DE69024558T2

DE69024558T2 - Laser-Abschmelzung von Oberflächen

Info

Publication number: DE69024558T2
Application number: DE69024558T
Authority: DE
Inventors: Peter J Klopotek; David F Muller
Original assignee: Summit Technology Inc
Current assignee: Summit Technology Inc
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1990-08-08
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: DE69024558D1; JPH0377553A; ATE132357T1; CA2021696A1; EP0412789A1; EP0412789B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Laserabschmelzung von Oberflächen, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, von Oberflächen biologischer Materialien. Im einzelnen betrifft die Erfindung Systeme zur Nachformung der Kornea des Auges. Darüber hinaus betrifft die Erfindung Verfahren zur Formung von Oberflächen, die nicht Teil eines lebenden Körpers eines Menschen oder Tieres sind.
Eine bekannte chirurgische Technik zur Behandlung einiger Formen von Sehfehlern, beispielsweise akuter Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit und Astigmatismus, beeinhaltet ein chirurgisches Entfernen des defekten vorderen Segmentes der Kornea bis hinein in die korneale Stroma, Nachformen des entfernten Segmentes mittels chirurgischen Schleifens im gefrorenen Zustand und Wiederaufsetzen des geformten Segmentes auf das Auge. Bei dieser Art der Operation, bekannt als Keratoplastik, heut das Auge durch Nachbildung der äußeren Epitheliumschicht über der nachgeformten kornealen Stroma.
Alternativ kann ein Einschnitt in die Bowman's-Membrane in Form einer Klappe gemacht, ein künstliches oder donor-lentikulares Implantat unter der Klappe eingesetzt und die Klappe mit einer Naht geschlossen werden. In dieser letztgenannten Operation wird, wenn das Auge heilt, das Implantat in die Struktur der Kornea zur Korrektur seiner Krümmung eingeprägt.
Andere chirurgische Techniken zur Korrektur von Sehfehlern durch Andern der Form der kornealen Oberfläche sind ebenfalls vorgeschlagen worden. Beispielsweise werden in der radialen Keratektomie ein Satz von radialen Schnitten, den Speichen eines Rades gleichend, in der Kornea ausgeführt. Wenn die Schnitte heilen, wird die Krümmung des Auges geglättet, wodurch sich die okulare Brennweite erhöht. Obwohl eine effektive Behandlung von Sehfehlern, wie etwa Myopie (Kurzsichtigkeit), gegeben ist, ist die Operation insbesondere nicht geeignet zur Korrektur von Hypermetropie (Weitsichtigkeit) und kann Probleme bereiten, wenn die chirurgischen Schnitte uneben oder zu tief sind.
Die oben beschriebenen chirurgischen Operationen werden häufig unter Verwendung von Diamant- oder Stahlskalpelle durchgeführt. (Siehe allgemein Binder et al, "A Refractive Keratoplasty," 100 Arch. Ophthalmol., 802,1982) und "refractive Keratoplasty Improves With Polysulfone Pocket Incision," Ophthalmology Times (1. Juli 1986)).
Die Verwendung eines Laserstrahls als chirurgisches Werkzeug zum Schneiden nicht okularer Schnitte, ein sogenanntes "Laserskalpell", ist seit einiger Zeit bekannt. (Siehe z. B. US-Patent 3,769,963 von Goldman et al). Die Verwendbarkeit der meisten Formen von Laserstrahlung für korneale Chirurgie wurde jedoch durch die Neigung der Laserstrahlen begrenzt, eine thermische Beschädigung und damit zusammenhängende Vernarbung ebenso wie eine Eintrübung in der extrem empfindlichen Struktur der Kornea zu verursachen. Entsprechend muß die "kalte" fotoabschmelzende UV-Strahlung von Excimerlasern und ähnlichen sorgfältig gesteuert werden, um eine dauerhafte Schädigung des Auges zu vermeiden (für ein Studium der Schädigung, die der Kornea durch Aussetzen unkontrollierter Excimerlaser-Strahlung zugefügt werden kann, siehe Taboada et al, "Response of the Corneal Epithelium to ArF Excimer Laser Pulses", 40 Health Physics 677-83 (1981)).
Eine Technik zur korneale Nachformung unter Verwendung einer Excimerlaserfotoabschmelzvorrichtung beeinhaltet die Kontrolle des Nachformungsvorganges durch Variieren des Oberflächenbereiches, auf den die Pulse der Laserenergie aufgebracht werden. In einer Ausführung wird eine ein Strahlenbündel formende Blende oder ein Fenster axial entlang des Strahles bewegt, um die Fläche des auf die Kornea einfallenden Lichtes zu vergrößern oder zu verkleinern. Bei fortschreitender Veränderung der Größe des ausgesetzten Bereiches wird das gewünschte Fotoabschmelzprofil auf der kornealen Oberfläche erreicht. Für weitere Einzelheiten dieser Technik siehe Marshall et al, "Photo-Ablative Reprofiling of the Cornea Using an Excimer Laser: Photorefractive Keratectomy," 1 Lasers in Ophthalmology, 21-48 (1986), und die gleichzeitig anhängigen U.S. Patentanmeldungen Serienummer 869,335 und 905,156 gleicher Inhaberschaft.
Eine andere Technik zur kornealen Nachformung enthält die Verwendung einer Laserfotoabschmelzvorrichtung, in der eine Strahlenbündelformungsmaske zwischen dem Laser und der Oberfläche angeordnet ist. Die Maske stellt ein vordefiniertes Widerstandsprofil für Laserstrahlungsabtragung durch ausgewähltes Absorbieren eines Teils der Laserstrahlung da, während dem übrigen Teil erlaubt wird, auf die Oberfläche in Übereinstimmung mit dem Maskenprofil übertragen zu werden. Für weitere Einzelheiten solcher erodierenden Maskentechniken wird auf die gleichzeitig anhängigen US-A-4856,513 und WO-A- 8705496, verwiesen, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen werden.
Es ist ebenfalls vorgeschlagen worden, daß eine kontrollierte abschmelzende Fotozerlegung einer oder mehrerer ausgewählter Bereiche einer Kornea durch Abtasten der Kornea mit einem Strahl von einem Excimerlaser durchgeführt werden kann. Beispielsweise schlägt das für L'Esperance erteilte US-Patent 4,665,913 vor, Myopie und Hypermetropie durch wiederholtes Abtasten der Koinea mit einem Excimerlaserstrahl zu korrigieren, um in die korneale Stroma einzudringen und eine plastische Neuformung anzuregen. Wegen des Abtastvorganges ist es für L'Esperance nötig, seinen Laserstrahl zu einem kleinen Spot, typischerweise einem gerunderten Quadratpunkt der Größe 0,5 mm x 0,5 mm zu bündeln.
L'Esperance schlägt vor, daß myopische und hypermetropische Zustände durch Ändern der Krümmung der äußeren Oberfläche der Kornea durch wiederholtes Abtasten der Kornea mit einem Excimerlaserstrahl reduziert werden können, wobei der Strahl den folgenden Standard hat: kleine Lichtpunktgröße, jedoch Variation des Feldes, das während aufeinanderfolgender Abtastungen abgetastet wird, so daß einige Bereiche der Kornea öfter abgetastet werden, als andere. In dieser Weise wird herausgestellt, daß die Oberfläche in unterschiedlicher Stärke in Abhängigkeit von der Wiederholungszahl, mit der der Lichtfleck die Oberfläche abtastet, abgetragen werden kann. Ergänzend wird vorgeschlagen, daß bestimmte starke myopische und hypermetropische Eigenschaften mit einer verringerten Gewebeentfernung durch Ausstatten der äußeren Oberfläche der Kornea mit einer neuen Form, die fresnelartige Stufen zwischen Bereichen der gewünschten Krümmung hat, behandelt werden können.
In der Praxis wird zum Erzeugen eines pulsierenden Laserstrahls eine komplexe Vorrichtung benötigt, um mit der benötigten Präzision abzutasten, wenn die abgetragene Oberfläche glatt sein soll. Wenn aufeinanderfolgende Abfolgen einer Abtastung sich überlappen, tritt daher überall dort eine übermäßige Abtragung am überlappenden Bereich auf. Wohingegen, wenn sie nicht aneinander treffen, ein Grat zwischen den Abfolgen zurückbleibt. Die pulsierende Natur von Excimerlaserstrahlung neigt ebenfalls dazu, dieses Problem zu verschlimmern. Ferner ist daß Abtastverfahren auch mit hochverfeinerten Techniken und Vorrichtungen inhärent zeitaufwendig, da der Laserstrahl lediglich einen sehr kleinen Teil der gesamten zu behandelnden Oberfläche zu jedem gegebenen Zeitpunkt abträgt. Darüber hinaus kann ein derartiges Abtastsystem Rippeleffekte auf relativ weichen Materialien, wie etwa Korneagewebe hervorrufen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erodieren einer Oberfläche unter Verwendung eines Lasers anzugeben, das keine Abtastung des Bereiches der zu erodierenden Oberfläche benötigt.
Eine weitere Technik zur kornealen Nachformung enthält die Verwendung einer Laserfotoabschmelzvorrichtung, in der die Größe der Fläche auf der Oberfläche, auf die die Pulse der Laserenergie aufgebracht werden, variiert wird, um die Nachformungsoperation zu kontrollieren. In einer bevorzugten Ausführung wird eine ein Strahlenbündel formende Blende oder ein Fenster axial entlang des Strahles bewegt, um den Bereich, auf den die Laserstrahlung einfällt, zu vergrößern oder zu verkleinern. Bei fortschreitender Veränderung der Größe des ausgesetzten Bereiches wird das gewünschte Fotoabschmelzprofil auf der Oberfläche ausgebildet. Für weitere Einzelheiten dieser Technik siehe Marshall et al, "Photo-Ablative Reprofiling of the Cornea Using an Excimer Laser: Photorefractive Keratectomy," 1 Lasers in Ophthalmology, 21-48 (1986), auf die hiermit Bezug genommen wird.
Obwohl diese Technik zur Veränderung der Größe des angestrahlten Bereiches eine wesentliche Verbesserung gegenüber physikalischen Formungstechniken (d. h. Skalpelltechniken) und Laserpunkt-Abtastverfahren ist, werden weiterhin eine bedeutende Anzahl von optischen Elementen und Kontrollsystemen zur präzisen Operation, insbesondere am menschlichen Korneagewebe, benötigt. Es besteht ein Bedürfnis für bessere und einfacherere Verfahren zur Formung von Oberflächen, insbesondere der Oberfläche von I)iologischen Geweben, wie etwa kornealem Gewebe.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, bei der/dem Lasertechniken auf das Auge angewendet werden können, um Korrekturen von Brechkraftfehlern zu bewirken, während die chirurgischen Risiken minimiert werden.
Erfindungsgemäß wird eine Abdeckvorrichtung zur Verwendung bei der Laser-Korneagewebekorrektur vorgesehen, die einen Träger (40) mit einer Oberfläche (52), die für die Fixierung auf einer Kornea geformt ist, und eine lichtbegrenzende Maske aufweist, die mit dem Träger verbunden ist und auf diese Weise über der Kornea angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske eine veränderbare Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) umfaßt, die bei Korrektur des Korneagewebes inkremental mit der Zeitdauer wirksam wird, indem die Größe der dem Laserstrahl ausgesetzten Korneafläche variiert wird, und dadurch, daß die Vorrichtung eine Steuerungseinheit (30) zur Regulierung des Laser-Einfalls auf das Korneagewebe umfaßt, wodurch bei Bestrahlung der Maske selektiv ein Teil der Laserstrahlung von besagter Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) in Übereinstimmung mit der Steuerungseinheit (30) zur Kornea geleitet wird, zum selektiven Abtragen besagten Korneagewebes entsprechend den kumulativen Differenzen in der Belichtung der Kornea mit dem abtragenden Laserstrahl.
Die Erfindung weist eine Masken- oder Abdeckvorrichtung auf, mit einem Träger, der zur Befestigung auf einer abzutragenden und neu- bzw. nachzuformenden Oberfläche angepaßt ist, und einer mit dem Träger verbundenen und über dieser Oberfläche angeordneten Maske. De Maske weist ein Lichtbegrenzungselement und ein Steuermittel oder -element zur Regelung des Einfalls der Laserstrahlung auf der Oberfläche. Bei Anstrahlung der Maske mit Laserstrahlung wird ein Teil der Laserstrahlung auswählbar durch das Lichtbegrenzungselement in Überstimmung mit dem Kontrollmittel auf die Oberfläche übertragen, was zur ausgewählten Abtragung der Oberfläche führt.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Lichtbegrenzungselement eine einstellbare Iris mit einer Vielzahl von überlappenden Blendenblättern auf, die eine Öffnung variabler Größe definieren. Die Irisblende wird vorzugsweise unter Verwendung eines Motorelementes, beispielsweise eines Schrittmotors, als Kontrollmittel eingestellt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Lichtbegrenzungselement eine Scheibe mit einer Vielzahl von auswählbaren Öffnungen von unterschiedlichem Durchmesser auf. Beispielsweise können die Öffnungen im allgemeinen kreisförmig oder kreisringförmig in Abhängigkeit davon, ob eine Hypermetropie- oder Myopiekorrekturveränderung in der Krümmung der Kornea gewünscht wird, ausgebildet werden. Alternativ kann die Scheibe eine Vielzahl von länglichen Öffnungen unterschiedlicher Breiten, d. h., oval oder geradlinig, haben, so daß die Vorrichtung zur Korrektur astigmatischer Sehfehler an der Krümmung der Kornea verwendet werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel kann zur Verstellung, beispielsweise zur Verdrehung, der Scheibe ein Motorelement verwendet werden, um der Laserstrahlung somit verschiedene Öffnungen vorzulegen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ebenso einen mit dem Kontrollmittel oder -element verbundenen Mikroprozessor aufweisen. Der Mikroprozessor speichert und führt die Schrittabfolge aus, die zur Nachformung der Oberfläche, beispielsweise des kornealen Gewebes, nötig ist.
Die US-A-4,648,400 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß der Oberbegriffe von Anspruch 1 bzw. Anspruch 10, mit dem die vorliegende Erfindung Ähnlichkeiten besitzt. Dieses US Patent offenbart ein ophthalmisches Chirurgiesystem zur Durchführung kornealer Keratotomie und Resektomie unter Verwendung einer Abdeckvorrichtung. Die Abdeckvorrichtung hat einen Träger mit einer zur Befestigung auf einer Kornea geformten Oberfläche und eirle damit verbundene lichtbegrenzende Maske zur Anordnung oberhalb der Kornea. Die Abdeckvorrichtung weist mehrere Elemente auf, durch die der Lichtdurchlaß von einem Laser zur Kornea erlaubt oder unterbunden wird. Zunächst hat die zur Befestigung auf der Kornea geformte Oberfläche eine Anordnung von radialen, mit gleichförmigem Abstand um eine optische Achse herum angeordneten Schlitzen. Zweitens ist eine Verschlußscheibe über der geformten Oberfläche zur Rotation um die optische Achse befestigt, wobei die Verschlußscheibe zu denjenigen in der geformten Oberfläche korrespondierende Schlitze hat. Die Verschlußplatte befindet sich normalerweise in geschlossener, verdrehter Position, d. h. so, daß das Laserlicht gehindert wird, die geformte Oberfläche zu erreichen. Über dem Verschluß ist eine obere Scheibe übergeordnet, die ebenfalls drehbar um die optische Achse ausgebildet Lst, wobei die obere Scheibe wenigstens einen Schlitz besitzt, um einen genau definierten Laserlichtstrahl durchzulassen. Der Schlitz hat eine feste, genaue Länge und Breite.
Bei Verwendung ist der Träger des US Patents abnehmbar auf der zu bearbeitenden Oberfläche (Kornea) befestigt. Die obere Scheibe ist mit ihrem Schlitz in Ausrichtung mit einem der Schlitze in der geformten Oberfläche angeordnet. Mit dem Einschalten des Lasers ist der Verschluß geöffnet und die Kornea wird bestrahlt - über die ausgerichteten Schlitze/Spalte in der oberen Scheibe, dem Verschluß und die geformte Oberfläche - für soviele Strahlungspulse, wie benötigt werden, um einen schlitzartigen Einschnitt der gewünschten Tiefe in der Kornea auszuj)ilden. Der Verschluß wird dann geschlossen. Nach Verdrehung der oberen Scheibe und des Verschlusses relativ zu der feststehenden, geformten Oberfläche wird die Kornea über einen weiteren Satz von ausgerichteten Schlitzen/Spalten bestrahlt. Der Vorgang wird wiederholt, um eine Reihe von radialen Einschnitten in der Kornea zu erzeugen.
Im Gegensatz dazu wird in der vorliegenden Erfindung eine Maske mit einem veränderbaren Lichtbegrenzungsmittel ausgestattet. Die Maske wird eingestellt, um die auf einer Kornea - oder anderer nachzuformender Oberfläche - einfallende Strahlungsenergie durch zeitlich fortschreitendes bzw. inkrementales Variieren der Größe der Bestrahlungsfläche zu regeln.
Ebenso ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Korrektur einer Oberfläche eines nicht-lebenden Objekts vorgesehen, das die Schritte umfaßt:
Bereitstellen einer Abdeckvorrichtung, die einen Träger (40) mit einer Oberfläche (52), die passend zu der zu korrigierenden Oberfläche geformt ist, und eine lichtbegrenzende Maske umfaßt, die mit dem Träger 50 verbunden ist, daß ein Abstand zur Oberfläche (52) eingehalten wird, und die in einen Strahlengang zwischen der Strahlenquelle (12) und der Oberfläche (52) gebracht wird;
lösbares Befestigen des Trägers an der zu korrigierenden Oberfläche mit der Abdeckung (16), die davon beabstandet ist; gekennzeichnet durch:
die Maske (16), die eine regelbare Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) aufweist, und durch das Bedienen einer Steuerungseinheit (30) zum Einstellen der Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) zum Regulieren der Energie der einfallenden Strahlung auf die zu korrigierende Oberfläche, durch Variieren der Größe der Expositionsfläche auf der Oberfläche inkremental mit der Zeitdauer;
wodurch ein Teil der Oberfläche durch kumulative Differenzen in der Aussetzung gegenüber mit der Energie der einfallenden Strahlung entsprechend der Einstellung der Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) selektiv abgetragen wird, wobei die letztere ein Irisdiaphragma oder eine lichtundurchlässige Scheibe ist, die zahlreiche wählbare Öffnungen mit einklassifizierten Flächen aufweist..
Durch Einstellen des Lichtbegrenzungselementes, beispielsweise durch Betätigen der Irisblende oder durch Ersetzen einer Öffnung in einer Lochscheibe durch eine andere, kann die auf die Oberfläche einfallende Strahlungsenergie eingestellt werden, womit ein Abschnitt der Oberfläche durch die einfallende Strahlungsenergie in Übereinstimmung mit der Einstellung des Lichtbegrenzungselementes selektiv abgeschmolzen wird.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung sind insbesondere gut ausgebildet zur kontrollierten Nachformung der Kornea, insbesondere eines als Bowman's Membrane bekannten Bereichs, der unmittelbar unter der gleichmäßigen, extrem dünnen epithelialen Schicht der Kornea liegt. Die epitheliale Schicht ist sehr schnell bei einer Laserlichtbestrahlung abgeschmolzen. Die Laserquelle ist vorzugsweise ein Excimerlaser, wie etwa ein UV-Argon-Fluor-Laser, der bei etwa 193 nm arbeitet und nicht durch die Kornea durchdringt. Ein minimales Laserbestrahlungsniveau ist zur Abschmelzung notwendig, jedoch soll es bevorzugt diesen Minimumgrenzwert nicht wesentlich überschreiten.
Die Pulswiederholungsrate für den Laser kann gewählt werden, um die Bedürfnisse für jede bestimmte Anwendung zu erfüllen. Normalerweise wird die Rate zwischen 1 und 500 Pulsen pro Sekunde, vorzugsweise zwischen 1 und 100 Pulsen pro Sekunde gewählt.
Geeignete Bestrahlungsintensitäten variieren in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Laser und der Natur des bestrahlten Objektes. Für eine gegebene Wellenlänge der auf irgendein gegebenes Material aufgebrachten Laserenergie wird typischerweise ein Grenzwert der Energiedichte festgelegt, unter dem eine signifikante Abtragung nicht auftritt. Oberhalb der Grenzwertdichte befindet sich ein Energiedichtebereich, oberhalb dessen eine Energiedichteerhöhung erhöhte Abtragungstiefen ergibt, bis ein Sättigungsniveau erreicht ist. Bei Steigerungen der Energiedichte über den Sättigungswert tritt keine signifikante Steigerung der Abtragung auf.
Der Grenzwert und der Sättigungswert variieren nach Wellenlängen der Laserenergie und nach Zieloberflächenmaterialien. Jedoch können für eine bestimmte Laserwellenlänge und ein bestimmtes Material die Werte leicht durch Experimente festgestellt werden. Beispielsweise beträgt der Grenzwert zur Abschmelzung der Bowman's Membrane der Kornea allein oder der Membrane und der darunter liegenden kornealen Stroma bei einer Strahlungswellenlänge von 193 nm (der Wellenlänge, die von einem ArF-Excimerlaser erhalten wird) etwa 50 mJ/cm² pro Puls und der Sättigungswert beträgt etwa 250 mJ/cm² pro Puls. Es scheint kaum einen Vorteil zu bringen, den Sättigungswert um mehr als einen kleinen Faktor zu überschreiten. Geeignete Energiedichten an der kornealen Oberfläche sind 50 mJ/cm² bis 1 J/cm² pro Puls für eine Wellenlänge von 193 nm.
Der Grenzwert kann sehr schnell mit der Wellenlänge variieren. Bei 157 nm, was der von einem F&sub2;-Laser erhaltenen Wellenlänge entspricht, beträgt der Grenzwert etwa 5 mJ/cm² pro Puls. Bei dieser Wellenlänge betragen geeignete Energie dichten an der kornealen Oberfläche 5 mJ/cm² bis 1 J/cm² pro Puls.
Am bevorzugtesten wird das Lasersystem dazu verwendet, eine Energiedichte an der abzutragenden Oberfläche von etwas weniger als dem Sättigungswert bereitzustellen. Wenn die Kornea mit einer Wellenlänge von 193 nm (wobei unter diesen Bedingungen der Sättigungswert 250 mJ/cm² pro Puls beträgt), abgetragen wird, ist es somit bevorzugt, der abtragbaren Maske und der Kornea Pulse mit einer Energiedichte von 100 bis 200 mJ/cm² pro Puls bereitzustellen. Typischerweise wird ein einzelner Puls eine Tiefe im Bereich von 0,1 bis 1 µm von Kollagen von der Kornea abtragen.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft in Verbindung mit verschiedenen (dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es sollte jedoch klar sein, daß der Fachmann verschiedene Abänderungen, Ergänzungen und Vereinfachungen durchführen kann, ohne vom Schutzbereich der beanspruchten Erfindung abzugehen. Beispielsweise kann die Erfindung in Verbindung mit kornealen Transplantaten oder synthetischen Einsätzen verwendet werden.
Darüber hinaus kann die Lehre der vorliegenden Erfindung auf andere biologische Gewebe angewendet werden, die eine Nachformung benötigen, einschließlich lentikularer Implantate, Ligamenta, Kartilagien und Knochen. Die Vorrichtung und das Verfahren dieser Erfindung sind ebenso anwendbar auf nicht chirurgische Techniken zur Profilierung von nicht biologischen Oberflächen, beispielsweise zur Herstellung von synthetischen Inlays und Linsen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur notwendig
Fig. 2 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung,
Fig. 3 eine Ansicht von unten der in Fig. 2 gezeigten Abdeckvorrichtung,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung,
Fig. 5 eine Aufsicht einer ersten mit Öffnungen versehenen Scheibe, die in der Abdeckvorrichtung der Fig. 4 verwendbar ist,
Fig. 6 eine Aufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer mit Öffnungen versehenen Scheibe, die in der Abdeckvorrichtung der Fig. 4 verwendbar ist,
Fig. 7 eine Aufsicht einer dritten mit Öffnungen versehenen Scheibe, die in der Abdeckvorrichtung der Fig. 4 verwendbar ist,
Fig. 8A-8D schematische Ansichten, wie das Strahlformungselement der vorliegenden Erfindung arbeiten kann, um die korneale Krümmung durch selektives Abschmelzen des Gewebes zu verringern,
Fig. 9A-9D schematische Darstellungen, wie das Strahlformungselement der vorliegenden Erfindung arbeiten kann, um die korneale Krümmung durch selektives Abschmelzen von Gewebe zu vergrößern,
Fig. 10 eine schematische Gesamtansicht eines Kliniksystems für Messung und Nachformungsarbeiten bei der kornealen Laserchirurgie und
Fig. 11 ein Flußdiagramm, das ein erfindungsgemäßes Regelverfahren darstellt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Erfindung stellt eine zur Verwendung bei der Lasernachformung von kornealen Gewebe passende Abdeckvorrichtung bereit. Die Vorrichtung kann auf der Korneaoberfläche befestigt werden, um somit Abschmelzfehler, die von einer Bewegung entweder der Okularoberfläche oder der Abdeckvorrichtung selbst herrühren, zu verringern oder zu eliminieren.
Fig. 1 zeigt ein Lasersystem 10 mit einem Laser 12, der einen Strahlungsausgang gerichtet auf eine Abdeckvorrichtung 16 liefert. Die Abdeckvorrichtung 16 legt ein definiertes Abschmelzprofil auf die Oberfläche des Auges 20, um eine Nachformung zu bewirken. Das Auge 20 weist eine Kornea 22, eine Linse 24 und einen Glaskörper 26 auf, die zusammen ein optisches System für das Sehen definieren.
Das Lasersystem 10 wird von einer Versorgungseinheit (nicht gezeigt) versorgt und kann von einem Steuerelement 30 gesteuert werden. Das Steuerelement 30, beispielsweise ein Mikroprozessor, kann bewirken, ausgewählte Öffnungen der Laserstrahlung 14 auszusetzen und in einigen Ausführungsbeispielen den Laser 12 einzustellen, um Lichtpulse mit bestimmten Frequenzen und/oder Intensitäten zu erzeugen. Um weiter den Laser 12 zu steuern, dann ein Regelmonitor 32 vorgesehen werden, der Meßsignale 34 von der Abdeckvorrichtung 16 und/oder der Kornea 22 während des Abschmelzvorganges erhält.
Der Regelmonitor 32 erzeugt ein Rückköpplungssignal 36, das mit dem Steuerelement 30 zur Steuerung der Abdeckvorrichtung 16 und, wo anwendbar, des Lasers 12 verbunden ist.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Möglichkeit, die Abdeckvorrichtung äußerst nahe am Auge anzuordnen. Beim Einsetzen der Abdeckvorrichtung in ein Augenbauteil, das auf das Auge geheftet wird, werden Ausrichtprobleme minimiert, da die Abdeckung und das Auge miteinander fest verbunden sind und der Laser nur die Abschmelzstrahlung der Abdeckvorrichtung zu liefern braucht. Daher ist die Ausrichtung des Laserstrahls weniger kritisch, solange der Strahl ausreichend breit ist, um sicherzustellen, daß die Abdeckvorrichtung während des Nachformvorganges bestrahlt ist.
Dafür erlaubt die vorliegende Erfindung dem Klinikpersonal, sich mit einem einfachen und direkten Nachformungsvorgang zu beschäftigen. Das Klinikpersonal braucht nur die Abdeckvorrichtung/das Augenbauteil mit dem Auge des Patienten auszurichten. Die Probleme einer genauen Ausrichtung eines Laserstrahls mit dem Auge sind minimiert und das Erfordernis zur Ausrichtung mit weiteren optischen Elementen, wie etwa einer räumlich getrennten Maske oder Bildlinse, werden ebenfalls vermieden.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Abdeckvorrichtung 16. Allgemein weist die Vorrichtung 16 ein Augenbauteil 40, ein Lichtbegrenzungselement 42, einen Antrieb 44 und eine flexible Röhre 46 auf. Das Augenbauteil 40 ist hohl und hat starre vertikale wandungen 48 und einen horizontalen Rahmen 50. Vorzugsweise ist eine Basis 52 des Augenbauteils 40 komplementär zur Krümmung der Kornea 22 geformt. Die Abdeckvorrichtung 16 wird auf der Sklera der Kornea 22 angeordnet und unter Verwendung einer durch die flexible Röhre 46 bewirkten Vakuumabsaugung befestigt, wobei die korneale Oberfläche unbehindert bleibt. Das Vakuum ist ausreichend, um die Vorrichtung 16 an der Kornea 22 zu halten, ohne die Formen der Kornea 22 zu verwinden. Alternativ kann das Augenbauteil 40 manuell an dem Auge befestigt oder durch Druck oder durch einen geeigneten Kleber oder Kombinationen dieser Mittel am Ort gehalten werden. Das Lichtbegrenzungselement 42 ist an dem horizontalen Rahmen 50 befestigt. Das Element 42 kann, wie in der Ausführungsforn der Fig. 2 und 3 gezeigt, eine Iris mit eixier Vielzahl von überlappenden Blendenblättern 58 sein. Die Blendenblätter 58, die von einem Motor 44 betätigt werden, werden zum Öffnen der Blende in einer Richtung weg von der optischen Achse verschwenkt. Alternativ, wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 gezeigt, kann das Lichtbegrenzungselement 42 eine Scheibe mit wählbaren Öffnungen 56 sein. Die in Fig. 4 und ebenso in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellte Scheibe 54 wird drehend verstellt, jedoch könnte die Scheibe auch auf andere Weise verstellbar ausgebildet sein, um ausgewählte Öffnungen mit der optischen Achse in Übereinstimmung zu bringen. Bei Betrieb dreht der Motor 44 die Scheibe 54, um eine ausgewählte Öffnung 56 der Laserstrahlung 14 auszusetzen. Der Motor 44 kann irgendein elektrisch angetriebener Motor sein und ist vorzugsweise ein Schrittmotor.
Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen Ausführungsbeispiele von Scheiben 54, die in der Ausführung der Erfindung gemäß Fig. 4 verwendbar sind. Bevorzugt ist die Scheibe 54 ein Kreisring. Die Öffnungen 56, d. h., die Strahlungsformungsblenden oder Fenster, sind gleichmäßig entlang des Umfangsrandes der Scheibe 54 verteilt. Die in einer gegebenen Operation verwendete einzelne Scheibe 54 hängt ab von der Größe und Art des zu behandelnden Sehfehlers, d. h. weitsichtig, kurzsichtig oder astigmatisch. In Erganzung zu den Öffnungen 56 kann die Scheibe 54 Indexmarkierungen haben, um einzelne Öffnungen und eine Positionsausrichtung entlang einer Projektionsachse des Lasers zu identifizieren.
Die Scheibe 54 der Fig. 5 wird verwendet, um eine Abschmelzung der Kornea 22 für eine Kurzsichtigkeitskorrektur zu bewirken. Die Öffnungen 56 der Scheibe 54 haben vorzugsweise im wesentlichen Kreisform. Andere, beispielsweise ellipsoide, Formen können verwendet werden, um eine Abschmelzung von ähnlich geformten Abberationen in der Krümmung der Kornea zu erzeugen. Im Betrieb erzeugt die aufeinanderfolgende Übertragung von Licht durch die Öffnungen 56, nämlich vom größeren zum kleineren Durchmesser, ein fresnelförmiges Abschmelzungsprofil in der Kornea 22.
Fig. 6 zeigt eine Scheibe 54, die geeignet ist, eine Abschmelzung der Kornea 22 für eine Weitsichtigkeitskorrektur zu bewirken. Die Öffnungen 56 dieses Ausführungsbeispiels der Scheibe 54 sind kreisringförmig. Vorzugsweise verändern sich die inneren Radien der Öffnungen zunehmend, während die äußeren Radien im wesentlichen konstant bleiben. Im Betrieb erzeugt die aufeinanderfolgende Übertragung von Licht durch die Öffnungen, nämlich von kleineren zu größeren inneren Radien, ein "hügelartiges" Abschmelzprofil.
Fig. 7 zeigt eine Scheibe 54, die geeignet ist, eine Abschmelzung der Kornea 22 für eine astigmatische Korrektur zu bewirken. Die Öffnungen dieses Ausführungsbeispiels der Scheibe 54 sind oval oder rechtwinklig. Die Längsachsen der Öffnungen 56 können in einem bliebigen Winkel relativ zu den Radien der Scheibe 54 ausgerichtet sein, um einen betimmten astigmatischen Sehfehler u korrigieren. Durch abschmelzende Laserpulse mit der Aufeinanderfolge von geradlinigen Öffnungen kann ein zylindrisches kumulatives Abschmelzungseindringprofil erzeugt werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 8A-D wird das überdeckende Epithelium 60 der Kornea 22 gewöhnlich vor dem Nachformvorgang oder als Teil des Nachformvorganges entfernt. Es kann beispielsweise mit den anfänglichen Pulsen des Lasers abgeschmolzen werden. nach Abtragung des Epithelium 60 kann der Laser die freigelegte Bowman's-Membrane 62 entfernen, um eine dauerhafte Veränderung in der Form der Kornea zu bewirken. Alternativ kann die Abdeckvorrichtung verwendet werden, um eine gewünschte Veränderung in der Krümmung des Epithelium zu erzeugen. Während ergänzender Bestrahlung kann diese Veränderung in der Krümmung des Epithelium dann auf den Bereich der Bowman's-Membrane des Auges und/oder die oberen Schichten der Stroma übertragen werden. Durch Vermeßden einer wesentlichen Eindringung in die korneale Stroma 64 minimiert die vorliegende Erfindung die Störung der feinfaserigen Gleichmäßigkeit der Substantia Propria der kornealen Stroma, um das Trauma und das Risiko des Vorganges zu verringern. Wenn die Operation beendet ist, bildet sich das Epithelium 60 durch den natürlichen Heilungsprozeß nach.
Die Fig. 8A-8D zeigen schematische Darstellungen, wie die Strahlformungsmittel der Fig. 2, 3 und 4 arbeiten können, um die Krümmung der Kornea 22 durch selektive Abschmelzung von Gewebe von der Bowman's-Membrane zu verringern. In Fig. 8A sind die intakten Oberflächenschichten der Kornea 22 mit dem Epithelium 60, der Bowman's-Membrane 62 und den ersten Schichten der kornealen Strome 64 gezeigt. In Fig. 88 wird eine weite Öffnung verwendet, um unter Verwendung einfallender Laserstrahlen 14 die gesamte oder einen wesentlichen Abschnitt der epithelialen Schicht 60 der Kornea 22 in einem Bereich der optischen Zone abzuschmelzen, um so die Oberfläche der Bowman's-Membrane 62 freizulegen. Ein erster Abschmelzbereich breiter Querschnittsfläche wird dann, wie in Fig. 8C gezeigt, in der Bowman's-Membrane 62 erzeugt. Ein engerer Bereich einer weiteren Abschmelzung wird dann, wie in Fig. 8D gezeigt, erzeugt, um eine abgeflachte Krümmung herzustellen. Natürlich wird normalerweise eine wesentlich größere Anzahl von Abschmelzungsschritten verwendet, um eine geglättete Kurve zu erhalten und die Stufeneffekte zu minimieren. Nach Vollendung der Laserchirurgie wächst das Epithelium 60 mit einer gleichmäßigen Dicke nach und erzeugt eine neue korneale Krümmung, die durch die neue Krümmung der verbliebenen Bowman's-Membrane 62 bestimmt ist.
Die Fig. 9A-9D zeigen schematische Darstellungen, wie das Strahlformungselement der Fig. 2, 3 und 4 arbeiten kann, um die Krümmung der Kornea durch selektives Abschmelzen von Gewebe von der Bowman's-Membrane zu vergrößern. Der Vorgang ist im wesentlichen analog zu dem oben in Verbindung mit den Fig. 8A-8D beschriebenen Verfahren mit der Ausnahme, daß eine Öffnung 56 mit einem zentralen strahlenundurchlässigen Bereich, ähnlich zu dem mit Bezug auf Fig. 6 Beschriebenen, verwendet wird, um eine ringförmige Abschmelzungszone zu erzeugen, die vorzugsweise an dem Randbereich der optischen Zone angeordnet ist. Die Abschmelzung erzeugt ein "hügelförmiges" Profil, das die Krümmung der Kornea 22 nach dem Nachwachsen der epithelialen Schicht über der nachgeformten Bowman's-Membrane 62 erhöht. Auch hier, wie in Verbindung mit den Fig. 8A-D angemerkt, kann das Epithelium entweder anfänglich vor der Nactiformung, beispielsweise mit Laserabschmelzung, entfernt werden, oder eine Veränderung in der Krümmung kann zuerst dem Epithelium aufgeprägt werden und dann auf die Bowman's-Membrane und/oder stromale Bereiche übertragen werden.
In beiden Fällen kann die Korrektur für Myopie (Kurzsichtigkeit), gezeigt in den Fig. 8A-8D, und die Korrektur für Hypermetropie (Weitsichtigkeit), gezeigt in den Fig. 9A-9D, durch Abschmelzung der Bowman's-Membrane 62 mit minimaler Störung (oder Eindringung) in die korneale Stroma 64 ausgeführt werden. Ein verbessertes und weniger traumatisches Verfahren, das eine chirurgische Abschmelzung der hochgeordneten feinfaserigen Struktur der Stroma 64 vermeidet, ist somit vorgeschlagen.
Fig. 10 zeigt eine klinische Vorrichtung 100 zur Nachformung der Kornea eines menschlichen Auges. Ein Laser und ein zugeordneter Steuerschaltkreis ist in einem Gehäuse 80 enthalten. Die strahlbildende Optiken zur Bereitstellung eines Strahlenbündels gewünschter Form und Größe kann ebenfalls in dem Gehäuse 80 zusammen mit dem Laserversorgungsteuerschaltkreis enthalten sein. Ein optischer Wellenleiter 83, der flexibel oder starr ausgebildet sein kann und geeignete Spiegel, Prismen und Linsen enthält, ist vorgesehen, um den Laserstrahlausgang von dem Gehäuse 80 zum Patienten 84 zu übertragen. Der Patient 84 liegt mit dem Gesicht nach oben auf einem Operationstisch 86, wobei die Abdeckvorrichtung 16 auf der Oberfläche der Kornea 22 befestigt ist. Der Operationstisch 86 hält den Kopf des Patienten zur Vermeidung vertikaler Bewegung. Wenn gewünscht, können ebenso Halterungen 88 vorgesehen werden, um eine seitliche Bewegung des Kopfes des Patienten einzuschränken.
Vor der Operation werden die Lichtbegrenzungsmittel wie oben beschrieben aufgrund von Messungen am Auge des Patienten vorbestimmt und gestaltet, um die gewünschte Brechkraftkorrektur nach der Verwendung zu verleihen. Dann wird die oben beschriebene Abdeckvorrichtung 16 auf der Sklera der Kornea 22 plaziert und unter Verwendung einer durch die flexible Röhre 46 bewirkten Vakuumabsaugung befestigt. Der Laser 12 wird dann eingeschaltet und die Oberfläche der Kornea 22 wird der Strahlung, wie durch die strahlabblendende Optik zugelassen, ausgesetzt.
Während der Operation kann das Auge unter Verwendung eines chirurgischen Mikroskops 90 beobachtet werden, das über dem Patienten durch irgendwelche geeigneten Mittel gehalten wird. Das chirurgische Mikroskop 90 kann mit der Abdeckvorrichtung 16 verbunden sein, wird jedoch normalerweise eher davon getrennt sein und durch einen Arm (nicht gezeigt) von der Decke oder durch einen Hebel (nicht gezeigt) gehalten sein.
Eine Meßvorrichtung 92 kann ebenso in Verbindung mit der Vorrichtung 100 verwendet werden, um die Veränderungen in der Krümmung der Kornea während und nach der Abschmelzung zu messen. Die Meßvorrichtung kann die Form eines handelsüblichen Keratometers oder eines anderen geeigneten Gerätes annehmen, wie in Fig. 10 gezeigt, direkt mit dem laseroptischen Weg verbunden werden oder vorzugsweise durch den Bediener in die von dem chirurgischen Mikroskop 90 besetzte Positon bewegbar sein.
Die Meßvorrichtung 92 kann ferner das Rückkopplungssteuersignal 36, wie in Fig. 1 gezeigt, bereitstellen, wobei die Information von optischer oder anderer Untersuchung der Oberfläche, die der Laserabtragung ausgesetzt ist, verwendet wird, um das Lichtbegrenzungselement 42 zu steuern und in einigen Ausführungsbeispielen die Dauer und Amplitude der von dem Laser 12 abgegebenen Pulse zu steuern. Im einzelnen kann die Neßvorrichtung 92 so abgestimmt werden, daß die Herstellung des gewünschten Abtragungsgrades der Oberfläche bei jedem Puls unterstützt wird.
Fig. 11 liefert ein Flußdiagramm des Steuerelementes 30 während des Rückkopplungsbetriebes der Abdeckvorrichtung der Fig. 2, 3 und 4. Das Steuerelement 30 ist vorzugsweise wenigstens teilweise ausgestattet mit einem Mikroprozessor oder Mikrocomputer, der programmiert wurde mit der gewünschten, entsprechenden Dioptrieänderung oder komplizierter Form. In diesem Verfahren kann eine handelsübliche Meßvorrichtung 92, nämlich ein Keratometer, verwendet werden, um anfänglich zu bestätigen, daß das korneale Profil nicht durch den zur Befestigung der Maskenvorrichtung 16 verwendeten Unterdruck beeinflußt wurde. Nachfolgend wird eine Kontrolle der Strahlenbündeldimension und der Lichtbegrenzungselementgröße betrieben, um eine gewünschte Änderung in dem Profil der kornealen Oberfläche zu erhalten.
Im Betrieb kann das Steuerelement 30 mit ausgewählten Parametern programmiert sein, um 75 % der gewünschten Endkorrektur der kornealen Oberfläche zu erzeugen. Nach einer vorgewählten Anzahl von Pulsen wird die Kornea mit der Meßvorrichtung 92 gemessen und die exakte verbleibende Korrektur bestimmt. Das Lasersystem 10 wird dann eingestellt und erneut betrieben in einer zu der eben beschriebenen ähnlichen Weise mit ausgewählten Parametern, um 75 % der noch auszuführenden verbliebenen Korrektur zu erzeugen. Der Vorgang wird wiederholt, bis die noch auszuführende verbliebene Korrektur innerhalb akzeptabler Grenzen liegt.
Weitere zum vollen Verständnis der vorliegenden Erfindung geeignete Hintergrundinformation kann in den folgenden Artikeln von einem der vorliegenden Erfinder und Kollegen gefunden werden: Marshall ei. al. "Photoablative Reprofiling of the Cornea using an Excimer Laser: Photorefractive Keratectomy," Vol. 1 Lasers in Ophthalmology, Seiten 21-48 (1986); Tuft et al. "Stromal Remodelling following Photorefractive Keratectomy," Vol. 1 Lasers in Ophthalmology, Seiten 177-183 (1987); und Munnerlyn et al. "Photorefractive keractectomy: A Technique for Laser Refractive Surgery," Vol. 14 J. Cataract Refract. Surgery, Seiten 46-52 (1988), auf die hiermit Bezug genommen wird.
Die Erfindung kann in anderen bestimmten Formen verkörpert werden, ohne den Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche zu verlassen
Die US-Patentanmeldung Nr. 905 156 entspricht der europäischen Patentanmeldung Nr. 86 306 916.7, Veröffentlichungsnummer 224 322.
Die US-Patentanmeldung Nr. 019 200, jetzt US-4 856 513 und US-124 101 entspricht der europäischen Patentanmeldung 87 902 116.0 (PCT/GB8700193, veröffentlicht als W087/05496)

Claims

1. Eine Abdeckvorrichtung zur Verwendung bei der Laser-Korneagewebekorrektur, die einen Träger (40) mit einer Oberfläche (52), die für die Fixierung auf einer Kornea geformt ist, und eine lichtbegrenzende Maske aufweist, die mit dem Träger verbunden ist und auf diese Weise über der Kornea angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske eine veränderbare Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) umfaßt, die eine mit der Zeitdauer inkrementale Korrektur des Korneagewebes bewirkt, indem die Größe der dem Laserstrahl ausgesetzten Korneafläche variiert wird, und dadurch, daß die Vorrichtung eine Steuerungseinheit (30) zur Regulierung des Laser-Einfalls auf das Korneagewebe umfaßt, wodurch zum selektiven Abtragen besagten Korneagewebes entsprechend den kumulativen Differenzen in der Belichtung der Kornea mit dem abtragenden Laserstrahl bei Bestrahlung der Maske selektiv ein Teil der Laserstrahlung von besagter Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) in Übereinstimmung mit der Steuerungseinheit (30) zur Kornea geleitet wird.

2. Eine Vorrichtung geinäß Anspruch 1, worin die Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) eine regulierbare Irisblende mit zahlreichen sich überlappenden Blättern (58) aufweist, die eine Öffnung mit veränderbarer Größe definieren.

3. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 2, worin die Steuerungseinheit (30) ein Antriebsteil (44) zum Regulieren der Stellung der Irisblätter (58) umfaßt.

4. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin die Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) eine Scheibe (54) mit wählbaren Öffnungen (56) unterschiedlicher Fläche aufweist.

5. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, worin die Scheibe (54) im wesentlichen kreisförmige Öffnungen (56) unterschiedlicher Fläche aufweist.

6. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, worin die Scheibe (52) ringförmige Öffnungen (56) mit innenliegenden, das Licht blockierenden Bereichen unterschiedlicher Fläche aufweist.

7. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, worin die Scheibe (52) längliche Öffnungen (56) unterschiedlicher Breite aufweist.

8. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, 5, 6 oder 7, worin die Steuerungseinheit (30) ein Antriebsteil (44) zum Verstellen, z.B. zum Drehen der Scheibe (52), um eine ausgewählte Öffnung dem besagten Laserstrahl auszusetzen, aufweist.

9. Eine Vorrichtung gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, die des weiteren einen an die Steuerungseinheit (30) angeschlossenen Mikroprozessor zur Speicherung der Schrittfolge für die Korneagewebekorrektur und als Befehlsgeber der Steuerungseinheit bei Ausführung derartiger Schritte umfaßt.

10. Ein Verfahren zur Korrektur einer Oberfläche eines nicht-lebenden Objekts, das die Schritte umfaßt:

Bereitstellen einer Abdeckvorrichtung, die einen Träger (40) mit einer Oberfläche (52), die passend zu der zu korngierenden Oberfläche geformt ist, und eine lichtbegrenzende Maske umfaßt, die mit dem Träger so verbunden ist, daß ein Abstand zur Oberfläche (52) eingehalten wird, und die in einen Strahlengang zwischen der Strahlenquelle (12) und der Oberfläche (52) gebracht wird;

lösbares Befestigen des Trägers an besagter zu korrigierender Oberfläche wobei Maske (16) einen Abstand zu dieser Oberfläche aufweist;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Maske (16) eine regelbare Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) aufweist, und eine Steuerungseinheit (30) so betrieben wird, daß die Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) zum der Energie der einfallenden Strahlung auf die zu korrigierende Oberfläche eingestellt wird, indem die Größe der Expositionsfläche auf der Oberfläche inkremental mit der Zeitdauer variiert wird;

wodurch ein Teil der Oberfläche durch kumulative Differenzen in der Aussetzung gegenüber der Energie der einfallenden Strahlung entsprechend der Einstellung der Lichtbegrenzungsvorrichtung (42) selektiv abgetragen wird, wobei die letztere ein Irisdiaphragma oder eine lichtundurchlässige Scheibe ist, die zahlreiche wählbare Öffnungen unterschiedlicher Fläche aufweist.