DE3540763A1 - Vorrichtung zur lichtchirurgie und insbesondere zur keratotomie der cornea - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Licht­ chirurgie und insbesondere zur Keratotomie der Cornea.

Es ist bekannt, biologisches Gewebe und insbesondere die menschliche Haut mit dem Licht von CO₂-Laser, das eine Wellenlänge von 10,6 µm hat, zu behandeln und insbesondere zu operieren. Licht dieser Wellenlänge hat jedoch eine vergleichsweise große Eindringtiefe in biologisches Gewe­ be, so daß CO₂-Laser zur Keratotomie des menschlichen Auges in der Praxis nicht verwendet werden: Wenn bei­ spielsweise Schnitte zur Behebung von Astigmatismus etc. in die Cornea eingebracht werden sollen, können darunter liegende Schichten des Auges geschädigt werden.

Deshalb ist bislang im wesentlichen mit UV-Licht bei der Licht-Keratotomie des menschlichen Auges gearbeitet wor­ den. Hierzu sind insbesondere die bekannten Excimer-Laser verwendet worden, deren Licht sich gut zum Einbringen von Schnitten bzw. zum Abtragen von Materialschichten an der Cornea eignet.

Die UV-Strahlung der bekannten Excimer-Laser hat jedoch den Nachteil, daß die Gefahr der Mutagenität und der Karzinogenität im UV-Bereich nicht zu vernachlässigen ist.

Es ist deshalb von M. L. Wolbarsht in einem im IEEE Journal of Quantum Electronics, 1984 erschienenen Artikels "Laser Surgery: CO₂ or HF" vorgeschlagen worden, einen HF-Laser mit einer Wellenlänge von 3 µm für die Laserchirurgie zu verwenden, da Wasser für derartige Wellenlängen ein ausge­ prägtes Absorptionsmaximum hat, so daß die Strahlung nur eine sehr geringe Eindringtiefe hat.

Der genannte Artikel beschäftigt sich in sehr allgemeiner Weise mit Fragen der Laserchirurgie insbesondere der menschlichen Haut, ein Bezug zur Keratotomie des Auges ist nicht hergestellt.

Die von Wolbarsht vorgeschlagene Verwendung von HF (Was­ serstoffluor)-Lasern hat jedoch den Nachteil, daß die optische Strahlqualität derartiger Laser und damit die Fokussierbarkeit dieser Laser unbefriedigend ist. Eine gute Fokussierbarkeit ist aber insbesondere für die Anwen­ dung bei der Keratotomie des Auges unverzichtbar.

Darüber hinaus ist der HF-Laser wegen seiner giftigen Gase und des gesamten bei ihm erforderlichen Aufwandes sehr unhandlich.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gestellt, eine Vorrich­ tung zur Lichtchirurgie und insbesondere zur Keratotomie des Auges anzugeben, die Licht im Bereich von 2,7 und 3,2 µm in einer Weise abgibt, daß der Lichtstrahl der Vorrich­ tung zu Operationszwecken geeignet ist.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß wird eine Operationslichtquelle verwendet, die einen gepulsten Laser und eine mit einem geeigneten Gas gefüllte Ramanzelle aufweist, in der mit Hilfe des stimulierten Ramaneffektes Strahlung der Wellenlänge zwischen etwa 2,7 µm und etwa 3,2 µm erzeugt wird. Der gepulste Laser dient als Pumplichtquelle für die Raman­ zelle. Da die Konversionsrate beim stimulierten Ramanef­ fekt in der Regel sehr hoch ist, ist es möglich, auf diese Weise eine Strahlung im Bereich um 3 µm zu erhalten, deren Leistung Lichtchirugie ermöglicht und deren "Strahlquali­ tät" eine hervorragende Fokussierung erlaubt.

In jedem Falle ist es besonders vorteilhaft, als Pump­ lichtquelle einen Laser mit hoher Repetitionsrate und hoher Impulsleistung, beispielsweise im Megawatt-Bereich zu verwenden.

Ein derartiger Laser ist beispielsweise ein Jodlaser mit einer Wellenlänge von 1,315 µm, der im q-switch oder mode-lock-Betrieb betrieben werden kann und mit einer beispielsweise mit einer mit Wasserstoff gefüllten Raman­ zelle kombiniert werden kann.

Weitere Laser, die als Pumplichtquelle verwendet werden können, sind beispielsweise Neodym-YAG-Laser, Rubin-Laser, Alexandrit-Laser oder Erbium-Laser. In den Ansprüchen sind vorteilhafte Kombinationen dieser Laser mit Ramanzel­ len gekennzeichnet.

Der Aufbau der Ramanzellen kann in weiten Grenzen frei gestaltet werden. Bei der Füllung mit Wasserstoff wird in der Regel mit einem Druck mit ca. 5 bar gearbeitet und eine Ramanzelle von wave-guide Typ verwendet. Eine derar­ tige Ramanzelle hat den Vorteil, daß sie einen gut bündel­ baren Lichtstrahl abgibt.

Ausdrücklich wird jedoch darauf hingewiesen, daß auch andere Ramanzellen eingesetzt werden können. In jedem Falle hat die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung den Vorteil, daß man mit vergleichsweise geringem Aufwand eine Lichtquelle erhält, die Licht guter Strahlqualität in dem Wellenbereich 2,7 µm bis 3,2 µm abgibt, der erfin­ dungsgemäß als besonders für die Keratotomie des Auges sowie das flächige Abtragen von Schichten der Cornea geeignet erkannt worden ist.

Die Vorrichtung zur Lichtchirurgie kann dabei einen be­ kannten Aufbau haben; beispielsweise kann bei einer Vor­ richtung zur Keratotomie der Cornea eine an sich bekannte Laservorrichtung mit Spaltlampe verwendet werden, bei der der Laserstrahl den Bereich, in dem ein Schnitt einge­ bracht werden soll, abtastet oder diesen Bereich flächig beleuchtet.

Ferner können zur Strahlführung und Strahlbeeinflussung bekannte optische Maßnahmen, wie Drehprismen, Spiegelele­ mente etc. verwendet werden, da der erfindungsgemäße für die Lichtchirurgie und insbesondere für die Keratotomie des Auges vorgeschlagene Wellenlängenbereich von 2,7 µm bis 3,2 µm im Gegensatz zum UV-Bereich oder zu dem Wellen­ längenbereich von CO₂-Lasern keinen besonderen optischen Aufwand verlangt. Deshalb wird auf den detaillierten Aufbau einer derartigen Vorrichtung verzichtet.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Lichtchirurgie und insbesondere zur Keratotomie des Auges, mit einer Operationslichtquelle deren Licht auf den zu operierenden Bereich des Gewebes abbildbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Licht im Wellenlängenbereich zwischen 2,7 µm 3,3 µm eine Opera­ tionslichtquelle verwendet wird, die eine mit einem gepul­ sten Laser gepumpte Ramanzelle aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gepulste Laser ein Jodla­ ser ist, der im q-switch- oder im mode-lock-Betrieb ar­ beitet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ramanzelle mit Wasserstoff gefüllt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gepulste Laser ein Neodym- YAG-Laser und die Ramanzelle mit D₂, HCL, CO, O₂, CH₄ oder NO gefüllt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gepulste Laser ein Rubin- Laser und die Ramanzelle mit HJ oder NO gefüllt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gepulste Laser ein Alexan­ drit-Laser und die Ramanzelle mit HBr, CO, N₂ oder NO gefüllt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gepulste Laser ein Erbium- Laser und die Ramanzelle mit N₂, CO, O₂ oder HJ gefüllt ist.