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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hornhautoperationsvorrichtung,
mit der man die Hornhaut eines Auges eines Patienten mit einem Laserstrahl
bestrahlt und sie abträgt,
um einen Brechungsfehler zu korrigieren oder eine Läsion zu
entfernen.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Zur
herkömmlicherweise
bekannten Technik zählt
eine Hornhautoperationsvorrichtung, mit der man ein Hornhautepithel
oder ein Hornhautstroma eines Auges eines Patienten abträgt, indem
man den Laserstrahl etwa eines Edelgas-Halogenid-Excimerlasers (insbesondere 193 nm Wellenlänge des ArF-Laserstrahls)
zur Änderung
der Brechungsleistung der Hornhaut verwendet, um dadurch Brechungsfehler
einschließlich
Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit und einer Hornhautverkrümmung zu
korrigieren, oder um eine Hornhautläsion wie zum Beispiel eine
oberflächliche
Hornhauttrübung
oder eine granuläre
Hornhautdystrophie zu entfernen.
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Bei
Laserstrahl-Bestrahlungsverfahren mit dieser Art von Vorrichtung
wurde ein Schlitz-Scanverfahren vorgeschlagen: Dabei wird die Hornhaut mit
einem Laserstrahl bestrahlt, dessen vertikaler Strahlquerschnitt
beim Bestrahlen rechteckig ist und der eine allgemein gleichmäßige Energieintensitätsverteilung
in einer Längsrichtung
des rechteckigen Querschnitts (Horizontalrichtung) zeigt, sowie
eine Gauß'sche Verteilung in
einer relativ zur Längsrichtung
senkrechten Richtung (Vertikalrichtung), und zwar derart, dass der
Laserstrahl in der Gauß'schen Verteilungsrichtung überlappt
wird (wie in
US 5 507 799 offenbart,
die der JP. HEI 4-242644A entspricht). Ferner wurde wie in
US 5 637 109 (entspricht
JP. HEI 6-114083A) offenbart ist, ein Verfahren zum Drehen einer
Scanrichtung eines rechteckigen Laserstrahls in vorbestimmten Winkelintervallen
wie z.B. 120° vorgeschlagen,
um den Querschnitt gleichmäßig abzutragen.
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Als
weitere Bestrahlungsverfahren sind ein Bestrahlungsverfahren mit
einem Einzelstrahlschuss, bei dem ein Ablationsbereich (Fläche) einer Hornhaut
mit einem starken Laserstrahl bestrahlt wird, und ein Lichtpunktverfahren
(flying spot method) oder Punktscanverfahren (spot scan method) vorgeschlagen
worden, bei dem ein Laserstrahl durch eine Fokussierlinse auf einen
kleinen Punkt verengt wird und man den Laserstrahl mit hoher Geschwindigkeit
scannt, indem man ihn mit einem Galvanospiegel entlang einer X-
und Y-Achse schwingen lässt.
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Aufgrund
von Streuungseigenschaften (Divergenz) des Laserstrahls und Eigenschaften
von im Laserbestrahlungssystem angeordneten optischen Elementen
kann jedoch die Energieintensitätsverteilung
des Laserstrahls in einer Richtung des vertikalen Strahlquerschnitts
anders als die erwarteten Ergebnisse sein. So ist zum Beispiel die
Energieintensitätsverteilung
beim Aussenden im Allgemeinen gleichmäßig, aber an einer Hornhaut
nicht gleichmäßig. Relativ
zum Mittenabschnitt gesehen nimmt die Energieintensitätsverteilung
am Umfangsabschnitt ab. Insbesondere bei dem zuvor erwähnten Schlitz-Scanverfahren
kann die Energieintensitätsverteilung
in der Längsrichtung
beim Aussenden allgemein gleichmäßig sein
und an einer Hornhaut nicht gleichmäßig. Wenn folglich diese Art
von Laserstrahl während
des Scannens abgestrahlt wird, ist die Ablationstiefe an einem Umfangsabschnitt
verglichen mit der Ablationstiefe in der Mitte eines Ablationsbereichs
unzureichend. Außerdem
ist bei dem Verfahren der Drehung einer Scanrichtung des Laserstrahls im
Vergleich zur Ablationstiefe des Mittenabschnitts die Ablationstiefe
des gesamten Umfangsabschnitts unzureichend. Es kann nur die Mitte
des Laserstrahls verwendet werden, dessen Energieintensitätsverteilung
allgemein gleichmäßig ist.
Allerdings fällt
wegen des kleinen Laserdurchmessers der Wirkungsgrad ab.
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Beim
Lichtpunktverfahren bestrahlt der Laserstrahl die Hornhaut unter
einem bestimmten Winkel relativ zu einer optischen Hauptachse (normalen optischen
Achse) des optischen Bestrahlungssystems, wobei der Bestrahlungswinkel
in dem Maße größer wird,
wie der Laserstrahl von der optischen Hauptachse weiter abweicht.
Deswegen ist auch hier, verglichen mit dem Umfangsabschnitt des
Ablationsbereichs, die Ablationstiefe des Umfangsabschnitts unzureichend.
Die Ablationstiefe kann ferner wegen einer gekrümmten Form der Hornhaut unzureichend
sein, wobei sich eine unzureichende Ablationstiefe ferner bei allen
Verfahren wie zum Beispiel dem Scanverfahren, dem Bestrahlungsverfahren
mit Einzelstrahlschuss und dem Lichtpunktverfahren ergibt.
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Eine
unzureichende Ablationstiefe des Umfangsabschnitts im Ablationsbereich
erweitert die Hornhautkrümmung.
Im Vergleich zur Brechungsleistung vor dem chirurgischen Eingriff,
kann sich nach der Operation eine Verschiebung der Brechungsleistung
zur Weitsichtigkeit hin ergeben. Gegenüber der nach der Operation
erwarteten Brechungsleistung kann die Brechungsleistung nach dem
chirurgischen Eingriff stärker
zur Weitsichtigkeit hin tendieren. Dies wirkt sich insbesondere
stark bei der phototherapeutischen Keratektomie (PTK) aus, bei der
die Hornhaut gleichmäßig abgetragen
wird, um eine Läsion
zu entfernen und eine Korrektur von Kurzsichtigkeit/Hornhautverkrümmung durchzuführen.
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Zusätzlich wird
mit dem Laserstrahl mit der Energieintensitätsverteilung, die sich von
den erwarteten Ergebnissen unterscheidet, so gescannt, dass er in
der festgelegten Richtung überlappt.
Der abgetragene Querschnitt ist nicht so gleichmäßig, wie durch Überlappen
der Laserbestrahlungsposition an derselben Stelle zu erwarten wäre.
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In
der US-A-5 800 424 ist eine Vorrichtung zum Einsatz bei der operativen
Behandlung einer Hornhaut eines Auges offenbart, die ein optisches System
zur Bereitstellung von Licht umfasst, um einen Ultraviolett-Laserstrahl
bereitzustellen, der von einer Laserquelle auf die Hornhaut ausgesendet wird,
eine im optischen System zur Bereitstellung von Licht angeordnete
Lochblende zur Eingrenzung eines Bestrahlungsbereichs des Laserstrahls,
eine Vorrichtung zur Verschiebung des Laserstrahls bezüglich einer
optischen Achse des optischen Systems zur Bereitstellung von Licht,
eine Vorrichtung zum Drehen des Laserstrahls um die optische Achse des
optischen Systems zur Bereitstellung von Licht an jeder Verschiebeposition,
um die Hornhaut kreisförmig
abzutragen, eine Vorrichtung zur Eingabe von Daten, die zur Bestimmung
der Form notwendig sind, die die Hornhaut nach der Operation haben
soll, eine Vorrichtung zur Bestimmung des Ablationsbetrags an jeder
durch die Strahlverschiebungsvorrichtung bewirkten Verschiebeposition
des Laserstrahls auf der Grundlage der Daten, die über die
Eingabevorrichtung eingegeben wurden, und eine Vorrichtung zur Steuerung
der Laserquelle und der Bewegung der Strahldrehvorrichtung auf der
Grundlage des durch die Ablationsbetrags-Bestimmungsvorrichtung
an jeder Verschiebeposition bestimmten Ablationsbetrags, wobei der
Laserstrahl die Hornhaut des Auges abträgt, um eine Fehlsichtigkeit
einschließlich
Weitsichtigkeit zu korrigieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben genannten Umstände gemacht
und hat zur Aufgabe, das oben angesprochene Problem zu lösen und
eine Hornhautoperationsvorrichtung bereitzustellen, die eine unzureichende
Ablationstiefe eines Umfangabschnitts im Ablationsbereich ausgleicht,
die durch eine Lasercharakteristik, ein Laserbestrahlungsverfahren
und eine Form der Hornhaut verursacht wird, und bei der das Auftreten
einer zu Weitsichtigkeit führenden
Verschiebung der Hornhaut nach der Ablation verhindert ist.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hornhautoperationsvorrichtung
bereitzustellen, mit der der abgetragene Querschnitt gleichmäßig abgetragen
werden kann, wenn sich die Energieintensitätsverteilung des Laserstrahls
von den erwarteten Ergebnissen unterscheidet.
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Zusätzliche
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden zum Teil in der folgenden
Beschreibung dargelegt und sich teilweise aus der Beschreibung ergeben,
oder lassen sich durch die praktische Umsetzung der Erfindung erfahren.
Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch die Mittel
und Kombinationen gelöst
bzw. erzielt, die insbesondere in den beigefügten Ansprüchen dargelegt sind.
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Zur
Lösung
der Aufgaben und gemäß dem Einsatzzweck
der Erfindung, wie sie hier verkörpert und
allgemein beschrieben wird, umfasst eine Hornhautoperationsvorrichtung
zur Ablation einer Hornhaut eines Auges eines Patienten mit einem
Laserstrahl ein Laserbestrahlungsmittel mit einer Laserlichtquelle
und einem optischen Bestrahlungssystem zum Leiten des von der Laserlichtquelle
ausgesendeten Laserstrahls und Bestrahlen der Hornhaut mit dem Laserstrahl,
ein Eingabemittel zur Eingabe erforderlicher Operationsbedingungen,
das eine erforderliche Form der Hornhaut nach der Ablation bestimmt,
und eine Steuerungseinheit, die mit der Laserbestrahlungseinheit
und dem Eingabemittel verbunden ist, um die Laserbestrahlungseinheit
so zu steuern, dass der Laserstrahl auf der Grundlage der eingegebenen
Operationsbedingungen mit einer nicht gleichmäßigen Bestrahlungsfrequenz
innerhalb eines Ablationsbereichs abgestrahlt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
begleitenden Zeichnungen, die in diese Beschreibung aufgenommen
sind und einen Teil von dieser bilden, stellen Ausführungsformen
der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung
der Aufgaben, Vorteile und Grundlagen der Erfindung.
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1 ist
eine schematische Ansicht, die ein optisches System sowie ein Steuerungssystem
einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Ansicht, in der eine Energieintensitätsverteilung eines Laserstrahls
zum Zeitpunkt des Aussendens dargestellt ist;
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3 ist
eine Ansicht, in der die Energieintensitätsverteilung des Laserstrahls
an einer Hornhaut dargestellt ist;
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4A-4F sind
Ansichten, die herkömmliche
Scan- und Drehverfahren darstellen;
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5A und 5B sind
Ansichten, in denen das Auftreten einer Verschiebung zur Weitsichtigkeit
dargestellt ist, was durch die herkömmlichen Scan- und Drehverfahren
verursacht sein kann;
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6A und 6B sind
Ansichten, in denen die erfindungsgemäße Methode des Scannens und
Drehens dargestellt ist;
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7A-7E sind
Ansichten, die die erfindungsgemäße Methode
des Scannens und Drehens darstellen;
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8 ist
eine Ansicht, in der die Drehung einer Scanrichtung des Laserstrahls
dargestellt ist;
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9 ist
eine Ansicht, in der Verschiebungen einer Bestrahlungsposition eines
Laserstrahls dargestellt sind;
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10A und 10B sind
Ansichten, die ein Verfahren zur Verschiebung einer Bestrahlungsposition
eines Laserstrahls darstellen; und
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11A und 11B sind
Ansichten, in denen ein Beispiel für eine Modifikation der erfindungsgemäßen Methoden
des Scannens und Drehens dargestellt ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erfolgt nun eine ausführliche
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer die vorliegende
Erfindung verkörpernden
Hornhautoperationsvorrichtung. 1 ist eine
schematische Ansicht, die ein optisches System und ein Steuerungssystem
der Hornhautoperationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bezugszahl 1 bezeichnet
ein optisches Bestrahlungssystem, das den Laserstrahl zu einer Hornhaut
Ec eines Auges E eines Patienten leitet und sie mit dem Laserstrahl
bestrahlt. Die Laserquelle 2 sendet im Pulsbetrieb einen
von einem Excimer-Laser (ArF-Laser) stammenden Strahl aus, dessen Wellenlänge 193
nm beträgt.
Der vertikale Strahlquerschnitt des von der Laserquelle 2 ausgesendeten
Laserstrahls ist rechteckig. Die Energieintensitätsverteilung zeigt eine allgemein
gleichmäßige Verteilung
F(W) in einer Längsrichtung
des Rechteckquerschnitts (X-Achsen-Richtung),
und eine Gauß'sche Verteilung F(H)
in einer relativ zur X-Achsen-Richtung
senkrechten Richtung (Y-Achsen-Richtung), (siehe 2).
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Mit
den Bezugszahlen 3 und 4 sind Planspiegel bezeichnet.
Der von der Laserquelle 2 horizontal ausgesendete Laserstrahl
wird mit dem Spiegel 3 nach oben abgelenkt und dann wieder
mit dem Spiegel 4 um 90° in
die Horizontale gelenkt. Der Spiegel 4 wird mit einer Bewegungsvorrichtung 21 in
Pfeilrichtung (A-B) von 1 bewegt und scannt den Laserstrahl
in eine Richtung der Gauß'schen Verteilung (im
Einzelnen nachstehend beschrieben).
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Bezugszahl 5 bezeichnet
einen Bilddreher, der eine Scanrichtung des Laserstrahls mit dem Spiegel 4 um
die Hauptachse L1 des optischen Bestrahlungssystems 1 dreht.
Der Bilddreher 5 wird mittels einer Drehvorrichtung 22 mit
einer festgelegten Geschwindigkeit in eine festgelegte Richtung
gedreht.
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Was
die Bewegungsvorrichtung 21 oder Drehvorrichtung 22 anbelangt,
so können
diese Vorrichtungen einen hinlänglich
bekannten Mechanismus wie einen Motor, einen den Motor ansteuernden Treiber,
der durch eine nachstehend beschriebene Steuerungsvorrichtung 20 gesteuert
wird, ein Nockenwerk, eine Führung
und eine Halterung umfassen, um den Spiegel 4 zu bewegen
und den Bilddreher 5 mit dem Motor zu drehen.
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Bezugszahl 6 bezeichnet
eine Lochblende zur Eingrenzung des mit dem Laserstrahl überstrichenen
Ablationsbereichs (Fläche).
Der Durchmesser der Öffnung
wird durch eine Veränderungsvorrichtung 23 verändert (die
Lochblende 6 kann unmittelbar vor der Hornhaut Ec angeordnet
sein).
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Ein
dichroitischer Spiegel
8 lässt die Hauptachse L1 des optischen
Bestrahlungssystems
1 und die optische Achse L2 eines optischen
Betrachtungssystems
10 und ein optisches System
15 zur
Erfassung der Augapfelposition koaxial werden. Der dichroitische
Spiegel
8 reflektiert den Strahl vom Excimer-Laser und überträgt das sichtbare
Licht und das Licht im nahen Infrarotbereich. Das optische Betrachtungssystem
10 umfasst
eine Objektivlinse
11, einen dichroitischen Spiegel
12,
eine binokulare Mikroskopeinheit
13 und eine Quelle
14 sichtbaren
Lichts. Dies ermöglicht
einem untersuchenden Arzt die Betrachtung des Auges E. Das optische
Erfassungssystem
15 umfasst eine im nahen Infrarotbereich
arbeitende Lichtquelle
16, eine photographische Linse
17, einen
Spiegel
18, ein im nahen Infrarotbereich arbeitendes Lichttransmissionsfilter
19a und
eine CCD-Kamera
19b für
den nahen Infrarotbereich. Dieses optische Erfassungssystem
15 ist
dazu vorgesehen, die Ausrichtung des Auges E und der Hauptachse
L1 (der Achse L2) in Richtungen nach oben und unten oder nach rechts
und links (Richtung der X- und Y-Achse) zu erleichtern. Dies ermöglicht es
dem untersuchenden Arzt, die Ausrichtung und Nach führung automatisch
ablaufen zu lassen. Die Erläuterung
einer automatischen Ausrichtung bzw. automatischen Nachführung erfolgt
nicht, da sie mit der vorliegenden Erfindung wenig zu tun haben.
Bezüglich ausführlicher
Beschreibungen der automatischen Ausrichtung und Nachführung siehe
EP 0 765 648 , die JP. HEI
9-149914 und HEI 10-192333 (vom vorliegenden Anmelder) entspricht.
Ein optisches System zur Projektion einer Strichmarkierung projiziert zwei
Strichmarkierungen zur Ausrichtung in nach hinten und vorne führende Richtungen
auf die Hornhaut Ec. Es ist im optischen Betrachtungssystem
10 angeordnet
(nicht dargestellt). Die Erläuterung
hiervon unterbleibt, weil auch dieses System wenig mit der vorliegenden
Erfindung zu tun hat. Bezüglich
einer ausführlichen
Beschreibung dieses Sachverhalts siehe
US 5 562 656 , die der JP. HEI 6-47001
entspricht. An der optischen Achse L2 ist ein Fixierungslicht
9 angeordnet.
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Die
Steuerungsvorrichtung 20 wie zum Beispiel eine CPU steuert
die Lichtquelle 2, die Bewegungsvorrichtung 21,
die Drehvorrichtung 22, die Veränderungsvorrichtung 23 und
dergleichen. Bezugszahl 25 bezeichnet eine Eingabevorrichtung
zur Eingabe von Operationsbedingungen wie zum Beispiel des Ablationsdurchmessers
(Ablationsbereich) oder der Ablationstiefe (Ablationsbetrag). Ein
Fußschalter 26 überträgt ein Auslösesignal
zur Laserbestrahlung.
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Nachstehend
erfolgt die Beschreibung der Funktionsweise der Vorrichtung mit
den vorstehend erwähnten
Konfigurationen. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Beispiel
die phototherapeutische Keratektomie (PTK) beschrieben.
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Zuerst
werden durch die Eingabevorrichtung 25 die Operationsbedingungen
eingegeben. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird im Falle der
PTK der Ablationsdurchmesser (Ablationsbereich) und die Ablationstiefe
(Ablationsbetrag) bezüglich
der Hornhaut Ec und dergleichen über
die Eingabevorrichtung 25 eingegeben. Die Steuerungsvorrichtung 20 steuert
die Veränderungsvorrichtung 23 auf
der Grundlage des eingegebenen Ablationsdurchmessers und verändert den Öffnungsdurchmesser
der Lochblende 6, und bestimmt darüber hinaus auf der Grundlage der
eingegebenen Ablationstiefe die Anzahl von Scans des Laserstrahls.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
kann die Wiederholungsfrequenz der von der Laserquelle 2 ausgesendeten
Laserimpulse auf einen Wert zwischen 5 und 50 Hz festgelegt werden.
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Als
Nächstes
lässt der
untersuchende Arzt den Patienten sich auf ein (nicht dargestelltes)
Bett legen. Der Arzt weist den Patienten an, zur Fixierung des Auges
E das Fixierungslicht 9 zu fixieren. Der Arzt beobachtet
das Auge E mit der Mikros kopeinheit 13 und richtet es mittels
des optischen Systems zur Projektion der Strichmarkierung in die
Richtungen oben/unten und rechts/links, oder in die nach hinten und
vorne weisenden Richtungen aus. Bei der Ausrichtung lassen sich
mittels der automatischen Ausrichtung und der automatischen Nachführung mit dem
zuvor erwähnten
optischen Erfassungssystem 15 das Auge E und die Vorrichtung
leicht in Position bringen. Durch einen nicht dargestellten Schalter kann
der Arzt wählen,
ob er die automatische Ausrichtung und Nachführung verwenden möchte.
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Nach
Beendigung der Positionierung des Auges E und der Vorrichtung wird über den
Fußschalter 26 das
Auslösesignal
gesendet. Die Steuerungsvorrichtung 20 steuert die Lichtquelle 2 auf
der Grundlage des eingegebenen Auslösesignals und lässt die
Laserimpulse mit der bestimmtem Wiederholungsfrequenz oszillieren.
Die Steuerungsvorrichtung 20 steuert die Bewegungsvorrichtung 21 und bewegt
den Spiegel 4 parallel, und lässt den Laserstrahl in einer
Richtung der Gauß'schen Verteilung mit
einer Geschwindigkeit scannen, die die bestimmte Wiederholungsfrequenz
mit einberechnet. Die Steuerungsvorrichtung 20 steuert
auch die Drehvorrichtung 22. Die Drehvorrichtung 22 synchronisiert den
Bilddreher 5 mit den Laserpulsen bei der festgelegten Geschwindigkeit
(180° pro
Impuls). Wenn sich der Bilddreher 5 bei 180° dreht, dreht
sich die Scanrichtung des Laserstrahls bei 360°.
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Wenn
die Bewegung des Spiegels 4 einen Scan des Laserstrahls
vervollständigt
hat, steuert die Steuerungsvorrichtung 20 die Lichtquelle 2 so,
dass die Laserausstrahlung vorübergehend
gestoppt ist. Die Vorrichtung dreht eine Scanrichtung des Laserstrahls
für den
nächsten
Scan um den Betrag eines vorbestimmten Winkels relativ zu einer
Richtung des Laserstrahls beim früheren Scan. Sie bewegt den Spiegel 4 durch
die Bewegungsvorrichtung 21 und scannt den Laserstrahl.
Das Scannen des Laserstrahls und die Drehung der Scanrichtung werden wiederholt
ausgeführt,
um die Hornhaut Ec mit der eingegebenen Ablationstiefe abzutragen.
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Nachstehend
werden ein Scan des Laserstrahls und eine Drehung einer Scanrichtung
im Einzelnen beschrieben. Die Energieintensitätsverteilung des Laserstrahls
zeigt in der Längsrichtung
des rechteckigen Querschnitts eine allgemein gleichmäßige Energieintensitätsverteilung,
wenn sie von der Lichtquelle 2 ausgesendet wird (siehe 2)
und zeigt eine nicht gleichmäßige Energieintensitätsverteilung
an der Hornhaut Ec (siehe 3), was
auf die Divergenz des Laserstrahls und dergleichen zurückzuführen ist.
Demzufolge ist, wie in 4A angegeben,
nach Beendigung des ersten Scans die Ablationstiefe an einem Umfangsabschnitt
verglichen mit dem Mittenabschnitt gering. In einer Richtung (einer relativ
zur Scanrich tung senkrechten Richtung) tritt eine Weitsichtigkeitsverschiebung
der Hornhaut Ec auf (siehe 5A). Wie
in 4B-F angegeben ist, wird für den Fall,
dass die Scanrichtung des Laserstrahls jeweils um den vorbestimmten
Winkel gedreht wird, um mit dem zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten
Scan überlappt
zu werden, der gesamte Umfangsabschnitt weniger abgetragen als der
Mittenabschnitt. An der Hornhaut Ec tritt eine Weitsichtigkeitsverschiebung
in allen Richtungen auf (siehe 5B).
Diese Art von Weitsichtigkeitsverschiebung kann durch das Verfahren
der Laserbestrahlung oder durch eine Form der Hornhaut verursacht
werden.
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Bei
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist durch eine Veränderung
der Bewegungsgeschwindigkeit des Spiegels 4 bei einem Scan
und eine Drehung der Scanrichtung an jedem vorbestimmten Winkel
eine geringe Abtragung am Umfangsabschnitt verhindert. Das heißt, dass
die Bewegungsgeschwindigkeit des Spiegels 4 relativ zur
Laserimpulsaussendung im selben Intervall auf der Grundlage der
bestimmten Wiederholungsfrequenz (siehe 6A)
nach Beginn und vor Vollendung des Scannens in einem Scan verzögert wird
(siehe 6B), und die Anzahl von Abstrahlungen
des Laserstrahls am Umfangsabschnitt erhöht wird (das Bestrahlungsintervall
erfolgt häufiger).
Wenn der erste Scan abgeschlossen ist, ist die Ablationstiefe in
der Mitte und am Umfangsabschnitt nicht gleichmäßig (siehe 7A).
Die Mitte und der Umfangsabschnitt können jedoch allgemein gleichmäßig gemacht
werden, indem die Scanrichtung um einen vorbestimmten Winkel (133° in 7)
gedreht wird, um mit dem zweiten, dritten und vierten Scan überlappt
zu werden (siehe 7B-E). Im Falle einer
sukzessiven Oszillation des Laserstrahls (keine gepulste Oszillation)
wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Spiegels 4 in einem
Scan so verändert,
dass die Bestrahlungszeit des Laserstrahls nach Beginn und vor Vollendung
des Scannens in einem Scan länger
wird. Dabei wird bei Drehung des Bilddrehers 5 bei jedem Scan
während
der Drehung der Laserstrahl durch einen Verschluss und dergleichen
blockiert (oder es kann die Laserquelle selbst gesteuert werden).
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Zusätzlich wird
bei der vorliegenden Ausführungsform
die Scanrichtung des Laserstrahls pro Scan um 133° gedreht
(die Drehung des Bilddrehers 5 beträgt 66,5° pro Scan). Dies ergibt eine
gleichmäßigere Ablation,
da die Scanrichtung nicht dieselbe Richtung ist (Scanbahn), selbst
wenn die Anzahl der Scans erhöht
wird (siehe 8). Der Drehwinkel der Scanrichtung
beträgt
nicht notwendigerweise 133°; der
nicht dargestellte Schalter in der Eingabevorrichtung 25 kann
die Festlegung verändern.
Was den Drehwinkel der Scanrichtung anbelangt, wird bevorzugt, dass
der bestimmte Winkel von der Scanrichtung (Scanbahn) verschieden
ist, selbst wenn die Anzahl der Scans erhöht ist, und auch die Streuung
des Winkels bei einer kleineren Anzahl von Veränderungen der Scanrichtung
wie etwa 133° oder
227° zunimmt.
Es ist auch vorzuziehen, dass die Winkel weniger überlappen,
wenn oft gescannt wird. Bezüglich der
Drehung der Scanrichtung auf einen bestimmten Winkel kann zusätzlich zur
Möglichkeit,
den Zeitpunkt der Laserbestrahlung wie zuvor erwähnt zu verschieben, die Drehzahl
des Bilddrehers 5 verändert
werden.
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Darüber hinaus
kann, wie in 9 angegeben, für den Fall,
dass die Scanrichtung des Laserstrahls nahezu die entgegengesetzte
ist, unter Verschiebung einer Position der Laserbestrahlung innerhalb
des Ablationsbereichs, eine gleichmäßigere Ablation erreicht werden
(9 zeigt eine Position der Laserbestrahlung 50 im
ersten Scan, wenn die Scanrichtung des Laserstrahls in 9 auf
120° gedreht ist,
und eine Position der Laserbestrahlung 51 im vierten Scan).
Wenn sich zum Beispiel eine Position der Laserbestrahlung wie in 9 gezeigt
verschiebt, kann die Bewegung des Spiegels 4 im ersten und
vierten Scan wie in 10 angegeben verändert werden.
Im Falle, dass die Scanrichtung des Laserstrahls auf 133° verdreht
ist, ermöglicht
die Laserbestrahlung eine Verschiebung im ersten und vierten Scan.
Im Falle, dass ein Scan in derselben Richtung überlappt, ist durch eine Bestrahlungsposition
eine Verschiebung ermöglicht.
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Unter
Vervollständigung
der Laserbestrahlung für
die bestimmte Anzahl von Scans wird die Laserbestrahlung durchgeführt, auch
wenn der Fußschalter 26 gedrückt bleibt.
Nach Bestätigung
einer Ablationsbedingung des Auges E schließt der Arzt den operativen
Eingriff ab.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
wird die unzureichende Ablationstiefe am Umfangsabschnitt verhindert,
indem die Intervalle der Laserpulse verändert und die Scanrichtung
in einem vorbestimmten Winkel gedreht wird. In diesem Fall ist das Intervall
von Laserimpulsen nach Beginn und vor Beendigung des Scannens in
einem Scan kürzer
(siehe 11A), bezogen auf den Bewegungsspiegel 4 (siehe 11B) bei der festgelegten Geschwindigkeit.
Die Anzahl der Laserimpulse ist am Umfangsabschnitt erhöht (das
Bestrahlungsintervall ist häufig). Wie
zuvor beschrieben, kann bei Drehung der Scanrichtung zur Überlappung
des zweiten, dritten und vierten Scans die Ablationstiefe in der
Mitte und am Umfangsabschnitt allgemein gleichmäßig sein. Im Falle eines Laserstrahls
mit sukzessiver Oszillation (keine gepulste Oszillation) kann das
Intervall der Laseraussendung durch einen Verschluss und dergleichen
verändert
werden.
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Die
Veränderung
der Bewegungsgeschwindigkeit des Spiegels 4 in einem Scan
und des Intervalls der Laserimpulse kann eine unzureichende Ablationstiefe
verhindern.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist die Funktionsweise der Vorrichtung bei der phototherapeutischen
Keratektomie (PTK) beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann auf
die photorefraktive Keratektomie (PRK) angewendet werden, bei der
die Krümmung
der Hornhaut durch Abtragung der Hornhaut mittels der Laserbestrahlung
verändert
wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird der einfachen Erläuterung
halber die Laserbestrahlung vom Mittenabschnitt zum Umfangsabschnitt
hin stufenweise häufiger
abgestrahlt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine solche
Technik beschränkt
und umfasst ähnliche
Vorgehensweisen. Zum Beispiel kann gemäß einem vom vorliegendem Erfinder durchgeführten Experiment
an herausgenommenen Schweineaugen die Laserbestrahlung am Umfangsabschnitt
gegenüber
dem Mittenabschnitt des Ablationsbereichs häufig erfolgen. Durch die grobe
Laserbestrahlung am äußersten
Umfangsbereich kann verglichen mit einem nahe der Mitte liegenden
Bereich der gesamte Ablationsbereich gleichmäßig abgetragen werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
wurde die Laserbestrahlung durch ein Scansystem beschrieben. Für das Lichtpunktverfahren
wird der Laser häufiger
am Umfangsabschnitt abgestrahlt als am Mittenabschnitt des Ablationsbereichs.