WO2018024721A1

WO2018024721A1 - Vorrichtung zur operativen fehlsichtigkeitskorrektur eines auges und verfahren zum erzeugen von steuerdaten hierfür

Info

Publication number: WO2018024721A1
Application number: PCT/EP2017/069426
Authority: WO
Inventors: Jon Dishler; Mark Bischoff; Gregor Stobrawa
Original assignee: Carl Zeiss Meditec Ag
Priority date: 2016-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2018-02-08
Also published as: US11272986B2; DE102016116267A1; US20190175281A1

Abstract

Beschrieben werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten, welche zur Ansteuerung einer Laserbearbeitungsvorrichtung (L) zur operativen Fehlsichtigkeitskorrektur eines Auges (3) ausgebildet sind, wobei zur Umgrenzung eines Volumens (18) in der Hornhaut (5) eine anteriore Schnittfläche (19), eine posteriore Schnittfläche (20) und ein Randschnitt (30) definiert werden, welche als Schnittflächen in der Hornhaut (5) erzeugt werden sollen, wobei die posteriore Schnittfläche (20) einen nicht- kreisförmigen, ovalen Rand (38), welcher in einer Ebene liegt, aufweist, wobei der Randschnitt (30) den Rand (38) mit der anterioren Schnittfläche (19) verbindet und wobei der Randschnitt (30) als nicht-rotationsymmetrischer Zylinder oder Kegelstumpf ausgebildet wird, dessen Basis der Rand (38) ist.

Description

Vorrichtung zur operativen Fehlsichtiqkeitskorrektur eines Auges und Verfahren zum

Erzeugen von Steuerdaten hierfür

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur operativen Fehlsichtigkeitskorrektur eines Auges und ein Verfahren zur Erzeugung von Steuerdaten zur Ansteuerung der Vorrichtung, wobei zur Entfernung eines Volumens in der Hornhaut eine anteriore Fläche, eine posteriore Fläche und ein Randschnitt definiert werden, welche als Schnittflächen in der Hornhaut erzeugt werden sollen. Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur operativen

Fehlsichtigkeitskorrektur eines Auges eines Patienten, wobei ein Volumen in der Hornhaut isoliert wird, indem eine anteriore Fläche, eine posteriore Fläche und ein Randschnitt definiert werden, welche als Schnittflächen in der Hornhaut erzeugt werden und welche das Volumen umgrenzen.

Der klassische Weg zur Korrektur der Fehlsichtigkeit des menschlichen Auges ist die Brille. Mittlerweile wird jedoch auch vermehrt refraktive Chirurgie eingesetzt, die durch Veränderung der Augenhornhaut eine Fehlsichtigkeitskorrektur bewirkt. Ziel der Operationsmethoden ist es dabei, die Hornhaut gezielt zu verändern, um so die Lichtbrechung zu beeinflussen. Hierfür sind unterschiedliche Operationsmethoden bekannt. Am weitesten verbreitet ist gegenwärtig die sogenannte Laser-Insitu-Keratomileusis, die auch LASIK abgekürzt wird. Dabei wird zuerst eine Hornhautlamelle von der Hornhautoberfläche einseitig gelöst und zur Seite geklappt. Das Lösen dieser Lamelle kann mittels eines mechanischen Mikrokeratoms erfolgen, oder auch mittels eines sogenannten Laserkeratoms, wie es z.B. von Abbott Medical Optics Inc., Santa Ana, USA, vertrieben wird. Nachdem die Lamelle gelöst und zur Seite geklappt wurde, ist bei der LASIK-Operation die Anwendung eines Excimer-Lasers vorgesehen, der das derart freigelegte Hornhautgewebe durch Ablation abträgt. Nachdem auf diese Art und Weise in der Hornhaut liegendes Volumen verdampft wurde, wird die Hornhautlamelle wieder auf den ursprünglichen Platz zurückgeklappt.

Die Anwendung eines Laserkeratoms zum Freilegen der Lamelle ist vorteilhaft, da die

Infektionsgefahr dadurch verringert und die Schnittqualität vergrößert ist. Insbesondere kann die Lamelle mit sehr viel konstanterer Dicke hergestellt werden. Auch ist der Schnitt potentiell glatter, was spätere optische Störungen durch diese auch nach der Operation verbleibende Grenzfläche mindert. Zur Schnitterzeugung wird eine Serie optischer Durchbrüche an vorbestimmten Stellen so erzeugt, dass dadurch die Schnittfläche ausgebildet wird. Beim Laserkeratom bildet die Schnittfläche die vor dem Einsatz der Laserablation abzuklappende Lamelle.

Bei der herkömmlichen LASIK-Methode wird freigelegtes Hornhautgewebe verdampft, was auch als„Schleifen" der Hornhaut mittels Laserstrahlung bezeichnet wird. Die

Volumenentfernung , die für eine Fehlsichtigkeitskorrektur notwendig ist, wird dabei für jedes Flächenelement der freigelegten Hornhaut durch die Zahl der Laserpulse und deren Energie eingestellt. Man sieht deshalb in der LASIK-Methode für den Ablationslaser ein sogenanntes shot file vor, das für verschiedene Punkte auf der Augenhornhaut festlegt, wie oft der

Laserstrahl auf definierte Punkte auf der Hornhaut gerichtet werden soll und mit welcher

Energie. Die Volumenentfernung wurde dabei heuristisch erm ittelt, nicht zuletzt da sie sehr von der Ablationswirkung des Laserstrahls, m ithin von der Wellenlänge, Fluence etc. der eingesetzten Strahlung abhängt. Auch spielt der Zustand der Augenhornhaut eine Rolle; hier ist insbesondere der Feuchtigkeitsgehalt der Augenhornhaut zu nennen. Die WO 96/1 1655 schildert eine Vorrichtung und ein Verfahren für die LASIK-Methode. Dabei wird insbesondere eine Formel angegeben, die aus dem vor-operativen Hornhautkrümmungsradius und der gewünschten Dioptrienkorrektur den zu erreichenden Hornhautkrümm ungsradius berechnet. Eine ähnliche Berechnung ist in der EP 1 153584 A1 beschrieben - ebenfalls für die

Hornhautablation mittels LASIK.

Die US 5993438 schlägt vor, ein Volumen aus der Hornhaut durch Verdampfen und Absorption in der Hornhaut zu entfernen.

Die WO 2005/092172 offenbart, wie Brechkraftmessungen, die in einer Ebene erm ittelt wurden, in eine andere Ebene transform iert werden können. Die Schrift erwähnt, dass dieses Vorgehen für verschiedene Augenbehandlungen verwendet werden kann, insbesondere für die lasergestützte Ablation.

Ein weiteres laserbasiertes, augenchirurgisches Verfahren liegt darin, das zu entfernende Hornhautvolumen nicht zu verdampfen, sondern durch einen Laserschnitt zu isolieren. Das Volumen wird also nicht mehr abladiert, sondern in der Hornhaut durch eine dreidimensionale Schnittfläche isoliert und somit entnehmbar gemacht. Für solche Verfahren sind

Erfahrungswerte, die zum Schleifen der Hornhaut m ittels Ablationslaserstrahlung entwickelt wurden, nicht brauchbar. Stattdessen werden Steuerdaten für den Betrieb des Lasers zur Isolation des zu entfernenden Hornhautvolumens benötigt. In der US 61 10166 und der US 7131968 B2 ist ein solches augenchirurgisches Verfahren beschrieben. Dabei sind in US 61 10166 verschiedene Volumenformen gezeigt, und es ist erwähnt, dass der Fachmann das passende Volumen auswählen kann.

Die DE 1 020060531 18 A1 schildert die Erzeugung von Steuerdaten für die volumenisolierende Fehlsichtigkeitskorrektur. Die DE 1020060531 17 A1 befasst sich ebenfalls m it der Erzeugung von Steuerdaten für die volumenisolierende Fehlsichtigkeitskorrektur. Unter anderem werden dort Bahnkurven zur Verschiebung eines Fokuspunktes von Laserstrahlung offenbart, die in Draufsicht eine elliptische Spirale bilden. Aus der DE 102006053120 A1 und der DE 1020060531 19 A1 der Carl Zeiss Meditec AG ist es bekannt, bei der Erzeugung solcher Steuerdaten von Fehlsichtigkeitsdaten auszugehen, welche die Brechkraft einer für die Fehlsichtigkeitskorrektur tauglichen Brille angeben. Auch ist es aus dieser Druckschrift, die somit ein Verfahren und eine Vorrichtung schildert, bekannt, Daten zu verwenden, die auch eine Astigmatismuskorrektur oder Korrekturen höherer

Aberrationsordnungen bewirken. Der aus der DE 1 02006053120 A1 bekannte Ansatz erreicht durch die Verwendung von Fehlsichtigkeitsdaten, die für eine herkömmliche Brillenkorrektur gedacht sind, eine erhebliche Vereinfachung bei der präoperativen Augenvermessung, da die Erzeugung von Brillenkorrekturdaten in der Ophthalmologie tägliche Praxis ist. Diese

Vereinfachung bedingt allerdings auch eine gewisse Beschränkung der möglichen

Korrekturergebnisse, weil zwangsläufig nur Korrekturen erreicht werden können , die auch mit einer normalen Brille möglich wären. Hierbei ist auch zu berücksichtigen, dass Korrekturen, wie sie z.B. mit Gleitsichtbrillen möglich sind, für den Ansatz gemäß DE 102006053120 A1 ausscheiden, da solche Korrekturen immer davon ausgehen, dass die Sehachse je nach Blickrichtung an unterschiedlichen Stellen durch das Brillenglas fällt, was es möglich macht, für unterschiedliche Blickrichtungen (z.B. beim mehr nach unten gerichteten Lesen oder dem mehr in die Entfernung gerichteten Weitsehen) unterschiedliche optische Eigenschaften der Brille zur Wirkung bringen zu können . Dies ist bei der refraktiven Chirurgie an der Hornhaut nicht anwendbar, da durch die Augenbewegung sich die Augenhornhaut bei der Änderung der Blickrichtung selbstverständlich mitbewegt. Es gibt also, anders als bei einem Brillenglas, keine Veränderung des Durchtrittspunktes der Sehachse durch die Hornhaut, wenn der Augapfel rotiert. Der aus der DE 1 02006053120 A1 bekannte Ansatz kann also folglich nur

vergleichsweise einfache Brillen-Fehlsichtigkeitskorrekturdaten als Eingangsgröße bei der Steuerdaten verwenden - m it der Konsequenz entsprechend begrenzter

Korrekturmöglichkeiten.

Aus der DE 103341 10 A1 der Carl Zeiss Meditec AG ist es bekannt, eine Schnittfläche, die das zur Fehlsichtigkeitskorrektur zu separierende Volumen zumindest teilweise umgrenzt, dadurch zu erzeugen, dass der Fokus der Laserstrahlung entlang Höhenlinien folgenden Kreisbahnen oder entlang einer Spirale zu verstellen, die an solchen Höhenlinien orientiert ist. Dabei werden die Ebenen, in denen die Höhenlinien definiert werden, bzw. auf Basis deren die Spirale definiert wird, senkrecht zur Haupteinfallsrichtung der Bearbeitungs-Laserstrahlung orientiert. Dam it erreicht man, dass die Verstellung des Fokus längs der optischen Achse, die üblicherweise durch ein verstellbares Zoom-Objektiv o. ä. vorgenommen wird, sich auf die Geschwindigkeit der Abarbeitung der Bahn möglichst gering auswirkt. Da diese

Fokusverstellung in der Regel sehr viel langsamer ist, als die Ablenkung quer zur

Haupteinfallsrichtung der Bearbeitungs-Laserstrahlung, erhält man insgesamt dadurch eine schnelle Erzeugung der Schnittfläche.

Diese Druckschrift schildert, dass für Fehlsichtigkeitskorrekturen, die über eine sphärische Korrektur hinausgehen, beispielsweise auch einen Astigmatismus korrigieren, nicht-sphärische Schnittflächen benötigt werden, beispielsweise eine posteriore Schnittfläche in Form eines Ellipsoides. In diesem Zusammenhang schildert es die DE 103341 10 A1 , dass einer solchen Schnittfläche in Sichtweise längs der Haupteinfallsrichtung der Strahlung ein in Draufsicht kreisförmiger Um riss verliehen werden sollte, wenn die Bearbeitungslaserstrahlung in

Abschnitten , die über einen solchen kreisförmigen Umriss hinausgehen, deaktiviert wird. Figur 1 1 zeigt die dabei vorliegenden Verhältnisse. Dabei ist eine Schnittdarstellung durch eine Hornhaut 5 gezeigt, in der ein Volumen 18 isoliert und zur Entnahme vorbereitet wird. Das Volumen 18 wird dabei durch eine im Wesentlichen parallel zur Hornhautvorderfläche 15 erzeugte anteriore Schnittfläche 19 und eine posteriore Schnittfläche 20 definiert. Die posteriore Schnittfläche 20 definiert somit (zusammen m it der anterioren Schnittfläche 19) die Krümm ung fest, welche die Hornhautvorderseite 15 nach Entnahme des Volumens 18 hat. Sie ist deshalb für die optische Korrektur von besonderer Bedeutung und wird deshalb auch als Korrekturfläche bezeichnet. Im unteren Teil der Figur 1 1 ist eine Draufsicht 33 auf die posteriore Schnittfläche 20 dargestellt. Figur 1 1 zeigt einen Fall, bei dem eine astigmatische Korrektur vorgenommen werden soll, weshalb die Korrekturfläche einem Ellipsoid folgt. Im oberen Teil der Figur 1 1 sind zwei Schnittlinien 20.1 und 20.2 für die Schnittfläche 20 dargestellt, die den Hauptachsen H1 und H2 der Korrekturfläche entsprechen. In der Draufsicht 33 hat das Volumen 18 einen kreisförmigen Umriss. Weiter wird die ellipsoidförm ige posteriore Schnittfläche 20 durch eine spiralförm ige Bahn 32 erzeugt, entlang der die Lage des Fokus der Bearbeitungslaserstrahlung verstellt wird, auf der also die Zentren der Laserstrahlpulse liegen , welche den

Bearbeitungseffekt in der Hornhaut 5 bewirken. Um letztlich den kreisförm igen Umriss der posterioren Schnittfläche 20 zu erreichen, wird die Bearbeitungslaserstrahlung in Bereichen der Spirale 32, die außerhalb des kreisförmigen Umrisses liegen, dunkelgetastet, d. h. so modifiziert, dass dort keine Bearbeitungswirkung eintritt. Dann wird durch einen kreiskegelstumpfförm igen Randschnitt 30 die Verbindung zwischen der posterioren

Schnittfläche 20 und der anterioren Schnittfläche 19 hergestellt werden. In der Draufsicht 33 auf die posteriore Schnittfläche 20 ist dies durch eine kreuzschraffierte Lentikelrandzone 31 veranschaulicht, die so tief in die Augenhornhaut reicht, dass insgesamt das Volumen 18 durch die anteriore Schnittfläche 19, die posteriore Schnittfläche 20 und die kreiskegelstumpfförmige oder kreiszylindrische Lentikelrandfläche 30 isoliert ist.

Die WO 2010/084162 A2 beschreibt, wie nicht-rotationssymmetrische Korrekturflächen mittels einer Übergangszone auf eine kreisförm ige posteriore Schnittfläche erweitert werden. Dazu wird der in einer Ebene liegende Um riss der Korrekturfläche m ittels des in einer Ebene liegenden Übergangsbereichs derart erweitert, dass die posteriore Schnittfläche in Draufsicht einen rotationssym metrischen Kreis bildet. Auch hier kommt eine kreiskegelstumpfförmige oder kreiszylindrische Randfläche zur Anwendung, um posteriore und anteriore Fläche zu verbinden. Die Erfindung betrifft wie die DE 103341 10 A1 oder die WO 2010/084162 A2 das Konzept, eine Korrektur der optischen Abbildungsfehler des menschlichen Auges dadurch durchzuführen, dass mittels Laserstrahlung in der Augenhornhaut eine Separierung eines Gewebevolumens erreicht wird, welches dann aus der Hornhaut entnom men wird. Dadurch wird eine gezielte Änderung der Brechkraft der Augenhornhaut erreicht. Diese Änderung erfolgt lokal, d. h. in dem Bereich der Hornhaut, aus dem das Gewebevolumen entnommen wird. Üblicherweise orientiert man sich dabei an der Pupille des Auges. Die Entnahme des separierten Volumens verändert die Geometrie, nämlich die Krümmung, der Hornhautoberfläche. Dam it eine gewünschte Fehlsichtigkeitskorrektur erreicht wird, muss deshalb das separierte und zu entnehmende Volumen hinsichtlich seiner Form spezielle Eigenschaften aufweisen. In Anlehnung an das klassische LASIK-Verfahren, wird üblicherweise das separierte Volumen durch drei

Grenzflächen umschrieben. Eine anteriore Grenzfläche wird bevorzugt in konstantem Abstand unter der Augenhornhaut ausgebildet. Dies ist dann besonders einfach, wenn die Hornhaut mit einem flachen Kontaktglas applaniert wird. Da diese Schnittfläche in die Richtung am vordersten liegt, wird sie als anteriore Fläche oder in Anlehnung an das bekannte LASIK- Verfahren als Flap- oder Cap-Schnittfläche bezeichnet. Weiter ist das Volumen durch eine tiefer liegende Schnittfläche begrenzt, die als posteriore Schnittfläche oder, da das Volumen als Lentikel aufgefasst werden kann, als Lentikel-Schnittfläche bezeichnet werden kann. Es wird dafür gesorgt, dass das insgesamt zu entnehmende Volumen die Krümmung der

Hornhautvorderfläche ändert. Eine der beiden Flächen, meist die posteriore, hat i. d. R. eine Geometrie, die ausschlaggebend für die Fehlsichtigkeitskorrektur ist. Prinzipiell könnte man daran denken, die anteriore und die posteriore Fläche so zu gestalten, dass sie eine gemeinsame Schnittlinie haben. Dies ist zum einen bei einer Weitsichtigkeits-Korrektur nicht möglich, da dort das zu entnehmende Volumen in der Mitte, d. h. im Bereich der Sehachse, dünner sein muss, als am Rand. Zum anderen möchte man aus operativen Gründen auch bei einer Kurzsichtigkeits-Korrektur eine gewisse Mindestdicke des Volumens am Rande sicherstellen, um es einfach zu entnehmen können. Die anteriore Fläche und die posteriore Fläche werden deshalb über eine sogenannte Lentikelrandfläche, die im Folgenden auch als Randschnitt bezeichnet wird, verbunden. Durch diese drei Schnittflächen ist das separierte Volumen entnehmbar gemacht, da dann das Volumen vollständig oder nahezu vollständig durch die Schnittflächen umschlossen ist. Die absolute Lage und relative Ausdehnung der Flächen in der Hornhaut legen die Zone fest, innerhalb der die optische Wirkung nach

Entnahme des separierten Volumens zwischen diesen Flächen eintritt. Hier orientiert man sich, wie bereits erwähnt, an der Pupille. Dieser Ansatz führt dazu, dass die beiden Schnittflächen, nämlich die anteriore und die posteriore Schnittfläche, von denen eine oder beide optisch wirksam sein können, zu einem geschlossenen Volumen verbunden werden müssen, das eine geeignete Lage innerhalb der Hornhaut haben muss. Da auch gerätetechnische

Randbedingungen bestehen, beispielsweise die möglichen Freiheitsgrade der

Laserstrahlablenkungen, wie auch applikative Randbedingungen, wie beispielsweise

Regressionseffekte während des Heilungsverlaufs, chirurgische Handhabbarkeit des zu entnehmenden Gewebevolumens, maximal tolerierbare Zeitdauer für die Erzeugung der Schnittflächen etc., ist das sich insgesamt ergebende Randwertproblem durchaus komplex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Definition des geschlossenen Volumens innerhalb der Hornhaut möglichst applikationsgünstig zu gestalten und insbesondere die Umgrenzung des Volumens gesichert und einfach zu erreichen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten gelöst, die zur

Ansteuerung einer Laserbearbeitungsvorrichtung zur operativen Fehlsichtigkeitskorrektur eines Auges eines Patienten ausgebildet sind, wobei zur Entfernung eines Volumens in der Hornhaut eine anteriore Fläche, eine posteriore Fläche und ein Randschnitt definiert werden, welche als Schnittflächen in der Hornhaut erzeugt werden sollen. Die posteriore Schnittfläche weist einen nicht-kreisförmigen, ovalen Rand, welcher in einer Ebene liegt, auf. Der Randschnitt verbindet den Rand mit der anterioren Schnittfläche und wird als nicht-rotationsymmetrischer Zylinder oder Kegelstumpf ausgebildet, dessen Basis der Rand ist.

Der ovale Rand liegt in einer Ebene. Der Randschnitt ist als nicht-rotationssymmetrischer Zylinder oder Kegelstumpf ausgebildet. Seine Basis ist der Rand. Damit liegt auch eine

Leitkurve des nicht-rotationssymmetrischen Zylinders oder Kegelstumpfs in der Ebene, da die Basis des Randschnittes der nicht-kreisförmige, ovale Rand der posterioren Schnittfläche ist. Diese Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten gelöst, die zur Ansteuerung einer Laserbearbeitungsvorrichtung zur operativen Fehlsichtigkeitskorrektur eines Auges eines Patienten ausgebildet sind, wobei zur Entfernung eines Volumens in der Hornhaut eine anteriore Fläche, eine posteriore Fläche und ein Randschnitt definiert werden, welche als Schnittflächen in der Hornhaut erzeugt werden sollen. Die posteriore Schnittfläche weist einen nicht-kreisförmigen, ovalen Rand, welcher in einer Ebene liegt, auf. Der Randschnitt verbindet den Rand m it der anterioren Schnittfläche und wird als nicht-rotationsym metrischer Zylinder oder Kegelstumpf ausgebildet, dessen Basis der Rand ist.

Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst durch ein Verfahren zur operativen

Fehlsichtigkeitskorrektur eines Auges, bei der zur Entfernung eines Volumens eine anteriore Schnittfläche, eine posteriore Schnittfläche und ein Randschnitt definiert werden, welche Schnittflächen in der Hornhaut erzeugt werden. Die posteriore Schnittfläche weist einen nicht- kreisförmigen, ovalen Rand, welcher in einer Ebene liegt, auf. Der Randschnitt verbindet den Rand mit der anterioren Schnittfläche. Der Randschnitt wird als nicht-rotationssymmetrischer Zylinder oder Kegelstumpf ausgebildet, dessen Basis der Rand ist.

Für das Verständnis der Erfindung ist die Unterscheidung verschiedener Flächen bzw.

Schnittflächen, welche an der Begrenzung des Volumens, das für die Fehlsichtigkeitskorrektur entnommen werden muss, wesentlich. Das Volumen wird von einer anterioren Schnittfläche begrenzt, die in Anlehnung an das bekannte LASIK-Verfahren als anteriore Schnittfläche, anteriore Fläche oder Flapfläche bzw. Flapschnitt (bzw. Cap-Fläche oder Cap-Schnitt) bezeichnet wird. Posterior wird das Volumen von einer posterioren Schnittfläche, posterioren Fläche, Lentikel-Fläche oder Lentikel-Schnitt begrenzt. Zumindest eine dieser Flächen wirkt sich auf die postoperative Krümmung der Hornhautvorderseite aus, d . h. auf die Krümmung der Hornhautvorderseite nach der Entnahme des Volumens. In der hier gegebenen Beschreibung wird der Einfachheit halber davon ausgegangen , dass es sich bei dieser korrekturwirksamen Fläche ausschließlich um die posteriore Schnittfläche handelt. Dies ist jedoch nicht als

Einschränkung aufzufassen.

Der korrekturwirksame Bereich der relevanten Schnittfläche(n) wird im Stand der Technik als Korrekturzone bezeichnet. Beispielsweise bildet die Korrekturzone, wie sie in der

WO 2010/084162 A2 oder in der DE 103341 10 A1 beschrieben wird, einen Teil der posterioren Schnittfläche. Optional bildet bei der vorliegenden Erfindung die gesamte posteriore Fläche die Korrekturzone. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn bei einer Fehlsichtigkeitskorrektur ein Astigmatism us mit berücksichtigt wird. Aufgrund der unterschiedlichen Brechkraft entlang der Hauptachsen des Auges bei einem Astigmatismus ergibt sich eine nicht-kreisförmige posteriore Fläche der Korrekturzone. Hierfür weist die posteriore Fläche den ovalen Rand auf. In einer Weiterbildung sind somit im Unterschied zum Stand der Technik keine

Übergangszonen notwendig, m ittels denen eine Verbindung zwischen dem in einer Ebene liegenden Rand der Korrekturzone und dem Rand der posterioren Fläche geschaffen werden. In einer anderen Weiterbildung wird eine nicht-rotationsymmetrische Korrekturzone mittels Übergangszonen auf eine posteriore Schnittfläche mit ovalen Rand erweitert. Die in der WO 2010/084162 A2 beschriebenen Methoden zur Erzeugung der Übergangszonen können dazu in entsprechender Modifizierung herangezogen werden.

In der vorliegenden Erfindung wird„oval" im üblichen mathematischen Sinn verstanden, näm lich als eine geschlossene, zweimal stetig differenzierbare, konvexe Kurve, welche in einer Ebene liegt. Der ovale Rand der posterioren Fläche weist somit keine Ecken auf, liegt in einer Ebene und ist stets in eine Richtung gekrümmt. Er ist naturgemäß eine geschlossene Kurve. Beispiele für eine Fläche mit einem ovalen Rand ist eine Ei-förm ige Fläche. Normalerweise umfasst oval auch kreisförmig, dies ist jedoch für diese Erfindung ausgeschlossen.

Durch die anteriore Schnittfläche und die posteriore Schnittfläche ist noch kein geschlossenes Volumen umschrieben. Dazu fehlt noch der Randschnitt, welcher den Rand der posterioren Schnittfläche mit der anterioren Schnittfläche verbindet. Da der Rand der posterioren Fläche oval ist und unm ittelbar an den Randschnitt anknüpft, weist der Randschnitt einen Basisrand auf, der durch den Rand der posterioren Fläche gebildet wird . Zur Verbindung der posterioren Schnittfläche mit der anterioren Schnittfläche wird die Mantelfläche eines nicht- rotationssymmetrischen Körpers, nämlich eines nicht-rotationssym metrischen Zylinders oder eines nicht-rotationssymmetrischen Kegelstumpfs, als Randschnitt verwendet. Die

Umfangsfläche weist als Leitkurve den Basisrand auf. Der Begriff „Leitkurve" wird hier im üblichen mathematischen Verständnis verwendet, wie es z. B. aus Bronstein I. , Taschenbuch der Mathematik, Teubner Verlag, 22. Auflage, 1985, Abschnitt 2.6.2.4, bekannt ist. Der Zylinder oder Kegelstumpf ist vorzugsweise gerade, d. h. die Höhe des

Zylinders/Kegelstumpfes steht senkrecht auf der Ebene, in welcher der ovale Rand liegt.

Der Abstand des Basisrands zu der anterioren Schnittfläche, d. h. die Höhe des Zylinders oder des Kegelstumpfs, weist optional eine Mindesterstreckung auf. Diese wird vorgesehen , damit das zu entfernende Volumen eine Mindestdicke hat und eine gewisse Stabilität aufweist. Auf diese Weise lassen sich Beschädigungen an dem zu entnehmenden Lentikel vermeiden, welche zu Rückständen in der Hornhaut führen könnten und damit die Fehlsichtigkeitskorrektur beeinflussen könnten.

Bei einer Zylindermantelfläche ist der obere Deckrand, der in der anterioren Schnittfläche liegt, in der Form identisch zu dem Basisrand ausgebildet. Die anteriore Schnittfläche kann weiter ausgedehnt sein als der Deckrand des Zylinders. Der obere Deckrand ist bei einer

Kegelstumpfmantelfläche ist aufgrund der dort immer durch einen Scheitelpunkt laufenden Erzeugenden größer oder kleiner als der Basisrand, so dass der Deckrand eine identische Vergrößerung oder Verkleinerung des Basisrands darstellt. Der Deckrand hat also eine Form , die der Form des Basisrandes und damit der Form des ovalen Randes der posterioren Schnittfläche gleicht.

Die anteriore Schnittfläche kann weiter ausgedehnt sein als der Deckrand des Zylinders.

Bevorzugt hat die anteriore Schnittfläche jedoch einen Umfang, der in seiner Form dem Rand der anterioren Schnittfläche gleicht. Die anteriore Schnittfläche hat dann einen ovalen Umfang, der - auf die Ebene des Randes der anterioren Schnittfläche projiziert - in seiner Form diesem Rand gleicht. In dieser Ausgestaltung verbindet der Randschnitt den Rand der posterioren Schnittfläche direkt mit dem Umfang der anterioren Schnittfläche. Es entstehen keine

Schnittflächen in der Hornhaut, die an der Umgrenzung des isolierenden Volumens nicht teilnehmen würden. In dieser Ausgestaltung hat das isolierte Volumen in Draufsicht auf die Ebene einen ovalen Umriss und keine der posterioren oder anterioren Schnittflächen stehen seitlich über dem Umriss oder das isolierte Volumen über. Diese Ausführungsformen sind besonders zweckmäßig. Bei einer sphärischen anterioren Schnittfläche liegt der Umfang zudem nicht in einer Ebene. Die Schnittfläche wird durch Dunkeltasten der bearbeiteten Laserstrahlung auf den nicht-rotationssymmetrischen, ovalen Umfang gebracht.

Zur besseren Unterscheidung wird das periphere Ende der posterioren Schnittfläche hier als „Rand" bezeichnet, das der anterioren Schnittfläche als„Umfang" oder„Umfangslinie". Dies dient nur der Unterscheidung und soll keinen sachlichen Unterschied ausrücken,

Der Randschnitt weist einen nicht-kreisförmigen Basis- und Deckrand auf und fällt am

Basisrand mit dem ovalen Rand der posterioren Schnittfläche zusammen. Folglich gibt es bei einer ovalen Korrekturzone keine Übergangszone in der posterioren Schnittfläche, um den ovalen Rand in einen kreisförmigen Rand zu überführen, sondern der Randschnitt grenzt lückenlos an den Rand Korrekturzone an. Somit wird weniger Volumen aus der Hornhaut des Auges entfernt, da das Volumen unter den Übergangszonen, so wie sie im Stand der Technik verwendet werden, nicht entnommen werden muss. Ferner vereinfacht sich die Schnittführung, da keine Übergangszonen vorgesehen werden m üssen. Es wird lediglich mit bekannten Verfahrensweisen die posteriore Schnittfläche, erzeugt und daran anschließend der

Randschnitt in die Hornhaut eingebracht. Durch das Weglassen der Übergangszone kann das Verfahren ferner schneller durchgeführt werden .

Darüber hinaus ist verm ieden, dass die Übergangszone die tatsächlich erzeugte

Brechkraftänderung von der berechneten Brechkraftänderung abweichen lässt. Außerdem kann der Rechenaufwand zum Erzeugen der posterioren Schnittfläche reduziert werden, da

Verfahren zum Erzeugen der Übergangszonen wegfallen. Auch ist kein technisch aufwendiges Dunkeltasten von Laserstrahlung mehr nötig.

Wie erwähnt, macht es keinen Unterschied, ob nur eine korrekturwirksame Fläche verwendet wird oder zwei. Verwendet man nur eine korrekturwirksame Fläche, ist dies üblicherweise die posteriore Schnittfläche, da diese auch in der Regel als erste erzeugt wird. Dies ist aber nicht zwingend. Verwendet man eine einzige korrekturwirksame Fläche (z. B. die posteriore

Schnittfläche) muss die andere Fläche (z. B. die anteriore Schnittfläche) in konstantem Abstand zur Hornhautvorderfläche sein. Im Falle zweier korrekturwirksamer Flächen gilt natürlich das zur Gestaltung der korrekturwirksamen Fläche Gesagte gleichermaßen für beide

korrekturwirksamen Flächen.

Zur Fehlsichtigkeitskorrektur, die als höhere Aberrationskorrektur lediglich einen Astigmatismus betrifft, ist es bevorzugt, dass die posteriore Fläche einen elliptischen Rand aufweist. Aufgrund des elliptischen Rands weist der Randschnitt eine elliptische Leitkurve für den Zylinder oder den Kegelstumpf auf. Es ist jedoch auch möglich, eine nicht-rotationsymmetrische oder nicht- elliptische Korrekturfläche auf eine posteriore Schnittfläche zu einem elliptischen Rand zu erweitern. Die in der WO 2010/084162 A2 beschriebenen Methoden zur Erzeugung der Übergangszonen können dazu in entsprechender Modifizierung herangezogen werden.

Um das aus der Hornhaut zu entfernende Volumen möglichst klein zu halten, ist es in einer Weiterbildung bevorzugt, dass der Randschnitt die posteriore Fläche mit einer Umfangslinie der anterioren Fläche verbindet. Hat der Randschnitt die Form eines Zylinders, ist dann der Rand der posterioren Schnittfläche identisch zu der Umfangslinie der anterioren Schnittfläche zu wählen. Wird ein Kegelstumpf für den Randschnitt verwendet, ist die Fläche in der Ebene, die durch den Rand begrenzt wird, größer oder kleiner, aber mit identischer Form, wie die anteriore Fläche.

Die Ausgestaltung des Rands der posterioren Schnittfläche ist besonders einfach, wenn die Ebene des Rands senkrecht zu einer Haupteinfallsrichtung der Laserstrahlung zur Erzeugung der Schnittflächen steht. Insbesondere ist auch die Ebene, in welcher die Umfangslinie der anterioren Schnittfläche läuft, senkrecht zu der Haupteinfallsrichtung der Laserstrahlung. Im Fall, dass der Randschnitt ein Zylinder ist, ist die Umfangsfläche des Randschnitts parallel zu der

Haupteinfallsrichtung.

Die Verfahren aller Varianten zum Erzeugen der Steuerdaten können ohne menschliche Mitwirkung ausgeführt werden. Insbesondere können sie von einem Computer durchgeführt werden, der unter Steuerung eines erfindungsgemäßen Programms das erfindungsgemäße Verfahren ausführt und aus entsprechenden Vorgaben die Steuerdaten für die Lasereinrichtung ermittelt. Das Verfahren bereitet lediglich eine Therapievorrichtung vor. Insbesondere ist bei der Ermittlung der Steuerdaten die Mitwirkung eines Arztes in keiner Weise erforderlich, da mit der Ermittlung der Steuerdaten noch kein therapeutischer Eingriff verbunden ist. Dieser findet erst bei der Anwendung der zuvor ermittelten Steuerdaten statt. Soweit in dieser Beschreibung Verfahren bzw. einzelne Schritte eines Verfahrens zur Ermittlung von Steuerdaten zur optischen Fehlsichtigkeitskorrektur beschrieben wird, kann das Verfahren bzw. können einzelne Schritte des Verfahrens durch eine entsprechend ausgestaltete

Vorrichtung ausgeführt werden. Analoges gilt für die Erläuterung der Betriebsweise einer Vorrichtung, die Verfahrensschritte ausführt. Insoweit sind Vorrichtungs- und

Verfahrensmerkmale dieser Beschreibung äquivalent. Insbesondere ist es möglich, das

Verfahren mit einem Computer zu realisieren, auf dem ein entsprechendes erfindungsgemäßes Programm ausgeführt wird.

Auch können die hier beschriebenen Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden, solange sie sich nicht technisch widersprechen.

Hinsichtlich des chirurgischen Verfahrens gelten die im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Erzeugung von Steuerdaten und der Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten dargelegten Überlegungen, Weiterbildungen und Vorteile analog.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielshalber noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Schemadarstellung einer Behandlungsvorrichtung bzw. eines

Behandlungsgerätes zur Fehlsichtigkeitskorrektur,

Fig. 2 eine Schemadarstellung hinsichtlich des Aufbaus des Behandlungsgerätes der Fig. 1 , Fig. 3 eine Prinzipdarstellung zur Einbringung gepulster Laserstrahlung in das Auge bei der Fehlsichtigkeitskorrektur mit dem Behandlungsgerät der Fig. 1 ,

Fig. 4 eine weitere Schemadarstellung des Behandlungsgerätes der Fig. 1 ,

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung durch die Augenhornhaut mit Darstellung eines zur Fehlsichtigkeitskorrektur zu entfernenden Volumens,

Fig. 6 ein Schnitt durch die Augenhornhaut nach Entfernung des Volumens der Fig. 5,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung ähnlich der Fig. 5,

Fig. 8 eine schematische Schnittdarstellung durch die Augenhornhaut zur

Veranschaulichung der Volumenentnahme,

Fig. 9 ein Diagramm mit möglichen Verläufen einer Brechkraftverteilung, welche bei

Ermittlung des zu entfernenden Volumens verwendet wird,

Fig. 10 ein Ablaufdiagramm der Ermittlung des zu entfernenden Volumens,

Fig. 1 1 eine Schnittdarstellung durch die Augenhornhaut zur Verdeutlichung einer anterioren sowie einer posterioren Schnittfläche in Kombination mit einer Draufsicht auf die posteriore Schnittfläche, wobei die Schnittflächengestaltungen dem Stand der Technik entsprechen,

Fig. 12 eine Schnittdarstellung durch die Augenhornhaut zur Verdeutlichung einer anterioren sowie einer posterioren Schnittfläche in Kombination mit einer Draufsicht auf die posteriore Schnittfläche, wobei ein Kegelstumpfmantel als Schnittfläche vorgesehen ist,

Fig. 13 eine Schnittdarstellung durch die Augenhornhaut zur Verdeutlichung einer anterioren sowie einer posterioren Schnittfläche in Kombination mit einer Draufsicht auf die posteriore Schnittfläche, wobei ein Zylindermantel als Schnittfläche vorgesehen ist,

Fig. 14 eine Schnittdarstellung des zu entfernenden Volumens von Fig. 12 entlang einer Hauptachse H2,

Fig. 15 eine Schnittdarstellung des zu entfernenden Volumens von Fig. 13 entlang der

Hauptachse H2,

Fig. 16 eine Schnittdarstellung ähnlich der Figur 14, bei der die anteriore Schnittfläche einen Umfang hat, der in seiner Form dem Rand der posterioren Schnittfläche gleicht, und

Fig. 17 und 18 Schnittdarstellungen ähnlich den Figuren 15 und 15 für eine anteriore

Schnittfläche.

Figur 1 zeigt ein Behandlungsgerät 1 für ein augenchirurgisches Verfahren, das dem in der EP 1159986 A1 bzw. der US 5549632 beschriebenen ähnelt. Das Behandlungsgerät 1 bewirkt mittels einer Behandlungs-Laserstrahlung 2 eine Fehlsichtigkeitskorrektur an einem Auge 3 eines Patienten 4. Die Fehlsichtigkeit kann Hyperopie, Myopie, Presbyopie, Astigmatismus, gemischten Astigmatismus (Astigmatismus, bei dem in einer Richtung Hyperopie und in einer rechtwinklig dazu liegenden Richtung Myopie vorliegt), asphärische Fehler und Abberationen höherer Ordnung umfassen. Die Behandlungs-Laserstrahlung 2 wird in der beschriebenen Ausführungsform als gepulster in das Auge 3 fokussierter Laserstrahl aufgebracht. Die

Pulsdauer liegt dabei z.B. im Femtosekundenbereich, und die Laserstrahlung 2 wirkt mittels nicht-linearer optischer Effekte in der Hornhaut. Der Laserstrahl weist z.B. 50 bis 800 fs kurze Laserpulse (bevorzugt 100 - 400 fs) mit einer Pulswiederholfrequenz zwischen 10 und 500 kHz auf. Die Baugruppen des Gerätes 1 werden im beschriebenen Ausführungsbeispiel von einer integrierten Steuereinheit gesteuert, die aber natürlich auch eigenständig ausgebildet sein kann. Vor dem Einsatz des Behandlungsgerätes wird die Fehlsichtigkeit des Auges 3 mit einer oder mehreren Messeinrichtungen vermessen.

Figur 2 zeigt schematisch das Behandlungsgerät 1 . Es weist in dieser Variante mindestens zwei Einrichtungen oder Module auf. Eine Lasereinrichtung L gibt den Laserstrahl 2 auf das Auge 3 ab. Der Betrieb der Lasereinrichtung L erfolgt dabei vollautomatisch, d.h. die Lasereinrichtung L startet auf ein entsprechendes Startsignal hin die Ablenkung des Laserstrahls 2 und erzeugt dabei Schnittflächen, die auf noch zu beschreibende Art und Weise aufgebaut sind und ein Volumen in der Augenhornhaut isolieren. Die den Betrieb erforderlichen Steuerdaten empfängt die Lasereinrichtung L zuvor von einer Planungseinrichtung P als Steuerdatensatz über nicht näher bezeichnete Steuerleitungen. Die Übertragung findet vor dem Betrieb der

Lasereinrichtung L statt. Natürlich kann Kommunikation auch drahtlos erfolgen. Alternativ zu einer direkten Kommunikation ist es auch möglich, die Planungseinheit P räumlich getrennt von der Lasereinheit L anzuordnen und einen entsprechenden Datenübertragungskanal vorzusehen.

Vorzugsweise wird der Steuerdatensatz zum Behandlungsgerät 1 übertragen und weiter vorzugsweise ist ein Betrieb der Lasereinrichtung L gesperrt, bis an der Lasereinrichtung L ein gültiger Steuerdatensatz vorliegt. Ein gültiger Steuerdatensatz kann ein Steuerdatensatz sein, der prinzipiell zur Verwendung mit der Lasereinrichtung L der Behandlungsvorrichtung 1 geeignet ist. Zusätzlich kann die Gültigkeit aber auch daran geknüpft werden, dass weitere Prüfungen bestanden werden, beispielsweise ob im Steuerdatensatz zusätzlich niedergelegte Angaben über das Behandlungsgerät 1 , z. B. eine Geräteseriennummer, oder den Patienten, z. B. eine Patientenidentifikationsnummer, mit anderen Angaben übereinstimmen, die

beispielsweise an der Behandlungsvorrichtung ausgelesen oder separat eingegeben wurden, sobald der Patient in der korrekten Stellung für den Betrieb der Lasereinrichtung L ist. Die Planungseinheit P erzeugt den Steuerdatensatz, der der Lasereinheit L zur Ausführung der Operation zur Verfügung gestellt wird, aus Messdaten und Fehlsichtigkeitsdaten, die für das zu behandelnde Auge erm ittelt wurden . Sie werden der Planungseinheit P über eine Schnittstelle S zugeführt und stammen im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Messeinrichtung M, die das Auge des Patienten 4 zuvor vermessen hat. Natürlich kann die Messeinrichtung M auf beliebige Art und Weise die entsprechenden Mess- und Fehlsichtigkeitsdaten an die

Planungseinrichtung P übermitteln.

Die Übertragung kann m ittels Speicherchips (z.B. per USB oder memory stick) ,

Magnetspeichern (z.B. Disketten) , per Funk (z.B. WLAN, UMTS, Bluetooth) oder

drahtgebunden (Z.B. USB, Firewire, RS232, CAN-Bus, Ethernet etc.) erfolgen. Gleiches gilt natürlich hinsichtlich der Datenübertragung zwischen Planungseinrichtung P und

Lasereinrichtung L. Eine direkte Funk- oder Draht-Verbindung der Messeinrichtung M m it der

Behandlungseinrichtung 1 hinsichtlich der Datenübertragung, die in einer Variante verwendet werden kann, hat den Vorteil , dass die Verwendung falscher Mess- und Fehlsichtigkeitsdaten mit größtmöglicher Sicherheit ausgeschlossen ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Überführung des Patienten von der Messeinrichtung M bzw. den Messeinrichtungen zur Lasereinrichtung L m ittels einer (in der Figur nicht dargestellten) Lagerungseinrichtung erfolgt, die mit der Messeinrichtung M bzw. der Lasereinrichtung L so zusammenwirkt, dass die jeweiligen Einrichtungen erkennen, ob der Patient 4 in der jeweiligen Position zum Vermessen bzw. Einbringen der Laserstrahlung 2 ist. Mit einem Verbringen des Patienten 4 von der Messeinrichtung M zur Lasereinrichtung L kann dabei zugleich auch die Übertragung der Mess- und Fehlsichtigkeitsdaten an die Behandlungsvorrichtung 1 erfolgen.

Es ist vorzugsweise durch geeignete Mittel sichergestellt, dass die Planungseinrichtung P immer den zum Patienten 4 gehörenden Steuerdatensatz erzeugt, und eine irrtümliche

Verwendung eines falschen Steuerdatensatzes für einen Patienten 4 ist so gut wie

ausgeschlossen.

Die Wirkungsweise des Laserstrahls 2 ist in Figur 3 schematisch angedeutet. Der Behandlungs- Laserstrahl 2 wird m ittels einer nicht näher bezeichneten Optik in die Hornhaut 5 des Auges 6 fokussiert. Dadurch entsteht in der Hornhaut 5 ein Fokus, der einen Spot 6 überdeckt und in dem die Laserstrahlungsenergiedichte so hoch ist, dass in Kombination mit der Pulslänge ein nicht-linearer Effekt im Auge auftritt. Beispielsweise kann jeder Puls der gepulsten

Laserstrahlung 2 am jeweiligen Spot 6 einen optischen Durchbruch in der Augenhornhaut 5 erzeugen, welcher wiederum eine in Figur 3 schematisch angedeutete Plasmablase initiiert. Dadurch wird mittels dieses Laserpulses in der Hornhaut 5 Gewebe getrennt. Bei Entstehung einer Plasmablase umfasst die Gewebeschichttrennung ein größeres Gebiet, als den Spot 6, welchen der Fokus der Laserstrahlung 2 überdeckt, obwohl die Bedingungen zur Erzeugung des Durchbruches nur im Fokus erreicht werden. Dam it von jedem Laserpuls ein optischer Durchbruch von jedem Laserpuls erzeugt wird, muss die Energiedichte, d.h. die Fluence der Laserstrahlung oberhalb eines gewissen, pulslängenabhängigen Schwellwertes liegen. Dieser Zusammenhang ist dem Fachmann beispielsweise aus der DE 69500997 T2 bekannt. Alternativ kann ein gewebetrennender Effekt durch die gepulste Laserstrahlung auch dadurch erzeugt werden, dass mehrere Laserstrahlungspulse im einen Bereich abgegeben werden, wobei sich für mehrere Laserstrahlungspulse die Spots 6 überlappen . Es wirken dann mehrere Laserstrahlungspulse zusammen, um einen gewebetrennenden Effekt zu erreichen. Die Art der Gewebetrennung, die das Behandlungsgerät 1 einsetzt, ist jedoch für die nachfolgende Beschreibung nicht weiter relevant, auch wenn in dieser Beschreibung gepulste Behandlungs-Laserstrahlung 2 geschildert wird. Beispielsweise kann ein Behandlungsgerät 1 verwendet werden, wie sie in der WO 2004/032810 A2 beschrieben ist. Eine Vielzahl von Laserpulsfoki bildet im Gewebe eine Schnittfläche aus, deren Form vom Muster abhängt, m it dem die Laserpulsfoki im Gewebe angeordnet sind/werden. Das Muster gibt Zielpunkte für die Fokuslage vor, an denen ein oder mehrere Laserpuls(e) abgegeben wird(werden) , und definiert die Form und Lage der Schnittfläche.

Um nun eine Fehlsichtigkeitskorrektur auszuführen, wird m ittels der gepulsten Laserstrahlung aus einem Gebiet innerhalb der Hornhaut 5 Material entfernt, indem dort Gewebeschichten getrennt werden, die das Material isolieren und dann eine Materialentnahme ermöglichen. Die Materialentfernung bewirkt eine Volumenänderung in der Hornhaut, welche eine Änderung der optischen Abbildungswirkung der Hornhaut 5 zur Folge hat, die genau so bemessen ist, dass dam it die zuvor erm ittelte Fehlsichtigkeit möglichst korrigiert ist/wird. Zur Isolierung des zu entfernenden Volumens wird der Fokus der Laserstrahlung 2 auf Zielpunkte in der Hornhaut 5 gerichtet, in der Regel in einem Bereich, der unterhalb des Epithels und der Bowman'schen Membran sowie oberhalb der Decemetschen Membran und des Endothels liegt. Das

Behandlungsgerät 1 weist dazu einen Mechanismus zum Verstellen der Lage des Fokus der Laserstrahlung 2 in der Hornhaut 5 auf. Dies ist schematisch in Figur 3 gezeigt.

In Figur 4 sind Elemente des Behandlungsgeräts 1 nur insoweit eingetragen, als sie zum Verständnis der Fokusverstellung erforderlich sind. Die Laserstrahlung 2 wird, wie bereits erwähnt, in einem Fokus 7 in der Hornhaut 5 gebündelt, und die Lage des Fokus 7 in der Hornhaut wird verstellt, so dass zur Schnittflächenerzeugung an verschiedenen Stellen fokussiert Energie aus Laserstrahlungspulsen in das Gewebe der Hornhaut 3 eintragen wird. Die Laserstrahlung 2 wird von einem Laser 8 als gepulste Strahlung bereitgestellt. Ein xy- Scanner 9, der in einer Variante durch zwei im Wesentlichen orthogonal ablenkende

Galvanometerspiegel realisiert ist, lenkt den vom Laser 8 kommenden Laserstrahl

zweidimensional ab, so dass nach dem xy-Scanner 9 ein abgelenkter Laserstrahl 10 vorliegt. Der xy-Scanner 9 bewirkt somit eine Verstellung der Lage des Fokus 7 im Wesentlichen senkrecht zur Haupteinfallsrichtung der Laserstrahlung 2 in die Hornhaut 5. Zur Verstellung der Tiefenlage ist neben dem xy-Scanner 9 ein z-Scanner 1 1 vorgesehen, der beispielsweise als verstellbares Teleskop ausgebildet ist. Der z-Scanner 1 1 sorgt dafür, dass die z-Position der Lage des Fokus 7, d.h. dessen Position auf der optischen Achse des Einfalls verändert wird. Der z-Scanner 1 1 kann dem xy-Scanner 9 nach- oder vorgeordnet sein. Die nachfolgend mit x, y, z bezeichneten Koordinaten beziehen sich also auf die Ablenkung der Lage des Fokus 7.

Für das Funktionsprinzip des Behandlungsgerätes 1 ist die Zuordnung der einzelnen

Koordinaten zu den Raumrichtungen nicht wesentlich, der einfacheren Beschreibung halber ist jedoch nachfolgend mit z immer die Koordinate entlang der optischen Achse des Einfalls der Laserstrahlung 2 bezeichnet, und x sowie y bezeichnen zwei zueinander orthogonale

Koordinaten in einer Ebene senkrecht zur Einfallsrichtung des Laserstrahls. Dem Fachmann ist natürlich bekannt, dass eine dreidimensionale Beschreibung der Lage des Fokus 7 in der Hornhaut 5 auch durch andere Koordinatensysteme erfolgen kann, insbesondere muss es sich nicht um ein rechtwinkliges Koordinatensystem handeln. Dass der xy-Scanner 9 um zueinander rechtwinklige Achsen ablenkt, ist also nicht zwingend, vielmehr kann jeder Scanner verwendet werden, der in der Lage ist, den Fokus 7 in einer Ebene zu verstellen, in der die Einfallsachse der optischen Strahlung nicht liegt. Somit sind auch schiefwinklige Koordinatensysteme möglich.

Weiter können auch nicht-kartesische Koordinatensysteme zur Beschreibung bzw. Steuerung der Lage des Fokus 7 verwendet werden, wie dies nachfolgend auch noch erläutert wird.

Beispiele für solche Koordinatensysteme sind Kugelkoordinaten (auch als sphärische

Koordinaten bezeichnet) sowie zylindrische Koordinaten.

Zur Steuerung der Lage des Fokus 7 werden der xy-Scanner 9 sowie der z-Scanner 1 1 , die gemeinsam ein konkretes Beispiel einer dreidimensionalen Fokusverstelleinrichtung realisieren, von einem Steuergerät 12 über nicht näher bezeichnete Leitungen angesteuert. Gleiches gilt für den Laser 8. Das Steuergerät 3 sorgt für einen geeignet synchronen Betrieb des Lasers 8 sowie der dreidimensionalen Fokusverstelleinrichtung, exemplarisch realisiert durch den xy-Scanner 9 sowie den z-Scanner 1 1 , so dass die Lage des Fokus 7 in der Hornhaut 5 so verstellt wird, dass letztendlich ein Material bestimmten Volumens isoliert wird, wobei die spätere

Volumenentfernung eine gewünschte Fehlsichtigkeitskorrektur bewirkt.

Das Steuergerät 12 arbeitet nach vorgegebenen Steuerdaten, welche die Zielpunkte für die Fokusverstellung vorgeben. Die Steuerdaten sind in der Regel in einem Steuerdatensatz zusammengefasst. Dieser gibt in einer Ausführungsform die Koordinaten der Zielpunkte als Muster vor, wobei die Reihenfolge der Zielpunkte im Steuerdatensatz die Aneinanderreihung der Fokuslagen und damit letztlich eine Bahnkurve (hier auch verkürzt als Bahn bezeichnet) festlegt. Der Steuerdatensatz enthält in einer Ausführungsform die Zielpunkte als konkrete Stellwerte für den Fokuslagenverstellmechanismus, z.B. für den xy-Scanner 9 und den z- Scanner 1 1 . Zur Vorbereitung des augenchirurgischen Verfahrens, also bevor das eigentliche Operationsverfahren ausgeführt werden kann, werden die Zielpunkte und vorzugsweise auch deren Reihenfolge im Muster bestimmt. Es muss eine Vorplanung des operativen Eingriffes dahingehend erfolgen, dass die Steuerdaten für das Behandlungsgerät 1 ermittelt werden, deren Anwendung dann eine für den Patienten 4 optimale Fehlsichtigkeitskorrektur erreicht.

Zuerst gilt es das aus in der der Hornhaut 5 zu isolierende und später zu entfernende Volumen festzulegen. Wie bereits anhand Figur 2 geschildert, bedarf es dazu einer Feststellung des Korrekturbedarfs.

Hinsichtlich der in dieser Beschreibung verwendeten Nomenklatur sei angemerkt, dass durch die Anfügung eines Sterns an Größen verdeutlicht wird, dass es sich um Größen handelt, die nach einer Korrektur erhalten werden. Unter der gerechtfertigten Annahme, dass eine

Dickenänderung der Hornhaut 5 im Wesentlichen den Krümmungsradius der Luft zugewandten Hornhaut-Vorderseite 15 modifiziert, nicht aber den Krümmungsradius der dem Augeninneren zuliegenden Hornhautrückseite 16, wird durch die Volumenentfernung der Krümmungsradius Rcv der Hornhautvorderseite 15 modifiziert. Die um das Volumen verminderte Hornhaut 5 mit veränderter Hornhautoberfläche 15^* hat aufgrund der modifizierten Vorderseitenkrümmung eine entsprechend geänderte Abbildungswirkung, so dass ein korrigierter Fokus auf der Netzhaut 14 liegt.

Zur Bestimmung des Musters der Zielpunkte wird deshalb die zu erreichende Krümmung R^*cv der modifizierten Hornhautvorderfläche 15^* ermittelt. Mit dem Wert BCOR wird nun die Krümmung der modifizierten Hornhautvorderfläche 15^* wie folgt eingestellt:

(1 ) Rcv^*(r,cp) = 1 / ( (1/Rcv(r,<p)) + BcoR(r,cp)/ (n_c-1 ) ) + F,

In Gleichung (1 ) bezeichnet n_c die Brechkraft des Materials der Hornhaut. Der entsprechende Wert liegt üblicherweise bei 1 ,376; BCOR bezeichnet eine Brechkraftänderung, die zur

Fehlsichtigkeitskorrektur nötig ist. BCOR ist radial abhängig. Unter radialer Abhängigkeit wird dabei verstanden, dass es zwei Werte r1 und r2 für den Radius r gibt, für die die

Brechkraftänderung bei allen Winkeln φ unterschiedliche Werte hat.

Beispiele für mögliche Verläufe der Brechkraftänderung sind in Figur 9 exemplarisch gezeigt, die die Funktion BCOR in verschiedenen Beispielkurven Ka bis Ke als Funktion des Radius r zeigt.

Ka ist die herkömmliche Brechzahl einer Brille des Standes der Technik gemäß DE

102006053120 A1 , in der Darstellung der Figur 9 jedoch bereits auf die Ebene des

Hornhautscheitels bezogen. Für diesen Bezug gibt es im genannten Stand der Technik aber keinen Anlass. Er wurde hier nur zur besseren Vergleichbarkeit mit den erfindungsgemäßen beispielhaften Verläufen Kb bis Ke eingetragen. Der Verlauf Kb verläuft bis zu einem Radius, der jenseits eines Radius r_s liegt, konstant und fällt dann ab. Der Radius r_s ist dabei der skotopische Pupillenradius, also der Pupillenradius, der sich beim Dunkelsehen einstellt. Die Brechkraftänderung gemäß Kurve Kc ist bis zum Wert r_s stückweise konstant, wobei unterhalb eines Radius r_P, der dem photopischen Pupillenradius entspricht, ein Sprung von einem höheren Wert auf einen niedrigeren Wert erfolgt. Eine solche Variation der Brechkraftkorrektur über dem Pupillenquerschnitt ist bei Altersweitsichtigkeit besonders vorteilhaft. Dort findet Sehen im Nahbereich üblicherweise bei guter Beleuchtung statt, z. B. beim Lesen. Aufgrund der guten Beleuchtung ist die Pupille dann in der Regel auf den photopischen Pupillenradius verengt. Der dann nötige Brechkraftkorrekturwert stellt eine optimale Anpassung an das Nahsehen ein, z. B. einen optimalen Sehabstand von etwa 25 bis 70 cm . Für den anderen

Extremfall, nämlich dem Dunkelsehen, das üblicherweise mit einer Sicht in die Ferne verknüpft ist (z. B. bei nächtlichen Autofahrten) ist dagegen die Pupille maximal geöffnet. Dann wirken auch Bereiche der Pupille bei der optischen Abbildung mit, die einen anderen (z. B. niedrigeren) Wert für die Brechkraftkorrektur haben. Das menschliche Gehirn ist in der Lage, eine derart mit optischen Fehlern behaftete Abbildung (unterschiedliche Fokuslage für das Zentrum der Pupille und Randbereiche der Pupille) bei der optischen Wahrnehmung zu korrigieren. Die in den Kurven Kc oder Kd gezeigten Brechkraftkorrekturverläufe erlauben es also durch bewusstes in Kauf nehmen eines Abbildungsfehlers den Tiefenschärfebereich zu vergrößern, da der Abbildungsfehler vom Gehirn kompensiert wird.

Ab dem Pupillenradius r_s fällt die Brechkraftkorrektur dann weiter ab. Der nichtstufenförmige Abfall der Brechwertkorrektur auf den Wert Null ist aus anatomischer Sicht vorteilhaft. Er erlaubt am Rand des korrigierten Bereiches, d. h. am Rande des zu entfernenden Volumens, eine Anpassung des korrigierten Hornhautvorderseitenradius, welcher sich aufgrund der Korrektur einstellt, an den ursprünglichen Hornhautkrümmungsradius, d. h. den prä-operativen Radius. Bezogen auf die Darstellung der Figur 5 heißt dies, dass im Randbereich des zu entfernenden Volumens, an dem in der Darstellung der Figur 5 die Radien RF und RL zusammenlaufen, eine Angleichung dieser Radien erfolgt. Dadurch ist an der Hornhautvorderfläche nach der Korrektur der Übergang vom neuen Hornhautvorderseitenradius R^*cv, der in dem Bereich vorliegt, in dem das Volumen 18 entnommen wurde, an den ursprünglichen Hornhautkrümmungsradius Rcv vergleichsmäßig ist. Dadurch ist die optische Korrektur insgesamt besser, was erst durch die radial variierende Brechkraftkorrektur erzielbar ist.

Der Abfall der Brechkraftkorrektur auf den Wert Null erfolgt vorzugsweise in einem Bereich außerhalb des dunkel angepassten Pupillenradius, also in einem für das Sehen nicht weiter relevanten Bereichs der Augenhornhaut.

Einen ähnlichen Verlauf zeigt die Kurve Kd, allerdings findet hier ein gleitender Übergang vom ersten Wert der Brechkraftänderung unterhalb r_P, auf den zweiten Wert, der bei r_s vorliegt, statt. Zudem ist exemplarisch der erste Wert hier niedriger als der zweite Wert. Dies kann natürlich auch für die Kurve Kc so verwendet werden, je nach gewünschtem Korrekturbedarf. Einen gleitenden Verlauf, der kontinuierlich abnimmt, zeigt Kurve Ke.

Die anhand Figur 9 geschilderten örtlich abhängigen Brechkraftänderungen mit radialer Abhängigkeit sind Beispiele für eine Brechkraftänderung, die bei der Bestimmung des in der Operation zu entfernenden Volumens verwendet wird.

Der Faktor F drückt die optische Wirkung der Dickenänderung aus, welche die Hornhaut durch den operativen Eingriff erfährt und kann in erster Näherung als konstanter Faktor angesehen werden, der z. B. experimentell zuvor bestimmt werden kann. Für eine hochgenaue Korrektur kann der Faktor gemäß folgender Gleichung errechnet werden:

(2) F = (1 - 1/n_c) ' Az(r=0,<p) Az(r = 0, φ) ist dabei die zentrale Dicke des zu entfernenden Volumens.

Für eine genaue Bestimm ung erfolgt eine Berechnung von Rcv* iterativ, indem bei der i-ten Berechnung aus der Differenz 1 /Rcv^*(r=0,cp) - 1 /Rcv (r=0,cp) auf die Größe Az(r=0,tp) geschlossen wird und das entsprechende daraus erhaltene Ergebnis für die Dickenänderung bei der (i+1 )-ten Berechnung von R*cv angewendet wird. Dies kann man so lange durchführen, bis ein Abbruchkriterium erfüllt wird, beispielsweise wenn die Differenz des Ergebnisses für die Dickenänderung bei zwei aufeinanderfolgenden Iterationsschritten unter einer entsprechend festgelegten Grenze liegt. Diese Grenze kann beispielsweise über eine konstante Differenz festgelegt werden, die einer für die Behandlung angemessene Genauigkeit der

Refraktionskorrektur entspricht.

Allgemein kann dabei das in Figur 10 dargestellte Verfahren ausgeführt werden. In einem Schritt S1 wird aus Diagnosedaten die Topographie der Kornea berechnet, wie bereits eingangs im allgemeinen Teil der Beschreibung erwähnt wurde. Aus dieser Topographie wird der radiale Krümmungsverlauf der Hornhautvorderseite 15 ermittelt. Diese Erm ittlung kann anstatt der Topographiedaten aus Schritt S1 auch direkt aus Diagnosedaten vorgenommen werden, so dass Schritt S2 entweder dem Schritt S1 nachgeordnet ist, oder direkt Diagnosedaten verwertet, wie Figur 10 durch die Anfügung„(optional)" verdeutlicht. Schritt S1 ist also optional.

In einem Schritt S3 wird dann die lokale Brechkraft der Kornea ermittelt.

Aus Daten der gewünschten refraktiven Korrektur wird in einem Schritt S4 die erforderliche lokale Brechkraftänderung BCOR und m it dieser aus der lokalen Brechkraft die nach der Korrektur erwünschte lokale Brechkraft bestimmt.

Aus dieser ergibt sich in Schnitt S5 der neue lokale Krümmungsradius R*cv(r, φ). Anstelle der Berechnung der lokalen Brechkraft Bcv in Schritt S3 kann auch direkt mit der lokalen Krümmung Rcv aus Schritt S2 gerechnet werden, wenn die obige Gleichung (1 ) verwendet wird. Hierbei ist ganz grundlegend darauf hinzuweisen, dass Brechkraft und Krümm ungsradius m it einer einfachen Gleichung ineinander überführt werden können. Es gilt: B = (nc-1 )/R, wobei B die Brechkraft und R der für diese Brechkraft zugeordnete Radius ist. Es ist also im Rahmen der Erfindung jederzeit möglich , zwischen Radius-Betrachtungsweise und Brechkraft- Betrachtungsweise bzw. -Darstellung zu wechseln. Die bei der Ermittlung der Steuerdaten bei Brechkraft-Darstellungen zu verwendete Gleichung lautet: B^*cv(r,cp) =

1 F

+

B_cv (r, <p) + B_C0R (r, <p) (n_c - 1)

Soweit hier von dem Radius der Hornhautvorderfläche gesprochen wird, kann völlig analog auch die Brechkraft verwendet werden, so dass alle hier im Zusammenhang m it dem Radius der Hornhautvorderfläche gegebene Erläuterungen selbstverständlich analog auch für die Brechkraft-Darstellung bzw. -Sichtweise gelten, wenn R durch B gemäß dem genannten Zusammenhang ersetzt wird.

Für das Volumen, dessen Entfernung die obige Krümm ungsänderung der Hornhautvorderfläche 15 bewirkt, wird nun in einem Schritt S6 die das Volumen isolierende Grenzfläche festgelegt. Dabei ist zu berücksichtigen, welche Grundform das Volumen haben soll .

In einer ersten Variante wird mittels dem Fachmann bekannter numerischer Methoden eine Freifläche definiert, die das Volumen umschreibt, dessen Entfernung die Krümm ungsänderung bewirkt. Dazu wird entlang der z-Achse die Volumendicke ermittelt, die zur gewünschten Krümmungsmodifikation nötig ist. Daraus ergibt sich das Volumen als Funktion von r, φ (in Zylinderkoordinaten) und daraus wiederum dessen Grenzfläche.

Eine analytische Rechnung liefert hingegen die folgende, bereits in der DE 1 02006053120 A1 angesprochene Variante, bei der die Grenzfläche des Volumens im Wesentlichen durch zwei Teilflächen aufgebaut wird, eine zur Hornhautoberfläche 15 hinliegende anteriore Teilfläche und eine gegenüberliegende posteriore Teilfläche. Die entsprechenden Verhältnisse zeigt Figur 5. Das Volumen 18 ist zur Hornhautvorderfläche 15 hin durch eine anteriore Schnittfläche 19 begrenzt, die in konstantem Abstand dF unter der Hornhautvorderfläche 15 liegt. Diese anteriore Schnittfläche 19 wird in Analogie zur Laserkeratomen auch als anteriore Schnittfläche 19 bezeichnet, da sie dort dazu dient, in Kombination mit einem Öffnungsschnitt zum Rand hin die Augenhornhaut 5 eine Lamelle in Form eines„Flap" von der darunterliegenden Hornhaut 5 abheben zu können. Diese Art der Entnahme des zuvor isolierten Volumens 18 ist natürlich auch hier möglich.

Die anteriore Schnittfläche 19 ist bevorzugt sphärisch, da dann für sie ein Krümmungsradius angegeben werden kann, der um die Lamellendicke dF geringer ist als der Krümmungsradius Rcv. Posterior ist das Volumen 18, das aus der Hornhaut 5 entfernt werden soll, durch eine posteriore Schnittfläche 20 begrenzt, die schon grundsätzlich nicht zur Hornhautvorderfläche 15 in konstantem Abstand sein kann, weil ansonsten nahezu keine Korrekturwirkung einträte. Die posteriore Schnittfläche 20 wird deshalb so ausgebildet, dass das Volumen 18 in Form eines Lentikels vorliegt, weshalb die posteriore Schnittfläche 20 auch als Lentikelfläche bezeichnet wird. In Figur 5 ist sie exemplarisch als ebenfalls sphärische Fläche mit einem

Krümmungsradius RL eingezeichnet, wobei natürlich das Zentrum dieser Krümmung nicht mit dem Krümmungszentrum der in Figur 5 ebenfalls sphärischen Hornhautvorderfläche 15 zusammenfällt. Am Rand werden die beiden Flächen 19, 20 vorzugsweise durch eine

Lentikelrandfläche, die im Folgenden als Randschnitt 30 bezeichnet wird, verbunden, um das zu entnehmende Volumen vollständig zu umgrenzen und zugleich eine Mindestdicke am Rand zu gewährleisten.

Figur 6 zeigt die Verhältnisse nach Entfernung des Volumens 18. Der Radius der modifizierten Hornhautvorderfläche 15^* beträgt nun Rcv* und kann beispielsweise gemäß den zuvor beschriebenen Gleichungen berechnet werden. Die Dicke di_ = Az(r=0,<p) des entnommenen Volumens 18 ist dabei maßgeblich für die Radiusänderung, wie Figur 7 verdeutlicht. In dieser Figur ist vereinfacht die posteriore Schnittfläche sphärisch. Folglich sind als weitere Größen noch die Höhe hF der durch die anteriore Schnittfläche 19 definierten Kugelkappe, die Höhe hi_ der durch die posteriore Schnittfläche 20 definierten Kugelkappe sowie die Dicke di_ des zu entfernenden Volumens 18 eingezeichnet.

Die posteriore Schnittfläche 20 legt aufgrund des konstanten Abstandes zwischen

Hornhautvorderfläche 15 und anteriorer Schnittfläche 19 den Krümmungsverlauf der

Hornhautvorderfläche 15^* nach Entfernung des Volumens 18 fest.

Soll der Faktor F bei der Berechnung berücksichtigt werden, wird in Schritt S7 noch die Veränderung der Topographie der Kornea berücksichtigt, d.h. die aktuelle Mittendicke berechnet. Mit dem sich daraus ergebenden Wert für den Faktor F können dann die Schritte S4 bis S6 oder S5 bis S6 nochmals oder mehrmals in Form einer Iteration durchlaufen werden.

Die in den Figuren gezeigte Ausbildung des Volumens 18 durch eine anteriore Schnittfläche 19 mit konstantem Abstand zur Hornhautvorderfläche 15 sowie eine posteriore Schnittfläche 20 begrenzt, ist nur eine Variante zur Begrenzung des Volumens 18. Sie hat jedoch den Vorteil, dass die optische Korrektur wesentlich nur durch eine Fläche (die posteriore Schnittfläche 20) festgelegt wird, so dass die analytische Beschreibung der anderen Teilfläche der Grenzfläche einfach ist. Weiter sind optimale Sicherheitsmargen hinsichtlich des Abstandes des Volumens zur Hornhautvorderfläche 15 und Hornhautrückfläche 16 gegeben . Die Restdicke dF zwischen anteriorer Schnittfläche 19 und Hornhautvorderfläche 15 kann konstant auf einen Wert von beispielsweise 50 bis 200 μιη eingestellt werden. Insbesondere kann sie so gewählt sein, dass das schmerzempfindliche Epithel in der Lamelle verbleibt, die durch die anteriore Schnittfläche 19 unter der Hornhautvorderfläche 15 gebildet ist. Auch steht die Ausbildung der sphärischen anterioren Schnittfläche 19 in Kontinuität mit bisherigen Keratometerschnitten, was für die Akzeptanz der Methode vorteilhaft ist.

Nach Erzeugen der Schnittflächen 19 und 20 wird dann das derart isolierte Volumen 18 aus der Hornhaut 5 entfernt. Dies ist schematisch in Figur 8 dargestellt, die zudem verdeutlicht, dass die Schnittflächen 19 und 20 durch Einwirkung des in einem Fokuskegel 21 einfallenden

Behandlungslaserstrahls erzeugt werden, beispielsweise durch Aneinanderreihung von Plasmablasen , so dass in einer bevorzugten Ausführungsform die anteriore Schnittfläche 19 und die posteriore Schnittfläche 20 durch geeignete dreidimensionale Verstellung der

Fokuslage der gepulsten Laserstrahlung 2 erzeugt werden.

Die vorangehend bzw. nachfolgend beschriebenen Merkmale sind auch in solchen Varianten möglich, insbesondere was die Bestimmung der Begrenzungsfläche, deren geometrische Definition und die Erm ittlung von Steuerparametern angehen.

Erzeugt man sowohl die posteriore Schnittfläche 20 als auch die anteriore Schnittfläche 19 mittels gepulster Laserstrahlung, ist es zweckmäßig , die posteriore Schnittfläche 20 vor der anterioren Schnittfläche 19 auszubilden, da das optische Ergebnis bei der posterioren

Schnittfläche 20 besser (wenn nicht überhaupt erst zu erreichen) ist, wenn oberhalb der posterioren Schnittfläche 20 noch keine Veränderung der Hornhaut 5 eintrat.

Figur 12 zeigt eine Darstellung, die in ihrem oberen Teil von der Art der Ansicht der Figur 5 entspricht. Im unteren Teil ist eine Draufsicht 33 auf die posteriore Schnittfläche 20 und den Randschnitt 30 gezeigt, die in der darüberliegenden Schnittdarstellung durch eine Schnittlinie 20.1 veranschaulicht ist.

Zur Isolierung des Volumens 18 wird zum einen die anteriore Schnittfläche 19 als auch die posteriore Schnittfläche 20 in der Augenhornhaut 5 auf die geschilderte Art und Weise erzeugt. Dabei wird eine Korrekturfläche erzeugt, die in Draufsicht nicht-kreisförm ig und oval - hier elliptisch zur Korrektur von Astigmatismus - ist. Diese Korrekturfläche wird, wie die Draufsicht 33 auf die posteriore Schnittfläche 20 zeigt, durch eine Spirale 32 erzeugt, die z.B. vom Inneren der Korrekturfläche nach außen läuft. Die Spirale 32 definiert eine Bahnkurve für die Verstellung der Lage des Laserstrahlfokus. Das Zentrum der Spirale 32 liegt dabei vorzugsweise (aber nicht zwingend) am höchsten Punkt der Korrekturfläche. Die Spirale 32 basiert auf Höhenlinien, wodurch die z-Position (Position längs der Haupteinfallsrichtung A der Laserstrahlung) der

Fokuslage kontinuierlich verstellt wird. Anstelle einer Gruppe von geschlossenen Scanlinien, die sich niemals schneiden, liegt eine kontinuierliche Scanlinie vor. Lokale ortsabhängige

Brechtkraftkorrekturen B(r, φ) lassen sich durch die Modulation der winkelabhängigen

Radialfunktion r(cp) durch eine derart radial„deformierte" Spirale 32 einfach darstellen und erzeugen.

Im Unterschied zum Stand der Technik gemäß Figur 1 1 bildet ein Umfang der Korrekturfläche gleichzeitig einen Rand 38 der posterioren Schnittfläche 20. Für den Rand 38 ΓΜΑΧ· (fp, cp) der posterioren Schnittfläche 20 gilt z = konst. ; er liegt also in einer x/y-Ebene 40. Die

Korrekturfläche, welche für die optische Korrektur erforderlich ist, erstreckt sich somit über die komplette posteriore Schnittfläche 20. Hier ist die Bahnkurve 32 durchgezogen dargestellt. Der Rand 38 der posterioren Schnittfläche 20 ist somit ebenso wie der Rand der Korrekturfläche nicht-kreisförmig und oval, insbesondere elliptisch . In Figur 12 ist exemplarisch eine elliptische posteriore Schnittfläche 20 eingezeichnet, die Hauptachsen H1 und H2 hat. Die Schnittlinien 20.1 und 20.2 zeigen exemplarisch den Krümm ungsverlauf in diesen Hauptachsen. Die

Durchstoßpunkte der Hauptachsen H1 und H2 durch den Rand 38 liegen, wie der gesamte Rand 38, in der Ebene 40. Es m uss deshalb keine Lentikelrandzone 31 wie im Stand der Technik nach Figur 1 1 vorgesehen werden. Die Schnittdarstellung zeigt in Figur 12, dass der Rand 38 der posterioren Schnittfläche 20 in der Ebene 40 liegt, welche senkrecht zu der Haupteinfallsrichtung A ist. Es wird mit einem in Figur 12 gezeigten, kegelmantelförm igen Randschnitt 30 die Verbindung zwischen der posterioren Schnittfläche 20 und der anterioren Schnittfläche 19 hergestellt. Die Basis des Kegelstumpfs, dessen Mantelfläche den Randschnitt 30 bildet, ist der Rand 38 der posterioren Schnittfläche 20. Die Leitkurve, und dam it der Basisrand des Kegelstumpfs für den Randschnitt 30, ist somit nicht-kreisförmig und oval, insbesondere elliptisch. Ein Deckrand 42 des

Kegelstumpfmantels folgt im Verlauf dem nicht-kreisförm igen ovalen Verlauf der Basisfläche der posterioren Schnittfläche 20. Der Randschnitt 30 ist in Figur 12 schraffiert dargestellt. In der Ausführungsform der Figur 13 ist der Randschnitt als Zylindermantel und nicht als Kegelstumpfmantel ausgebildet. Er ist in der Draufsicht 33 der Figur 13 deshalb nicht eingezeichnet. Der Randschnitt 30 verbindet den ovalen Rand 38 der posterioren Schnittfläche 20 mit dem Umfang der anterioren Schnittfläche 19, der die gleiche Form hat. Aufgrund der kegelstumpfartigen Ausbildung des Randschnitts 30 hat der Umfang die gleiche Form wie der ovale Rand 38 - er ist also bis auf eine Vergrößerung oder Verkleinerung identisch. Die Ausführungsformen der Figuren 12 und 13 unterscheiden sich im Wesentlichen in zwei Aspekten. Zum einen ist in Figur 13 der Randschnitt 30 nicht kegelstumpfförm ig. Zum anderen ist die anteriore Schnittfläche 19 in Figur 12 in ihrem Umfang nicht an den Deckrand 42 angepasst, sondern größer. Dies ist eine vereinfachte Ausführungsform . Bevorzugt ist es, den Deckrand 42 und den Umfang der posterioren Schnittfläche 19 identisch zu gestalten, da auf diese Weise sichergestellt ist, dass alle erzeugten Schnitte des Volumens 18 auch begrenzen und keine Schnittbereiche bestehen, die an der Begrenzung nicht teilnehmen. Ein

entsprechender Umfang der anterioren Schnittfläche 19, der in der Form dem Rand 38 entspricht, ist deshalb für alle Ausführungsformen bevorzugt. Die Seitenansichten der Figuren 14 und 15 zeigen auch diese Ausführungsform .

Das sich aus der posterioren Schnittfläche 20 der anterioren Schnittfläche 19 und dem

Randschnitt 30 zusammengesetzte Volumen 18 ist im Querschnitt in Figur 14 erkennbar. Daraus ist auch ersichtlich, dass der ovale Rand 38 und dam it die Leitkurve des

Kegelstumpfmantels in der Ebene 40 liegt. Insbesondere ist dort auch ersichtlich, dass der Randschnitt 30 auf den Umfang der anterioren Schnittfläche 19 trifft, so dass der Deckrand 42 und Umriss der anterioren Schnittfläche zusammenfallen. Dann hat der Umfang der anterioren Schnittfläche 19 die Form des Randes 38 der posterioren Schnittfläche 20. Dies ist jedoch optional ; die anteriore Schnittfläche 19 kann auch größer als die Basisfläche des Kegelstumpfs in der anterioren Schnittfläche 19 oder rotationssymmetrisch sein. Bei erster Variante hat in Draufsicht das Volumen 18 einen ovalen, insbesondere elliptischen, Um riss.

Die posteriore Schnittfläche 20 ist optional eine Ellipse, die sich durch Hauptachsen H1 und H2 beschreiben lässt. Weist die anteriore Schnittfläche 19 eine Umfangslinie auf, die mit dem Deckrand 42 des Randschnitts 30 zusammenfällt, lässt sich die anteriore Schnittfläche 19 durch dieselben Hauptachsen H1 und H2 beschreiben. Dies ist in Figuren 14 und 15 gezeigt und gilt, falls sie die anteriore Schnittfläche 19 nicht sphärisch gekrümmt ist. In anderen

Ausführungsformen, die in den Figuren 16 bis 18 dargestellt sind, ist die anteriore Schnittfläche 19 sphärisch gekrümmt und hat dennoch eine Umfangslinie, die in der Form dem Rand 38 der posterioren Schnittfläche 20 gleicht, und der Randschnitt 30 verbindet den Rand 38 der posterioren Schnittfläche 20 direkt mit der Umfangslinie der anterioren Schnittfläche 19. Die Umfangslinie der anterioren Schnittfläche 20 liegt dann nicht in einer Ebene. Natürlich ist dies mit kegelmantelförm igem oder zylindrischem Randschnitt 30 möglich . ln allen Ausführungsformen, in denen der Randschnitt 30 den Rand 38 der posterioren Schnittfläche 20 direkt mit der Umfangslinie der anterioren Schnittfläche 19 verbindet, steht keine der Schnittflächen seitlich über das in Draufsicht ovale Volumen 18 über und alle Schnittflächen wirken mit ihrer gesamten Erstreckung an der Begrenzung des ovalen Volumens 19 mit,

Die in den Figuren 13 und 15 gezeigte Ausführungsform des zu entfernenden Volumens 18 unterscheidet sich von der Figuren 12 und 14 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass der Randschnitt 30 als Zylindermantel und nicht als Kegelstumpfmantel ausgebildet wird. Die Ebene 42 ist bei beiden Ausführungsformen senkrecht zu der Haupteinfallsrichtung der Laserstrahlung.

Die Verwendung gepulster Laserstrahlung ist nicht die einzige Art und Weise, wie die operative Refraktionskorrektur ausgeführt werden kann. Die hier beschriebene Bestimmung von

Steuerdaten für den Betrieb der Vorrichtung kann vielmehr für nahezu jedes

Operationsverfahren verwendet werden, bei dem mittels einer Vorrichtung unter Steuerung durch Steuerdaten ein Volumen aus der Augenhornhaut 5 entfernt oder dieser, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits erläutert, hinzugefügt wird.

Sämtliche Angaben zu Krümmungen der Schnittflächen beziehen sich auf den Zustand des zu bearbeitenden Materials zum Zeitpunkt der Laserstahleinbringung. Bei der Augenhornhaut kann dies ein Zustand sein, in dem die Hornhaut durch ein Kontaktglas verformt ist, z.B. in eine sphärisch gekrümmte oder eine planare Hornhautvorderseite.

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten, welche zur Ansteuerung einer

Laserbearbeitungsvorrichtung (L) zur operativen Fehlsichtigkeitskorrektur eines Auges (3) ausgebildet sind, wobei zur Umgrenzung eines Volumens (18) in der Hornhaut (5) eine anteriore Schnittfläche (19) , eine posteriore Schnittfläche (20) und ein Randschnitt (30) definiert werden, welche als Schnittflächen in der Hornhaut (5) erzeugt werden sollen, wobei

die posteriore Schnittfläche (20) einen nicht-kreisförmigen, ovalen Rand (38) , welcher in einer Ebene (40) liegt, aufweist,

der Randschnitt (30) den Rand (38) m it der anterioren Schnittfläche (19) verbindet und der Randschnitt (30) als Mantelfläche eines nicht-rotationsymmetrischen Zylinders oder Kegelstumpfs ausgebildet wird, dessen Leitkurve der Rand (38) ist.

2. Verfahren zur operativen Fehlsichtigkeitskorrektur eines Auges (3) , wobei ein Volumen

(18) in der Hornhaut (5) durch eine anteriore Schnittfläche (19) , eine posteriore Schnittfläche (20) und einen Randschnitt (30) umgrenzt werden , welche als Schnittflächen in der Hornhaut (5) erzeugt werden , wobei

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die posteriore Schnittfläche (20) einen elliptischen Rand (38) aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die anteriore Schnittfläche (19) einen Umfang hat, der in seiner Form dem Rand (38) gleicht, und dass der Randschnitt (30) die posteriore Schnittfläche (20) mit dem Umfang der anterioren Schnittfläche

(19) verbindet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die anteriore Schnittfläche sphärisch gekrümmt ist und der Umfang nicht in einer Ebene liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die anteriore

Schnittfläche (19) einen elliptischen Umfang aufweist.

7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierte Volumen (18) in Draufsicht auf die Ebene (40) einen ovalen Umriss hat und keine der

Schnittflächen (19, 20) seitlich über den Umriss oder das isolierte Volumen (18) übersteht.

8. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (40) des Rands (38) senkrecht zu einer Haupteinfallsrichtung einer Laserstrahlung zur

Erzeugung der Schnittflächen (19, 20) steht.

9. Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten, welche zur Ansteuerung einer

Laserbearbeitungsvorrichtung (L) zur operativen Fehlsichtigkeitskorrektur eines Auges (3) ausgebildet sind, und zur Umgrenzung eines Volumens (18) in der Hornhaut (5) eine anteriore Schnittfläche (19), eine posteriore Schnittfläche (20) und ein Randschnitt (30) definieren, welche als Schnittflächen in der Hornhaut (5) erzeugt werden sollen, wobei

die posteriore Schnittfläche (20) einen nicht-kreisförmigen, ovalen Rand (38), welcher in einer Ebene (40) liegt, aufweist,

- der Randschnitt (30) den Rand (38) mit der anterioren Schnittfläche (19) verbindet und der Randschnitt (30) als Mantelfläche eines nicht-rotationsymmetrischen Zylinders oder Kegelstumpfs ausgebildet wird, dessen Leitkurve der Rand (38) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die posteriore Schnittfläche (20) einen elliptischen Rand (38) aufweist.

11 . Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die anteriore Schnittfläche (19) einen Umfang hat, der in seiner Form dem Rand (38) gleicht, und dass der Randschnitt (30) die posteriore Schnittfläche (20) mit dem Umfang der anterioren Schnittfläche (19) verbindet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die anteriore Schnittfläche sphärisch gekrümmt ist und der Umfang nicht in einer Ebene liegt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die anteriore Schnittfläche (19) einen elliptischen Umfang aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierte Volumen (18) in Draufsicht auf die Ebene (40) einen ovalen Umriss hat und keine der Schnittflächen (19, 20) seitlich über den Umriss oder das isolierte Volumen (18) übersteht.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (40) des Rands (38) senkrecht zu einer Haupteinfallsrichtung einer Laserstrahlung zur Erzeugung der Schnittflächen (19, 20) steht.