSEF PROF DR 14195 BERLIN DE filed Critical WOLLENSAK JOSEF PROF DR 14195 BERLIN DE
Priority to DE1996108303 priority Critical patent/DE19608303A1/en
Publication of DE19608303A1 publication Critical patent/DE19608303A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F9/00802—Methods or devices for eye surgery using laser for photoablation
    • A61F9/00804—Refractive treatments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00861—Methods or devices for eye surgery using laser adapted for treatment at a particular location
    • A61F2009/00872—Cornea
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1608—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

The process uses an Erbium -YAG laser as a means of photo vaporising the cornea of the eye in a surgical sight correction operation. The laser medium is impregnated with chromium and operates in a fundamental mode and has a Gaussian distribution characteristic. This produces a suitable cornea ablation profile appropriate for correction of a myopic condition.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Photovaporisation der Horn haut ,sowie einen Laser zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for photovaporization of the cornea, and a Laser to perform the procedure.

Eine Vielfalt von chirurgischen Operationsmethoden zur Brechkraftkorrektur des Auges, wie die radiäre Keratotomie und Keratomileusis wurden seit den 80er Jahren durch die Photoablation mit ultraviolettem Laserlicht ergänzt. Das Laserlicht ist aufgrund der kurzen Wellenlänge in der Lage chemische Bindungen aufzubrechen ohne das hierbei nennenswerte thermische Nebenwirkungen auftreten.A variety of surgical methods to correct the refractive power of the eye, such as the radial keratotomy and keratomileusis have been through the 80s Photoablation supplemented with ultraviolet laser light. The laser light is due to the short Wavelength capable of breaking chemical bonds without doing so significant thermal side effects occur.

Eine weitere Möglichkeit ist die Photovaporisation mittels infrarotem Laserlicht. Hierbei können aber Probleme durch Interferenzen bei Verwendung einer Blende zur Strahlmodulierung entstehen. Deshalb wird ein vereinfachtes Verfahren gesucht.Another possibility is photovaporization using infrared laser light. Here can cause problems due to interference when using an aperture Beam modulation arise. A simplified procedure is therefore sought.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Photovaporisation zu schaffen, bei dem Nebenwirkungen durch das Entstehen thermischer Effekte vermieden werden können.The invention is based on the object of a method for photovaporization create, in which side effects avoided by the emergence of thermal effects can be.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Erbium-YAG- Lasers.According to the invention, this object is achieved by using an erbium YAG Lasers.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Der Erbium-YAG-Laser kann auch ein chromdotierter Erbium-YAG-Laser sein. Bei Einsatz eines derartigen Lasers lassen sich Photovaporisationen im wesentlichen ohne thermische Nebenwirkungen durchführen.Further refinements result from the subclaims. The Erbium-YAG laser can also be a chromium-doped Erbium-YAG laser. When using such a laser, photovaporizations can essentially be perform without thermal side effects.

Regt man diesen Laser zum Beispiel zum Schwingen im Fundamentalmodus an, so entsteht ein gaußförmigen Fluenzprofil. Voraussetzung hierfür ist aber auch, daß der Festkörperstab gleichmäßig gekühlt wird. Jede thermische Verformung des Stabes führt zu einer Veränderung des Fluenzprofils.If you stimulate this laser to vibrate in fundamental mode, for example creates a Gaussian fluence profile. A prerequisite for this is also that the Solid-state rod is cooled evenly. Any thermal deformation of the rod will result to a change in the fluence profile.

Die gleichmäßige Kühlung wird dadurch erreicht, daß das Kühlmittel am Stab laminar vorbeiströmend durch den Reflektor geführt wird.Uniform cooling is achieved in that the coolant on the rod is laminar flowing past through the reflector.

Das für eine Myopiekorrektur notwendige parabolische Hornhautprofil entsteht, weil nur der parabolische Anteil des gaußförmiges Fluenzprofil zur Ablation führt. Eine Ausblendung der Randbereiche des Profils kann zusätzlich erfolgen um thermische Randbereiche zu minimieren, ist aber für die Myopiekorrektur nicht unbedingt notwendig. The parabolic corneal profile necessary for myopia correction arises because only the parabolic portion of the Gaussian fluence profile leads to ablation. A The edge areas of the profile can also be hidden by thermal Minimizing marginal areas is not absolutely necessary for myopia correction.  

Weiterhin ist es für bestimmte Anwendungen zweckmäßig den Laserstrahl so zu modelieren, daß der Strahl im Querschnitt elliptisch ist. Hiermit sind astigmatische Hornhautkorrekturen möglich. Auch irregulär geformte Hornhautoberflächen lassen sich auf diese Weise korrigieren, z. B. durch die Verwendung von höheren Resonatormoden. Mit dem erfindungsgemäßen Erbium-YAG-Laser werden hohe Energiedichten erzeugt. Die führt aber dazu, daß auch dem Auskoppelspiegel eine besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden muß. Allgemein übliche Spiegelmaterialien würden nach kurzer Zeit beschädigt sein. Aus diesem Grund wurde für den Auskoppelspiegel ein Siliziumplättchen eingesetzt, das ohne besondere Behandlung für die hier auftretende Wellenlänge teildurchlässig ist.Furthermore, it is expedient for certain applications to close the laser beam model that the beam is elliptical in cross section. Hereby are astigmatic Corneal corrections possible. Irregularly shaped corneal surfaces can also be used correct in this way, e.g. B. by using higher resonator modes. High energy densities are generated with the erbium-YAG laser according to the invention. But this leads to the fact that the decoupling mirror also receives special attention must be given. Common mirror materials would become available after a short time be damaged. For this reason, a silicon plate was used for the coupling mirror used that without special treatment for the wavelength occurring here is partially permeable.

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand der Zeichnungen erläutert werden.The invention will be explained below with reference to the drawings.

Dabei zeigt Fig. 1 das mit dem Erbium-YAG-Laser erzeugte gaußförmige Fluenzprofil und das Ablationsprofil der Hornhaut. Der Vergleich der Profile läßt erkennen, daß dieses Fluenzprofil für die Myopiekorrektur sehr geeignet ist. Eine Ausblendung der Randbereiche des Profils kann - wie vorher erwähnt - erfolgen.Here, FIG. 1 shows the gaussian fluence profile and produced with the Erbium-YAG laser, the ablation of the cornea. The comparison of the profiles shows that this fluence profile is very suitable for myopia correction. The edge areas of the profile can be masked out, as previously mentioned.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel. Zwischen den Resonatoren ist der Oszillator mit dem darin befindlichen Erbium-YAG-Laser angeordnet. Nach der Strahlenumlenkung ist ein Raumblende vorgesehen mit der event. Störungen ausgeschaltet werden können. Bei dieser Ausführung ist noch ein zusätzlicher Verstärker vorgesehen. Fig. 2 shows schematically an embodiment. The oscillator with the erbium-YAG laser located therein is arranged between the resonators. After the beam has been deflected, a room screen is provided with the event. Faults can be switched off. An additional amplifier is provided in this version.

Wie die Fig. 3 zeigt, dient die Raumblende zusammen mit dem Verstärker dazu,einen variablen Strahlenradius zu erhalten.As shown in FIG. 3, the spatial diaphragm together with the amplifier serves to obtain a variable beam radius.

Es sei abschließend noch erwähnt, daß es sich als sehr vorteilhaft erwiesen hat, mit einer stromgeregelten Blitzlampenversorgung zu arbeiten. Hiermit kann nämlich dann Einfluß auf die Pulsbreite genommen werden, was sich wiederum auf das Fluenzprofil auswirkt.Finally, it should be mentioned that it has proven to be very advantageous to use a current controlled flash lamp supply to work. This can then influence be taken on the pulse width, which in turn affects the fluence profile.

Claims (9)

1. Verfahren zur Photovaporisation der Hornhaut, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Erbium-YAG-Lasers.1. Method for photovaporization of the cornea, characterized by the use of an erbium-YAG laser. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasermedium zusätzlich mit Chrom dotiert ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the laser medium is additionally doped with chrome. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser zum Schwingen im Fundamentalmodus angeregt wird, um ein gaußförmiges Fluenzprofil zu erhalten.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the laser for Swinging in fundamental mode is stimulated to be a Gaussian Obtain fluence profile. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch das gaußförmige Fluenzprofil ein für die Myopiekorrektur geeignetes Hornhautablationsprofil erzeugt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that by the Gaussian fluence profile suitable for myopia correction Corneal ablation profile is generated. 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die reine Myopiekorrektur der emittierte Laserstrahl einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for pure myopia correction the emitted laser beam is circular Has cross section. 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die zusätzliche Astigmatismuskorrektur der emittierte Laserstrahl einen ellipsenförmigen Querschnitt aufweist.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for the additional astigmatism correction the emitted laser beam has an elliptical cross section. 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur astigmatischen Hornhautkorrektur oder irregulär geformter Hornhautoberflächen höhere Moden, insbesondere TEM 10 angewandt werden.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that for astigmatic corneal correction or irregular shaped Corneal surfaces of higher modes, especially TEM 10, are applied. 8. Erbium-YAG-Laser zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Oszillator, bestehend aus einem Festkörperstab, einer diesem zugeordneten Hochleistungslichtquelle sowie Reflektoren als optische Resonatoren, wobei der Festkörperstab von einem Reflektor umgeben ist, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der den Festkörperstab umgebende Reflektor - im Querschnitt gesehen - die Form einer ineinandergehenden Doppelellipse aufweist,
  • - daß in dem Reflektor in einer Ebene drei Bohrungen und zwar zwei zur Aufnahme von Blitzlichtquellen nahe den äußeren Brennpunkten und eine zur Aufnahme des Stabes zentral zwischen diesen vorgesehen sind,
  • - daß eine serielle Kühlmittelführung im Reflektor vorgesehen, die eine homogene, über den Umfang des Festkörperstabe gleichmäßige Strömung des Kühlmittels zwischen der Innenwand der Bohrung und dem Festkörperstab bewirkt, wobei das Kühlmittel nach Durchfluß durch die den Festkörperstab aufnehmende Bohrung durch die Bohrungen für die Blitzlichtquellen geführt ist.
8. Erbium-YAG laser for carrying out the method according to one of the preceding claims, with an oscillator consisting of a solid-state rod, an associated high-power light source and reflectors as optical resonators, the solid-state rod being surrounded by a reflector, characterized in that
  • - that the reflector surrounding the solid-state rod - seen in cross section - has the shape of an interlocking double ellipse,
  • that three bores are provided in the reflector in one plane, namely two for receiving flash light sources near the outer focal points and one for receiving the rod centrally between them,
  • - That a serial coolant guide is provided in the reflector, which causes a homogeneous, uniform flow over the circumference of the solid rod of the coolant between the inner wall of the bore and the solid rod, the coolant after flowing through the bore receiving the solid rod through the holes for the flash light sources is.
9. Erbium-YAG-Laser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auskoppelreflektor aus einem Siliziumplättchen besteht.9. Erbium-YAG laser according to claim 8, characterized in that the Coupling reflector consists of a silicon plate.
DE1996108303 1996-02-26 1996-02-26 Laser photo vaporisation method for cornea of eye Withdrawn DE19608303A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996108303 DE19608303A1 (en) 1996-02-26 1996-02-26 Laser photo vaporisation method for cornea of eye

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996108303 DE19608303A1 (en) 1996-02-26 1996-02-26 Laser photo vaporisation method for cornea of eye

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19608303A1 true DE19608303A1 (en) 1997-09-04

Family

ID=7787166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1996108303 Withdrawn DE19608303A1 (en) 1996-02-26 1996-02-26 Laser photo vaporisation method for cornea of eye

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19608303A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0602756A1 (en) * 1989-06-07 1994-06-22 University Of Miami Noncontact laser microsurgical apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0602756A1 (en) * 1989-06-07 1994-06-22 University Of Miami Noncontact laser microsurgical apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1537841B1 (en) Device for treating opaqueness and/or hardening of a closed eye
DE60126435T2 (en) APPARATUS FOR THE TREATMENT OF PRESBYOPIA AND OTHER EYES DISEASES WITH FIBER-COUPLED LASERS
DE69434984T2 (en) Improved ophthalmic surgical laser
EP1909718B1 (en) Method for treating an organic material
EP1787607B1 (en) Apparatus for surgical laser treatments of the eye
EP1829510B1 (en) Apparatus for laser treatment of a cornea
DE60036048T2 (en) A method of forming blind bores in surgical needles using a diode-pumped Nd: YAG laser
DE60035364T2 (en) SYSTEM AND METHOD FOR THE UNIFORM ABLATION OF A LARGE AREA
DE69832079T2 (en) SHORT-PUMPED PARAMETRIC MEDIUM INFRARED GENERATOR FOR SURGERY
DE19844719A1 (en) Laser apparatus especially for carrying out medical or surgical treatments
DE3830378A1 (en) OPHTHALMOLOGICAL DEVICE
Ren et al. Ablation of the cornea and synthetic polymers using a UV (213 nm) solid-state laser
DE19727573C1 (en) Device and method for shaping surfaces, in particular lenses
WO2005058216A1 (en) Laser device and method for machining material using laser radiation
DE102005014760B4 (en) Apparatus for forming a precision cut surface in a material
EP0776492B1 (en) Device for generating a mode-homogenised laser beam
DE19608303A1 (en) Laser photo vaporisation method for cornea of eye
WO1987002884A1 (en) Device for photo-surgery in particular for keratotomy of the cornea
EP0951260A1 (en) Process and device for shaping surfaces
DE19943735B4 (en) Device for irradiating the eye
DE3615042A1 (en) Device for performing a keratomileusis of the cornea or for applying one or more incisions or wedge-shaped cutouts extending annularly around the apex, by photoablation of laser beams
WO1989010647A1 (en) Device for generating laser pulses of variable duration
WO1992022255A1 (en) Device for gentle and precise photoablation for photorefractive surgery
WO2009015836A1 (en) Laser system
DE10206663A1 (en) Device and method for refractive laser surgery

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal