ES2567441T3

ES2567441T3 - Procedimiento para determinar informaciones de control para cirugía fotorrefractiva de la córnea y procedimiento para preparar informaciones de corrección necesarias

Info

Publication number: ES2567441T3
Application number: ES06776968.7T
Authority: ES
Inventors: Michael Mrochen; Michael BÜELER
Original assignee: Wavelight GmbH
Current assignee: Wavelight GmbH
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2016-04-22
Anticipated expiration: 2026-08-18
Also published as: US20100292677A1; EP1916978A1; WO2007020105A1; US8282629B2; EP1916978B1

Abstract

Procedimiento para determinar informaciones de control para controlar una radiación láser (14) irradiada sobre la córnea de un ojo (16) que hay que tratar de forma fotorrefractiva, corrigiéndose durante este procedimiento un perfil de ablación de la córnea obtenido mediante la medición de las propiedades ópticas del ojo que hay que tratar sobre la base de informaciones de corrección y formándose las informaciones de control sobre la base del perfil de ablación corregido generado de este modo, caracterizado por que, el perfil de ablación se transforma en un espectro de frecuencia espacial, por que acto seguido para varias componentes espectrales discretas del perfil de ablación, sobre la base de informaciones de corrección de amplitud almacenadas, en cada caso, se determina un valor de amplitud corregido, y por que para determinar el perfil de ablación corregido a continuación, se transforma a la inversa el perfil de frecuencia espacial con las componentes espectrales con las amplitudes corregidas en la zona espacial geométrica, representando las informaciones de corrección de amplitud para varias frecuencias espaciales (ω1, ω2), que se diferencian por lo menos por el valor de frecuencia, en cada caso, una relación (f(As,ω1), f(As, ω2)), determinada de antemano, entre los valores de la amplitud para la frecuencia espacial en cuestión y los valores de amplitud corregidos para esta frecuencia espacial.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento para determinar informaciones de control para cirugfa fotorrefractiva de la cornea y procedimiento para preparar informaciones de correccion necesarias.

La invencion se refiere al campo tecnico de la cirugfa fotorrefractiva de la cornea, en la cual el tejido de la cornea es tratado mediante radiacion laser con el objetivo de la eliminacion o por lo menos de la reduccion amplia de problemas de vision.

La cirugfa fotorrefractiva de la cornea basada en el laser es un procedimiento establecido para la correccion de problemas opticos del ojo y con ello para la mejora de la potencia visual del paciente. En especial se pueden tratar con este procedimiento ametropias de orden inferior es decir, por ejemplo, miopia, hipermetropfa (hiperopfa), astigmatismo (ametropia cilfndrica), astigmatismo miope y astigmatismo hipermetrope. Un procedimiento conocido de la cirugfa laser de la cornea es la llamada LASIK (Laser In Situ Keratomileusis). Aquf se corta de la cornea del ojo de hay que tratar, en primer lugar, un pequeno disco salvo un pequeno resto que sirve como “bisagra”. Este pequeno disco, que en el mundo profesional se designa en general mediante el concepto en lengua inglesa de Flap, es abatido acto seguido hacia el lado, despues de lo cual se retira, mediante radiacion laser irradiada, material en el centro de la cornea. La retirada de material tiene lugar, esencialmente, en el estroma de la cornea, es decir la parte del tejido de la cornea situada debajo del epitelio de la cornea y de la membrana de Bowman. La retirada de tejido mediante radiacion laser se designa tambien como ablacion. Tras el tratamiento con laser, el pequeno disco es abatido de nuevo de vuelta a su lugar original. Debido a que no queda ninguna herida abierta en el ojo, el Flap cicatriza por regla general muy rapido de nuevo en el tejido de la cornea situado debajo.

La LASIK no es el unico metodo en el cual para la eliminacion de ametropias se retira tejido de la cornea mediante radiacion laser. Unicamente a tftulo de ejemplo se remite a la llamada queratectomfa fotorrefractiva (PRK) como representante de un metodo de tratamiento de este tipo. La invencion se puede utilizar, en general, en metodos discrecionales de la cirugfa laser de la cornea, en los cuales se ablaciona tejido de la cornea mediante radiacion laser; no se propone en ningun caso una limitacion a determinadas tecnicas.

Antes de la retirada de tejido hay que elaborar un llamado perfil de ablacion. Este indica cuanto tejido hay que retirar en que punto de la zona de tratamiento corneal. El perfil de ablacion puede entenderse, por consiguiente, como un mapa de niveles, que determina la altura de la retirada de tejido necesaria en los diferentes puntos del campo de tratamiento. El perfil de ablacion se puede elaborar, por ejemplo, en forma de una matriz bidimensional, cuyos elementos de matriz individuales indican los valores de altura.

Una tecnica conocida para determinar el perfil de ablacion se basa en la determinacion de asf llamadas aberraciones de frente de ondas del ojo. La representacion optica en el ojo no se ve menoscabada unicamente por aberraciones esfericas o cilfndricas, sino tambien por distorsiones de la imagen de orden superior. Las mediciones de frente de ondas, como las que se pueden llevar a cabo, por ejemplo, con el sensor de Hartmann-Shack o un sensor Tscherning, permiten la medicion de aberraciones superiores del ojo. Para mas informacion acerca de las diferentes aberraciones del ojo condicionadas por la cornea y el sistema de representacion intraocular y de su medicion mediante sensores de frente de ondas se puede remitir, por ejemplo, al artfculo de W. Wesemann: “Optische und physiologische Grenzen de la cirugfa de la cornea controladas mediante frente de ondas” en Der Ophthalmologe, 5, 2004, paginas 521-537. El resultado de la medicion de la aberracion es una llamada montana de aberracion de frente de ondas que indica, para diferentes lugares de la pupila, en cada caso un valor para la aberracion de frente de ondas. Cuando mas alta es la “montana” en este punto tanto mayores seran las aberraciones de representacion en el lugar correspondiente de la pupila. La montana de aberracion de frente de ondas se puede aproximar matematicamente, por ejemplo, con la ayuda de polinomios de Zernike o polinomios de Taylor. A partir de la montana de aberracion de frente de ondas se puede deducir un perfil de aberracion correspondiente, por ejemplo, gracias a que se varfa de tal manera, de forma iterativa, una profundidad de ablacion supuesta hasta que se alcanza un ajuste lo mejor posible de los tiempos de recorrido de rayos de luz en todos los lugares de la cornea y con ello un aplanamiento lo mejor posible de la montana de aberracion de frente de ondas.

Los perfiles de ablacion obtenidos sobre la base de una medicion de las propiedades opticas del ojo adolecen evidentemente de la desventaja de que tiene frecuentemente unicamente una validez teorica. En la practica menoscaban factores de perturbacion de diferentes tipos la precision de la correccion de la ametropia durante y despues del tratamiento. De este modo pueden conducir, por ejemplo, perdidas de reflexion perifericas durante la retirada laser, procesos de curacion de la herida postoperatorios o variaciones biomecanicas de la cornea, a divergencias entre la modificacion de la forma de la cornea a la que se aspira (teoricamente ideal) y la que se consigue realmente.

Por ello se propuso modificar el perfil de ablacion mediante factores de correccion determinados empfricamente y llevar acabo el tratamiento mediante laser de acuerdo con la medida del perfil de ablacion corregido de esta manera. Una posible forma de proceder es, al mismo tiempo, determinar los factores de correccion mediante la promediacion de los resultados postoperatorios de un gran numero de pacientes. Los perfiles de retirada teoricos sin corregir, obtenidos mediante la medicion del ojo de un gran numero de pacientes, se comparan para ello con los perfiles de

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retirada reales que resultan en realidad despues del tratamiento y finalizada la cicatrizacion. Sobre la base de datos empfricos se determina, acto seguido, una matriz de correccion unitaria, que posee el mismo tamano que la del perfil de ablacion. Cada elemento de la matriz de correccion designa una factor de correccion que depende del lugar para el valor de altura correspondiente de la matriz de ablacion. Los factores de correccion de la matriz de correccion se pueden indicar, por ejemplo, como multiplicadores por los cuales hay que multiplicar por elementos los valores de altura de la matriz de retirada con el fin de llegar a matriz de retirada o de ablacion corregida.

En aquellos lugares de la cornea en los cuales la retirada real (valor real) coincide bien, segun los datos empfricos, con la retirada planeada (valor teorico), el factor de correccion tiene el valor uno mientras que, por el contrario, donde por regla general se ha retirado demasiado poco, hay un factor de correccion con un valor superior a uno. Las matrices de correccion utilizadas en la actualidad en la practica se pueden comparar con una forma parabolica. Los factores de correccion aumentan desde el centro (que corresponde al centro del plano de la cornea) hacia los bordes de la matriz en correspondencia con la forma de parabola. La correccion del perfil de ablacion tiene lugar, en caso de utilizacion de matrices de correccion de este tipo, por consiguiente en la zona espacial geometrica mediante multiplicacion sencilla de los elementos de matriz de la matriz de correccion por los de la matriz de ablacion.

Se ha demostrado que, en especial en ojos con estructuras muy irregulares, la compensacion de los factores de perturbacion alcanzada de esta manera es con frecuencia insuficiente.

El documento US 2005/107775 A1 ensena la utilizacion de una funcion de correccion con caracterfstica de pasabajos. Esta caracterfsticas de pasabajos debe compensar procesos de alisado postoperatorios del epitelio de la cornea. La correccion de un perfil de ablacion determinado para un ojo que hay que tratar tiene lugar en la zona espacial geometrica mediante plegado iterativo, hasta que se obtiene un perfil corregido, el cual corresponde al producto de plegado del perfil de ablacion original con la funcion de respuesta de impulso geometrica del filtro de pasabajos. Este metodo es extremadamente complejo desde el punto de vista de la tecnica de calculo.

El problema que se plantea la invencion es indicar un camino para la correccion especffica para el paciente de un perfil de ablacion de la cornea, que acarree consigo una complejidad de calculo aceptable y que no contenga ninguna limitacion fundamental sobre la compensacion de determinados efectos de perturbacion especificados con anterioridad.

Para la solucion de este problema la invencion parte de un procedimiento para determinar informaciones de control para controlar una radiacion laser irradiada sobre la cornea de un ojo que hay que tratar de forma fotorrefractiva, corrigiendose en este procedimiento un perfil de ablacion de la cornea, obtenido mediante la medicion de las propiedades opticas del ojo que hay que tratar, sobre la base de informaciones de correccion y formandose las informaciones de control sobre la base del perfil de ablacion corregido de esta manera.

De acuerdo con la invencion esta previsto al mismo tiempo segun la reivindicacion 1 que el perfil de ablacion sea transformado en un espectro de frecuencia espacial, que acto seguido se determine para componentes espectrales discretas del perfil de ablacion, sobre la base de informaciones de correccion de amplitud almacenadas, en cada caso un valor de amplitud corregido y que para determinar el perfil de ablacion corregido se transforme a la inversa a continuacion el perfil de frecuencia espacial con las componentes espectarles con las amplitudes corregidas en la zona espacial geometrica, representando las informaciones de correccion de amplitud para varias frecuencias espaciales, que se diferencian por lo menos mediante el valor de frecuencia, en cada caso una relacion, determinada de antemano, entre valores de la amplitud para la frecuencia espacial en cuestion y valores de amplitud corregidos para esta frecuencia espacial.

La invencion no esta limitada unicamente a la correccion de amplitud de las componentes espectrales del espectro de frecuencia espacial. Esto se puede utilizar asimismo para la correccion de fase espectral. Correspondientemente puede estar previsto, en un procedimiento del tipo generico segun la reivindicacion 2, que el perfil de ablacion sea transformado en un espectro de frecuencia espacial, que acto seguido se determine para diferentes componentes espectrales discretas del perfil de ablacion, sobre la base de informaciones de correccion de fase almacenadas, en cada caso un valor de fase corregido y que para determinar el perfil de ablacion corregido se transforme a la inversa a continuacion el espectro de frecuencia espacial con las componentes espectrales corregidas en cuanto a la fase en la zona espacial geometrica, representando las informaciones de correccion de fase para varias frecuencias espaciales, que se diferencian por lo menos mediante el valor de frecuencia, en cada caso una relacion determinada de antemano entre valores de la fase para la frecuencia espacial en cuestion y valores de fase corregidos para esta frecuencia espacial.

De forma alternativa o adicional a la correccion de amplitud y de fase, la invencion puede corregir, segun la reivindicacion 3, la parte real o/, segun la reivindicacion 4, la parte imaginaria de una o varias componentes espectrales del espectro de frecuencia espacial (en representacion compleja). Correspondientemente se puede determinar, segun la invencion, para diferentes componentes espectrales del perfil de ablacion, sobre la base de informaciones de correccion de la parte real y/o de la parte imaginaria, en cada caso un valor de parte real corregido o un valor de parte imaginaria corregido. Para la determinacion del perfil de ablacion corregido se transforma a la inversa, a continuacion, el espectro de frecuencia espacial con las componentes espectrales corregidas para la parte

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real y/o para la parte imaginaria en la zona espacial geometrica. Las informaciones de correccion de parte real representan para varias frecuencias espaciales, que se diferencian por lo menos mediante el valor de frecuencia, en cada caso una relacion determinada de antemano entre valores de la parte real para la frecuencia espacial en cuestion y valores de parte real corregidos para esta frecuencia espacial. Las informaciones de correccion de la parte imaginaria representan relaciones correspondientes para la parte imaginaria espectral.

De acuerdo con la invencion se corrigen por consiguiente uno o varios parametros (amplitud, fase, parte real, parte imaginaria) de diferentes componentes espectrales discretas del espectro de frecuencia espacial sobre la base de relaciones determinadas empfricamente. A continuacion se mencionan de forma explfcita unicamente los parametros amplitud y fase; se sobreentiende, sin embargo, que las afirmaciones hechas a este respecto se pueden trasladar igualmente a la parte real y la parte imaginaria de las componentes espectrales.

La invencion se basa en la observacion de que diferentes porciones de frecuencia espaciales en un perfil de ablacion son transferidas de forma diferente a la cornea. Algunas componentes espectarles del perfil de ablacion son atenuadas con mas o menos intensidad, mientras que otras se encuentran de nuevo, esencialmente sin atenuar o bajo ciertas circunstancias incluso amplificadas, en el perfil de retirada real. Sin embargo, durante la transferencia del perfil de retirada no solo se puede variar la amplitud de las porciones espectrales en la cornea, sino tambien la fase. Mediante las relaciones referidas a la amplitud y a la fase representadas por las informaciones de correccion se pueden tener en cuenta estas variaciones de la amplitud y de la fase. Para una pluralidad de componentes espectrales discretas del perfil de ablacion se puede determinar al mismo tiempo, con la ayuda de estas relaciones, en cada caso una componente espectral corregida para la amplitud y/o para la fase. Mediante la transformacion a la inversa del espectro con las componentes espectrales corregidas para la amplitud y/o para la fase en la zona espacial se obtiene un perfil de ablacion corregido el cual, tras la operacion y una vez finalizada la cicatrizacion y otros procesos transitorios postoperatorios, conduce con buena precision al perfil de ablacion teorico deseado.

La generacion de informaciones de correccion de amplitud y/o de fase tiene lugar, preferentemente, de manera que una pluralidad de perfiles de ablacion teoricos y una pluralidad de perfiles de ablacion reales correspondientes son transformados, en cada caso, en un espectro de frecuencia espacial, por que sobre la base los espectros de frecuencia espacial teoricos y reales para varias frecuencias espaciales discretas, que se diferencian en cuanto al valor de frecuencia y/o la direccion espacial, se determina en cada caso una relacion funcional para la dependencia de la amplitud real y/o de la fase real para la frecuencia espacial en cuestion de la amplitud teorica y/o de la fase teorica para esta frecuencia espacial y por que las informaciones de correccion de la amplitud y/o de la fase son formadas por datos que describen las relaciones funcionales determinadas.

Este metodo no recurre, a diferencia de la manera de proceder segun el documento US 2005/107775 A1, a un modelo de transmision determinado con anterioridad, sino que determina, sobre la base de una bases de datos existente de perfiles de ablacion teoricos y perfiles de ablacion reales para diferentes frecuencias espaciales discretas, en cada caso, de forma individual una funcion de transmision referida a la amplitud y/o una referida a la fase. En el documento US 2005/107775 A1 se utiliza como modelo de transmision un pasabajos Butterworth. Este modelo es independiente de la amplitud y la fase; para cada frecuencia espacial se pondera el perfil de ablacion de un paciente, obtenido mediante medicion, mediante un factor independiente de la amplitud y de la fase, que depende unicamente del valor de frecuencia en cuestion. La forma de aproximacion segun la invencion suprime, por el contrario, la limitacion a factores de ponderacion independientes de la amplitud y de la fase. Si la base de datos existente expresa una dependencia no lineal de la amplitud real con respecto a la amplitud teorica o de la fase real respecto de la fase teorica, en una o varias frecuencias espaciales, esto se puede reproducir mediante relaciones funcionales.

La forma de proceder segun la invencion permite ademas tener en cuenta acoplamientos de frecuencia, un punto de vista que no se tiene en cuenta en el documento US 2005/107775 A1. Se ha demostrado, en base de las investigaciones, que la funcion de transmision de amplitud y/o de fase para una frecuencia espacial pueda depender tambien de la amplitud o de la fase en una o varias otras frecuencias espaciales. Expresado de otra manera las diferentes componentes espectrales de un perfil de ablacion teorico pueden tener influencia sobre el perfil de ablacion real que se ajusta de forma postoperatoria. Durante la determinacion de relaciones funcionales es por ello recomendable examinar la dependencia de la amplitud real y/o de la fase real de por lo menos una frecuencia espacial, de la amplitud teorica o de la fase teorica de por lo menos otras frecuencia espacial, de tal manera que por lo menos una parte de las relaciones funcionales indique la amplitud real y/o la fase real para la frecuencia espacial en cada caso en cuestion tambien dependiendo de la amplitud teorica o la fase teorica para por lo menos otra frecuencia espacial.

Las informaciones de correccion de amplitud y/o de fase se pueden implementar de manera diferente. Una posibilidad consiste en una representacion a modo de tabla, otra en una representacion en forma de una o varias formulas matematicas. Como salida las informaciones de correccion de amplitud y/o de fase pueden suministrar directamente los valores de amplitud y de fase corregidos. De manera alternativa las informaciones de correccion de amplitud y/o de fase pueden suministrar, como salida, unicamente valores de correccion, con los cuales hay que conectar, de manera multiplicativa o aditiva, las componentes espectrales del perfil de ablacion.

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Diferentes componentes espectrales del perfil de ablacion pueden ser corregidas, segun una forma de realizacion, individualmente sobre la base de una relacion funcional asignada en cada caso. En el caso de un espectro de frecuencia espacial que dependa de la direccion espacial puede suceder entonces, en especial, que porciones espectrales que tengan el mismo valor de frecuencia, pero con una direccion espacial diferente, que sean corregidas de forma distinta. De este modo es posible una correccion muy fina del perfil de ablacion, suelta de la frecuencia y de la direccion espacial. En caso necesario las informaciones de correccion pueden comprender, incluso para todas las componentes espectrales del espectro de frecuencia espacial del perfil de ablacion, en cada caso una relacion funcional referida a la amplitud y/o referida a la fase para la amplitud espectral o para la fase, con el fin de permitir una correccion individual de todas las componentes espectrales.

Es asimismo imaginable determinar, para un grupo de componentes espectrales con el mismo valor de frecuencia, si bien diferente direccion espacial del perfil de ablacion, un componente espectral comun corregido para la amplitud y/o para la fase, sobre la base de informaciones de correccion de la amplitud y/o de la fase. En esta variante no se corrigen de manera diferente componentes espectrales individuales con el mismo valor de frecuencia. En lugar de esto se determina una componente espectral comun corregida para la amplitud y/o para la fase, que son iguales para todas las direcciones del espacio del grupo. Para ello se pueden promediar, por ejemplo, las amplitudes y/o las fases de las componentes espectrales del grupo y determinar la componente espectral comun, corregida para la amplitud o/ para la fase, en funcion del valor medio de la amplitud o de la fase.

Si durante la determinacion de las informaciones de correccion se tuvieron en cuenta posibles acoplamientos de frecuencia, entonces puede indicar por lo menos una las relaciones representadas mediante las informaciones de correccion de amplitud los valores de amplitud corregidos para la frecuencia espacial en cuestion, tambien en funcion del valor de la amplitud para por lo menos otra frecuencia espacial. De igual manera puede indicar, por lo menos una de las relaciones representadas mediante informaciones de correccion de fase, los valores de fase corregidos para la frecuencia espacial en cuestion tambien de manera independiente del valor de la fase para por lo menos otra frecuencia espacial.

Para la transformacion espectral del perfil de ablacion de un ojo que hay que tratar se recomienda la transformada de Fourier. Para una representacion de frecuencia discreta del espectro de frecuencia espacial del perfil de ablacion es suficiente con la transformada de Fourier discreta, pudiendo recurrirse para una alta eficiencia de la tecnica de calculo a metodos de la transformada de Fourier discreta rapida. Para la transformacion inversa del espectro de frecuencia espacial corregido se puede utilizar, de acuerdo con ello, la transformada de Fourier discreta inversa, en especial la transformada de Fourier discreta inversa rapida. La transformada de Fourier y su proceso inverso son en el mundo profesional metodos usuales para determinar un espectro de frecuencias (en especial de un espectro de frecuencias discreto) a partir de una serial de tiempo o de espacio (el perfil de ablacion del ojo que hay que tratar representa de hecho una senal espacial bidimensional). Por ello se puede prescindir aquf de la explicacion de las matematicas fundamentales de la transformada de Fourier y de su inversion.

Para la determinacion por separado de la amplitud o de la fase de las diferentes componentes espectrales del espectro de frecuencias espaciales del perfil de ablacion es recomendable, en especial, el analisis de Fourier complejo en el espacio numerico complejo. Los fundamentos matematicos le son tambien familiares a este respecto al experto en la materia correspondiente.

Se entiende que el analisis de Fourier no es el unico metodo para el reconocimiento espectral del perfil de ablacion. Evidentemente son imaginables tambien otras transformaciones de la frecuencia espacial. Unicamente a tftulo de ejemplo cabe remitir a la transformacion de coseno discreta que aproxima una senal espacial mediante una serie de cosenos.

La invencion se explica con mayor detalle a continuacion la invencion sobre la base de los dibujos adjuntos. Se representa, en:

la figura 1, de forma esquematica, un ejemplo de realizacion de un dispositivo para llevar a cabo una cirugfa fotorrefractiva de la cornea del ojo,

la figura 2, ejemplos para funciones de Fitting mediante representaciones funcionales del comportamiento de transmision de amplitudes durante el tratamiento de la cornea para diferentes frecuencias espaciales,

la figura 3, una imagen de principio esquematica para la explicacion de una correccion de amplitud en grupo de las componentes espectrales de un perfil de ablacion de la cornea,

la figura 4, una imagen de principio esquematica para la explicacion de una correccion individual de las componentes espectrales de un perfil de ablacion de la cornea.

El dispositivo para la realizacion de un tratamiento fotorrefractivo de la cornea, mostrado en la figura 1, comprende un laser 10, el cual proporciona la radiacion laser necesaria para la fotoablacion. La fotoablacion se puede llevar a cabo sobre la superficie de la cornea y/o de forma intraestromal, es decir en el estroma de la cornea. Como laser 10

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se considera para la fotoablacion, en especial, un laser excfmero con una longitud de onda de emision de por ejemplo 193 nm. Alternativamente se puede utilizar, por ejemplo, un laser de estado solido Er:YAG con una longitud de onda de emision de 2,94 pm o un laser UV de estado solido (p. ej. Nd:YAG con 213 nm).

La radiacion laser es desviada mediante un explorador (Scanner) 12; el rayo laser desviado - designado mediante 14 - es dirigido a continuacion sobre la cornea de un ojo 16 que hay que tratar. Coaxialmente con respecto al rayo laser 14 se dirige otro rayo sobre el ojo 16. Este otro rayo procede de una llamada fuente de luz de posicionamiento 18 y define un eje de referencia A fijo en el espacio.

Durante la operacion el ojo 16 se mueve regularmente con respecto al eje A. Para el seguimiento del rayo de tratamiento 14 durante los movimientos de los ojos de este tipo se ilumina el ojo, de una forma no representada con mayor detalle, con radiacion infrarroja. La radiacion de imagen designada mediante 20 genera, en una camara CCD o CMOS 22, imagenes las cuales son procesadas electronicamente en un dispositivo de procesamiento de imagen 24 conectado con posterioridad. El resultado del procesamiento de imagen se introduce en una unidad de calculo y control 26, la cual se encarga de la evaluacion de la imagen asf como del control del explorador 12. La unidad de calculo y control 26 emite para ello una senal de ajuste 28 adecuada al explorador 12. Esta senal de ajuste da lugar a una direccion de tal tipo del rayo de tratamiento 14 que se procesa un perfil de ablacion determinado con anterioridad para el ojo 16 que hay que tratar. Los defectos opticos del ojo 16 se pueden corregir de esta manera mediante fotoablacion del tejido de la cornea. El perfil de ablacion procesado en el sentido anterior es un perfil de ablacion corregido, que proviene de un perfil de ablacion original, obtenido mediante medicion de las propiedades opticas del ojo 16, y una correccion posterior del mismo.

El perfil de ablacion original se puede determinar, por ejemplo, a partir de una medicion espacialmente resuelta de la aberracion de frente de ondas del ojo 16 mediante un vfdeoaberroscopio (no representado con mayor detalle). Para mas detalles acerca de una medicion de aberracion de frente de ondas de este tipo y para determinar un perfil de aberracion a partir de la montana de aberracion de frente de ondas medida se remite al documento DE 100 22 995 C2. La unidad de calculo y de control 26 puede estar dispuesta para llevar a cabo las operaciones de calculo necesarias para el calculo de la montana de aberracion de frente de ondas y del perfil de ablacion. Es asimismo posible que el perfil de ablacion original se obtenga mediante una disposicion de medicion y de calculo separada y que a la unidad de calculo y control 26 se le suministre unicamente el perfil de ablacion acabado.

Una memoria 30 electronica contiene las informaciones de configuracion necesarias para la correccion del perfil de ablacion original determinado a partir de la medicion de aberracion de frente de ondas. La correccion es necesaria debido a que el perfil de ablacion que se ajusta de forma postoperatoria diverge, por regla general, del perfil de ablacion teorico teorico obtenido mediante la medicion optica del ojo 16. Las divergencias pueden tener diferentes causas. Por un lado, el desarrollo postoperatorio de la cicatrizacion de la herida puede conducir a variaciones de la cornea. Por ejemplo se puede provocar, mediante alisamiento del epitelio, un efecto de filtro de pasabajos, como se explica en el documento US 2005/107775 A1. El desarrollo de la cicatrizacion de la herida puede depender no unicamente de las propiedades biologicas, en especial de los tejidos, del correspondiente paciente sino tambien sistema laser empleado. Como factores adicionales que influyen, que pueden conducir a la divergencia del perfil de ablacion real que resulte finalmente con respecto al perfil de ablacion teorico deseado, cabe mencionar perdidas opticas durante el tratamiento con laser, en especial perdidas de reflexion.

A causa del gran numero de factores de perturbacion diferentes, que pueden ser ademas diferentes de un sistema laser a otro sistema laser y de un paciente a otro paciente, no es posible por regla general dar datos o algoritmos validos en general para la correccion del perfil de ablacion teorico. Mas bien hay que determinar informaciones de correccion correspondientes de forma empfrica (experimental) para el sistema laser utilizado en cada caso, comprendiendo la base de datos que se necesita los perfiles de ablacion teoricos y reales de una pluralidad de pacientes tratados con el sistema laser en cuestion. Se sobreentiende que la base de datos puede ser actualizada, constantemente o en intervalos regulares, con los datos de nuevos pacientes, con el fin de adaptar en su caso las informaciones de correccion.

Las informaciones de correccion almacenadas en la memoria 30 representan funciones de correccion para la amplitud espectral y/o para la fase para una pluralidad de frecuencias espaciales discretas diferentes. A continuacion se entra, por mor de la claridad, unicamente en la correccion de amplitud espectral, la correccion de fase no se menciona por el contrario mas. Se indica, sin embargo, de manera explfcita que los comentarios acerca de la correccion de amplitud son correspondientemente validos para la correccion de fase espectral.

Las funciones de correccion de amplitud representadas mediante informaciones de correccion representan una relacion, determinada de forma empfrica, entre la amplitud de diferentes porciones espectrales del perfil de ablacion (amplitud real) que se ajusta de forma postoperatoria y de la amplitud de las porciones espectrales correspondientes del perfil de ablacion teorico (amplitud teorica), obtenido mediante la medicion optica del ojo 16. Cada una de estas relaciones describe la dependencia de la amplitud real para una frecuencia espacial determinada dependiendo por lo menos de la amplitud teorica para esta frecuencia espacial. En un perfeccionamiento posible puede describir, por lo menos una parte de las funciones de correccion de amplitud, la amplitud real de la frecuencia espacial en cuestion tambien dependiendo de la amplitud teorica para una o varias otras frecuencias espaciales. De este modo se

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pueden tener en cuenta acoplamientos de frecuencia durante la transmision del perfil de ablacion teorico en el perfil real.

Para la explicacion de la manera de proceder durante la determinacion de las funciones de correccion de amplitud se remite ahora a la figura 2. Allf se muestran dos diagramas a tftulo de ejemplo para dos frecuencias espaciales wi, W2 diferentes los pares de valores de amplitud real y amplitud teorica de un gran numero de pacientes para la frecuencia espacial wi o W2 en cuestion. Cada par de valores esta indicado en los diagramas mediante un punto. As, wi y As, w2 designan al mismo tiempo la amplitud teorica para la frecuencia wi o W2, mientras que por el contrario Ai, wi y Ai, w2 indican la amplitud real para la frecuencia en cuestion. Las amplitudes teoricas y reales se obtienen gracias a que el perfil de ablacion teorico preoperatorio y el perfil de ablacion real postoperatorio de cada paciente individual de la base de datos son transformados en la zona de la frecuencia espacial y a partir de ambos espectros se lee el valor de amplitud para la lfnea espectral correspondiente. La transformacion espectral en la zona de la frecuencia espacial tiene lugar, preferentemente, mediante la transformada de Fourier discreta. Se obtiene de este modo para cada perfil de ablacion un espectro de frecuencia espacial en forma de matriz, cuyos elementos de matriz indican la amplitud de una lfnea espectral correspondiente del espectro. (En caso de utilizacion de la transformada de Fourier compleja se puede determinar adicionalmente un espectro de lfneas de fase). Las diferentes lfneas discretas del espectro de frecuencia espacial estan determinadas por el valor de frecuencia y la direccion espacial. Despues de que el perfil de ablacion sea un perfil bidimensional, que se puede representar en un sistema de coordenadas X, Y, las frecuencias espaciales contenidas en el perfil de ablacion pueden tener diferentes amplitudes y/o fases dependientes de la direccion espacial.

Para cada paciente de la bases de datos se obtienen, por consiguiente, dos espectros de lfneas de amplitud, o sea el espectro real y el espectro teorico.

Con los espectros teoricos y reales de los diferentes pacientes de la base de datos se dispone, por consiguiente, para cada una, de varias de las frecuencias espaciales, que se diferencian en cuanto a su valor de frecuencia y/o direccion espacial, de una coleccion de pares de valores de amplitud teorica espectral y amplitud real espectral para la frecuencia especial en cuestion. Cada uno de los pares de valores procede al mismo tiempo de un paciente. Los puntos en ambos diagramas de la figura 2 representan en cada caso una coleccion de este tipo.

En una fase siguiente se intenta ahora describir de manera funcional la dependencia de la amplitud real con respecto a la amplitud teorica para la frecuencia espacial en cuestion. Esto tiene lugar en un asf llamado procedimiento de Fitting, en el cual se aproxima con una funcion de Fitting la distribucion de los diferentes pares de valores. En la figura 2 se muestran dos ejemplos diferentes de una funcion de Fitting de este tipo. En el caso del diagrama izquierdo se trata de una funcion de Fitting lineal (designada mediante f(As, wi)) mientras que en el caso del diagrama derecho se muestra una funcion de Fitting no lineal, concretamente una funcion de Fitting cuadratica (designada mediante f(As, w2)). Se sobreentiende que dependiendo de la distribucion de los pares de valores de la amplitud real y de la amplitud teorica se puede utilizar tipos completamente diferentes de funciones de Fitting. Las funciones de Fitting lineales y cuadraticas deben considerarse unicamente como simples ejemplos; se pueden utilizar igualmente tambien otras funciones de Fitting no lineales discrecionales.

Las funciones de Fitting de este tipo se determinan para una pluralidad de frecuencias espaciales. Fundamentalmente se puede determinar para cada lfnea espectral una funcion de Fitting separada. A lfneas espectrales de igual valor de frecuencia pero, sin embargo, con direccion espacial diferente se le puede asignar tambien una funcion de Fitting propia.

De acuerdo con una forma de realizacion divergente se reune por lo menos una parte de las lfneas espectrales a modo de grupo, conteniendo cada grupo lfneas espectrales con el mismo valor de frecuencia (o por lo menos aproximadamente igual), si bien con una direccion espacial diferente. Se lleva a cabo aquf una promediacion de los pares de valores de amplitud teorica y de amplitud real de cada paciente individual a lo largo de las lfneas espectrales del grupo y para los pares de valores promediados se busca una funcion de Fitting. En la medida en que como transformacion espectral se utilice la transformada de Fourier y el centro de las matrices espectrales resultante este asignado a la frecuencia espacial cero, se pueden encontrar lfneas espectrales con el mismo valor de frecuencia, si bien con diferente direccion el espacio, en anillos alrededor del centro de la matriz. Para cada anillo de frecuencia de este tipo se puede determinar una funcion de Fitting comun.

La unidad de calculo y de control 26 se puede estar dispuesta para la determinacion de las funciones de Fitting y, en caso de desearse asf, tambien para la realizacion de la transformacion espectral de los perfiles de ablacion de la base de datos. Por lo menos una parte de estas operaciones de calculo puede ser llevada a cabo, sin embargo, tambien con anterioridad por una unidad de calculo separada. En cualquier caso estan almacenados en la memoria 30 datos adecuados los cuales describen la funcion de Fitting. Esto puede ser en forma de un algoritmo o en forma de tabla. En la utilizacion de la funcion de Fitting es ventajoso que no es necesaria ninguna fijacion anterior a un modelo de transmision, lo que significarfa una limitacion a determinados efectos de perturbacion. Sin importar de que tipo sean los efectos de perturbacion que aparecen, se puede alcanzar con las funciones de Fitting una buena modelizacion del comportamiento de transmision real desde el perfil de ablacion teorico al perfil de ablacion real.

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Se vuelve a remitir ahora a la figura 1. Para el tratamiento con exito del ojo 16 la unidad de calculo y de control 26 determina, a partir perfil de ablacion teorico obtenido mediante la medicion optica del ojo 16, sobre la base de las funciones de Fitting almacenadas en la memoria 30, un perfil de ablacion corregido y controla el explotador 12 a medida de este perfil corregido. Para la correccion del perfil de ablacion teorico la unidad de calculo y de control 26 lleva a cabo una transformacion espectral del perfil de ablacion teorico en la zona de frecuencia espacial y obtiene de este modo un espectro de frecuencia espacial teorico para el ojo 16. A continuacion la unidad de calculo y de control 26 determina, sobre la base de funciones de Fitting almacenadas en la memoria 30, valores de amplitud corregidos para por lo menos una parte de las componentes espectrales del espectro de frecuencia espacial. (De manera alternativa o adicional la unidad de calculo y de control 26 puede determinar valores de fase corregidos para por lo menos una parte de las componentes espectrales). Con los valores de amplitud corregidos la unidad de calculo y control 26 forma, por consiguiente, un espectro de frecuencia espacial corregido y lo transforma a la inversa en la zona espacial geometrica. El resultado es el perfil de ablacion corregido, que se convierte en la base del control del explorador 12.

En la correccion de amplitud espectral del perfil de ablacion se puede corregir cada componente espectral del espectro de frecuencia espacial, que existe preferentemente en forma de matriz, de manera individual, sobre la base de una funcion de Fitting correspondiente. Como se ha explicado con anterioridad pueden estar asignadas conjuntamente funciones de Fitting individuales de en cada caso un grupo de frecuencias espaciales. Correspondientemente la correccion espectral del perfil de ablacion puede tener lugar tambien por grupos, promediandose, por amplitud, grupos de componentes espectrales con el mismo valor de frecuencia, si bien con diferente direccion espacial del perfil de ablacion y siendo corregido el valor medio de la amplitud determinado de esta manera sobre la base de una funcion de Fitting asignada al grupo en cuestion. En una manera de proceder de este tipo se asigna a todos las componentes espectrales del grupo el mismo valor de amplitud corregido.

Las dos maneras de proceder diferentes bosquejadas con anterioridad se explican otra vez en las figuras 3 y 4. La Figura 3 muestra el caso de una correccion por grupos de componentes espectrales del perfil de ablacion, mientras que la figura 4 muestra el caso de una correccion individual. Se sobreentiende que ambos metodos pueden ser combinados entre si, gracias a que las lfneas espectrales individuales son corregidas individualmente en cuanto a la amplitud, otras por el contrario por grupos.

En la figura 3 se indican cinco anillos de frecuencia diferentes que representan, en el espacio de frecuencia espacial bidimensional extendido mediante componentes de frecuencia espacial Wx y Wy ortogonales, lugares con igual valor de frecuencia. Estos anillos de frecuencia estan caracterizados mediante valores de frecuencia Wi, W2, W3, W4, W5. A cada anillo de frecuencia esta asignada una funcion de correccion de amplitud fA, wi hasta Fa, w5 separada, sobre la base de la cual se corrige un valor medio de amplitud determinado para las lfneas espectrales del anillo de frecuencia en cuestion. La correccion tiene lugar simplemente de manera que el valor de amplitud espectral (promediado) en cuestion del perfil de ablacion del ojo 16 se toma como valor de amplitud real y, sobre la base de la funcion de Fitting correspondiente, se determina el valor de amplitud teorico que se necesita para la obtencion de este valor de amplitud real.

En la figura 4 esta asignada, por el contrario, a diferentes componentes espectrales en cada caso, individualmente, una funcion de Fitting separada, estando definidos el valor de frecuencia y la direccion espacial de las componentes espectrales individuales mediante los valores correspondientes de las componentes de frecuencia espacial Wx, Wy. Estan bosquejadas, a tftulo de ejemplo, funciones de Fitting (no lineales) fA wxi, wyi hasta fA wX3, wy3, que estan asignadas a componentes espectrales con las frecuencias espaciales definidas mediante los pares (wxi, Wyi), (Wx2, Wy2), (Wx3, Wy3). Se remitio ya a que pueden aparecer acoplamientos de frecuencia entre diferentes frecuencias espaciales del perfil de ablacion teorico, los cuales pueden conducir a que la amplitud real para una frecuencia espacial no depende unicamente de la amplitud teorica para esta frecuencia espacial sino tambien de la amplitud teorica para una o varias otras frecuencias espaciales. Para una correccion lo mas exacta posible del perfil de ablacion de un ojo que hay que tratar se recomienda reflejar estos acoplamientos de frecuencia en las funciones de Fitting. Para la determinacion de las funciones de Fitting se tienen en consideracion por ello, preferentemente, no solo pares de amplitudes teoricas y de amplitudes reales de una y la misma frecuencia espacial, sino tuplas las cuales se componen de la amplitud real de una frecuencia espacial, de la amplitud teorica de esta frecuencia espacial y de la amplitud teorica de una i varias otras frecuencias espaciales. Esto conduce correspondientemente a funciones de Fitting multidimensionales.

Se ha demostrado que los acoplamientos de funcion se ponen de manifiesto mediante una dispersion, comparativamente alta, de los pares de valores de amplitud real y de amplitud teorica para una frecuencia espacial dada. Para determinar la dimension de los acoplamientos de frecuencia se puede llevar a cabo, de acuerdo con una forma de realizacion, en primer lugar un analisis de correccion de las amplitudes reales y amplitudes teoricas existentes en la base de datos de pacientes. Para ello se puede calcular, por ejemplo, la correlacion cruzada de las amplitudes reales de diferentes pacientes para una frecuencia espacial y las amplitudes teoricas de los mismos pacientes para esta frecuencia espacial y varias frecuencias espaciales mas. El resultado es una matriz de correlacion cruzada a partir de la cual puede verse lo intensamente que es influida la amplitud real para la frecuencia espacial en cuestion por las amplitudes teoricas de las otras frecuencias espaciales. Si se determina con ello una influencia fuerte por parte de una o varias frecuencias espaciales, se puede tener en cuenta esta influencia mediante

la toma en consideracion correspondiente de las amplitudes teoricas de estas otras frecuencias espaciales durante el Fitting de la funcion. Si, por el contrario, el analisis de correlacion muestra que la influencia de las otras frecuencias espaciales es pequena o despreciable se puede llevar a cabo un Fitting de funciones unidimensional, como se explica mas arriba en relacion con la figura 2.

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Claims

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para determinar informaciones de control para controlar una radiacion laser (14) irradiada sobre la cornea de un ojo (16) que hay que tratar de forma fotorrefractiva, corrigiendose durante este procedimiento un perfil de ablacion de la cornea obtenido mediante la medicion de las propiedades opticas del ojo que hay que tratar sobre la base de informaciones de correccion y formandose las informaciones de control sobre la base del perfil de ablacion corregido generado de este modo,

caracterizado por que, el perfil de ablacion se transforma en un espectro de frecuencia espacial, por que acto seguido para varias componentes espectrales discretas del perfil de ablacion, sobre la base de informaciones de correccion de amplitud almacenadas, en cada caso, se determina un valor de amplitud corregido, y por que para determinar el perfil de ablacion corregido a continuacion, se transforma a la inversa el perfil de frecuencia espacial con las componentes espectrales con las amplitudes corregidas en la zona espacial geometrica, representando las informaciones de correccion de amplitud para varias frecuencias espaciales (w-i, W2), que se diferencian por lo menos por el valor de frecuencia, en cada caso, una relacion (f(As,w1), f(As, ^2)), determinada de antemano, entre los valores de la amplitud para la frecuencia espacial en cuestion y los valores de amplitud corregidos para esta frecuencia espacial.
2. Procedimiento segun el preambulo de la reivindicacion 1, caracterizado por que el perfil de ablacion se transforma en un espectro de frecuencia espacial, por que acto seguido para diferentes componentes espectrales discretas del perfil de ablacion, sobre la base de informaciones de correccion de fase almacenadas, en cada caso, se determina un valor de fase corregido, y por que para determinar el perfil de ablacion corregido a continuacion se transforma a la inversa el espectro de frecuencia espacial con las componentes espectrales corregidas en cuanto a la fase en la zona espacial geometrica, representando las informaciones de correccion de fase para varias frecuencias espaciales (w1, W2), que se diferencian por lo menos por el valor de frecuencia, en cada caso, una relacion determinada de antemano entre los valores de la fase para la frecuencia espacial en cuestion y los valores de fase corregidos para esta frecuencia espacial.
3. Procedimiento segun el preambulo de la reivindicacion 1, caracterizado por que el perfil de ablacion se transforma en un espectro de frecuencia espacial, por que acto seguido para diferentes componentes espectrales discretas del perfil de ablacion, sobre la base de informaciones de correccion de la parte real almacenadas, en cada caso, se determina un valor parcial corregido, y por que para determinar el perfil de ablacion corregido a continuacion se transforma a la inversa el espectro de frecuencia espacial con las componentes espectrales corregidas en cuanto a su parte real en la zona espacial geometrica, representando las informaciones de correccion de la parte real para varias frecuencias espaciales (W1, W2), que se diferencian por lo menos por el valor de frecuencia, en cada caso, una relacion determinada de antemano entre los valores de la parte real para la frecuencia espacial en cuestion y los valores de parte real corregidos para esta frecuencia espacial.
4. Procedimiento segun el preambulo de la reivindicacion 1, caracterizado por que el perfil de ablacion se transforma en un espectro de frecuencia espacial, por que acto seguido para diferentes componentes espectrales discretas del perfil de ablacion, sobre la base de informaciones de correccion de la parte imaginaria almacenadas, en cada caso, se determina un valor parcial imaginario corregido, y por que para determinar el perfil de ablacion corregido a continuacion se transforma a la inversa el espectro de frecuencia espacial con las componentes espectrales corregidas en cuanto a su parte imaginaria en la zona espacial geometrica, representando las informaciones de correccion de la parte imaginaria para varias frecuencias espaciales (W1, W2), que se diferencian por lo menos por el valor de frecuencia, en cada caso, una relacion determinada de antemano entre los valores de la parte imaginaria para la frecuencia espacial en cuestion y los valores de parte imaginaria corregidos para esta frecuencia espacial.
5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que para varias componentes espectrales ((wx1, Wy1), (wx2, Wy2), (wx3, Wy3)) del perfil de ablacion, que se diferencian en cuanto al valor de frecuencia y/o a la direccion espacial, se determina, en cada caso, individualmente una componente espectral corregida para la amplitud y/o para la fase y/o para la parte real y/o para la parte imaginaria, sobre la base de las informaciones de correccion de la amplitud y/o de la fase y/o de la parte real y/o de la parte imaginaria.
6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que, para un grupo de componentes espectrales con el mismo valor de la frecuencia (W1, W2, W3, W4, W5), si bien con una direccion espacial diferente del perfil de ablacion se determina una componente espectral comun corregida para la amplitud y/o para la fase y/o para la parte real y/o para la parte imaginaria, sobre la base de las informaciones de correccion de la amplitud y/o de la fase y/o de la parte real y/o de la parte imaginaria.
7. Procedimiento segun la reivindicacion 6,

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caracterizado por que, se promedian las amplitudes y/o fases y/o partes reales y/o partes imaginarias de las componentes espectrales del grupo y se determina la componente espectral comun corregida para la amplitud y/o para la fase y/o para la parte real y/o para la parte imaginaria en funcion del valor medio de la amplitud, de la fase, de la parte real o de la parte imaginaria.
8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que, por lo menos una de las relaciones representada por las informaciones de correccion de amplitud y/o por lo menos una de las relaciones representadas por las informaciones de correccion de fase indica los valores de amplitud o de fase corregidos para la frecuencia espacial en cuestion, tambien en funcion del valor de la amplitud o de la fase para por lo menos otra frecuencia espacial.
9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que, por lo menos una de las relaciones representada por las informaciones de correccion de la parte real y/o por lo menos una de las relaciones representadas por las informaciones de correccion de la parte imaginaria indica los valores de parte real o de parte imaginaria corregidos para la frecuencia espacial en cuestion, tambien en funcion del valor de la parte real o de la parte imaginaria para por lo menos otra frecuencia espacial.
10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que, el espectro de frecuencia espacial del perfil de ablacion se determina por analisis de Fourier, en particular por analisis de Fourier complejo.
11. Procedimiento para generar informaciones de correccion de amplitud y/o fase y/o parte real y/o parte imaginaria para su utilizacion en el procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que una pluralidad de perfiles de ablacion teoricos y una pluralidad de perfiles de ablacion reales correspondientes se transforman, en cada caso, en un espectro de frecuencia espacial, por que sobre la base de los espectros de frecuencia espacial teoricos y reales para varias frecuencias espaciales discretas, que se diferencian en cuanto al valor de frecuencia y/o la direccion espacial, se determina, en cada caso, una relacion funcional para la dependencia de la amplitud real y/o de la fase real y/o de la parte real real y/o de la parte imaginaria real para la frecuencia espacial en cuestion, a partir de la amplitud teorica o la fase teorica o la parte real teorica o la parte imaginaria teorica para esta frecuencia espacial, y por que las informaciones de correccion de la amplitud y/o de la fase y/o de la parte real y/o de la parte imaginaria estan formadas por datos, que describen las relaciones funcionales determinadas.
12. Procedimiento segun la reivindicacion 11,

caracterizado por que, las relaciones funcionales se determinan, en cada caso, por aproximacion mediante una funcion lineal o no lineal.
13. Procedimiento segun la reivindicacion 11 o 12,

caracterizado por que durante la determinacion de las relaciones funcionales la dependencia de la amplitud real y/o de la fase real y/o de la parte real real y/o de la parte imaginaria real de por lo menos una frecuencia espacial con respecto a la amplitud teorica o la fase teorica o la parte real teorica o la parte imaginaria teorica de por lo menos otra frecuencia especial, se examina de tal manera que por lo menos una parte de las relaciones funcionales indica la amplitud real y/o la fase real y/o la parte real real y/o la parte imaginaria real para la frecuencia espacial implicada, en cada caso, tambien en funcion de la amplitud teorica o de la fase teorica o de la parte real teorica o de la parte imaginaria teorica para por lo menos otra frecuencia espacial.