DE19746038A1

DE19746038A1 - Instrument for carrying out laser surgery on cornea

Info

Publication number: DE19746038A1
Application number: DE1997146038
Authority: DE
Inventors: Herbert Schwind
Original assignee: Herbert Schwind & Co Kg 63801 Kleinostheim De GmbH; Schwind & Co KG Herbert GmbH
Current assignee: Schwind Eye Tech Solutions GmbH
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 1998-04-30
Anticipated expiration: 2017-10-18
Also published as: DE19746038C2

Abstract

Surgery is carried out on a cornea using an arrangement of a base ring (1) which an be fixed in place by vacuum produced in the chamber (13) formed between the ring and the eye (14) and mounts a frame (4) and support (2) with a guide (16) for an oscillating blade (11). The blade drive comprises drive shafts (5) and drive motor (32) for the support and drive shaft (6) and drive motor (33) for the blade. A movement stop (24) is provided at a point at which the lamellar piece of cornea separated from the cornea remains connected by a hinge formed from cornea tissue. The piece can then be folded sideways away from eye tissue underneath. On the return stroke of the support, the eye movement is halted, while the base ring preferably remains in position.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Hornhautchirurgie nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for corneal surgery according to the preamble of Claim 1.

Bei einer derartigen aus der deutschen Patentschrift 34 33 581 bekannten Vorrichtung wird auf das zu behandelnde Auge ein mit Unterdruck fixierbarer Basisring aufgesetzt. Am Basisring ist ein oszillierendes Messer mit Vorschub bewegbar geführt. Die oszillie rende Bewegung des Messers quer zur Vorschubrichtung kann durch einen Drehantrieb, der über einen Exzenter oder ein Winkelgetriebe auf das Messer wirkt, erzeugt werden. Die Vorschubbewegung kann von Hand erfolgen. Es ist jedoch auch bekannt, elektromo torisch sowohl die Vorschubbewegung als auch die oszillierende Messerbewegung zu erzeugen (US 5,133,726). Die Umwandlung der vom elektromotorischen Antrieb erzeug ten Drehbewegung in die linearen Bewegungen des Vorschubes und der Messeroszilla tion beansprucht die Zwischenschaltung eines mechanischen Getriebes mit entspre chenden Getriebeelementen mit dem dazu erforderlichen konstruktiven Aufwand und trägheitsbelasteter Bewegungsübertragung.In such a device known from German Patent 34 33 581 a base ring that can be fixed with negative pressure is placed on the eye to be treated. An oscillating knife with feed is movably guided on the base ring. The oscillie rende movement of the knife transversely to the feed direction can by a rotary drive, which acts on the knife via an eccentric or an angular gear. The feed movement can be done by hand. However, it is also known to electromo torically both the feed movement and the oscillating knife movement generate (US 5,133,726). The conversion of the generated by the electric motor drive th rotary movement in the linear movements of the feed and knife oscilla tion claims the interposition of a mechanical gearbox with corre sponding appropriate gear elements with the required design effort and inertial motion transmission.

Aufgabe der in den Patentansprüchen 1 und 7 gekennzeichneten Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine unmittelbare Übertragung der Antriebsbewegung auf das Messer erzielt wird.The object of the invention characterized in claims 1 and 7 is a To create device of the type mentioned, in which an immediate Transmission of the drive movement to the knife is achieved.

Durch die Ausbildung des Antriebs für die Messerbewegung als piezoelektrischer An trieb erzielt man eine trägheitsfrei arbeitende Antriebseinrichtung, deren Antriebsbewe gung direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Getriebes, für die Messerbewegung, insbesondere den Messervorschub und die Oszillationsbewegung des Messers zur Einwirkung gebracht wird. Für den Messervorschub eignet sich in bevorzugter Weise ein piezoelektrischer Linearantrieb, welcher an einen Support oder Klingenhalter, an wel chem die Klinge des Messers befestigt ist und welcher in einem auf das Auge aufgesetz ten Basisring als Grundkörper geführt ist, angreift. Der piezoelektrische Antrieb kann an einem Grundkörper, in welchem auch der Basisring integriert ist, abgestützt sein.By designing the drive for the knife movement as a piezoelectric actuator drive you achieve an inertia-free drive device, the drive movement supply directly, d. H. without the interposition of a gear, for the knife movement, especially the knife advance and the oscillating movement of the knife Action is brought. The knife feed is preferably suitable piezoelectric linear actuator, which is connected to a support or blade holder, to wel chem the blade of the knife is attached and which is placed in one on the eye ten base ring is guided as a base body, attacks. The piezoelectric drive can be on a base body in which the base ring is also integrated.

Der piezoelektrische Antrieb kann in herkömmlicher Weise ausgebildet sein (z. B. DE 38 25 587) und aus Piezoaktuatoren zusammengesetzt sein. Es können beispielsweise drei Piezoaktuatoren vorgesehen sein. Ein geeigneter Piezoantrieb enthält drei Piezokristal le, deren Fortbewegung und daran gekoppelte Linearbewegung des Supportantriebs sich mit der Fortbewegung einer Spannerraupe erklären lassen. Dabei dienen der vorde re und der hintere beispielsweise als Klemmaktuator ausgebildete Piezokristalle als Bremse und der mittlere beispielsweise als Vorschubaktuator ausgebildete Piezokristall der Vorschubbewegung. Die Piezokristalle, insbesondere Piezokeramiken, welche in einem mit dem Support oder Klingenhalter verbundenen Gehäuse sich befinden, können sich dabei auf einer mit dem Grundkörper insbesondere Basisring direkt oder indirekt verbundenen Unterlage, welche als Metallband, Schiene oder dergleichen ausgebildet sein kann, vorwärtsbewegen. Der erste Piezokristall hält die Unterlage fest, während sich der zweite Piezokristall (mittlere Piezokristall) ausdehnt. Damit sich die Anordnung bewegen kann, ist die durch den dritten Piezokristall gebildete zweite Bremse offen. Nach der Ausdehnung klemmt sich der dritte Piezokristall an der Unterlage insbesonde re dem Metallband fest, d. h. die zweite Bremse wird geschlossen, während sich die er ste Bremse, d. h. der erste Piezokristall öffnet und sich der zweite Piezokristall (mittlere Piezokristall) zusammenzieht. Dann wiederholt sich der Vorgang. Die Antriebsart kann auch kinematisch umgekehrt sein, d. h. das Gehäuse ist mit dem Basisring direkt oder indirekt verbunden und die Unterlage, beispielsweise das Metallband, bewegt sich und ist mit dem Support verbunden. Während im ersten Fall das Gehäuse als Schubelement wirkt, bildet im zweiten Fall die Unterlage das Schubelement.The piezoelectric drive can be designed in a conventional manner (e.g. DE 38 25 587) and composed of piezo actuators. For example, three Piezo actuators can be provided. A suitable piezo drive contains three piezo crystals le, their movement and the linear movement of the support drive coupled to it can be explained with the movement of a tension caterpillar. The front serve right and the rear, for example, as a clamping actuator designed as piezo crystals Brake and the middle piezo crystal, for example, designed as a feed actuator the feed movement. The piezocrystals, in particular piezoceramics, which in a housing connected to the support or blade holder thereby directly or indirectly on a base ring, in particular with the base body connected pad, which is designed as a metal band, rail or the like can be move forward. The first piezo crystal holds the pad in place while the second piezo crystal (middle piezo crystal) expands. So that the arrangement can move, the second brake formed by the third piezo crystal is open. After the expansion, the third piezo crystal sticks to the base in particular re the metal band firmly, d. H. the second brake is closed while the he most brake, d. H. the first piezo crystal opens and the second piezo crystal (middle one Piezo crystal) contracts. Then the process repeats itself. The drive type can also be kinematically reversed, d. H. the housing is directly with the base ring or indirectly connected and the support, for example the metal band, moves and is connected to support. While in the first case, the housing as a thrust element acts, in the second case the base forms the thrust element.

Auch die oszillierenden Messerbewegungen können durch einen Piezokristall (Kristall schwinger) erzeugt werden. Es erübrigt sich dann die Ankopplung des oszillierenden Messers und seines für die Vorschubbewegung linear anzutreibenden Supports über zwischengeschaltete Getriebe.The oscillating knife movements can also be controlled by a piezo crystal (crystal vibrator) are generated. There is then no need to couple the oscillating Messer and its support, which is to be driven linearly for the feed movement intermediate gear.

Eine weitere Ausführungsform zur Erzeugung des Messervorschubs kann ein Schubele ment beispielsweise in Form einer Schubstange aufweisen, welche mit dem Messer ver bunden ist. An diesem Schubelement greifen abwechselnd zwei piezoelektrische Klemmaktuatoren an. Der erste dieser beiden Klemmaktuatoren ist in Vorschubrichtung starr am Grundkörper abgestützt, und der zweite Klemmaktuator ist mit einem piezoelek trischen Vorschubaktuator fest verbunden. Der Vorschubaktuator ist bevorzugt an einem Grundkörper, insbesondere am Basisring, abgestützt. Die Steuerung der Aktuatoren erfolgt in der Weise, daß bei Ausdehnung des Vorschubaktuators zur Erzeugung der Vorschubbewegung der zweite Klemmaktuator am Vorschubelement zu dessen Mit nahme angreift und der erste Klemmaktuator vom Vorschubelement gelöst ist. Bei der Kontraktion des Vorschubaktuators entgegen der Vorschubrichtung greift der erste Klemmaktuator am Vorschubelement an und hält es in der beim vorhergehenden Vor schub erreichten Vorschubposition, wobei der zweite Klemmaktuator vom Vorschubele ment gelöst ist.Another embodiment for generating the knife feed can be a Schubele ment for example in the form of a push rod, which ver with the knife is bound. Two piezoelectric elements alternately grip this thrust element Clamping actuators. The first of these two clamping actuators is in the feed direction rigidly supported on the base body, and the second clamping actuator is with a piezoelectric trical feed actuator firmly connected. The feed actuator is preferably on one Base body, especially supported on the base ring. The control of the actuators takes place in such a way that when the feed actuator is expanded to generate the Feed movement of the second clamping actuator on the feed element to its attack and the first clamping actuator is released from the feed element. In the Contraction of the feed actuator against the feed direction takes hold of the first Clamp actuator on the feed element and holds it in the previous position thrust reached feed position, with the second clamping actuator from the feed lever ment is solved.

Der Linearantrieb kann in einem Stützrohr angeordnet sein, wobei die Aktuatoren und das insbesondere stabförmig ausgebildete Schubelement koaxial im Stützrohr angeord net sind.The linear drive can be arranged in a support tube, the actuators and the in particular rod-shaped thrust element is arranged coaxially in the support tube are not.

Zur Erzeugung der oszillierenden Messerbewegung kann wenigstens ein am Grundkör per insbesondere Basisring abgestützter piezoelektrischer Oszillationsaktuator vorgese hen sein. Der Oszillationsaktuator ist in bevorzugter Weise so ausgebildet, daß er oszil lierende Biegeschwingungen ausführt. Hierzu kann der Oszillationsaktuator als bimor pher Piezokristall ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Oszillationsaktuator aus mehreren laminierten Schichten aus Piezokeramik mit metallischen Zwischenschichten, die als Elektroden wirken, d. h. als Vielschichtaktuator, ausgebildet sein. In bevorzugter Weise besitzt der Oszillationsaktuator eine längliche Form insbesondere Plättchenform, wobei das eine Ende am Grundkörper oder an dem Schubelement des den Messervor schub bewirkenden Linearantriebs fest abgestützt ist und dessen anderes oszillierendes Ende auf das Messer einwickeln bevorzugter Weise ist für einen trägheitsfreien Antrieb der Oszillationsaktuator am Schubelement abgestützt, wobei sein vorderes oszillieren des Ende das Messer trägt. Die Klinge des Messers kann hierbei noch zusätzlich in ei ner Führung auch für die Vorschubbewegung gelagert sein. Bei einer weiteren Ausfüh rungsform ist das fest eingespannte Ende des Oszillationsaktuators am Grundkörper gelagert. Hierzu kann beispielsweise das Stützrohr, in welchem die Aktuatoren und das Vorschubelement für den Linearantrieb angeordnet sind, zur Übertragung der Oszillati onsbewegung auf das Messer schwenkbar um die Achse am Grundkörper mit dem Ba sisring gelagert sein.To generate the oscillating knife movement, at least one on the base body piezoelectric oscillation actuator supported by a base ring in particular hen. The oscillation actuator is preferably designed so that it is oscillating executing bending vibrations. For this purpose, the oscillation actuator can be used as a bimor pher Piezocrystal be formed. For example, the oscillation actuator can be off several laminated layers of piezoceramic with metallic intermediate layers, that act as electrodes, d. H. be designed as a multi-layer actuator. In preferred The oscillation actuator has an elongated shape, in particular a plate shape, one end on the base body or on the thrust element of the knife thrust causing linear drive is firmly supported and its other oscillating Wrapping the end on the knife is preferred for an inertia-free drive the oscillation actuator is supported on the thrust element, its front oscillating of the end carries the knife. The blade of the knife can also be in egg ner guide can also be stored for the feed movement. With another execution The shape is the firmly clamped end of the oscillation actuator on the base body stored. For this purpose, for example, the support tube in which the actuators and the Feed element for the linear drive are arranged for the transmission of the oscillation ons movement on the knife pivotable about the axis on the base body with the Ba be sis ring stored.

Anhand der Figuren, welche Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, wird die Erfin dung noch näher erläutert.Based on the figures, which show exemplary embodiments of the invention, the invention dung explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine schnittbildliche Darstellung durch eine Schneideinrichtung zum Abtrennen eines laminaren Hornhautstückes von einem Auge; Figure 1 is a sectional view through a cutting device for separating a laminar piece of cornea from an eye.

Fig. 2(A)-(D) verschiedene Betriebsstellungen eines Linearantriebs für einen Vor schub einer Klinge der Schneideinrichtung; Fig. 2 (A) - (D) various operating positions of a linear drive for an advance of a blade of the cutting device;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Antriebseinrichtung für die Klinge in teilweiser schnittbildlicher Darstellung in einer Ansicht von unten; Figure 3 shows another embodiment of a drive device for the blade in partial cross-section pictorial representation in a view from below.

Fig. 4 die Ausführungsform der Fig. 3 in Draufsicht; Fig. 4 shows the embodiment of Figure 3 in plan view.

Fig. 5 die Ausführungsform der Fig. 3 und 4 in teilweise geschnittener Dar stellung in Seitenansicht. Fig. 5 shows the embodiment of FIGS. 3 and 4 in a partially sectioned Dar position in side view.

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer Antriebseinrichtung in teilweise ge schnittener Darstellung in Seitenansicht; und Fig. 6 shows another embodiment of a drive device in a partial ge sectional view in side view; and

Fig. 7 das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 in einer Ansicht von unten. Fig. 7 shows the embodiment of FIG. 6 in a view from below.

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Führung einer Klinge 18 eines Messers 1 (Fig. 3 bis 7) beim Abtrennen einer Hornhautlamelle 26 von einer Augenhornhaut dargestellt. Diese Vorrichtung besitzt einen auf das Auge im Bereich der Sklera aufgesetzten Basisring 22. Am Basisring befindet sich eine Klingenführung 19, in welcher die Klinge 18 mit Vor schub und quer zur Vorschubrichtung oszillierend geführt wird. Die Vorschubrichtung und die dazu entgegengesetzte Richtung ist in der Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 28 dargestellt.In FIG. 1, an apparatus for guiding a blade 18 of a knife is shown 1 (Fig. 3 to 7) during the separation of a corneal lamella 26 of a cornea. This device has a base ring 22 placed on the eye in the area of the sclera. On the base ring there is a blade guide 19 in which the blade 18 is guided with oscillation before thrust and transversely to the feed direction. The direction of advance and the opposite direction is shown in FIG. 1 by a double arrow 28 .

Im Bereich des Augenbulbus wird zwischen dem Basisring und der Augenoberfläche eine Ringkammer 21 gebildet, die über eine druckdichte Leitung 24 an ein nicht näher dargestelltes Gerät zur Erzeugung eines Unterdrucks angeschlossen ist. Ferner wird im Bereich der Augenhornhaut eine Ringkammer 20 gebildet, die ebenfalls über eine druckdichte Leitung 23 an ein Gerät zur Erzeugung eines Unterdruckes angeschlossen ist. Durch den Unterdruck in der Ringkammer 21 wird der Basisring 22 am Auge fixiert. Durch die Ringkammer 20 wird die von der Horn haut abgetrennte Hornhautlamelle wäh rend des Rückhubes der Klinge 18 fixiert.In the region of the eyeball, an annular chamber 21 is formed between the base ring and the surface of the eye, which is connected via a pressure-tight line 24 to a device (not shown) for generating a negative pressure. Furthermore, an annular chamber 20 is formed in the area of the cornea, which is also connected via a pressure-tight line 23 to a device for generating a negative pressure. The base ring 22 is fixed on the eye by the negative pressure in the annular chamber 21 . Through the annular chamber 20 , the corneal lamella separated from the cornea is fixed during the return stroke of the blade 18 .

In einer Halteplatte 29 ist ein Schauhglas 25 vorgesehen, durch welches der Schnittvor gang beobachtet werden kann. An der Unterseite des Schauhglases 25 befindet sich eine ebene Anlagefläche 27, an welcher die abzutrennende Hornhautlamelle 26 anliegt. Eine derartige Vorrichtung ist in der DE 195 40 439 A1 beschrieben.In a holding plate 29 , a viewing glass 25 is provided, through which the cut can be observed. On the underside of the viewing glass 25 there is a flat contact surface 27 against which the corneal lamella 26 to be separated rests. Such a device is described in DE 195 40 439 A1.

In der Fig. 2 ist ein Linearantrieb 3 für den Vorschub der Klinge 18 dargestellt. Der in der Fig. 2 dargestellte Linearantrieb 3 ist als Piezoantrieb ausgebildet. Dieser Linearantrieb besteht aus drei Piezokristallen 14, 15 und 16. Der vordere und der hintere Piezokristall 14 und 16 dienen wechselweise als Bremsaktuatoren. Der mittlere Piezokristall 15 dient als Vorschubaktuator für die Vorschubbewegung, welche auf die Klinge 18 übertragen wird. Die drei Piezokristalle 14, 15 und 16 sind in einem Gehäuse 2 angeordnet. Dieses Gehäuse 2 kann über einen nicht näher dargestellten Support oder einen Klingenhalter 17 mit der Klinge 18 verbunden sein. Die Bewegung erfolgt auf einer Unterlage 4, wel che als Band oder Schiene ausgebildet sein kann, und Bestandteil eines Grundkörpers ist. Die Unterlage 4 ist bevorzugt starr mit dem Basisring 22 verbunden. Durch den in der Fig. 2 dargestellten Linearantrieb 3 wird die Linearverschiebung insbesondere der Vorschub der Klinge 18 gegenüber dem Basisring 22 erzielt.In FIG. 2, a linear actuator 3 for advancing the blade 18 is shown. The linear drive 3 shown in FIG. 2 is designed as a piezo drive. This linear drive consists of three piezo crystals 14 , 15 and 16 . The front and rear piezo crystals 14 and 16 alternately serve as brake actuators. The middle piezo crystal 15 serves as a feed actuator for the feed movement which is transmitted to the blade 18 . The three piezo crystals 14 , 15 and 16 are arranged in a housing 2 . This housing 2 can be connected to the blade 18 via a support (not shown) or a blade holder 17 . The movement takes place on a base 4 , which can be formed as a band or rail, and is part of a base body. The base 4 is preferably rigidly connected to the base ring 22 . The linear drive 3 shown in FIG. 2 achieves the linear displacement, in particular the advance of the blade 18 relative to the base ring 22 .

Bei der Bewegung des Gehäuses 2 in Vorschubrichtung (in der Fig. 2 von rechts nach links) ist der erste Piezokristall 14 beispielsweise durch Klemmen fest mit der Unterlage 4 verbunden und wirkt als Feststellbremse. Der zweite Piezokristall (Vorschubkristall) 35 dehnt sich aus und gelangt dabei aus der in der Darstellung (A) gezeigten Position in die in der Darstellung (B) gezeigte Position. Der dritte Piezokristall 16 ist von der Unterlage 4 gelöst, so daß die Verschiebung auf das Gehäuse 2 übertragen wird. Hierzu kann das Gehäuse 2 in seinem mittleren Teil flexibel ausgebildet sein. Bei der Ausdehnung des Vorschubkristalles 15 stützt sich dieser am ersten Piezokristall 14, welcher an der Unter lage 4 festgeklemmt ist, ab. Nach Beendigung der Ausdehnungsbewegung befindet sich die Anordnung in der in der Darstellung (C) gezeigten Position. In dieser Position wird der Piezokristall 16 fest mit der Unterlage 4 beispielsweise durch Klemmen verbunden, während der erste Piezokristall 14 von der Unterlage 4 gelöst wird. Beim sich anschlie ßenden Zusammenziehen des Vorschubpiezokristalls 15 rückt der erste Piezokristall 14 nach, so daß die Anordnung in die in der Fig. 2 (D) dargestellte Position kommt. Der Linearantrieb befindet sich dann wieder in der in der Darstellung (A) gezeigten Betriebs stellung für eine weitere Vorschubbewegung.When the housing 2 moves in the feed direction (from right to left in FIG. 2), the first piezo crystal 14 is firmly connected to the base 4 , for example by clamping, and acts as a parking brake. The second piezo crystal (feed crystal) 35 expands and thereby moves from the position shown in illustration (A) to the position shown in illustration (B). The third piezo crystal 16 is detached from the base 4 , so that the displacement is transferred to the housing 2 . For this purpose, the housing 2 can be flexible in its central part. When the feed crystal 15 is extended, it is supported on the first piezo crystal 14 , which is clamped on the base 4 , from. After the expansion movement has ended, the arrangement is in the position shown in illustration (C). In this position, the piezo crystal 16 is firmly connected to the base 4, for example by clamping, while the first piezo crystal 14 is detached from the base 4 . When the feed piezo crystal 15 then contracts, the first piezo crystal 14 advances, so that the arrangement comes into the position shown in FIG. 2 (D). The linear drive is then again in the operating position shown in the illustration (A) for a further feed movement.

Dabei wird das Gehäuse 2 und die damit verbundene Klinge 18 gegenüber der Unterla ge 4 und gegenüber dem Basisring 1 bewegt. Zur Steuerung der Bremsfunktionen des vorderen Piezokristalls 14 und des hinteren Piezokristalls 16 sowie zur Kontraktion und zur Ausdehnung des mittleren Piezokristalls 15 (Vorschubkristall) dienen bekannte Steuermittel, wie sie beispielsweise aus der DE 38 25 587 bekannt sind.The housing 2 and the blade 18 connected thereto are moved relative to the base 4 and relative to the base ring 1 . Known control means, such as are known for example from DE 38 25 587, are used to control the braking functions of the front piezo crystal 14 and of the rear piezo crystal 16, and for contraction and expansion of the central piezo crystal 15 (feed crystal).

Es ist auch möglich, das Gehäuse 2 mit dem Basisring zu verbinden und die Unterlage 4 mit der Klinge 18 zu verbinden. Auf diese Weise erreicht man ebenfalls eine lineare Vor schubbewegung der Klinge. It is also possible to connect the housing 2 to the base ring and to connect the base 4 to the blade 18 . In this way you can also achieve a linear advance movement of the blade.

In den Fig. 3 bis 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Piezoantrieb der Klinge 18 vorgesehen.In FIGS. 3 to 5, a further embodiment of the piezo drive of the blade 18 is provided.

Dieser Antrieb besitzt als Stützrahmen für die Linearantriebselemente ein Stützrohr 10, welches an einem Grundkörper 12 um eine Achse 5 schwenkbar gelagert ist. Die Achse 5 erstreckt sich senkrecht zur Vorschubrichtung der Klinge 18, welche zur Bildung des Messers 1 an dem Klingenhalter 17, der auch die Funktion eines Supports haben kann, befestigt ist. Mit dem Klingenhalter 17 ist als Schubelement eine Schubstange 11 starr verbunden. Die Schubstange 11 ist axial im Stützrohr 10 geführt. Hierzu besitzt der im Stützrohr 10 gebildete Linearantrieb 3 Piezokristalle, welche einen ersten Klemmaktua tor 6, einen zweiten Klemmaktuator 7 und einen Vorschubaktuator 8 bilden. Der erste Klemmaktuator 6 ist fest mit dem vorderen Ende des Stützrohres 10 verbunden und umfaßt koaxial die Schubstange 11. Der zweite Klemmaktuator 7 ist fest mit einem vor deren Ende des Vorschubaktuators 8 verbunden und umfaßt ebenfalls die Schubstange 11. Die beiden Klemmaktuatoren 6 und 7 können hierzu ringförmig ausgebildet sein. Der Vorschubaktuator 8 ist rohrförmig ausgebildet und stützt sich an seinem hinteren Ende am Stützrohr 10 ab. Zur Erzeugung der Vorschubbewegung werden die Klemmaktuato ren 6 und 7 wechselseitig in Klemmeingriff mit der Schubstange 11 gebracht und der Vorschubaktuator 8 wird in axialer Richtung gedehnt und zusammengezogen. Die bei den Klemmaktuatoren 6 und 7 können auch in der Weise ausgebildet sein, daß sie Klemmbacken bilden, welche an der Schubstange 11 festgeklemmt und gelöst werden können.As a support frame for the linear drive elements, this drive has a support tube 10 which is mounted on a base body 12 so as to be pivotable about an axis 5 . The axis 5 extends perpendicular to the feed direction of the blade 18 , which is attached to the blade holder 17 , which can also have the function of a support, to form the knife 1 . A push rod 11 is rigidly connected to the blade holder 17 as a push element. The push rod 11 is guided axially in the support tube 10 . For this purpose, the linear drive formed in the support tube 10 has 3 piezo crystals, which form a first clamping actuator 6 , a second clamping actuator 7 and a feed actuator 8 . The first clamping actuator 6 is fixedly connected to the front end of the support tube 10 and comprises the push rod 11 coaxially. The second clamping actuator 7 is fixedly connected to one of the feed actuators 8 in front of the end thereof and also includes the push rod 11 . For this purpose, the two clamping actuators 6 and 7 can have an annular design. The feed actuator 8 is tubular and is supported on the support tube 10 at its rear end. To generate the feed movement, the clamping actuators 6 and 7 are mutually brought into clamping engagement with the push rod 11 and the feed actuator 8 is expanded and contracted in the axial direction. The clamping actuators 6 and 7 can also be designed in such a way that they form clamping jaws which can be clamped and released on the push rod 11 .

Zur Erzeugung der Vorschubbewegung (nach links in den Fig. 3 bis 7) werden die piezoelektrischen Klemmaktuatoren 6 bis 8 folgendermaßen gesteuert. Zur Erzeugung eines Vorschubschrittes wird der Vorschubaktuator 8 aus einem in axialer Richtung kon trahiertem (zusammengezogenem) Zustand expandiert. Der fest mit dem Vorschubak tuator 8 verbundene Klemmaktuator 7 ist an der Vorschubstange 11 festgeklemmt, so daß die vom Vorschubaktuator 8 erzeugte Vorschubbewegung in axialer Richtung auf die Schubstange 11 übertragen wird. Während dieses Vorganges ist der erste Klemmaktuator 6 von der Schubstange 11 gelöst. To generate the feed movement (to the left in FIGS . 3 to 7), the piezoelectric clamping actuators 6 to 8 are controlled as follows. To generate a feed step, the feed actuator 8 is expanded from a con tracted (contracted) state in the axial direction. The fixed to the Vorschubak tuator 8 clamping actuator 7 is clamped to the feed rod 11, so that the feed movement produced by the feed actuator 8 is transmitted in the axial direction of the push rod. 11 During this process, the first clamping actuator 6 is released from the push rod 11 .

Anschließend wird der Vorschubaktuator 8 wieder kontrahiert (zusammengezogen), wo bei zum Fixieren der erzielten Vorschubbewegung der erste Klemmaktuator 6 an der Schubstange 11 festgeklemmt wird und der zweite Klemmaktuator 7 von der Schub stange 11 gelöst wird. Der Vorschubaktuator 8 kann sich daher ungehindert in axialer Richtung zusammenziehen. Für den nachfolgenden Vorschub wird der erste Klemmak tuator 6 von der Schubstange 11 gelöst und der zweite Klemmaktuator 7 an der Schub stange 11 festgeklemmt, so daß die axiale Expansion des Vorschubaktuators wieder auf die Schubstange 11 übertragen werden kann. Diese Vorgänge wiederholen sich, bis die Klinge 18 den gewünschten Hornhautschnitt durchgeführt hat. Die jeweilige axiale Posi tion der Schubstange 11 und damit der Klinge 18 kann durch einen Positionssensor 13, der kapazitiv, induktiv, magnetisch, optisch oder in sonstiger geeigneter Weise wirkt, festgestellt wird.Subsequently, the feed actuator 8 is contracted again (contracted), where the first clamping actuator 6 is clamped to the push rod 11 in order to fix the achieved feed movement and the second clamping actuator 7 is released from the push rod 11 . The feed actuator 8 can therefore contract freely in the axial direction. For the subsequent advance of the first Klemmak tuator 6 is released from the push rod 11 and the second clamping actuator rod 7 to the pusher 11 is clamped, so that the axial expansion of the feed actuator can be transferred back to the push rod. 11 These processes are repeated until the blade 18 has made the desired corneal incision. The respective axial position of the push rod 11 and thus the blade 18 can be determined by a position sensor 13 , which acts capacitively, inductively, magnetically, optically or in some other suitable manner.

Zur Erzeugung der oszillierenden Messerbewegung ist ein Oszillationsaktuator 9 vorge sehen. Der Oszillationsaktuator 9 ist in Form eines länglichen Plättchens an seinem ei nen Ende in einer Befestigungsstelle 30 ortsfest am Stützrahmen 12, welcher mit dem Basisring 22 einen Grundkörper bilden kann, abgestützt bzw. eingespannt. An seinem anderen Ende ist der Oszillationsaktuator 9 mit dem vorderen Ende des Stützrohres 10 verbunden. Wie schon erläutert, ist das Stützrohr 10 um die senkrecht zur Vorschubrich tung verlaufende Achse 5 schwenkbar am Stützrahmen 12 gelagert. Der Oszillationsak tuator 9, welcher ebenfalls als Piezoantrieb ausgebildet ist, kann oszillierende Biege schwingungen ausführen. In bevorzugter Weise ist der Oszillationsaktuator 9 als bimor pher Piezokristall ausgebildet. Biegeschwingungen können auch durch einen Viel schichtaktuator, der aus einer Vielzahl laminierter Piezokeramikschichten mit zwischen gelagerten metallischen Elektrodenschichten besteht, erzeugt werden.To generate the oscillating knife movement, an oscillation actuator 9 is easily seen. The oscillation actuator 9 is in the form of an elongated plate at its egg nen end in a fastening point 30 fixed on the support frame 12 , which can form a base body with the base ring 22 , supported or clamped. At its other end, the oscillation actuator 9 is connected to the front end of the support tube 10 . As already explained, the support tube 10 is pivotally mounted about the axis 5 perpendicular to the feed direction on the support frame 12 . The Oszillationsak tuator 9 , which is also designed as a piezo drive, can perform oscillating bending vibrations. In a preferred manner, the oscillation actuator 9 is designed as a bimorphic piezo crystal. Bending vibrations can also be generated by a multi-layer actuator, which consists of a plurality of laminated piezoceramic layers with metallic electrode layers sandwiched between them.

Durch den Oszillationsaktuator 9 wird der Linearantrieb 3 und damit die in axialer Rich tung starr verbundene Klinge 18 oszillierend quer zur Vorschubrichtung bewegt. Die Oszillationsbewegung erfolgt um die Achse 5. Through the oscillation actuator 9 , the linear drive 3 and thus the axially rigidly connected blade 18 is moved oscillating transversely to the feed direction. The oscillation movement takes place around axis 5 .

Der im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bis 5 verwendete Oszillationsaktuator 9 kann auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 eingesetzt werden, wobei die Oszillationsbewe gung auf das Gehäuse 2 übertragen wird.The oscillation actuator 9 used in the embodiment of FIGS. 3 to 5 can also be used in the embodiment of FIG. 2, the oscillation movement being transmitted to the housing 2 .

In bevorzugter Weise erfolgt die Vorschubbewegung und die Oszillationsbewegung der Klinge 18 synchron. Hierzu werden die Piezoaktuatoren so angesteuert, daß eine Oszil lationsbewegung immer nur dann erzeugt wird, wenn von den Vorschubaktuatoren 15 und 8 eine Vorschubbewegung erzeugt wird. Auf diese Weise erreicht man einen Schneidvorgang, bei dem die Augenhornhaut wenig belastet wird. Ferner erreicht man praktisch eine trägheitsfreie Übertragung der Vorschubbewegung und der Oszillations bewegung auf die Klinge 18.The feed movement and the oscillating movement of the blade 18 are preferably carried out synchronously. For this purpose, the piezo actuators are controlled so that an oscillation movement is only generated when a feed movement is generated by the feed actuators 15 and 8 . In this way, a cutting process is achieved in which the cornea is subjected to little stress. Furthermore, one achieves practically an inertia-free transmission of the feed movement and the oscillation movement to the blade 18 .

Das in den Fig. 6 und 7 dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt im wesentlichen den gleichen Aufbau und die gleiche Funktionsweise wie das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bis 5. Unterschiedlich ist, daß das Stützrohr 10 am Grundkörper bzw. Stützrahmen 12 fest eingespannt ist. Der Oszillationsaktuator 9, welcher ebenfalls als bimorpher Pie zokristall ausgebildet sein kann, ist an seinem einen Ende in der Befestigungsstelle 30 an einem Verbindungsbügel 31 befestigt bzw. fest eingespannt. Der Verbindungsbügel 31 ist mit der Schubstange 11 verbunden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsbügel 31 mit dem in Vorschubrichtung gesehen rückwärtigen Ende der Schubstange 11 verbunden. Es ist natürlich auch möglich, daß der Oszillationsaktuator 9 mit dem vorderen Ende der Verbindungsstange 11 über ein Verbindungsstück verbun den ist. Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bis 5 befindet sich am vorderen Ende des Oszillationsaktuators 9 das Messer, bestehend aus dem Klingenhalter 17 und der Klinge 18. Die Oszillationsbewegung, welche vom Oszillationsaktuator 9 an seinem vorderen Ende erzeugt wird, wird praktisch trägheitsfrei auf das Messer 1 übertragen.The embodiment shown in FIGS. 6 and 7 has essentially the same structure and the same functionality as the embodiment of FIGS. 3 to 5. It is different that the support tube 10 is firmly clamped to the base body or support frame 12 . The oscillation actuator 9 , which can also be in the form of a bimorph piezocrystal, is fastened at one end in the fastening point 30 to a connecting bracket 31 or firmly clamped. The connecting bracket 31 is connected to the push rod 11 . In the illustrated embodiment, the connecting bracket 31 is connected to the rear end of the push rod 11 , as seen in the feed direction. It is of course also possible that the oscillation actuator 9 is connected to the front end of the connecting rod 11 via a connecting piece. As in the exemplary embodiment in FIGS. 3 to 5, the knife, consisting of the blade holder 17 and the blade 18, is located at the front end of the oscillation actuator 9 . The oscillation movement, which is generated by the oscillation actuator 9 at its front end, is transmitted to the knife 1 practically without inertia.

Durch die vom Oszillationsaktuator 9 erzeugte Oszillationsbewegung wird nur das Mes ser 1 oszillierend bewegt. Sowohl für die Oszillationsbewegung als auch für die lineare Vorschubbewegung kann eine Messerführung, z. B. die in der Fig. 1 dargestellte Klin genführung 19, vorgesehen sein.Due to the oscillation movement generated by the oscillation actuator 9 , only the measuring water 1 is moved in an oscillating manner. Both for the oscillation movement and for the linear feed movement, a knife guide, e.g. B. Klin geneführung 19 shown in FIG. 1, may be provided.

Claims

1. Device for corneal surgery with a knife for performing a la mellar corneal incision, and a drive for a knife feed and a transverse to the feed oscillating knife movement, characterized e that the drive for the knife feed is designed as a piezoelectric linear drive ( 3 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the knife ( 1 ) is rigidly connected to a thrust element ( 2 ; 11 ) of the linear drive ( 3 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the linear actuator ( 3 ) is mounted on a base body ( 4 ; 12 ) and the knife feed be relative to the base body ( 4 ; 12 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the piezoelectric linear drive ( 3 ) has three piezoelectric actuators ( 6 to 8 ; 14 to 16 ), of which one actuator ( 8 ; 15 ) as a feed actuator and two actuators ( 6 , 7 ; 14 , 16 ) are designed as clamping actuators or brake actuators.

5. The device according to claim 4, characterized in that the two actuators acting as clamping actuators or brake actuators ( 6 , 7 ; 14 , 16 ) can be actuated alternately in the linear expansion and contraction of the feed actuator ( 8 ; 15 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the thrust element ( 11 ) two piezoelectric clamping actuators ( 6 , 7 ) engage alternately, wherein the first clamping actuator ( 6 ) is supported in the feed direction on the basic body by ( 4 ; 12 ) and the second clamping actuator ( 7 ) with a piezoelectric feed actuator ( 8 ) is fixedly connected and that the actuators ( 6 to 8 ) are controlled such that when the feed actuator ( 8 ) is expanded to produce the feed movement, the second clamping actuator ( 7 ) ment on Vorschubele (11) engages for entraining and the first clamping actuator (6) belement from Vorschu is dissolved (11) and ent upon contraction of the feed actuator (8) against the feeding direction of the first clamping actuator (6) acts on the advancing element (11) and the second clamping actuator ( 7 ) is released from the feed element ( 11 ).

7. The device in particular according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one on the base body ( 4 ; 12 ) indirectly or directly supportable piezoelectric oscillation actuator ( 9 ) is provided for generating the oscillating knife movement.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the oscillation actuator ( 9 ) executes oscillating bending vibrations.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the oscillation actuator ( 9 ) is designed as an elongate component, one end of which is firmly supported at a fastening point ( 30 ) and the other end of the oscillating end is rigid with the knife ( 1 ) connected is.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the linear drive ( 3 ) has a support frame ( 10 ) for support on the base body ( 12 ) and that the first clamping actuator ( 6 ) is fixedly connected to the support frame ( 10 ) and the feed actuator ( 8 ) is slidably guided on the support frame ( 10 ).

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the support frame ( 10 ) is designed as a support tube and the actuators ( 6 to 8 ) are arranged coaxially in the interior of the tube.

12. The device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the clamping actuators ( 6 , 7 ) are annular and comprise the feed element ( 11 ) designed as a push rod.

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the feed movement and the oscillating movement of the knife ( 1 ) are syn chronized.

14. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that for the transmission of the oscillating movement to the knife ( 1 ) of the linear drive ( 3 ) about an axis extending perpendicular to the feed direction ( 5 ) pivotally mounted on the base body ( 12 ) and the oscillating end of the oscillation actuator ( 9 ) is connected to the linear drive.

15. The device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the oscillation movement generated by the oscillation actuator ( 9 ) can be transmitted directly to the knife ( 1 ).

16. Device according to one of claims 1 to 13 and claim 15, characterized in that the oscillation actuator (9) is supported on the thrust element (11).

17. The device according to one of claims 1 to 13 and 15, 16, characterized in that the oscillating part of the oscillation actuator ( 9 ) is connected directly to the knife.

18. Device according to one of claims 1 to 13 and 15 to 17, characterized in that the support frame ( 10 ) on the base body ( 12 ) is immovably supported abge.