DE3724282A1 - Vorsatzoptik fuer operationsmikroskope und spaltlampen zur laserbehandlung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Laserbehandlung des Auges und insbesondere zur radialen Keratotomie, mit einem Behandlungslaser und einer Abtasteinrichtung, die den Strahl des Lasers über den zu behandelnden Bereich des Auges und insbesondere die Cornea führt.

Es ist bekannt, zur radialen Keratotomie radiale Schnitte auf der Hornhaut zur Veränderung der Wölbung und deren optischer Brechkraft mit Hilfe eines Skalpells durchzufüh­ ren. Diese Operationstechnik weist eine Reihe von Nachtei­ len auf. So werden an den Operateur hohe Anforderungen gestellt, da ein sehr genaues Arbeiten erforderlich ist. Vor allem aber ist die Schnittiefe nur in sehr weiten Grenzen steuerbar. Darüberhinaus können während des Schneidens durch den Schneidedruck des Messers Hornhautde­ formationen auftreten, die zu einer unkontrollierten Ver­ fälschung der Schnittiefe führen.

Deshalb ist bereits seit einiger Zeit vorgeschlagen worden, die radiale Keratotomie mittels eines Lasers, beispielsweise eines Excimer-Lasers oder eines im 3 µm- Wellenlängenbereich arbeitenden Lasers auszuführen. Diese Operationstechnik hat den Vorteil, daß über die Energie- Deponierung die Schnittbreite und -tiefe sehr genau steuerbar ist.

Dabei besteht allerdings das Problem, daß die Cornea des Auges sehr stark gekrümmt ist, so daß sich bei einer radialen Abtastbewegung des Laserstrahls laufend der Arbeitsabstand und damit die Größe des Laserflecks ändert.

Deshalb hat sich bislang die in der EU-OS 01 64 858 vorgeschlagene Vorrichtung, bei der ein Laserstrahl den zu operierenden Bereich abtastet, nicht durchsetzen können. Stattdessen wird zur Zeit radiale Keratotomie in der Regel mit Masken ausgeführt, deren lichtdurchlässiger Teil dem gewünschten "Schnittmuster" entspricht.

Vorrichtungen zur radialen Keratotomie mit Masken haben aber den Nachteil, daß der Operationserfolg während des Operationsvorgangs nur schwer beobachtbar ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Laserbehandlung des Auges und insbesondere zur radialen Keratotomie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß bei einer radialen Abtastbewegung des Auges keine Änderung der Fleckgröße des Laserstrahls auftritt.

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

Erfindungsgemäß ist eine axial-verschiebbare Linsengruppe vorgesehen, die zum "Nachfokussieren" des Laserstrahls dient. Um den Operateur von der Aufgabe des Nachfokussie­ rens zu entlasten, ist eine Steuereinheit vorgesehen, die die Bewegung der Linsengruppe in Abhängigkeit von der Bewegung der Abtasteinrichtung, anders ausgedrückt, in Abhängigkeit vom Auftreffort des Laserstrahls auf der Cornea bzw. der Hornhaut steuert.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß unabhängig vom Auftreffort des Laserstrahls auf der Hornhaut der Fokuspunkt seine Größe nicht aufgrund von Defokussierung ändert.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine besonders einfache Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhält man gemäß Anspruch 2 dadurch, daß zu­ nächst das Hornhautprofil des zu behandelnden Auges ermit­ telt und dieses Hornhautprofil in der erfindungsgemäß vorgesehenen Steuereinheit abgepeichert wird. Die Steuer­ einheit, die beispielsweise ein handelsüblicher Mikro- Computer sein kann, "fokussiert entsprechend der Abtastbe­ wegung dann den Laserstrahl nach".

Die axial-verschiebbare Linsengruppe kann gemäß Anspruch 3 eine einzelne Meniskuslinse sein.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche enthalte­ nen Merkmale.

Vorrichtungen zur Laserbehandlung des Auges sind häufig in Spaltlampengeräte, wie sie in jeder augenärztlichen Praxis vorhanden sind, integrierbar. Die erfindungsgemäße Vor­ richtung ist ohne weiteres an einem handelsüblichen Spalt­ lampengerät mit integrierter Laserstrahlführung nachrüst­ bar.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die erfindungsge­ mäß vorgesehene Linsengruppe in den Strahlengang des Mi­ kroskops schwenkbar ist (Anspruch 5). Je nach Ausbildung des Mikroskops ist es dabei sogar möglich, die Linsengrup­ pe derart einzuschwenken, daß der Beobachtungsstrahlengang des Mikroskops nicht verändert wird.

Darüberhinaus ist es gemäß Anspruch 6 von Vorteil, wenn die erfindungsgemäß vorgesehene Steuereinheit auch die Schärfenebene für die Beobachtung synchron zur Nachfokus­ sierung des Lasers verstellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben, deren einzige Figur eine erfindungsgemäße Vor­ richtung in Verbindung mit einem an sich bekannten Spalt­ lampengerät zeigt.

Das Spaltlampengerät weist ein Mikroskop 1 auf, in das ein Laserstrahl 2 eingespiegelt ist, der durch den Umlenkspie­ gel 3 umgelenkt und auf das Auge 7 gerichtet wird. Im Strahlengang nach dem Umlenkspiegel ist bekannterweise ein Objektiv 4 angeordnet.

Diese Zusatzlinse 5 ist axial verschiebbar, so daß der Fokuspunkt 6 auf der Hornhaut 8 des Auges 7 entsprechend der Abtastbewegung des Laserstrahls 2 nachgeführt wird, die durch Kippen des Umlenkspiegels 3 erzeugbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt: Zu­ nächst wird das Hornhautprofil ermittelt und diese Werte werden zweckmäßig in einen Rechner eingegeben. Dann er­ folgt eine Übersichtsaufnahme des Patientenauges, z.B. mit Hilfe einer FS-Kamera. Danach werden die Schnitte mit den entsprechenden Parametern festgelegt, wie beispielsweise Schnittanzahl, Schnittlänge, -tiefe, -breite und -winkel. Dieses kann auch über einen Monitor mittels Lichtgriffel und zusätzlicher Eingabe des Laserausgangspunktes erfol­ gen. All diese Werte können in einem Rechner abgespeichert werden.

Zu Beginn des Operationsvorganges ist die Einstellung des Ausgangspunktes erforderlich. Der Laserstrahl 2 befindet sich in seinem Fokuspunkt P 1. Die dazu erforderliche Schärfeneinstellung kann mittels einer geeigneten Fokus­ siereinrichtung am Mikroskop vorgenommen werden. Eine nicht dargestellte Steuereinheit, beispielsweise der vor­ her erwähnte Rechner, verkippt nun den Umlenkspiegel 3 derart, daß der Laserstrahl auf dem Auge eine Abtastbewe­ gung entsprechend dem zuvor festgelegten Schnittmuster ausführt. Um den Laserstrahl nicht nur in der Mittelstel­ lung auf die Cornea zu fokussieren (Laserfokuspunkt P ₁), sondern auch in beliebig abgelenkten Stellungen (gestri­ chelte Strahlführung in der Figur der Zeichnung) ver­ schiebt die Steuereinheit die Zusatzlinse 5 entsprechend der Abtastbewegung, d.h. der Kippstellung des Spiegels 3, so daß der Laserstrahl beispielsweise auch in dem darge­ stellten Punkt P ₂ fokussiert ist.

Zusätzlich ist es möglich, das Bild der zur Überwachung des Schnittvorgangs eingesetzten Fernsehkamera in dem Rechner mit der gespeicherten Aufnahme zu vergleichen. Damit ist es möglich, eine rechnergestützte Behandlung durch Steuerung des Lasers nicht nur in XY-, sondern auch in Z-Richtung anhand der eingegebenen Parameter durchzu­ führen, wobei bei Augenbewegungen, die sich als Deckungs­ abweichung des tatsächlichen Hornhautbildes und des ge­ speicherten Hornhautbildes äußern, die Laserbehandlung automatisch unterbrochen wird.

Auf die Figur übertragen bedeutet das, daß der Laserstrahl 2 vom Punkt P 1 zum Punkt P 2 durch Verschiebung der Zusatz­ linse 5 und Drehung des Umlenkspiegels 3 entsprechend der Krümmung der Hornhaut geführt wird, so daß ein Hornhaut­ schnitt 8 entsteht.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt unter anderem noch darin, daß bei Verstellung der Linse 5 nicht nur eine Verlagerung des Laser-Fokuspunktes in Richtung Patienten­ auge erfolgt, sondern daß auch gleichzeitig die Schärfen­ verlagerung für die Beobachtung mitgeführt wird.

Darüberhinaus bietet die Erfindung den Vorteil, daß mit Hilfe eines einschwenkbaren Zusatzadapters mit integrier­ ter Vorsatzlinse kein mechanischer oder optischer Eingriff an dem Mikroskop erforderlich wird. Eine solche Zusatzein­ richtung kann damit nachträglich an alle Operationsmikro­ skope nachgerüstet werden und zwar ohne daß die Funktions­ fähigkeit der Mikroskope beeinflußt wird.

Die Ablenkung des Laserstrahles führt zu einem schrägen Auftreffen des Laserstrahles in der Peripherie des Auges. In der Regel wird hierdurch keine nachteilige Wirkung entstehen. Soweit erforderlich, kann dieses aber software­ mäßig korrigiert werden und zwar durch eine Schnittiefen­ korrektion. Ebenso kann im Bedarfsfall eine Korrektur software-mäßig für die Relativbewegung des Umlenkspiegels vorgesehen werden, wenn der Kippunkt nicht mit dem Spie­ geldrehpunkt übereinstimmt.

Die Erfindung gestattet nicht nur die radiale Schnittaus­ führung am Auge, sondern kann auch ringförmige Einschnitte ausführen z. B. ein ringförmiges Ablesen der Hornhaut, wenn die entsprechenden Parameter dem Rechner vorgegeben werden. Durch die entsprechende Steuerung des Umlenkspie­ gels 3 und der Zusatzlinse 5 ist eine ringförmige bzw. spiralförmige Führung des Laserstrahls jederzeit möglich.

Die Steuerung der erfindungsgemäßen Einrichtung, d.h. bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die korrelierte Bewegung des Umlenkspiegels 3 und der Zusatzlinse 5, kann mit einer beliebig aufgebauten Steuereinheit, beispiels­ weise einem handelsüblichen Mikro-Computer erfolgen. Der Aufbau einer entsprechend funktionierenden Steuereinheit ist dem Durchschnittsfachmann aufgrund der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres möglich, so daß auf eine de­ taillierte Beschreibung der Steuereinheit verzichtet wer­ den kann.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan­ kens - entsprechend der Abtastbewegung eine Nachfokussie­ rung durchzuführen - beschrieben worden. Innerhalb dieses allgemeinen Erfindungsgedankens sind selbstverständlich die verschiedensten Anordnungen möglich. Beispielsweise kann die Abtastbewegung nicht nur durch Kippen eines Spie­ gels, sondern auch durch andere Abtasteinrichtungen durch­ geführt werden. Unter Umständen ist es sogar möglich, die Abtasteinrichtung und die Nachfokussier-Einheit zu kombi­ nieren: Hierzu wird die Linse senkrecht zu ihrer optischen Achse verschiebbar angeordnet. Eine derartige Verschiebung ergibt eine Abtastbewegung, während eine Axialbewegung für das Nachfokussieren sorgt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Laserbehandlung des Auges und insbe­ sondere zur radialen Keratotomie, mit einem Behandlungsla­ ser und einer Abtasteinrichtung, die den Strahl des Lasers über den zu behandelnden Bereich des Auges und insbesonde­ re die Cornea führt, dadurch gekennzeichnet, daß eine axial verschiebbare Lin­ sengruppe vorgesehen ist, deren Axialverschiebung zur Fokussierung des Lasers auf den zu behandelnden Bereich eine Steuereinheit in Abhängigkeit von der Bewegung der Abtasteinrichtung steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der radialen Keratotomie des Auges die Steuereinheit die axial verschiebbare Lin­ sengruppe entsprechend dem zuvor ermittelten Hornhautpro­ fil des zu behandelnden Auges verschiebt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsengruppe aus einer einzelnen Meniskuslinse besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in an sich bekannter Weise ein Spaltlampengerät aufweist, und daß der Strahl des Behandlungslasers durch das Mikroskopgehäuse des Operationsmikroskops geführt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axial-verschiebbare Linsengruppe vor das Operationsmikroskop schwenkbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verschiebung der Linsengruppe gleichzeitig mit der Veränderung des Fokuspunktes auch die Schärfenebene für die Beobachtung synchron verstellbar ist.