DE3782887T3

DE3782887T3 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung einer ophthalmologischen Laser-Chirurgie.

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Publication number: DE3782887T3
Application number: DE3782887T
Authority: DE
Original assignee: Visx Inc
Current assignee: AMO Manufacturing USA LLC
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1987-07-31
Publication date: 2001-04-19
Anticipated expiration: 2007-08-01
Also published as: JPH0344533B2; DE3782887T2; CA1300689C; EP0257836A1; US4732148A; ZA875690B; KR930011034B1; IL83185A; EP0257836B2; IL83185A0; EP0257836B1; DE3782887D1; KR880001271A; JPS6373955A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft Verbesserungen, die sich auf das Ausführen einer ophthalmologischen Laserchirurgie bezieht und insbesondere behandelt sie den Aspekt der ophthalmologischen Chirurgie, der Operationen an der Vorderfläche der Cornea oder der Hornhaut des Auges für eine Korrektur von Krümmungsfehlern betrifft, die Myopie, Hyperopie und Astigmatismus entstehen lassen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Operationen der vorstehend dargelegten Art umfassen Hornhauttransplantationen und Keratotomien, wobei derartige Operationen üblicherweise eine geübte Handhabung eines Schneidinstrumentes erfordern. Da jedoch die Schneidkante scharf ist, bedeutet schon das Eintreten der Kante in die Oberfläche der Cornea unvermeidlich ein Ausüben eines keilartigen Seitendruckes gegen Körperzellen, die durch das Eintreten verschoben werden, an beiden Seiten des Eintretens. Ein derartiger seitlicher Druck beschädigt einige Lagen an Zellen an beiden Seiten des Eintretens bis zu dem Ausmaß, dass die Heilfähigkeit der Wunde beeinträchtigt wird, was zur Bildung von Gewebenarben führt.
Die Europäische Patentanmeldung Nr. 84 307 972 (EP-A-0 151 869), die unter Art. 54(3) EPÜ fällt, umfasst eine Erörterung des Standes der Technik von Wirkungen unterschiedlicher verfügbarer Wellenlängen an Laserstrahlung bei einer ophthalmologischen Chirurgie und insbesondere bei chirurgischen Eingriffen, die an der Vorderfläche der Cornea ausgeführt werden. Es wird erläutert, dass Strahlung mit ultravioletten Wellenlängen aufgrund ihrer hohen Photonenenergie erwünscht ist. Diese Energie ist beim Auftreffen auf das Gewebe dahingehend äußerst wirkungsvoll, dass Gewebemoleküle beim Aufschlagen der Photonen zersetzt werden, was zu einer Gewebeabtragung durch Photozersetzung führt. Die Moleküle an der bestrahlten Fläche werden in kleinere flüchtige Fragmente zerlegt, ohne dass sich das restliche Substrat erwärmt, wobei der Mechanismus des Abtragens photochemisch ist, das heißt es liegt ein direktes Aufbrechen der intramolekularen Verbindungen vor. Photothermische Wirkungen und / oder Photocoagulätions-Wirkungen sind weder charakteristisch noch beobachtbar bei Abtragungen mit ultravioletten Wellenlängen und eine Zellenbeschädigung benachbart zu der Photozersetzungsabtragung tritt nur unwesentlich auf. Die Größenordnung von diesem Abtragungsprozess in dem Fall einer Strahlungsbelichtung mit ultravioletten Wellenlängen (im Bereich von ungefähr 400 nm oder weniger) ist diejenige, bei der eine Energiedichte von 1 Joule/cm² in eine Tiefe von 1 Mikrometer (1u) einschneidet.
In der vorstehend erwähnten Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 151 869 ist ein Verfahren zum Abtasten eines Laserstrahls über der Vorderfläche einer Cornea bzw. Augenhornhaut mit einem derartigen gesteuerten Muster offenbart, mit dem diese Fläche geformt wird, wobei eine neue Krümmung der Fläche mitgeteilt wird, wodurch eine optische Korrektur eines optisch unzulänglichen Auges erzielt wird. Jedoch sind die Abtasteinrichtung und die Abtaststeuerung zum Ausführen dieses Verfahrens relativ kompliziert und kostspielig.
In der Europäischen Patentanmeldung Nr. 86 304 315 (EP-A-0 207 648) ist ein Gerät beschrieben, dass wirkungsvoll die Position eines Auges in Bezug auf einen nicht abtastenden Laser fixiert, der durch eine ultraviolette Strahlung bei einer Energiehöhe gekennzeichnet ist, die eine gesteuerte abtragende Photozersetzung der Cornea bzw. der Augenhornhaut das heißt des Epithels, der Bowmanschen Membran und der Stromastufen der Cornea erzielen kann. Die Strahlflußdichte und die Belichtungszeit werden so gesteuert, dass eine erwünschte Abtragungstiefe erzielt wird. Im Unterschied zu dem in der Druckschrift EP-A-0 151 869 beschriebenen Abtastverfahren resultiert eine Formwirkung aus der gesteuerten Veränderung einer projizierten Laserpunktgröße während des Verlaufs einer vorgegebenen Behandlung, wobei die Punktgröße von einem Maximum, das die gesamte für eine Krümmungskorrektur zu behandelnde Fläche abdeckt, bis zu einer vorbestimmten minimalen tolerierbaren Größe reicht. Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Zoomlinse in der optischen Bahn der Projektion die Einrichtung zum Verändern der Punktgröße und bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird eine einstellbare Maske oder Spiegel angewendet, wobei in beiden Fällen die gewichtete Verteilung der Zeit als Funktion der Punktgröße derart ist, dass aus einer zuvor erfolgten Sicherstellung einer Krümmung von einer optisch unzulänglichen Cornea eine erwünschte optisch korrigierte End- Cornea erzielt wird. Die Punktgrößensteuerung ist nicht nur zum Bewirken einer Korrektur der räumlichen Krümmung sondern auch für eine zylindrische Korrektur bei der Verringerung eines Astigmatismus offenbart, wobei eine weitere Verwendung in Verbindung mit einem Corneatransplantationsverfahren beschrieben ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Ausführung der in der vorstehend erwähnten Europäischen Patentanmeldung Nr. 86 304 315 (EP-A-0 207 648) beschriebenen Erfindung zu der Ausbildung einer vergleichsweise deutlichen Diskontinuität im Profil der Cornea beispielsweise an der Verbindungsstelle des zu operierenden und des nicht zu operierenden Bereiches der Vorderfläche der Cornea führen kann und dass eine derartige Diskontinuität in Hinblick auf die nachoperative Genesung und insbesondere in Hinblick auf die Rückbildung des Epithels über die Operationsstelle von Nachteil ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden derartige deutliche Diskontinuitäten vermieden, indem die Peripherie der Operationsstelle so gestaltet wird, dass ein Profil eines allmählichen Übergangs zu dem umgebenden nicht operierten Bereich erhalten wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher ein ophtalmologisches chirurgisches Gerät zur Korrektur einer Hyperopie für eine wahlweise Abtragung der Vorderfläche der Cornea durch ein Eindringen in das Stroma geschaffen, um ein volumetrisches Entfernen des Corneagewebes zu erzielen, wobei das Gerät zur Korrektur einer Hyperopie folgendes aufweist: eine Lasereinrichtung zum Erzeugen eines Ausgangsstrahls vorzugsweise in dem ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums und mit einer Intensität, die pro Zeiteinheit begrenzt ist, um nur einen Bruchteil einer vorbestimmten maximalen Abtragungstiefe in das Stroma hinein abzutragen, eine Einrichtung zum Richten des Laserausgangsstrahls auf das Auge, das zu behandeln ist, und eine Steuereinrichtung zum Bestimmen der Strahlflussdichte und der Belichtungszeit des Laserstrahleinwirkens an der Cornea, wodurch ein gesteuerter Formungsvorgang an der Cornea bewirkt wird, um so deren optische Eigenschaften zu verändern, wobei das Gerät zur Korrektur einer Hyperopie des weiteren folgendes aufweist: eine Einstelleinrichtung, die in der Laserstrahlbahn für ein einstellbares Bestimmen der Größe und / oder der Form der Laserstrahlfläche beim Auftreffen auf der Cornea vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung durch die Einstelleinrichtung zum Einstellen der Laserstrahlfläche beim Auftreffen auf der Cornea in einer gesteuerten Weise im Verlauf einer chirurgischen Behandlung derart wirksam wird, dass ein Formungsvorgang aus einer gesteuerten Veränderung der Fläche der Cornea, die bestrahlt wird, und eine entsprechende gesteuerte Veränderung des zu unterschiedlichen Bereichen der Cornea gelieferten Gesamtabtragungsflusses herrührt, wobei die Kooperation zwischen der Einstelleinrichtung und der Steuereinrichtung derart ist, dass der projizierte Laserstrahl eine Querschnittsfläche hat, die größer als jene ist, über die eine Hyperopiekrümmungskorrektur zu erzielen ist, und der Formungsvorgang ausgeführt wird, (i) um eine erwünschte die Hyperopie korrigierende Krümmungsveränderung innerhalb eines optisch aktiven Bereiches der Cornea zu erzielen und (ii) um ein derartiges Formungsprofil innerhalb eines Bereiches zu erzielen, der an dem optisch aktiven Bereich angrenzt und diesen umgibt, um einen gleichmäßigen Übergang zwischen dem geformten optisch aktiven Bereich und der umgebenden nicht geformten Vorderfläche der Cornea zu gestalten.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt und diese und die dadurch erzielten Vorteile werden Fachleuten durch die nachstehende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den beigefügten Zeichnungen entsprechen die Fig. 1 bis 28 den Zeichnungen der vorstehend erwähnten Europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0 207 648 und die Fig. 29 bis 33 zeigen beispielhafte Abwandlungen dazu in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Abbildung in der Perspektive von dem Gesamtaufbau von Operationskomponenten der Erfindung der Europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0 207 648.
Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Ansicht im Längsschnitt von einer bei dem Gerät von Fig. 1 verwendeten Augenhaltespannvorrichtung. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen vereinfachte Abbildungen des Verhaltens des Abtragformens an der Cornea, dass mit dem Gerät von Fig. 1 für den Fall einer Korrektur eines Myopiezustandes ausgeführt wird.
Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Abbildung in schematischer Weise von Operationsbestandteilen von einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung der Europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0 207 648.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine einstellbare Maske, die bei dem Gerät von Fig. 6 verwendet werden kann.
Fig. 8 zeigt eine Fig. 6 ähnliche Abbildung von einer Abwandlung.
Fig. 9 zeigt eine ausschnittartige Draufsicht auf eine einstellbare Maske, die bei der Abwandlung von Fig. 8 verwendet werden kann.
Die Fig. 10 und 11 zeigen vereinfachte Abbildungen zum Darstellen der Anwendung der Erfindung der Europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0 207 648 für den Fall einer Korrektur eines Hyperopiezustandes.
Die Fig. 12, 13 und 14 zeigen vereinfachte Abbildungen zum Darstellen der Anwendung der Erfindung der Europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0 207 648 zum Erzielen einer Fresnelartigen optischen Korrekturkontur an der Vorderfläche der Cornea.
Die Fig. 15 und 16 zeigen jeweils Bestandteile und Merkmale von einem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0 207 648 zum Erzielen einer Korrektur von einem astigmatischen Auge.
Die Fig. 17 und 18 zeigen vereinfachte Abbildungen zum Darstellen der Verwendung der Erfindung der Europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0 207 648 in Verbindung mit einer Corneatransplantationsoperation.
Die Fig. 19 und 20 zeigen vereinfachte Abbildungen zum Darstellen von zwei unterschiedlichen Alternativen für das Gerät der Fig. 15 und 16.
Die Fig. 21 bis 26 entsprechen den Fig. 6, 7, 8, 9, 11 und 14, wobei sie einen weiteren Aspekt der Erfindung der Europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0 207 648 darstellen. Die Fig. 27 und 28 zeigen graphische Darstellungen von einem Prinzip einer Reflektorgestaltung.
Die Fig. 29 und 30 zeigen jeweils den Fig. 10 und 11 ähnliche Abbildungen zum Darstellen einer Weiterentwicklung für spezielle Zwecke von der vorliegenden Erfindung.
Fig. 31 zeigt eine schematische Abbildung zur Darstellung einer Alternative in Bezug auf Fig. 30.
Die Fig. 32 und 33 zeigen ähnliche Abbildungen von unterschiedlichen Weiterentwicklungen für spezielle Zwecke von der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

In Fig. 1 ist eine Einklemmeinrichtung 10 zum festen Halten des Kopfes von einem Patienten (liegend mit dem Gesicht nach oben) gezeigt, die derart funktioniert, dass das zu operierende Auge 11 mit einem nach unten geklappten Abschnitt 12 der Mittelachse 12' von einem Strahl feststehend ausgerichtet ist, der von einer ortsfesten Laservorrichtung 13 ausgegeben wird, die durch einen Tisch oder einen anderen Sockel oder Grundkörper 13' gestützt ist. Das optische System für die Laserstrahlprojektion zu dem Auge 11 hat eine Zomm-Linsen-Einrichtung 14 mit einem umkehrbaren Motorantrieb 15, wodurch bewirkt werden kann, dass die Laserpunktgröße an dem Auge 11 von einem vorbestimmten Minimum bis zu einem Maximum eines Radius von 3 oder 3,5 mm entsprechend dem der Laserbehandlung unterworfenen Vorderbereich der Cornea variiert. Ein Schrank 16 ist dargestellt, der wie dies durch den erläuternden Text gezeigt ist, eine Energiezufuhr für den Laser aufweist, wobei der Schrank 16 ebenfalls (wie dies durch den erläuternden Text gezeigt ist) eine programmierbare Mikroprozessoreinrichtung zum Steuern der Belichtung und der Strahlgröße (Strahlpunktgröße) an der Achse 12 aufweist, was nachstehend ausführlicher erläutert wird.
Die Einklemmeinrichtung 10 hat vorzugsweise eine mit dem Bezugszeichen 17 versehene Einrichtung zum Stabilisieren des Kopfes des Patienten über gegenüberstehende Eingriffseinrichtungen in dem Bereich seiner Schläfen und eine Augenhaltefixierung (mit dem Bezugszeichen 18 in Fig. 2), die das Auge 11 an dem skleralen Bereich der Cornea am Umfang in Eingriff bringt. Außerdem ist vorzugsweise eine Optikfixierungsvorrichtung 20 an dem Tisch oder dem Grundsockel 13' einstellbar befestigt. Als Veranschaulichung hat die Vorrichtung 20 ein Sichtfadenkreuz und eine Linse, wodurch das Auge 11', das nicht operiert wird, das Fadenkreuz wie bei einer Betrachtung in eine unendliche Weite betrachten kann, wobei die Sichtausrichtung 21 für die Vorrichtung 20 parallel zu der Achse 20 steht, wobei verständlich ist, dass eine (nicht gezeigte) einstellbare Einrichtung eine einstellbare Versetzung vorsehen kann, die für das Aufnehmen der Zwischenpupillendistanz des Patienten gebraucht wird und die an die spezielle Montageversetzung der Vorrichtung 20 von der Achse 12 angepasst ist. Bei einer Operation an dem anderen Auge 11' ist für das Auge 11 eine ähnliche Fixierung in Verbindung mit einer anderen (nicht gezeigten) Fixierungsvorrichtung und einer zugehörigen Einrichtung für eine einstellbare Versetzung verfügbar, wobei alternativ die Fixierungsvorrichtung 30 bei korrekter Versetzung an der gegenüberliegenden Seite von der Abtasteinrichtung 14 einstellbar montiert werden kann. Zum Zwecke einer Operation an dem Auge 11' muß die Einklemmeinrichtung 10 seitlich in Bezug auf den Laser 13 auf die verlängerte Ausrichtachse 12 mit dem Auge (11'), das dann operiert wird, eingestellt werden, wodurch das Auge 11 für eine Anwendung der Fixierungsvorrichtung positioniert wird.
Die Augenhaltefixierung 18 von Fig. 2 ist so gezeigt, dass sie einen hohlen Kreisring aufweist, der eine konvergente axiale Endwand 23 aus einem luftdurchlässigen Material hat, die so angepasst ist, dass sie mit dem Auge über einen skleralen Bereich der Cornea im Eingriff steht und dieses hält. Eine Seitenöffnungsverbindung 24 zu einer Unterdruckpumpe ermöglicht das Aufrechterhalten des Eingriffs des Auges mit der Wand 23 und ein nach außen gerichteter Ansatz oder eine Flanscheinrichtung 25 ermöglicht eine steife ausgerichtete und beabstandete Verbindung der Fixierung 18 mit dem Laser 13 und seiner Abtasteinrichtung 14 über eine Einrichtung, die in Fig. 2 durch den erläuternden Text vorgeschlagen ist, wobei eine derartige Einrichtung in Fig. 1 aus Gründen einer vereinfachten Darstellung weggelassen wurde.
Der für eine Verwendung mit dem Bezugszeichen 13 ausgewählte Laser imitiert vorzugsweise im ultravioletten Bereich das heißt bei Wellenlängen von weniger als im wesentlichen 300 nm. Derartige Emissionen für Gaslaser sind üblicherweise bei 351 nm für Xenonfluoridlaser, 337 nm für Stickstofflaser, 308 nm für Xenonfluoridlaser, 246 nm für Kryptonfluoridlaser, 193 nm für Argonfluoridlaser und 157 nm für Fluorlaser und innerhalb dieses Bereiches sehen bei anderen Lasern, die Kristalllaser umfassen, angewendete Frequenzverdopplungsverfahren weitere alternative Quellen vor.
Eines der bisher bestehenden im Handel vorhandenen Excimerlasererzeugnisse der Lambda Physik GmbH in Göttingen, Deutschland, wie beispielsweise deren mit Argonfluorid arbeitendes Model EMG 103, ist für die Anwendung als Laser 13 ausreichend, wobei bei diesem Erzeugnis die maximale Energie pro Impuls 200 Millijoule bei einer Impulswiederholungsrate von 200 pro Sekunden beträgt und 3 · 10&sup5; Schuss (Impulse) aus einer einzelnen eines eingeschlossenen Gases erhältlich sind, bevor auf 50% der Nennleistung bei dieser Wiederholungsrate verringert wird, wobei beachtet werden sollte, dass eine volle Nennleistung nicht unbedingt bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Die Impulsbreite beträgt ungefähr 15 ns und die typischen Strahldimensionen sind rechtwinklig, jedoch verringert, wie dies gezeigt ist, die Öffnung in einer Maske 26 den Laserstrahl auf eine kreisartigen Querschnitt, und es sollte verständlich sein, dass die optischen Elemente der Linse 14 aus Quarz, Kalziumfluorid, Magnesiumfluorid oder anderen Materialien, die für die Laserstrahlaufnahme geeignet sind, bestehen.
Fig. 3 zeigt einen Versuch zum Abbilden der Wirkung des Lasers, der so ausgegeben wird, dass er durch das Einstellen der Zoomlinse 14 abgewandelt wird, wobei bereits aufgezeigt worden ist, dass durch die Wirkung der Linse 14 bewirkt werden kann, dass die Punktgröße an dem Auge 11 von einem minimalen Durchmesser bei 28 auf einen maximalen Durchmesser bei 29 variiert. Die Abbildung zeigt eine Vielzahl an Zwischenkreispunktgrößen, jedoch sollte verständlich sein, dass, da die Zoomeinstellung der Linse 14 kontinuierlich variabel ist, kein Bedarf an einer Voraussetzung von einzelnen kreisartigen Punkten mit unterschiedlichem Durchmesser mit Ausnahme des Umstandes besteht, dass im Verlauf einer kontinuierlichen Änderung der Zoomeinstellung die Zwischenlieferung von Laserimpulsen bedeutet, dass jeder Impuls bei einer geringfügig unterschiedlichen Punktgröße projiziert wird.
Die Fig. 4 und 5 zeigen die Anwendung des beschriebenen Gerätes bei einer optisch korrigierenden Abtragung der Vorderfläche 30 des Auges 11, wobei ein Myopieproblem zu lösen ist, was bedeutet, dass die Krümmung der Fläche 30 einen zu kleinen Radius hat, um einen Brennpunkt an der Retina für den Fall von entfernten Gegenständen zu errichten. Andererseits gibt die gestrichelte Linie 31 die Endkrümmung wieder, zu der die Vorderfläche der Cornea abgewandelt werden soll, um einen Korrektureffekt in bezug auf eine Dioptrieverringerung zu erzielen. Um die Kurve 31 zu erzielen, liegt die minimal erwünschte Photozersetzung an der äußeren Grenzlinie 29 und das Maximum liegt in der Mitte. Dies ist erreichbar, indem der Mikroprozessor so programmiert wird, dass er fortlaufend die projizierte Punktgröße (über die angetriebene Einstellung der Linse 14) bei dem Verlauf einer vorbestimmten Folge der Laserimpulse verändert. Das Ergebnis ist das gleiche, ganz egal, ob bewirkt wird, dass sich die Punktgröße von einem Minimum (28) zu einem Maximum (29) erweitert oder von einem Maximum (29) zu einem Minimum (28) verringert. Natürlich wird für jeden Laserimpuls oder "Schuss" ein abtragendes Eindringen in die Cornea eine Funktion der gelieferten Energiedichte sein, und daher wird die Anzahl an zum Erzielen eines vorgegebenen Anteils an einer abtragenden Eindringung benötigten Anzahl an Impulsen größer, je größer der Durchmesser des projizierten Punktes ist.
Fig. 5 zeigt eine sehr vereinfachte Darstellung, die die fortschreitende abtragende Wirkung einer Folge an Laserpunktprojektionen bei aufeinanderfolgend verringerten Durchmessern D&sub1;, D&sub2;, D&sub3;, ... Dn wiedergibt. Die geringste sich ergebende Energiedichte ist bei dem größten Durchmesser D&sub1;, von dem angenommen werden kann, dass mit diesem das geringfügigste Eindringen ausgeführt wird, obgleich ein derartiges Eindringen über den gesamten Punktbereich für den Durchmesser D&sub1; gleichmäßig ist. Eine schrittweise größere Energiedichte ergibt sich bei dem nächsten Schritt D&sub2; der Verringerung des Durchmessers, wobei dabei das Eindringen zu demjenigen des ersten Schusses über den Bereich hinzukommt, der für beide Schüsse gemeinsam ist. Die kumulative Eindringwirkung setzt sich für Schüsse mit aufeinanderfolgend verringerten Durchmesser fort, so dass eine neue Krümmung mit einem größeren Radius aus einem Muster mit einer schrittweisen Verringerung der projizierten Punktgröße hervorgeht. Jedoch hören bei einer ausreichend großen Anzahl an Laserimpulsen (und folglich potentiell einzelnen Schritten) die einzelnen Schritte auf, einzeln aufzutreten, und eine ausreichend gleichmäßige neue räumliche Vorderfläche kennzeichnet die Cornea. Dies ist insbesondere nach einer postoperativen Zeitspanne von ungefähr zwei Tagen der Fall, wobei während dieser Zeitspanne sich eine dünne Epithellage zu einer gleichmäßigen und schützenden Abdeckung der neu gekennzeichneten Fläche ausgebreitet hat.
Die vorstehend dargelegte Erörterung in Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 5 setzt einen impulsartigen Laser voraus, der durch einen Excimerlaser veranschaulicht wird. Jedoch sind andere Laser bekannt, um bei gegenwärtig geeigneten Energiehöhen und ultravioletten Wellenlängen des gegenwärtigen Gebrauchs zu emittieren, und diese anderen Laser emittieren fortlaufend für Zeitspannen mit einer gesteuerten Dauer. Beispielsweise kann ein Organofarbstofflaser, der einen geeigneten organischen Farbstoff nutzt, so gestaltet werden, dass er eine Laseremission in dem Bereich von 380 nm erzeugt, wenn durch die ultravioletten Laserquellen wie beispielsweise ein bei 266 nm arbeitender Neodym-YAG-Laser mit Frequenzvervierfachung für kontinuierliche Wellen betrieben wird, wobei in diesem Fall die Organofarbstoff- Laseremission bei 380 nm durch einen geeigneten nichtlinearen Kristall wie beispielsweise ein Kalium-Deuterium-Phosphat- Kristall (KDP) oder ein Kalium-Titan-Phosphat-Kristall (KTP) auf eine Emissionswellenlänge von 190 nm in der Frequenz verdoppelt werden kann. Die Darstellungen von Fig. 1 bis 5 sind somit als eine Darstellung eines weiteren Falles verständlich, bei dem eine ultraviolette Laserstrahlung an der Achse 12 ein kontinuierliches Wellenverhalten für eine durch das Programm von 16 vorbestimmte Behandlungsdauer hat, und wobei das Programm bei 16 des weiteren die Zoomlinse 14 kontinuierlich antreibt, um die zeitliche Veränderung der projizierten Punktgröße vorzusehen, die zum Erzielen einer Myopiekorrekturveränderung in der Krümmung von einer Kurve 30 zu einer Kurve 31 im Verlauf der Behandlungsdauer vorbestimmt worden ist. Dieses Ergebnis wird unabhängig davon erzielt, ob bewirkt wird, dass die Punktgröße (an dem Auge 11) sich kontinuierlich von einem Minimum (28) zu einem Maximum (29) ausdehnt oder sie sich kontinuierlich von einem Maximum (29) zu einem Minimum (28) verringert.
Bei dem Gerät der Fig. 6 und 7 wird eine Maskentechnik anstelle der Zoomlinsen-Technik von Fig. 1 angewendet, um eine ähnliche Myopiekorrekturkrümmungsänderung an den Vorderflächen der Cornea zu erzielen. Ein derartiges Maskieren kann kontinuierlich mit einer geeignet programmierten variablen Irismembran anstelle der Linse 14 voranschreiten, jedoch ist in der gezeigten Farm eine einzelne Präzisionsmaskierungsplatte 35 angewendet. Die Maskierungsplatte 35 ist rechtwinklig und ist (durch eine nicht gezeigte Einrichtung) für eine eingeteilte Einheitsverschiebung in jeder oder in beiden der beiden senkrecht zueinander stehenden Achsen X und Y montiert. Für jede der gitterartigen Anordnungen der Maskenöffnungen, die an der Platte 35 vorgesehen sind, ändert sich die Größe der umschlossenen kreisartigen Öffnung schrittweise. Somit haben bei einer ersten Reihe an Maskenöffnungen beginnend und endend jeweils mit Öffnungen 36 und 36' die Öffnungen einen fortlaufend sich verringernden Durchmesser, wobei in der nächsten benachbarten Reihe beginnend und endend jeweils mit den Öffnungen 37 und 37' die Öffnungen mit einem fortlaufend sich verringernden Durchmesser sich fortsetzen, wobei in der 3. Reihe eine Fortsetzung der Verringerung von einer Öffnung 38 zu einer Öffnung 38' folgt, und sich die letzte Reihe des weiteren von 39 bis zu der kleinsten Öffnung 39' verringert. Es sollte verständlich sein, dass ein X-Y-Koordinatenindexantrieb 40 eine korrekte aufeinanderfolgende Verschiebung der Maskierungsplatte 35 in der X-Richtung und / oder Y-Richtung vorsieht, wobei dies unter der Steuerung einer Mikroprozessoreinrichtung 46 mit einer programmierbaren Einrichtung zum Zuweisen von Zahlen der "Schüsse" des Excimerlasers (oder in dem Fall eines CW-Lasers zum Zuweisen einer unterschiedlich gesteuerten Impulsdauer) bei speziellen aufeinanderfolgenden Maskenöffnungsgrößen geschieht, wodurch eine vorgegebene erwünschte abtragende "Formung" bewirkt wird, die die optische Leistung des Auges (11) vorhersehbar und korrigierend verändert. Wie dies gezeigt ist, umgeben in Paaren vorgesehene optische Wandlerelemente 41-41' und 42-42' jede Maskenöffnung, wenn sie in die Laserprojektionsachse 12 geschaltet ist, wobei diese Wandlerelemente einen Eintrag mit Gitterlinien wie beispielsweise X-Positionsgitterlinien 43-43' an gegenüberliegenden Seiten einer vorgegebenen Maskenöffnung 37" (siehe Fig. 7) und senkrecht zugehörige Y- Positionsgitterlinien 44-44' an entgegengesetzten Seiten dergleichen Maskenöffnung 37" abtasten, wodurch ein derartiger Eintrag zu dem Mikroprozessor 46 zu Kupplungszwecken bestätigt wird, um ein korrektes Maskenöffnungspositionieren an der Achse 12 vor dem Abgeben des nächsten Laserimpulses zu erzielen, wobei letzteres durch eine Synchronisationsverbindung 45 symbolisch dargestellt ist.
Bei dem Aufbau der Fig. 8 und 9 stützt sich das Myopiekorrekturformen auf das eingestellte Verschieben von einer Öffnung zu einer anderen von aufeinanderfolgenden Maskenöffnungen mit unterschiedlicher Fläche über eine Inkrementwinkeleinstellungsverschiebung einer Maskenscheibe 50 (um eine Index-Achse 50'), wobei die Scheibe 50 eine am Umfang verteilte Abfolge an Maskenöffnungen hat, die von der größten Öffnung 51 bis zur kleinsten Öffnung 52 reicht. Eine radiale Markierung wie bei Bezugszeichen 53 für die Öffnung 51 identifiziert den Winkel, bei dem die vorgegebene Öffnung zu einer Position an der Laserprojektionsachse 12 korrekt eingestellt ist. Die Scheibe 50 ist so gezeigt, dass sie an einem kreisartigen Ring 54 montiert ist, von dem ausgegangen wird, dass er an einem mittleren und angepassten Ort der Scheibe 50 angesenkt ist, und der Ring 54 wird durch eine geeignete Einrichtung 55 durch die Steuerung eines Drehantriebssignalgenerators 56 an seinem Rand angetrieben. Wiederum ist ein programmierbarer Mikroprozessor 57 für das Steuern des Drehindexantriebs 55-56 für ein vorbestimmtes Zuweisen von Laserimpulsen zu vorgegebenen Maskenöffnungen verantwortlich, um die erwünschte Korrektur des Profils der Cornea zu erzielen, wobei dies mit einer Laserimpulssynchronisation über Leitungen 58 geschieht, wenn ein optischer Wandler 59 einen Eintrag mit der speziellen Radialmarkierungslinie für jeden vorgegebenen Maskenöffnungsbereich verfolgt.
Die Fig. 10 und 11 zeigen, dass die Vorrichtung von Fig. 8 in gleicher Weise an ein Gestalten eines korrekten Formens der Cornea 60 eines weitsichtigen (hyperopischen) Auges anwendbar ist, was bedeutet, dass die vordere Krümmung zu erhöhen ist, um ein neues Profil 61 zu erzielen (siehe Fig. 10). Dies wird veranschaulichend ausgeführt, indem die Scheibe 50 von Fig. 8 durch eine andere Maskenscheibe 62 ersetzt wird. Bei der Scheibe 62 ist für jeden Winkelmarkierungsort (wie zum Beispiel bei dem Bezugszeichen 63) ein Basisöffnungsgrenzwert beispielsweise mit einem Radius von 3,5 mm als der Außenrand von jeder winklig verteilten Abfolge von kreisartigen Öffnungen, die durch einen mittleren undurchsichtigen Maskierungspunkt mit sich fortlaufend änderndem Durchmesser hergestellt ist. Somit ist bei dem kleinsten Winkelmaskenbereich 63'(der an der Radialmarkierung 63 auftritt) der mittlere lichtundurchlässige Punkt ein Kreis mit annähernd dem Durchmesser der Basisgrenzöffnung, wodurch ein erster oder am dünnsten erscheinender Ring 63' erzeugt wird. Bei der nächsten Markierung 64 wird der Außendurchmesser eines geringfügig dickeren Ringes 64' durch einen mittleren lichtundurchlässigen Punkt mit einer geringfügig kleineren Fläche bestimmt. Diese Tendenz setzt sich bei Schritten mit einem gleichen Winkel (um die Indexachse der Scheibe 62) fort, bis die größte Winkelöffnung 65' an einem Winkelort 65 erreicht ist, bei der der mittlere lichtundurchlässige Maskierungskreis der kleinste Durchmesser ist. Bei der Verwendung der Maske 62 in Verbindung mit dem Gerät zum Positionieren und Steuern von Fig. 8 sollte verständlich sein, dass der Mikroprozessor 75 Laserimpulse den speziellen Größen der ringartigen Maskierungsöffnungen derart zuweist, dass das größte Gesamtabtragseindringen der Cornea bei den größeren Radien geschieht, während das geringste Eindringen bei den kleineren Radien geschieht, was zu dem korrigierten Endprofil 61 mit einem verkleinerten Radius führt.
Bei der Anordnung der Fig. 12, 13 und 14 ist dargestellt, dass die vorstehend erörterten Prinzipien des weiteren beim Korrekturformen der Cornea zum Erzielen einer Fresnel-artigen Verteilung der erwünschten Endkrümmung anwendbar ist, was entweder als Korrektur einer Hyperopie oder, wie dies gezeigt ist, als eine Korrektur einer Myopie ausgeführt werden kann. Eine derartige Operation (das heißt der Fresnel-Art) würde dann angewendet werden, wenn bei der Beurteilung des Chirurgen eine einzelne gleichmäßig entwickelte korrigierte Krümmung ein übermäßiges Entfernen von Gewebe an dem betreffenden Bereich mit einem erforderlicherweise niedrigstgelegenen Schnitt zur Folge haben würde. Um ein zu tiefes Schneiden zu vermeiden, zeigen die Fig. 12 und 13, dass eine verringerte Endkrümmungsfläche wie bei Bezugszeichen 31 in Fig. 4 (gestrichelte Linie 71 in Fig. 13) in kreisartigen Schritten innerhalb des durch Bezugszeichen 70 umgebenen Feldes erzielt wird. In dem äußeren dieser Ringe (72) sind die Krümmung und die Tiefe des Schnittes derart genau, als wenn sie zum Erzeugen der fortlaufenden Kurve 71 angewendet werden würden (das heißt ohne Fresnel-Schritte). Jedoch erzielt die ringartige Zwischenfläche 73 wirkungsvoll ein Fortsetzen der Kurve 71 mit einem viel kleineren Volumen an entfernter Cornea. Schließlich vollendet die innere kreisartige Fläche 74 wirkungsvoll die Kurve 71 bei minimalem Entfernen von Corneagewebe.
Das Entfernen von Gewebe an der Mitte ist mit Bezugszeichen Δ74 für den Fresnel-Schnitt 74 der Fig. 12 und 13 bezeichnet und ist vergleichsweise nur ein geringer Bruchteil der maximalen Entfernungstiefe Δ71, die zum Erzielen der gleichen optischen Korrektur mit der gleichmäßig entwickelten korrigierten Einzelkrümmungsfläche 71 erforderlich wäre. Fig. 14 stellt eine eingeteilte Drehmaskenscheibe 75 einer Art, die mit dem System von Fig. 8 kompatibel ist, als Ersatz für die Scheibe 50 von Fig. 8 dar, um Fresnel-artige Schnitte der für die unterschiedlichen Ringe 72, 73 und 74 beschriebenen Art zu erzielen. Beginnend mit der größten Fläche des Maskierungsringes 76 (an dem Ort 76') und fortlaufend für einen ersten Sektor von 120º der Scheibe 75 sollte die Aufeinanderfolge an ringartigen Maskierungsöffnungen so verstanden werden, dass sie mit abnehmendem Radius infolge eines mittleren Maskierungspunktes mit konstanter Fläche in dem Kontext eines fortschreitenden Schrumpfens des Außenkreisdurchmessers fortschreitet. Die programmierbare Einrichtung 75 (von Fig. 8) sollte so verstanden werden, dass sie als eine Steuerung für ein Zuweisen von Laserimpulsschüssen unter Verwendung einer programmierten Verteilung der ringartigen Maskierungsöffnungen von diesem ersten Sektor für ein Erzielen der Krümmung 71 innerhalb des Außenringes 72 wirkt. Eine ähnliche Abfolge an ringartigen Maskierungsöffnungen sollte so verstanden werden, dass sie in ähnlicher Weise über einen (nicht gezeigten) zweiten Sektor einer Maskierungsscheibe 75 beim Errichten der Krümmung 71' innerhalb des Zwischenringes 72 zugreifbar ist. Schließlich wird die Krümmung 71" innerhalb der Innenkreisfläche 74 durch eine programmierte Projektion von Laserschüssen an der Achse 12 über eine eingestellt erhältliche Abfolge an fortlaufend kleiner werdenden kreisartigen Öffnungen beginnend mit einem Maskenöffnungsdurchmesser mit einer größten Fläche (Kreis 74) und kleiner werdend über den dritten Sektor bis zu der kleinsten Öffnung 78 an dem Ort 78' benachbart zu dem Ort 76' (des ersten Sektors) errichtet.
Die Abbildungen der Fig. 15 und 16 zeigen die Anwendung einer variablen Öffnung oder einer einstellbaren Maskentechnik bei der Abwicklung von Korrekturen für einen Astigmatismus durch ein Abtraglaserpulsieren mit einem rechtwinkligen Strahlabschnitt, wobei die Breite des Abschnittes verändert wird, um ein zylindrisches Profil eines Gesamtabtragseindringens zu erzeugen. Dies kann ausgeführt werden, indem der Laserstrahl mit einem Schlitz oder einem Diagramm mit unterschiedlicher Breite maskiert wird, und mit der Fähigkeit zum wahlweisen Drehen der Ausrichtung, mit der die Hauptabmessung des Schlitzes positioniert ist, das heißt auf der Grundlage einer zuvor erfolgten Messung des Winkels und der zylindrischen Dioptriestärke des speziellen Astigmatismus von dem Auge, jedoch ist bei der in Fig. 15 gezeigten Form die Maske ein länglicher Streifen 80 mit einer Aufeinanderfolge von rechtwinkligen Schlitzöffnungen mit zunehmend unterschiedlicher Breite. Bei dem in Fig. 16 gezeigten Ausschnitt gehen diese Öffnungen von einer Öffnung 81 mit einer größten Fläche bis zu einer Öffnung 81' mit einer kleinsten Fläche, und die Symmetriemittelachse von jeder dieser Öffnungen wird durch eine Markierung identifiziert, wie zum Beispiel jene für die Öffnung 81, die mit dem Bezugszeichen 82 bezeichnet ist, wobei vorzugsweise sämtliche derartige Markierungen einen gleichen Abstand haben.
Der Streifen 80 ist eine Gleiteinrichtung, die durch eine Einrichtung 83 geführt wird, die einen Teil einer drehbaren Maskenstützscheibe oder eines Ringes 84 bildet, und die Führungseinrichtung 83 ordnet die Längsachse 86 der Schlitzsymmetrie an einem Durchmesser eines Ringes 84 an. Eine manuell betätigbare Einrichtung 85 hat eine Randantriebskupplung an dem Ring 84, um eine wahlweise erfolgende Winkelausrichtung des Streifens 80 (um die Laserprojektionsachse 12) wie durch Beobachtung über eine feststehende Indikatormarkierung 87 gegen Azimuthrandmarkierungen an dem Ring 84 zu ermöglichen. Ein bidirektionaler Gleiteinrichtungsantriebssignalgenerator 88 wird durch einen Mikroprozessor 89 gesteuert, um das Positionieren der Gleiteinrichtung (80) mit einer Laserimpulssteuerung zu koordinieren, die durch einen optischen Wandler (9) geeignet synchronisiert ist, der der an der speziellen eingeteilten Maskierungsöffnung anwendbaren Markierung (82) folgt, wodurch jede Maskierungsöffnung an der Achse 12 der Laserstrahlprojektion sichergestellt werden kann.
Bei dem Ausführen einer Laserchirurgie an einem Auge, bei dem sowohl eine astigmatische Korrektur als auch eine räumliche Korrektur ausgeführt werden muss, wird bevorzugt, dass die astigmatische Korrektur, die in Zusammenhang mit den Fig. 15 und 16 beschrieben ist, die erste der beiden Prozeduren ist. Dies wird als vorteilhaft betrachtet, da astigmatische Fehler im allgemeinen nicht so schwerwiegend wie räumliche Fehler sind, so dass dies weniger Dioptrien einer zylindrischen Krümmungsabtragung als für die nachfolgende Prozedur einer sphärischen Korrektur zur Folge hat. Darüber hinaus muss, um den Astigmatismus bei einer ersten Prozedur zu beseitigen oder im wesentlichen zu beseitigen, die Vorderseite der Cornea eine im wesentlichen räumliche Fläche bilden, die (ganz gleich, ob bei ihr eine Myopie oder eine Hyperopie vorliegt) zu dem gewünschten Profil (ebenfalls räumlich) für eine Emmetropiesicht insbesondere dann sicherer korrigiert geformt ist, wenn, wie dies vorzugsweise der Fall ist, sämtliche Abtragslaserschüsse (unabhängig von der gegenwärtig betätigten Maskierungöffnung) wirkungsvoll an der optischen Achse des betreffenden Auges ausgemittelt sind.
Die Fig. 17 und 18 und die nachstehende Beschreibung dienen der Veranschaulichung der Anwendung der Lehre der Erfindung auf Corneatransplantationsprozeduren, die Spenderchirurgie umfassen. In Fig. 17 ist die Cornea eines Auges 11 einer Folge von Laserimpulsen unterworfen, die in der gleichen Fläche eines Durchmessers D von beispielsweise 7 mm maskiert wurden, wobei die Abfolge der impulsartigen Laserschüsse in einem derartigen Fall so betrachtet wird, dass sie eine gekrümmte Grundfläche oder eine Vertiefungskorridorkrümmung 95 für eine Aufnahme und eine Anordnung eines implantierten Corneatransplantats erzeugt. Alternativ kann in Fig. 17 die Cornea eines Auges 11 einer stetigen Laserbelichtung (CW) mit einer derartigen Intensität unterworfen werden, dass (a) über die gesamte Maske bei einem konstanten Durchmesser D und (b) bei einer Rate eines Abtragseindringens, für die eine vorgegebene Dauer (Belichtungszeit) einer Laserstrahlprojektion die erwünschte Eindringtiefe erzielen wird, abgetragen wird.
Indem das Auge des Patienten für eine Aufnahme des an und innerhalb der Vertiefung 95 einzupflanzenden Corneaeinsatzes vorbereitet ist, wird dann ein Spenderauge umgekehrt an einer Fixierung gehalten, die mit dem Bezugszeichen 18 in Fig. 2 dargestellt ist, um den Spendercorneaeinsatz vorzubereiten. Mit "umgekehrt" ist gemeint, dass in Abhängigkeit von der Art und Weise des Montageflansches 25 entweder das Epithel oder das Endothel des Spenderauges für eine aufwärtige Belichtung zu dem Laserstrahl 12 montiert werden kann, wobei verständlich sein sollte, dass für die letztgenannte Situation mit dem Spenderauge die Iris und andere Bereiche nicht für das sklerale Montieren der Cornea benötigt werden und für die Corneaoperation zuvor entfernt worden sind. Ein bevorzugtes Verfahren ist, dass zuerst derart mit Laserwirkung die konkave innere Seite der Spendercornea belichtet wird, wobei ein derartiger Vorgang bis zu einem Maß (das durch eine Zeit-CW-Belichtung oder durch mehrfache Impulslaserschüsse eines Feldes eines ganzen Kreises, das den Durchmesser der Vertiefung 95 überschreitet, erzielt wird) geschieht, das zum Entfernen des Gewebes zumindest bis zu einer gleichmäßigen Tiefe innerhalb des Spenderstromas ausreichend ist, woraufhin die Montage der Fixierung 18 (und ihrer teilweise bearbeiteten Corneastücke) umgekehrt wird, um eine Laserwirkung an der konvexen Außenseite der Spendercornea auszuüben. Der Laservorgang an der Außenseite besteht aus zwei Schritten: erstens eine zeitlich abgestimmte CW-Belichtung (mit mehrfachen Laserimpulsen des Feldes eines ausgefüllten Kreises, das den Durchmesser der Vertiefung 65 überschreitet), wodurch zumindest das Epithel freigelegt ist, und bis zu einer Tiefe, die vorzugsweise eine Transplantationsdicke T&sub1; erreicht, die die Tiefe T&sub2; der Vertiefung 95 überschreitet; und zweitens wird eine Abtasteinrichtung (die nicht gezeigt ist, jedoch von der Art ist, die in der Europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0 151 869 offenbart ist) bei einem Linienschneidmodus betrieben, bei dem aufeinanderfolgende Laserimpulse nacheinander entlang des Umfangs eines Kreises, der für eine genaue Aufnahme in der kreisartigen Vertiefung 95 gestaltet ist, fortschreiten, bis eine vollständige Trennung des kreisartigen Ausschnittes erreicht ist, der dann zu dem vorbereiteten Transplantat wird. Beim Einpflanzen wird das Spenderstroma in einem vollständigen endothelfreien Kontakt mit dem vorbereitetem Stroma des Patienten angeordnet, und der Implantationsgegenstand kann vernäht werden. Später werden beim Entfernen der Nähte die äußere Fläche des Auges 11 und sein Transplantat 96 das äußere Erscheinungsbild haben, das in Fig. 18 gezeigt ist, wobei das Transplantat über die benachbarten Bereiche der Cornea des Patienten vorragt und wobei diese vorragende Fläche des Transplantats durch das vorstehend beschriebene Laserformen zu einer Endkontur 97 reduziert werden kann.
Es ist ersichtlich, dass die beschriebenen Verfahren und das beschriebene Gerät ohne weiteres gesteuerte Prozeduren zum Korrigieren von Anomalitäten eines Auges schaffen, die auf eine Corneakrümmung zurückführbar sind. Das Abtragseindringen des Laserstrahlvorgangs kann bei einem vergleichsweise harmlosen Bruchteil der Dicke der Cornea gehalten werden, und die programmierbare Koordination der Laserstrahlgröße und Form (kreisartig, ringartig oder rechtwinklig) in Zusammenhang mit der Anzahl an Impulsen bei vorgegebenen Größen und Formen wird vorhersehbare und gesteuerte Veränderungen in der Krümmung erzeugen, wodurch zylindrische Fehler und / oder sphärische Fehler beseitigt oder wesentlich verringert werden können, um das Befinden und die Behaglichkeit des Patienten zu verbessern.
Wohingegen, wie dies vorstehend beschrieben ist, eine manuelle Einrichtung 85 vorgesehen ist, um den Winkel vor einzustellen, mit dem eine astigmatische Korrektur zu erzielen ist, kann in der Tat dies ein automatisch angetriebenes Einstellen des Astigmatik-Korrekturwinkels sein, wobei die Winkeleingabedaten zum Gestalten des automatischen Antriebs durch ein Diagnosesystem oder Verfahren erzeugt werden, das in der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 247 260 beschrieben ist, das nicht den Stand der Technik bildet.
Außerdem muss beispielsweise das Erzielen eines zylindrischen Formens beim Verringern eines Astigmatismus nicht unbedingt die in den Fig. 15 und 16 gezeigte Einstellungsschlitztechnik erfordern. Als eine erste Alternative (siehe Fig. 19) kann die Schlitzvariationsbreite elektromechanisch über eine Mikroprozessorsteuerung einer Einrichtung 100 erzielt werden, um sich gegenüberstehende Seitenplatten 101-102 mit einer Öffnung mit einer variablen Breite, die stets an der Achse des projizierten Laserstrahls 12 ausgemittelt ist, unterschiedlich anzutreiben, wobei die Platten 101-102 gleitfähig an einem ringförmigen Grundelement 104 montiert sind, das drehbar auf den Winkel einstellbar ist, für den der Astigmatismus zu verringern ist (worauf durch einen Doppelpfeil 103 hingewiesen ist). Als eine zweite Alternative (siehe Fig. 20) wird ein zylindrisches Linsenzoomsystem 105 durch eine Mikroprozessorausgabe über einen Motor angetrieben (worauf durch einen Doppelpfeil 106 hingewiesen wird), um ein Formen des projizierten Laserstrahls 12 auf eine Linie mit einer variablen Breite zu errichten, wobei diese Linie auf den Winkel einstellbar ist, für den der Astigmatismus zu verringern ist, wie dies durch eine Randantriebseinrichtung 107 zu dem Radkranz 108 einer ringartigen Halterung für das Zoomsystem 105 geschieht.
Die Fig. 21 bis 26 zeigen unterschiedliche Aufbauarten, bei denen die unterschiedlichen beschriebenen Abfolgen eines Punktformens zum Erzielen einer durch laserabgetragenen Veränderung der Krümmung an der Cornea durch Reflexionstechniken erzeugt werden. Da die Bezeichnung der Teile in diesen Zeichnungen den Teilen in den Fig. 6, 7, 8, 9, 11 und 14 entspricht, werden die gleichen Bezugszeichen bei einer 100er Serie angewendet.
Bei der Anordnung der Fig. 21 und 22 ist eine transparente Platte 135, die beispielsweise aus Quarz ist, durch eine Abfolge von elliptischen Reflexionsflächen gekennzeichnet, die mit ihren Hauptachsen parallel und jeweils ausgemittelt an jeder der zweidimensionalen (X-Y) einstellbaren Positionen der Platte 135 ausgerichtet sind. Bei jeder der gitterartigen Anordnungen der elliptischen Reflexionsflächen an der Platte 135 ändert sich die Größe der betreffenden Ellipse schrittweise. Somit sind für eine erste Reihe der reflektierenden Ellipsen jeweils beginnend und endend mit den Flächen 136 und 136' die Flächen zunehmend kleiner, wobei bei der nächsten benachbarten Reihe jeweils beginnend und endend mit den Flächen 137 und 137' die reflektierenden Ellipsen ihre zunehmende Verkleinerung fortsetzen, wobei in der dritten Reihe die Zunahme sich auf eine Verringerung von der Fläche 138 bis zu einer Fläche 138' fortsetzt, und bei der letzten Reihe tritt eine weitere Verringerung von 139 bis zu der kleinsten 139' auf, Die Stützeinrichtung zum Einteilen der Verschiebung der Platte 135 sollte so verstanden werden, dass sie die reflektierende Seite von ihr in einer geneigten zugewandten Beziehung zu der Laserausgabestrahlausrichtung 12' positioniert, wobei die Neigung vorzugsweise derart ist, dass die Hauptachse von jeder Ellipse bei 45º zu der Ausrichtung 12' liegt, wenn die Mitte der jeweiligen Ellipse für einen Schnitt mit der Ausrichtung 12' eingestellt worden ist, wobei gleichzeitig die Nebenachse jeder Ellipse bei 90º gegenüber der Ausrichtung 12' liegt, wenn die Mitte der jeweiligen Ellipse für einen Schnitt mit der Ausrichtung 12' eingeteilt worden ist, und das Verhältnis der Spannweite der Hauptachse zu der Nebenachse X2 : 1 beträgt. Dieses bevorzugte Verhältnis bestimmt, dass für jede Ellipseneinstellposition die Reflektion 12 des Laserstrahls sich bei 90º zu der Ausrichtung 12' befindet, wobei diese Reflexion ein Kreis mit einem Durchmesser sein wird, der der Spannweite der Nebenachse der betreffenden Ellipse gleich ist. Der X-Y Koordinatenindexantrieb 140 und der Mikroprozessor 141 funktionieren so, wie dies in den Fig. 6 und 7 beschrieben ist, und optisch lesbare Gitterlinien an der Platte 135 (zwischen den reflektierenden Ellipsen) ermöglichen, dass die Paare der optischen Wandler 141-141' und 142-142' ein genaues Positionieren von jeder reflektierenden Ellipse, die an der Achse 12' ausgemittelt ist, sicherstellen, bevor der nächste Laserimpuls abgegeben wird.
Der automatische Betrieb der Vorrichtung von Fig. 21 bei dem gesamten Zwei-Koordinaten-Programm der Einstellungsplatte 135 liefert die größte Dichte an Abtragungsenergie in dem mittleren Teil der kreisartigen Gesamtfläche der Cornea, an der operiert wird, wobei eine derartige Dichte als eine Funktion eines zunehmenden Radius von der optischen Achse des Auges abnimmt. Die Änderung der Krümmung ist daher ein Verhalten zur Korrektur der Myopie.
Der Aufbau der Fig. 23 und 24 entspricht dem Aufbau der Fig. 8 und 9 und somit befindet sich das am Umfang verteilte Muster an reflektierenden Ellipsen an einer eingestellten kreisartigen Platte oder Scheibe 150, wobei die Platte 150 geeigneter Weise transparent und aus Quarz ist. Vorzugsweise befinden sich die Mittelpunkte sämtlicher Ellipsen auf einem geometrischen Kreis um die Indexachse 150' und die Indexachse 150' ist so ausgerichtet, dass sie die rechtwinklige Beziehung zwischen der Laserachse 12' und der (reflektierten) Projektionsachse 12 zu dem Auge halbiert, wobei die Achse 12 mit der optischen Achse des Auges 11 ausgerichtet ist, und außerdem ist vorzugsweise die Hauptachse von jeder Ellipse radial von der Indexmitte der Platte 150 ausgerichtet und wiederum beträgt das Verhältnis der Hauptachse zu der Nebenachse von sämtlichen Ellipsen 2 : 1. Der automatische Betrieb des Dreheinstellungsaufbaus der Fig. 23 und 24 erzeugt das gleiche Ergebnis beim Abtragen der Cornea wie der senkrecht eingestellte Aufbau der Fig. 21 und 22, so dass das Ergebnis wiederum eine Korrektur der Myopie ist.
Die Ausschnittsdarstellung von Fig. 25 zeigt, dass bei einem Ersetzen einer anderen kreisartigen Reflektionsplatte 162 (anstelle einer Platte 150 von Fig. 24) das Programm des Mikroprozessors einer Dreheinteilung und eines Laserpulsierens eine Änderung der Korrektur der Hyperopie bei der Krümmung der Cornea mit dem in Fig. 10 gezeigten Verhalten erzeugt. Die reflektierenden Ellipsen von Fig. 25 befinden sich in einer winklig beabstandeten Abfolge von elliptischen Ringen eines konstanten Außenumfangs, wobei die Abfolge von der radial innersten Ellipse 163' an dem Indexort 163 bis zu der radial dicksten Ellipse 165' an dem Indexort 165 reicht. Anders ausgedrückt ist die Abfolge an reflektierenden Ellipsen von Fig. 25 für eine ringartige Projektion eines konstanten Außendurchmessers und eines sich ändernden Innendurchmessers über eine einzige eingestellte Umdrehung der Platte 162 verantwortlich, wobei dies für eine maximale Abtragseindringung der Cornea an dem Außendurchmesser und eine zunehmend sich verringernde Abtragseindringung als eine Funktion eines abnehmenden Radius um die optische Achse des Auges 11 verantwortlich ist. Für sämtliche Ellipsen beträgt das Verhältnis der Hauptachse zu der Nebenachse 2 : 1 in Hinblick auf die Neigung von 45º des Laserstrahls an jedem eingestellten elliptischen Reflektor.
Die Anordnung von Fig. 26 zeigt im Zusammenhang mit den Fig. 12 und 13 die Anwendung der Reflexionsprinzipien der Fig. 24 und 25 für ein korrigierendes Formen der Cornea zum Erzielen einer Fresnel-artigen Verteilung der erwünschten Endkrümmung, die wie bei Fig. 15 entweder eine Korrektur einer Hyperopie oder, wie dies gezeigt ist, eine Korrektur der Myopie sein kann. Um ein zu tiefes Einschneiden der Abtragseindringung zu vermeiden, wird die verringerte Endkrümmungsfläche wie bei Bezugszeichen 31 in Fig. 4 (Strichpunktlinie 71 in Fig. 13) in ringartigen Schritten innerhalb der durch Bezugszeichen 70 eingegrenzten kreisartigen Fläche erzielt und die Krümmung 71 wird bei den Schritten 72-72-74 erzeugt.
Wie dies in Fig. 26 gezeigt ist, dient eine transparente Platte 75 als Ersatz für die Platte 150 in Fig. 23 und ist mit einer winklig abgesetzten Zunahme an reflektierenden elliptischen Ringen beginnend mit dem größten und dicksten elliptischen Ring 176 an dem Ort 176' und fortlaufend im Uhrzeigersinn zu dem nächsten elliptischen Ring einer schrittweise kleineren Größe und Dicke auf der Grundlage einer inneren Grenzellipse 177 mit einer konstanten Größe versehen. Bei dem gezeigten Profil 72-73- 74 mit drei Schritten sind die reflektierenden elliptischen Ringe auf der Grundlage dergleichen inneren Grenzellipse 177 über einen ersten Sektor von 120º der Scheibe 175 verteilt, wobei der elliptische Außenumfang zunehmend bis zu einer radial dünnen (nicht gezeigten) Endellipse abnimmt, und die programmierbare Einrichtung 57 (siehe Fig. 8) derart wirkt, dass sie die Zuweisung der Laserimpulsschüsse unter Anwendung einer programmierten Verteilung der elliptischen Reflektoren des ersten Sektors zum Erzielen eines Abtragens der Krümmung 71 innerhalb eines Außenringes 72 steuert. Eine ähnliche Abfolge an reflektierenden elliptischen Ringen sollte so verstanden werden, dass sie ähnlich über einen zweiten (nicht gezeigten) Sektor von 120º der Scheibe 175 beim Errichten der Krümmung 71' innerhalb des Zwischenringes 73 einstellbar ist. Schließlich wird die Krümmung 71" innerhalb der inneren kreisartigen Fläche 74 durch eine programmierte Projektion von Laserschüssen an der Achse 12' über eine einstellbare erhältliche Abfolge an zunehmend kleiner werdenden elliptischen Flächen beginnend mit einer Ellipse mit der größten Spanne der Nebenachse (die nicht gezeigt ist, jedoch den gleichen Durchmesser wie die mittlere Kreisfläche 74 hat) und sich verringernd über den dritten Sektor von 120º bis zu der kleinsten reflektierenden Ellipse 178 an dem Ort 178' benachbart zu dem Ort 176' von dem ersten Sektor errichtet.
Eine vollständige Umdrehung der Scheibe 175 in dem Kontext einer geeignet programmierten Impulslaserlieferung an der Ausrichtung 12' erzeugt somit die Fresnel-Schritte 72-73-74 in Abfolge. Jedoch wird verständlich sein, dass durch die Anwendung der äußerst genauen Photoreduktionstechnik und Metallaufbringungstechnik, die von der Mikroschaltungstechnologie verfügbar sind, jeder eingestellte Schritt einer (nicht gezeigten) einzelnen Scheibe behilflich in der fortlaufenden Ausbildung von sämtlichen ringartigen Komponenten eines vollständigen Fresnel-artigen Abtragsmusters sein kann. Um reflektierende elliptische Muster zum Erzielen dieses Ergebnisses zu erzeugen, stellt Fig. 27 den Verlauf der Veränderung der Größe der Nebenachse für sämtliche betreffenden reflektierenden Ellipsen für den Fall einer Korrektur einer Myopie dar, und Fig. 28 zeigt in ähnlicher Weise den Verlauf einer Veränderung der Größe der Nebenachse für sämtliche betreffenden reflektierenden Achsen für den Fall einer Korrektur einer Hyperopie.
Aus Fig. 27 geht hervor, dass durch ein Teilen des gesamten Winkelmaßes von 360º einer vorgegebenen kreisartigen Scheibe (die anstelle einer Scheibe 150 von Fig. 23 angewendet werden kann) durch eine erwünschte Anzahl (n) an einstellbaren Schritten eines Abstandes von
360º/n
und durch ein Ziehen einer Ordinatenlinie (das heißt bei 120) für jeden derartigen Schritt einer Azimuthverteilung Unterbrechungen (beispielsweise a-b-c-d-e für den Ort 120) für jeden der fünf Orte erhalten werden, wodurch die erforderliche Spanne der Nebenachse für jede der betreffenden vielen reflektierenden Ellipsen an jedem speziellen Indexort errichtet wird. Das Ergebnis der Beziehungen von Fig. 27 ist eine Verringerung der Myopie, da sämtliche Außenumfänge (für die Flächen 72-73-74) sich ändern, während die Innenumfänge gleich bleiben. Andererseits ist das Ergebnis der Beziehungen von Fig. 28 eine Verringerung der Hyperopie, da sämtliche Innenumfänge (für die Flächen 72'-73'-74', die andernorts nicht gezeigt sind) sich verändern, während die Außenumfänge konstant bleiben, wobei die Unterbrechungen a'-b'-c'-d'-e'-f' für den Ort 121 zu beachten sind.
Sämtliche bislang dargelegten Erörterungen für die Laserprojektion über die erteilten Reflexionsflächen betrafen eine Korrektur einer im wesentlichen räumlichen Krümmung, wobei eine Myopie oder eine Hyperopie von Fall zu Fall behandelt wurde. Es sollte jedoch offensichtlich sein, dass ähnliche Prinzipien bei der Korrektur eines Astigmatismus anwendbar sind, wobei in diesem Fall das Muster von zunehmend eingestellten reflektierenden Flächen rechtwinklig, von sich zunehmend verändernder Breite und symmetrisch an den entgegengesetzten Seiten der mittleren Längsachse des engsten rechtwinkligen Musters bei der Progression symmetrisch abgewickelt ist. Die Zeichnung von Fig. 16 kann somit als Veranschaulichung einer Musterabwicklung betrachtet werden, bei der der einstellbare Streifen 80 eine transparente Platte (aus Quarz) ist und die Reihe der Rechtecke 81 bis 81' ist reflektierend und unter einem gleichen Abstand von Mittellinie zu Mittellinie mit einer Einstellung von einer Mittellinie (82) zu der nächsten, und wobei die Laserstrahlachse 12' auf einen Schnittpunkt mit der mittleren Ausrichtung 86 für jede eingestellte Position gerichtet ist. Es wird verwirklicht, dass, wenn der Streifen 80 an einem Führungsring 84 und in einer geneigten Ebene gestützt ist, wie dies bei der Scheibe 150 in Fig. 23 erörtert worden ist, die Winkelausrichtung des Ringes 84 (durch ein Einstellen der Einstellung von 85) für einen Bereich einer Breitenänderung der auf dem Auge einfallenden rechtwinkligen Punkte verantwortlich ist, jedoch kann die erwünschte Gesamtabtragung bei dem Auge für eine beliebige Ausrichtung und für sämtliche gewählten Winkelausrichtungen durch ein Eingeben einer geeigneten Winkelkorrektur in den Mikroprozessor noch erzielt werden, wobei die Korrektur eine einfache trigonometrische Funktion des Ausrichtwinkels ist.
Bei den vorstehend beschriebenen reflektierenden Anwendungen sollte verständlich sein, dass die jeweiligen Muster der Reflektion an einem Abschnitt von nur dem Laserstrahlsektorbereich (bei der Ausrichtung 12') betriebsfähig sind, und das unabhängig davon, ob die Reflektionsmuster an einer transparenten Platte (beispielsweise aus Quarz) montiert sind oder an dieser ausgebildet sind oder anderweitig montiert sind, der Abschnitt eines beliebigen vorgegebenen Schusses der Laserstrahlausgabe, der nicht reflektiert wird, bei im wesentlichen der Ausrichtung 12' weiter übertragen wird. Diese weiter übertragene Energie wird nicht für den chirurgischen Eingriff verwendet und kann durch eine geeignete (nicht gezeigte) Einrichtung aufgefangen und abgeleitet werden.
Bei den verschiedenen bislang beschriebenen Aufbauarten bei der Anwendung einer Korrektur der Hyperopie zeigt Fig. 10 den Umstand, dass ein Eindringen in die Cornea an der radial äußeren Grenze der optisch korrigierten Fläche (Fläche 61) am tiefsten ist, womit ein vergleichsweise deutlicher kreisartiger Rand mit einer Tiefe belassen bleibt, die der Größe der erzielten Korrektur der Dioptrie proportional ist. Ein derartiger deutlicher Rand stellt ein Problem für das Nachwachsen des Epithels über die Fläche (61) des chirurgischen Eingriffes dahingehend dar, dass das Nachwachsen des Epithels bei im wesentlichen fortlaufenden Flächen, das heißt wenn diese nicht durch deutliche Ränder oder deutliche Absätze unterbrochen sind, optimal ist. Um eine derartige Entwicklung eines deutlichen Randes zu vermeiden, sollte der projizierte Laserstrahl 12 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Ausschnittsfläche haben, die größer als jene ist, über die eine Korrektur der Krümmung bei der Hyperopie zu erzielen ist, womit ein gleichmäßiger Außenprofilring vorgesehen ist, der an den Kreis der Krümmungskorrektur angrenzt und diesen umgibt. In Fig. 29 wird die optisch korrigierte Fläche 61 so identifiziert, dass sie einen Außenradius einer Krümmungskorrektur RCC hat, wobei der Durchmesser als 2RCC gezeigt ist, und der Außenprofilangleichungsring so gezeigt ist, dass er eine radiale Dicke ΔR hat, so dass der gesamte Bereich des Laserstrahlausschnittes einen Durchmesser von 2(RCC + ΔR) hat. Die beschriebene Glättungswirkung ist für ein sanft sich neigendes Übergangsprofil verantwortlich, dass an dem Ring ΔR erreicht wird, wie dies in Fig. 29 durch die gestrichelten Linien gezeigt ist, die den Abtragsbereich 61 für die Korrektur der Krümmung mit dem Außenbereich der Cornea, der keinem Abtragen unterworfen ist, verbinden.
Genauer gesagt zeigt Fig. 30 eine einstellbare Drehmaskierungsscheibe 162' der in Verbindung mit Fig. 11 beschriebenen Art, bei der jedoch das Profilausgleichsmerkmal von Fig. 29 eingebaut ist. Die Maßangaben in Fig. 30 zeigen, dass an einer ersten Indexposition 163 die Maskierung derart ist, dass der projizierte Laserpunkt ein dünner Ring ist, wobei der Innendurchmesser durch den Außendurchmesser des mittleren Maskierungskreises 163' bestimmt wird, wobei dieser äußere Maskierungsdurchmesser mit 2RCC markiert ist, was den zweifachen Radius der Fläche 61 mit korrigierter Krümmung (siehe Fig. 29) bedeutet, und bei aufeinanderfolgend eingestellten Positionen 164-165 zeigt der mittlere Maskierungskreis (164'-165') einen zunehmend kleiner werdenden Durchmesser, wobei jeweils 2RCC und 2RCC" identifiziert wird. Außerdem zeigt für diese aufeinanderfolgenden eingestellten Positionen (164-165) der Außendurchmesser des projizierten ringartigen Strahls 12 ein zunehmendes Kleinerwerden bei dem ersten Schritt auf den Durchmesser 2(RCC + ΔR') und bei dem nächsten Schritt auf den Durchmesser 2(RCC + Δ"). Dieses fortlaufende Kleinerwerden setzt sich bei aufeinanderfolgenden Schritten bei jeder Einstellverschiebung oder Indexverschiebung der Scheibe 162 fort, was zu einer Endindexposition 166 mit den kleinsten mittleren Maskierungskreis 166' und mit den am meisten verringerten Außendurchmesser (2RCC + ΔR/n, wobei n die Anzahl der Indexpositionen ist) gipfelt, der dem Außendurchmesser (2RCC) der Fläche 61 der Krümmung bei korrigierter Hyperopie gleich ist oder im wesentlichen gleich ist.
Durch eine ausreichende Anzahl n von Indexpositionen für die Scheibe 162 entwickelt das Gesamteindringen in der Cornea ein gleichmäßiges Profil der optisch korrigierten Fläche 61 und auch ein gleichmäßiges Profil des äußeren Übergangsrings.
Fig. 31 zeigt eine schematische Beschreibung einer anderen Einrichtung, wodurch der vorstehend beschriebenen gleichmäßige Ring ΔR erreicht werden kann, ohne auf aufeinanderfolgend eingestellte Maskierungen angewiesen zu sein. Der von dem Laser 31 projizierte Strahl wird durch eine Einrichtung 170 derart ausgeweitet, dass ein Sammelstrahl mit einem vergrößerten Querschnitt projiziert wird. Innerhalb des vergrößerten Strahlquerschnittes ist eine Maskierungsvorrichtung 171 feststehend und mittig montiert, die durch eine Antriebseinrichtung 172 gesteuert werden kann, um einen Bereich von unterschiedlichen Außendurchmessern aufzuzeigen, die veranschaulichend dem Bereich der Durchmesser für die aufeinanderfolgenden mittleren Maskierungen 163' bis 166' in Fig. 30 entsprechen. Der Unterschied in Fig. 31 liegt darin, dass diese Zunahme des Außendurchmessers gleichmäßig sich fortsetzt, und der mechanische Aufbau bei Bezugszeichen 171 zum Erzielen dieses Ergebnisses kann von einem Schirm aufgegriffen werden, dessen Außenfläche ein vorzugsweise reflektierendes Verhalten hat, so dass reflektierte Laserstrahlenergie zu einer umgebenden ringartigen Absorbiereinrichtung 173 abgelenkt werden kann. Eine Zoomlinse 174, die an dem ausspannbaren Mantel der Schirm-/Reflektorvorrichtung 171 fokussiert ist, wird durch eine Motoreinrichtung 175 und einer Antriebsschaltung 176 so umkehrbar angetrieben, dass der Außendurchmesser des Ausgangsstrahls 12'/12 über den Bereich 2ΔR sich fortlaufend verändert, während der umkehrbare Maskenaufspannantrieb 176 den Manteldurchmesser der Schirm-/Reflektorvorrichtung 171 verändert. Ein Mikroprozessor 177 ist so gezeigt, dass er für eine koordinierende Steuerung des Lasers 13, des Maskenantriebs 177 und des Zoomantriebs 176 angeschlossen ist.
Es sollte verständlich sein, dass bei der Erörterung des Veränderns der Durchmesser und der Belichtungen bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung die Art der Änderung für den größten dargestellten Teil geradlinig ist, wie dies beispielsweise in den Fig. 27 und 28 gezeigt ist. Jedoch ist in dem Fall einer gleichmäßigen Abtragseindringtiefe (in das Gewebe der Cornea) pro Zeiteinheit und bei einer vorgegebenen Flussdichte der Laserstrahlprojektion das Verhältnis der Durchmesseränderung zur Belichtungszeit einer quadratischen Funktion ähnlicher und folglich annähernd parabolisch. Fig. 32 zeigt, dass die Beziehung annähernd parabolisch ist, ganz gleich, ob die Krümmungskorrektur dem Vermindern oder Beseitigen eines Zustandes einer Myopie (siehe Fig. 32) dient oder dem Verringern oder dem Beseitigen eines Zustands einer Hyperopie (siehe Fig. 33) dient.
Sowohl in Fig. 32 als auch in Fig. 33 ist die relative Belichtung (Gesamtflussdichte des Laserstrahlauftreffens an der Cornea) als einer Funktion des Radius aus RCC angezeigt, der Außenradius der Krümmungskorrektur ist. In dem Fall der Korrektur einer Myopie (siehe Fig. 32) ist die maximale Belichtung in der Mitte (Augenachse) und die Gesamtbelichtung nimmt zu einem Minimum (effektiv Null) bei dem Radius RCC ab. Bei dem Fall der Korrektur einer Hyperopie ist die maximale Belichtung bei dem Radius RCC und die Gesamtbelichtung nimmt zu einem Minimum (effektiv Null) an der Mitte ab, wobei außerdem zu beachten ist, dass in dem Fall der Korrektur einer Hyperopie es einen gleichmäßigen Übergang von der maximalen zu der minimalen Gesamtbelichtung in dem Außenring ΔR gibt.
Es sollte des weiteren verständlich sein, dass die lineare Verringerung der in Fig. 33 gezeigten Gesamtbelichtung für den Ring ΔR für eine minimale Steigung an allen Punkten innerhalb des Ringes verantwortlich ist, was bedeutet, dass für das tiefste chirurgische Eindringen in der Cornea (beispielsweise 100 Mikrometer für eine Korrektur von 10 Dioptrie über einen Krümmungskorrekturkreis von 5 mm) eine lineare Eigenschaft am besten ist, wobei für ein geringeres Eindringen wie beispielsweise für eine Dioptriekorrektur bis zu 5 Dioptrie eine nichtlineare Beziehung (wie dies durch die gestrichelte Linie in Fig. 33 gezeigt ist, die ΔR überbrückt) ein Vorsehen (innerhalb der radialen Spanne ΔR) eines fortlaufend gleichmäßigen Krümmungsübergangs von dem Radius RCC eines maximalen Eindringens und radial nach außen zu dem nicht behandelten benachbarten Originalprofil der Cornea ermöglicht.
Es sollte verständlich sein, dass die hierbei unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 28 beschriebenen Techniken und auch das Gerät mit geeigneten Abwandlungen, die zum Erzielen eines Formens der Cornea für eine Unterstützung eines epithelialen Nachwachsens erforderlich sind, auf die Techniken und Geräte der Fig. 29 bis 33 anwendbar sind.

Claims

1. Ophtalmologisches chirurgisches Gerät zur Korrektur einer Hyperopie für eine wahlweise Abtragung der Vorderfläche der Cornea durch ein Eindringen in das Stroma, um ein volumetrisches Entfernen des Corneagewebes zu erzielen,

wobei das Gerät zur Korrektur einer Hyperople folgendes aufweist; eine Lasereinrichtung (13) zum Erzeugen eines Ausgangsstrahls vorzugsweise in dem ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums und mit einer Intensität, die pro Zeiteinheit begrenzt ist, um nur einen Bruchteil einer vorbestimmten maximalen Abtragungstiefe in das Stroma hinein abzutragen, eine Einrichtung (10, 18, 20) zum Richten des Laserausgangsstrahls auf das Auge, das zu behandeln ist, und eine Steuereinrichtung (16; 46; 57; 89; 141; 177) zum Bestimmen der Strahlflussdichte und der Belichtungszeit des Laserstrahleinwirkens an der Cornea, wodurch ein gesteuerter Formungsvorgang an der Cornea bewirkt wird, um so deren optische Eigenschaften zu verändern,

wobei das Gerät zur Korrektur einer Hyperopie des weiteren folgendes aufweist: eine Einstelleinrichtung (14, 15; 35, 40; 50, 55; 80, 85, 88; 100-104; 105-108; 135-140; 150-159; 162-165; 176-178; 171, 175), die in der Laserstrahlbahn für ein einstellbares Bestimmen der Größe und / oder der Form der Laserstrahlfläche beim Auftreffen auf der Cornea vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung (16; 46; 57; 89; 141; 177) durch die Einstelleinrichtung zum Einstellen der Laserstrahlfläche beim Auftreffen auf der Cornea in einer gesteuerten Weise im Verlauf einer chirurgischen Behandlung derart wirksam wird, dass ein Formungsvorgang aus einer gesteuerten Veränderung der Fläche der Cornea, die bestrahlt wird, und eine entsprechende gesteuerte Veränderung des zu unterschiedlichen Bereichen der Cornea gelieferten Gesamtabtragungsflusses herrührt, wobei die Kooperation zwischen der Einstelleinrichtung und der Steuereinrichtung derart ist, dass der projizierte Laserstrahl eine Querschnittsfläche hat, die größer als jene ist, über die eine Hyperopiekrümmungskorrektur zu erzielen ist, und der Formungsvorgang ausgeführt wird, (i) um eine erwünschte die Hyperopie korrigierende Krümmungsveränderung innerhalb eines optisch aktiven Bereiches der Cornea zu erzielen und (ii) um ein derartiges Formungsprofil innerhalb eines Bereiches zu erzielen, der an dem optisch aktiven Bereich angrenzt und diesen umgibt, um einen gleichmäßigen Übergang zwischen dem geformten optisch aktiven Bereich und der umgebenden nicht geformten Vorderfläche der Cornea zu gestalten.

2. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Einstelleinrichtung (14, 15; 35, 40; 50, 55; 80, 85, 88; 100-104; 105-108; 135-140; 150-159; 162-165; 176-178; 171, 175) so eingerichtet ist, dass sie die Laserstrahlfläche innerhalb eines vorbestimmten maximalen Bereichs und symmetrisch in Bezug auf eine Strahlprojektionsachse, die mit der optischen Achse des Auges übereinstimmt, verändert.

3. Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Einstelleinrichtung eine Zoomlinse (14; 105; 175) mit einem Zoomantrieb (15; 106; 176) aufweist.

4. Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Einstelleinrichtung eine Maskierungseinrichtung (35; 50; 62; 75; 80; 101, 102, 104; 171) für ein variables Begrenzen der Fläche des Strahls und eine Betätigungseinrichtung (40; 55; 88; 100; 172) für ein Verändern der maskierten Fläche von diesem aufweist.

5. Gerät gemäß Anspruch 4, wobei die Maskierungseinrichtung eine variable Öffnungsblende aufweist.

6. Gerät gemäß Anspruch 4, bei dem die Maskierungseinrichtung (62) ein Vorsehen einer Corneabelichtung bei einer maximalen Fläche und einer Vielzahl an ähnlich geformten aber kleineren Flächen betreibt, wobei die Flächen kreisartig ringförmig sind und durch einen konstanten Außendurchmesser und einen sich verändernden Innendurchmesser definiert sind, wodurch die chirurgische Behandlung eine Korrektur einer Hyperopie sein kann.

7. Gerät gemäß Anspruch 4, bei dem die Maskierungseinrichtung ein Vorsehen einer Corneabelichtung bei einer maximalen Fläche und einer Vielzahl an ähnlich geformten aber kleineren Flächen betreibt, wobei die Flächen kreisartig ringförmig sind und durch einen konstanten Außendurchmesser und durch einen Innendurchmesser definiert sind, der sich bis zu einem feststehenden minimalen Innendurchmesser verändert, wodurch die chirurgische Behandlung eine Korrektur einer Hyperopie bei einem geformten Fresnel-Ring sein kann, der durch den konstanten Außendurchmesser und den feststehenden minimalen Innendurchmesser definiert ist.

8. Gerät gemäß Anspruch 4 oder 6 oder 7, bei dem die Maskierungseinrichtung (35; 50; 62; 75; 80) eine lichtundurchlässige Platte aufweist, die eine Abfolge an Fenstern hat, die gegenüber einer Laserstrahlübertragung durch diese hindurch durchlässig sind und eine sich zunehmend verändernde Fläche haben, wobei die Betätigungseinrichtung (40; 55; 88) durch einen Mikroprozessor zum Einstellen der Fenster in einer aufeinanderfolgenden Ausrichtung mit der Achse des Laserstrahls gesteuert wird.

9. Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Einstelleinrichtung einer Reflektoreinrichtung (135; 150; 162; 175) für ein variables Begrenzen der Fläche des Strahls und eine Betätigungseinrichtung (140; 155) für ein Verändern seiner Reflektorfläche aufweist.

10. Gerät gemäß Anspruch 9, bei dem die Reflektoreinrichtung (162) ein Vorsehen einer Corneabelichtung bei einer maximalen Fläche und bei einer Vielzahl an ähnlich geformten aber kleineren Flächen betreibt, wobei die Flächen kreisartig ringförmig sind und durch einen konstanten Außendurchmesser und einen sich verändernden Innendurchmesser definiert sind, wodurch die chirurgische Behandlung eine Korrektur einer Hyperopie sein kann.

11. Gerät gemäß Anspruch 9, bei dem die Reflektoreinrichtung ein Vorsehen einer Corneabelichtung bei einer maximalen Fläche und bei einer Vielzahl an ähnlich geformten aber kleineren Flächen betreibt, wobei die Flächen kreisartig ringförmig sind und durch einen konstanten Außendurchmesser und durch einen Innendurchmesser definiert sind, der sich bis auf einen feststehenden minimalen Innendurchmesser verändert, wodurch die chirurgische Behandlung eine Korrektur einer Hyperopie in einem geformten Fresnel-Ring sein kann, der durch den konstanten Außendurchmesser und durch den feststehenden minimalen Innendurchmesser definiert ist.

12. Gerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die Reflektoreinrichtung (135; 150; 162; 175) eine transparente Platte aufweist, die eine Abfolge an reflektierenden Elementen an ihrer Oberfläche hat, wobei die reflektierenden Elemente eine sich zunehmend verändernde Fläche haben, und die Betätigungseinrichtung (140; 155) durch einen Mikroprozessor gesteuert wird, um die reflektierenden Elemente in eine aufeinanderfolgende Ausrichtung mit der Achse des Laserstrahls einzustellen.

13. Gerät gemäß Anspruch 9, bei dem die Reflektoreinrichtung eine Blende mit variabler Öffnung ist, die durch eine reflektierende Seite gekennzeichnet ist, die zum Reflektieren des Laserstrahls in einer in Umfangsrichtung fortlaufenden ringartigen Fläche ausgerichtet ist, die die Öffnung der Blende umgibt.

14. Gerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem ein Einfallen des Laserstrahls auf die Reflektoreinrichtung bei 45º geschieht und bei dem die Reflektorfläche bei einem Verhältnis einer Hauptachse zu einer Nebenachse von 2 : 1 elliptisch ist, wobei das Einfallen des Laserstrahls an der Ellipse und bei 45º zu ihrer Hauptachse ausgemittelt ist.