WO2010028666A1

WO2010028666A1 - Einrichtung zur untersuchung eines ophthalmologischen mikrokeratomsystems

Info

Publication number: WO2010028666A1
Application number: PCT/EP2008/007430
Authority: WO
Inventors: Christof Donitzky; Tobias Jeglorz
Original assignee: Wavelight Ag
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-03-18
Also published as: EP2323598A1

Abstract

Eine Einrichtung (42) zur Untersuchung eines ophthalmologischen Mikrokeratomsystems (10) umfasst eine Halterungseinheit (44) zur Halterung des Mikrokeratomsystems in einem betriebsfähigen Zustand, eine Bilderfassungseinheit (52), welche zur bildlichen Erfassung funktionsrelevanter Teile des Mikrokeratomsystems während eines Testbetriebslaufs desselben angeordnet ist, und eine elektronische Auswerteeinheit (54) zur Auswertung oder/und Verarbeitung der Bilddaten der Bilderfassungseinheit. Vorzugsweise kann die Auswerteeinheit anhand der Bilddaten der Bilderfassungseinheit (50) die Rauhigkeit einer Schneidklinge des Mikrokeratomsystems, die korrekte Lage der Schneidklinge und etwaige Pendelbewegungen derselben während des Betriebs erfassen. Außerdem kann sie anhand der Bilddaten den Innen- und Außendurchmesser eines Saugrings der Saugringeinheit (12) messen und mit entsprechenden Werten vergleichen, die in einer maschinenlesbaren Kennung (64) an der Außenseite der Saugringeinheit (12) enthalten sind.

Description

EINRICHTUNG ZUR UNTERSUCHUNG EINES OPHTHALMOLOGISCHEN

MIKROKERATOMSYSTEMS

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Untersuchung eines ophthalmologischen Mikrokeratomsystems. Die Untersuchung soll dabei insbesondere eine Prüfung des Mikrokeratomsystems auf richtige Auswahl und ordnungsgemäßen Zustand der Komponenten des Mikrokeratomsystems sowie eine Kalibrierung des Mikrokeratomsystems gestatten.

Ein Mikrokeratom ist ein mikrochirurgischer Hobel (Skalpell), der in der Regel elekt- ronisch gesteuert wird. In der Ophthalmologie, d.h. Augenheilkunde, kommen Mikro- keratome insbesondere bei sogenannten LASIK-Behandlungen zum Einsatz, die eine Verbesserung oder sogar Beseitigung von Fehlsichtigkeiten des Auges durch Neuformung der Kornea anstreben. Bei der LASIK (Laser In-situ Keratomileusis) wird mittels des Mikrokeratoms ein flächiger Schnitt in die Hornhaut eingebracht, um ein in der Fachwelt als „Flap" bezeichnetes Deckelscheibchen zu erzeugen, das an einem Teil seines Umfangs noch mit dem Korneagewebe zusammenhängt, so dass es zur Seite klappbar ist, um darunter liegendes Korneagewebe freizulegen. Nach Wegklappen des Flaps wird im Rahmen der LASIK das freigelegte Korneagewebe mittels Laserstrahlung gemäß einem im voraus patientenspezifisch ermittelten Ablationsprofil ab- latiert. Das Ablationsprofil gibt an, an welcher Stelle der Hornhaut wieviel Gewebe abzutragen ist. Für die Ablation wird beispielsweise die Laserstrahlung eines im niederen UV-Wellenlängenbereich (z.B. bei 193 nm) strahlenden Excimer-Lasers verwendet. Im Anschluss an die Laserbehandlung wird der Flap zurückgeklappt. Weil die Epithelschicht bei dieser Behandlungsart weitestgehend unversehrt bleibt, geht die Wundheilung relativ schnell vonstatten.

Als Unterart der oben erläuterten LASIK-Technik gibt es die sogenannte Epi-LASIK. Hier wird wie bei der „klassischen" LASIK ein Flap erzeugt. Dabei wird allerdings nicht in das stromale Gewebe der Hornhaut geschnitten. Stattdessen wird ein reiner Epi- thel-Flap erzeugt, wozu die Hornhaut zunächst trepiniert (Trepination: Setzen eines Ringschnitts) werden kann und anschließend eine vergleichsweise stumpfe Flachklinge in den Ringschnitt eingefahren wird, um den Epithel-Flap entlang der Bowman- Membran abzuheben. Die vorherige Trepination ist bei der Epi-LASIK nicht unbedingt notwendig, ermöglicht aber die Verwendung einer stumpfen Kling für den Flap- Schnitt. Die erfindungsgemäße Einrichtung soll insbesondere die Untersuchung von Mikroke- ratomsystemen für die „klassische" LASIK wie auch für die Epi-LASIK gestatten.

Gängige Mikrokeratome für die Augenchirurgie weisen in der Regel eine oder mehre- re Austauschkomponenten auf, die beispielsweise abhängig von der Art der anstehenden Operation und den Abmessungen des zu operierenden Auges gewählt werden. Solche Austauschkomponenten können dann in unterschiedlicher Form oder/und Größe verfügbar sein und individuell gewählt werden. Aber auch aus Gründen der Reinlichkeit ist bei ophthalmologischen Mikrokeratomen in der Regel eine Austauschbarkeit einzelner Komponenten vorgesehen, beispielsweise um benutzte Komponenten für eine Wiederverwendung sterilisieren zu können oder sie im Fall der Einmalverwendbarkeit gegen frische, noch unbenutzte Komponenten austauschen zu können. Beispielhafte Austauschkomponenten gängiger Mikrokeratome für die Augenchirurgie sind Saugringe, Schneidköpfe, Schläuche, Klingen usw..

DE 10 2005 025 406 Al und DE 10 2005 025 407 Al befassen sich mit der datentechnischen Erfassung der in einem ophthalmologischen Mikrokeratom eingesetzten Austauschkomponenten durch Einlesen einer Komponentenkennung mittels eines Lesegeräts. Die eingelesenen Kennungen enthalten Informationen über Eigenschaf- ten (Parameter) der betreffenden Komponente und können mit gespeicherten Ken- nungsdaten verglichen werden, um beispielsweise zu prüfen, ob die betreffende Komponente vom Originalhersteller zugelassen ist oder nur ein minderwertiges Duplikat darstellt. Auch kann durch die Erfassung der Kennungen die Anzahl der Verwendungen einer bestimmten Komponente gezählt werden und nach Erreichen einer vorgegebenen maximalen Zahl von Einsätzen dem Operateur ein Signal gegeben werden, dass diese Komponente nun zu ersetzen ist.

Neben den obigen Prüfungen, wie sie in den beiden genannten deutschen Offenle- gungsschriften angesprochen sind, gibt es in der Praxis Bedarf nach weiteren Unter- suchungen, die an einem ophthalmologischen Mikrokeratom durchgeführt werden sollen, bevor es im Rahmen einer Operation zum Einsatz kommt. Hierfür sind die in den beiden deutschen Offenlegungsschriften genannten technischen Mittel unzureichend, da sie allein das Auslesen von Kennungen der Komponenten gestatten.

Aufgabe der Erfindung ist es, umfänglichere Untersuchungen an einem ophthalmologischen Mikrokeratomsystem als nur die bloße Auslesung einer Kennung von Kompo- nenten des Systems zu ermöglichen, um so den Gebrauch des Mikrokeratomsystems weiter zu vereinfachen und sicherer zu machen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Einrichtung zur Untersuchung

5 eines ophthalmologischen Mikrokeratomsystems vor, mit einer Halterungseinheit zur Halterung des Mikrokeratomsystems in einem betriebsfähigen Zustand, einer Bilderfassungseinheit, welche zur bildlichen Erfassung funktionsrelevanter Teile des Mikrokeratomsystems während eines Testbetriebslaufs desselben angeordnet ist, und einer elektronischen Auswerteeinheit zur Auswertung oder/und Verarbeitung der lo Bilddaten der Bilderfassungseinheit. Funktionsrelevante Teile sind insbesondere solche mechanischen Teile des Mikrokeratomsystems, die für das ordnungsgemäße Funktionieren des Mikrokeratomsystems und dessen ordnungsgemäße Positionierung am zu behandelnden Auge relevant sind. Funktionsrelevante Teile in diesem Sinne finden sich insbesondere an einer auf das Auge aufzusetzenden und dort durch i5 Saugkraft zu fixierenden Saugringeinheit sowie einer motorisch antreibbaren

Schneideinheit mit einer Schneidklinge. Um solche funktionsrelevanten Teile während eines Testbetrieblaufs erfassen zu können, ist die Bilderfassungseinheit beispielsweise so angeordnet, dass sie von derjenigen Seite her, mit der das Mikrokeratom- system bei der späteren Operation auf das Auge aufgesetzt wird, auf das Mikrokera-

20 tomsystem blickt, also sozusagen „von unten". Bei einem solchen Blickwinkel, sei es exakt gerade von unten oder schräg von unten, kann die Bilderfassungseinheit nicht nur die Saugringeinheit, sondern auch die Schneidklinge und deren Bewegung während des Testbetriebslaufs erfassen. Die Halterungseinheit kann hierfür beispielsweise eine transparente Stützplatte aufweisen, auf welche das Mikrokeratomsystem

25 gestellt wird, während die Bilderfassungseinheit unterhalb der Stützplatte angeordnet ist und nach oben gerichtet ist. Es versteht sich, dass andere Ausgestaltungen der Halterungseinheit jederzeit möglich sind. So kann es beispielsweise genügen, das Mikrokeratomsystem ohne darunter liegende Tragplatte mittels geeigneter Klemmmittel sozusagen „in freier Höhe" zu halten und darunter die Bilderfassungseinheit o anzuordnen.

Als Mikrokeratomsystem im Sinne der Erfindung werden hier insbesondere nur diejenigen Komponenten verstanden, die zu einem Handstück zusammensetzbar oder zusammengesetzt sind, das vom behandelnden Arzt mit der Hand gegriffen und auf 35 das zu operierende Auge aufgesetzt wird. Eine elektrische Stromversorgung und eine Pumpe zum Abpumpen von Augenflüssigkeit sind in der Regel nicht Teil eines solchen Handstücks. Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann das Mikrokeratomsystem mindestens eine mit einer maschinenlesbaren Kennung versehene Austauschkomponente aufweisen, deren Kennung mindestens einen geometrischen Parameter des Mikrokeratomsystems beschreibt. Die Auswerteeinheit kann dabei auf Grundlage der Bilddaten einen Messwert für den geometrischen Parameter ermitteln und diesen mit dem durch die Kennung gegebenen Wert des Parameters vergleichen. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob die in einer Kennung einer Komponente des Mikrokeratomsystems enthaltenen Parameterwerte mit den realen Parameterwerten tatsächlich übereinstimmen. Denn es kann nicht ausgeschlossen werden, dass beim Hersteller der Komponente versehentlich eine falsche Kennung aufgebracht wird.

Als eine mit einer Kennung versehene Austauschkomponente kann das Mikrokeratomsystem insbesondere eine auf das Auge eines Patienten aufsetzbare und dort durch Unterdruck fixierbare Saugringeinheit aufweisen. Die Auswerteeinheit kann dann dazu eingerichtet sein, auf Grundlage der Bilddaten mindestens einen Durchmesser-Messwert für die Saugringeinheit zu ermitteln und diesen mit einem durch die Kennung der Saugringeinheit gegebenen Durchmesserwert zu vergleichen. Da die Augen unterschiedlicher Menschen verschieden groß sein können, werden beim behandelnden Arzt in der Regel Saugringeinheiten in unterschiedlicher Größe vorgehalten, um je nach Patient eine Saugringeinheit mit geeigneter Größe wählen zu können. Zur Größencharakterisierung der Saugringeinheit eignet sich insbesondere die Angabe eines Innen- oder/und Außendurchmessers des Saugrings. Vorzugsweise werden im Rahmen der Bildauswertung beide Durchmesser gemessen und mit ent- sprechenden Durchmesserwerten der Kennung der Saugringeinheit verglichen.

Alternativ oder zusätzlich zum Innen- oder/und Außendurchmesser des Saugrings können die an dem Mikrokeratomsystem angebrachten Kennungen auch Parameter wie den Durchmesser oder/und die Dicke des Flaps und Angaben über den Hinge, d.h. den Scharnierbereich des Flaps, wo der Flap noch mit dem Epithel zusammenhängt, enthalten. Letztere Angaben können beispielsweise die Größe des Scharnierbereichs oder/und dessen Winkellage betreffen. Die tatsächlichen Werte dieser Parameter können zumindest zum Teil unmittelbar aus den erfassten Bildern des Mikrokeratomsystems entnehmbar sein. Es kann aber auch sein, dass die Auswerte- einheit die tatsächlichen Parameterwerte erst unter zusätzlicher Berücksichtigung weiterer Gegebenheiten des Mikrokeratomsystems mittelbar aus den Bilddaten berechnen kann. Gemäß einer anderen Weiterbildung kann die Bilderfassungseinheit für eine bildliche Erfassung wenigstens von Teilen einer Schneidklinge des Mikrokeratomsystems, insbesondere einer Schneidkante der Schneidklinge, angeordnet oder anordenbar sein. Die Auswerteeinheit kann dann dazu eingerichtet sein, ein erfasstes Bild der Schneidklinge auf einer Anzeigeeinrichtung auszugeben oder/und die Bilddaten für die Ermittlung mindestens einer Eigenschaft der Schneidklinge auszuwerten. Die Qualität der Schneidklinge, die Qualität ihrer Lage in dem Mikrokeratomsystem und die Qualität ihrer Bewegung haben entscheidenden Einfluss auf die Qualität des Behandlungsergebnisses. Durch Ausgabe eines Bilds der Schneidklinge auf einer Anzeigeeinrichtung kann sich der Operateur vor der Behandlung vergewissern, dass die Klinge sauber ist und nicht mit Staub- oder anderen Schmutzansammlungen behaftet ist. Außerdem kann ihm die Anzeige eines Bilds der Schneidklinge ermöglichen, die Qualität der Klingenschneide optisch zu prüfen, ob also die Schneide aus- reichend glatt ist oder möglicherweise zu starke Rauhigkeit (bedingt z.B. durch Beschädigungen oder Ausbrüche) besitzt. Hierzu kann unter Umständen eine entsprechend vergrößerte Darstellung der Klingenschneide erforderlich sein. Eine Klinge mit einer zu rauhen Schneide birgt Risiken für den späteren Schnitt. Beispielsweise kann sie zu unsauberen Schnitträndern führen. Aus der Darstellung eines Bilds der Schneidklinge auf der Anzeigeeinrichtung kann der behandelnde Arzt gegebenenfalls auch die korrekte Lage der Schneidklinge überprüfen können. Es kommt darauf an, dass die Schneidklinge exakt eine gewünschte Orientierung zu einer Referenzrichtung oder Referenzlinie einnimmt. Abweichungen von dieser Soll-Lage der Schneidklinge können ebenfalls negativen Einfluss auf den Schneidvorgang und das Schneid- ergebnis haben.

Die Überprüfung der Schneidklinge durch den Arzt anhand eines auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigten Bilds der Schneidklinge ist stets von dem subjektiven Eindruck des Arztes abhängig und kann Fehler nicht ausschließen. Für eine Objektivie- rung der Klingenuntersuchung kann die Auswerteeinheit dazu eingerichtet sein, auf Grundlage der Bilddaten ein Maß für die Rauhigkeit oder die Schärfe der Schneidkante zu ermitteln und dieses gegebenenfalls mit einem vorgegebenen Referenzmaß zu vergleichen. Als Rauhigkeits- oder Schärfemaß kann beispielsweise eine durchschnittliche Rauhigkeit, eine maximale Rauhigkeit oder ein anderes Maß verwendet werden.

Der Testbetriebslauf kann programmgesteuert ablaufen und in seinem Verlauf einen Stopp an einer Position vorsehen, bei der von der Bilderfassungseinheit zumindest angenähert ein größtmöglicher Teil der Schneidkante erfassbar ist. Die Auswerteeinheit kann dann ein während dieses Stopps erfasstes Bild der Schneidklinge auf der Anzeigeeinrichtung ausgeben oder/und hinsichtlich der Rauhigkeit der Schneidkante auswerten. Im Fall einer Schneidklinge mit einer geradlinigen Schneidkante kann der Stopp beispielsweise an einer Position erfolgen, wenn die Schneidkante im wesentlichen in der Mitte des Saugrings steht und dementsprechend ein größtmögliches Stück der Schneidkante von unten her durch den Saugring sichtbar ist.

Neben der Rauhigkeit ist - wie bereits erwähnt - die Lage der Schneidklinge ein wichtiges Kriterium für die Beurteilung, ob das Mikrokeratomsystem in ordnungsgemäßem Zustand ist oder nicht. Deswegen kann die Auswerteeinheit gemäß einer Ausführungsform dazu eingerichtet sein, auf Grundlage der Bilddaten ein Maß für die Orientierung oder/und für Orientierungsschwankungen der Schneidkante relativ zu einer Referenzorientierung zu ermitteln und dieses gegebenenfalls mit einem vorge- gebenen Referenzmaß zu vergleichen. Zum einen kann hierbei die Ruheorientierung der Schneidkante (d.h. bei stillstehender Schneidkante) erfasst werden, zum anderen ob die Schneidkante während des Testbetriebslaufs unerwünschte Pendelbewegungen ausführt. Im letzteren Fall kann beispielsweise eine mittlere oder maximale Amplitude der Pendelbewegung als Maß für die Orientierungsschwankungen der Schneid- kante herangezogen werden.

In der Regel wird vor der Operation der Zusammenhang zwischen der Position eines Antriebsmotors und einer von diesem angetriebenen Schneideinheit des Mikrokera- tomsystems zunächst unbekannt sein und deshalb durch eine Kalibrierung erst ermit- telt werden müssen. Die Kenntnis dieses Zusammenhangs ist notwendig, um bei der Operation die Schneideinheit programmgesteuert exakt an eine gewünschte Endposition fahren zu lassen und sie dort zu stoppen. Bisher wird diese Kalibrierung beispielsweise dadurch durchgeführt, dass man die Schneideinheit gegen eine definierte mechanische Anschlagfläche fahren lässt, die einen Nullpunkt darstellt. Das Anstoßen der Schneideinheit an der Anschlagfläche ist über einen merklichen Anstieg in dem vom Antriebsmotor aufgenommenen Strom erkennbar. Aus dem so ermittelten Nullpunkt können dann die Startposition und die Endposition der Schneideinheit berechnet und in den das Mikrokeratomsystem steuernden Rechner eingegeben werden. Problematisch ist dabei freilich, dass beim Anfahren gegen den Anschlag vergleichs- weise große mechanische Kräfte auf das System wirken. Um hier Abhilfe zu schaffen, sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Mikrokeratomsystem eine mit einer Schneidklinge bestückte Schneideinheit sowie eine steuerbare motori- sehe Antriebseinheit für die Schneideinheit aufweist, dass die Bilderfassungseinheit für eine bildliche Erfassung wenigstens von Teilen der Schneidklinge, insbesondere einer Schneidkante der Schneidklinge, angeordnet oder anordenbar ist, und dass die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, unter Auswertung der Bilddaten die Position der Schneidklinge zu überwachen und abhängig von der überwachten Schneidklingenposition und mindestens einer vorgegebenen Klingenreferenzposition ein Soll- Steuerprofil für die Antriebseinheit zu ermitteln.

Die Auswerteeinheit verfolgt bei der Kalibrierfahrt der Schneideinheit fortlaufend deren Position ausgehend von einer Anfangsposition. Sie führt dabei fortlaufend einen Vergleich mit einer vorgegebenen Klingenreferenzposition durch, beispielsweise einer vorgegebenen Endposition der Schneidklinge. Eine solche Endposition ist beispielsweise für die Flap-Erzeugung erforderlich; sie ist durch die gewünschte Breite des nicht durchtrennten Scharnierbereichs (Hinge) des Flaps definiert. Anhand eines derartigen Soll/Ist-Positionsvergleichs ist eine Positionsreferenzierung der

Schneideinheit möglich, ohne diese gegen einen Anschlag fahren lassen zu müssen. Die auftretenden Kräfte werden somit bei der Kalibrierung minimiert.

Jegliches Auswerte- oder Verarbeitungsergebnis der Auswerteeinheit, beispielsweise Vergleichsergebnisse, können auf einer Anzeigeeinrichtung ausgegeben werden. Basierend auf den angezeigten Ergebnissen kann der behandelnde Arzt dann entscheiden, ob die Operation mit dem Mikrokeratomsystem in dessen derzeitiger Zusammensetzung durchgeführt werden kann oder ob einzelne Komponenten ausgetauscht werden müssen. Es ist alternativ oder zusätzlich eine Automatisierung derge- stalt vorstellbar, dass die Auswerteeinheit abhängig von den Auswerte- bzw. Verarbeitungsergebnissen eine Betriebssperrung oder -freigäbe für das Mikrokeratomsystem bewirkt. Stellt die Auswerteeinheit beispielsweise fest, dass eine gemessene Rauhigkeit der Schneidklinge einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, kann sie eine automatische Sperrung bewirken, die eine Inbetriebnahme des Mikrokeratom- Systems verhindert. Gleiches gilt beispielsweise, wenn die Auswerteeinheit feststellt, dass die Klinge schief in der Schneideinheit sitzt oder bei Antrieb der Schneideinheit zu stark pendelt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläu- tert. Es stellen dar: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines ophthalmologischen Mikrokeratom- systems und einer Einrichtung zur Untersuchung dieses Mikrokeratom- systems,

Hg. 2 eine Ansicht auf das Mikrokeratomsystem der Hg. 1 von unten her und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Untersuchung eines Mikrokeratomsystems.

Das in den Figuren 1 und 2 gezeigte, zu untersuchende Mikrokeratomsystem ist allgemein mit 10 bezeichnet. Es setzt sich im wesentlichen aus drei Komponenten zusammen, die jeweils für sich eine Baueinheit bilden und zu einem sogenannten Handstück zusammengesetzt werden können. Bei diesen Komponenten handelt es sich um eine auf das Auge des Patienten (nicht näher dargestellt) aufzusetzende Saugringeinheit 12, eine auf die Saugringeinheit aufsetzbare Schneideinheit 14 sowie eine motorische Antriebseinheit 16 zum Antrieb der Schneideinheit 14. Die Saugringeinheit 12 weist den eigentlichen Saugring auf, der in Fig. 2 mit 18 bezeichnet ist, sowie einen Anschlussstutzen 20, welcher in an sich bekannter Weise über eine Schlauchverbindung mit einer nicht näher dargestellten Vakuumpumpe verbindbar ist. Der von dieser Vakuumpumpe erzeugte Unterdruck wird zur Ansaugung des Saugrings 18 an das Auge genutzt.

Die Saugringeinheit 12 weist ferner Formationen zur Abstützung und beweglichen Führung der Schneideinheit 14 auf. Diese Formationen sind im gezeigten Beispielfall von einem Führungsstützrahmen 22 gebildet, der zwei im Abstand parallel zueinander verlaufende Führungsstützleisten 24 aufweist, auf deren Oberseite jeweils eine Zahnspur 26 gebildet ist.

Die Schneideinheit 14 setzt sich in ebenfalls an sich bekannter Weise aus einem Schneidkopf 28 und einer in den Schneidkopf 28 eingesetzten, darin lateral beweglich aufgenommenen Schneidklinge 30 zusammen. Die Schneidklinge ist in Fig. 1 nicht erkennbar; dort ist nur der Schneidkopf 28 erkennbar. Dieser trägt ein paar Antriebsritzel 32, die bei ordnungsgemäßem Zusammenbau des Handstücks jeweils mit einer der Zahnspuren 26 kämmen und über die sich die Schneideinheit 14 an der Saugringeinheit 12 abstützt. Die Ritzel 32 (von denen in Fig. 1 nur eines gezeigt ist) stehen in mechanischer Antriebsverbindung mit einer nicht näher dargestellten Antriebswelle der Antriebseinheit 16, so dass durch Betätigung des in der Antriebsein- heit 16 enthaltenen Antriebsmotors der Schneidkopf 28 in Richtung der Zahnspuren 26 hin und her bewegt werden kann. Die Beweglichkeit der Schneidklinge 30 in dem Schneidkopf 28 ist senkrecht zu dieser Verfahrrichtung des Schneidkopfs 28; dies ist mit lateral gemeint. Bei Antrieb des Schneidkopfs 28 wird zugleich die Schneidklinge 30 in laterale Oszillation versetzt. Die Längsbewegung des Schneidkopfs 28 ist in Fig. 2 durch einen Doppelpfeil 34 dargestellt, während die laterale Oszillation der Schneidklinge 30 relativ zu dem Schneidkopf durch einen Doppelpfeil 36 dargestellt ist.

Die Schneidklinge 30 besitzt eine Schneide 38 mit einer Schneidkante 40. Im gezeigten Beispielfall ist die Schneidkante 40 eine gerade Kante, die senkrecht zur Bewegungsrichtung 34 des Schneidkopfs 28 verläuft. Im zusammengesetzten Zustand des Handstücks ragt der Schneidkopf 28 zwischen die beiden Führungsstützleisten 24 der Saugringeinheit 12, wobei die Schneide 38 der Schneidklinge 30 um ein von der ge- wünschten Dicke des zu erzeugenden Flaps abhängiges Maß nach unten aus dem Schneidkopf 28 (genauer gesagt: über eine an dem Schneidkopf 28 vorgesehene Aplanationsfläche für die Kornea) hinausragt.

Mikrokeratomsysteme der in den Figuren gezeigten Art werden beispielsweise von der Firma WaveLight AG unter dem Handelsnamen RONDO am Markt angeboten.

Es versteht sich, dass die Erfindung auch zur Untersuchung anderer Typen von Mikrokeratomsystemen eingesetzt werden kann. Insbesondere versteht es sich, dass keinerlei Beschränkung hinsichtlich des Bewegungsprofils des Schneidkopfs des Mikrokeratoms besteht. So sind neben linear vorgeschobenen Schneidköpfen, wie sie beispielsweise bei dem System RONDO der Firma WaveLight AG vorkommen, im Stand der Technik Mikrokeratomsysteme mit andersartig bewegten Schneidköpfen bekannt, beispielsweise Systeme mit einem pendelnd vorgeschobenen Schneidkopf oder einem radial bewegten Schneidkopf.

Zur Qualitätsprüfung und Kalibrierung des Mikrokeratomsystems 10 ist eine spezielle Untersuchungseinrichtung vorgesehen, die in Fig. 1 allgemein mit 42 bezeichnet ist. Die Untersuchungseinrichtung 42 umfasst eine Halterungseinheit 44, welche es gestattet, das Handstück 10 im zusammengesetzten, mechanisch funktionsfähigen und betriebsbereiten Zustand in einer aufrechten Orientierung, das heißt mit der Saugringeinheit 12 unten und der Antriebseinheit 16 oben, zu fixieren. Hierzu weist die Halterungseinheit 44 im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Stützplatte 46 auf, wel- che eine Auflagefläche für die Saugringeinheit 12 bildet. Der Stützplatte 46 sind geeignete Klemmorgane 48 zugeordnet, welche es gestatten, die Saugringeinheit 12 an der Stützplatte 46 festzuklemmen.

Die Stützplatte 46 ist beispielsweise aus Glas oder transparentem Kunststoff gefertigt. Unter ihr befindet sich eine digitale Bilderfassungseinheit 50 mit einem Bildsensor 52 (z.B. CMOS, CCD), die im Folgenden kurz als Kamera bezeichnet wird. Die Kamera 50 kann unmittelbar an der Stützplatte 46 befestigt sein oder aber gesondert von der Stützplatte 46 aufgestellt sein. Dabei kann sie positionsfest oder positionsjus- tierbar angeordnet sein. In jedem Fall ist sie so ausgerichtet oder kann so ausgerichtet werden, dass sie von unten her auf die Saugringeinheit 12 schaut, um ein Bild des Saugrings 18 und der Schneide 38 erfassen zu können. Es ist hierbei zweckmäßig, wenn sich das Bildfeld der Kamera 50 über den gesamten Saugring 18 erstreckt, sodass anhand der von ihr gelieferten Bilder mittels geeigneter Bildverarbeitungs- Software eine Messung nicht nur des Innendurchmessers des Saugrings 18 (in Fig. 2 mit Di bezeichnet), sondern auch eine Messung des Außendurchmessers (bezeichnet mit Da) möglich ist.

Die Bilddaten der Kamera 50 werden an eine elektronische Auswerte- und Steuerein- heit 54 geliefert, welche die Bilddaten unter Softwaresteuerung verarbeitet und auswertet. Beispielsweise kann die Auswerte- und Steuereinheit 54 wenigstens einen Teil der im Rahmen der Bildverarbeitung gewonnenen Ergebnisse auf einer Anzeigeeinheit 56 anzeigen. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerte- und Steuereinheit 54 abhängig von den Verarbeitungsergebnissen eine Steuerung dergestalt vorneh- men, dass sie die Inbetriebnahme des Mikrokeratoms 10 unterbindet oder freigibt.

Die Auswerte- und Steuereinheit 54 ist mit der Antriebseinheit 16 verbunden und kann diese für die Durchführung eines Testbetriebslaufs des Mikrokeratoms 10 steuern. Im Rahmen dieses Testbetriebslaufs wird die Einheit aus Schneideinheit 14 und Antriebseinheit 16 ein oder mehrere Male relativ zu der Saugringeinheit 12 vor und zurück bewegt, um ein Soll-Steuerprofil für die Antriebseinheit 16 zu ermitteln, gemäß dem das Mikrokeratom 10 während der beabsichtigten Operation gesteuert werden soll. Hierzu muss die Auswerte- und Steuereinheit 54 den Zusammenhang zwischen der Position des Schneidkopfs 28 relativ zu der Saugringeinheit 12 in Pfeil- richtung 34 und der Drehposition des Antriebsmotors der Antriebseinheit 16 kennen, d.h. es muss eine Positionsreferenzierung durchgeführt werden. Hierfür lässt die Auswerte- und Steuereinheit 54 den Schneidkopf 28 im Rahmen des Testbetriebs- laufs von einer Anfangsposition aus in Richtung nach rechts in Fig. 1 laufen, wobei sie fortlaufend die Position der Schneide 38 anhand der Bilddaten der Kamera 50 überwacht. Der Arzt kann individuell eine gewünschte Endposition für die Schneide 38 vorgeben, bis zu der sie während der Operation fahren soll und dann dort stehen 5 bleiben soll. Mit dieser Soll-Endposition vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit 54 fortlaufend die jeweils aktuell erfasste Position der Schneide 38 während der Kalibrierfahrt. Wenn die Schneide 38 die Soll-Endposition erreicht hat, merkt sich die Auswerte- und Steuereinheit die entsprechende Motordrehstellung und setzt diese in Bezug zu der Soll-Endstellung. Auf diese Weise kann die Auswerte- und Steuereinheit lo die Motordrehstellung in Bezug auf die Längsposition der Schneide 38 referenzieren.

Es wurde weiter oben erwähnt, dass die Schneidklinge 30 lateral oszilliert, wenn der Schneidkopf 28 in Richtung 34 verfahren wird. Diese Oszillation kann zu unerwünschten Pendelbewegungen der Schneidklinge 30 führen, die beispielsweise durch eine i5 nicht perfekt gerade Führung der Schneidklinge 30 im Schneidkopf 28 bedingt sein können. Durch Auswertung der von der Kamera 50 während des Testbetriebslaufs gelieferten Bilddaten kann die Auswerte- und Steuereinheit 54 etwaige Pendelbewegungen der Schneide 38 erfassen und insbesondere ein Maß für die Stärke solcher Pendelbewegungen ermitteln. In einem nicht näher dargestellten Speicher kann ein

20 Referenzwert für die Stärke des Pendeins abgespeichert sein, der nicht überschritten werden darf. Die Auswerte- und Steuereinheit 54 vergleicht die gemessene Stärke der Pendel beweg u ngen mit diesem Referenzwert und zeigt das Ergebnis auf der Anzeigeeinheit 56 an. Selbstverständlich kann sie unabhängig von einem solchen Vergleich den gemessenen Wert für das Klingenpendeln auf der Anzeigeeinheit 56

25 anzeigen und es dem Arzt überlassen, seine Schlüsse hieraus zu ziehen.

Nicht nur mögliche Pendelbewegungen der Schneidklinge 30 können mit der Untersuchungseinrichtung 42 erfasst werden, sondern auch die Ruhelage der Schneidklinge 30 und konkret der Schneidkante 40. Weicht die Orientierung der Schneidkante o 40 bei stillstehender Schneidklinge 30 von der gewünschten senkrechten Ausrichtung bezogen auf die Bewegungsrichtung 34 des Schneidkopfs 28 ab, so kann dies das Operationsergebnis ebenfalls beeinträchtigen. Deshalb ist in dem von der Steuer- und Auswerteeinheit 54 veranlassten Testbetriebslauf vorzugsweise ein Zwischenstopp vorgesehen, an dem der Schneidkopf 28 und mit ihm die Schneidklinge 30 5 vorübergehend anhalten. Zweckmäßigerweise findet dieser Zwischenstopp dann statt, wenn sich die Schneidkante 40 im Wesentlichen in der Mitte des Saugrings 18 befindet, also etwa in der Position gemäß Fig. 2. Dann ist ein maximales Stück der Schneide 38 und der Schneidkante 40 für die Kamera 50 erfassbar, und die Auswerte- und Steuereinheit 54 kann die Ruheorientierung der Schneidkante 40 bestmöglich beurteilen.

Das von der Schneide 38 während des Zwischenstopps aufgenommene Bild kann die Auswerte- und Steuereinheit außerdem für eine Rauhigkeitsanalyse der Schneidkante 40 auswerten. Im Rahmen dieser Analyse ermittelt sie ein Maß für die Rauhigkeit der Schneidkante 40 und zeigt dieses auf der Anzeigeeinheit 56 an. Gegebenenfalls kann sie das ermittelte Rauhigkeitsmaß auch mit einem vorgegebenen Referenzmaß ver- gleichen und das Vergleichsergebnis auf der Anzeigeeinheit 56 anzeigen. Sofern die Untersuchungseinrichtung 42 eine ausreichende Vergrößerung eines aufgenommenen Bilds erlaubt, ist es vorstellbar, dass die Auswerte- und Steuereinheit ein vergrößertes Bild der Schneide 38 auf der Anzeigeeinheit 56 anzeigt, so dass der Operateur selbst die Rauhigkeit der Schneidkante 40 beurteilen kann.

Die Steuer- und Auswerteeinheit 54 ist im gezeigten Beispielfall ferner mit einem Lesegerät 58 gekoppelt, das es gestattet, an den Komponenten des Mikrokeratoms 10 außen angebrachte Kennungen (beispielsweise ein matrixförmiger Code) einzule- sen. Beispielhaft sind in Hg. 1 solche Kennungen bei 60, 62, 64 angedeutet, wobei die Kennung 60 der Antriebseinheit 16 zugeordnet ist, die Kennung 62 der Schneideinheit 14 und die Kennung 64 der Saugringeinheit 12. Die Kennungen 60, 62, 64 enthalten in verschlüsselter Form Angaben über die betreffende Komponente. Aus diesen Angaben kann die Steuer- und Auswerteeinheit 54 beispielsweise die Häufigkeit der Verwendungen jeder einzelnen Komponente ermitteln. Die Kennungen 60, 62, 64 können darüber hinaus Informationen über geometrische Dimensionen der betreffenden Komponente enthalten. Im Fall der Saugringeinheit 12 beispielsweise kann die Kennung 64 Angaben über den Innendurchmesser Di und den Außendurchmesser Da des Saugrings 18 enthalten.

Wie bereits erwähnt, kann die Steuer- und Auswerteeinheit 54 aus den Bilddaten der Kamera 50 ermitteln, welche Werte der Innen- und Außendurchmesser des Saugrings 18 tatsächlich haben. Diese gemessenen Werte kann sie dann mit den Angaben in der Kennung 64 vergleichen. Im Fall einer Diskrepanz kann sie eine geeignete Warnung auf der Anzeigeeinheit 56 ausgeben.

Bei der anschließenden Erläuterung der Fig. 3 wird auf gleiche Bezugszeichen wie zuvor zurückgegriffen, soweit es sich um gleiche oder gleichwirkende Komponenten handelt Zur Unterscheidung des Ausführungsbeispiels der Hg. 3 von dem der Fig. 1 und 2 ist jedoch ein Kleinbuchstabe an die in Fig. 3 verwendeten Bezugszeichen angehängt. Es wird im Übrigen auf die vorangehenden Erläuterungen verwiesen, soweit sich nachstehend nichts anderes ergibt.

Die Untersuchungseinrichtung 42a nach dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst ein vorzugsweise als geschlossener Kasten ausgebildetes Grundgehäuse 66a, in dem zumindest ein Großteil der Komponenten der Untersuchungseinrichtung untergebracht ist. An dem Gehäuse 66a ist ein Halteblock 68a montiert, welcher als Halterung für das zu untersuchende Mikrokeratom 10a dient. Im gezeigten Beispielfall ist das Mikrokeratom 10a von gleicher Ausgestaltung wie das Mikrokeratom 10 der Fig. 1 und 2. Der Halteblock 68a sorgt zumindest für eine Lagefixierung des Mikrokeratoms 10a in horizontaler Richtung, wenn man davon ausgeht, dass die Untersuchungseinrichtung 42a mit der in Fig. 3 gezeigten Orientierung an einem Arbeitsplatz aufgestellt wird. Hierzu kann er geeignete Richtkanten oder/und Richtflächen (nicht näher dargestellt) zur Ausrichtung des Mikrokeratoms 10a aufweisen. Gewünschtenfalls kann der Halteblock 68a mit Klemmmitteln ausgeführt sein, welche eine Einklemmung des Mikrokeratoms 10a oder zumindest eines Teils der Komponenten des Mikrokeratoms 10a gestatten.

In das Gehäuse 66a ist eine transparente Stützplatte 70a integriert, welche eine horizontal orientierte Aufstellfläche für das Mikrokeratom 10a bereitstellt. Die Stützplatte 70a ist insoweit der Stützplatte 46 der Fig. 1 vergleichbar. Bei der Stützplatte 70a kann es sich beispielsweise um eine Glasplatte handeln, die in eine von dem Gehäuse 66a gebildete Fensteröffnung eingesetzt ist.

Die in dem Gehäuse 66a aufgenommenen Komponenten der Untersuchungseinrichtung 42a umfassen eine Kamera 50a, die wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ein Bild des Mikrokeratoms 10a von unten her aufnimmt. Im Unterschied zum vorherigen Ausführungsbeispiel ist die Kamera 50a jedoch nicht direkt auf die Unterseite des Saugrings 12a gerichtet. Stattdessen ist sie unter einem Winkel (hier einem rechten Winkel) angeordnet und erfasst auf indirekte Weise über einen Umlenkspiegel 72a ein Bild des Mikrokeratoms 10a.

Unterhalb der Stützplatte 70a ist in das Gehäuse 66a eine erste Beleuchtungsanord^¬ nung 74a eingebaut, welche dazu dient, das zu untersuchende Mikrokeratom 10a von unten her zu beleuchten. Allgemeiner ausgedrückt dient die erste Beleuchtungs- anordnung 74a zur Ausleuchtung der von der Kamera 50a zu erfassenden Teile des Mikrokeratoms 10a. Im gezeigten Beispielfall ist die erste Beleuchtungsanordnung 74a von einer Mehrzahl ringartig verteilt angeordneter Leuchtdioden 76a gebildet, welche an einer gemeinsamen Trägerringscheibe 78a gehalten sind.

Ferner sind in das Gehäuse 66a eine elektronische Steuer- und Auswerteschaltung 54a - hier in Form einer einzelnen Schaltungsplatte - sowie mindestens eine, hier zwei Leseeinheiten 58a zur bildtechnischen Erfassung der an dem Mikrokeratom 10a außen angebrachten Komponentenkennungen untergebracht. Die Leseeinheiten 58a sind jeweils als gesonderte Baueinheit ausgeführt und umfassen jeweils einen Bildsensor 79a sowie eine zweite Beleuchtungsanordnung 80a, welche der Ausleuchtung des von dem betreffenden Bildsensor 79a zu erfassenden Bereichs dient. Im gezeigten Beispielfall sind die zweiten Beleuchtungsanordnungen 80a jeweils von mehreren Leuchtelementen gebildet, bei denen es sich beispielsweise wiederum um Leuchtdio- den handeln kann. Es versteht sich, dass die vor den Leseeinheiten 58a (genauer zwischen den Leseeinheiten 58a und dem Mikrokeratom 10a) liegenden Wandteile des Gehäuses 66a durchsichtig ausgeführt sind.

Neben den soweit beschriebenen Komponenten der Untersuchungseinrichtung 42a sind in dem Gehäuse 66a darüber hinaus Stromversorgungsmittel für die elektrische Energieversorgung der Kamera 50a, der Leseeinheiten 58a, der Auswerte- und Steuerschaltung 54a sowie der ersten Beleuchtungsanordnung 74a untergebracht. Diese Stromversorgungsmittel können insbesondere mindestens ein elektrisches Netzgerät umfassen, welches eine externe Versorgungsspannung auf ein von den Komponen- ten der Untersuchungseinrichtung 42a benötigtes Strom- oder/und Spannungsniveau einregelt.

Claims

Ansprüche

1. Einrichtung (42) zur Untersuchung eines ophthalmologischen Mikrokeratom- 5 Systems (10), mit einer Halterungseinheit (44) zur Halterung des Mikrokeratom- systems in einem betriebsfähigen Zustand, einer Bilderfassungseinheit (50), welche zur bildlichen Erfassung funktionsrelevanter Teile des Mikrokeratomsystems während eines Testbetriebslaufs desselben angeordnet ist, und einer elektronischen Auswerteeinheit (54) zur Auswertung oder/und Verarbeitung der Bilddaten der lo Bilderfassungseinheit.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrokera- tomsystem(lθ) mindestens eine mit einer maschinenlesbaren Kennung (64) versehene Austauschkomponente (12) aufweist, deren Kennung mindestens einen i5 geometrischen Parameter (Di, Da) des Mikrokeratomsystems beschreibt, und dass die Auswerteeinheit (54) dazu eingerichtet ist, auf Grundlage der Bilddaten einen Messwert für den geometrischen Parameter zu ermitteln und diesen mit dem durch die Kennung gegebenen Wert des Parameters zu vergleichen.

20 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrokera- tomsystem (10) als eine mit einer Kennung (64) versehene Austauschkomponente eine auf das Auge eines Patienten aufsetzbare und dort durch Unterdruck fixierbare Saugringeinheit (12) aufweist und dass die Auswerteeinheit (54) dazu eingerichtet ist, auf Grundlage der Bilddaten mindestens einen Durchmesser-Messwert für die

25 Saugringeinheit zu ermitteln und diesen mit einem durch die Kennung der Saugringeinheit gegebenen Durchmesserwert zu vergleichen.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinheit (50) für eine bildliche Erfassung wenigs- 0 tens von Teilen einer Schneidklinge (30) des Mikrokeratomsystems (10), insbesondere einer Schneidkante (40) der Schneidklinge, angeordnet oder anor- denbar ist und dass die Auswerteeinheit (54) dazu eingerichtet ist, ein erfasstes Bild der Schneidklinge auf einer Anzeigeeinrichtung (56) auszugeben oder/und die Bilddaten für die Ermittlung mindestens einer Eigenschaft der Schneidklinge aus- 5 zu werten.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (54) dazu eingerichtet ist, auf Grundlage der Bilddaten ein Maß für die Rauhigkeit oder die Schärfe der Schneidkante (40) zu ermitteln und dieses ggf. mit einem vorgegebenen Referenzmaß zu vergleichen.

5

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Testbetriebslauf durch ein Steuerprogramm gesteuert ist, welches im Verlauf des Testbetriebslaufs einen Stopp an einer Position vorsieht, bei der von der Bilderfassungseinheit (50) zumindest angenähert ein größtmöglicher Teil der Schneidkante lo (40) erfassbar ist, und dass die Auswerteeinheit (54) dazu eingerichtet ist, ein während dieses Stopps erfasstes Bild der Schneidklinge (30) auf der Anzeigeeinrichtung (56) auszugeben oder/und hinsichtlich der Rauhigkeit bzw. Schärfe der Schneidkante auszuwerten.

i5

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (54) dazu eingerichtet ist, auf Grundlage der Bilddaten ein Maß für die Orientierung oder/und für Orientierungsschwankungen der Schneidkante (40) relativ zu einer Referenzorientierung zu ermitteln und dieses ggf. mit einem vorgegebenen Referenzmaß zu vergleichen.

20

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrokeratomsystem (10) eine mit einer Schneidklinge (30) bestückte Schneideinheit (14) sowie eine steuerbare motorische Antriebseinheit (16) für die Schneideinheit aufweist, dass die Bilderfassungseinheit (50) für eine

25 bildliche Erfassung wenigstens von Teilen der Schneidklinge, insbesondere einer Schneidkante (40) der Schneidklinge, angeordnet oder anordenbar ist, und dass die Auswerteeinheit (54) dazu eingerichtet ist, unter Auswertung der Bilddaten die Position der Schneidklinge zu überwachen und abhängig von der überwachten Schneidklingenposition und mindestens einer vorgegebenen Klingenreferenzpositi- 0 on ein Soll-Steuerprofil für die Antriebseinheit zu ermitteln.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (54) dazu eingerichtet ist, ein Ergebnis der Auswertung bzw. Verarbeitung auf einer Anzeigeeinrichtung (56) auszugeben 5 oder/und in Abhängigkeit von einem solchen Ergebnis eine Betriebssperrung oder -freigäbe für das Mikrokeratomsystem zu bewirken.