ES2209163T3 - Metodo y aparato para el perfilado superficial de materiales y calibracion de laseres de ablacion. - Google Patents

Metodo y aparato para el perfilado superficial de materiales y calibracion de laseres de ablacion.

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ES2209163T3 ES98933370T ES98933370T ES2209163T3 ES 2209163 T3 ES2209163 T3 ES 2209163T3 ES 98933370 T ES98933370 T ES 98933370T ES 98933370 T ES98933370 T ES 98933370T ES 2209163 T3 ES2209163 T3 ES 2209163T3
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Abstract

La invención se refiere a un procedimiento de medición del perfil superficial de una muestra (8), que consiste en dirigir un haz luminoso procedente de una fuente luminosa (2), a través de un divisor de haz (6) de manera que se formen dos haces divididos, en dirigir respectivamente dicho haz sobre una superficie de muestra (8) y una superficie de referencia (10), en reenviar los haces divididos a través del divisor de haz (6), y en dirigir los haces divididos hacia un sistema de formación de imagen (12). La invención se refiere también a un aparato de perfilado superficial para la medición del perfil superficial de una muestra (8), que comprende una fuente luminosa (2) para generar un haz fuente, un medio de división de haz (6) colocado sobre el trayecto del haz fuente, para dividir este último en haces divididos, una superficie de referencia (10), una superficie de muestra que permite a los haces divididos atravesar trayectos separados y ser reenviados mediante división de haz (6), un medio de posicionamiento de superficie de referencia (14) para posicionar la superficie de referencia, y un medio de proyección (12) para la formación de imágenes de haces combinados. La invención se refiere también a un aparato de calibración de un láser para la ablación de una sustancia, que comprende el aparato de perfilado superficial de la invención.

Description

Método y aparato para el perfilado superficial de materiales y calibración de láseres de ablación.
El presente invento hace referencia al perfilado superficial de materiales, por ejemplo como en el procesamiento o ablación de materiales por láser, o tal como se requiere en el calibrado y verificación del rendimiento en el aparato de láser empleado en operaciones sobre el tejido corneal de los ojos para corregir errores refractivos. También se refiere a un método para la calibración de aparatos de ablación por láser y el correspondiente aparato.
Se describirá el invento haciendo referencia a dos operaciones para la corrección de errores refractivos, queractomía fotorrefractiva (PRK) y queratomeleusis con láser in-situ (LASIK), pero el invento puede utilizarse para medir el perfil superficial de un amplio abanico de materiales o para calibrar láseres para una variedad de aplicaciones médicas e industriales.
Para estar seguros de que se traza el perfil correcto sobre la cornea de un paciente durante PRK o LASIK, primero hay que calibrar el láser quirúrgico. Dicho proceso proporciona una imagen precisa del modo cómo el láser efectuará la ablación de la córnea. La superficie corneal puede ser ablacionada para efectuar una corrección miópica, hiperópica o astigmática. Las correcciones miópicas producirán una nueva curvatura, más plana, mientras que las correcciones hiperópicas deben eliminar material alrededor del borde del área a ablacionar.
Uno de los métodos utilizados habitualmente para llevar a cabo el procedimiento de calibración comprende el trazado de la superficie de un polímero plástico, tal como polimetil-metacrilato (PMMA). La superficie trazada se examina mediante un instrumento conocido, tal como un lensómetro. Dicho instrumento determina la potencia de la "lente" resultante en dioptrías. Luego puede compararse la lectura con la corrección refractiva deseada. Las discrepancias entre la lectura deseada y la alcanzada indican que el láser debe ser ajustado, aplicando un factor proporcional a la diferencia entre la lectura del lensómetro y la corrección quirúrgica deseada (véase la patente estadounidense núm. 5.261.822).
Se describe otro método de calibración en la patente estadounidense núm. 5.261.822. Esta patente explica el uso de un bloque de calibración que puede examinarse mediante inspección visual. Enseña el uso de una serie de delgados recubrimientos de PMMA de un espesor progresivamente mayor, aplicados sobre un substrato sólido del mismo material. Cada capa puede estar cubierta con un material de diferente color o fluorescente. Cuando la cavidad del material ablacionado por el láser es observada desde encima, puede verse un modelo de círculos. Un láser correctamente calibrado debe producir modelos de círculos concéntricos, mientras que los modelos de círculos excéntricos indican que el láser no ha sido correctamente calibrado. Sin embargo, el resultado suele juzgarse subjetivamente y esta técnica tan solo proporciona una burda predicción de la forma creada durante una corrección refractiva.
Los anteriores métodos de calibración por láser presentan una serie de inconvenientes. No es necesario que el PMMA imite las características de ablación del tejido corneal, y las diferentes marcas de PMMA ablacionan a diferentes velocidades (P.P. van Saarloos e I.J. Constable, J. Appl. Phys. 68(1) (1990) 377). Además, diferentes marcas de láseres producen la ablación a diferencias fluencias, de manera que la relación entre las velocidades de ablación del tejido y del plástico son distintas. Ni siquiera el lensómetro proporciona una lectura precisa de la superficie de ablación. La forma que se desea trazar en la córnea no necesariamente produce una forma de lente precisa cuando es ablacionada en plástico. La superficie ablacionada suele ser asférica, y puede ser leída de modo impreciso. Esto significa que una lectura del lensómetro no tiene porque proporcionar una medida absoluta del rendimiento del láser, y en algunos casos la medición no tiene sentido. Por consiguiente, este método tan solo puede proporcionar una lectura aproximada de la curvatura superficial. Las lecturas del lensómetro también requieren tiempo.
Otros conocidos métodos para medir los perfiles de superficies ablacionadas incluyen el uso de interferometría, o bien incluyen el escaneado de la superficie ablacionada con un microscopio electrónico de escaneado, o un microscopio confocal o agujas de contacto superficial.
Sin embargo, los dispositivos de acuerdo con estos conocidos métodos son caros y de tamaño prohibitivo, y no sirven prácticamente para cubrir la amplitud de formas producidas por los láseres refractivos. Por tanto existe una demanda de un dispositivo preciso de bajo coste para el análisis del rendimiento y la calibración de láseres refractivos, para asegurar el trazado de formas apropiadas sobre la superficie a ablacionar. En la patente US-A-5.493.109 se indica un dispositivo de monitorización interferométrica con un microscopio oftalmológico quirúrgico.
Un objeto del presente invento es proporcionar un nuevo y perfeccionado método y aparato para la calibración de láseres de ablación que puedan examinar de manera más precisa y fiable la superficie de una ablación.
Por consiguiente, de acuerdo con el presente invento, se proporciona un método para calibrar aparatos de ablación por láser, incluyendo:
-
la ablación de una muestra;
-
la medición del perfil superficial de dicha muestra mediante:
-
la dirección de la luz de una fuente luminosa a través de un divisor de haz a fin de formar dos haces partidos;
-
la dirección de dichos haces partidos, respectivamente sobre la superficie ablacionado de dicha muestra y también sobre una superficie de referencia;
-
reflejar los haces partidos desde dichas superficie ablacionada y la citada superficie de referencia, respectivamente, y formar una señal de interferencia desde dichos haces partidos reflejados; y
-
la detección de dicha señal de interferencia y así determinar el perfil de superficie de dicha superficie de muestra; y
-
la calibración de dicho aparato de ablación de láser sobre la base de dicho perfil superficial determinado.
El método puede incluir la reflexión de dicha luz desde un espejo y/o el enfocado de dicha luz para reducir el espacio necesario.
Preferiblemente, la fuente luminosa incluye un diodo emisor de luz.
Alternativamente, la fuente luminosa es una fuente de luz blanca o casi infrarroja.
Preferiblemente, la superficie de muestra es un polímero plástico que ablaciona a una fracción sustancialmente constante de la velocidad de ablación de dicho material en toda la serie de fluencias empleadas para ablacionar dicho material, y preferentemente la fracción es igual a 1,0.
El material puede ser material biológico.
El tejido biológico puede ser tejido corneal, y el método incluye la ablación de dicho material en un procedimiento quirúrgico, en cuyo caso las fluencias son preferiblemente del orden de 50 a 800 mJ/cm^{2}, y más preferiblemente del orden de 120 a 250 mJ/cm^{2}.
Preferiblemente, la superficie de referencia es un espejo plano o una superficie plana.
La superficie de referencia puede estar montada en un péndulo que incluya una serie de hojas sustancialmente paralelas de material flexible.
El método puede incluir el movimiento de la superficie de referencia por medio de un altavoz o bobina de voz.
Preferiblemente, el sistema de imagen incluye una cámara de vídeo CCD.
El método puede incluir la medición de dicho perfil superficial, la comparación de la citada medición con un perfil previsto, y la determinación de un indicador de seguridad o predicción de la ablación realizada sobre dicha muestra para usar en un procedimiento quirúrgico.
Preferiblemente, los medios para posicionar la superficie de referencia incluyen un activador de bobina de voz y un sensor de posición.
El método puede incluir la transferencia de la información del perfil de calibración determinado con dicho método en un ordenador de control del sistema láser, para permitir la autocorreción de la calibración y control de forma del sistema láser.
El método también puede incluir la comunicación con un dispositivo de medición topográfica para medir la topografía de la superficie frontal de un ojo humano o de animal a fin de combinar los resultados de una medición de calibración en plástico y los resultados de una medición topográfica, y la predicción de dicha calibración y topografía resultante de la forma del ojo después del tratamiento láser.
El presente invento también proporciona aparatos de calibración para láser de ablación, incluyendo:
-
una fuente luminosa para generar una fuente de luz;
-
medios divisores del haz colocados en el recorrido del haz de la fuente para dividir dicho haz de la fuente en haces partidos;
-
una superficie de referencia colocada para reflejar uno de dichos haces partidos para formar una señal de interferencia con otro de dichos haces partidos reflejado por una superficie de una muestra ablacionada por el citado aparato de ablación por láser;
-
medios de posicionamiento de la superficie de referencia para colocar en posición la superficie de referencia;
-
medios para plasmar la imagen de dicha señal de referencia; y
-
medios para determinar, a partir de dicha señal de interferencia plasmada en imagen, el perfil superficial de dicha superficie de muestra y calibrar el citado aparato de ablación por láser sobre la base de dicho perfil superficial determinado.
El aparato puede incluir elementos ópticos de enfoque para concentrar la intensidad de dicha luz, y un espejo, estando dichos elementos ópticos y el citado espejo colocados entre dicha fuente luminosa y los mencionados medios de partición del haz.
Preferiblemente, la luz es una luz blanca o cercana a la luz infrarroja.
La fuente luminosa puede incluir una bombilla halógena, o un diodo emisor de luz (LED).
Preferiblemente, dicho LED tiene una máxima intensidad en la porción roja a infrarroja del espectro.
La superficie de referencia puede ser un espejo plano o una superficie plana.
El sistema de imagen incluye preferiblemente una cámara de vídeo CCD.
Preferiblemente, los medios de posicionamiento de la superficie de referencia incluyen un activador de bobina de voz y un sensor de posición.
Preferiblemente, el sensor de posición incluye una muestra conocida.
Preferentemente, el sensor de posición incluye un espejo o elemento óptico que permite visionar simultánea o alternativamente tanto la muestra conocida como la muestra plástica que está siendo medida por medio de un sistema de plasmación de imágenes.
En una forma de realización del invento, el sensor de posición es un sensor de posición de capacitancia o inductancia.
Preferiblemente, el activador de bobina de voz es similar al utilizado en un altavoz.
El sensor de posición puede ser un sensor opto-eléctrico que incluye un fotodiodo con un sistema de amplificación y un LED adicional, en que el sensor utiliza la intensidad del LED adicional, y dicho LED adicional es colocado en posición para reflejar luz en un ángulo desde la superficie de referencia, o cualquier superficie que se mueva con la superficie de referencia, al fotodiodo.
Preferiblemente, el sensor de posición es uno de una serie de sensores de posición.
Preferiblemente, la serie de sensores de posición incluye una cantidad de tipos de sensores de posición.
En una forma de realización, los medios de posicionamiento de la superficie de referencia incluyen un altavoz.
Preferiblemente, el altavoz se utiliza como, o constituye, un activador de desplazamiento para la superficie de referencia.
Preferiblemente la superficie de referencia va montada en un péndulo que incluye una serie de láminas sustancialmente paralelas de material flexible.
La superficie de plástico puede comprender un polímero plástico que ablaciona a una fracción sustancialmente constante de la velocidad de ablación de dicho material sobre una serie de fluencias utilizadas para ablacionar dicho material, y preferiblemente la fracción es igual de 1,0.
El material puede ser material biológico, incluyendo por ejemplo tejido corneal, y el aparato puede ser para ablacionar el material en un procedimiento quirúrgico (tal como PRK o LASIK). En este caso, las fluencias son preferiblemente del orden de 50 a 800 mJ/cm^{2} y más preferiblemente del orden de 120 a 250 mJ/cm^{2}.
En una forma de realización particular, el aparato incluye medios láser, en que el aparato sirve para calibrar y/o verificar los medios láser, e incluye medios de comunicación para comunicar con medios láser controlados por ordenador, de modo que los medios láser pueden utilizar información del perfil de calibración obtenida por el aparato de calibración a fin de autocorregir la calibración y los controles de forma de dichos medios láser. En esta forma de realización, los medios láser pueden utilizarse en operaciones PRK o LASTK de la córnea del ojo para corregir errores refractivos.
El aparato puede incluir medios topográficos de medición corneal para medir la topografía de la superficie frontal de un ojo humano o animal, y medios de comunicación para comunicarse con dichos medios topográficos de medición, para predecir la topografía del ojo después del tratamiento con láser a partir de las medidas de calibración en plástico y las mediciones topográficas del ojo, e incluir además medios de presentación para presentar la topografía corneal prevista después del tratamiento láser por medio del aparato.
A fin de poder explicar el invento de manera más completa, se describirán algunas formas de realización preferidas, a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1A es una vista esquemática en planta de un modelo de ablación formado por una fuente láser dirigida sobre la superficie de una muestra de plástico;
La figura 1B es una sección transversal a través de A-A de la figura 1A; y
La figura 2 es una vista esquemática de un aparato de calibración de acuerdo con una forma de realización preferida del presente invento.
Las figuras 1A y 1B muestra un modelo convencional de ablación mióptica o mióptica/astigmática trazada sobre la superficie de una muestra de plástico. El modelo de ablación puede haber sido trazada por un láser excimer, de estado sólido o de otro tipo adecuado para la corrección refractiva.
Haciendo referencia a la figura 2, la primera disposición del aparato incluye una fuente de luz roja en forma de un diodo emisor de luz 2. Alternativamente, la fuente luminosa puede ser una bombilla halógena de uso general. La luz 4 pasa a través de un divisor de haz 6 donde se forman dos haces separados. Parte de la luz es dirigida sobre la muestra ablacionada 8, que es un polímero plástico que ablaciona a la misma velocidad que el tejido corneal en la gama de fluencias láser empleadas en los procedimientos de ablación corneal, de 120 a 250 mJ/cm^{2}. El resto de la luz es dirigida sobre una superficie de referencia 10 comprendiendo un espejo u otra superficie plana que es escaneada adelante y atrás. Tanto la muestra de plástico ablacionada 8 como la superficie de referencia 10 reflejan o esparcen la luz atrás hacia al divisor de haz 6. Algunos de los reflejos de la muestra 8 y de la superficie de referencia 10 rebotan fuera del divisor de haz 6 y desaparecen. El haz combinado restante es dirigido a través del divisor de haz 6 hacia una cámara de vídeo CC 12, por ejemplo una videocámara COHO 1100 o similar. Se escanéa la superficie de referencia 10 para ajustar la longitud del recorrido del haz de la luz que vuelve a la cámara 12. Cuando la longitud del recorrido del haz luminoso desde la superficie de muestra 8 coincide con la longitud del recorrido de la superficie de referencia 10, se formarán modelos de interferencia.
Para una muestra ablacionada, como la de la figura 1, cuando se observa a través de la cámara 12, aparecen imágenes de modelos circulares de interferencia para buenas ablaciones miópticas, no astigmáticas. Se produce un modelo circular más pequeño en el punto más profundo de la superficie ablacionada, cuando la superficie de referencia 10 está más alejada del divisor de haz 6. Progresivamente, se producen modelos circulares mayores cuanto menos profundas sean las ablaciones encontradas.
Sin embargo, tan sólo pueden producirse modelos de interferencia cuando la superficie de referencia 10 y un punto de la muestra ablacionada 8 se encuentran en la misma distancia del recorrido óptico de la cámara de vídeo 12. Por tanto, la superficie de referencia 10 debe poder moverse para permitir la presentación de imágenes de diferentes profundidades de ablación. Un activador de bobina de voz 14 mueve la superficie de referencia 10 atrás y adelante, mientras que un sensor optoelecrónic 16 (o, en otras formas de realización, un sensor de posición por capacitancia o inductancia), tal como un fotodiodo con un sistema de amplificación, detecta la posición espacial de la superficie de referencia 10. Así pues, el activador de bobina de voz 14 y el sensor de posición permiten el posicionamiento, con retroalimetnación desde la superficie de referencia 10 con relación a la muestra ablacionada 8.
Una forma de realización alternativa comprende el uso de una medición de la posición óptica en lugar de mecánica, se utiliza una conocida muestra con forma de un objeto conformado como cuña 18, y un pequeño espejo 20, para detectar la posición de la superficie de referencia 10. Vuelve a usarse la bobina de voz 14 para accionar la superficie de referencia 10. En esta forma de realización, la conocida muestra 18 presenta una superficie inclinada 22 que refleja el movimiento mínimo y máximo de la superficie de referencia 10. No obstante, en esta forma de realización puede usarse adicionalmente el sensor de posición.
Preferiblemente, el dispositivo de calibración arriba descrito está conectado a un ordenador 24. Dicho ordenador 24 puede calcular las formas de la superficie de la muestra ablacionada 8, presentar la forma de manera tridimensional, comparar la forma actual con la deseada y emitir un mensaje de "ir/no ir", indicativo de que se ha detectado una buena calibración o un problema con el láser, respectivamente. El ordenador también puede unirse a un sistema de láser o dispositivo de topografía corneal 26. Por consiguiente, el dispositivo de calibración puede intercambiar información referente al perfil ablacionado con el sistema láser. Entonces puede interpretarse la información proporcionada respecto al perfil medido producido, y utilizarlo para modificar los parámetros del sistema láser de modo que se produzca el perfil corneal deseado en su próxima ablación.
En una forma de realización preferida también puede incluirse el aparato para llevar a cabo el perfilado topográfico de la córnea. Dicho aparato puede utilizarse para medir el perfil original de una superficie corneal y luego importar el perfil de ablación medido desde el aparato de calibración del presente invento. Luego puede ser calculada y representada la topografía corneal que puede esperarse si el procedimiento de ablación por láser se llevara a cabo en una córnea, basada en los datos de calibración. Alternativamente, el aparato de calibración puede leer los datos topográficos corneales, calculando y presentado en el ordenador 24 la forma corneal resultante que se crearía de usar el láser en el ojo.
Así pues, el presente invento puede usarse para calibrar los láseres utilizados, por ejemplo, en la mejora de la visión u otros procedimientos médicos, dentales o cosméticos donde se requiere una precisa ablación del tejido.

Claims (30)

1. Un método para calibrar aparatos de ablación por láser, incluyendo:
-
la ablación de una muestra (8)
-
la medición del perfil superficial de dicha muestra, mediante:
-
la dirección de la luz procedente de una fuente luminosa (2) a través de un divisor de haz (6) para formar dos haces partidos;
-
la dirección de dichos haces partidos respectivamente sobre la superficie ablacionada de la citada muestra (8) y también sobre una superficie de referencia (10);
-
reflejar los haces partidos desde dicha superficie ablacionada y la citada superficie de referencia, respectivamente, para formar una señal de interferencia desde dichos haces partidos reflejados; y
-
detectar dicha señal de interferencia y determinar con ello el perfil superficial de dicha superficie de muestra; y
-
la calibración de dicho aparato de ablación por láser sobre la base de dicho perfil superficial determinado.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en que dicha superficie de muestra (8) es un polímero plástico.
3. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en que dicha fuente luminosa incluye un diodo emisor de luz (2).
4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes para calibrar dicho aparato para usar en ablacionar un material predeterminado, de modo que dicha muestra tiene una velocidad de ablación que es sustancialmente una fracción constante de la velocidad de ablación de dicho material a ablacionar sobre la serie de fluencias empleadas para ablacionar dicho material.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en que dicha fracción es igual a 1,0.
6. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 4 ó 5, en que dicho material es tejido biológico, por ejemplo tejido corneal.
7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, incluyendo el movimiento de dicha superficie de referencia por medio de un altavoz o bobina de voz (14).
8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, incluyendo la medición de dicho perfil superficial, comparar dicha medición con un perfil previsto, y determinar un indicador de la seguridad o predicción de la ablación llevada a cabo sobre dicha muestra para usar en un procedimiento quirúrgico.
9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, incluyendo la transferencia del perfil de calibración para permitir la autocorrección de la calibración y control de forma del sistema láser.
10. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, incluyendo la comunicación con un dispositivo de medición topográfica para medir la topografía de la superficie frontal de un ojo humano o animal a fin de combinar los resultados de una medida de calibración en plástico y los resultados de una medición topográfica, y predecir de dichas calibración y topografía los resultados de la forma del ojo después del tratamiento láser.
11. Aparato de calibración de láser de ablación, incluyendo:
-
una fuente luminosa (2) para generar un haz de fuente;
-
medios de división del haz (6) dispuestos en el recorrido del haz de fuente para dividir dicho haz de fuente en haces partidos;
-
una superficie de referencia (10) colocada para reflejar uno de dichos hacer partidos a fin de formar una señal de interferencia con el otro de dichos haces partidos reflejado por una superficie de una muestra ablacionado por dicho aparato de ablación por láser;
-
medios de posicionamiento de la superficie de referencia (14) para colocar en posición la superficie de referencia;
-
medios (12) para formar una imagen de dicha señal de interferencia; y
-
medios (24) para determinar, a partir de dicha señal de interferencia plasmada en imagen, el perfil superficial de dicha superficie de muestra y para calibrar el citado aparato de ablación por láser sobre la base del mencionado perfil superficial determinado.
12. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 11, en que dicha fuente luminosa (2) es luz blanca o cerca de la luz infrarroja.
13. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12, en que dicha fuente luminosa (2) incluye una bombilla halógena o un LED.
14. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 11, 12 ó 13, en que dichos medios de posicionamiento de la superficie de referencia incluyen asimismo un sensor de posición (16).
15. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 14, en que dicho sensor de posición incluye una muestra conocida (18).
16. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 15, en que dicho sensor de posición incluye un espejo o elemento óptico (20) que permite ver simultánea o alternativamente tanto la muestra conocida (18) como la citada muestra (8) que está siendo medida, por medio de un sistema de presentación de imagen.
17. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 14, 15 ó 16, en que dichos medios de posicionamiento de la superficie de referencia incluyen además un activador de bobina de voz (14) para posicionar dicha superficie de referencia en respuesta de dicho sensor de posición (16).
18. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 17, en que dicho activador de bobina de voz (14) es similar el usado en un altavoz.
19. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en que dichos medios de posicionamiento de la superficie de referencia incluyen un altavoz.
20. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 19, en que dicho altavoz se utiliza como, o constituye, un accionador de desplazamiento para la superficie de referencia.
21. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, incluyendo además dicha muestra, de modo que la citada superficie de muestra comprende un polímero plástico.
22. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 21, para calibrar dicho aparato de ablación por láser a utilizar en la ablación de un material predeterminado, en que dicha muestra tiene una velocidad de ablación que es sustancialmente una fracción constante de la velocidad de ablación de dicho material a ablacionar sobre una serie de fluencias utilizadas en dicho material de ablación.
23. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 22, en que dicha fracción es igual a 1,0.
24. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 22 ó 23, en que dicho material es tejido biológico, por ejemplo tejido corneal.
25. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 24, en combinación con aparatos para la ablación por láser de dicho tejido biológico en un procedimiento quirúrgico, por ejemplo PRK o LASIK.
26. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 24 ó 25, en que dichas fluencias son del orden de 50 a 800 mJ/cm^{2}.
27. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 26, en que los medios de fuente láser son para utilizar en operaciones PRK o LASIK de córnea de ojo a fin de corregir errores refractivos.
28. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 27, incluyendo medios de medición topográfica de la córnea para medir la topografía de la superficie frontal del ojo humano o animal y medios de comunicación para comunicar con dichos medios de medición topográfica, para predecir la topografía del ojo después del tratamiento por láser a partir de las mediciones de calibración en plástico y las mediciones topográfica del ojo.
29. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 28, incluyendo un aparato de ablación por láser, estando dichos medios para determinar el citado perfil superficial y para calibrar dicho aparato de ablación por láser en comunicación con el mencionado aparato de ablación por láser para ajustar la calibración y controles de forma del mismo.
30. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 29, en que el aparato de ablación por láser sirve para usar en operaciones PRK o LASIK de la córnea del ojo a fin de corregir errores refractivos.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10019059B4 (de) * 2000-04-18 2008-04-17 SIOS Meßtechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Profilabweichungen
AUPR086100A0 (en) * 2000-10-20 2000-11-16 Q-Vis Limited Improved surface profiling apparatus
US6624894B2 (en) * 2001-06-25 2003-09-23 Veeco Instruments Inc. Scanning interferometry with reference signal
US8968279B2 (en) 2003-03-06 2015-03-03 Amo Manufacturing Usa, Llc Systems and methods for qualifying and calibrating a beam delivery system
DE10333562A1 (de) * 2003-07-23 2005-02-17 Carl Zeiss Meditec Ag Verfahren, Vorrichtung und System zur Bestimmung eines Systemparameters eines Laserstrahl-Behandlungssystems
US6967726B2 (en) * 2003-10-03 2005-11-22 Honeywell International Inc. Means for in-place automated calibration of optically-based thickness sensor
US20070173796A1 (en) * 2006-01-25 2007-07-26 Ralf Kessler Device and method for calibrating a laser system
US7811280B2 (en) 2006-01-26 2010-10-12 Amo Manufacturing Usa, Llc. System and method for laser ablation calibration
US7888621B2 (en) * 2006-09-29 2011-02-15 International Paper Co. Systems and methods for automatically adjusting the operational parameters of a laser cutter in a package processing environment
US8017905B2 (en) * 2008-08-29 2011-09-13 Wavelight Ag Method for energy calibration of a pulsed laser system
US10034109B2 (en) * 2015-04-09 2018-07-24 Audera Acoustics Inc. Acoustic transducer systems with position sensing
US10667949B2 (en) 2015-10-21 2020-06-02 Amo Development, Llc Laser beam calibration and beam quality measurement in laser surgery systems
KR102476246B1 (ko) * 2017-01-18 2022-12-08 아이피지 포토닉스 코포레이션 재료의 수정을 위한 가간섭적 촬영 및 피드백 제어를 위한 방법 및 시스템
CN114871571B (zh) * 2022-05-27 2023-05-26 华中科技大学 一种蓝光激光焊接机器人的一体式主副分束装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4710001A (en) * 1986-11-21 1987-12-01 Hewlett-Packard Company Support for a moving mirror in an interferometer
GB8807817D0 (en) * 1988-03-31 1988-05-05 See C W Optical measuring apparatus & method
JPH061167B2 (ja) * 1988-05-17 1994-01-05 日本鋼管株式会社 3次元曲面形状の測定方法及び装置
DE3942896A1 (de) * 1989-12-23 1991-06-27 Zeiss Carl Fa Interferometrischer sensor zur messung von abstandsaenderungen einer kleinen flaeche
GB9009110D0 (en) * 1990-04-23 1990-06-20 Europ Vision Syst Centre Improvements relating to optical measuring systems
US5490849A (en) * 1990-07-13 1996-02-13 Smith; Robert F. Uniform-radiation caustic surface for photoablation
IL100655A (en) * 1991-02-08 1994-11-28 Hughes Aircraft Co Profile gauge for interferometric laser
JPH05157512A (ja) * 1991-07-19 1993-06-22 Olympus Optical Co Ltd 波面干渉計
US5261822A (en) * 1993-01-12 1993-11-16 Iatrotech, Inc. Surgical refractive laser calibration device
US5772656A (en) * 1993-06-04 1998-06-30 Summit Technology, Inc. Calibration apparatus for laser ablative systems
JP2826265B2 (ja) * 1994-03-28 1998-11-18 株式会社生体光情報研究所 断層像撮影装置
US5493109A (en) * 1994-08-18 1996-02-20 Carl Zeiss, Inc. Optical coherence tomography assisted ophthalmologic surgical microscope
US5659392A (en) * 1995-03-22 1997-08-19 Eastman Kodak Company Associated dual interferometric measurement apparatus for determining a physical property of an object
AU2411800A (en) * 1999-01-13 2000-08-01 Lasersight Technologies, Inc. Profiling calibration plate

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ATE250750T1 (de) 2003-10-15
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HK1028995A1 (en) 2001-03-16

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