DE3891231C2 - Vorrichtung zur chirurgischen Behandlung des Astigmatismus - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur chirurgischen Behandlung des Astigmatismus, mit einem pulsierenden Laserstrahler im ultravioletten Strahlungsbereich, und einer im Wege des Laserstrahlungsbündels angeordneten Einrichtung zur Verteilung der Strahlungsenergiedichte über dem Querschnitt des Strahlungsbündels, die eine optische Küvette darstellt.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus WO 87/05496.

Der Astigmatismus stellt neben der Myopie und der Hypermetropie einen in der Welt sehr verbreiteten Sehfehler dar. Eine Korrektion des Astigmatismus mit Hilfe von Brillen kann nicht immer eine ausreichende Qualität erreichen und auch die Benutzung von Kontaktlinsen bringt bestimmte Unbequemlichkeiten für die Patienten mit sich. Ein äußerst aussichtsreiches Verfahren der Korrektion des Astigmatismus stellt die chirurgische Veränderung der Augenrefraktion dar. Im Unterschied zu den zur Zeit bestehenden Verfahren der Behandlung des Astigmatismus durch die Mittel der traditionellen Chirurgie weist die Laserchirurgie wesentliche Vorteile auf, und zwar eine vollkommene Sterilität, die mathematische Berechenbarkeit der Operationsergebnisse und eine große Genauigkeit.

Die Entwicklung von zuverlässigen, im Gebrauch bequemen und in der Herstellung nicht komplizierten Anlagen zur chirurgischen Behandlung des Astigmatismus mit Hilfe des Lasers stellt heute eine wichtige Aufgabe dar.

Es ist bereits eine Vorrichtung zur chirurgischen Behandlung des Astigmatismus bekannt, die einen pulsierenden Laserstrahler des ultravioletten Strahlungsbereiches und eine im Wege des Strahlungsbündels des Laserstrahlers angeordnete Formierungseinrichtung zur Verteilung der Strahlungsenergiedichte über dem Bündelsquerschnitt vorsieht (s. Report of the "Centre Scientifique IBM", Paris, France, Dok. NF I01, 1986, K. Hanna et al "Excimer Laser Refractive Keratoplasty"). In der betreffenden Vorrichtung ist die Formierungseinrichtung zur Verteilung der Strahlungsenergiedichte mit einer Drehscheibe mit einem Schlitz mit im voraus berechneter Kontur ausgeführt. Mit mehreren Strahlungsimpulsen aus dem Laserstrahler wird eine für die Korrektion des Astigmatismus erforderliche Abänderung der Form der Oberfläche der Hornhaut durchgeführt.

Bei der Benutzung der erwähnten bekannten Vorrichtung aber wird in ein und demselben Zeitpunkt nur ein Teil der Hornhautoberfläche bestrahlt, der sich aus der Kontur des Drehschlitzes und dessen Winkelstellung um die Drehachse zu dem genannten Zeitpunkt ergibt, was gewisse Schwierigkeiten bei der Herstellung der glatten Oberflächen des gewünschten Profils mit sich bringt, da jeder Strahlungsimpuls das Abtragen einer Schicht von der Hornhaut mit zu ihr senkrechten Rändern bewirkt, deren Kontur mit der Kontur des Drehschlitzes übereinstimmt. In diesem Zusammenhang ist die erforderliche Form der Hornhautoberfläche durch eine abgestufte Oberfläche approximiert und es bedarf zur Erhaltung einer glatten Oberfläche der Abnahme von mehreren Schichten geringer Tiefe. Dadurch wird die Zeitdauer der Operation verlängert, d. h. die Durchführung der Operation wird erschwert, weil eine genaue Fixierung des Auges in Bezug auf den Laserstrahl während einer längeren Zeitspanne erforderlich ist. Dabei wird die Energie der Laserstrahlung nicht effektiv genug ausgenutzt, wodurch auch die Operationszeit verlängert wird. Die betreffende Anlage ist in ihrer Herstellung sehr kompliziert, weil eine hohe Genauigkeit bei der Herstellung des Drehschlitzes und dessen Drehwerks und eine Feinmessung der Winkelstellung des genannten Drehschlitzes um die Drehachse erreicht werden müssen und mit dieser Winkelstellung der Zeitpunkt der Erzeugung des Strahlungsimpulses in Einklang gebracht werden muß.

Unter diesen oben erwähnten Umständen wird die Genauigkeit der Operationsergebnisse beeinträchtigt und die Wahrscheinlichkeit der Komplikationen vergrößert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur chirurgischen Behandlung des Astigmatismus mittels Laserstrahlen anzugeben, welche es ermöglicht, die Hornhaut mit einer glatten Oberfläche der vorgeschriebenen Gestalt zu versehen und die für die Durchführung der chirurgischen Operation benötigte Zeit zu verkürzen sowie die Wirksamkeit bei der Ausnutzung der Laserstrahlung zu steigern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst dadurch, daß die optische Küvette im Wege des Strahlungsbündels angeordnete Öffnungsgläser aufweist, die unabhängig voneinander um die Symmetrieachse des Strahlungsbündels herum drehbar montiert und aus einem für die Laserstrahlung durchsichtigen Werkstoff hergestellt sind, daß einander zugewandte Oberflächen der Öffnungsgläser Zylinderflächen zweiter Ordnung darstellen, die derart ausgerichtet sind, daß ihre Hauptachsen stets senkrecht auf der Symmetrieachse des Strahlungsbündel stehen, und daß die Küvette zwischen den Zylinderflächen zweiter Ordnung mit einem die Laserstrahlung teilweise absorbierenden Mittel ausgefüllt ist.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in der Vorrichtung zur chirurgischen Behandlung des Astigmatismus, die einen pulsierenden Laserstrahler des ultravioletten Strahlungsbereiches und eine im Wege des Strahlungsbündels angeordnete Formierungseinrichtung zur Verteilung der Strahlungsenergiedichte über dem Bündelsquerschnitt vorsieht, erfindungsgemäß die Formierungseinrichtung zur Verteilung der Strahlungsenergiedichte eine optische Küvette darstellt, deren erste und zweite im Wege des Strahlungsbündels stehenden Öffnungsgläser um die Strahlen herum drehbar angeordnet und aus einem für die Laserstrahlung durchsichtigen Werkstoff hergestellt sind, während deren innere Oberflächen zylindrische Oberflächen zweiter Ordnung darstellen, deren Hauptachse zur Symmetrieachse des Strahlungsbündels senkrecht verläuft, wobei die Küvette mit einem die Laserstrahlung teilweise absorbierenden Mittel ausgefüllt ist.

Zweckmäßigerweise ist die Küvette mit Zu- und Abfluß auszuführen und mit einem System für die Zirkulation des Absorptionsmittels zu vereinigen, das mit einem Mittel zur Veränderung der optischen Dichte des Absorptionsmediums versehen ist.

Für die Behandlung des myopischen Astigmatismus sind die inneren Oberflächen beider Öffnungsgläser der Küvette vorteilhaft in Form von parabolischen Zylinderflächen auszuführen, die mit ihrer Konvexität dem Inneren der Küvette zugewandt sind.

Bei der Behandlung des hypermetropischen Astigmatismus ist es wünschenswert, die inneren Oberflächen beider Öffnungsgläser der Küvette in Form von Kreiszylinderflächen auszuführen, die mit ihrer Konvexität der Außenumgebung in Bezug auf die Küvette zugewandt sind.

Zur Behandlung des gemischten Astigmatismus ist es vorteilhaft, die inneren Oberflächen beider Öffnungsgläser der Küvette in Form von hyperbolischen Zylinderflächen auszuführen, wobei eine von diesen mit ihrer Konvexität dem Inneren der Küvette und die andere der Außenumgebung in bezug auf die Küvette zugewandt sein muß.

Die der vorliegenden Erfindung gemäß ausgeführte Vorrichtung zur chirurgischen Behandlung des Astigmatismus macht es möglich, die Zeitdauer der Duchführung der Operation wesentlich zu verkürzen, eine hohe Wirksamkeit bei der Ausnutzung der Laserenergie zu erreichen und eine glatte Hornhautoberfläche des erforderlichen Profils nach der Operation zu erhalten.

Nachstehend werden konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur chirurgischen Behandlung des Astigmatismus;

Fig. 2 eine Ausführungsvariante der Öffnungsgläser der optischen Küvette für den Fall der Behandlung des myopischen Astigmatismus in isometrischer Darstellung;

Fig. 3 eine Ausführungsvariante der Öffnungsgläser der optischen Küvette für den Fall der Behandlung des hypermetropischen Astigmatismus in isometrischer Darstellung;

Fig. 4 eine Ausführungsvariante der Öffnungsgläser der optischen Küvette für den Fall der Behandlung des gemischten Astigmatismus in isometrischer Darstellung;

Fig. 5a, b ein Auge bei der Behandlung des myopischen Astigmatismus, geschnitten längs der zueinander senkrechten astigmatischen Richtungen in schematischer Darstellung;

Fig. 6a, b ein Auge bei der Behandlung des hypermetropischen Astigmatismus, geschnitten längs der zueinander senkrechten astigmatischen Richtungen in schematischer Darstellung;

Fig. 7a, b ein Auge bei der Behandlung des gemischten Astigmatismus, geschnitten längs der zueinander senkrechten astigmatischen Richtungen in schematischer Darstellung.

Die Vorrichtung zur chirurgischen Behandlung des myopischen, hypermetropischen und gemischten Astigmatismus, die in Fig. 1 dargestellt ist, sieht einen pulsierenden Laserstrahler 1 des ultravioletten Strahlungsbereiches und im Strahlungsbündel 2 hintereinander eine Formierungseinrichtung 3 zur Verteilung der Strahlungsenergiedichte über dem Querschnitt des Strahlungsbündels 2 sowie eine Blende 4 und eine Linse 5 vor, welche den Durchmesser der Operationszone auf der Hornhaut 6 des Patientenauges bestimmen.

Die Formierungseinrichtung 3 zur Verteilung der Strahlungsenergiedichte stellt eine optische Küvette 7 dar, deren im Strahlungsbündel 2 des Laserstrahlers 1 angeordnete Öffnungsgläser 8 und 9 aus einem für die Laserstrahlung durchsichtigen Werkstoff, beispielsweise aus Quarz hergestellt sind, wobei die inneren Oberflächen der Gläser Zylinderflächen zweiter Ordnung darstellen. Dabei wird unter dem Begriff innere Oberfläche der Öffnungsgläser 8 und 9 die Trennungsfläche zwischen dem Innenraum der Küvette 7 und dem Werkstoffkörper der Gläser 8, 9 verstanden. Die Küvette 7 ist mit einem die Laserstrahlung teilweise absorbierenden Mittel 10 ausgefüllt und mit Zu- und Abfluß ausgeführt sowie mit einem Zirkulationssystem für das Absorptionsmittel 10 vereint, wozu in der Wandung ihres Zylindergehäuses 11 Einlaß- und Auslaßstutzen 12 und 13 vorgesehen sind. Der Einlaßstutzen 12 ist über ein Reduzierventil 15, das hierbei das Mittel zur Veränderung der optischen Dichte (durch den Gasdruck) des Absorptionsmediums 10 darstellt, vermittels einer Rohrleitung 14 mit einem Absorptionsdruckgas, beispielsweise Ammoniak enthaltenden Behälter 16 verbunden.

An den Auslaßstutzen 13 sind hintereinander ein Ventil 17 und ein Adsorber 18 des Gases angeschlossen.

Bei der Verwendung einer Flüssigkeit als Absorptionsmittel, beispielsweise einer wässerigen NaCl-Lösung, enthält das aus den Zeichnungen nicht ersichtliche Zirkulationssystem einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter und eine Pumpe zum Durchpumpen der Flüssigkeit in dem geschlossenen Kreislauf durch die Küvette 7.

Als Laserstrahler 1 kann man einen Excimer-Laser des ultravioletten Strahlungsbereichs mit einer gleichmäßigen Verteilung der Strahlungsenergiedichte über dem Querschnitt des Strahlungsbündels verwenden.

Die Öffnungsgläser 8 sind in ihren Hülsen 19 und 20 entsprechend befestigt, von denen jede vom Inneren des Zylindergehäuses 11 und koaxial zu ihm um die Achse des Gehäuses 11 herum drehbar untergebracht sind, wobei diese Achse mit der Achse 21 des Laserstrahlungsbündels 2 zusammenfällt.

An den Außenstirnflanken der Hülsen 19 und 20 ist je eine Meßskala zur Messung des Drehwinkels aufgetragen.

Der Innenraum der Küvette 7 ist gegen die Umgebung mit Hilfe der bekannten Abdichtungsmittel, beispielsweise vermittels der in der Fig. 1 nicht wiedergegebenen Fluorkunststoffdichtungen luftdicht abgeschlossen.

Als Öffnungsgläser 8, 9 sind Teleskoplinsen vorgesehen, deren den Innenraum der Küvette 7 begrenzende Oberflächen als Zylinderflächen zweiter Ordnung, wie parabolische, hyperbolische, elliptische Flächen, oder als Kreiszylinderflächen ausgebildet sind.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante der Öffnungsgläser 8, 9 der optischen Küvette 7 für den Fall der Behandlung des myopischen Astigmatismus dargestellt, bei der die inneren Oberflächen 22, 23 parabolischen, mit ihrer Konvexität dem Inneren der Küvette 7 zugewandte Zylinderflächen sind. Dabei verlaufen die Hauptachsen 24, 25 der Oberflächen 22 und 23 senkrecht zur Symmetrieachse 21 des Strahlungsbündels 2. Unter der Hauptachse einer krummlinigen Oberfläche wird hierbei die Richtung auf dieser Oberfläche verstanden, längs deren die Krümmung eines zur Hauptachse normalen Schnitts den größten Wert besitzt.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsvariante der Öffnungsgläser 8, 9 der optischen Küvette 7 für den Fall der Behandlung des hypermetropischen Astigmatismus wiedergegeben, deren 8, 9 innere Oberflächen 26, 27 die Form einer Kreiszylindermantelfläche aufweisen und mit ihrer Konvexität der Außenumgebung in bezug auf die Küvette 7 zugewandt sind. Dabei stehen die Hauptachsen 28, 29 der Oberflächen 26, 27 senkrecht zur Symmetrieachse 21 des Strahlungsbündels 2.

In Fig. 4 ist die Ausführungsvariante der Öffnungsgläser 8, 9 der optischen Küvette 7 für den Fall der Behandlung eines gemischten Astigmatismus veranschaulicht, deren 8, 9 innere Oberflächen 30 und 31 hyperbolische Zylinderflächen sind, die mit ihren Hauptachsen 32 und 33 ebenfalls senkrecht zur Symmetrieachse 21 des Strahlungsbündels 2 angeordnet sind. Dabei ist die eine innere Oberfläche 30 mit ihrer Konvexität dem Inneren der Küvette 7 und die andere innere Oberfläche 31 mit ihrer Konvexität der Außenumgebung derselben Küvette zugewandt.

In den Ausführungen der in den Fig. 2, 3, 4 dargestellten Öffnungsgläser 8, 9 können auch andere Zylinderflächen zweiter Ordnung angewandt werden. In der auf der Fig. 2 dargestellten Ausführung können die Öffnungsgläser 8, 9 beispielsweise hyperbolische oder elliptische Zylinderflächen oder Kreiszylindermantelflächen aufweisen, und zwar unter der Bedingung, daß diese Flächen mit ihrer Konvexität dem Inneren der Küvette zugewandt werden und deren Hauptachsen zu der Symmetrieachse 21 des Strahlungsbündels rechtwinklig verlaufen. Alles dargelegte bezieht sich auch auf die in Fig. 3 und 4 wiedergegebenen Ausführungsvarianten, aber mit dem Unterschied, daß die Konvexität der inneren Oberflächen der Öffnungsgläser 8, 9, wie mit Fig. 3 und 4 beschrieben, auszurichten ist.

Die Auswahl einer der Ausführungsvarianten der Küvette 7 hängt in jedem konkreten Fall mit der Stärke und Art des Astigmatismus des Auges des Patienten, mit den Kennwerten des zur Benutzung kommenden Absorptionsmittels 10 sowie mit der Erfüllung der Anforderung zusammen, die Aberrationen im optischen System der Vorrichtung möglichst klein zu halten.

Die Vorrichtung zur chirurgischen Behandlung des Astigmatismus arbeitet wie folgt.

Die Wirkung der Vorrichtung soll beispielhaft anhand der Behandlung des myopischen Astigmatismus erläutert werden.

Bekanntlich kann die Hornhautoberfläche eines normalen Auges mit Hilfe der Gleichung des Drehparaboloids beschrieben werden. Die Oberfläche der Hornhaut des Auges mit dem myopischen Astigmatismus wird aber mit der Gleichung eines elliptischen Paraboloids mit einem in allen Schnitten kleineren Krümmungsradius an dessen Spitze als bei dem normalen Auge beschrieben.

Zur Behandlung eines myopischen Astigmatismus ist eine mit zwei parabolischen Oberflächen, nämlich mit einer Fläche 35 des elliptischen Paraboloids und mit einer Fläche 36 des Drehparaboloids, d. h. mit der Oberfläche der Hornhaut eines normalen Auges begrenzte Schicht 34 (Fig. 5a, b) der Hornhaut des Auges zu entfernen. In dieser Hinsicht wird die Veränderung der Stärke der zu entfernenden Schicht 34 an der Oberfläche der Hornhaut vermittels der Gleichung des elliptischen Paraboloids mit ihrem Höchstwert auf der Achse 21 des Strahlungsbündels beschrieben. Die Querschnitte der Entfernungsschicht 34 entlang den zueinander senkrechten, astigmatischen Richtungen, den Richtungen der größten und kleinsten Refraktion des Auges, werden in Fig. 5a, b dargestellt.

Um die Schicht 34 bei der Behandlung des myopischen Astigmatismus mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu entfernen, wird die Größe des Winkels zwischen den Hauptrichtungen 24 und 25 (Fig. 2) der Öffnungsgläser 8 und 9 (Fig. 1) im voraus unter Berücksichtigung des Absorptionsbeiwertes des Mittels 10 (Fig. 1) berechnet, wonach die Öffnungsgläser 8, 9 durch Drehung an den Hülsen 19, 20 derart gedreht werden, daß der Winkel zwischen den Hauptrichtungen 24 (Fig. 2) und 25 seine dem berechneten Wert gleiche Größe erreicht und die Bisektrix dieses Winkels mit einer der astigmatischen Richtungen, und zwar mit der Hauptrichtung der größten Refraktion des Auges zusammenfällt. Hiernach wird der Laserstrahler 1 (Fig. 1) eingeschaltet und das aus dem Laserstrahler 1 austretende Strahlungsbündel 2 mit einer gleichmäßigen Verteilung der Strahlungsenergiedichte über dessen Querschnitt geht durch das Öffnungsglas 8 der Küvette 7, den Innenraum zwischen den Öffnungsgläsern 8 und 9, der mit dem Absorptionsmittel 10 ausgefüllt ist, durch das Öffnungsglas 9, die Blende 4 sowie die Linse 5 hindurch und trifft die Hornhaut des Auges 6. Solange die inneren Oberflächen der Öffnungsgläser 8 und 9 krummlinig sind, ist die Schichtstärke des Absorptionsmittels 10 innerhalb des Strahlungsbündels 2 ungleichmäßig und vergrößert sich von der Mitte aus zu dem Umfang der Küvette 7, wobei eine Richtung einer größten Zunahme und eine dieser senkrechte Richtung einer kleinsten Zunahme dieser Schichtstärke vorhanden sind. Dementsprechend nimmt auch die Absorption der Laserstrahlung innerhalb des Absorptionsmittels 10 von der Mitte des Strahlungsbündels 2 zu dessen Umfang in verschiedenen Richtungen mit ebenfalls unterschiedlicher Schnelligkeit zu. Das durch die Küvette 7 hindurchgegangene Strahlungsbündel 37 weist am Austritt aus der Küvette 7 eine ungleichmäßige, in zwei zueinander senkrechten Ebenen symmetrische Verteilung der Strahlungsenergiedichte auf, deren Form und Kennwerte sich aus

• - der Form der inneren Oberflächen der Öffnungsgläser 8 und 9 und
• - dem Absorptionsbeiwert des Mittels 10 ergeben, der beispielsweise durch Veränderung des Druckes des Absorptionsgases oder durch Veränderung der Konzentration der Lösung für den Fall des flüssigen Absorptionsmittels geändert werden kann.

Die Verteilung der Strahlungsenergiedichte über dem Querschnitt des Strahlungsbündels 37 kann durch eine der Gleichung des elliptischen Paraboloids naheliegende Gleichung beschrieben werden, wobei der Annäherungsgrad in Richtung vom Rand zur Mitte des Strahlungsbündels 2 zunimmt.

Im weiteren tritt das Strahlungsbündel 37 durch die Blende 4 und die Linse 5 hindurch, die aber bei einer genug kleinen Divergenz des Laserbündels unnötig wird, und trifft dann auf die Hornhaut 6 des Auges.

Im Laufe der Operation wird das Absorptionsmittel 10 durch den Innenraum der Küvette 7 mit Hilfe des Zirkulationssystems ununterbrochen hindurchgepumpt, um eine Zerlegung des Absorptionsmittels 10 unter einer dauernden Einwirkung der Strahlung aus dem Laserstrahler 1 zu vermeiden.

Wie bekannt, bewirkt ferne ultraviolette Strahlung auf biologischem Gewebe dessen Photoablation, bzw. -verdunstung, wobei die Stärke der zu entfernenden Schicht in einem bestimmten Bereich der Strahlungsenergiedichte proportional ist.

Die Zusammenwirkung des Strahlungsbündels 37, in dem die Verteilung der Energie, wie oben genannt durch die Gleichung des elliptischen Paraboloids mit dem Maximalwert der Energiedichte auf der Symmetrieachse des Strahlungsbündels angenähert beschreibbar ist, mit der Hornhaut 6 bewirkt die Entfernung einer Schicht 34 (Fig. 5) der Hornhaut, die durch die Fläche des elliptischen Paraboloids und die Fläche des Drehungsparaboloids begrenzt ist, von denen die erstgenannte Fläche die anfängliche Oberfläche der Hornhaut des Patienten vor der Behandlung und die andere die Oberfläche der Hornhaut nach der Einwirkung der Strahlung des Laserstrahlers 1 (Fig. 1) darstellt.

Die Oberfläche der Hornhaut des Auges beim hypermetropischen Astigmatismus wird mit der Gleichung des elliptischen Paraboloids beschrieben. Zur Behandlung des hypermetropischen Astigmatismus ist die mit zwei parabolischen Oberflächen, mit der Oberfläche 39 des elliptischen Paraboloids und mit der Oberfläche 40 des Drehparaboloids, d. h. mit der Oberfläche der Hornhaut eines normalen Auges begrenzte Schicht 38 (Fig. 6) von der Hornhaut abzunehmen. Die Behandlung des hypermetropischen Astigmatismus wird in ähnlicher Weise durchgeführt, wie die bereits für den Fall des myopischen Astigmatismus beschrieben, mit dem Unterschied aber, daß in der Formierungseinrichtung 3 (Fig. 1) zur Verteilung der Strahlungsenergiedichte über dem Querschnitt des Strahlungsbündels 2 die in der Fig. 3 wiedergegebene Ausführungsvariante der Öffnungsgläser 8, 9 in der Küvette 7 gewählt wird. In diesem Zusammenhang weist das Strahlungsbündel 37 (Fig. 1) am Austritt aus der Küvette 7 eine Verteilung der Strahlungsenergiedichte auf, die mit der Gleichung des elliptischen Paraboloids mit einem Minimum der Energiedichte auf der Symmetrieachse 21 des Strahlungsbündels 2 beschrieben werden kann.

Nach der Zusammenwirkung des betreffenden Strahlungsbündels mit der Hornhaut 6 (Fig. 6a, b) wird die Schicht 38 von deren Oberfläche abgenommen.

Die Oberfläche der Hornhaut des Auges bei einem gemischten Astigmatismus wird mit der Gleichung eines elliptischen Paraboloids mit einem kleineren Krümmungsradius als dem des normalen Auges in der Richtung der größten Refraktion und mit einem größeren Krümmungsradius als dem des normalen Auges in der Richtung der kleinsten Refraktion des Auges beschrieben. Zur Behandlung des gemischten Astigmatismus ist eine Schicht 41 (Fig. 7a, b) von der Hornhaut zu entfernen, bei der die Veränderung ihrer Stärke an der Oberfläche der Hornhaut mit der Gleichung des hyperbolischen Paraboloids beschrieben werden kann. Die Behandlung des gemischten Astigmatismus wird ähnlich wie die Behandlung des myopischen und des hypermetropischen Astigmatismus, jedoch mit dem Unterschied durchgeführt, daß als Formierungseinrichtung 3 (Fig. 1) der Verteilung der Strahlungsenergiedichte über den Querschnitt des Strahlungsbündels die Ausführungsvariante der Öffnungsgläser 8, 9 für die Küvette 7 gewählt wird, die in Fig. 4 veranschaulicht ist. Demzufolge weist das Strahlungsbündel 37 (Fig. 1) am Austritt aus der Küvette 7 eine mit der Gleichung des hyperbolischen Paraboloids angenähert zu beschreibende Verteilung der Strahlungsenergiedichte auf. Bei dem Eingriff dieses Strahlungsbündels an der Hornhaut 6 wird eine Schicht 41 (Fig. 7a, b) von deren Oberfläche entfernt.

Zu einem besseren Verständnis des Wesens der vorliegenden Erfindung wird nachstehend ein konkretes Ausführungsbeispiel angeführt.

Es ist eine der Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt und geprüft worden. Zur Veränderung der Refraktion des Auges eines Kaninchens wurde die Strahlung aus dem Laserstrahler 1 (λ = 193 nm) mit einer gleichmäßigen Verteilung der Strahlungsenergie über dem Querschnitt ausgenutzt, die zu einem parallelen Strahlungsbündel 2 mit einem Durchmesser von 6 mm geformt und durch die Formierungseinrichtung 3 zur Verteilung der Strahlungsenergiedichte mit identischen Öffnungsgläsern 8, 9 hindurchgeführt wurde. Die Öffnungsgläser 8, 9 waren dabei als Teleskoplinsen ausgeführt, deren innere Oberflächen Kreiszylindermantelflächen waren. Die Öffnungsgläser 8, 9 waren aus Quarz hergestellt und mit ihren Konvexitäten vakuumdicht eingebaut, und zwar eine dem Inneren der Küvette 7 und die andere der Außenumgebung der Küvette 7 zugewandt wie in Fig. 4 dargestellt. Die Öffnungsgläser 8, 9 waren in den Hülsen 19, 20 fest eingeklemmt, die in dem Zylindergehäuse 11 aus dem nichtrostenden Stahl gedreht werden konnten. Die Formierungseinrichtung 3 wurde über die Stutzen 12, 13 an ein den Durchfluß von Distickstoffmonoxids N₂O unter einem Druck von 1 · 10⁵ bis 3 · 10⁶ Pa bewirkendes System angeschlossen. Die Häufigkeit der Wiederholung der Strahlungsimpulse aus dem Laserstrahler 1 erreichte 10 Hz, die Impulsenergie betrug 100 mJ bis 300 mJ. Zur Untersuchung wurde ein künstlicher Astigmatismus an acht Augen von vier Kaninchen durch Thermokoagulation und tangentiale Einschnitte mit einem Diamantmesser hergestellt. Infolge der Einwirkung des Laserstrahlers mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Korrektion des künstlich hergestellten, gemischten Astigmatismus mit einer glatten Oberfläche der bestrahlten Hornhautabschnitte erreicht worden, die in den Bereichen für die Myopie von 0 bis 3 Dptr und für die Hypermetropie von 0 bis 2,5 Dptr reichte.

Die Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht es, die Genauigkeit bei der Erzielung der vorgegebenen Form der Hornhautoberfläche zu steigern und die Zeitdauer der Behandlung wesentlich zu verkürzen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur weitgehenden Benutzung bei der chirurgischen Behandlung des myopischen, hypermetropischen und gemischten Astigmatismus bestimmt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur chirurgischen Behandlung des Astigmatismus, mit einem pulsierenden Laserstrahler im ultravioletten Strahlungsbereich und einer im Wege des Laserstrahlungsbündels angeordneten Einrichtung zur Verteilung der Strahlungsenergiedichte über dem Querschnitt des Strahlungsbündels, die eine optische Küvette darstellt, dadurch gekennzeichnet,
daß die optische Küvette (7) im Wege des Strahlungsbündels (2) angeordnete Öffnungsgläser (8, 9) aufweist, die unabhängig voneinander um die Symmetrieachse (21) des Strahlungsbündels (2) herum drehbar montiert und aus einem für die Laserstrahlung durchsichtigen Werkstoff hergestellt sind,
daß einander zugewandte Oberflächen (22, 23; 26, 27; 30, 31) der Öffnungsgläser Zylinderflächen zweiter Ordnung darstellen, die derart ausgerichtet sind, daß ihre Hauptachsen (24, 25; 28, 29; 32, 33) stets senkrecht auf der Symmetrieachse (21) des Strahlungsbündels (2) stehen,
und daß die Küvette (7) zwischen den Zylinderflächen zweiter Ordnung mit einem die Laserstrahlung teilweise absorbierenden Mittel (10) ausgefüllt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Küvette (7) als Durchflußküvette ausgebildet ist und mit einem Zirkulationssystem für das absorbierende Mittel (10) in Verbindung steht, das mit einem Mittel zur Änderung der optischen Dichte des absorbierenden Mediums (10) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Oberflächen der Öffnungsgläser (8, 9) der Küvette (7) die Form parabolischer Zylinderflächen haben und mit ihrer Konvexität dem Inneren der Küvette (7) zugewandt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Oberflächen der Öffnungsgläser (8, 9) der Küvette (7) die Form von Kreiszylinderflächen haben und mit ihrer Konvexität dem Äußeren der Küvette (7) zugewandt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Oberflächen der Öffnungsgläser (8, 9) der Küvette (7) die Form von hyperbolischen Zylinderflächen haben, wobei die eine von ihnen mit ihrer Konvexität dem Inneren und die andere dem Äußeren der Küvette (7) zugewandt ist.