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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein medizinische Systeme und
ophthalmologische bzw. augenärztliche
Instrumente. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung Sicherheitsvorrichtungen
zur Verwendung mit augenchirurgischen Lasersystemen.
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Die
photorefraktive Keratektomie (PRK) und die phototherapeutische Keratektomie
(PTK) verwenden Laserstrahl-Ausgabesysteme, mit denen Laserenergie
auf das Auge eines Patienten gerichtet wird, um Kornes-Gewebe selektiv
abzutragen oder um die Form der Korea umzubilden oder zu gestalten und
dadurch die Sicht zu verbessern. Derzeitige auf dem Markt befindliche
Systeme verwenden Excimer-Laser, wo die Strahlen von den Laser räumlich und/oder
zeitlich integriert werden, um einen Strahl zu bilden, der in der
Regel gleichmäßige Eigenschaften
aufweist. Genauer werden die Strahlen häufig integriert, so dass sie
ein flaches Intensitätsprofil über einer
kreisförmige
Zielregion zeigen, das oft als „Zylinderhut"-Profil bezeichnet
wird.
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Solche
gleichmäßig integrierten
Strahlen können
auf verschiedene Weise verwendet werden, um eine Abtragung bzw.
Ablation der Korea zu bewirken. In einem System einer ersten Art
ist die Positionierung des Strahls im Allgemeinen fixiert und der Strahl
weist eine Querschnittsfläche
auf, die im Allgemeinen einer gesamten Oberfläche einer Operationsstelle
auf der Korea entspricht. Querschnittsabschnitte des Strahls werden
dann sequentiell maskiert oder eingestellt, um den Umfang, in dem
Energie auf verschiedene Abschnitte der Operationsstelle wirkt,
zu variieren, um so die gewünschte
Formgebung zu bewirken. Dies kann in der Regel mittels eines Iris- oder eines anderen
Belichtungssteuerungsmechanismus erreicht werden. Obwohl er sehr
wirkungsvoll und relativ leicht zu steuern ist, beinhaltet die Verwendung
eines Laserstrahls mit einer Querschnittsfläche, die im Allgemeinen der
Behandlungsfläche
oder der Operationsstelle gleich ist (die in der Regel einen Durchmesser
von 5,0 mm bis 10,0 mm hat), häufig
die Verwendung von relativ großen
Energiemengen. Dies ist in der Regel relativ teuer und führt zu relativ
großen
Lasersystemen.
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Als
Alternative zu Systemen mit solch großem Strahldurchmesser können „tastende" Lasersysteme für die Abtragung
der Kornes verwendet werden. Solche Tastsysteme verwenden in der
Regel einen Laserstrahl mit einer kleineren Querschnittsfläche, wodurch
der Energiebedarf sinkt.
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Somit
können
tastende Lasersysteme, die Laserstrahlen mit relativ kleiner Querschnittsfläche ausgeben,
wirtschaftlicher in der Anwendung und normalerweise von kleinerer
Bauweise sein als Lasersysteme, deren Strahlen einen größeren Durchmesser
haben. Die Verwendung solch kleiner Strahlen macht jedoch bestimmte
Aspekte der Behandlungsprotokolle, die notwendig sind, um die Formgebung
durchzuführen,
komplizierter. Um einen gewünschten
Grad an volumetrischer Gewebeentfernung oder -ablation vom Auge
zu erreichen, wird beispielsweise der Behandlungsstrahl während der
chirurgischen Behandlung von einer Position zur nächsten tastend über das
Auge geführt
oder anderweitig bewegt. Die Bewegung des Strahls wird in der Regel durch
motorisierte Tastmechanismen, -vorrichtungen oder dergleichen erreicht.
Diese Tastmechanismen regeln häufig
die Position eines optischen Elements, z. B. den Winkel einer verspiegelten
Oberfläche,
oder die laterale bzw. seitliche Position einer versetzt abbildenden
Linse oder dergleichen, um die laterale Position des Strahls über der
Behandlungsstelle anzupassen. In einem System einer verwandten Art
wird der Laserstrahl tastend über
die Oberfläche
der Kornes geführt,
während
der Querschnitt des Laserstrahls variiert wird. Wie auch immer – um eine
angemessen gesteuerte Laserbelichtung über der gesamten Behandlungsstelle
des Auges zu erreichen, sollte die Positionierung eines tastenden
Laserstrahls exakt gesteuert werden. Wenn der Strahl beispielsweise
aufgrund einer Blockierung oder einer Fehlfunktion des Tastmechanismus
zu lange an einer Position bleibt, wird das gewünschte Gewebeabtragungsmuster
möglicherweise
nicht erreicht. Eine Blockierung des Tastsystems kann den Erfolg
der Operation gefährden
und könnte
das Auge des Patienten schädigen.
Da der Laserstrahl an sich nicht leicht sichtbar ist, ist eine Fehlfunktion
des Tastmechanismus von einem Betrachter nicht ohne Weiteres zu
erkennen.
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Daher
wäre es
wünschenswert,
eine Vorrichtung oder ein Untersystem für ein Laseroperationssystem
zu schaffen, die bzw. das die korrekte Positionierung oder Ein stellung
des Laserstrahls verifiziert. Vorzugsweise sollte eine solche Vorrichtung
in ein Laseroperationssystem eingegliedert werden können, ohne
die Operationsleistung zu stören.
Es wäre auch
bevorzugt, dass die Vorrichtung oder das Untersystem eine kostengünstige Hinzufügung zu
einem Laseroperationssystem ist. Es wird erwartet, dass eine solche
Vorrichtung oder ein solches Untersystem besonders in tastenden
Laserstrahlsystemen Verwendung finden könnte. Es sei jedoch klargestellt,
dass eine solche Vorrichtung oder ein solches Untersystem auch mit
Laserstrahlsystemen mit großem
Durchmesser verwendet werden kann.
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DE-A-4119024 (die
EP-A-0595823 entspricht)
beschreibt ein gepulstes Lasersystem für die Photoablation, insbesondere
für die
photorefraktive Chirurgie. Um eine Bestimmung dahingehend treffen zu
können,
wann die nötige
Menge an Kornea-Gewebe
abgetragen worden ist, stellt das System ein künstliches Auge bereit, das
aus einem transparenten Glaskörper
besteht, der mit einer dünnen
Hülle bedeckt
ist, deren Größe der Größe der Kornes-Zone,
die ablatiert werden soll, entspricht. Der Laserstrahl, der für das Ablationsverfahren
verwendet werden soll, wird mittels eines Strahlteilers geteilt,
so dass ein Teil des Laserstrahls auf die Korea trifft, die ablatiert
werden soll, und der andere Teil auf das künstliche Auge trifft. Eine
lichtempfindliche Diode ist hinter dem Glaskörper vorgesehen. Wenn die Hülle des
Glaskörpers
von dem Laserstrahl vollständig
entfernt wurde, wird die Photodiode beleuchtet und ein Ausgangssignal
wird an die Steuereinheit ausgegeben, um zu verhindern, dass weitere
Laserimpulse auf diesen Teil der Hülle und somit auf den entsprechenden
Teil der Korea, die ablatiert werden soll, aufgebracht werden.
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WO 94/25 107 beschreibt
ein ophthalmologisches Laserchirurgieverfahren und eine entsprechende
Vorrichtung, in der der Durchmesser des Strahls vom Laser durch
einen Strahldurchmessersensor gesteuert wird.
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US-A-643249 beschreibt
eine optische ophthalmologische Behandlungsvorrichtung, in der eine Maske
verwendet wird, um den Durchmesser des therapeutischen Laserstrahls,
der auf das Auge gerichtet ist, zu steuern.
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Die
vorliegende Erfindung liefert ein korrektives Augenchirurgiesystem
nach Anspruch 1. Ein System, das die vorliegende Erfindung verkörpert, kann
mit Vorteil in der Laser-Augenchirurgie verwendet werden, wo eine
exakte Steuerung des Laserstrahls von entscheidender Bedeutung ist,
um die Sicherheit des Patienten und die erfolgreiche Korrektur der
Sicht zu gewährleisten.
Ein System, das die Erfindung verkörpert, verifiziert, dass die
tatsächliche Abtastung
der Behandlungsstelle mit dem Laserstrahl an einem Auge einer vorgegebenen
Tastfrequenz folgt. Feedback-Informationen über die
Positionierung des Laserstrahls werden geliefert und mit erwarteten
Ergebnissen verglichen. Sollten die Feedback-Informationen mit den
erwarteten Ergebnissen nicht übereinstimmen,
wird das Verfahren in der Regel unterbrochen, um eine Verletzung
des Patienten beispielsweise aufgrund eines Gerätefehlers zu verhindern.
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Der
Laserstrahl wird in der Regel verwendet, um die Korea des Auges
zu formen (kann aber auch auf andere Bereiche, wie die Iris, die
Retina oder dergleichen, angewendet werden). In der Regel verifiziert
der Tastmechanismus die Neupositionierung des Strahls durch Vergleich
von erwarteten Energieablesungen bzw. -messwerten mit tatsächlichen
Energiemesswerten, wenn der Laserstrahl über der Behandlungsstelle allmählich von
einer lateralen Position zur nächsten
lateralen Position bewegt wird. Vorzugsweise wird ein Strahlteiler
in dem System verwendet, um den Laserstrahl in einen primären Strahl und
einen sekundären
Strahl zu teilen. Der Strahlteiler lenkt den primären Strahl
in der Regel auf das Auge, um Augengewebe abzutragen, und lenkt
den sekundären
Strahl auf den Bewegungsdetektor.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bedeckt eine Maske zumindest teilweise eine
lichtempfindliche Oberfläche
des Energiesensors. Das Vergleichssystem ist dabei so ausgelegt, dass
es die Einwirkung von Laserenergie auf die lichtempfindliche Oberfläche blockiert
oder variiert, um verschiedene Energiemesswerte zu registrieren, wenn
der Strahl als Antwort auf die laterale Bewegung des primären Strahls über der
Behandlungsstelle lateral über
die Oberfläche
bewegt wird. Die Maske weist in der Regel eine Abdeckung auf, die diskrete
Abschnitte der Oberfläche
blockiert, um die Belichtung der Oberfläche mit dem Laserstrahl zu
variieren, wenn der Laserstrahl darüber von einer Position zu einer
nächsten
Position lateral bewegt wird. Die Maske kann so aufgebaut sein,
dass sie variierende Energiemengen blockiert, die den Sensor erreichen,
wenn der Strahl entlang einer gedachten X-Achse des Sensors oder
einer gedachten Y-Achse des Sensors bewegt wird. Die Position wird
durch sequentielles Vergleichen von erwarteten Energiewerten mit
den tatsächlichen
Energiewerten, die vom Sensor gemessen werden, wenn der sekundäre Strahl
sich dem vorgegebenen Ablationsmuster folgend lateral über die
lichtempfindliche Oberfläche bewegt,
verifiziert. In der Regel ist die Maske so aufgebaut, dass sie um
die X-Achse des
Sensors, die Y-Achse des Sensors oder beide herum asymmetrisch ist.
Vorzugsweise bedeckt die Maske etwa 50% der lichtempfindlichen Oberfläche.
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Ein
tieferes Verständnis
der Beschaffenheit und der Vorteile der Erfindung wird unter Bezug
auf den Rest der Patentschrift und die Zeichnung möglich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung wird nun anhand von Beispielen und mit Bezug auf die begleitende
Zeichnung beschrieben, worin
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1 eine
schematische Blockskizze ist, die ein Laserchirurgiesystem gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt:
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2 eine
schematische dreidimensionale Darstellung eines optischen Werkes
des Systems ist und einen Bewegungsdetektor anzeigt.
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3 ein
Beispiel für
einen Energiebewegungssensor zeigt, wobei der Bewegungssensor eine
lichtempfindliche Oberfläche
aufweist, die teilweise von einer Maske bedeckt ist; und
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4 eine
bevorzugte Ausführungsform
des Energiebewegungssensors zeigt.
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BESCHREIBUNG VON SPEZIELLEN
AUSFÜHRUGNSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein Laserchirurgiesystem des tastenden
Typs. Genauer schafft die vorliegende Erfindung ein System mit Sicherheitsvorrichtungen,
die so ausgelegt sind, dass sie eine Laserstrahlposition im Laufe
einer korrektiven chirurgischen Formung des Auges verifizieren.
Dadurch dass es verifiziert, dass der Laserstrahl sich tatsächlich an
eine Position bewegt hat, die einer vorgegebenen Position entspricht,
die von einer vorgegebenen Einstellungssequenz oder einem entsprechenden
Ablationsmuster vorgeschrieben wird, kann das System verifizieren,
dass Mechanismen, die verwendet werden, um den Strahl tastend von
einer Position an eine nächste
Position zu führen
oder zu bewegen, ordnungsgemäß funktionieren.
Dies kann die Sicherheit des Laserchirurgiesystems verbessern, weil
das System in die Lage versetzt wird, Fehlfunktionen z. B. im Tastmechanismus
zu erfassen und die chirurgische Behandlung zu unterbrechen, falls
eine tatsächliche
Laserstrahlposition nicht einer jeweiligen Position entspricht,
die von der vorgegebenen Einstellungssequenz vorgeschrieben wird.
Auf diese Weise kann eine erhebliche Verletzung des Auges eines
Patienten z. B. im Falle einer Fehlfunktion des Systems verhindert
werden.
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Unter „Tasten" ist zu verstehen,
dass ein ablativer Laserstrahl sukzessive über der Behandlungsstelle von
einer lateralen Position zur nächsten
lateralen Position auf einem Auge bewegt wird, um aufeinanderfolgend
Abschnitte des Auges einer vorgegebenen Menge oder Dosis von Laserenergie
auszusetzen. Üblicherweise
wird das Lasersystem auf gepulste Weise betrieben, und die Einwirkung
auf eine bestimmte Position ergibt sich aus der Zahl der Impulse,
die über
einen sehr kurzen Zeitraum auftreten. Die korrektive Augenbehandlung
ist normalerweise abgeschlossen, wenn der ablative Laserstrahl die Tastsequenz
gemäß einem
vorgegebenen Ablationsmuster abgeschlossen hat.
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Mit
Bezug auf 1 der Zeichnung wird nun allgemein
eine Blockskizze beschrieben, die einem Laser-Augenchirurgiesystem
gemäß der Erfindung entspricht.
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Die
Blockskizze von 1 stellt schematisch ein ophthalmologisches
chirurgisches Steuerungs- und Behandlungssystem 100 dar,
das einen tastenden Laser verwendet. Das System 100 weist
in der Regel einen Computer-Arbeitsplatz 102 auf, der mittels
einer Busverbindung 108 mit einem Computer 104 verbunden
ist. Der Arbeitsplatz 102 und die anderen Komponenten des
Systems 100 können
die Elemente des VISX TWENTY/TWENTY EXCIMER LASER SYSTEM oder des
VISX STAR Excimer Laser SystemsTM, die von
VISX, Incorporated, Santa Clara, Kalifornien, erhältlich sind,
oder jedes andere geeignete refraktive laserchirurgische System
umfassen. Das laserchirurgische System 100 weist eine Vielzahl
von Sensoren auf, die allgemein mit der Bezugszahl 110 bezeichnet
sind und die Feedback-Signale von beweglichen mechanischen und optischen Komponenten 200 des
ophthalmologischen laserchirurgischen Systems 100 erzeugen,
wie durch einen Pfeil 200A angezeigt. Die beweglichen mechanischen
und optischen Komponenten 200 schließen in der Regel einen Irismotor 116,
einen Bildrotierer 118, einen Astigmatismusbreitenmotor 120,
einen Astigmatismuswinkelmotor 122 und/oder dergleichen
ein. Tastungsmotoren 1 (112) und 2 (114) können in
der Regel vorgesehen sein und werden in der Regel zusammen mit reflektierenden
oder reflaktierenden Oberflächen,
z. B. Spiegeln, versetzt abbildenden Linsen oder dergleichen betrieben,
um Positionen der reflektierenden Oberflächen oder abbildenden Linsen
zu variieren, um eine Abtastung des Auges eines Patienten durch
einen Laserstrahl zu bewirken.
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Die
Feedback-Signale von den Sensoren 110 werden dem Computer 104 über geeignete
Signalleiter mitgeteilt. Der Computer ist in der Regel ein STD-Buskompatibler
Einplatinen-Computer, der einen 8031-Mikroprozessor verwendet, aber
es kann statt dessen jeder geeignete Computer verwendet werden.
Der Computer 104 steuert den Betrieb der Motortreiber,
die allgemein mit der Bezugszahl 126 bezeichnet sind, um
die Motoren 112, 114, 116, 118, 120 und 122 zu
betreiben. Außerdem
steuert der Computer 104 den Betrieb des Lasers 204,
bei dem es sich zweckmäßigerweise
um einen ArF-Laser mit einer Wellenlänge von 193 nm handelt. Der
Laser 204 wird in der Regel so angeordnet, dass er über die Optik 200 des
Abgabesystems für
eine Feedback-stabilisierte Fluenz von etwa 160 mJ/cm2 auf die
Korea des Auges E eines Patienten sorgt. Jedoch können auch
andere Laser mit Wellenlängen
im Ultraviolettbe reich (unter etwa 400 nm), wie zwischen 200 bis
215 nm, Festkörperlaser,
Gaslaser oder dergleichen, verwendet werden. In 1 sind
andere untergeordnete Komponenten des laserchirurgischen Systems 100,
die für
das Verständnis
der Erfindung nicht erforderlich sind, beispielsweise eine Fixierung
für das
Auge eines Patienten und/oder ein Verfolgungssystem, ein Ablationsabflussabsauger/-filter,
ein Gaszufuhrsystem und dergleichen, weggelassen, um die Beschreibung
zu vereinfachen. Ebenso wurden eine Tastatur, eine Anzeige und andere
herkömmliche
Computer-Subsystemkomponenten, wie flexible und harte Festplatten,
Speicherplatinen und dergleichen weggelassen.
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Das
laserchirurgische System 100 kann beispielsweise für Verfahren
wie eine photorefraktive Keratektomie (PRK), eine phototherapeutische
Keratektomie (PTK) und Laser-in-situ-Keratomileusis (LASIK) verwendet
werden. Unter Verwendung des Arbeitsplatzes 102 gibt ein
Anwender mindestens einen Patientenbehandlungsparameter oder einen
für das Auge
des Patienten spezifischen Parameter ein, der der gewünschten
Umformung oder Gestaltung des Auges des Patienten entspricht, beispielsweise
die gewünschte Änderung
der Refraktion des Patienten und dergleichen. Aus diesen Informationen
bestimmt der Computer 102 eine Behandlungstabelle 160,
die das Ablationsmuster definiert, das in diesem Fall sequentielle
Positionen der reflektierenden Oberflächen einschließt, die
verwendet werden, um den Laserstrahl zu der Behandlungsstelle des
Auges zu führen,
um zu bewirken, dass die Augengestaltungsbehandlung automatisch
durchgeführt
wird. Bei PRK wird das laserchirurgische System 100 verwendet, um
nach der Entfernung des Epitheliums darunter liegendes Kornes-Gewebe
abzutragen. Das System kann für
die anfängliche
Entfernung des Epitheliums vor dem Beginn der Neuformung des darunter
liegenden Gewebes verwendet werden. Alternativ dazu wird während LASIK-Behandlungen
eine Region oder eine Klappe der Korea, die Epithelium, Bowman-Membran
und Stroms einschließt,
teilweise eingeschnitten und zurückgeklappt,
damit ein Laser das darunter liegende Strome belichten kann. In
der Regel wird, um beispielsweise Myopie unter Verwendung eines
Lasers zu korrigieren, der Laserstrahl entsprechend einem vorgegebenen
Ablationsmuster, das von der Behandlungstabelle definiert wird,
tastend über
die Korea geführt.
Bei Myopie umfasst die Ablations- oder Behandlungsstelle am Auge
des Patienten in der Regel eine kreisförmige Region mit einem Durchmesser
zwischen etwa 0,5 bis 7 mm, in der es gewünscht ist, den Krümmungsradius
der Korea zu verringern, um die Sicht zu verbessern. Das System 100 verwendet
in der Regel einen Laserstrahl mit einem Durchmesser von etwa 1
bis 2 mm, der tastend über
die Behandlungsstelle geführt
wird, um beispielsweise Myopie zu korrigieren.
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Mit
Bezug auf 2, in der, solange nichts anderes
angegeben ist, gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um gleiche
Teile zu bezeichnen, wird ein Abschnitt eines optischen Werks zur
Verwendung in einem tastenden Lasersystem gemäß der vorliegenden Erfindung
ausführlicher
beschrieben. Wie bereits gesagt, verwendet ein tastender Laser einen Laserstrahl
mit relativ kleinem Durchmesser, z. B. etwa 1 bis 2 mm Durchmesser
oder dergleichen, der tastend über
das Auge geführt
oder anderweitig bewegt wird, um das Auge gemäß dem gewünschten Ablationsmuster zu
gestalten. Wie in 2 angezeigt, richtet der Laser 204 einen
ablativen Laserstrahl 210 auf eine erste reflektive Oberfläche 212, die
mit einer zweiten reflektiven Oberfläche 214 zusammenwirkt.
Die reflektiven Oberflächen 212, 214 sind
winkelmäßig einstellbar,
wie von Pfeilen 220 und 222 angezeigt, wodurch
eine laterale Position des Laserstrahls über der Behandlungsfläche am Auge des
Patienten verschoben werden kann. Die reflektierenden Oberflächen 212, 214 sind
wirkmäßig mit Einstellungsmechanismen 224 bzw. 226 verbunden, die
in der Regel als motorisierte Einrichtungen, wie Galvos, vorliegen.
Die Galvos 224, 226 werden in der Regel durch
die Tastungsmotoren 112 bzw. 114 angetrieben. 2 der
Zeichnung ist zu entnehmen, dass eine Drehung der reflektierenden
Oberfläche 212 durch
den Galvo 224 die Position des Laserstrahls am Auge E im
Hinblick auf einen Bezugs-X/Y-Koordinatenrahmen, der bei 215 angezeigt ist,
entlang einer gedachten X-Achse variiert, während die Drehung der reflektierenden
Oberfläche 214 die
Position des Laserstrahls entlang einer gedachten Y-Achse variiert.
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Der
reflektierte Laserstrahl 210, der von den reflektierenden
Oberflächen 212, 214 ausgeht,
wird dann durch einen Strahlteiler, der in der Regel als teilweise
versilberter Spiegel oder Prisma oder dergleichen vorliegt, zum
Auge gelenkt. Der Strahlteiler 230 teilt den Laserstrahl
in einen primären
Strahl 232, der auf die Operationsfläche des Auges E gerichtet wird, und
einen sekundären
Strahl 234, der auf einen Positionsverifizierungsdetektor
oder Bewegungssensor 240 gerichtet wird. Es ist klar, dass
eine Teilung des Laserstrahls in die primären und sekundären Strahlen
auf diese Weise bewirkt, dass der sekundäre Strahl eine laterale Bewegung
des primären
Strahls simuliert. Während
der primäre
Strahl die Behandlungsstelle am Auge des Patienten abtastet, tastet somit
der sekundäre
Strahl über
den Sensor 240. Vorteilhafterweise weist der Bewegungssensor 240 im
Allgemeinen den gleichen fokalen Abstand vom Spiegel 214 auf
wie das Auge des Patienten.
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Mit
Bezug auf 3 wird nun ein Beispiel für den Bewegungssensor 240 ausführlicher
beschrieben. Der Sensor 240 wird verwendet, um zu verifizieren,
dass die Strahl-Tastmechanismen 224 und 226 ordnungsgemäß funktionieren.
Der Energiesensor 240 weist eine Maske 250 auf,
die in den schraffierten Regionen angezeigt ist und die eine energie-
oder lichtempfindliche Oberfläche 252 abdeckt.
Die Maske 250 blockiert ausgewählte Abschnitte, die in der
Regel insgesamt etwa 50% der energieempfindlichen Oberfläche 252 ausmachen.
Der Sensor 240 wird verwendet, um die Positionen des Laserstrahls
im Laufe der chirurgischen Behandlung zu verifizieren. Dies wird
dadurch erreicht, dass Energiewerten sequentiell gemessen werden,
während
der tastende Laserstrahl gemäß dem vorgegebenen
Ablationsmuster wie vom Computer 102 berechnet von einer Position
zu einer nächsten
Position bewegt wird. Da sich die Position des Laserstrahls sequentiell ändert, variiert
natürlich
auch die gemessene Energie aufgrund dessen, dass variierende Positionen
des Strahls von der Maske 250 blockiert werden. Die tatsächlich gemessenen
Werte werden mit erwarteten Energiewerten verglichen, die von einer
Behandlungstabelle 160, die an einer Station 102 abgeleitet
wird, verglichen. Die an der Station 102 bestimmten Energiewerte
sind leicht zu bestimmen, da die sequentiellen Positionen des Laserstrahls
durch das erforderliche Ablationsmuster bestimmt werden, und wenn diese
Positionen mit denen verglichen werden, wo der Laserstrahl am Sensor 240 positioniert
sein sollte, wird demgemäß eine entsprechende
Abfolge von erwarteten Energiewerten bestimmt. Somit vergleicht der
Arbeitsplatz 102 sequentiell vorgegebene erwartete Energiewerte
mit entsprechenden tatsächlichen Energiemesswerten,
die im Laufe des Betriebs vom Sensor 240 abgleitet werden.
Wenn die tatsächlichen Messwerte
den erwarteten Werten nicht innerhalb annehmbarer Toleranzen entsprechen,
dann wird angenommen, dass ein Fehler im System aufgetreten ist,
z. B. im Strahl-Tastungsmechanismus oder in den Galvos 224 und 226.
Die chirurgische Behandlung wird dann in der Regel unterbrochen
oder der Strahl wird neu positioniert, um eine unbeabsichtigte Verletzung
des Auges des Patienten zu vermeiden.
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Wie
in 3 dargestellt, bewirkt beispielsweise eine laterale
Bewegung des Laserstrahls aus einer ersten Position bei 260 zu
einer anschließenden
zweiten Position bei 262 während der Abtastbehandlung,
dass die Menge der Laserenergie, die auf die lichtempfindliche Oberfläche 252 wirkt,
variiert, da unterschiedliche Mengen der Querschnittsfläche des
Laserstrahls maskiert werden. Auf diese Weise werden aufeinanderfolgend
unterschiedliche Energiemesswerte abhängig von der Position des Strahls am
Sensor 240 erhalten, während
seine laterale Position sich ändert.
Vorzugsweise weist die Maske 250 eine Konfiguration auf,
die um eine X-Achse 270 oder eine Y-Achse 272 herum
asymmetrisch ist, so dass eine Bewegung zwischen verschiedenen Hälften und vorzugsweise
verschiedenen Quadranten verschiedene Energiewerte registriert.
Die Maske 250 kann eine Abdeckung sein, die eine Vielzahl
von asymmetrischen Öffnungen
aufweist. Die Maske 250 kann aus jedem geeigneten Material
bestehen, wie gehärtetem
Polymer, Aluminium oder anderem vorzugsweise opaken Material oder
dergleichen.
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Ein
bevorzugtes Beispiel der Maske wird durch die Bezugszahl 310 in 4 der
Zeichnung angezeigt. Die schattierten Regionen, die von den Bezugszahlen 312 angezeigt
werden, zeigen die Maske an, und die klare Region 314 zeigt
einen freiliegenden Oberflächenbereich
einer energieempfindlichen Oberfläche einer geeigneten lichtempfindlichen
Vorrichtung, z. B. eines 10 mm-Pyrodetektors oder dergleichen an.
Natürlich
bewirken die maskierten Regionen 312, dass tatsächliche
Energiemesswerte von einer lateralen Strahlposition zur nächsten variieren,
da die Querschnittsfläche
des Strahls sukzessive in variierendem Umfang blockiert wird, während die
laterale Strahlposition variiert wird, wodurch eine variierende
Einwirkung des Strahls auf die lichtempfindliche Oberfläche bewirkt
wird. Somit wirkt die Maske 310 ähnlich wie die Maske 250.
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Die
Maske 310 schließt
einen zentralen Abschnitt oder eine zentrale Region 316 ein.
Vorteilhafterweise kann die zentrale Region 316 verwendet werden,
um die Fluenz des Laserstrahls zu kalibrieren. Dies wird in der
Regel durch Schließen
einer (nicht dargestellten) Patientenabschirmung, die vor dem Auge
des Patienten angeordnet ist, durchgeführt, so dass der primäre Laserstrahl
während
der Kalibrierung kein Augengewebe des Patienten abträgt. Ein
Blendenrad (nicht dargestellt), das in der Regel am Laser 104 angeordnet
ist, wird dann in der Regel auf eine bestimmte Querschnittsgröße, z. B.
2 mm oder dergleichen, eingestellt. Der Laserstrahl wird dann so
gelenkt, dass er bewirkt, dass der sekundäre Strahl in der Region 316 zentriert
wird. Es ist klar, dass die gesamte Querschnittsfläche des Strahls
dann in der zentralen Region 316 auf die freiliegende Oberfläche des
Sensors 310 trifft, wie mit gestrichelten Linien durch
die Bezugszahl 318 angezeigt. Eine vorgegebene Zahl von
Laserschüssen,
in der Regel 150 Schüsse
oder dergleichen, wird dann auf den Sensor 310 abgegeben.
In der Regel wird eine Anfangszahl von Schüssen, beispielsweise 50 Schüsse, nicht
berücksichtigt,
um Stabilisierungsfaktoren, wie beispielsweise das Aufwärmen des
Lasers 204, Rechnung zu tragen. Eine Durchschnittsmessung
der Fluenz über
die folgenden 100 Schüsse wird
dann bestimmt. Dieser Durchschnittswert wird dann mit einem Fluenzwert
verglichen, der für
die chirurgische Operation gewünscht
wird. Wenn diese Werte nicht übereinstimmen,
kann der Laser 204 dann so eingestellt werden, dass die
Fluenz des Lasers variiert wird. Weitere 100 Schüsse des
eingestellten Laserstrahls werden dann auf den Sensor 310 abgegeben.
Die Durchschnittsfluenz dieser 100 Schüsse wird dann wiederum bestimmt
und mit der Fluenz, die für
die Behandlung gewünscht
wird, verglichen. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis das durchschnittliche
Fluenzmessergebnis der Fluenz entspricht, die für die Operation gewünscht wird.
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Sobald
auf diese Weise die gewünschte
Fluenz erreicht wurde, wird die Abschirmung des Patienten geöffnet und
die chirurgische Behandlung kann wie oben beschrieben durchgeführt werden.
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Es
ist klar, dass wenn die Fluenz des Lasers auf diese Weise erreicht
worden ist, die erwarteten Energiemessergebnisse, die dem Ablationsmuster entsprechen,
unter Verwendung dieses Fluenzwerts bestimmt werden. Somit werden,
während
die chirur gische Behandlung gemäß dem Ablationsmuster fortschreitet,
die tatsächlichen
Energiemessergebnisse, die vom Sensor 310 abgeleitet werden,
mit erwarteten Werten verglichen, wobei sowohl die erwarteten als
auch die tatsächlichen
Werte einem bestimmten Fluenzwert entsprechen.
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Obwohl
eine vollständige
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
abgegeben wurde, können
verschiedene Alternativen verwendet werden. Beispielsweise kann
in alternativen Ausführungsformen
der Energiesensor 240 einen Quadrantensensor umfassen.
Ein Quadrantensensor verwendet einen separaten Sensor für jeden der
vier Quadranten, die in 3 dargestellt sind. Die Energiemenge,
die von einem oder mehreren Quadranten registriert wird, wird verwendet,
um den Ort des Laserstrahls zu bestimmen. Natürlich können zusätzliche Sensoren verwendet
werden, um den Kreis in weitere Unterabschnitte (Achtel, Sechzehntel usw.)
zu teilen. Jedoch erhöhen
zusätzliche
Sensoren auch die Gesamtkosten. Ein CCD-Sensor kann auch anstelle
eines Sensors 240 mit einer Maske oder einem Quadrantensensor
verwendet werden. Ein CCD-Sensor zieht jedoch auch zusätzliche
Kosten nach sich. In weiteren Alternativen kann es möglich sein,
verschiedene lichtdurchlässige
Materialien als Maske zu verwenden, um die Energiemenge, die durch
die Maske tritt, zu variieren. Die obige Beschreibung ist zwar vollständig, sollte
aber nicht als Beschränkung
der Erfindung aufgefasst werden, die von den beigefügten Ansprüchen definiert
wird.