EP4687792A1 - Lasertherapievorrichtung, verbund von wenigstens zwei lasertherapievorrichtungen und verfahren zum koppeln von lasertherapievorrichtungen - Google Patents

Lasertherapievorrichtung, verbund von wenigstens zwei lasertherapievorrichtungen und verfahren zum koppeln von lasertherapievorrichtungen

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Publication number
EP4687792A1
EP4687792A1 EP24716102.9A EP24716102A EP4687792A1 EP 4687792 A1 EP4687792 A1 EP 4687792A1 EP 24716102 A EP24716102 A EP 24716102A EP 4687792 A1 EP4687792 A1 EP 4687792A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
laser therapy
therapy device
laser
coordinate data
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24716102.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Beyer
Gerard Antkowiak
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Meditec AG
Original Assignee
Carl Zeiss Meditec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Meditec AG filed Critical Carl Zeiss Meditec AG
Publication of EP4687792A1 publication Critical patent/EP4687792A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00861—Methods or devices for eye surgery using laser adapted for treatment at a particular location
    • A61F2009/00872—Cornea

Definitions

  • Laser therapy device combination of at least two laser therapy devices and method for coupling laser therapy devices
  • the invention relates to a laser therapy device, a combination of at least two laser therapy devices and a method for coupling at least two laser therapy devices.
  • both laser therapy devices are and remain self-sufficient and can be controlled and operated independently.
  • the object of the present invention is therefore to provide a laser therapy device and a method for coupling at least two laser therapy devices that are faster and more cost-effective.
  • a further object is to speed up a treatment that requires the interaction of two or more laser therapy devices and thus to make it more pleasant for the practitioner and the patient.
  • the laser therapy device is designed for a data-transmitting connection with at least one further laser therapy device.
  • the laser therapy device is further designed to provide laser light propagating to a processing area at a laser exit.
  • the laser therapy device comprises at least one positioning device for positioning the laser exit provided on an application arm and whose position and/or location can be changed by the application arm, and a control device that is designed to control at least the positioning device.
  • the laser therapy device also has a transformation unit. This transformation unit is designed to determine object coordinate data that represent object coordinates of a reference object arranged in the processing area in a coordinate system of the laser therapy device.
  • the transformation unit is further designed to receive further object coordinate data that represent further object coordinates of the reference object in a further coordinate system of the further laser therapy device.
  • the transformation unit is designed to determine a transformation rule.
  • the transformation rule for the transformation of arbitrary coordinates of the further Laser therapy device in coordinates of the laser therapy device is determined from the object coordinate data and the other object coordinate data.
  • At least two laser therapy devices according to the invention are connected to one another in a data-transmitting manner and two of the at least two laser therapy devices each have a common processing area.
  • Each of the laser therapy devices is designed to transform any coordinates of the processing area of the other laser therapy device into coordinates of the laser therapy device.
  • This object is further achieved by the method mentioned at the outset in that it comprises the following method steps: (1) determining object coordinate data which represent object coordinates of a reference object arranged in the processing area in a coordinate system of the laser therapy device, (2) receiving further object coordinate data which represent further object coordinates of the reference object in a further coordinate system of the further laser therapy device, and (3) determining a transformation rule from the object coordinate data and the further object coordinate data, wherein the transformation rule represents a transformation of arbitrary coordinates of the further laser therapy device into coordinates of the laser therapy device.
  • the laser therapy device according to the invention, the method according to the invention and the combination according to the invention thus make it possible for the change from one laser therapy device to another laser therapy device and the subsequent necessary rough positioning of a respective application arm in or above a processing area to take place more quickly, since both devices are networked with one another and a position in the processing area known to the laser therapy device is also known to the other laser therapy device or can be determined due to the transformation rule.
  • the laser therapy device and the other laser therapy device have one and the same processing area.
  • the processing area of the laser therapy device can correspond exactly to the processing area of the other laser therapy device.
  • the other laser therapy device is able to transform coordinates of the laser therapy device and use them in a coordinate system of the other laser therapy device.
  • the other laser therapy device can thus immediately move to a position known to the laser therapy device.
  • the laser therapy device is able to transform coordinates of the other laser therapy device and use them in a coordinate system of the laser therapy device.
  • An advantage of the invention is therefore that the interaction and cooperation of at least two laser therapy devices can be accelerated. Another resulting The advantage is that the treatment time is shortened, which in turn increases patient comfort. Another advantage of the present invention is a possible increase in patient throughput. The procedure is therefore more comfortable for the person being treated and more cost-effective due to the increased patient throughput.
  • Both laser therapy devices are generally (and especially when used together) able to carry out fine positioning independently, for example to compensate for the so-called cyclorotation in relation to the eye to be operated on. Both laser therapy devices are and remain independent and self-sufficient.
  • the laser therapy device according to the invention, the method according to the invention and the composite according to the invention can be improved by further developments that are each advantageous in themselves.
  • the additional features of the further developments described below can be combined with one another as desired and/or omitted.
  • Features that are described for the laser therapy device can also be applied to the method according to the invention and to each of the laser therapy devices in the composite.
  • Features that are described for the method can also be transferred to a corresponding design of the laser therapy device.
  • the data transmission connection of the laser therapy device can preferably be a wired connection.
  • connections already provided in the respective laser therapy device can be used or an additional connection can be provided.
  • a wireless connection is not preferred, but is generally not ruled out.
  • the connection can be made, for example, via a CAN bus, a network connection via LAN cable or other preferably standardized connection and plug geometries and/or using different connection protocols.
  • Each of the interconnected laser therapy devices is designed to be able to exchange data bidirectionally and preferably in parallel with the other laser therapy device and to be able to interpret this data.
  • the laser exit is to be understood as the exit of a therapy beam from the laser therapy device. A beam path of the therapy beam is led out of this.
  • the laser exit can be a window or an opening that is positioned above the area to be treated before the start of treatment. This rough positioning is simplified and accelerated with the present invention.
  • Positioning devices for positioning the laser outlet provided on the application arm can have joints and/or linear adjusters and/or other mechanical adjustment devices in any number and/or combination.
  • a positioning device allows positioning of the application arm and thus the laser outlet in all three spatial directions.
  • the positioning device can only allow adjustment of the laser outlet in the X and Y directions.
  • height adjustment can be achieved by a corresponding Height adjustment device can be used.
  • height adjustment can be provided by a patient couch.
  • the transformation unit may be a component of the control device or provided separately in the laser therapy device.
  • the transformation unit may be provided by hardware, software or a combination of hardware and software.
  • the reference object comprises at least two points lying in one plane. Points are to be understood as distinguishable geometric features of the reference object to which unique coordinates can be assigned.
  • the reference object it is possible for the reference object to be designed in such a way that it comprises at least one point with clearly assignable coordinates and an additional angle of rotation mark, wherein the angle of rotation mark in conjunction with the at least one point represents a rotation of the reference object and thus enables the measurement of a rotation angle.
  • the transformation rule can be designed to transform three-dimensional coordinates of the further laser therapy device into three-dimensional coordinates of the laser therapy device.
  • the reference object comprises three points in three-dimensional space, whereby not all three points are in one plane.
  • the reference object can comprise one point and two angle of rotation marks, whereby each of the angle of rotation marks represents a rotation of the reference object about one of two different axes.
  • the additional object coordinate data are determined by the additional laser therapy device from the same reference object. The position of the reference object is not changed. The additional object coordinate data are provided to the laser therapy device. At the same time, the object coordinate data of the laser therapy device can be provided to the additional laser therapy device.
  • the transformation rule can be designed to calculate the coordinates in the coordinate system of the laser therapy device from coordinates of an object point (any point in the processing area) in the coordinate system of the further laser therapy device.
  • the transformation rule can represent a linear transformation that can contain a translation, a rotation, a scaling and a shearing in any combination and/or order.
  • the transaction rule represents in particular an affine transformation.
  • the laser therapy device can comprise at least one camera for determining the object coordinate data of the reference object arranged in the processing area.
  • the object coordinate data can be stored in or by the camera and/or in or by the control device and made available to the transformation unit.
  • the camera can preferably have an optical axis that is arranged collinearly to a beam path of the therapy light.
  • the camera can record the processing area through the laser exit.
  • the optical axis of the camera can be combined with the beam path of the therapy light in the application arm or between the laser exit and the processing area, for example by means of a dichroic optical element.
  • the camera can capture the editing area partially or completely.
  • the object coordinate data can be determined directly or indirectly by the camera.
  • the camera itself or the transformation unit can be designed to carry out object recognition in images recorded by the camera.
  • the camera or the transformation unit can be designed to determine an actual position of each of the objects recognized in an image (i.e. each of the reference marks) in the image field of the camera and to compare it with a previously stored target position. It is also advantageous if the camera or the transformation unit is designed to control the positioning unit depending on a difference between the actual position and the target position of the recognized object in such a way that this difference is minimized.
  • the camera or the transformation unit can be designed to determine or read out the partial object coordinate data, which represent the coordinates of an individual reference mark, if the actual position corresponds to the target position. The camera or the transformation unit can thus be designed to compare the actual position and the target position, preferably automatically.
  • a line thickness of the reference mark can be known and one or more, e.g. two or three, or four calibrated cameras can be used. Using a known line thickness and calibrated camera(s), the respective laser therapy device can thus be designed to determine a vertical distance from the laser exit to the reference mark.
  • the reference object can comprise two reference marks or a reference mark with a rotation angle mark, whereby the rotation angle mark allows a rotation angle of the reference object to be determined. This allows the generation of a transformation rule for two-dimensional coordinates. As previously mentioned, to generate a three-dimensional transformation rule, three reference marks that are not in one plane or a reference mark with two rotation angle marks that refer to different axes of rotation are required.
  • a confidence interval of the coordinates calculated by a transformation rule can be reduced if the two reference marks or the one reference mark and the angle of rotation mark are further apart from each other.
  • Each reference or angle of rotation mark is located within the processing area. If the two reference marks or the reference and angle of rotation marks are selected to be far apart from each other, a compression or stretching of the coordinate systems of the two laser therapy devices can also be taken into account when determining the transformation rule and can be included in the transformation rule.
  • the processing area can have an extension of less than 20 cm by less than 20 cm.
  • the processing area is more preferably rectangular in shape with an extension of less than 15 cm by less than 5 cm.
  • the processing area is more preferably approximately 13.5 cm by 4.5 cm. Such a processing area enables both eyes of a patient to be processed for different interpupillary distances.
  • the reference marks can be points, circles, crosshairs or other patterns that can be detected by an object recognition system.
  • a rotation angle mark can be present in a given crosshair or pattern.
  • the crosshair or pattern has a count of 1 with respect to a rotation axis oriented perpendicular to the plane of the crosshair or pattern.
  • the camera or the transformation unit can be designed to take into account a projection of the image and/or distance information in the above-described evaluation of the comparison between the actual position and the target position of the detected object.
  • the calculation of a projection with knowledge of the angle and distance is known and will not be explained further here.
  • the reference object arranged in the processing area can comprise at least two 4-quadrant diodes spaced apart from one another.
  • the laser therapy device can have at least one positioning laser and an evaluation unit.
  • the positioning laser can be designed to generate positioning laser radiation emerging at the laser exit and propagating to the processing area. The above relationship between the distance of the reference marks and the confidence interval also applies to the distance between the 4-quadrant diodes.
  • the positioning laser can in particular be a laser emitting in the visible spectral range, which can also be used as a target laser.
  • the evaluation unit can be designed to read in a diode signal, the diode signal representing a charge carrier distribution generated by the 4-quadrant diode when the positioning laser radiation hits it.
  • the evaluation unit can also be designed to generate a control signal for controlling the positioning device depending on the diode signal and to transmit the control signal to the control unit or the positioning device.
  • the evaluation unit can also be designed to read out or determine diode data of the 4-quadrant diode when a homogeneous diode signal is detected, which represents an evenly distributed impact of the positioning laser on all four quadrants of the 4-quadrant diode.
  • the diode data represents the coordinates of the 4-quadrant diode.
  • the diode data thus correspond to partial object coordinate data.
  • the object coordinate data includes the diode data of the two 4- Quadrant diodes or the partial object coordinate data of two reference marks or the partial object coordinate data of the reference mark and angle data of the rotation angle mark.
  • the surgical microscope can be designed to provide the user with an image of the processing area and the reference object arranged in it.
  • a reference object comprises a reference mark and a rotation angle mark
  • the positioning unit is designed to rotate the image of the processing area displayed to the user, so that the user can vary the position and the rotation of the reference object. If both correspond to the adjustment position and an adjustment rotation, the object coordinate data of the reference object can be determined or provided by activating the trigger device.
  • a surgical microscope can in principle be understood as any means that allow the reference object to be imaged or displayed.
  • a 2D or 3D camera or two 2D cameras that (each) record an image that is displayed in an eyepiece or on a monitor or a 3D monitor are conceivable.
  • An analog surgical microscope with an eyepiece is also conceivable.
  • More than two 2D cameras can also be provided, e.g. three, four or five. When using two or more cameras, these are preferably arranged at an angle to one another.
  • the trigger device can be a device that, when activated, triggers or initiates a reading of the coordinates of the reference mark.
  • the trigger device can, for example, be a manually operated button, a manual or electrical switch, a foot switch or even a button on a touchscreen.
  • the evaluation device or the control device can be designed to receive a trigger signal generated by the trigger device, to evaluate it and to initiate a reading of the object coordinates based on the trigger signal.
  • the automatic finding of the target position and the manual finding of the target position can be combined. A user can first control the application arm manually until the reference mark enters the camera's field of view, whereby the subsequent control and comparison of the actual position with the target position can be carried out automatically using the camera image.
  • a comparison with the target position can first be carried out automatically and the user can then be given the opportunity to correct the comparison after the automated comparison.
  • the correction can also be possible if the target position was first compared manually and then automatically.
  • the adjustment to the target position of a reference mark of the reference object described above can include both positioning in two-dimensional space and rotation. If reference marks with a point and a rotation mark are used, the evaluation unit or the control unit is designed to rotate the image field of the recorded image, read out the angle of rotation and represent this using angle of rotation data. Positioning in three-dimensional space is also possible. This is possible if the reference object comprises three points in three-dimensional space that are not in one plane. Alternatively, the reference object can comprise a point and two angle of rotation marks, each of which represents a rotation of the reference object around one of two different axes.
  • the laser therapy device can have at least one safety device.
  • This safety device can be designed to monitor a safety area of the respective application arm and to generate an alarm signal when an object is detected within the safety area.
  • the safety area is the volume within which the application arm can move. This safety area can be monitored, for example, by means of a light barrier, an ultrasound sensor, a side camera with object recognition or a sensor that works on a different principle.
  • the alarm signal can be an interrupt signal.
  • a further embodiment of the laser therapy device can comprise an autofocus module which is designed to set a distance between the laser exit and the treatment area to a previously stored treatment distance.
  • the autofocus module can provide two intersecting laser beams or partial laser beams arranged at an angle to each other, wherein a crossing point at which the two laser beams or partial laser beams intersect is arranged at the previously stored treatment distance from the laser exit.
  • the 4-quadrant diodes used to determine the target position of the reference marks of the reference object can be designed to generate the diode signal when the laser beams or partial laser beams of the autofocus module hit.
  • the evaluation unit can also be designed to evaluate the diode signal generated by each 4-quadrant diode.
  • the laser beams or partial laser beams provided by the autofocus module can thus fulfill a dual function and serve both to set the previously stored treatment distance and to compare the actual position of a reference mark of the reference object with the target position.
  • the laser therapy device can further comprise a control module. This can be designed to determine eye data representing specific eye characteristics and to compare the eye data with target data in order to ensure that the correct eye is treated.
  • control module can be designed to use image processing to check whether the correct eye, i.e. the eye to be operated on, has been targeted. This ensures that the patient is treated correctly.
  • At least one of the laser therapy devices can have an interrupt output for providing an interrupt signal and at least one other of the laser therapy devices can have an interrupt input for receiving the interrupt signal.
  • the at least one other laser therapy device can be designed to block a movement of the application arm upon receipt of an interrupt signal. This has the advantage that only one laser therapy device can operate in the processing area at a time, i.e. can move in it. This prevents collisions between the at least two laser therapy devices.
  • the application arm can move to a parking position when an interrupt signal is received.
  • Each control device of the laser therapy devices can be designed to generate an interrupt signal and/or to receive and process such an interrupt signal.
  • both laser therapy devices are designed to receive the same control data, wherein the control data may contain, among other things, interrupt signals or may represent their generation and provision.
  • two of the at least two laser therapy devices can be arranged at a distance from one another at which a patient bed can be positioned. This refers to a horizontally measured distance between the two laser therapy devices.
  • a vertical distance from the laser exit from the application arm to the processing area can be identical for both laser therapy devices. In some embodiments, this vertical distance can differ for both laser therapy devices.
  • the two laser therapy devices can access the treatment area from two opposite directions, ie the respective application arm with laser exit to Move the processing area.
  • the directions can also be oriented at 90° to each other. Any other angle is also conceivable and irrelevant according to the invention, since the transformation rule enables the coordinate data to be transformed into one another regardless of the angle.
  • the patient bed can preferably be arranged centrally between the two laser therapy devices. Furthermore, the common treatment area can be located on the bed, preferably in a head area of the bed.
  • one laser therapy device can be a UV laser-based laser therapy device and at least one further laser therapy device can be a femtosecond laser-based laser therapy device.
  • the combination makes it possible to reduce the time interval between two processing steps to be carried out by the different laser therapy devices, for example to an interval of less than 30 seconds.
  • the method according to the invention for coupling at least two laser therapy devices that are connected to one another in a data-transmitting manner represents an adjustment method that does not require interaction with a patient.
  • the method enables the laser therapy devices to be designed to communicate with one another.
  • the laser therapy devices preferably communicate with one another in accordance with the control data. Nevertheless, both laser therapy devices remain separate and self-sufficient systems that are designed to transform, for example convert, coordinates from another coordinate system into their own coordinate system.
  • the method step of determining object coordinate data can comprise the following method steps: determining image data which represent a camera image of a camera arranged on an application arm of the laser therapy device; determining an image data area of the image data which represents the image of the reference object; determining an actual position of the reference object in relation to a target position of the reference object in the camera image; generating control data for controlling the application arm if the actual position of the reference object does not correspond to the target position; and reading out the current object coordinate data if the actual position of the reference object corresponds to the target position.
  • the method step of determining object coordinate data may comprise the following method steps: Reading in a diode signal which represents a signal generated by a 4-quadrant diode when a positioning laser beam strikes it. Charge carrier distribution represents; generating control data depending on the diode signal for controlling the application arm if no homogeneous diode signal is determined; and reading out the current object coordinate data if a homogeneous diode signal is determined, wherein the homogeneous diode signal represents an evenly distributed impact of the positioning laser radiation on all four quadrants of the 4-quadrant diode. Details of the above explanation of the corresponding embodiment of the laser therapy device, which is designed to read out a 4-quadrant diode, can be transferred accordingly to this embodiment of the method according to the invention.
  • the coupling of at least two laser therapy devices can particularly preferably be carried out completely automatically.
  • the invention further relates to a computer program product which, when executed on a computer, carries out the method steps of an embodiment of the method described above for coupling at least two laser therapy devices.
  • a method for correcting refractive errors can thus comprise the following method steps: the method steps of a method according to the invention for coupling at least two laser therapy devices that are connected to one another in a data-transmitting manner; cutting a pattern into the cornea of a human eye with the laser therapy device; transmitting coordinate data of the human eye from the laser therapy device to another laser therapy device; transforming the coordinate data of the human eye into further coordinate data by the other laser therapy device in accordance with the determined transformation rule; moving the application arm of the other laser therapy device to the transformed coordinate data; and carrying out the refractive error correction on the human eye by the other laser therapy device.
  • the pattern can be a straight cut or consist of several cuts.
  • the pattern can represent a flap, for example.
  • the pattern can represent an incision that ensures access to an area to be treated or the introduction of a transplant.
  • An alignment of two laser therapy devices can thus preferably be carried out before one or more visual impairment corrections are to be carried out. If necessary, the laser therapy devices can thus be positioned variably, since adjustment using the invention is very simple and can be carried out without specialist knowledge.
  • a transformation rule Once a transformation rule has been determined, it can be stored in the respective laser therapy device. The transformation rule can then be used until a relative position of the laser therapy devices changes.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a laser therapy device according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of differently designed heads of the laser therapy device according to the invention.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a combination of two laser therapy devices
  • Fig. 4 is a schematic representation of the sequence of coupling two laser therapy devices
  • Fig. 5 is a schematic representation of the method for coupling at least two laser therapy devices.
  • Fig. 6 is a schematic representation of a process step of the process shown in Fig. 6.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a laser therapy device 100 according to the invention.
  • This device comprises a base 101 and a head 102.
  • the head 102 is movable in three spatial directions, x, y and z, with respect to the base 101 by means of a positioning device 120.
  • An application arm 130 is attached to the head 102, at the end 131 of which there is a laser outlet 132.
  • therapy or laser light 141 emitted by a laser light source 140 emerges from the laser outlet 132.
  • the laser light 141 can be moved within a scanning area 151 by means of a scanning device 150.
  • the scanning device 150 is shown purely schematically in the form of two scanning mirrors, but can also be designed differently.
  • the scanning area 151 is a subarea of a processing area 160.
  • the position and beam guidance of the laser light source 140 and the scanning device 150 is purely schematic.
  • the laser therapy device 100 has a data connection 170 by means of a data cable 171 and is designed for data-transmitting connection with at least one further laser therapy device (not shown).
  • a control device 180 is also shown purely schematically in Fig. 1.
  • the control device 180 is connected to the positioning device 120 and is designed to control it.
  • the control device 180 further comprises a transformation unit 181, an autofocus module 182, a control module 183 and an evaluation unit 183a, which will be discussed below. Furthermore, the control device 180 is connected to a camera 184, a trigger device 185 in the form of a foot switch 185a, a positioning unit 185b, an interrupt input 186, an interrupt output 187 and optionally to positioning lasers 188 and a safety device 189.
  • the application arm 130 is foldable and shown in a working position 130a and a parking position 130b (dashed). Thus, the application arm 130 can be folded away from the processing area 160 when the laser therapy device 100 is not processing the processing area 160.
  • a safety area 133 of the application arm 130 is monitored by the safety device 189.
  • the safety device 189 detects whether an object is located in the safety area 133.
  • the safety device 189 itself can generate an alarm signal if an object has been detected.
  • a signal from the safety device 189 can be evaluated by the control device 180.
  • the safety device 189 shown is shown purely schematically. It can also be attached to the application arm 130 and, for example, comprise two sensors that point to the working position 130a and the parking position 130b and monitor movement into these two positions 130a, 130b.
  • the safety device 189 can, for example, comprise a camera, ultrasonic sensors, optically operating sensors or sensors based on other operating principles in any number and/or combination.
  • the camera 184 records an image of the processing area 160 through a dichroic beam splitter 184a.
  • the camera or the two or more cameras or the 3D camera
  • the camera can also be mounted off-axis, i.e. non-collinearly, to the side of the laser exit 132.
  • a mirror can be used instead of the beam splitter 184a.
  • the camera 184 can record the entire processing area 160 or parts thereof.
  • the camera 184 generates a camera image, which is transmitted to the control device 180. In this camera image, the control device 180 can carry out object recognition and, for example, identify a reference object 400 (not yet shown).
  • An actual position of this reference object is compared with a target position of the reference object stored in advance in the laser therapy device 100, preferably in the control device 180. If the actual position does not correspond to the target position, the control device 180 can control the positioning device 120 and change the position of the camera 184 with respect to the processing area. As soon as the control device 180 recognizes that the actual position and the target position are the same, it can read in the currently set coordinates of the positioning device 120 in the form of object coordinate data 121.
  • the object coordinate data 121 are shown purely schematically.
  • Another possibility for determining the object coordinate data 121 is to use the positioning laser 188 and a 4-quadrant diode (not yet shown).
  • a signal generated by the 4-quadrant diode is evaluated by the evaluation unit 183a.
  • the signal of the 4- Due to the crossed arrangement of the positioning lasers 188, the quadrant diode is only a homogeneous signal if the positioning device 120 and the 4-quadrant diode are aligned with each other in such a way that the 4-quadrant diode is located at a crossing point 188a of the positioning lasers 188.
  • partial signals of the individual quadrants of the 4-quadrant diode can be of equal size. If this is the case, the control device 180 reads out the object coordinate data 121.
  • the object coordinate data 121 can also be determined by means of the trigger device 185 in conjunction with the positioning unit 185b. In this case, the actual position of the reference object is compared with a target position of the reference object manually by a user.
  • Fig. 4(b) shows how the further laser therapy device 310 has positioned the application arm 130 in processing position 130a above the processing area 160. Hidden areas of the reference object 400 are shown in dashed lines. For the sake of explanation, the target position 224 of a reference mark 402 is shown in the application arm 130. The positioning unit 120 positions the application arm 130 and in particular the laser exit 132 until the actual position 222 of the reference mark 402 matches the target position 224.
  • the camera 184 which records an image of the processing area 160 through the dichroic beam splitter 184a and an object recognition applied to the camera image, can detect an equality between the actual position 222 and the target position 224. This state is shown in Pig. 4(c).
  • the comparison of the actual position 222 and the target position 224 is carried out by the laser therapy device 100 for both reference marks 402 and the coordinates of the two reference marks (these are each available in the form of partial object coordinates) are stored as object coordinate data 121 for creating the transformation rule 190 or provided as further object coordinate data 172 for providing the further laser therapy device 310.
  • the further laser therapy device 310 transmits an interrupt signal 186a from the interrupt output 187 to the interrupt input 186 of the laser therapy device 100, so that the application arm 130 of the laser therapy device 100 is blocked (see Fig. 3).
  • the application arm 130 of the further laser therapy device 310 is then moved to the parking position 130b and there is no longer an interrupt signal 186a at the interrupt input 186 of the laser therapy device 100.
  • the application arm 130 of the laser therapy device 100 can now be moved to the working position 130a. In this position of the application arm 130, the laser therapy device 100 now sends an interrupt signal 186a to the interrupt input 186 of the further laser therapy device 310.
  • the comparison of the actual position 222 of the two reference marks 402 with their target position 224 is carried out by the laser therapy device 100 analogously to the comparison described above by the further laser therapy device 310. This is shown schematically in Fig. 4 (d).
  • the transformation rule 190 of the laser therapy device 100 enables a transformation of coordinates of the further laser therapy device 310 into the coordinate system 310b of the laser therapy device 100. Accordingly, the transformation rule 190 of the further laser therapy device 310 enables a transformation of coordinates of the laser therapy device 100 into the coordinate system 310a of the further laser therapy device 310.
  • the reference object 400 can, for example, comprise two 4-quadrant diodes 410.
  • Each of the 4-quadrant diodes 410 is designed to generate a diode signal 411 which represents a generated charge carrier distribution 412 of the four quadrants 413 of the 4-quadrant diode 410.
  • the reference object 400 can have, in addition to the two 4-quadrant diodes 410, an evaluation module which is designed to process the diode signals 411.
  • the reference object 400 of Fig. 4(f) has a reference mark 402 and a rotation angle mark 414.
  • the reference mark 402 is also a crosshair 403, which, however, has a count of 1 due to the rotation angle mark 414.
  • the reference object 400 is only mapped back into itself when it is an integer multiple of a rotation of 360°.
  • the object coordinate data 121 thus represent the coordinates 416 of a point and a rotation angle 417.
  • a reference object 400 is shown schematically in the form of a QR code 418.
  • a reference object 400 can have a combination of reference marks 402 and/or angle of rotation marks 414 in any number and/or combination.
  • the markings in three of the four corners for the orientation of the QR code 418 can be used as reference mark 402 or angle of rotation mark 414.
  • the reference mark 402 shown in Fig. 4(g) and Rotation angle mark 414 is purely exemplary.
  • such a QR code 418 can provide further information.
  • the additional information can, for example, include information about the reference object 400 used.
  • object coordinate data 121 is thus determined by the laser therapy device 100 and the further object coordinate data 172 is provided by the further laser therapy device 310.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lasertherapievorrichtung (100), die zur datenübertragenden Verbindung mit wenigstens einer weiteren Lasertherapievorrichtung (310) ausgestaltet ist. Der Wechsel zwischen zwei Lasertherapievorrichtungen (100, 310) aus dem Stand der Technik dauert aufgrund der notwendigen Neupositionierung eine gewisse Zeit. Diese wird erfindungsgemäß durch die Lasertherapievorrichtung (100) verkürzt, indem die Lasertherapievorrichtung (100) eine Transformationseinheit (181) aufweist, die ausgestaltet ist Objektkoordinatendaten (121) zu ermitteln, weitere Objektkoordinatendaten (172) zu empfangen, und aus den Objektkoordinatendaten (121) und den weiteren Objektkoordinatendaten (172) eine Transformationsvorschrift (190) zur Transformation von beliebigen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung (310) in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung (100) zu ermitteln. Im erfindungsgemäßen Verbund (300) sind wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen (100, 310) datenübertragend miteinander verbunden und im Verfahren zum Koppeln von wenigsten zwei Lasertherapievorrichtungen (100, 310) wird eine Transformationsvorschrift (190) zur Transformation von beliebigen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung (310) in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung (100) ermittelt.

Description

Lasertherapievorrichtung, Verbund von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen und Verfahren zum Koppeln von Lasertherapievorrichtungen
Die Erfindung betrifft eine Lasertherapievorrichtung, einen Verbund von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen und ein Verfahren zum Koppeln von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen.
Für bestimmte ophthalmologische Behandlungen ist es notwendig, zwei oder mehr Lasertherapievorrichtungen zu verwenden. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn zwei unterschiedliche Laser für eine Behandlung eingesetzt werden. Zum Beispiel wenn ein Teil der Behandlung eine Bestrahlung mittels ultravioletter Laserstrahlung und ein weiterer Teil der Behandlung die Anwendung eines Femtosekundenlasers erfordert. Hierbei sind und bleiben beide Lasertherapievorrichtungen autark und eigenständig steuer- und bedienbar.
Im Verlauf einer solchen Behandlung kann es somit notwendig sein, den Patienten, d.h. insbesondere ein Auge des Patienten unter jeder der verwendeten Lasertherapievorrichtungen zu positionieren. Dies ist zum einen zeitaufwendig und stellt zum anderen sowohl für den Behandler als auch für den Patienten aufgrund der benötigten Zeiten zur Positionierung keine optimale Lösung dar. Zudem erfordert die Positionierung des Patienten bei Lösungen aus dem Stand der Technik eine motorische Liege.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Lasertherapievorrichtung und ein Verfahren zur Kopplung von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen bereitzustellen die schneller und kosteneffizienter sind. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Behandlung, die ein Zusammenspiel von zwei oder mehr Lasertherapievorrichtungen erfordert, zu beschleunigen und somit für den Behandler und den Patienten angenehmer zu gestalten.
Diese Aufgabe wird für die eingangs genannte Lasertherapievorrichtung dadurch gelöst, dass diese zur datenübertragenden Verbindung mit wenigstens einer weiteren Lasertherapievorrichtung ausgestaltet ist. Die Lasertherapievorrichtung ist ferner ausgestaltet zu einem Bearbeitungsbereich propagierendes Laserlicht an einem Laseraustritt bereitzustellen. Die Lasertherapievorrichtung umfasst wenigstens eine Positioniervorrichtung zur Positionierung des an einem Applikationsarm vorgesehenen und vom Applikationsarm in seiner Lage und/oder Position veränderbaren Laseraustritts und eine Steuereinrichtung, die ausgestaltet ist, wenigstens die Positioniervorrichtung zu steuern. Ferner weist die Lasertherapievorrichtung eine Transformationseinheit auf. Diese Transformationseinheit ist ausgestaltet Objektkoordinatendaten zu ermitteln, welche Objektkoordinaten eines im Bearbeitungsbereich angeordneten Referenzobjektes in einem Koordinatensystem der Lasertherapievorrichtung repräsentieren. Die Transformationseinheit ist ferner ausgestaltet weitere Objektkoordinatendaten zu empfangen, welche weitere Objektkoordinaten des Referenzobjektes in einem weiteren Koordinatensystem der weiteren Lasertherapievorrichtung repräsentieren. Zudem ist die Transformationseinheit ausgestaltet eine Transformationsvorschrift zu ermitteln. Die Transformationsvorschrift zur Transformation von beliebigen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung wird aus den Objektkoordinatendaten und den weiteren Objektkoordinatendaten ermittelt.
Diese Aufgabe wird ferner durch den eingangs genannten Verbund dadurch gelöst, dass in diesem wenigstens zwei erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtungen datenübertragend miteinander verbunden sind und jeweils zwei der wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen einen gemeinsamen Bearbeitungsbereich aufweisen. Dabei ist jede der Lasertherapievorrichtungen ausgestaltet, beliebige Koordinaten des Bearbeitungsbereiches der jeweils anderen Lasertherapievorrichtung in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung zu transformieren.
Diese Aufgabe wird ferner durch das eingangs genannte Verfahren dadurch gelöst, dass dieses die folgenden Verfahrensschritte umfasst: (1) Ermitteln von Objektkoordinatendaten, welche Objektkoordinaten eines im Bearbeitungsbereich angeordneten Referenzobjektes in einem Koordinatensystem der Lasertherapievorrichtung repräsentieren, (2) Empfangen weiterer Objektkoordinatendaten, welche weitere Objektkoordinaten des Referenzobjektes in einem weiteren Koordinatensystem der weiteren Lasertherapievorrichtung repräsentieren, und (3) Ermitteln einer Transformationsvorschrift aus den Objektkoordinatendaten und den weiteren Objektkoordinatendaten, wobei die Transformationsvorschrift eine Transformation von beliebigen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung repräsentiert.
Die erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtung, das erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäße Verbund ermöglichen es somit, dass der Wechsel von einer Lasertherapievorrichtung zu einer weiteren Lasertherapievorrichtung und die darauffolgende notwendige grobe Positionierung eines jeweiligen Applikationsarms im bzw. über einem Bearbeitungsbereich schneller erfolgen kann, da beide Geräte miteinander vernetzt sind und eine der Lasertherapievorrichtung bekannte Position im Bearbeitungsbereich aufgrund der Transformationsvorschrift auch der weiteren Lasertherapievorrichtung bekannt ist bzw. ermittelt werden kann. Die Lasertherapievorrichtung und die weitere Lasertherapievorrichtung haben ein und denselben Bearbeitungsbereich. Der Bearbeitungsbereich der Lasertherapievorrichtung kann hierbei in einer Ausgestaltung exakt dem Bearbeitungsbereich der weiteren Lasertherapievorrichtung entsprechen. Der weiteren Lasertherapievorrichtung ist es erfindungsgemäß möglich, Koordinaten der Lasertherapievorrichtung zu transformieren und in einem Koordinatensystem der weiteren Lasertherapievorrichtung zu verwenden. Somit kann die weitere Lasertherapievorrichtung eine Position, welche der Lasertherapievorrichtung bekannt ist, sofort anfahren. Ebenso ist es der Lasertherapievorrichtung erfindungsgemäß möglich, Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung zu transformieren und in einem Koordinatensystem der Lasertherapievorrichtung zu verwenden.
Ein Vorteil der Erfindung ist somit, dass ein Zusammenwirken und Zusammenarbeiten wenigstens zweier Lasertherapievorrichtungen beschleunigt werden kann. Ein weiterer sich daraus ergebender Vorteil ist die Verkürzung der Behandlungsdauer, was wiederum den Patientenkomfort erhöht. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist eine mögliche Steigerung des Patientendurchsatzes. Ein Einsatz wird somit für die zu behandelnde Person komfortabler und aufgrund des gesteigerten Patientendurchsatzes kostengünstiger.
Beide Lasertherapievorrichtungen sind im Allgemeinen (und im Speziellen auch im Verbund) selbstständig in der Lage eine Feinpositionierung, beispielsweise zur Kompensation der sogenannten Cyclorotation bezüglich des zu operierenden Auges durchzuführen. Beide Lasertherapievorrichtungen sind und bleiben selbstständig und autark.
Die erfmdungsgemäße Lasertherapievorrichtung, das erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfmdungsgemäße Verbund können durch jeweils für sich vorteilhafte Weiterbildungen verbessert werden. Die zusätzlichen Merkmale der nachfolgend beschriebenen Weiterbildungen können beliebig miteinander kombiniert und/oder weggelassen werden. Merkmale, welche für die Lasertherapievorrichtung beschrieben sind, sind dabei auch auf das erfmdungsgemäße Verfahren und auf jede der Lasertherapievorrichtungen des Verbunds anwendbar. Ebenso können Merkmale, welche für das Verfahren beschrieben werden, auf eine entsprechende Ausgestaltung der Lasertherapievorrichtung übertragen werden.
Die datenübertragende Verbindung der Lasertherapievorrichtung kann bevorzugt eine kabelgebundene Verbindung sein. Hierfür können in der jeweiligen Lasertherapievorrichtung bereits vorgesehene Anschlüsse genutzt oder ein zusätzlicher Anschluss bereitgestellt werden. Aus Gründen der Sicherheit und Störanfälligkeit ist eine drahtlose Verbindung nicht bevorzugt, generell wird diese aber nicht ausgeschlossen. Die Verbindung kann beispielsweise über einen CAN-Bus, eine Netzwerkverbindung per LAN-Kabel oder andere vorzugsweise genormte Anschluß- und Stecker-Geometrien und/oder unter Nutzung verschiedener Anschlussprotokolle erfolgen. Jede der miteinander verbundenen Lasertherapievorrichtungen ist jeweils ausgestaltet mit der jeweils anderen Lasertherapievorrichtung Daten bidirektional und bevorzugt parallel auszutauschen und diese interpretieren zu können.
Der Laseraustritt ist als Ausgang eines Therapiestrahls aus der Lasertherapievorrichtung zu verstehen. An diesem wird ein Strahlengang des Therapiestrahls herausführt. Der Laseraustritt kann ein Fenster oder eine Öffnung sein, die vor Beginn einer Behandlung über der zu behandelnden Stelle positioniert wird. Diese grobe Positionierung wird mit der vorliegenden Erfindung vereinfacht und beschleunigt.
Positioniervorrichtungen zur Positionierung des am Applikationsarm vorgesehenen Laseraustritts können Gelenke und/oder Linearversteller und/oder andere mechanische Verstellvorrichtungen in beliebiger Anzahl und/oder Kombination aufweisen. Idealerweise erlaubt eine Positioniervorrichtung eine Positionierung des Applikationsarms und somit des Laseraustritts in allen drei Raumrichtungen. In einer Ausgestaltung kann die Positioniervorrichtung nur eine Einstellung des Laseraustritts in X- und Y- Richtung ermöglichen. Eine Höhenverstellung kann in einem solchen Fall durch eine entsprechende Höhenverstellvorrichtung ermöglicht werden. Alternativ kann eine Höhenverstellung von einer Patientenliege bereitgestellt werden.
Die Transformationseinheit kann ein Bestandteil der Steuervorrichtung oder separat in der Lasertherapievorrichtung bereitgestellt sein. Die Transformationseinheit kann durch Hardware, Software oder eine Kombination von Hardware und Software bereitgestellt werden.
Um Objektkoordinatendaten ermitteln zu können ist es vorteilhaft, wenn das Referenzobjekt wenigstens zwei in einer Ebene liegende Punkte umfasst. Als Punkte sind hierbei unterscheidbaren geometrische Merkmale des Referenzobjektes zu verstehen, denen eindeutige Koordinaten zuweisbar sind.
Alternativ ist es möglich, dass das Referenzobjekt so ausgestaltet ist, dass dieses mindestens einen Punkt mit eindeutig zuweisbaren Koordinaten und eine zusätzliche Drehwinkelmarke umfasst, wobei die Drehwinkelmarke in Verbindung mit dem mindestens einen Punkt eine Rotation des Referenzobjektes repräsentiert und somit die Messung eines Rotationswinkels ermöglicht.
Die Transformationsvorschrift kann zur Transformation von dreidimensionalen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung in dreidimensionale Koordinaten der Lasertherapievorrichtung ausgestaltet sein. Hierbei umfasst das Referenzobjekt drei Punkte im dreidimensionalen Raum, wobei nicht alle drei Punkte in einer Ebene hegen. Alternativ kann für diese Ausgestaltung das Referenzobjekt einen Punkt und zwei Drehwinkelmarken umfassen, wobei jede der Drehwinkelmarken jeweils eine Rotation des Referenzobjektes um eine von zwei sich unterscheidenden Achsen repräsentiert.
Die weiteren Objektkoordinatendaten werden von der weiteren Lasertherapievorrichtung vom selben Referenzobjekt ermittelt. Das Referenzobjekt wird hierbei nicht in seiner Lage verändert. Die weiteren Objektkoordinatendaten werden der Lasertherapievorrichtung bereitgestellt. Gleichzeitig können die Objektkoordinatendaten der Lasertherapievorrichtung der weiteren Lasertherapievorrichtung bereitgestellt werden.
Die Transformationsvorschrift kann ausgestaltet sein aus Koordinaten eines Objektpunktes (ein beliebiger Punkt im Bearbeitungsbereich) im Koordinatensystem der weiteren Lasertherapievorrichtung die Koordinaten im Koordinatensystem der Lasertherapievorrichtung zu berechnen. Die Transformationsvorschrift kann eine lineare Transformation repräsentieren, die eine Translation, eine Drehung, eine Skalierung und eine Scherung in beliebiger Kombination und/oder Reihenfolge enthalten kann. Die Transaktionsvorschrift repräsentiert dabei insbesondere eine affine Transformation.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Lasertherapievorrichtung kann diese wenigsten eine Kamera zur Ermittlung der Objektkoordinatendaten des im Bearbeitungsbereich angeordneten Referenzobjektes umfassen. Die Objektkoordinatendaten können in oder durch die Kamera und/oder in oder durch die Steuervorrichtung gespeichert werden und der Transformationseinheit bereitgestellt werden. Die Kamera kann bevorzugt eine optische Achse aufweisen, die kollinear zu einem Strahlengang des Therapielichts angeordnet ist. Dabei kann die Kamera den Bearbeitungsbereich durch den Laseraustritt hindurch aufhehmen. Die optische Achse der Kamera kann im Applikationsarm oder zwischen Laseraustritt und Bearbeitungsbereich mit dem Strahlengang des Therapielichts kombiniert werden, beispielsweise mittels eines dichroitischen optischen Elements.
Die Kamera kann den Bearbeitungsbereich teilweise oder vollständig aufhehmen.
Die Objektkoordinatendaten können mittelbar oder unmittelbar durch die Kamera ermittelt werden. Die Kamera selbst oder die Transformationseinheit kann ausgestaltet sein eine Objekterkennung in von der Kamera aufgenommenen Bildern durchzufuhren. Ferner kann die Kamera oder die Transformationseinheit ausgestaltet sein eine Ist-Lage jedes der in einem Bild erkannten Objekte (d.h. jeder der Referenzmarken) im Bildfeld der Kanjera zu ermitteln und mit einer vorab gespeicherten Soll- Lage zu vergleichen. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Kamera oder die Transformationseinheit ausgestaltet ist die Positioniereinheit in Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen Ist-Lage und Soll-Lage des erkannten Objektes derart zu steuern, dass dieser Unterschied minimiert wird. Letztlich kann die Kamera oder die Transformationseinheit ausgestaltet sein die Teilobjektkoordinatendaten, welche die Koordinaten einer einzelnen Referenzmarke repräsentieren, zu ermitteln oder auszulesen, wenn die Ist-Lage der Soll-Lage entspricht. Die Kamera oder die Transformationseinheit kann somit ausgestaltet sein die Ist-Lage und Soll-Lage abzugleichen, bevorzugt automatisiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Strichdicke der Referenzmarke bekannt sein und eine oder mehrere, z.B. zwei oder drei, oder vier kalibrierte Kamera(s) verwendet werden. Mittels bekannter Strichdicke und kalibrierter Kamera(s) kann die jeweilige Lasertherapievorrichtung somit ausgestaltet sein, einen vertikalen Abstand vom Laseraustritt zur Referenzmarke zu bestimmen.
Das Referenzobjekt kann zwei Referenzmarken oder eine Referenzmarke mit Drehwinkelmarke umfassen, wobei die Drehwinkelmarke es erlaubt einen Drehwinkel des Referenzobjektes zu ermitteln. Dies erlaubt die Erzeugung einer Transformationsvorschrift für zweidimensionale Koordinaten. Wie vorab erwähnt werden zur Erzeugung einer dreidimensionalen Transformationsvorschrift drei Referenzmarken, die nicht in einer Ebene liegen, oder eine Referenzmarke mit zwei Drehwinkelmarken, die sich auf unterschiedliche Drehachsen beziehen, benötigt.
Ein Konfidenzintervall der von einer Transformationsvorschrift berechneten Koordinaten kann verkleinert werden, wenn die zwei Referenzmarken oder die eine Referenzmarke und die Drehwinkelmarke weiter voneinander entfernt werden. Jede Referenz- oder Drehwinkelmarke befindet sich dabei innerhalb des Bearbeitungsbereiches. Werden die beiden Referenzmarken oder die Referenz- und Drehwinkelmarke weit voneinander entfernt gewählt, so kann auch eine Stauchung oder Streckung der Koordinatensysteme der beiden Lasertherapievorrichtungen beim Ermitteln der Transformationsvorschrift berücksichtigt werden und in der Transformationsvorschrift enthalten sein. Der Bearbeitungsbereich kann eine Ausdehnung von kleiner 20 cm mal kleiner 20 cm aufweisen. Weiter bevorzugt weist der Bearbeitungsbereich eine rechteckige Form mit einer Ausdehnung von kleiner 15 cm mal kleiner 5 cm auf. Weiter bevorzugt hat der Bearbeitungsbereich eine Ausdehnung von ca. 13,5 cm mal 4,5 cm. Ein solcher Bearbeitungsbereich ermöglicht die Bearbeitung beider Augen eines Patienten für unterschiedliche Augenabstände.
Die Referenzmarken können Punkte, Kreise, Fadenkreuze oder andere Muster sein, die von einer Objekterkennung erfassbar sind. Insbesondere kann in einem vorgegebenen Fadenkreuz oder Muster eine Drehwinkelmarke vorhanden sein. Das Fadenkreuz bzw. das Muster hat dabei eine Zähligkeit von 1 bezüglich einer senkrecht zur Ebene des Fadenkreuzes bzw. Musters orientierten Drehachse.
Sofern die optische Achse der Kamera nicht kollinear zum Strahlengang des Therapielichts verläuft und somit unter einem Winkel ungleich 90 Grad zum Bearbeitungsbereich orientiert ist, kann die Kamera oder die Transformationseinheit ausgestaltet sein eine Projektion des Bildes und/oder eine Abstandsinformation in der oben erläuterten Auswertung des Vergleichs zwischen Ist-Lage und Soll- Lage des erkannten Objektes zu berücksichtigen. Die Berechnung einer Projektion unter Kenntnis des Winkels und Abstands ist bekannt und soll hier nicht weiter erläutert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung kann das im Bearbeitungsbereich angeordnete Referenzobjekt wenigstens zwei voneinander beabstandete 4- Quadrantendioden umfassen. Die Lasertherapievorrichtung kann wenigstens einen Positionierlaser und eine Auswerteeinheit aufweisen. Der Positionierlaser kann ausgestaltet sein, am Laseraustritt austretende und zum Bearbeitungsbereich propagierende Positionierlaserstrahlung zu generieren. Der obige Zusammenhang zwischen Abstand der Referenzmarken und Konfidenzintervall gilt auch für einen Abstand der 4-Quadrantendioden untereinander.
Der Positionierlaser kann insbesondere ein im sichtbaren Spektralbereich emittierender Laser sein, der zugleich als Ziellaser verwendet werden kann.
Die Auswerteeinheit kann ausgestaltet sein ein Diodensignal einzulesen, wobei das Diodensignal eine von der 4-Quadrantendiode bei Auftreffen der Positionierlaserstrahlung auf selbe erzeugte Ladungsträgerverteilung repräsentiert. Die Auswerteeinheit kann ferner ausgestaltet sein in Abhängigkeit vom Diodensignal ein Steuersignal zum Steuern der Positioniervorrichtung zu generieren und das Steuersignal an die Steuereinheit oder die Positioniervorrichtung zu übermitteln. Letztlich kann die Auswerteeinheit auch ausgestaltet sein beim Detektieren eines homogenen Diodensignals, welches ein gleichverteiltes Auftreffen des Positionierlasers auf allen vier Quadranten der 4-Quadrantendiode repräsentiert, Diodendaten der 4-Quadrantendiode auszulesen oder zu ermitteln. Die Diodendaten repräsentieren die Koordinaten der 4-Quadrantendiode. Die Diodendaten entsprechen somit Teilobjektkoordinatendaten. Die Objektkoordinatendaten umfassen die Diodendaten der beiden 4- Quadrantendioden bzw. die Teilobjektkoordinatendaten von zwei Referenzmarken oder die Teilobjektkoordinatendaten der Referenzmarke und Winkeldaten der Drehwinkelmarke.
Ein Ladungsverteilungssignal kann ein Signal sein, welches eine ermittelte elektrische Ladung in den vier Quadranten der 4-Quadrantendiode repräsentiert. Die erzeugten Ladungen können auf die vier Quadranten verteilt sein. Eine Gleichverteilung der Ladung repräsentiert einen Zustand, in welchem ein symmetrischer, die 4-Quadrantendiode anregender Strahl im Zentrum der 4-Quadrantendiode auftrifft.
Das homogene Diodensignal setzt bei Annahme obiger Definition ein achsensymmetrisches Strahlprofil voraus. In anderen Ausgestaltungen der erfmdungsgemäßen Lasertherapievorrichtung kann die Auswerteeinheit ausgestaltet sein, nicht-achsensymmetrische Strahlprofile bei der Auswertung des Diodensignals zu berücksichtigen, so dass auch mit Positionierlasem mit nicht-achsensymmetrischem Strahlprofil eine zentrale Positionierung des Positionierlasers (z.B. Schwerpunkt des Positionierlaserstrahls) auf der 4-Quadrantendiode detektiert werden kann. In diesem Pall kann ein homogenes Diodensignal abweichend von der obigen Beschreibung definiert sein.
Sowohl das homogene Diodensignal als auch eine detektierte Gleichheit von Ist-Lage und Soll-Lage des detektieren Objektes (z.B. Referenzmarke) können eine Positionierung des Laseraustritts über der betrachteten 4-Quadrantendiode oder der betrachteten Referenzmarke repräsentieren.
Die Transformationseinheit kann ausgestaltet sein die Koordinaten der Referenzmarken zu ermitteln, wenn ein homogenes Diodensignal oder eine Gleichheit von Ist-Lage und Soll-Lage erhalten wird. Hierzu kann die Transformationseinheit ausgestaltet sein die Teilobjektkoordinatendaten der jeweiligen 4-Quadrantendiode oder der jeweiligen Referenzmarke von der Positioniervorrichtung anzufragen bzw. der Positioniervorrichtung eine entsprechende Anweisung zur Bereitstellung der Teilobjektkoordinatendaten zu senden. Die Teilobjektkoordinatendaten der beiden Referenzmarken oder die Teilobjektkoordinatendaten einer Referenzmarke zusammen mit Drehwinkeldaten der Drehwinkelmarke bilden die Objektkoordinatendaten.
Die beiden zuvor beschriebenen Ausgestaltungen zum Ermitteln der Objektkoordinatendaten können bevorzugt automatisiert erfolgen. Allerdings ist eine Ermittlung der Objektkoordinatendaten auch manuell möglich.
In einer solchen Ausgestaltung der erfmdungsgemäßen Lasertherapievorrichtung kann der Applikationsarm mittels einer Positioniereinheit von einem Benutzer steuerbar sein und die Lasertherapievorrichtung ferner ein Operationsmikroskop und eine Triggervorrichtung umfassen.
Das Operationsmikroskop kann ausgestaltet sein dem Benutzer eine Abbildung des Bearbeitungsbereiches und des in diesem angeordneten Referenzobjektes bereitzustellen.
Die Triggervorrichtung ist ausgestaltet zum Zeitpunkt der Betätigung der Triggervorrichtung durch den Benutzer die derzeitig eingestellten Koordinaten des Applikationsarms als Teilobjektkoordinatendaten der Referenzmarke einzulesen, wenn die dem Benutzer durch das Operationsmikroskop angezeigte Position der Referenzmarke einer vorbestimmten Justageposition der Referenzmarke entspricht. Die vorbestimmte Justageposition entspricht hierbei der zuvor beschriebenen Soll-Lage der Referenzmarke. Der Benutzer kann die Ermittlung/Bereitstellung der Teilobjektkoordinatendaten für die beiden Referenzmarken veranlassen und erhält somit die Objektkoordinatendaten des Referenzobjektes.
Wenn ein Referenzobjekt eine Referenzmarke und eine Drehwinkelmarke umfasst, ist die Positioniereinheit ausgestaltet, das dem Benutzer angezeigte Bild des Bearbeitungsbereiches zu drehen, so dass der Benutzer zum einen die Position und zum andern auch die Rotation des Referenzobjektes variieren kann. Stimmen beide mit der Justageposition und einer Justagerotation überein, können durch Betätigung der Triggervorrichtung die Objektkoordinatendaten des Referenzobjektes ermittelt oder bereitgestellt werden.
Als Operationsmikroskop können erfmdungsgemäß prinzipiell alle Mittel verstanden werden, die es erlauben das Referenzobjekte abzubilden oder darzustellen. Denkbar sind somit beispielsweise und nicht einschränkend eine 2D oder 3D Kamera oder zwei 2D Kameras, die (jeweils) ein Bild aufhimmt (aufhehmen), welche(s) in einem Okular oder auf einem Monitor oder einem 3D Monitor angezeigt wird (werden). Ein analoges Operationsmikroskop mit Okular ist ebenso denkbar. Es können auch mehr als zwei 2D Kameras vorgesehen sein, z.B. drei, vier oder fünf. Bei Verwendung von zwei oder mehr Kameras sind diese bevorzugt jeweils schräg zueinander angeordnet.
Die Triggervorrichtung kann eine Einrichtung sein, die bei Betätigung ein Auslesen der Koordinaten der Referenzmarke anstößt bzw. einleitet. Die Triggervorrichtung kann beispielsweise ein manuell betätigbarer Knopf, ein manueller oder elektrischer Schalter, ein Fußschalter oder auch ein Button auf einem Touchscreen sein.
In dieser Ausgestaltung entscheidet der Benutzer, ob die im Operationsmikroskop angezeigte Position der Referenzmarke mit der vorbestimmten Justageposition übereinstimmt. Das Operationsmikroskop kann ausgestaltet sein den Anwender hierbei mittels einer permanent angezeigten Abgleichsmarke oder einer einblendbaren Abgleichsmarke beim Abgleich zu unterstützen. Eine Abgleichsmarke kann insbesondere mit dem angezeigten Bild des Bearbeitungsbereiches überlagert werden.
Wird die Abgleichsmarke mit dem Bild überlagert, so kann die Abgleichsmarke in einer halbautomatischen Ausgestaltung eine korrekte Überlagerung durch eine Farbänderung, ein Blinken oder eine Kombination von beiden anzeigen.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Auswerteeinrichtung oder die Steuereinrichtung (die Auswerteeinrichtung kann Teil der Steuereinrichtung oder von dieser ausgebildet sein) ausgestaltet sein ein von der Triggervorrichtung erzeugtes Triggersignal zu empfangen, auszuwerten und basierend auf dem Triggersignal ein Auslesen der Objektkoordinaten zu veranlassen. In einer weiteren Ausgestaltung kann das automatische Auffinden der Soll-Lage und das manuelle Auffinden der Soll-Lage kombiniert werden. Ein Benutzer kann zuerst den Applikationsarm manuell steuern bis die Referenzmarke in das Bildfeld der Kamera gelangt, wobei die nachfolgende Steuerung und der Abgleich Ist-Lage zur Soll-Lage automatisch anhand des Kamerabildes erfolgen kann.
Ebenso kann ein Abgleichen mit der Soll-Lage zuerst automatisiert erfolgen und der Benutzer nach dem automatisierten Abgleich die Möglichkeit einer Korrektur des Abgleiches bekommen. Die Korrektur kann auch möglich sein, wenn die Soll-Lage zuerst manuell und dann automatisiert abgeglichen wurde.
Der oben beschriebene Abgleich auf die Soll -Lage einer Referenzmarke des Referenzobjektes kann sowohl die Positionierung im zweidimensionalen Raum als auch eine Rotation umfassen. Werden Referenzmarken mit einem Punkt und einer Rotationsmarke verwendet, so ist die Auswerteeinheit oder die Steuereinheit ausgestaltet eine Rotation des Bildfeldes des aufgenommenen Bildes durchzufuhren, den Winkel der Rotation auszulesen und diesen durch Drehwinkeldaten zu repräsentieren. Eine Positionierung im dreidimensionalen Raum ist ebenso durchführbar. Dies ist möglich, wenn das Referenzobjekt drei Punkte im dreidimensionalen Raum umfasst, die nicht in einer Ebene hegen. Alternativ kann das Referenzobjekt einen Punkt und zwei Drehwinkelmarken umfassen, die jeweils eine Rotation des Referenzobjektes um eine von zwei sich unterscheidenden Achsen repräsentiert.
Erfindungsgemäß kann die Lasertherapievorrichtung wenigstens eine Sicherheitsvorrichtung aufweisen. Diese Sicherheitsvorrichtung kann ausgestaltet sein einen Sicherheitsbereich des jeweiligen Applikationsarms zu überwachen und ein Alarmsignal zu generieren, wenn ein Objekt innerhalb des Sicherheitsbereichs detektiert wird.
Der Sicherheitsbereich ist das Volumen, innerhalb welchem sich der Applikationsarm bewegen kann. Dieser Sicherheitsbereich kann beispielsweise mittels einer Lichtschranke, einem Ultraschallsensor, einer seitlichen Kamera mit Objekterkennung oder einem auf einem anderen Prinzip arbeitenden Sensor überwacht werden. Das Alarmsignal kann ein Interrupt- Signal sein. Eine solche Sicherheitsvorrichtung erhöht die Sicherheit für den Behandler als auch für den Patienten und verhindert auch Kollisionen von zwei Lasertherapievorrichtungen untereinander, wenn diese miteinander kombiniert werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Lasertherapievorrichtung kann ein Autofokusmodul umfassen, welches ausgestaltet ist, eine Entfernung zwischen Laseraustritt und Bearbeitungsbereich auf eine vorab hinterlegte Behandlungsentfemung einzustellen.
Insbesondere kann das Autofokusmodul zwei unter einem Winkel zueinander angeordnete, sich kreuzende Laserstrahlen bzw. Laserteilstrahlen bereitstellen, wobei ein Kreuzungspunkt, an welchem sich die beiden Laserstrahlen oder Laserteilstrahlen schneiden in der vorab hinterlegten Behandlungsentfemung zum Laseraustritt angeordnet ist. In einer weiteren Ausgestaltung können, die zur Ermittlung der Soll-Position der Referenzmarken des Referenzobjektes verwendeten 4-Quadrantendioden ausgestaltet sein, das Diodensignal beim Auftreffen der Laserstrahlen oder Laserteilstrahlen des Autofokusmoduls zu generieren. Die Auswerteeinheit kann ferner ausgestaltet sein das von jeder 4-Quadrantendiode generierte Diodensignal auszuwerten. Die vom Autofokusmodul bereitgestellten Laserstrahlen oder Laserteilstrahlen können somit eine Doppelfiinktion erfüllen und sowohl zur Einstellung der vorab hinterlegten Behandlungsentfemung als auch zum Abgleich der Ist-Lage einer Referenzmarke des Referenzobjektes an die Soll-Lage dienen.
Die Lasertherapievorrichtung kann ferner ein Kontrollmodul umfassen. Dieses kann ausgestaltet sein spezifische Augenmerkmale repräsentierende Augendaten zu ermitteln und die Augendaten mit Zieldaten zu vergleichen, um die Behandlung des korrekten Auges sicherzustellen.
Lerner kann das Kontrollmodul ausgestaltet sein mittels Bildverarbeitung zu prüfen, ob das richtige, d.h. zu operierende Auge angefahren wurde. Somit ist eine korrekte Behandlung des Patienten sichergestellt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung das Verbundes kann wenigsten eine der Lasertherapievorrichtungen einen Interrupt-Ausgang zur Bereitstellung eines Interrupt-Signals und wenigsten eine andere der Lasertherapievorrichtungen einen Interrupt-Eingang zum Empfangen des Interrupt-Signals aufweisen. Insbesondere kann die wenigstens eine andere Lasertherapievorrichtung ausgestaltet sein bei Empfang eines Interrupt-Signals eine Bewegung des Applikationsarms zu blockieren. Dies hat den Vorteil, dass jeweils nur eine Lasertherapievorrichtung im Bearbeitungsbereich agieren, sprich sich in diesem bewegen kann. Dies verhindert Kollisionen der wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen.
Alternativ kann der Applikationsarm in eine Parkposition fahren, wenn ein Interrupt-Signal empfangen wird. Jede Steuereinrichtung der Lasertherapievorrichtungen kann ausgestaltet sein, ein Interrupt-Signal zu erzeugen und/oder ein solches zu empfangen und zu bearbeiten.
Besonders bevorzugt sind beide Lasertherapievorrichtungen ausgestaltet die gleichen Steuerdaten zu empfangen, wobei die Steuerdaten unter anderem Interrupt-Signale enthalten, bzw. deren Erzeugung und Bereitstellung repräsentieren können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können zwei der wenigsten zwei Lasertherapievorrichtungen in einem Abstand zueinander angeordnet sein, in welchem eine Patientenliege positionierbar ist. Hierbei ist ein horizontal gemessener Abstand zwischen den beiden Lasertherapievorrichtungen gemeint. Bevorzugt kann ein vertikaler Abstand vom Laseraustritt aus dem Applikationsarm zum Bearbeitungsbereich für beide Lasertherapievorrichtungen identisch sein. In einigen Ausgestaltungen kann sich dieser vertikale Abstand für beide Lasertherapievorrichtungen unterscheiden.
Bevorzugt können die zwei Lasertherapievorrichtungen von zwei entgegengesetzten Richtungen auf den Bearbeitungsbereich zugreifen, d.h. den jeweiligen Applikationsarm mit Laseraustritt zum Bearbeitungsbereich bewegen. Die Richtungen können auch 90° zueinander orientiert sein. Jeder andere Winkel ist auch denkbar und erfindungsgemäß irrelevant, da die Transformationsvorschrift unabhängig vom Winkel eine Transformation der Koordinatendaten untereinander ermöglicht.
Die Patientenliege kann bevorzugt mittig zwischen den zwei Lasertherapievorrichtungen angeordnet sein. Ferner kann sich der gemeinsame Bearbeitungsbereich auf der Liege befinden, bevorzugt in einem Kopfbereich der Liege.
Besonders bevorzugt kann eine Lasertherapievorrichtung eine UV-Laser-basierte Lasertherapievorrichtung und wenigsten eine weitere Lasertherapievorrichtung eine Femtosekundenlaser-basierte Lasertherapievorrichtung sein.
Der Verbund ermöglicht es, den zeitlichen Abstand zweier von den unterschiedlichen Lasertherapievorrichtungen durchzufiihrender Bearbeitungsschritte zu verringern, beispielsweise auf einen Abstand von weniger als 30 Sekunden.
Das erfmdungsgemäße Verfahren zum Koppeln von mindestens zwei datenübertragend miteinander verbundenen Lasertherapievorrichtungen stellt ein Justageverfahren dar, welches keine Interaktion mit einem Patienten erfordert. Beim Koppeln bzw. Verbinden der wenigsten zwei Lasertherapievorrichtungen wird durch das Verfahren ermöglicht, dass die Lasertherapievorrichtungen ausgestaltet sind miteinander zu kommunizieren. Bevorzugt kommunizieren die Lasertherapievorrichtungen gemäß den Steuerdaten untereinander. Dennoch bleiben beide Lasertherapievorrichtungen separate und autarke Systeme, die ausgestaltet sind, Koordinaten eines anderen Koordinatensystems in das jeweils eigene Koordinatensystem zu transformieren, beispielsweise umzurechnen.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Verfahrensschritt des Ermittelns von Objektkoordinatendaten die folgenden Verfahrensschritte umfassen: Ermitteln von Bilddaten, welche ein Kamerabild einer an einem Applikationsarm der Lasertherapievorrichtung angeordneten Kamera repräsentieren; Ermitteln eines Bilddatenbereichs der Bilddaten, welcher das Bild des Referenzobjektes repräsentiert; Ermitteln einer Ist-Lage des Referenzobjektes zu einer Soll-Lage des Referenzobjektes im Kamerabild; Generieren von Steuerdaten zur Steuerung des Applikationsarmes, wenn die Ist-Lage des Referenzobjektes nicht der Soll-Lage entspricht; und Auslesen der aktuellen Objektkoordinatendaten, wenn die Ist-Lage des Referenzobjektes der Soll-Lage entspricht. Weitere Details dieser Ausgestaltung des erfmdungsgemäßen Verfahrens sind vorstehender Erläuterung der entsprechenden Ausgestaltung der Lasertherapievorrichtung, die eine Kamera, eine 3D Kamera oder zwei oder mehr Kameras umfasst, zu entnehmen.
Alternativ oder zusätzlich kann der Verfahrensschritt des Ermittelns von Objektkoordinatendaten die folgenden Verfahrensschritte umfassen: Einlesen eines Diodensignals, welches eine von einer 4- Quadrantendiode bei Auftreffen einer Positionierlaserstrahlung auf selbe erzeugte Ladungsträgerverteilung repräsentiert; Generieren von Steuerdaten in Abhängigkeit vom Diodensignal zur Steuerung des Applikationsarmes, wenn kein homogenes Diodensignal ermittelt wird; und Auslesen der aktuellen Objektkoordinatendaten, wenn ein homogenes Diodensignal ermittelt wird, wobei das homogene Diodensignal ein gleichverteiltes Auftreffen der Positionierlaserstrahlung auf allen vier Quadranten der 4-Quadrantendiode repräsentiert. Details der obigen Erläuterung der entsprechenden Ausgestaltung der Lasertherapievorrichtung, die ausgestaltet ist, eine 4-Quadrantendiode auszulesen, können entsprechend auf diese Ausgestaltung des erfmdungsgemäßen Verfahrens übertragen werden.
Das Verführung zur Kopplung von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen kann besonders bevorzugt vollständig automatisiert durchgefiihrt werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt, welches, wenn es auf einem Computer ausgefiihrt wird, die Verfahrensschritte einer oben beschriebenen Ausgestaltung des Verfahrens zur Kopplung von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen ausfiihrt.
Erfindungsgemäß kann ein Verfahren zur Lehlsichtigkeitskorrektur somit die folgenden Verfahrensschritte umfassen: die Verfahrensschritte eines erfmdungsgemäßen Verfahrens zum Koppeln mindestens zweier datenübertragend miteinander verbundener Lasertherapievorrichtungen; das Schneiden eines Schnittmusters in die Hornhaut eines menschlichen Auges mit der Lasertherapievorrichtung; das Übertragen von Koordinatendaten des menschlichen Auges von der Lasertherapievorrichtung an eine weitere Lasertherapievorrichtung; das Transformieren der Koordinatendaten des menschlichen Auges in weitere Koordinatendaten durch die weitere Lasertherapievorrichtung gemäß der ermittelten Transformationsvorschrift; das Bewegen des Applikationsarms der weiteren Lasertherapievorrichtung zu den transformierten Koordinatendaten; und das Durchführen der Lehlsichtigkeitskorrektur am menschlichen Auge durch die weitere Lasertherapievorrichtung. Das Schnittmuster kann ein gerader Schnitt sein oder sich aus mehreren Schnitten zusammensetzen. Das Schnittmuster kann beispielsweise einen Flap repräsentieren. In einer anderen Ausgestaltung kann das Schnittmuster eine Inzision repräsentieren, die einen Zugang zu einem zu bearbeitenden Bereich oder die Zuführung eines Transplantates gewährleistet.
Eine Ausrichtung von zwei Lasertherapievorrichtungen kann somit bevorzugt vor einer oder auch vor mehreren durchzuführenden Fehlsichtigkeitskorrekturen erfolgen. Bei Bedarf können die Lasertherapievorrichtungen somit variabel positioniert werden, da eine Justage mittels der Erfindung sehr einfach und ohne Fachkenntnisse durchführbar ist. Ist eine Transformationsvorschrift ermittelt, so kann diese in der jeweiligen Lasertherapievorrichtung gespeichert werden. Die Transformationsvorschrift kann dann so lange verwendet werden, bis sich eine relative Position der Lasertherapievorrichtungen untereinander ändert.
Nachfolgend sollen die Aspekte der vorliegenden Erfindung anhand der beigefugten Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen dabei lediglich rein beispielhaft mögliche exemplarische Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, wobei die beschriebenen Merkmale beliebig miteinander kombiniert oder weggelassen werden können. Gleiche Merkmale oder Merkmale gleicher Funktion werden ferner durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Auf sich wiederholende Beschreibung von Merkmalen wird verzichtet, sodass Erläuterungen zu Merkmalen, die in vorangegangenen Figuren beschrieben wurden, auch auf andere Figuren übertragbar sind, sofern nicht explizit auf Unterschiede hingewiesen wird.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung unterschiedlich ausgestalteter Köpfe der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung ;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verbundes aus zwei Lasertherapievorrichtungen;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Abfolge der Kopplung zweier Lasertherapievorrichtungen;
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Kopplung von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes des in Fig. 6 gezeigten Verfahrens.
In der Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtung 100 gezeigt. Diese umfasst einen Sockel 101 und einen Kopf 102. Der Kopf 102 ist bezüglich des Sockels 101 in der gezeigten Ausgestaltung mittels einer Positioniervorrichtung 120 in drei Raumrichtungen, x, y und z beweglich. Am Kopf 102 ist ein Applikationsarm 130 angebracht, an dessen Ende 131 sich ein Laseraustritt 132 befindet. Aus dem Laseraustritt 132 tritt im Betrieb der Lasertherapievorrichtung 100 von einer Laserlichtquelle 140 emittiertes Therapie- oder Laserlicht 141 aus. Das Laserlicht 141 kann mittels einer Scanvorrichtung 150 innerhalb eines Scanbereiches 151 bewegt werden. Die Scanvorrichtung 150 ist rein schematisch in Form von zwei Scanspiegeln gezeigt, kann jedoch auch anders ausgestaltet sein. Der Scanbereich 151 ist ein Teilbereich eines Bearbeitungsbereiches 160. Die Lage und Strahlfuhrung der Laserlichtquelle 140 und der Scanvorrichtung 150 ist rein schematisch.
Die Lasertherapievorrichtung 100 weist eine Datenverbindung 170 mittels eines Datenkabels 171 auf und ist ausgestaltet zur datenübertragenden Verbindung mit wenigstens einer weiteren Lasertherapievorrichtung (nicht gezeigt).
Rein schematisch ist in Fig. 1 ferner eine Steuereinrichtung 180 gezeigt. Die Steuereinrichtung 180 ist mit der Positioniervorrichtung 120 verbunden und ausgestaltet diese zu steuern.
Die Steuereinrichtung 180 umfasst ferner eine Transformationseinheit 181, ein Autofokusmodul 182, ein Kontrollmodul 183 und eine Auswerteeinheit 183a, auf die nachfolgend eingegangen wird. Ferner ist die Steuereinrichtung 180 mit einer Kamera 184, einer Triggervorrichtung 185 in Form eines Fußschalters 185a, einer Positioniereinheitl85b, einem Interrupt-Eingang 186, einem Interrupt- Ausgang 187 und optional mit Positionierlasem 188 und einer Sicherheitsvorrichtung 189 verbunden.
Der Applikationsarm 130 ist klappbar und in einer Arbeitsposition 130a und einer Parkposition 130b (gestrichelt) gezeigt. Somit kann der Applikationsarm 130 vom Bearbeitungsbereich 160 weggeklappt werden, wenn die Lasertherapievorrichtung 100 den Bearbeitungsbereich 160 nicht bearbeitet.
Ein Sicherheitsbereich 133 des Applikationsarms 130 wird von der Sicherheitsvorrichtung 189 überwacht. Die Sicherheitsvorrichtung 189 detektiert dabei, ob sich ein Objekt im Sicherheitsbereich 133 befindet. Die Sicherheitsvorrichtung 189 selbst kann ein Alarmsignal generieren, wenn ein Objekt detektiert wurde. Alternativ kann die Auswertung eines Signals der Sicherheitsvorrichtung 189 durch die Steuervorrichtung 180 erfolgen. Die gezeigte Sicherheitsvorrichtung 189 ist rein schematisch gezeigt. Diese kann auch am Applikationsarm 130 befestigt sein und beispielsweise zwei Sensoren umfassen, die zur Arbeitsposition 130a und zur Parkposition 130b weisen und eine Bewegung in diese beiden Positionen 130a, 130b überwachen. Die Sicherheitsvorrichtung 189 kann beispielsweise eine Kamera, Ultraschallsensoren, optisch arbeitende Sensoren oder auf anderen Wirkprinzipien basierende Sensoren in beliebiger Anzahl und/oder Kombination umfassen.
Die Kamera 184 nimmt durch einen dichroitischen Strahlteiler 184a ein Bild des Bearbeitungsbereiches 160 auf. In anderen, nicht gezeigten Ausgestaltungen kann die Kamera (oder können die zwei oder mehr Kameras oder die 3D Kamera) auch of-axis, d.h. nichtkollinear seitlich des Laseraustritts 132 angebracht sein. In einer solchen Ausgestaltung kann anstelle des Strahlteilers 184a ein Spiegel verwendet werden. In der dargestellten Ausgestaltung kann die Kamera 184 den gesamten Bearbeitungsbereich 160 aufhehmen oder Teile davon. Die Kamera 184 generiert ein Kamerabild, welches an die Steuervorrichtung 180 übermittelt wird. In diesem Kamerabild kann die Steuervorrichtung 180 eine Objekterkennung durchführen und beispielsweise ein Referenzobjekt 400 (noch nicht gezeigt) identifizieren. Eine Ist-Lage dieses Referenzobjektes wird mit einer in der Lasertherapievorrichtung 100, bevorzugt in der Steuervorrichtung 180 vorab gespeicherten Soll-Lage des Referenzobjektes verglichen. Entspricht die Ist-Lage nicht der Soll-Lage, so kann die Steuervorrichtung 180 die Positioniervorrichtung 120 steuern und die Lage der Kamera 184 bezüglich des Bearbeitungsbereiches verändern. Sobald die Steuervorrichtung 180 eine Gleichheit von Ist-Lage und Soll-Lage erkennt, kann diese die aktuell eingestellten Koordinaten der Positioniervorrichtung 120 in Form von Objektkoordinatendaten 121 einlesen. Die Objektkoordinatendaten 121 sind rein schematisch dargestellt.
Eine andere Möglichkeit die Objektkoordinatendaten 121 zu ermitteln, stellt die Nutzung der Positionierlaser 188 und einer (noch nicht gezeigten) 4-Quadrantendiode dar. Hierbei wird ein von der 4-Quadrantendiode erzeugtes Signal von der Auswerteeinheit 183a ausgewertet. Das Signal der 4- Quadrantendiode ist aufgrund der gekreuzten Anordnung der Positionierlaser 188 nur dann ein homogenes Signal, wenn die Positioniervorrichtung 120 und die 4-Quadrantendiode so zueinander ausgerichtet sind, dass die 4-Quadrantendiode in einem Kreuzungspunkt 188a der Positionierlaser 188 hegt. Bei dieser Anordnung können Teilsignale der einzelnen Quadranten der 4-Quadrantendiode gleich groß sein. Ist dies der Fall, so liest die Steuervorrichtung 180 die Objektkoordinatendaten 121 aus.
Die Positionierlaser 188 werden in der gezeigten Ausgestaltung auch als Distanzlaser 188b verwendet. Die sich überkreuzenden Distanzlaser 188b erlauben es, in Zusammenarbeit mit dem Autofokusmodul 182 eine Entfernung zwischen Laseraustritt 132 und Bearbeitungsbereich 160 auf eine vorab hinterlegte Behandlungsentfemung 134 einzustellen. Insbesondere kann hierfür eine Bildverarbeitung der von der Kamera 184 im Applikationsarm 130 aufgenommen Bilder von den sich überkreuzenden Distanzlasem 188b erfolgen und an die Auswerteeinheit 183a übertragen werden. Solange im Bild zwei Laserspots zu erkennen sind, ist die Entfernung zwischen Laseraustritt 132 und Bearbeitungsbereich 160 größer oder kleiner als die Behandlungsentfemung 134.
Die Objektkoordinatendaten 121 können auch mittels der Triggervorrichtung 185 in Verbindung mit der Positioniereinheit 185b ermittelt werden. Hierbei erfolgt der Abgleich der Ist-Lage des Referenzobjektes mit einer Soll-Lage des Referenzobjektes manuell durch einen Benutzer.
In den Fig. 2(a), 2(b) und 2(c) sind drei Konfigurationen des Kopfes 102 der Lasertherapievorrichtung 100 dargestellt. In Fig. 2(a) weist die Lasertherapievorrichtung 100 ein Operationsmikroskop 210 und ein Anzeigegerät 220 auf, die beide am Applikationsarm 130 befestigt sind. Durch das Operationsmikroskop 210 kann der Benutzer den Bearbeitungsbereich 160, bzw. einen Teil davon betrachten. Zeitgleich kann der Bearbeitungsbereich 160 oder der aktuell gewählte Ausschnitt desselben auf dem Anzeigegerät 220 angezeigt werden. Das Anzeigegerät 220 ist beispielsweise ein Monitor 221. Die im Operationsmikroskop 210 und auf dem Anzeigegerät 220 gezeigten Bildausschnitte des Bearbeitungsbereiches 160 können identisch sein, können sich jedoch auch in der Vergrößerung und damit dem Field of view unterscheiden. Bevorzugt bleibt eine Ausrichtung des Operationsmikroskops 210 und des Anzeigegerätes 220 beibehalten, wenn der Applikationsarm 130 geschwenkt wird.
In Fig. 2(b) ist lediglich das Anzeigegerät 220 am Applikationsarm 130 vorgesehen. In diesem Fall kann eine weiterer Lasertherapievorrichtung (nicht gezeigt) ein Operationsmikroskop 210 umfassen.
In Fig. 2(c) ist das Anzeigegerät 220 am Applikationsarm 130 und das Operationsmikroskop 210 an einem separaten Mikroskoparm 230 befestigt. Der Mikroskoparm 230 kann unabhängig von der Lage des Applikationsarms 130 positioniert werden.
In Fig. 1 sind lediglich der Übersichtlichkeit halber weder ein Operationsmikroskop 210 noch ein Anzeigegerät 220 gezeigt. Über diese Anzeigemittel kann der Benutzer die Ist-Lage 222 des Referenzobjektes mit einer Soll-Lage 224 vergleichen. Hierfür kann im Operationsmikroskop 210 und/oder auf dem Anzeigegerät 220 eine Abgleichsmarke 226 angezeigt werden, welche repräsentiert wo das Referenzobjekt 400 angezeigt werden muss. Die Ist-Lage 222 kann der Benutzer hierbei durch die Positioniereinheit 185b variieren. Stimmt die Ist-Lage 222 mit der Ableichsmarke 226 überein, so ist die Soll -Lage 224 erreicht. Die noch nicht erreichte Übereinstimmung ist in Fig. 2(b) schematisch auf dem Anzeigegerät 220 dargestellt. Fig. 2(c) zeigt schematisch die Übereinstimmung.
Die Lasertherapievorrichtung 100 kann ausgestaltet sein den Benutzer beim Abgleich zu unterstützen, indem eine Farbe der Abgleichsmarke 226 wechselt und/oder diese bei Überdeckung blinkt.
Ist die Übereinstimmung erreicht kann der Benutzer die Triggervorrichtung 185 betätigen. Die Betätigung der Triggervorrichtung 185 wird von der Steuervorrichtung 180 registriert und die Objektkoordinatendaten 121 von der Positioniervorrichtung 120 ausgelesen.
Über das Datenkabel 171 kann die Lasertherapievorrichtung 100 weitere Objektkoordinatendaten 172 von einer weiteren Lasertherapievorrichtung (nicht gezeigt) empfangen.
Aus den Objektkoordinatendaten 121 und den weiteren Objektkoordinatendaten 172 kann die Transformationseinheit 181 eine Transformationsvorschrift 190 ermitteln, die beispielsweise und nicht einschränkend in einem Speichermodul 191 gespeichert sein kann. Die Transformationsvorschrift 190 ist schematisch als Transformationsmatrix dargestellt.
In Fig. 3 ist ein Verbund 300 gezeigt, der eine Lasertherapievorrichtung 100 und eine weitere Lasertherapievorrichtung 310 umfasst, die mittels eines Datenkabels 171 eine Datenverbindung 170 untereinander aufweisen.
Die Lasertherapievorrichtung 100 und die weitere Lasertherapievorrichtung 310 sind in einem Abstand 330 voneinander angeordnet, der es erlaubt, eine Patientenliege 320 zwischen den beiden Lasertherapievorrichtungen 100, 310 anzuordnen. Beide Lasertherapievorrichtungen 100, 310 weisen einen klappbaren Applikationsarm 130 auf und sind in drei Raumrichtungen steuerbar.
Der Applikationsarm 130 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 befindet sich in der Arbeitsposition 130a, wohingegen sich der Applikationsarm 130 der Lasertherapievorrichtung 100 in der Parkposition 130b befindet. Um Kollisionen der beiden Applikationsarme 130 zu verhindern, liegt in diesem Fall am Interrupt- Ausgang 187 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 ein Interrupt-Signal 186a an, welches im Interrupt-Eingang 186 von der Lasertherapievorrichtung 100 eingelesen wird. Die Steuervorrichtung 180 der Lasertherapievorrichtung 100 ist beim Empfang des Interrupt-Signals 186a ausgestaltet eine Bewegung des Applikationsarms 130 zu sperren. Analog sendet die Lasertherapievorrichtung 100 ein Interrupt-Signal 186a an die weitere Lasertherapievorrichtung 310, wenn sich der Applikationsarm 130 der Lasertherapievorrichtung 100 in der Arbeitsposition 130a befindet. Die Verbindung des Interrupt- Ausgangs 187 mit dem Interrupt-Eingang 186 ist rein beispielhaft mit einzelnen Datenleitungen gezeigt, kann jedoch auch über ein bidirektionales Kabel oder über das Datenkabel 171 erfolgen. Über das Datenkabel 171 kann die Lasertherapievorrichtung 100 weitere Objektkoordinatendaten 172 von der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 empfangen. Ebenso kann die weitere Lasertherapievorrichtung 310 weitere Objektkoordinatendaten 172 von der Lasertherapievorrichtung 100 über das Datenkabel 171 empfangen. Beide Lasertherapievorrichtungen 100, 310 sind in der Lage, eine Transformationsvorschrift 190 bereitzustellen. Somit kann die Lasertherapievorrichtung 100 Koordinaten aus einem Koordinatensystem 310a der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 umrechnen. Ebenso kann die weitere Lasertherapievorrichtung 310 Koordinaten aus einem Koordinatensystem 310b der Lasertherapievorrichtung 100 umrechnen.
Im gezeigten Beispiel sind der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 die Koordinaten 341a eines zu operierenden Auges 340 bekannt, wobei sich diese Koordinaten auf das Koordinatensystem 310a der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 beziehen. Erfolgt nunmehr ein Wechsel von der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 zur Lasertherapievorrichtung 100, so kann die weitere Lasertherapievorrichtung 310 der Lasertherapievorrichtung 100 die Koordinaten 341a des Auges 340 übermitteln. Diese Koordinaten 341a kann die Lasertherapievorrichtung 100 mittels der Transformationsvorschrift 190 in Koordinaten 341b bezogen auf das Koordinatensystem 310b der Lasertherapievorrichtung 100 umrechnen und das Auge 340 sofort anfahren. Ein Wechsel von der Lasertherapievorrichtung 100 zur weiteren Lasertherapievorrichtung 310 erfolgt in entsprechender, aber entgegengesetzter Weise.
Nachfolgend soll anhand der Fig. 4 die Justage bzw. Kopplung der Lasertherapievorrichtung 100 mit der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 schematisch dargestellt werden.
In Fig. 4(a) sind die Applikationsarme 130 beider Lasertherapievorrichtungen 100, 310 in der Parkposition 130b. Zwischen den Lasertherapievorrichtungen 100, 310 ist die Patientenliege 320 angeordnet. In einem Kopfbereich 321 der Patientenliege ist ein Referenzobjekt 400 angeordnet. Das Referenzobjekt 400 umfasst in der gezeigten Ausgestaltung zwei Referenzmarken 402, die in einem Abstand 404 voneinander entfernt sind. Dieser Abstand 404 ist bevorzugt kleiner als eine maximale lineare Erstreckung im Bearbeitungsbereich 160. Mit anderen Worten befinden sich beide Referenzmarken 402 innerhalb des Bearbeitungsbereiches 160.
Die Referenzmarken 402 sind in der gezeigten Ausgestaltung Fadenkreuze 403. Weitere Ausgestaltungen der Referenzmarken sind in Fig. 4(e), (f) und (g) gezeigt.
Wenn ferner eine Strichdicke der Referenzmarken 402, beispielsweise des Fadenkreuzes 403 bekannt ist, kann mittels kalibrierter Kamera(s) ein vertikaler Abstand vom Laseraustritt 132 zur Referenzmarke 402 mitbestimmt werden, dies ist der Z-Abstand.
In Fig. 4(b) ist gezeigt, wie die weitere Lasertherapievorrichtung 310 den Applikationsarm 130 in Bearbeitungsposition 130a über dem Bearbeitungsbereich 160 positioniert hat. Verdeckte Bereiche des Referenzobjektes 400 sind dabei gestrichelt gezeichnet. Lediglich zur Erklärung ist im Applikationsarm 130 die Soll-Lage 224 einer Referenzmarke 402 dargestellt. Die Positioniereinheit 120 positioniert den Applikationsarm 130 und insbesondere den Laseraustritt 132, bis die Ist-Lage 222 der Referenzmarke 402 mit der Soll -Lage 224 übereinstimmt.
Die Möglichkeiten des Abgleichs sind vorab beschrieben. So kann beispielsweise die Kamera 184, welche durch den dichroitischen Strahlteiler 184a ein Bild des Bearbeitungsbereiches 160 aufnimmt und eine auf das Kamerabild angewandte Objekterkennung eine Gleichheit von Ist-Lage 222 und Soll-Lage 224 detektieren. Dieser Zustand ist in Pig. 4(c) gezeigt.
Ebenso kann der Abgleich mittels Positionierlaser 188, Auswerteeinheit 183a und 4-Quadrantendioden erfolgen, wie vorstehend beschrieben ist.
Alternativ ist ein manueller Abgleich durch einen Benutzer mittels Positioniereinheit 185b und Triggervorrichtung 185 möglich. Dies ist ebenfalls vorab erläutert.
Der Abgleich von Ist-Lage 222 und Soll-Lage 224 wird von der Lasertherapievorrichtung 100 für beide Referenzmarken 402 durchgeführt und die Koordinaten der beiden Referenzmarken (diese liegen jeweils in Form von Teilobjektkoordinaten vor) als Objektkoordinatendaten 121 zur Erstellung der Transformationsvorschrift 190 gespeichert oder als weitere Objektkoordinatendaten 172 zur Bereitstellung der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 bereitgestellt.
Solange sich der Applikationsarm 130 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 in der Arbeitsposition 130a befindet, übertragt die weitere Lasertherapievorrichtung 310 ein Interrupt-Signal 186a vom Interrupt- Ausgang 187 an den Interrupt-Eingang 186 der Lasertherapievorrichtung 100, so dass der Applikationsarm 130 der Lasertherapievorrichtung 100 blockiert ist (siehe hierzu Fig. 3).
Daraufhin wird der Applikationsarm 130 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 in die Parkposition 130b bewegt und es liegt kein Interrupt- Signal 186a mehr am Interrupt-Eingang 186 der Lasertherapievorrichtung 100 an. Der Applikationsarm 130 der Lasertherapievorrichtung 100 kann nunmehr in die Arbeitsposition 130a bewegt werden. In dieser Position des Applikationsarms 130 sendet nunmehr die Lasertherapievorrichtung 100 ein Interrupt-Signal 186a an den Interrupt-Eingang 186 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310.
Der Abgleich der Ist-Lage 222 der beiden Referenzmarken 402 mit deren Soll-Lage 224 erfolgt durch die Lasertherapievorrichtung 100 analog zum oben beschriebenen Abgleich durch die weitere Lasertherapievorrichtung 310. Dies ist schematisch in Fig. 4 (d) dargestellt.
Im durch die Fig. (a) bis (d) dargestellten Ablauf verbleibt das Referenzobjekt 400 unbewegt an der gleichen Position. Beide Lasertherapievorrichtungen 100, 310 haben im, der jeweiligen Lasertherapievorrichtung 100, 310 eigenen Koordinatensystem 310a, 310b die Objektkoordinatendaten 121 des Referenzobjektes 400 gespeichert, wobei die Objektkoordinatendaten 121 des Referenzobjektes 400 in der jeweils anderen Lasertherapievorrichtung 310, 100 als weitere Objektkoordinatendaten 172 bezeichnet werden.
Über die Datenverbindung 170 (vgl. Fig. 1 und 3) übermittelt jede der Lasertherapievorrichtungen 100, 310 die jeweiligen weiteren Objektkoordinatendaten 172 an die jeweils andere Lasertherapievorrichtung 310, 100. Der Transformationseinheit 180 jeder Lasertherapievorrichtung 100, 310 hegen somit Objektkoordinatendaten 121 und weitere Objektkoordinatendaten 172 vor, so dass jede Lasertherapievorrichtung 100, 310 eine Transformationsvorschrift 190 ermitteln kann.
Die Transformationsvorschrift 190 der Lasertherapievorrichtung 100 ermöglicht eine Transformation von Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 ins Koordinatensystem 310b der Lasertherapievorrichtung 100. Entsprechend ermöglicht die Transformationsvorschrift 190 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 eine Transformation von Koordinaten der Lasertherapievorrichtung 100 ins Koordinatensystem 310a der weiteren Lasertherapievorrichtung 310.
In den Fig. 4(e), (f) und (g) sind weitere Ausgestaltungen möglicher Referenzobjekte 400 gezeigt.
Das Referenzobjekt 400 kann beispielsweise zwei 4-Quadrantendioden 410 umfassen. Jede der 4- Quadrantendioden 410 ist ausgestaltet ein Diodensignal 411 zu generieren, welches eine erzeugte Ladungsträgerverteilung 412 der vier Quadranten 413 der 4-Quadrantendiode 410 repräsentiert.
Das Referenzobjekt 400 der Fig. 4(e) weist ein Anschlusskabel 415 auf, welches an eine Lasertherapievorrichtung 100 oder eine weitere Lasertherapievorrichtung 310 anschließbar sein kann, um die Diodensignale 411 an die entsprechende Lasertherapievorrichtung 100, 310 zu übertragen.
In einer weiteren (nicht gezeigten) Ausgestaltung kann das Referenzobjekt 400 neben den zwei 4- Quadrantendioden 410 ein Auswertemodul aufweisen, welches ausgestaltet ist, die Diodensignale 411 zu verarbeiten.
Das Referenzobjekt 400 der Fig. 4(f) weist eine Referenzmarke 402 und eine Drehwinkelmarke 414 auf. Die Referenzmarke 402 ist in diesem Fall auch ein Fadenkreuz 403, welches jedoch aufgrund der Drehwinkelmarke 414 eine Zähligkeit von 1 aufweist. D.h., dass eine Drehung der Referenzmarke 402 der Fig. 4(f) um einen Winkel kleiner als 360° eindeutig feststellbar ist. Das Referenzobjekt 400 wird lediglich bei ganzzahligem Vielfachen einer Drehung um 360° wieder in sich selbst abgebildet. Bei Verwendung eines solchen Referenzobjektes 400 repräsentieren die Objektkoordinatendaten 121 somit die Koordinaten 416 eines Punktes und einen Drehwinkel 417.
In der Fig. 4(g) ist ein Referenzobjekt 400 schematisch in Form eines QR-Codes 418 dargestellt. Ein solches Referenzobjekt 400 kann eine Kombination von Referenzmarken 402 und/oder Drehwinkelmarken 414 in beliebiger Anzahl und/oder Kombination aufweisen. Als Referenzmarke 402 bzw. Drehwinkelmarke 414 können beispielsweise die Markierungen in drei der vier Ecken zur Orientierung des QR-Codes 418 verwendet werden. Die in Fig. 4(g) gezeigte Referenzmarke 402 und Drehwinkelmarke 414 ist lediglich rein beispielhaft. Zusätzlich kann ein solcher QR-Code 418 weitere Informationen bereitstellen. Die zusätzlichen Informationen können beispielsweise Informationen zum verwendeten Referenzobjekt 400 umfassen.
In Fig. 5 ist eine schematische Ablaufplan des Verfahrens zur Kopplung zweier Lasertherapievorrichtungen 100, 310 gezeigt. In einem ersten Verfahrensschritt S100 werden Objektkoordinatendaten 121 von der Lasertherapievorrichtung 100 eingelesen. In einem zweiten Verfahrensschritt S200 werden weitere Objektkoordinatendaten 172 einer weiteren Lasertherapievorrichtung 310 eingelesen. Letztlich werden in einem dritten Verfahrensschritt S300 die Objektkoordinatendaten 121 als auch die weiteren Objektkoordinatendaten 172 zur Ermittlung der Transformationsvorschrift 190 verwendet. Diese Transformationsvorschrift 190 wird bereitgestellt.
In Fig. 6 wird der Verfahrensschritt S100 der Fig. 6 näher anhand von Teilschritten beschrieben.
Bei der Kopplung der Lasertherapievorrichtung 100 mit der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 erfolgt die Unterscheidung zwischen Objektkoordinatendaten 121 und weiteren Objektkoordinatendaten 172 in Abhängigkeit davon, ob die Lasertherapievorrichtung 100 oder die weitere Lasertherapievorrichtung 310 betrachtet wird. Zur Bereitstellung der Transformationsvorschrift 190 in bzw. durch die Lasertherapievorrichtung 100 werden somit von der Lasertherapievorrichtung 100 Objektkoordinatendaten 121 ermittelt und die weiteren Objektkoordinatendaten 172 von der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 bereitgestellt.
Zur Bereitstellung der Transformationsvorschrift 190 in bzw. durch die weitere Lasertherapievorrichtung 310 werden die Objektkoordinatendaten 121 jedoch von der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 ermittelt und entsprechend die weiteren Objektkoordinatendaten 172 von der Lasertherapievorrichtung 100 bereitgestellt.
Folglich kann der in Fig. 6 gezeigte Ablauf auch auf die Ermittlung der weiteren Objektkoordinatendaten 172 des Schrittes S200 der Fig. 5 übertragen werden, wobei diese Ermittlung in der jeweils anderen Lasertherapievorrichtung 310, 100 erfolgt. Hierauf wird in der folgenden Erklärung nicht nochmals gesondert eingegangen.
In einem Verfahrensschritt S110 wird ein Meßdatensatz generiert. Ein solcher Meßdatensatz kann ein von der Kamera 184 aufgenommenes Bild des Bearbeitungsbereiches 160 oder das von den oder der 4- Quadrantendiode(n) erzeugte Diodensignal 411 sein.
In einem zweiten Verfahrensschrittes S 120 wird die Ist-Lage 222 der Referenzmarke 402 ermittelt. Dies kann, wie vorstehend erläutert, mit Hilfe der Kamera 184 und einer entsprechenden Auswertung der aufgenommenen Bilder, insbesondere der Objekterkennung erfolgen. Alternativ kann hierfür das durch die auf die 4-Quadrantendiode 410 auftreffenden Teilstrahlen der Positionierlaser 188 entstehende Diodensignal 411 durch die Auswerteeinheit 183a ausgewertet werden. Zwischen den Verfahrensschriten S110 und S120 kann optional der Verfahrensschrit S115 durchgeführt werden. Dieser betrifft die Ermitlung, für welche der beiden Referenzmarken 402 gerade die Teilobjektkoordinaten ermitelt werden.
Im Verfahrensschrit S130 wird automatisiert oder teilautomatisiert (mit Rückfrage an den Benutzer) überprüft, ob die Ist-Lage 222 der Referenzmarke 402 deren Soll-Lage 224 entspricht.
Wird dies verneint, so findet im Verfahrensschrit S140 eine Steuerung der Positioniervorrichtung 120 stat. Die Positioniervorrichtung 120 steuert dabei eine veränderte Position des Laseraustrits 132 zum Bearbeitungsbereich 160 an. Bevorzugt wird die Positioniervorrichtung 120 so gesteuert, dass sich ein Abstand Ist-Lage 222 zu Soll-Lage verringert, bzw. dieser Abstand minimiert wird. Nachfolgend werden die Schrite S110 bis S130 wiederholt. Während der Wiederholung ist eine nochmalige Ausführung des optionalen Verfahrensschrites S 115 nicht notwendig.
Wird im Verfahrensschrit S130 beim Abgleich Ist-Lage 222 zu Soll-Lage 224 eine Gleichheit festgestellt, so werden im weiteren Verfahrensschrit S150 die Teilkoordinatendaten der Referenzmarke 402 des Referenzobjektes 400 ausgelesen.
Im Palle der Verwendung des Referenzobjektes 400 mit zwei Referenzmarken 402 erfolgt im Verfahrensschrit S160 die Abfrage, ob die Teilkoordinatendaten beider Referenzmarken 402 ermitelt wurden. Wird dies verneint, so wird im Verfahrensschrit S170 die Positioniervorrichtung 120 angesteuert, um eine veränderte Position des Laseraustrits 132 zum Bearbeitungsbereich 160 zu erhalten. Hierfür kann optional eine grobe, im Verfahrensschrit S115 ermitelte Position der verbleibenden Referenzmarke 402 genutzt werden. Die verbleibende Referenzmarke 402 ist jene Referenzmarke 402, deren Teilkoordinatendaten noch nicht ermitelt wurden.
Nach nochmaligem Durchführen der Verfahrensschrite S110 bis S150 sind die Teilobjektkoordinatendaten der beiden Referenzmarken 402 erfasst. Die Abfrage im Verfahrensschrit S160 wird bejaht und die Ermitlung der Objektkoordinatendaten 121 des Referenzobjektes 400 ist abgeschlossen. Die obige ausführliche Beschreibung der Verfahrensschrite S100 (bzw. S200) ist bei automatisierter Ermitlung der Objektkoordinatendaten 121 zutreffend.
Alternativ kann bei manueller Ermitlung der Objektkoordinatendaten 121 der Verfahrensschrit S100 das zur Verfügung-Stellen eines Bildes des Bearbeitungsbereiches 160 auf einem Anzeigegerät 220 oder in einem Operationsmikroskop 210 für den Benutzer umfassen. In diesem Fall umfasst dieser Verfahrensschrit S100 auch das Positionieren des Laseraustrits 132 durch die Positioniervorrichtung 120 unter (manueller) Verwendung der Steuereinrichtung 185b und das Einlesen der Teilobjektkoordinatendaten beider Referenzmarken 402 bei Betätigung der Triggervorrichtung 185.
Die Objektkoordinatendaten 121 und die weiteren Objektkoordinatendaten 172 können in beliebiger Kombination manuell und/oder automatisch und/oder halbautomatisch ermitelt werden. Bezugszeichen

Claims

Ansprüche
1. Lasertherapievorrichtung (100), ausgestaltet zur datenübertragenden Verbindung mit wenigstens einer weiteren Lasertherapievorrichtung (310), wobei die Lasertherapievorrichtung (100) ausgestaltet ist, zu einem Bearbeitungsbereich (160) propagierendes Laserlicht (141) an einem Laseraustritt (132) bereitzustellen, wobei die Lasertherapievorrichtung (100) wenigstens eine Positioniervorrichtung (120) zur Positionierung des an einem Applikationsarm (130) vorgesehenen und vom Applikationsarm (130) in seiner Lage und/oder Position veränderbaren Laseraustritts (132); und eine Steuereinrichtung (180) umfasst, die ausgestaltet ist, wenigstens die Positioniervorrichtung (120) zu steuern, und wobei die Lasertherapievorrichtung (100) eine Transformationseinheit (181) aufweist, die ausgestaltet ist,
Objektkoordinatendaten (121) zu ermitteln, welche Objektkoordinaten eines im Bearbeitungsbereich (160) angeordneten Referenzobjektes (400) in einem Koordinatensystem (310b) der Lasertherapievorrichtung (100) repräsentieren;
Weitere Objektkoordinatendaten (172) zu empfangen, welche weitere Objektkoordinaten des Referenzobjektes (400) im Bearbeitungsbereich in einem weiteren Koordinatensystem (310a) der weiteren Lasertherapievorrichtung (310) repräsentieren; und
Aus den Objektkoordinatendaten (121) und den weiteren Objektkoordinatendaten (172) eine Transformationsvorschrift (190) zur Transformation von beliebigen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung (310) in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung (100) zu ermitteln.
2. Lasertherapievorrichtung (100) nach Anspruch 1, umfassend wenigsten eine Kamera (184) zur Ermittlung der Objektkoordinaten des im Bearbeitungsbereich (160) angeordneten Referenzobjektes (400), wobei das Referenzobjekt (400)
Wenigstens zwei Referenzmarken (402) oder eine Referenzmarke (402), welche eine Drehwinkelmarke (414) aufweist, die einen Drehwinkel (417) der Referenzmarke (402) repräsentiert, umfasst.
3. Lasertherapievorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das im Bearbeitungsbereich (160) angeordnete Referenzobjekt (400) wenigstens zwei voneinander beabstandete 4- Quadrantendioden (410) umfasst und die Lasertherapievorrichtung (100) ferner wenigstens einen Positionierlaser (188) und eine Auswerteeinheit (183a) aufweist, wobei der Positionierlaser (188) ausgestaltet ist, am Laseraustritt (132) austretende Positionierlaserstrahlung zu generieren und die Auswerteeinheit (183a) ausgestaltet ist, Ein Diodensignal (411) einzulesen, wobei das Diodensignal (411) eine von der 4- Quadrantendiode (410) bei Auftreffen der Positionierlaserstrahlung auf selbe erzeugte Ladungsträgerverteilung (412) repräsentiert;
In Abhängigkeit vom Diodensignal (411) ein Steuersignal zum Steuern der Positioniervorrichtung (120) zu generieren und das Steuersignal an (412) die Steuereinheit (180) oder die Positioniervorrichtung (120) zu übermitteln; und
Beim Detektieren eines homogenen Diodensignals (411), welches ein gleichverteiltes Auftreffen des Positionierlasers auf allen vier Quadranten (412) der 4-Quadrantendiode (410) repräsentiert, die Objektkoordinatendaten (121) der 4-Quadrantendiode (410) zu ermitteln.
4. Lasertherapievorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Applikationsarm (130) von einem Benutzer steuerbar ist und die Lasertherapievorrichtung (100) ferner ein Operationsmikroskop (210) und eine Triggervorrichtung (185) umfasst, wobei das Operationsmikroskop (210) ausgestaltet ist, dem Benutzer eine Abbildung des Bearbeitungsbereiches (160) und des in diesem angeordneten Referenzobjektes (400) bereitzustellen, und wobei die Triggervorrichtung (185) ausgestaltet ist, die zum Zeitpunkt der Betätigung der Triggervorrichtung (185) durch den Benutzer eingestellten Koordinaten des Applikationsarms (130) als Objektkoordinatendaten (121) des Referenzobjektes (400) einzulesen, wenn die dem Benutzer durch das Operationsmikroskop (210) angezeigte Position des Referenzobjektes (400) einer vorbestimmten Justageposition (224) des Referenzobjektes (400) entspricht.
5. Lasertherapievorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lasertherapievorrichtung (100) wenigstens eine Sicherheitsvorrichtung (189) aufweist, welche ausgestaltet ist, einen Sicherheitsbereich (133) des jeweiligen Applikationsarms (130) zu überwachen und ein Alarmsignal zu generieren, wenn ein Objekt innerhalb des Sicherheitsbereichs (133) detektiert wird.
6. Lasertherapievorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend ein Autofokusmodul (182), welches ausgestaltet ist, eine Entfernung zwischen Laseraustritt (132) und Bearbeitungsbereich (160) auf eine vorab hinterlegte Behandlungsentfemung (134) einzustellen.
7. Lasertherapievorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend ein Kontrollmodul (183), welches ausgestaltet ist, spezifische Augenmerkmale repräsentierende Augendaten zu ermitteln und die Augendaten mit Zieldaten zu vergleichen, um die Behandlung des korrekten Auges (340) sicherzustellen.
8. Verbund (300) von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen (100, 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lasertherapievorrichtungen (100, 310) datenübertragend miteinander verbunden sind und jeweils zwei der wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen (100, 310) einen gemeinsamen Bearbeitungsbereich (160) aufweisen, und wobei jede der Lasertherapievorrichtungen (100, 310) ausgestaltet ist, beliebige Koordinaten des Bearbeitungsbereiches der jeweils anderen Lasertherapievorrichtung (310, 100) in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung (100, 310) zu transformieren.
9. Verbund (300) nach Anspruch 8, wobei wenigsten eine der Lasertherapievorrichtungen (100, 310) einen Interrupt- Ausgang (186) zur Bereitstellung eines Interrupt-Signals (186a) und wenigsten eine andere der Lasertherapievorrichtungen (310, 100) einen Interrupt-Eingang (187) zum Empfangen des Interrupt-Signals (186a) aufweist und wobei die wenigstens eine andere Lasertherapievorrichtung (310, 100) ausgestaltet ist, bei Empfang eines Interrupt-Signals (186a) eine Bewegung des Applikationsarms (130) zu blockieren.
10. Verbund (300) nach Anspruch 8 oder 9, wobei zwei der wenigsten zwei Lasertherapievorrichtungen (100, 310) in einem Abstand (330) zueinander angeordnet sind, in welchem eine Patientenliege (320) positionierbar ist.
11. Verbund nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei eine Lasertherapievorrichtung (100) eine UV-Laser-basierte Lasertherapievorrichtung und wenigsten eine weitere Lasertherapievorrichtung (310) eine Femtosekundenlaser-basierte Lasertherapievorrichtung ist.
12. Verfahren zum Koppeln von mindestens zwei datenübertragend miteinander verbundenen Lasertherapievorrichtungen (100, 310), umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
Ermitteln von Objektkoordinatendaten (121), welche Objektkoordinaten eines im Bearbeitungsbereich (160) angeordneten Referenzobjektes (400) in einem Koordinatensystem (310b) der Lasertherapievorrichtung (100) repräsentieren;
Empfangen weiterer Objektkoordinatendaten (172), welche weitere Objektkoordinaten des Referenzobjektes (400) in einem weiteren Koordinatensystem (310a) der weiteren Lasertherapievorrichtung (310) repräsentieren; und
Ermitteln einer Transformationsvorschrift (190) aus den Objektkoordinatendaten (121) und den weiteren Objektkoordinatendaten (172), wobei die Transformationsvorschrift (190) eine Transformation von beliebigen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung (310) in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung (100) repräsentiert.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Verfahrensschritt des Ermittelns von Objektkoordinatendaten (121) die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Ermiteln von Bilddaten, welche ein Kamerabild einer an einem Applikationsarm (130) der Lasertherapievorrichtung angeordneten Kamera (184) repräsentieren; Ermiteln eines Bilddatenbereichs der Bilddaten, welcher das Bild des Referenzobjektes (400) repräsentiert; Ermiteln einer Ist-Lage (222) des Referenzobjektes (400) zu einer Soll-Lage (224) des Referenzobjektes (400) im Kamerabild; Generieren von Steuerdaten zur Steuerung des Applikationsarmes (130), wenn die Ist-Lage (222) des Referenzobjektes (400) nicht der Soll-Lage (224) entspricht; und Auslesen der aktuellen Objektkoordinatendaten (121), wenn die Ist-Lage (222) des Referenzobjektes (400) der Soll-Lage (224) entspricht; oder
Einlesen eines Diodensignals (411), welches eine von einer 4-Quadrantendiode (410) bei Auftreffen einer Positionierlaserstrahlung auf selbe erzeugte Ladungsträgerverteilung (412) repräsentiert; Generieren von Steuerdaten in Abhängigkeit vom Diodensignal (411) zur Steuerung des Applikationsarmes (130), wenn kein homogenes Diodensignal (411) ermitelt wird; und Auslesen der aktuellen Objektkoordinatendaten (121), wenn ein homogenes Diodensignal (411) ermitelt wird, wobei das homogene Diodensignal (411) ein gleichverteiltes Auftreffen der Positionierlaserstrahlung auf allen vier Quadranten (413) der 4-Quadrantendiode (410) repräsentiert.
14. Verfahren nach Anspruch 13, welches vollständig automatisiert durchgefiihrt wird.
15. Computerprogrammprodukt, welches, wenn es auf einem Computer ausgefiihrt wird, die Verfahrensschrite eines Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 ausfuhrt.
16. Verfahren zur Lehlsichtigkeitskorrektur, umfassend die Verfahrensschrite eines Verfahrens zum Koppeln mindestens zweier datenübertragend miteinander verbundener Lasertherapievorrichtungen (100, 310) nach einem der Ansprüche 12 bis 14; das Schneiden eines Schnitmusters in die Hornhaut eines menschlichen Auges (340) mit der Lasertherapievorrichtung (100); das Übertragen von Koordinatendaten des menschlichen Auges (340) von der Lasertherapievorrichtung (100) an eine weitere Lasertherapievorrichtung (310); das Transformieren der Koordinatendaten des menschlichen Auges (340) in weitere Koordinatendaten durch die weitere Lasertherapievorrichtung (310) gemäß der ermitelten Transformationsvorschrift (190); das Bewegen des Applikationsarms (130) der weiteren Lasertherapievorrichtung (310) zu den transformierten Koordinatendaten; und das Durchführen der Lehlsichtigkeitskorrektur am menschlichen Auge (340) durch die weitere Lasertherapievorrichtung (310).
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