DE19643880A1 - Vorrichtung zur Verwendung beim Operieren einer Hornhaut - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verwenden beim Operieren der Hornhaut eines Auges, um Ame­ tropie bzw. Fehlsichtigkeit durch eine Operation mittels eines Laserstrahls zu korrigieren, und insbesondere be­ trifft sie eine Vorrichtung, um nicht nur Hypermetropie bzw. Übersichtigkeit oder Myopie bzw. Kurzsichtigkeit zu korrigieren, sondern auch eine Vorrichtung, die geeignet ist, um Astigmatismus zu korrigieren, indem die Krümmung einer Hornhaut in einer bestimmten Richtung geändert wird.

Seit kurzem ist ein Verfahren bekannt, um Ametropie bzw. Fehlsichtigkeit des Auges zu korrigieren, indem man einen Teil von der Oberfläche einer Hornhaut durch Opera­ tion mittels eines Laserstrahls entfernt und dadurch die Krümmung der Hornhaut verändert; dieses Verfahren wird Ex­ zision der Hornhaut mittels Lichtbrechung bzw. photore­ fraktive Exzision der Hornhaut (Photo-refractive Kera­ tectomy - PRK-Verfahren) genannt. Tatsächlich wird dieses Verfahren nur zur Korrektur von Kurzsichtigkeit verwendet, und kaum verwendet zur Korrektur von Übersichtigkeit, aus den folgenden Gründen.

Im Fall der Korrektur von Myopie bzw. Kurzsichtigkeit genügt es, wie in Fig. 1(a) gezeigt, den Oberflächenteil der Hornhaut tiefgehend bei ihrem Zentrum und nur etwas an ihrer Peripherie zu entfernen, so daß der entfernte Teil die Gestalt einer Sammellinse aufweist. Um die Hornhaut wie oben erwähnt zu entfernen, wird eine reguläre Blende mit einer variablen kreisförmigen Apertur verwendet, um einen Ablationsbereich des Laserstrahls auf der Hornhaut zu verändern, wodurch eine Korrektur von Kurzsichtigkeit relativ leicht erreicht werden kann.

Im Gegensatz dazu muß im Falle der Korrektur von Hypermetropie bzw. Übersichtigkeit, wie in Fig. 2(a) gezeigt, die Oberfläche einer Hornhaut EC nur etwas bei ihrem Zentrum und tiefgehend an ihrer Peripherie entfernt werden, so daß der entfernte Teil die Gestalt einer Zerstreuungslinse aufweist. Demgemäß erfordert die Entfernung der Oberfläche der Hornhaut auf solch eine Weise eine schwierige Handhabung einer Standardblende, derart, daß eine Aperturblende einen Laserstrahl in ihrem zentralen Teil abschneiden bzw. ausblenden und ebenfalls die Größe des Radius der Apertur variieren muß.

Um eine Blende, die zur Korrektur von Übersichtigkeit verwendet wird, zu kontrollieren, sind schon einige Verfah­ ren vorgeschlagen bzw. angemeldet worden. Zum Beispiel offenbart die japanische Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 4(1992)-33220, die auf der britischen Patentanmeldung Nr. GB 8606821 (Anmelder: Summit Technology, Inc.) basiert, die dem US-Patent Nr. 4,994,058 entspricht, ein Verfahren zum Abtragen der Oberfläche einer Hornhaut in Gestalt einer Zerstreuungslinse unter Verwendung einer speziellen Maske (siehe Fig. 3). Die in diesem Verfahren verwendete Maske bietet einem Laserstrahl, der für eine vordefinierte Gestalt oder ein vordefiniertes Profil geeignet ist, Widerstand und ist so aufgebaut, daß ihr zentraler Teil einen Laserstrahl mehr absorbieren und weniger hindurchlassen kann und ihr peripherer Teil einen Laserstrahl weniger absorbieren und mehr hindurchlassen kann. Das Profil wird erzeugt, indem man die Dicke oder die Zusammensetzung der Maske variiert. Wenn ein Laserstrahl durch die Maske hindurchgeleitet wird, um die Hornhaut zu bestrahlen, wird ein Teil des Laserstrahls selektiv absorbiert und der andere Teil wird durch die Maske hindurch übertragen und an die Hornhaut abgegeben, so daß die Oberfläche der Hornhaut wie in Gestalt einer Zerstreu­ ungslinse entfernt wird.

Die offengelegte japanische Patentschrift (Kokai) Nr. 64(1989)-86968, die auf der französischen Patentanmeldung Nr. FR 8708963 basiert, die der europäischen Patentveröf­ fentlichung Nr. 0 296 982 (Anmelder: International Business Machines Corporation) entspricht, schlägt ein anderes Ver­ fahren vor, bei dem mit einem Laserstrahl bestrahlt wird während eine Blende mit einer keulenartigen Apertur rotiert (siehe Fig. 4). Die keulenartige Apertur der Blende ist in einer vordefinierten Gestalt ausgebildet. Eine Vielzahl der durch die Apertur der Blende hindurchgegangenen Abbilder der Keule des Laserstrahls werden auf der Hornhaut schritt­ weise zur Überlappung gebracht, um die Oberfläche einer Hornhaut entsprechend um eine Dicke, die notwendig ist, um Ametropie zu korrigieren, abzutragen, und die Krümmung der Hornhaut wird entsprechend dem abgetragenen Teil der Horn­ haut verändert. Die Apertur der Blende, die zur Korrektur von Übersichtigkeit verwendet wird, ist in einer Keulenge­ stalt ausgebildet, die eine große Breite bei einem Teil aufweist, der dem peripheren Teil der Hornhaut entspricht, so daß die Peripherie der Hornhaut mehr abgetragen werden kann als der zentrale Teil der Hornhaut.

Ein Verfahren ähnlich zu dem der obigen japanischen of­ fengelegten Patentschrift (Kokai) Nr. 64(1989)-86968 ist auch in der offengelegten japanischen Patentschrift (Kokai) Nr. 2(1990)-84955 beschrieben, deren Titel "Vorrichtung zur Korrektur okularer Brechungsanomalien" (device for cor­ recting ocular refraction anomalies) lautet und auf der Pa­ tentanmeldung Nr. SU 4457772 der U.S.S.R. basiert, die dem US-Patent Nr. 4,953,969 entspricht.

Jedoch weisen die obigen Verfahren nach dem Stand der Technik um Übersichtigkeit bzw. Hypermetropie zu korrigie­ ren die folgenden Probleme auf.

Bei dem älteren Verfahren, das eine spezielle Maske verwendet, sind entsprechend der Hornhautkrümmung und der Korrekturbrechkraft bzw. Ausgleichsbrechkraft des zu behandelnden Auges Masken in verschiedenen Gestalten bzw. Formen erforderlich, und dementsprechend muß eine Anzahl von Masken in verschiedenen Gestalten bzw. Formen für jede Krümmung und Korrekturbrechkraft des Auges vor der Operation fertig- bzw. bereitgestellt sein. Da die abgetragene Dicke der Hornhaut von der Gestalt der Maske abhängt, ist die Genauigkeit der Gestalt der Maske ein wichtiger Faktor bei der Korrektur der Fehlsichtigkeit bzw. Ametropie, und dementsprechend wird die Herstellung der Maske schwierig.

Bei dem letzteren Verfahren, bei dem Abbilder der Keule der Apertur verlagert bzw. verschoben werden, variiert die Gestalt der benötigten Apertur entsprechend der Krümmung und Korrekturbrechkraft bzw. zu korrigierenden Brechkraft der präoperativen Hornhaut, ähnlich wie in dem obigen Verfahren, was das Problem aufwirft, daß man verschiedene Arten von Aperturen benötigt.

Folglich, um diese Probleme zu lösen, hat der Erfinder die gegenwärtige Vorrichtung zur Verwendung beim Operieren einer Hornhaut des Auges vorgeschlagen und angemeldet, die eine Einrichtung zum Steuern bzw. Kontrollieren einer Strahlbestrahlungszeit und einer Verschiebungsstrecke aufweist, dafür ausgelegt, eine Verschiebung von der Rotationsachse zu machen während der Laserstrahl während der Operation rotieren gelassen wird. Entsprechend dieser Vorrichtung kann eine Korrektur der Übersichtigkeit bzw. Hypermetropie erreicht werden, mit einer vereinfachten Struktur, ohne eine Anzahl von Masken oder Aperturen zu benötigen.

Nichtsdestotrotz ist es unbedingt erforderlich, für diese Art der Vorrichtung zur Verwendung beim Operieren einer Hornhaut, eine Operation einer Hornhaut zu ermöglichen, um Astigmatismus zu korrigieren.

Andererseits, im Fall der Korrektur von Astigmatismus, da die Korrekturoperation mittels des oben beschriebenen PRK-Verfahrens meistens zur Korrektur von Myopie-Astigma­ tismus verwendet wird, wird dieses Verfahren kaum zur Kor­ rektur von Hypermetropie-Astigmatismus verwendet. Aus die­ sem Grund, in Bezug auf die Korrektur von Myopie-Astigma­ tismus, genügt es, wie in Fig. 1(b) gezeigt, die Oberfläche einer Hornhaut bei ihrem Zentrum nur in einer bestimmten Richtung tiefgehend zu entfernen und leicht bzw. etwas an ihrer Peripherie, und da der entfernte Teil die Gestalt einer konvexen Zylinderlinse aufweist, kann dies folglich verhältnismäßig leicht mittels Verändern eines Ablationsbereiches des Laserstrahls unter Verwendung einer Blende mit einer variablen Apertur durchgeführt werden. Im Gegensatz dazu muß, im Fall der Korrektur von Hypermetropie-Astigmatismus, wie in Fig. 2(b) gezeigt, die Oberfläche einer Hornhaut bei ihrem Zentrum in einer bestimmten Richtung nur leicht bzw. etwas entfernt werden und tiefgehend an ihrer Peripherie, wobei der entfernte Teil die Gestalt einer konkaven Zylinderlinse aufweist. Bei der Korrektur von Hypermetropie-Astigmatismus ist eine schwierige Kontrolle bzw. Steuerung einer Standard-Blende erforderlich, derart, daß eine bandartig geformte Aperturblende einen Laserstrahl in ihrem zentralen Teil abschneiden bzw. ausblenden und ebenfalls die Größe der Breite der Apertur variieren muß.

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obi­ gen Umstände gemacht worden, und es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Probleme zu lösen und eine Vorrichtung zum Operieren auf einer Hornhaut, um Ame­ tropie bzw. Fehlsichtigkeit zu korrigieren, bereitzustel­ len, die nicht nur in der Lage ist, Hypermetropie bzw. Übersichtigkeit oder Myopie bzw. Kurzsichtigkeit mit einer einfachen Konstruktion bzw. Anordnung und ohne eine Anzahl von Masken oder Blenden zu benötigen zu korrigieren, son­ dern die ebenfalls in der Lage ist, Myopie- oder Hyperme­ tropie-Astigmatismus auf einfache Weise zu korrigieren.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Verwendung beim Operieren einer Hornhaut, um Ametropie bzw. Fehlsich­ tigkeit mittels Abtragen bzw. Ablation von Hornhaut mit einem Laserstrahl zu korrigieren, bereitgestellt, die auf­ weist: ein optisches Lichtabgabesystem, um einen von einer Laserquelle emittierten Ultraviolett-Laserstrahl auf eine Hornhaut abzugeben bzw. zu übertragen und so die Hornhaut mit dem Ultraviolett-Laserstrahl zu beaufschlagen; eine Blende mit einer Apertur bzw. Öffnung, die in dem optischen Lichtabgabesystem angeordnet ist, um einen Bestrahlungs­ bereich des Laserstrahls einzuschränken bzw. zu begrenzen; eine Einrichtung, um den Laserstrahl in Bezug auf eine optische Achse des optischen Lichtabgabesystems zu ver­ schieben; eine Einrichtung, um den Laserstrahl um die opti­ sche Achse des optischen Lichtabgabesystems zu rotieren bzw. rotieren zu lassen; eine Einrichtung zum Eingeben von Informationen, die erforderlich sind, um die Gestalt einer Hornhaut nach einer Operation, d. h. die Gestalt einer post­ operativen Hornhaut, zu bestimmen bzw. festzulegen; eine erste Speichereinrichtung, um die Beziehungen zwischen einem sphärischen Korrekturbetrag und einem Ablationsbetrag für jede der Verschiebungspositionen zu speichern, die er­ forderlich sind, um eine sphärische Brechkraft dadurch zu korrigieren, daß man mit dem Laserstrahl bestrahlt und den Laserstrahl bei jeder Verschiebungsposition um die optische Achse des optischen Lichtabgabesystems rotiert bzw. rotie­ ren läßt, um die Hornhaut kreisförmig abzutragen, und dann die kreisförmigen Ablationen akkumuliert; eine zweite Speichereinrichtung, um die Beziehung zwischen einem zylin­ drischen Korrekturbetrag und dem Ablationsbetrag für jede Verschiebungsposition zu speichern, um die zylindrische Brechkraft dadurch zu korrigieren, daß die Bestrahlung mit dem Laserstrahl, der durch die Strahlverschiebungseinrich­ tung verschoben wird, akkumuliert wird, wobei der Laser­ strahl durch die Strahlrotationseinrichtung rotiert wird, derart, daß die Verschiebungsrichtung der Verschiebungsein­ richtung mit der Richtung der Achse des Astigmatismus zusammenfallen kann bzw. zusammenpaßt; eine Einrichtung, um den Ablationsbetrag bei jeder Position des Laserstrahls auf der Basis der Eingabeinformationen durch die Eingabe­ einrichtung, die erste Speichereinrichtung und die zweite Speichereinrichtung zu bestimmen; und eine Einrichtung, um die Bewegung einer Laserquelle bzw. eines Laserstrahles und der Strahlrotationseinrichtung bei jeder Verschiebungs­ position auf der Basis des durch die Ablationsbetrag­ bestimmungseinrichtung bestimmten Ablationsbetrages zu kontrollieren bzw. zu steuern.

Da es eine Vorrichtung mit der vereinfachten Konstruk­ tion gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur ermöglicht, die Hornhaut in einer gewünschten Gestalt abzutragen, son­ dern es auch ermöglicht, sie in einer optionalen Gestalt in einer bestimmten Richtung abzutragen, kann die Korrektur von Hypermetropie-Astigmatismus ebenso wie die Korrektur von Myopie-Astigmatismus erreicht werden.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Aus­ gestaltungen der Erfindung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfin­ dung ergeben sich zum Teil aus der nachfolgenden Beschrei­ bung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen und werden zum Teil daraus offensichtlich, oder können durch die Anwendung der Erfindung gelernt werden. Die Auf­ gaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung können reali­ siert und erhalten werden mittels der Instrumente und Kom­ binationen, die insbesondere in den beigefügten Ansprüchen hervorgehoben sind. Es versteht sich jedoch, daß die Be­ schreibung und die beschriebenen spezifischen Ausführungs­ formen nur der Veranschaulichung dienen, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Gültigkeitsbe­ reichs der Erfindung für Fachleute daraus offensichtlich werden.

Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Spezifikation eingearbeitet sind und einen Teil dieser Spezifikation bil­ den veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung und dienen dazu, zusammen mit der Beschreibung, die Aufgaben, Merkmale, Vorteile und Prinzipien der Erfindung zu erläu­ tern. Es zeigen:

Die Fig. 1(a) und (b) schematische Diagramme von ab­ getragenen Teilen der Hornhaut des Auges eines Patienten, um Myopie zu korrigieren;

die Fig. 2(a) und (b) schematische Diagramme von ab­ getragenen Teilen der Hornhaut des Auges eines Patienten, um Hypermetropie zu korrigieren;

Fig. 3 ein schematisches Diagramm der Abtragung der Oberfläche der Hornhaut nach einem Stand der Technik, wobei eine Apertur kontrolliert wird, um Hypermetropie zu korri­ gieren;

Fig. 4 ein schematisches Diagramm zur Abtragung der Oberfläche der Hornhaut nach einem anderen Stand der Tech­ nik, wobei eine Apertur kontrolliert wird, um Hypermetropie zu korrigieren;

Fig. 5 ein scheinatisches Diagramm, um die Anordnung ei­ nes optischen Systems und eines Steuer- und Kontrollsystems in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zu erläutern;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm einer typischen Form eines Laserstrahls, der von einem Excimer-Laser emittiert wird;

Fig. 7 ein Diagramm, um ein Verfahren, einen Ablations­ bereich auf ein Ringprofil zu bringen, zu erläutern;

die Fig. 8 Muster, von oben gesehen, die Ablations­ profile bei jeder Frequenz zeigen, für den Fall, daß die Laserpulse überlagert werden während seine Wiederholfre­ quenz in einem Bereich von 2 Hz bis 31 Hz variiert wird;

Fig. 9 eine Tabelle von Verlagerungs- bzw. Versetzungs­ strecken eines ebenen Spiegels 3 von einer mit L bezeichneten Rotationsachse;

die Fig. 10(a) und (b) Graphen, die das Ergebnis der Ablation zeigen, wenn eine PMMA-Platte (Polymethylmetha­ crylat-Platte) 30 Sekunden lang mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, wobei der Spiegel 3 bei einer Position (a) bzw. (b), in Fig. 9 bestimmt, angeordnet ist;

die Fig. 11 (c), (d) und (e) Graphen, die das Ergeb­ nis der Ablation zeigen, wenn eine PMMA-Platte 30 Sekunden lang mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, wobei der Spiegel 3 jeweils bei der in Fig. 9 bestimmten Position (c), (d) bzw. (e) angeordnet ist;

die Fig. 12 (f), (g) und (h) Graphen, die das Ergeb­ nis der Ablation zeigen, wenn eine PMMA-Platte 30 Sekunden lang mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, wobei der Spiegel 3 jeweils bei der in Fig. 9 bestimmten Position (f), (g) bzw. (h) angeordnet ist;

Fig. 13 einen Graphen, der das Ergebnis einer Ablation zeigt, wenn eine PMMA-Platte 30 Sekunden lang mit einem La­ serstrahl bestrahlt wird, wobei der Spiegel 3 bei einer Po­ sition (i), die in Fig. 9 bestimmt ist, angeordnet ist;

Fig. 14 eine Tabelle einer Kombination von jeder Posi­ tion des Spiegels und der entsprechenden Bestrahlungszeit des Laserstrahls, um die PMMA-Platte abzutragen, um eine Sammellinsengestalt auszubilden;

die Fig. 15(a) und (b) Tabellen von Ablationsbedin­ gungen;

Fig. 16 eine Tabelle mittels eines Linsenmeßgerätes gemessener Daten (optische Brechkräfte in Dioptrien), für jede der in Fig. 15 gezeigten Ablationsbedingungen;

Fig. 17 einen Graphen, der zu den Daten von Fig. 16 ge­ hört; und

Fig. 18 ein Diagramm, um eine Ablation in dem Fall zu erklären, wenn eine Korrektur von Hypermetropie-Astigma­ tismus durchgeführt wird.

Fig. 5 zeigt eine schematische Anordnung eines opti­ schen Systems und eines Steuersystems der Vorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform.

Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Laserquelle, wobei in der vorliegenden Ausführungsform eine Excimer-Laser­ quelle mit einer Wellenlänge von 193 nm verwendet wird. Ein Excimer-Laserstrahl von der Laserquelle 1 ist eine Puls­ welle, die typischerweise ein Querschnittsprofil hat, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, das heißt, eine im wesentlichen gleichförmige Intensitätsverteilung F(W) des Laserstrahls in einer horizontalen Richtung (Richtung der x-Achse) und eine Gaußsche Intensitätsverteilung F(H) in der vertikalen Richtung (Richtung der y-Achse).

Die ebenen Spiegel 2 und 3 dienen dazu, den von der La­ serquelle 1 emittierten Laserstrahl abzulenken, und zwar um einen rechten Winkel aufwärts durch den Spiegel 2 und dann um einen rechten Winkel in eine horizontale Richtung durch den Spiegel 3. Der Spiegel 3 ist durch einen Spiegelan­ triebsmotor 4, der aus einem Pulsmotor, Zahnradgetrieben und Nocken und anderem aufgebaut ist, parallel zu dem durch A bezeichneten Pfeil bewegbar. Gemäß der Bewegung des Spie­ gels 3 in der Richtung des Pfeiles A wird der von der La­ serquelle 1 emittierte Laserstrahl in einer Richtung Gauß­ scher Verteilung translatiert, so daß der Laserstrahl von einer durch L bezeichneten optischen Achse des optischen Lichtabgabesystems verschoben wird. Der Bildrotator 5 wird mittels einer Bildrotatorantriebsvorrichtung 6 angetrieben, um die optische Achse L als Zentrum zu rotieren, wodurch der verlagerte bzw. versetzte Laserstrahl um die optische Achse rotiert bzw. rotieren gelassen wird.

Das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine kreisförmige Blen­ de, um einen Ablations- bzw. Abtragungsbereich auf einer Hornhaut 13 zu begrenzen bzw. einzuschränken, wobei deren Aperturdurchmesser mittels einer Aperturantriebsvorrichtung 8 variiert werden kann. Das optische System ist weiter mit einer Projektivlinse 9 und einer Projektivlinsenantriebs­ vorrichtung 10 ausgestattet. Die Projektivlinse 9 dient dazu, ein Abbild der Apertur der Blende 7 auf die Hornhaut 13 zu projizieren, wobei ihre projektive Vergrößerung unge­ fähr ein Viertel beträgt und sie in Richtung eines Pfeiles B entlang einer optischen Achse mittels der Antriebsvor­ richtung 10 bewegbar ist, um die Größe eines Abbildes der Apertur, das auf die Hornhaut 13 projiziert werden soll, zu verändern.

Der durch den ebenen Spiegel 3 reflektierte Laserstrahl wird desweiteren bei dem bzw. durch den Bildrotator 5 reflektiert und rotiert bzw. rotieren gelassen, dann durch die Apertur der Blende 7 und die Projektivlinse 9 hindurchgeleitet und durch einen dichroitischen Spiegel 11 im rechten Winkel nach unten reflektiert, um auf die Hornhaut 13 einzufallen bzw. aufzutreffen.

Das Bezugszeichen 12 bezeichnet ein optisches Beobach­ tungssystem eines binokularen Mikroskops zur Verwendung bei einer chirurgischen Operation, welches aus einem rechten und einem linken optischen System aufgebaut ist, so ange­ ordnet, daß der dichroitische Spiegel 11 dazwischen ange­ ordnet ist. Das solch ein binokulares optisches Beobach­ tungssystem in verschiedenen Arten auf dem Markt erhältlich und der Aufbau selbst von keiner großen Bedeutung für die vorliegende Erfindung ist, wird die Beschreibung hier weggelassen.

Die Hornhaut 13, die operiert werden soll, wird vor der Operation bei einer vorbestimmten Position angeordnet bzw. positioniert. (Das Positioniersystem ist dafür da, um Ab­ bilder des Schlitzes aus wenigstens zwei Richtungen um die optische Achse des optischen Beobachtungssystems herum auf das zu operierende Auge zu projizieren und um die Positio­ nierung des Auges auf der Grundlage der positionellen Be­ ziehung zwischen jenen auf das Auge projizierten Abbilder des Schlitzes durchzuführen. Die Details dieses Positio­ niersystems sind in der US-Patentanmeldung 08/090611, ange­ meldet bei demselben Erfinder wie die vorliegende Erfin­ dung, angegeben.) Wenn beständig auf eine fixierte Lampe (nicht gezeigt) geschaut wird, wird das zu operierende Auge in dem Zustand der Positionierung gehalten.

Die wie oben aufgebaute Vorrichtung wird vollständig durch eine Steuervorrichtung 20 kontrolliert bzw. gesteu­ ert. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet eine Dateneingabevor­ richtung um Daten über die zu operierende Hornhaut 13 ein­ zugeben, einschließlich der Brechkraft und dergleichen.

Als erstes wird im folgenden die Arbeitsweise zur Kor­ rektur der Hypermetropie bzw. Übersichtigkeit mittels der Verwendung dieser Vorrichtung beschrieben werden. In der folgenden Beschreibung wird eine Platte aus Polymethylme­ thacrylat (im folgenden PMMA genannt) anstelle einer realen Hornhaut verwendet, wobei deren Ablationsbetrag (Tiefe) pro Puls in einem bekannten Verhältnis zu dem von Hornhaut steht.

Zuerst wird die Ablation bzw. Abtragung in einem kreis­ förmigen Profil beschrieben. Der ebene Spiegel 3 wird mit­ tels der Spiegelantriebsvorrichtung 4 bewegt, um das Zen­ trum eines Laserstrahls auf einen Punkt zu bringen, der von der Rotationsachse L des Bildrotators 5 verlagert bzw. ver­ setzt ist. Während der Bestrahlungsbereich mittels Rotation des Bildrotators 5 verschoben wird, wird mit dem Laser­ strahl nacheinander bzw. sukzessive bestrahlt, um den Abla­ tionsbereich zu überlappen bzw. zu überdecken. Dieses Profil des überdeckten Ablationsbereiches bzw. Ablations­ überlappungsbereiches kann geändert und von einem Polygon zu einem ungefähren Kreis bzw. Kreisring variiert werden, entsprechend einer Kombination der Rotationsfrequenz des Bildrotators 5 und der Wiederholungsfrequenz der von der Laserquelle 1 emittierten Laserpulse. Es wird unnötig sein, die Kombination zu betrachten, wenn ein Dauerstrichlaser (CW-Laser) verwendet wird. Wenn eine Kombination der Rota­ tionsfrequenz und der Wiederholungsfrequenz passend gewählt ist, wird ein Ablationsprofil in Form eines Ringes ausge­ bildet, wie in Fig. 7 zu sehen ist.

Fig. 8 zeigt ein Ablationsprofil für jede Wiederho­ lungsfrequenz der Laserpulse, wobei das Ablationsprofil mittels des Laserstrahls ausgebildet wird, bei dem die Ro­ tationsfrequenz des Bildrotators 5 auf 10 Hz eingestellt ist und die Wiederholungsfrequenz der Laserpulse in einem Bereich von 2 Hz bis 31 Hz verändert wird. Von den obigen Koinbinationen ist für die folgende Beschreibung die Verwen­ dung einer Kombination ausgewählt, bei der die Rotations­ frequenz des Bildrotators 5 10 Hz und die Frequenz der Laserpulse 23 Hz beträgt. Solch eine Kombination beider Frequenzen wird hier nur wegen der einfachen Kontrolle verwendet, und es ist klar, daß die Frequenz aus Prinzip keine Fixierung benötigt.

Als nächstes wird die Beziehung zwischen der Versetzungs- bzw. Verlagerungsstrecke des ebenen Spiegels 3 in Bezug auf die Rotationsachse L des Bildrotators 5 und der Tiefe der Ablation erklärt.

Wie in Fig. 9 zu sehen ist, ist die Verschiebungs­ distanz des Laserstrahls von der Rotationsachse L in neun Stufen (a) bis (i) unterteilt bzw. festgesetzt worden, um so im Bereich von 1,4 mm-12,6 mm alles in Schritten von 1,4 mm zu verändern und abzudecken. Die Fig. 10(a) und (b) bis zur Fig. 13 zeigen jeweils ein Ergebnis, bei dem die PMMA-Platte bei jeder Verschiebungsposition (Ent­ fernung) 30 Sekunden lang mit dem Laserstrahl bestrahlt worden ist. Die Ablationstiefe bei der vorliegenden Ausfüh­ rungsform wird einfach auf der Basis der Bestrahlungszeit kontrolliert bzw. gesteuert, wodurch man die Anzahl der Pulse bestimmt, unter Berücksichtigung, daß die Anzahl der Bestrahlungspulse relativ groß zu der Ablationstiefe pro Puls ist, und kann ebenfalls auf der Grundlage der Anzahl der Abtastungen kontrolliert bzw. gesteuert werden, wobei eine Abtastung die Bestrahlungszeit (oder die Anzahl von Pulsen) pro Einheit ist, die benötigt wird, um eine Runde eines Ablationsbereiches im wesentlichen gleichförmig zu bestrahlen.

Unter der Bedingung, daß die Bestrahlungszeit in jeder Verschiebungsposition gleich ist, wird die Ablationstiefe, wenn eine Verschiebungsdistanz des Zentrums des Laser­ strahls von der Rotationsachse L klein ist, beim Zentrum des Ablationsbereiches größer, und wenn der Ablationsbe­ reich nach außen verlagert wird während man das Zentrum des Ablationsbereiches verläßt, wird die Ablationstiefe allmäh­ lich kleiner, da der Laserstrahl durch die Blende 7 mehr und mehr verdunkelt bzw. verdeckt wird während er nach außen verschoben wird.

Indem man zirkulare Ablationsprofile, die in der obigen Weise ausgebildet werden können, kombiniert und die La­ serbestrahlungszeit (die Anzahl der Schüsse) in Bezug auf die Verschiebungsstrecke des Laserstrahls verändert, wird das PMMA in Gestalt einer Sammellinse abgetragen. Fig. 14 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für Kombinationen von Verschiebungsstrecke (Verschiebungsposition) und Verhältnis der Laserstrahlbestrahlungszeit zeigt. Diese Kombinationen sind grob auf der Grundlage der Tiefenverteilung der in den Fig. 10(a) und (b) - Fig. 13 gezeigten Querschnittspro­ file berechnet, um eine Brechkraft einer gewissen Leistung bzw. Stärke zu erhalten. Es ist möglich, verschiedene Linsenkräfte zu erhalten, indem man die Gesamtzeit (die Gesamtzahl von Schüssen) der Laserbestrahlung verändert, ohne Kombinationen von jeder Position und dem Verhältnis der Laserbestrahlungszeit (der Anzahl von Laserschüssen) zu verändern. Solche Linsenkräfte wurden mit einem Linsenmeßgerät gemessen.

Fig. 15(a) ist eine Tabelle von Ablationsbedingungen (1) dafür, wenn die Projektivlinse 9 so positioniert ist, daß sie ein Abbild der Apertur auf der Hornhaut bildet. Jene Ablationsbedingungen A-D variieren in Bezug auf die Laserbestrahlungszeit, wenn die Hochspannung des Laser­ strahls bei 27 KV fixiert ist.

Fig. 15(b) ist eine Tabelle von Ablationsbedingungen (2). Bei bzw. unter einer Bedingung E, wird die Projektiv­ linse 9 in der durch einen Pfeil B bezeichneten Richtung bewegt und ein Abbild der Apertur wird auf einen Durchmes­ ser (⌀) von 9 mm vergrößert. Die Laserenergie wird mittels der Steuervorrichtung 20 kontrolliert bzw. gesteuert, so daß man bei einem Laseremissionsende 130 mJ bekommt. Unter den Bedingungen F, G und H wird der Durchmesser (⌀) der Apertur der Blende 7 verringert, um ein Ablationsbild von 6,5 mm Durchmesser (⌀) zu bilden, und dementsprechend ist Laserbestrahlung bei einer Verschiebungsposition (i) weg­ gelassen bzw. unterlassen.

Fig. 16 zeigt mit einem Linsenmeßgerät gemessene Ergeb­ nisse (Brechkraft in Dioptrien), die jeweils die Brechkraft der unter den zuvor erwähnten Bedingungen abgetragenen PMMA-Platten betreffen. Fig. 17 zeigt einen Graphen dieser Ergebnisse von Fig. 16.

Wie aus Fig. 17 klar wird, stehen die Ablationsbedin­ gungen A-D in Fig. 15(a) und F, G und H in Fig. 15(b), wobei jene Bedingungen dieselben sind mit Ausnahme der La­ serbestrahlungszeit, jeweils wechselseitig in Beziehung zu­ einander. Die Brechkraft der PMMA-Platte, die abgetragen werden soll, kann kontrolliert bzw. gesteuert werden, auf der Grundlage der Laserbestrahlungszeit (der Anzahl von Pulsen).

Die Kontrolle der Brechkraft kann ebenfalls auf eine Hornhaut übertragen bzw. angewendet werden, bei der die Ab­ lationstiefe pro Puls in einem bekannten Verhältnis zu der von PMMA steht. Wenn man sich zuvor eine Tabelle und der­ gleichen über die Variation der Brechkraft in Abhängigkeit von der Laserbestrahlungszeit (der Anzahl von Pulsen) unter einer festen Bestrahlungsbedingung einprägt, und wenn man die Vorrichtung auf der Grundlage der eingeprägten bzw. auswendig gelernten Tabelle kontrolliert und steuert, ist es möglich, eine Hornhaut mit einer erwünschten Krümmung auszubilden, um Hypermetropie bzw. Übersichtigkeit zu korrigieren.

Die Kombination der Laserbestrahlungszeit bei bzw. mit jeder Verschiebungsposition ist nicht auf Fig. 14 be­ schränkt und kann auf andere Kombinationen geändert bzw. ausgedehnt werden.

Bei der tatsächlichen Operation, um Brechungsfehler zu korrigieren, wird das Auge, das operiert werden soll, bei einer vorbestimmten Position in Bezug auf die Vorrichtung durch ein Justiersystem, das nicht veranschaulicht ist, positioniert. Die Vorrichtung kontrolliert bzw. steuert die Bewegung des ebenen Spiegels 3 durch die Spiegelantriebs­ vorrichtung 4 und die Zeit der Laserbestrahlung, auf der Grundlage von Eingabeinformationen wie z. B. einer prä­ operativen Gestalt der Hornhaut und einer postoperativen Gestalt der Hornhaut (Korrigieren der Brechkraft) und der­ gleichen, welche in die Dateneingabevorrichtung 21 einge­ geben werden, und in Übereinstimmung mit einer Tabelle über die Variation der Brechkraft in Bezug auf die Laserbe­ strahlungszeit (der Anzahl von Pulsen). Als Folge wird das Auge, das operiert werden soll, in einer gewünschten Gestalt abgetragen, um dadurch Ametropie einschließlich Hypermetropie zu korrigieren.

In der obigen Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung wird die PMMA-Platte in Gestalt einer Sammellinse ab­ getragen, indem man das Zentrum des Laserstrahls jeweils um eine feste Strecke von der Rotationsachse verschiebt und bei jeder verschobenen Position bzw. Verschiebungsposition die Laserbestrahlungszeit (die Anzahl von Pulsen) erhöht. Alternativ kann die PMMA-Platte auf ähnliche Weise in Form einer Sammellinse abgetragen werden, indem man die Ver­ schiebungsstrecke des Laserstrahls von der Rotationsachse kontrolliert bzw. steuert während man nacheinander bzw. sukzessive Laserpulse bereitstellt, in hohem Ausmaß unge­ fähr beim Zentrum des Ablationsbereiches und in kleinerem Ausmaß, wenn der Laser außen abträgt.

Weiterhin kann diese Vorrichtung nicht nur für die Kor­ rektur von Hypermetropie bzw. Übersichtigkeit sondern auch zur Korrektur von Myopie bzw. Kurzsichtigkeit verwendet werden. Insbesondere trägt, wie in den Fig. 10(a) und (b) gezeigt, der rotierende Laserstrahl die Hornhaut tief­ gehend in ihrem Zentrum ab, und weniger und weniger während er sich vom Zentrum zurückzieht bzw. entfernt. Wenn jede Position und Bestrahlungszeit des Laserstrahls im Zentrum und in der Nachbarschaft davon (in der Nachbarschaft der Verschiebungspositionen von Fig. 10(a) bis 11(c)) kon­ trolliert bzw. gesteuert wird, um die Hornhaut so abzu­ tragen, daß man eine konkave Oberfläche erhält, dann wird die Hornhaut wie in Fig. 1(a) gezeigt abgetragen und man erreicht folglich eine Korrektur von Myopie bzw. Kurz­ sichtigkeit. Es ist möglich, die Korrekturkraft zu steuern bzw. zu kontrollieren, falls man die Laserbestrahlungszeit (die Gesamtzahl an Schüssen) variiert, ebenso wie die Korrektur von Hypermetropie bzw. Übersichtigkeit.

Als nächstes wird der Fall einer Operation zur Korrek­ tur von Astigmatismus mittels der Verwendung dieser Vor­ richtung im folgenden beschrieben werden. Zuerst wird im folgenden das Verfahren zur Korrektur von Hypermetropie- Astigmatismus erklärt werden. In diesem Fall wird die PMMA- Platte (Polymethylinethacrylat-Platte) anstelle einer realen Hornhaut verwendet.

Wie oben beschrieben weist das Profil des Excimer- Laserstrahls eine Intensitätsverteilung wie in Fig. 6 ge­ zeigt auf, und wenn mit diesem eine PMMA-Platte bestrahlt wird, wird der Querschnitt, wo er parallel zur Richtung der x-Achse der Strahlen verläuft, im wesentlichen gleichförmig abgetragen, und der Querschnitt parallel zur y-Achse wird am tiefgehendsten in seinem Zentrum abgetragen, und weniger und weniger während er sich vom Zentrum entfernt bzw. zu­ rückzieht, entsprechend einer Gaußschen Intensitätsvertei­ lung F(H). Wenn die Anzahl der Bestrahlungspulse (Bestrah­ lungszeit) erhöht wird, wird die Ablationstiefe proportio­ nal zu dieser Erhöhung tiefer.

In dem Fall, daß der ebene Spiegel 3 bewegt wird und mit dem Laser in einer Position bestrahlt wird, wo der La­ serstrahl von der optischen Achse L des optischen Lichtab­ gabesystems in Richtung der y-Achse um ein bestimmtes In­ tervall d verschoben ist, wird der Querschnitt parallel zur Richtung der y-Achse der Platte wie in Fig. 18(a) gezeigt abgetragen.

Als nächstes wird der ebene Spiegel 3 bewegt und die Anzahl der Bestrahlungslaserpulse wird in der Position um vieles erhöht, wo der Laserstrahl um ein weiteres Intervall d in Richtung der y-Achse nach außen verschoben ist. Als Ergebnis davon wird, wie in Fig. 18(b) gezeigt, die PMMA- Platte durch diese Laserbestrahlung tiefgehender abgetragen als durch die erste Laserbestrahlung. Auf diese Weise wird so durch das Bewegen des ebenen Spiegels 3 das Zentrum des Laserstrahls jeweils um das Intervall d in Richtung der y- Achse und nach außen in Bezug auf die optische Achse L bewegt, und die Anzahl der Laserbestrahlungspulse wird bei jeder Position proportional zur Verschiebung nach außen verlängert bzw. erhöht, wodurch, wie in Fig. 18(c) gezeigt, die Ablation bzw. Abtragung allmählich tiefer gemacht werden kann. Wenn die Anzahl der Laserpulse um das hinreichende Verhältnis bei jeder Position erhöht wird, kann die Gestalt (gestrichelte Linie A) nach der Ablation in Richtung der y-Achse bogenförmig ausgebildet sein.

Andererseits, obwohl die Tiefe der Ablation in Richtung der x-Achse in Abhängigkeit von den Positionen variiert bzw. verschieden ist, ist der Querschnitt, wie in Fig. 18(d) veranschaulicht, wie in Gestalt einer geraden Linie abgetragen. Dementsprechend kann eine Oberflächengestalt nach einer Ablation, wenn diese Ablation in Richtung der y- Achse nach beiden Seiten um die optische Achse L herum durchgeführt wird, zu einer zylindrischen Oberflächen­ gestalt geändert werden (d. h., es ist möglich, in Gestalt einer konkaven Zylinderlinse abzutragen). Als ein anderes Verfahren, um in Richtung der y-Achse nach beiden Seiten in Bezug auf die optische Achse L abzutragen, wird in Betracht gezogen, den Laserstrahl durch die Bewegung des ebenen Spiegels 3 von einer Ecke bzw. Kante der Blende zu der an­ deren Ecke bzw. Kante der Blende zu bewegen (in dem Fall, daß die Ablation mit dem Bildrotator 5, der rotiert wird, durchgeführt wird, wird in Betracht gezogen, daß der ebene Spiegel 3 bewegt werden kann, wobei man mit dem Laser, der in Synchronisation mit der Rotation gebracht wird, zu jedem Zeitpunkt, wenn der Laserstrahl um 360° rotiert, be­ strahlt), oder die Bewegung des ebenen Spiegels 3 und die Rotation des Bildrotators 5 zu kombinieren, und wenn der Laserstrahl durch die Bewegung des ebenen Spiegels 3 von dem Zentrum des optischen Lichtabgabesystems (der optischen Achse L) nach außen davon (oder von außen zum Zentrum) be­ wegt wird, den Strahl um 180° zu rotieren, wobei die opti­ sche Achse L das Zentrum bildet (nachdem man mit der einen Seite fertig ist, wird der Strahl um 180° rotiert, so daß die andere Seite behandelt werden kann, oder eine abwech­ selnde Ablation kann ermöglicht werden, indem man die Wie­ derholungsrate bzw. Wiederholungsfrequenz des Lasers mit der Rotationsgeschwindigkeit des Bildrotators 5 synchroni­ siert).

Was die Kontrolle bzw. Steuerung des zu korrigierenden Ausmaßes der Brechkraft anbelangt, so kann, ähnlich wie im oben beschriebenen Fall der Korrektur von Hypermetropie, die Steuerung des Ausmaßes durchgeführt werden, ohne daß man das Verhältnis der Anzahl von Bestrahlungspulsen (oder Bestrahlungszeit) bei jeder Position des durch die Bewegung des ebenen Spiegels 3 von der Rotationsachse L verlagerten Laserstrahles verändert, indem man die Gesamtzahl der Bestrahlungspulse (oder Bestrahlungszeit) verändert. Das heißt, indem man die Vorrichtung die Beziehung der Varia­ tion des Ausmaßes der Korrekturbrechkraft (Tabellen) in Ab­ hängigkeit von der Anzahl der Laserbestrahlungspulse unter den definierten Bestrahlungsbedingungen speichern läßt, und dann die Bewegung des ebenen Spiegels 3 und die Anzahl der Bestrahlungspulse auf der Grundlage dieser Beziehung kon­ trolliert bzw. steuert, kann die Hornhaut korrigiert wer­ den, so daß sie die erwünschte Gestalt aufweist.

Im Falle der Anwendung des oben erwähnten Ablationsver­ fahrens auf die Operation zur Korrektur von Hypermetropie- Astigmatismus werden die Tabellen über die Variation des Ausmaßes der Korrekturbrechkraft für einen Aperturdurch­ messer der Apertur der Blende 7, ein Rotationswinkel des Bildrotators 5 und eine Anzahl von Bestrahlungspulsen (oder Laserbestrahlungszeit) von der Steuervorrichtung 20 auf der Grundlage der durch die Dateneingabevorrichtung 21 eingege­ benen Eingabeinformationen über die präoperative und post­ operative Gestalt der Hornhaut (zu korrigierendes Ausmaß der Brechung oder zu korrigierender axialer Winkel) und dergleichen ausgelesen bzw. abgefragt. Und dann wird, ent­ sprechend diesen Daten, die Kontrolle bzw. Steuerung, wie z. B. die Bewegung des ebenen Spiegels 3, die Anzahl der Bestrahlungspulse und die Rotation des Bildrotators oder dergleichen, durchgeführt.

Der Bediener positioniert das Auge des Patienten bei bzw. in einer vorbestimmten Position in Bezug auf die Vorrichtung unter Verwendung eines Justier- und Positio­ niersystems, das nicht veranschaulicht bzw. gezeigt ist. Wenn der Bildrotator rotiert wird, um die Richtung, zu der der Laserstrahl parallel bewegt bzw. verschoben wird, an die axiale Richtung zur Korrektur des Astigmatismus anzu­ passen (im Fall der Ablation mit dem Bildrotator 5, der ro­ tieren gelassen wird, ist es erforderlich, die Position des Lasers, mit dem er bestrahlt werden soll, und der in Syn­ chronisation mit der Rotation des Bildrotators 5 gebracht wird, an die axiale Richtung zur Korrektur des Astigmatis­ mus anzupassen), wird die Oberfläche der Hornhaut gemäß der Tabellen abgetragen, und die Ablation kann wie in Fig. 2(b) gezeigt in Gestalt einer konkaven Zylinderlinse durchge­ führt werden, und die Korrektur des Hypermetropie-Astigma­ tismus kann ebenfalls erreicht werden.

Während die Korrektur von Hypermetropie-Astigmatismus oben beschrieben ist, kann die vorliegende Erfindung eben­ falls genauso gut zur Korrektur von Myopie-Astigmatismus verwendet werden. Im Fall der Korrektur von Myopie-Astigma­ tismus wird das Verhältnis der Anzahl von Bestrahlungs­ pulsen (oder Bestrahlungszeit) bei jeder Verschiebungs­ position des Zentrums des Laserstrahls gegenüber der opti­ schen Achse L in der Nähe des zentralen Teils erhöht und, während man sich dem peripheren Teil nähert, verringert, im Gegensatz zur Korrektur beim Hypermetropie-Astigmatismus. Indem man die Steuerung wie oben beschrieben durchführt, kann die Ablationsgestalt wie in Fig. 1(b) gezeigt erhalten werden, und man erreicht dann eine Hornhautoperation zur Korrektur von Myopie-Astigmatismus.

Die vorliegende Erfindung kann durch andere spezifische Ausführungsformen verkörpert werden ohne vom Anwendungsbe­ reich der Erfindung oder wesentlichen Eigenschaften davon abzuweichen. Zum Beispiel, in der bevorzugten Ausführungs­ form, wird die Ablation bzw. Abtragung dadurch erreicht, daß man den Laserstrahl in regelmäßigen bzw. konstanten Intervallen verschiebt und die Anzahl von Laserbe­ strahlungspulsen (Bestrahlungszeit) so verändert, daß die Ablation einer zylindrischen Gestalt ähnelt bzw. gleicht. Sie ist jedoch auch dazu in der Lage, in einer zylindri­ schen Gestalt abzutragen, dadurch, daß die Anzahl von Bestrahlungspulsen stetig bzw. konstant gehalten und die Verschiebungsstrecke des Laserstrahls kontrolliert bzw. ge­ steuert wird, im Fall von Hypermetropie-Astigmatismus, indem die Verschiebungsstrecke so gesteuert bzw. geregelt wird, daß sie kleiner wird, während man sich dem peripheren Teil nähert, und im Fall der Korrektur von Myopie-Astigma­ tismus, indem man die Verschiebungsstrecke so steuert bzw. regelt, daß sie größer wird, wenn man sich dem peripheren Teil nähert, wodurch man eine Korrektur von Astigmatismus erreichen kann bzw. erhält. Ebenfalls ist sie dazu in der Lage, jede Korrektur von Ametropie bzw. Fehlsichtigkeit da­ durch durchzuführen, daß sie mit der in der ersten bevor­ zugten Ausführungsform beschriebenen sphärischen Korrektur (Hypermetropie, Myopie) kombiniert wird.

Zusammengefaßt weist eine Vorrichtung, um Ametropie mittels Abtragen von Hornhaut mit einem Laserstrahl zu korrigieren, ein optisches System zur Beaufschlagung einer Hornhaut mit einem Ultraviolett-Laserstrahl auf, über eine Blende mit einer Apertur, um den Bestrahlungsbereich des Laserstrahls einzuschränken, wobei der Laserstrahl in Bezug auf eine optische Achse des optischen Lichtabgabesystems verschoben und um die optische Achse rotiert wird, wenn die Informationen, die benötigt werden, um eine Gestalt einer postoperativen Hornhaut festzulegen, eingegeben werden, wobei die Beziehungen zwischen einem sphärischen Korrektur­ betrag und einem Ablationsbetrag für jede Verschiebungs­ position, die zur Korrektur einer sphärischen Brechungs­ kraft mittels Bestrahlung durch den Laserstrahl und mittels Rotation des Laserstrahls um die optische Achse bei jeder Verschiebungsposition, um die Hornhaut kreisförmig abzu­ tragen, erforderlich sind, in einem ersten Speicher gespei­ chert werden, und wobei die Beziehungen zwischen einem zylindrischen Korrekturbetrag und dem Ablationsbetrag bei jeder Verschiebungsposition, um die zylindrische Brechungs­ kraft mittels Akkumulation der Bestrahlung durch den Laser­ strahl, der durch die Strahlverschiebungsvorrichtung ver­ schoben wird, in einem zweiten Speicher gespeichert werden, und wobei der Laserstrahl durch die Strahlrotierungs­ vorrichtung rotiert wird, derart, daß die Verschiebungs­ richtung der Verschiebungsvorrichtung mit der Richtung der Achse des Astigmatismus zusammenpaßt, und wobei der Abla­ tionsbetrag bei jeder Position des Laserstrahls auf der Grundlage der Eingabeinformationen etc. bestimmt wird, wodurch die Bewegung des Laserstrahls und die Strahlrota­ tionsvorrichtung bei jeder Verschiebungsposition gesteuert bzw. kontrolliert werden.

Die vorangegangene Beschreibung der bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung ist zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung gegeben worden. Es ist nicht beabsichtigt, daß sie erschöpfend ist oder daß sie die Erfindung auf die offenbarte präzise Gestalt beschränkt, und Modifikationen und Variationen sind im Licht der obigen Lehre möglich oder können durch die Anwendung der Erfindung erhalten werden. Der Anwendungsbereich der Erfindung wird durch die beige­ fügten Ansprüche definiert.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Verwendung beim Operieren einer Hornhaut, um Ametropie mittels Abtragen von Hornhaut mit einem Laserstrahl zu korrigieren, mit:
einem optischen Lichtabgabesystem, um einen von einer Laserquelle emittierten Ultraviolett-Laserstrahl auf eine Hornhaut zu übertragen;
einer Blende mit einer Apertur, die in dem optischen Lichtabgabesystem angeordnet ist, um einen Bestrahlungs­ bereich des Laserstrahls einzuschränken;
einer Einrichtung, um den Laserstrahl in Bezug auf eine optische Achse des optischen Lichtabgabesystems zu verschieben;
einer Einrichtung, um den Laserstrahl um die optische Achse des optischen Lichtabgabesystems zu rotieren;
einer Einrichtung zum Eingeben von Information, die erforderlich ist, um eine Gestalt einer postoperativen Hornhaut zu bestimmen;
einer ersten Speichereinrichtung, um die Beziehungen zwischen einem sphärischen Korrekturbetrag und einem Ablationsbetrag bei allen Verschiebungspositionen zu speichern, die erforderlich sind, um eine sphärische Brech­ kraft zu korrigieren, dadurch, daß bei jeder Verschiebungs­ position mit dem Laserstrahl bestrahlt und der Laserstrahl um die optische Achse des optischen Lichtabgabesystems rotiert wird, um die Hornhaut kreisförmig abzutragen, und dann die kreisförmige Ablation akkumuliert wird;
einer zweiten Speichereinrichtung, um die Beziehung zwischen einem zylindrischen Korrekturbetrag und dem Ablationsbetrag bei jeder Verschiebungsposition zu speichern, um die zylindrische Brechkraft zu korrigieren, dadurch, daß die Bestrahlung mit dem Laserstrahl, der durch die Strahlverschiebungseinrichtung verschoben wird, akkumu­ liert wird, wobei der Laserstrahl durch die Strahlrota­ tionseinrichtung so rotiert wird, daß die Verschiebungs­ richtung der Verschiebungseinrichtung mit der Richtung der Achse des Astigmatismus zusammenfallen kann;
einer Einrichtung, um den Ablationsbetrag bei jeder Position des Laserstrahls auf der Basis der Eingabeinforma­ tionen durch die Eingabeeinrichtung, die erste Speicher­ einrichtung und die zweite Speichereinrichtung zu bestim­ men; und
einer Einrichtung, um die Bewegung eines Laserstrahls und der Strahlrotationseinrichtung bei jeder Verschiebungs­ position zu steuern, auf der Basis des durch die Ablations­ betragbestimmungseinrichtung bestimmten Ablationsbetrags.

2. Vorrichtung zur Verwendung beim Operieren einer Hornhaut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Querschnitt des Ultraviolett-Laserstrahls eine rechteckige Gestalt aufweist, wobei die optische Intensität in Richtung der Längsseite nahezu konstant verläuft und in der Richtung senkrecht dazu eine Gaußsche Verteilung aufweist.

3. Vorrichtung zur Verwendung beim Operieren einer Hornhaut nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Laserquelle emittierte Laserstrahl ein gepulster Laserstrahl ist und die Steuer­ einrichtung eine Einrichtung zur Rotation und Steuerung aufweist, so daß die Richtung des Laserstrahls an die Rich­ tung der Achse des Astigmatismus angepaßt wird, indem man eine Pulsfrequenz des Laserstrahls mit einer Rotations­ geschwindigkeit der Strahlrotationseinrichtung korrespon­ dieren läßt.

4. Vorrichtung zur Verwendung beim Operieren einer Hornhaut nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlverschiebungseinrichtung eine lichtbrechende Komponente aufweist, die in dem optischen Lichtabgabesystem angeordnet ist, und eine Einrichtung, um die lichtbrechende Komponente in die Richtung zu bewegen, wo die optische Intensität des Laserstrahls räumlich nicht konstant verläuft.

5. Vorrichtung zur Verwendung beim Operieren einer Hornhaut nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlverschiebungseinrichtung eine Einrichtung aufweist, um den Laserstrahl sukzessive in konstanten Intervallen zu verschieben.

6. Vorrichtung zur Verwendung beim Operieren einer Hornhaut nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Steuern entweder der Bestrahlungszeit des Laserstrahls oder der Anzahl der Pulse des Laserstrahls aufweist, auf der Basis des Ablationsbetrages bei jeder Verschiebungs­ position, um die Brechkraft der Hornhaut entsprechend zu korrigieren.

7. Vorrichtung zur Verwendung beim Operieren einer Hornhaut nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Verschiebungsstrecke durch die Strahlver­ schiebungseinrichtung auf der Basis des Ablationsbetrages entsprechend des Brechkraftkorrekturbetrages bei entweder konstanter Bestrahlungszeit oder konstanter Anzahl von Pulsen des Laserstrahls aufweist.