WO2023057443A1

WO2023057443A1 - Planungseinrichtung zum erzeugen von steuerdaten für eine lasereinrichtung einer behandlungsvorrichtung zur refraktiven korrektur eines auges, behandlungsvorrichtung, verfahren zum erzeugen von steuerdaten und verfahren zur refraktiven korrektur

Info

Publication number: WO2023057443A1
Application number: PCT/EP2022/077569
Authority: WO
Inventors: Marcel Dusi
Original assignee: Carl Zeiss Meditec Ag
Priority date: 2021-10-05
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2023-04-13
Also published as: DE102021125782A1

Abstract

Es wird eine Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung einer Behandlungsvorrichtung zur refraktiven Korrektur eines Auges angegeben. Die Behandlungsvorrichtung (10) weist eine Lasereinrichtung (20) zur Modifikation der Hornhaut des Auges A durch Einstrahlen eines gepulsten Laserstrahls (22) und eine Steuereinrichtung (30) zur Steuerung der Lasereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, die Lasereinrichtung zur Fokussierung des Laserstrahls auf Zielpunkte der Hornhaut und zur Modifikation der Hornhaut mittels Photodisruption anzusteuern. Die Planungseinrichtung ist zum Bestimmen mindestens eines dreidimensionalen Musters von Zielpunkten der Hornhaut ausgebildet, das durch die intrastromale Photodisruption eines durch das Muster vorgegebenen Bereichs der Hornhaut eine refraktive Korrektur des durch eine Vorbehandlung behandelten Auges bewirkt. Es werden ferner eine Behandlungsvorrichtung, ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten, ein Verfahren zur refraktiven Korrektur eines Auges und Computerprogrammprodukte bereitgestellt.

Description

Planunqseinrichtunq zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtunq einer Behandlunqsvorrichtunq zur refraktiven Korrektur eines Auges, Behandlunqsvorrichtunq, Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten und Verfahren zur refraktiven Korrektur

Die Erfindung bezieht sich auf eine Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung einer Behandlungsvorrichtung zur refraktiven Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung oder zur refraktiven Korrektur eines Auges, die eine Vorbehandlung beinhaltet, eine Behandlungsvorrichtung zur refraktiven Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung oder zur refraktiven Korrektur eines Auges, die eine Vorbehandlung beinhaltet, ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung einer entsprechenden Behandlungsvorrichtung, ein Verfahren zur refraktiven Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung oder zur refraktiven Korrektur eines Auges, die eine Vorbehandlung beinhaltet, und Computerprogrammprodukte.

Die menschliche Fehlsichtigkeit wird seit alters her durch Vorsatzlinsen in Form von Brillen korrigiert. In jüngster Zeit gibt es diverse Ansätze, die Fehlsichtigkeit des Auges dadurch zu korrigieren, dass die Hornhaut modifiziert wird. Die Modifikation soll dafür sorgen, dass sich die Krümmung der Hornhaut ändert. Zur Korrektur der Myopie muss die Hornhautvorderfläche abgeflacht werden, weshalb das entsprechende Volumen in der Mitte, d.h. im Bereich der Sehachse dicker ist, als am Rand. Zur Korrektur der Hyperopie muss die Hornhaut hingegen an der Vorderfläche stärker gekrümmt werden, weshalb das zu entnehmende Volumen am Rand dicker ist, als in der Mitte. Die Gesamtabbildungseigenschaften des Auges werden dadurch so beeinflusst, dass eine Fehlsichtigkeit gemindert oder im Idealfall sogar gänzlich ausgeglichen wird.

Ein diesbezüglich sehr erfolgreiches Verfahren wurde von der Carl Zeiss Meditec AG unter der Bezeichnung SMILE entwickelt. Es isoliert mittels gepulster Laserstrahlung ein Lentikel in der Hornhaut, das anschließend durch einen seitlichen Öffnungsschnitt, der zur Augenhornhautoberfläche führt und als Arbeitskanal dient, aus der Hornhaut entfernt werden kann. Das Volumen des Lentikels ist so strukturiert und bemessen, dass die Vorderfläche der Hornhaut ihre Krümmung wie zur Korrektur nötig ändert. Das Verfahren bewirkt eine subtraktive Korrektur, da Volumen entfernt wird. Bei der Laser-Insitu-Keratomileusis, auch LASIK genannt, wird zuerst eine Hornhautlamelle von der Hornhautoberfläche einseitig gelöst und zur Seite geklappt. Danach wird mittels eines Excimer-Lasers das nun freiliegende Hornhautgewebe durch Ablation abgetragen. Nachdem auf diese Art und Weise in der Hornhaut liegendes Volumen verdampft wurde, wird die Hornhautlamelle wieder auf den ursprünglichen Platz zurückgeklappt.

Zur Modifikation von Hornhaut wird die Laserstrahlung gepulst angewendet, wobei die Pulslänge in der Regel unter 1 ps liegt. Dadurch wird die zur Auslösung eines optischen Durchbruchs nötige Leistungsdichte für den jeweiligen Puls in einem engen räumlichen Gebiet erreicht. Eine hohe Fokussierung des Laserstrahls in Kombination mit den erwähnten kurzen Pulsen erlaubt es damit, den optischen Durchbruch punktgenau in der Hornhaut einzusetzen.

Bei einer Modifikation der Hornhaut durch Laserstrahlung laufen im Gewebe zeitlich hintereinander mehrere Prozesse ab, die durch die gepulste Laserstrahlung initiiert werden. Liegt die Leistungsdichte der Strahlung bei einem Puls über einem Schwellwert, kommt es zu einem optischen Durchbruch, der in der Hornhaut eine Plasmablase erzeugt, die ein Gasvolumen beinhaltet. Die Plasmablase wächst nach Entstehen des optischen Durchbruchs durch sich ausdehnende Gase des Plasmas. Plasmablasen mehrerer Laserpulse können zusammen wachsen.

Bekannte Laserverfahren zur refraktiven Hornhautchirurgie, wie photorefraktive Keratektomie (PRK), LASIK und SMILE beinhalten jedoch eine chirurgische Manipulation der Hornhaut (PRK, LASIK, SMILE), eine Exposition von Stroma zur Korrektur (PRK, LASIK), Inzisionen der Hornhaut (LASIK, SMILE), eine zusätzlich zur refraktiven Korrektur notwendige Schwächung oder Entfernung von Hornhautgewebe (PRK, LASIK, SMILE) oder eine eingeschränkte Möglichkeit zur kornealen Nachbehandlung durch eine entstehende permanente lamellare Trennungsebene (LASIK, SMILE).

Ferner bekannt ist eine intrastromal fokussierte und kurzgepulste Laserapplikation, welche zu einer lokal entstehenden Photodisruption von kornealem Material führt. Die daraus resultierende Volumenänderung des stromalen Gewebes ergibt eine Änderung der kornealen (auch lokalen) Krümmung und dadurch eine Brechkraftänderung der Hornhaut und des gesamten Auges. Für eine refraktiv wirksame Volumenänderung der Hornhaut sind jedoch sehr viele Photodisruptionsereignisse, d.h. Einzelpulse des Lasers, notwendig, um genügend korneales Material, welches dann zur Krümmungsänderung führt, zu verdampfen. Um eine refraktive Änderung von einer Dioptrie in der optischen Zone von 6,5 mm der Hornhaut zu erreichen, sind ungefähr 250 nl zu entfernen (Munnerlyn). Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Planungseinrichtung, eine Behandlungsvorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die eine refraktive Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung ermöglichen.

Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichnet. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung einer Behandlungsvorrichtung zur refraktiven Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung, insbesondere nach einer refraktiven Vorbehandlung, oder zur refraktiven Korrektur eines Auges, die eine Vorbehandlung beinhaltet; wobei die Lasereinrichtung zur Modifikation der Hornhaut des Auges durch Einstrahlen eines gepulsten Laserstrahls ausgebildet ist und die Behandlungsvorrichtung eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Lasereinrichtung aufweist; und wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Lasereinrichtung zur Fokussierung des Laserstrahls auf Zielpunkte der Hornhaut und zur Modifikation der Hornhaut mittels Photodisruption anzusteuern; wobei die Planungseinrichtung zum Bestimmen mindestens eines dreidimensionalen Musters von Zielpunkten der Hornhaut ausgebildet ist, das durch die intrastromale Photodisruption eines durch das Muster vorgegebenen Bereichs der Hornhaut und durch eine aus dieser intrastromalen Photodisruption resultierende Volumenänderung der Hornhaut eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges bewirkt.

In allen Ausführungsformen und Abwandlungen davon ist die refraktive Korrektur des Auges nach der Vorbehandlung und/oder die refraktive Korrektur eines Auges, die eine Vorbehandlung beinhaltet; eine Nachkorrektur der jeweiligen Vorbehandlung. Die Vorbehandlung kann eine refraktive Vorbehandlung sein. Die aus der intrastromalen Photodisruption resultierende Volumenänderung der Hornhaut, insbesondere des stromalen Gewebes, führt zu der refraktiven Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges. Es wird so ermöglicht, dass die refraktive Korrektur des Auges, d.h. die Nachkorrektur, nur durch die intrastromale Photodisruption des durch das Muster vorgegebenen Bereichs der Hornhaut und nur durch die aus dieser intrastromalen Photodisruption resultierenden Volumenänderung der Hornhaut bewirkt wird. Das dreidimensionale Muster von Zielpunkten wird insbesondere derart bestimmt, dass die intrastromale Photodisruption nicht zur Erzeugung von Schnitten in der Hornhaut führt. Die im Rahmen der Nachkorrektur stattfindende Volumenänderung der Hornhaut kann daher ohne Erzeugung von Schnitten in der Hornhaut und/oder ohne eine Separation von Gewebeteilen des Auges erfolgen. In allen Ausführungsformen und Abwandlungen davon kann die intrastromale Photodisruption des durch das Muster vorgegebenen Bereichs der Hornhaut eine refraktive Korrektur von mehr als 0 und weniger als 1 ,5 Dioptrien, bevorzugt 0,01 bis 1 ,2 Dioptrien, mehr bevorzugt 0,1 bis 1 Dioptrien bewirken. In allen Ausführungsformen und Abwandlungen davon kann durch die intrastromale Photodisruption des durch das Muster vorgegebenen Bereichs der Hornhaut ein Volumen von ungefähr 1 bis 375 nl, bevorzugt 2,5 bis 300 nl, mehr bevorzugt 25 bis 250 nl, der Hornhaut geändert, insbesondere entfernt, werden (Munnerlyn).

Die Planungseinrichtung kann ausgebildet sein, für die refraktive Korrektur des Auges, die die Vorbehandlung beinhaltet, mindestens ein Grenzflächenmuster von Zielpunkten der Hornhaut zu bestimmen, das in der Vorbehandlung der Hornhaut, insbesondere durch die intrastromale Photodisruption eines durch das Grenzflächenmuster vorgegebenen Bereichs der Hornhaut, die Erzeugung mindestens einer Grenzfläche zwischen Hornhautteilen zur Aufnahme eines durch Photodisruption entstehenden Gasvolumens bewirkt. Ziel ist es dabei, einen Zustand in der Hornhaut zu erzeugen, der einem Zustand nach einer lange vorher erfolgten refraktiven Vorbehandlung entspricht, beispielsweise durch eine SMILE-Behandlung, bei der das Auge refraktiv korrigiert wird durch das Erzeugen eines Lentikels innerhalb der Hornhaut und dessen anschließendes Entfernen durch eine schmale Öffnung. Die Planungseinrichtung kann ferner ausgebildet sein, für die refraktive Korrektur des Auges nach der Vorbehandlung, das Muster von Zielpunkten derart zu bestimmen, dass es bei der refraktiven Korrektur eine Aufnahme eines durch Photodisruption entstehenden Gasvolumens in mindestens eine, in der Vorbehandlung erzeugte Grenzfläche bewirkt.

In allen Ausführungsformen und Abwandlungen davon kann die in der Vorbehandlung erzeugte Grenzfläche im Volumen der Hornhaut, insbesondere im Volumen des Stromas, ohne Seitenschnitt zur Ableitung eines Gasvolumens aus dem Auge ausgebildet sein. In allen Ausführungsformen und Abwandlungen davon kann das Gasvolumen, das in die durch die Vorbehandlung erzeugten Grenzfläche aufgenommen wird, zumindest teilweise in der Hornhaut verbleiben.

Die Planungseinrichtung kann ausgebildet sein, das Muster von Zielpunkten derart zu bestimmen, dass es eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges von mehr als 0 und weniger als 1 ,5 Dioptrien, bevorzugt 0,01 bis 1 ,2 Dioptrien, mehr bevorzugt 0,1 bis 1 Dioptrien, bewirkt. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Bestimmen mindestens eines dreidimensionalen Musters von Zielpunkten der Hornhaut ein Bestimmen einer Position des Musters in der Hornhaut und/oder ein Bestimmen einer Form des Musters, die die refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges bewirken. Die Vorbehandlung kann eine Entfernung von Teilen der Hornhaut des Auges unter Erzeugung einer Grenzfläche zwischen Hornhautteilen beinhalten. Die Planungseinrichtung kann ferner ausgebildet sein, Steuerdaten für die Lasereinrichtung zu berechnen und/oder an die Steuereinrichtung zu übermitteln. Die Planungseinrichtung kann zudem ausgebildet sein, beim Bestimmen des Musters von Zielpunkten ein Muster aus einer Mehrzahl vorbestimmter Muster zu wählen, ein oder mehrere vorbestimmte Muster zu empfangen und/oder das Muster als Teil von Steuerdaten zu verwenden und/oder zu berechnen. Die Planungseinrichtung kann eine Speichereinheit umfassen, in der z.B. eine Mehrzahl vorbestimmter Muster von Zielpunkten gespeichert ist. Die Planungseinrichtung kann mit der Steuereinrichtung der Behandlungsvorrichtung datenleitend verbunden sein, beispielsweise über Schnittstellen, und/oder in der Steuereinrichtung enthalten sein.

Die Planungseinrichtung und/oder eine Behandlungsvorrichtung, die die Planungseinrichtung aufweist, ermöglicht eine intrastromal fokussierte und kurzgepulste Laserapplikation nach einer Vorbehandlung der Hornhaut, wobei die Laserapplikation zu einer lokal entstehenden Photodisruption von kornealem Material führt. Nach der Vorbehandlung wird so eine zusätzliche refraktive Korrektur des Auges mit einer Volumenänderung des stromalen Gewebes zur Änderung der kornealen, insbesondere lokalen, Krümmung und eine Brechkraftänderung der Hornhaut und des gesamten Auges ermöglicht. Nach refraktiven Eingriffen weiter bestehende refraktive Fehler betragen häufig unter 1 ,5 Dioptrie sphärisches Äquivalent. Derartige Fehler können unter Einsatz der Planungseinrichtung und/oder mit der Behandlungsvorrichtung, die die Planungseinrichtung aufweist, somit ohne chirurgische oder mechanische Manipulation der Hornhaut, ohne eine Exposition von Stroma, ohne Inzisionen der Hornhaut und ohne eine Schwächung oder Entfernung von Hornhautgewebe zusätzlich zu dem für die Korrektur zu entfernenden Hautgewebe korrigiert werden. Die Planungseinrichtung und/oder die Behandlungsvorrichtung, die die Planungseinrichtung aufweist, bietet zudem eine Möglichkeit zur kornealen Behandlung nach vorheriger oder initialer Erzeugung einer Grenzfläche zwischen Hornhautteilen in einer Vorbehandlung, wie eine permanente lamellare Trennungsebene, beispielsweise durch eine Vorbehandlung mittels Photodisruption, eine refraktive Vorbehandlung, eine Lentikel-Extraktion, LASIK und/oder SMILE. Weiter wird mit der Planungseinrichtung und/oder mit der Behandlungsvorrichtung, die die Planungseinrichtung aufweist, ermöglicht, dass die refraktive Korrektur intrastromal, und damit steril und nicht invasiv erfolgt, und wiederholbar ist. Beispielsweise ist die refraktive Korrektur auch nach einem Saugverlust, d.h. einem Verlust eines Unterdrucks, der zwischen Auge und Lasereinrichtung, beispielsweise einem Kontaktglas der Lasereinrichtung, zur Fixierung des Auges angelegt werden kann, wiederholbar. Die Wiederholbarkeit beruht auf dem Vorteil der hier beschriebenen Ausführungsformen, dass die gelaserten Bereiche des Auges nicht Zusammenhängen müssen, sondern auch partiell und unabhängig voneinander in die Hornhaut gelasert werden können. Ferner wird nur eine geringe Menge an Gewebe entfernt und es erfolgt eine geringe biomechanische Änderung der Hornhaut.

Die Planungseinrichtung kann zudem ausgebildet sein, eine dreidimensionale Form des Musters von Zielpunkten zu bestimmen, die ein Ableiten mindestens eines Teils eines durch die Photodisruption entstehenden Gasvolumens durch Mikroperforationen in der Hornhaut bewirkt. Dadurch kann erreicht werden, dass das Gasvolumen aus der Hornhaut durch Mikroperforationen in der Hornhaut hin zu einem Rand eines Kontaktglases und damit zur Umgebung abgeleitet wird.

Die Planungseinrichtung kann ferner ausgebildet sein, das Muster von Zielpunkten in einer Position benachbart zu oder angrenzend an die Grenzfläche zwischen Hornhautteilen, die durch die Vorbehandlung erzeugt ist, zu bestimmen. Die Planungseinrichtung kann ausgebildet sein, eine dreidimensionale Form des Musters von Zielpunkten zu bestimmen, die ein Ableiten mindestens eines Teils eines durch die Photodisruption entstehenden Gasvolumens in die Grenzfläche bewirkt. Beispielweise kann ein geführter Ableitkanal von dem mit intrastromaler Photodisruption erzeugten refraktiven Korrekturbereich der Hornhaut zur Grenzfläche bestimmt und/oder erzeugt werden. Ferner kann mit der Planungseinrichtung eine Position des Musters direkt über der Grenzfläche bestimmt werden, so dass die intrastromale Photodisruption, auch intrastromale Ablation genannt, direkt über der Grenzfläche erfolgt und das erzeugte Gasvolumen dort eingebracht wird. Die Grenzfläche kann eine durch die Vorbehandlung erzeugte permanente lamellare Trennungsebene, wie z.B. eine durch eine Lentikel-Extraktion entstandene Tasche sein. Eine derartige Grenzfläche hat eine ausreichende Aufnahmekapazität für das Gasvolumen, das durch die Photodisruption erzeugt wird. Die Planungseinrichtung kann zudem eine Schnittstelle zum Empfangen von Daten über die Vorbehandlung, insbesondere über die Grenzfläche zwischen Hornhautteilen, die durch die Vorbehandlung erzeugt ist, aufweisen. Beispielsweise stammen die Daten über die Grenzfläche aus der Planung der Vorbehandlung und/oder aus Untersuchungen des Auges.

Durch das Ableiten des entstehenden Gases kann eine Behinderung des Laserstrahlung von nachfolgenden Laserpulsen und eine Ansammlung von Gas zentral in der Hornhaut des Patienten vermieden werden.

Die Grenzfläche kann durch eine Vorbehandlung mittels Photodisruption, eine refraktive Vorbehandlung, eine Lentikel-Extraktions-Vorbehandlung, eine LASIK-Vorbehandlung und/oder eine SMILE-Vorbehandlung erzeugt sein. Ferner kann die Planungseinrichtung ausgebildet sein, das Muster von Zielpunkten in einer Position anterior zu der Grenzfläche zu bestimmen. Dadurch sammelt sich das durch den Laserprozess, d.h. die Photodisruption, erzeugte Gasvolumen posterior zur Laserstrahlung an und behindert die Lasertransmission darauffolgender Laserpulse nicht.

Die Planungseinrichtung kann in einer Abwandlung ausgebildet sein, das Muster von Zielpunkten mit einer Mehrzahl von übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen von Zielpunkten und/oder mit einer Mehrzahl von ringförmigen Reihen von Zielpunkten zu bestimmen. Die ringförmigen Reihen können in Form einer Spirale bestimmt werden.

Die Planungseinrichtung kann außerdem ausgebildet sein, die übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen von Zielpunkten mit einer Position in der Hornhaut, einer Form und einer Anzahl zu bestimmen, die die refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges bewirken. Dadurch kann eine lokal unterschiedliche Krümmungs- und daher Brechkraftänderung der Hornhaut hervorgerufen werden. Die Planungseinrichtung kann ausgebildet sein, das Muster mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten ringförmigen Reihen von Zielpunkten zu bestimmen, die eine erste Verbindungsstruktur zur Grenzfläche bilden. Die Planungseinrichtung kann des Weiteren ausgebildet sein, das Muster mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten ringförmigen Reihen von Zielpunkten zu bestimmen, die eine zweite Verbindungsstruktur zwischen den kreisförmigen Ebenen von Zielpunkten und/oder zur ersten Verbindungsstruktur zur Grenzfläche bilden.

Die Planungseinrichtung kann in einer weiteren Abwandlung ausgebildet sein, die Steuerdaten für die Lasereinrichtung derart zu bestimmen, dass zum Ausbilden der ersten Verbindungsstruktur die ringförmigen Reihen von Zielpunkten in einer Reihenfolge von posterior zur Grenzfläche zu anterior zur Grenzfläche erzeugt werden. Ferner kann die Planungseinrichtung ausgebildet sein, die Steuerdaten für die Lasereinrichtung derart zu bestimmen, dass die Mehrzahl von übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen von Zielpunkten in einer Reihenfolge ausgehend von der zur Grenzfläche nächstgelegenen Ebene erzeugt werden. Die Planungseinrichtung kann ausgebildet sein, die Steuerdaten für die Lasereinrichtung derart zu bestimmen, dass die Position, die Form und/oder die Anzahl der übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen von Zielpunkten durch Ausblenden von Laserpulsen erzeugt werden.

Eine weitere Ausführungsform gibt eine Steuereinrichtung für eine Behandlungsvorrichtung zur refraktiven Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung, insbesondere nach einer refraktiven Vorbehandlung, oder zur refraktiven Korrektur eines Auges, die eine Vorbehandlung beinhaltet, an, wobei die Steuereinrichtung eine Planungseinrichtung gemäß Ausführungsformen aufweist und/oder mit einer solchen datenleitend verbunden ist. Eine Ausführungsform betrifft eine Behandlungsvorrichtung zur refraktiven Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung, insbesondere nach einer refraktiven Vorbehandlung, oder zur refraktiven Korrektur eines Auges, die eine Vorbehandlung beinhaltet; wobei die Vorbehandlung insbesondere eine Entfernung von Teilen der Hornhaut des Auges unter Erzeugung einer Grenzfläche zwischen Hornhautteilen beinhaltet; wobei die Behandlungsvorrichtung eine Lasereinrichtung zur Modifikation der Hornhaut des Auges durch Einstrahlen eines gepulsten Laserstrahls und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Lasereinrichtung aufweist; und wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Lasereinrichtung zur Fokussierung des Laserstrahls auf Zielpunkte der Hornhaut und zur Modifikation der Hornhaut mittels Photodisruption anzusteuern; wobei die Behandlungsvorrichtung, insbesondere die Steuereinrichtung, eine Planungseinrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen aufweist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung einer Behandlungsvorrichtung zur refraktiven Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung, insbesondere nach einer refraktiven Vorbehandlung, oder zur refraktiven Korrektur eines Auges, die eine Vorbehandlung beinhaltet; insbesondere zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung einer Behandlungsvorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen; insbesondere unter Einsatz einer Planungseinrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen; wobei die Vorbehandlung insbesondere eine Entfernung von Teilen der Hornhaut des Auges unter Erzeugung mindestens einer Grenzfläche zwischen Hornhautteilen beinhaltet. Die Lasereinrichtung ist zur Modifikation der Hornhaut des Auges durch Einstrahlen eines gepulsten Laserstrahls, zur Fokussierung des Laserstrahls auf Zielpunkte der Hornhaut und zur Modifikation der Hornhaut mittels Photodisruption bestimmt. Dabei werden Steuerdaten für die Lasereinrichtung berechnet, die mindestens ein dreidimensionales Muster von Zielpunkten der Hornhaut derart vorgeben, dass durch die intrastromale Photodisruption eines durch das Muster vorgegebenen Bereichs der Hornhaut und durch eine aus dieser intrastromalen Photodisruption resultierende Volumenänderung der Hornhaut eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges bewirkt wird.

In dem Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten können Steuerdaten für die refraktive Korrektur des Auges, die die Vorbehandlung beinhaltet, berechnet werden, die mindestens ein Grenzflächenmuster von Zielpunkten der Hornhaut derart vorgeben, dass es in der Vorbehandlung der Hornhaut, insbesondere durch die intrastromale Photodisruption eines durch das Grenzflächenmuster vorgegebenen Bereichs der Hornhaut, die Erzeugung mindestens einer Grenzfläche zwischen Hornhautteilen zur Aufnahme eines durch Photodisruption entstehenden Gasvolumens bewirkt. Ziel ist es dabei, einen Zustand in der Hornhaut zu erzeugen, der einem Zustand nach einer lange vorher erfolgten refraktiven Vorbehandlung entspricht, beispielsweise durch eine SMILE-Behandlung, bei der das Auge refraktiv korrigiert wird durch das Erzeugen eines Lentikels innerhalb der Hornhaut und dessen anschließendes Entfernen durch eine schmale Öffnung. Ferner können Steuerdaten für die refraktive Korrektur des Auges nach der Vorbehandlung berechnet werden, die das Muster von Zielpunkten derart vorgeben, dass es bei der refraktiven Korrektur eine Aufnahme eines durch Photodisruption entstehenden Gasvolumens in mindestens eine, in der Vorbehandlung erzeugte Grenzfläche bewirkt;

In dem Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten können die Steuerdaten das Muster von Zielpunkten derart vorgeben, dass eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges von mehr als 0 und weniger als 1 ,5 Dioptrien, bevorzugt 0,01 bis 1 ,2 Dioptrien, mehr bevorzugt 0,1 bis 1 Dioptrien, bewirkt wird. Ferner kann auf Daten über die Vorbehandlung, insbesondere über die Grenzfläche zwischen Hornhautteilen, die durch die Vorbehandlung erzeugt ist, zugegriffen werden und die Daten können für die Berechnung der Steuerdaten genutzt werden.

Die Steuereinrichtung der Behandlungsvorrichtung kann mit den Steuerdaten die Lasereinrichtung ansteuern. Die Steuerdaten können so berechnet werden, dass die vorstehend zur Planungseinrichtung genannten Abwandlungen realisiert werden. Die Steuerdaten können in einer Planungseinrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, einem Computer und/oder in der Steuereinrichtung der Behandlungsvorrichtung erzeugt werden. Die Steuerdaten können an die Steuereinrichtung der Behandlungsvorrichtung über eine Schnittstelle übermittelt werden. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Vorgeben mindestens eines dreidimensionalen Musters von Zielpunkten der Hornhaut ein Vorgeben einer Position des Musters in der Hornhaut und/oder ein Vorgeben einer Form des Musters, die die refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges bewirken.

Das Verfahren zum Erzeugen der Steuerdaten kann ohne Rückgriff auf menschliche Mitwirkung ausgeführt werden. Es kann von einer mit der Steuereinrichtung der Behandlungsvorrichtung datenleitend verbundenen und/oder darin integrierten Planungseinrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, z.B. einem Computer, durchgeführt werden, die aus entsprechenden Vorgaben, beispielsweise anhand von Daten über die Vorbehandlung, die Steuerdaten ermittelt. Die Daten der Vorbehandlung können die Position einer in der Vorbehandlung erzeugten Grenzfläche zwischen Hornhautteilen vorgeben. Insbesondere ist bei der Ermittlung der Steuerdaten die Mitwirkung eines Arztes in keiner Weise erforderlich, da mit der Ermittlung der Steuerdaten kein therapeutischer Eingriff verbunden ist. Gleiches gilt für das Bestimmen mindestens eines dreidimensionalen Musters von Zielpunkten der Hornhaut durch die Planungseinrichtung von Ausführungsformen.

Eine andere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur refraktiven Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung, insbesondere nach einer refraktiven Vorbehandlung, oder zur refraktiven Korrektur eines Auges, die eine Vorbehandlung beinhaltet;, insbesondere unter Verwendung einer Behandlungsvorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen; wobei ein gepulster Laserstrahl auf Zielpunkte der Hornhaut des Auges fokussiert wird und die Hornhaut mittels Photodisruption modifiziert wird; wobei mindestens ein Teil der Zielpunkte in mindestens einem derartigen dreidimensionalen Muster angeordnet wird, dass die intrastromale Photodisruption eines durch das Muster vorgegebenen Bereichs der Hornhaut, eine aus dieser intrastromalen Photodisruption resultierende Volumenänderung der Hornhaut und eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges erfolgt.

Dabei kann die refraktive Korrektur die Vorbehandlung beinhalten. Ferner kann in der Vorbehandlung mindestens ein Teil der Zielpunkte in mindestens einem derartigen Grenzflächenmuster angeordnet werden, dass die Vorbehandlung der Hornhaut, insbesondere die intrastromale Photodisruption eines durch das Grenzflächenmuster vorgegebenen Bereichs der Hornhaut, erfolgt und mindestens eine Grenzfläche zwischen Hornhautteilen zur Aufnahme eines durch Photodisruption entstehenden Gasvolumens erzeugt wird. Ziel ist es dabei, wenn die refraktive Korrektur die Vorbehandlung beinhaltet, einen Zustand in der Hornhaut zu erzeugen, der einem Zustand nach einer lange vorher erfolgten refraktiven Vorbehandlung entspricht, beispielsweise durch eine SMILE-Behandlung, bei der das Auge refraktiv korrigiert wird durch das Erzeugen eines Lentikels innerhalb der Hornhaut und dessen anschließendes Entfernen durch eine schmale Öffnung. Des Weiteren kann während der refraktiven Korrektur ein durch Photodisruption entstehendes Gasvolumen in die Grenzfläche abgeleitet werden.

Die Zielpunkte können in mindestens einem derartigen dreidimensionalen Muster angeordnet werden, dass eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges von mehr als 0 und weniger als 1 ,5 Dioptrien, bevorzugt 0,01 bis 1 ,2 Dioptrien, mehr bevorzugt 0,1 bis 1 Dioptrien, erfolgt.

In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Anordnen der Zielpunkte in mindestens einem dreidimensionalen Muster ein Anordnen der Zielpunkte in einer Position des Musters in der Hornhaut und/oder ein Anordnen der Zielpunkte in einer Form des Musters, die die refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges bewirken. Die Vorbehandlung kann eine Entfernung von Teilen der Hornhaut des Auges unter Erzeugung einer Grenzfläche zwischen Hornhautteilen beinhalten. Das dreidimensionale Muster kann von der Planungseinrichtung der Behandlungsvorrichtung bestimmt werden und/oder in Steuerdaten enthalten sein, die durch das Verfahren zum Erzeugen der Steuerdaten von Ausführungsformen erzeugt sind/werden. Ausführungsformen des Verfahrens zur refraktiven Korrektur eines Auges können das Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung einer Behandlungsvorrichtung oder Abwandlungen davon beinhalten.

Die Form des Musters von Zielpunkten kann in dem Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten gemäß Ausführungsformen so vorgegeben und/oder in dem Verfahren zur refraktiven Korrektur eines Auges gemäß Ausführungsformen so erzeugt werden, dass ein Ableiten mindestens eines Teils des durch die Photodisruption entstehenden Gasvolumens durch Mikroperforationen in der Hornhaut erfolgt. Das Muster von Zielpunkten kann in einer Position benachbart oder angrenzend zu mindestens einer Grenzfläche zwischen Hornhautteilen, die durch die Vorbehandlung erzeugt ist, vorgegeben und/oder erzeugt werden. Die dreidimensionale Form des Musters von Zielpunkten kann so vorgegeben und/oder erzeugt werden, dass ein Ableiten mindestens eines Teils des durch die Photodisruption entstehenden Gasvolumens in die Grenzfläche erfolgt. Die Grenzfläche kann durch eine Vorbehandlung mittels Photodisruption, eine refraktive Vorbehandlung, eine Lentikel-Extraktions-Vorbehandlung, eine LASIK- Vorbehandlung und/oder eine SMILE-Vorbehandlung erzeugt sein oder werden. Ferner kann das Muster von Zielpunkten in einer Position anterior zu der Grenzfläche vorgegeben und/oder erzeugt werden. Das Muster von Zielpunkten kann mit einer Mehrzahl von übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen von Zielpunkten und/oder mit einer Mehrzahl von ringförmigen Reihen von Zielpunkten vorgegeben und/oder erzeugt werden. Die ringförmigen Reihen können in Form einer Spirale angeordnet werden. Die übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen von Zielpunkten können mit einer Form und einer Anzahl vorgegeben und/oder erzeugt werden, die die refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges bewirken. Das Muster kann mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten ringförmigen Reihen von Zielpunkten vorgegeben und/oder erzeugt werden, die eine erste Verbindungsstruktur zur Grenzfläche bilden. Des Weiteren kann das Muster mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten ringförmigen Reihen von Zielpunkten vorgegeben und/oder erzeugt werden, die eine zweite Verbindungsstruktur zwischen den kreisförmigen Ebenen von Zielpunkten und/oder zur ersten Verbindungsstruktur zur Grenzfläche bilden. In einer weiteren Abwandlung können zum Ausbilden der ersten Verbindungsstruktur die ringförmigen Reihen von Zielpunkten in einer Reihenfolge von posterior zur Grenzfläche zu anterior zur Grenzfläche vorgegeben und/oder erzeugt werden. Die Mehrzahl von übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen von Zielpunkten können in einer Reihenfolge ausgehend von der zur Grenzfläche nächstgelegenen Ebene vorgegeben und/oder erzeugt werden. Die Form und/oder die Anzahl der übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen von Zielpunkten können durch Ausblenden von Laserpulsen vorgegeben und/oder erzeugt werden. Eine Ausführungsform gibt ein Computerprogrammprodukt mit einem oder mehreren Programmmodulen an, die bei Ausführung auf einem Computer das Verfahren zum Erzeugen der Steuerdaten gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen ausführen. Die Planungseinrichtung von Ausführungsformen kann als Computer ausgebildet sein. Eine zusätzliche Ausführungsform betrifft ein Computerprogrammprodukt, umfassend ein oder mehrere Programmmodule, die bewirken, dass die Behandlungsvorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen die Schritte des Verfahrens gemäß mindestens einer der vorstehenden Ausführungsformen ausführt, insbesondere wenn die Programmmodule in eine Speichereinheit der Behandlungsvorrichtung, z.B. in eine Speichereinheit der Planungseinrichtung, geladen werden.

Mit den vorstehend angegebenen Ausführungsformen und Abwandlungen des Verfahrens zum Erzeugen von Steuerdaten und des Verfahrens zur refraktiven Korrektur eines Auges können die gleichen Vorteile, Betriebsmodi und Funktionen realisiert werden, wie mit den Ausführungsformen und Abwandlungen der Planungseinrichtung und/oder der Behandlungsvorrichtung zur refraktiven Korrektur eines Auges, insbesondere mit gleichlautenden und/oder analogen Merkmalen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen: Fig. 1 a und 1 b schematisch ein Beispiel einer Behandlungsvorrichtung 10 zur refraktiven Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung mit einem Beispiel einer Planungseinrichtung 100 zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung;

Fig. 1c schematisch eine Prinzipdarstellung zur Einbringung gepulster Laserstrahlung in das Auge mit der Behandlungsvorrichtung 10 der Fig. 1 a und 1 b;

Fig. 1d schematisch ein durch die Planungseinrichtung 100 bestimmtes Muster von Zielpunkten der Laserstrahlung in einer seitlichen Querschnittsansicht;

Fig. 2a schematisch ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung der Behandlungsvorrichtung 10;

Fig. 2b schematisch ein Verfahren zur refraktiven Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung;

Fig. 3a bis 3g schematisch anhand eines behandelten Auges ein weiteres Beispiel in seitlichen Querschnittsansichten (Fig. 3a, 3c, 3e, 3g) und in Querschnittsansichten von oben (Fig. 3b, 3d, 3f);

Fig. 4 schematisch eine Abwandlung des Beispiels der Fig. 3a bis 3g in einer seitlichen Querschnittsansicht des behandelten Auges.

Der Begriff „Position anterior zu der Grenzfläche“ ist vorliegend zu verstehen als eine Position zwischen Grenzfläche und Außenfläche der Hornhaut. Der Begriff „Position posterior zu der Grenzfläche“ ist vorliegend zu verstehen als eine Position zwischen Grenzfläche und Innenfläche, d.h. der zum Körper des Patienten orientierten Fläche, der Hornhaut. Der Begriff „posterior“ bedeutet in Ausführungsformen und Beispielen hinten liegend, d.h. zur Innenfläche der Hornhaut orientiert, hier auch tief liegend genannt. Der Begriff „anterior“ bedeutet in Ausführungsformen und Beispielen oben liegend, d.h. zur Außenfläche der Hornhaut orientiert. Ferner gilt hier für die Beschreibung von Wertebereichen, dass die Angabe eines breiten Bereichs mit engeren alternativen oder bevorzugten Bereichen auch Bereiche offenbart, die durch eine beliebige Kombination angegebener unterer Bereichsgrenzen mit angegebenen oberen Bereichsgrenzen gebildet werden können.

Ein Beispiel einer Behandlungsvorrichtung 10 zur refraktiven Korrektur eines Auges nach einer Vorbehandlung ist in Fig. 1 a und 1 b dargestellt. Die Behandlungsvorrichtung 10 weist eine beispielhafte Planungseinrichtung 100 zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung auf.

Die Behandlungsvorrichtung 10 ist für die Einbringung von Laserpulsen an einem Auge A eines Patienten ausgebildet. Dazu weist die Behandlungsvorrichtung 10 eine Lasereinrichtung 20 auf, die einen Laserstrahl 22 abgibt, welcher fokussiert in das Auge A bzw. dessen Hornhaut H gerichtet wird, was in Fig. 1 c veranschaulicht ist. Der Laserstrahl 22 ist ein gepulster Laserstrahl mit einer Wellenlänge zwischen 300 Nanometer und 10 Mikrometer. Weiter liegt die Pulslänge des Laserstrahls 22 im Bereich zwischen 1 Femtosekunde und 100 Nanosekunden, wobei Pulswiederholraten von 50 Kilohertz bis 100 Megahertz und Pulsenergien zwischen 0,01 Mikrojoule und 0,01 Millijoule möglich sind. Der Laserstrahl 22 wird auf Zielpunkte 24 im Bereich B der Hornhaut H gerichtet. Die Behandlungsvorrichtung 10 erzeugt in der Hornhaut des Auges durch Ablenkung der gepulsten Laserstrahlung eine Aneinanderreihung von Zielpunkten 24 in einem Muster 26, wie beispielhaft in Fig. 1d gezeigt ist. In der Lasereinrichtung 20 kann dazu ein Scanner und/oder ein Strahlungsintensitätsmodulator vorgesehen sein (nicht gezeigt).

Die Lasereinrichtung 20 weist im vorliegenden Beispiel eine optionale Fixiereinrichtung (in Fig. 1a bis 1c nicht gezeigt) auf, welche die Hornhaut H des Auges A gegenüber dem Laserstrahl 22 lagefixiert. Die Fixiereinrichtung umfasst ein Kontaktglas 40 (in Fig. 3a bis 4 gezeigt), an das die Hornhaut H durch Unterdrück angelegt wird und das der Hornhaut eine gewünschte geometrische Form verleiht.

Die Behandlungsvorrichtung 10 besitzt eine Steuereinrichtung 30, die ausgebildet ist, die Lasereinrichtung 20 zur Fokussierung des Laserstrahls auf die Zielpunkte 24 der Hornhaut H und zur Modifikation der Hornhaut mittels Photodisruption anzusteuern. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 30 grundsätzlich den Betrieb der Behandlungsvorrichtung 10 steuern. Hierzu gibt es geeignete Datenverbindungen, beispielsweise Verbindungsleitungen zu der Lasereinrichtung 20. Natürlich kann diese Kommunikation auch über andere Wege, beispielsweise Lichtleiter oder per Funk geschehen. Die Steuereinrichtung 30 nimmt die entsprechenden Einstellungen und eine Zeitsteuerung an der Behandlungsvorrichtung 10, insbesondere der Lasereinrichtung 20, vor und bewerkstelligt damit einen entsprechenden Verfahrensablauf an der Behandlungsvorrichtung 10.

Wie Fig. 1 b zeigt, ist die Planungseinrichtung 100 im vorliegenden Beispiel in der Steuereinrichtung 30 enthalten. Die Planungseinrichtung 100 ist ausgebildet zum Erzeugen von Steuerdaten für die Lasereinrichtung 20 und zum Bestimmen eines dreidimensionalen Musters 26 der Zielpunkte 24 der Hornhaut. Das Muster 26 ist in Fig. 1d teilweise und beispielhaft mit Reihen der Zielpunkte 24 gezeigt. Das Muster 26 bewirkt durch die intrastromale Photodisruption des durch das Muster 26 vorgegebenen Bereichs B der Hornhaut eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges.

Im vorliegenden Beispiel bestimmt die Planungseinrichtung 100 das dreidimensionale Muster

26 durch ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für die Lasereinrichtung 20 der Behandlungsvorrichtung 10, wie in Fig. 2a gezeigt. Die Planungseinrichtung 100 der Behandlungsvorrichtung berechnet Steuerdaten in einem Schritt S des Verfahrens, die ein dreidimensionales Muster 26 von Zielpunkten 24 der Hornhaut H vorgeben. Das Muster 26 wird derart bestimmt, dass durch die intrastromale Photodisruption des durch das Muster 26 vorgegebenen Bereichs B der Hornhaut eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges erhalten wird. Die Bestimmung des Musters 26 und der damit zu erzielenden refraktiven Volumenänderung kann basierend auf der Munnerlyn-Formel erfolgen. Die Steuerdaten werden anhand von Daten der Vorbehandlung berechnet, die beispielsweise die Position einer in der Vorbehandlung erzeugten Grenzfläche G zwischen Hornhautteilen vorgeben. Die Planungseinrichtung kann zu diesem Zweck eine Schnittstelle zum Empfangen von Daten über die Vorbehandlung, insbesondere über die Grenzfläche zwischen Hornhautteilen, die durch die Vorbehandlung erzeugt ist, aufweisen.

In einem beispielhaften Betrieb der Behandlungsvorrichtung 10 wird eine refraktive Korrektur des Auges A nach einer Vorbehandlung durchgeführt, wobei die Vorbehandlung in diesem Beispiel eine zuvor bereits stattgefundene refraktive Vorbehandlung ist und eine Entfernung von Teilen der Hornhaut des Auges beinhaltet, wie eine Lentikel-Extraktion. Das Verfahren zur refraktiven Korrektur des Auges A nach einer Vorbehandlung ist in Fig. 2b veranschaulicht. Die Steuereinrichtung 30 steuert die Lasereinrichtung 20 mit den von der Planungseinrichtung 100 berechneten Steuerdaten an. Ein gepulster Laserstrahl wird von der Lasereinrichtung 20 auf Zielpunkte 24 der Hornhaut H des Auges fokussiert und die Hornhaut wird mittels Photodisruption modifiziert, Schritt S1 . Dabei werden im Schritt S2 die Zielpunkte in dem dreidimensionalen Muster 26 so angeordnet, dass die intrastromale Photodisruption des durch das Muster 26 vorgegebenen Bereichs B der Hornhaut H eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges A ergibt. Die Zielpunkte 26 werden dabei in kreisförmigen Ebenen 25 übereinander angeordnet. Dies kann beispielsweise durch spiralförmiges Scannen des Laserstrahls 22 erfolgen, auch Spiralscanning genannt. Die übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen 25 der Zielpunkte 24 werden mit einer Position in der Hornhaut, einer Form und einer Anzahl bestimmt und erzeugt, die die refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges A bewirken. Die übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen 25 von Zielpunkten werden ferner in einer Reihenfolge beginnend in der im Auge A tiefst liegenden Ebene 25 des Bereichs B erzeugt. So kann das durch die Photodisruption entstehende Gas in eine bereits gelaserte und damit perforierte Schicht abgeleitet werden.

In einem weiteren Beispiel wird das Muster 26 von Zielpunkten 24 in einer anterioren Position benachbart zu einer Grenzfläche G zwischen Hornhautteilen H, die durch die Vorbehandlung erzeugt ist, durch die Planungseinrichtung 100 bestimmt und in einem entsprechenden Verfahren erzeugt. Dies ist in Fig. 3a bis 3g veranschaulicht. Weil das durch den Laserprozess, d.h. die Photodisruption, erzeugte Gasvolumen in die Grenzfläche G abgeleitet wird, sammelt es sich posterior zur Laserstrahlung an und behindert die Lasertransmission darauffolgender Laserpulse nicht.

Für das Muster 26 wird zunächst eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, konzentrischen, im Wesentlichen ringförmigen Reihen 27 von Zielpunkten 24 bestimmt und erzeugt, die eine erste Verbindungsstruktur 28 zur Grenzfläche bilden. Dies zeigen Fig. 3a in seitlicher Querschnittsansicht des behandelten Auges A und Fig. 3b in einer Querschnittsansicht des behandelten Auges A von oben. Die erste Verbindungsstruktur 28 wird auch Interface-Connector genannt. Die ringförmigen Reihen 27 von Zielpunkten 24 werden dabei in einer Reihenfolge von posterior zur Grenzfläche G zu anterior zur Grenzfläche G bestimmt und erzeugt. Dies kann durch spiralförmiges Scannen des Laserstrahls 22 erfolgen. Im vorliegenden Beispiel grenzt die erste Verbindungsstruktur 28 mit ihrem posterioren Ende an die Grenzfläche G an und schließt mit der Grenzfläche G einen spitzen Winkel ein.

Dann werden, wie in Fig. 3c und 3d dargestellt ist, nebeneinander angeordnete, konzentrische, im Wesentlichen ringförmige Reihen 27 von Zielpunkten 24 bestimmt und erzeugt, die eine zweite Verbindungsstruktur 29 bilden, die auch Layer-Connector genannt wird. Dies kann ebenfalls durch spiralförmiges Scannen des Laserstrahls 22 erfolgen. Die Reihen 27 der zweiten Verbindungsstruktur 29 werden in einer Reihenfolge ausgehend von dem anterioren Ende der ersten Verbindungsstruktur 28 zum Zentrum der ringförmigen Reihen 27 und von anterior zu posterior, d.h. mit einem Gefälle zum Zentrum, vorgesehen, wobei in der Mitte ein nicht gelaserter Bereich belassen wird. Die zweite Verbindungsstruktur 29 wird dabei mit der ersten Verbindungsstruktur 28 verbunden.

Danach werden übereinander angeordnete kreisförmige Ebenen 25 von Zielpunkten 24 auf der zweiten Verbindungsstruktur 29 bestimmt und erzeugt, deren Position, Muster und summarische Form durch die intrastromale Photodisruption der Hornhaut H eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges A ergeben. Dies ist in Fig. 3e bis 3g veranschaulicht. Wie Fig. 3e und 3f zeigen, geschieht dies in einer Reihenfolge beginnend im nicht gelaserten Bereich in der Mitte der zweiten Verbindungsstruktur 29, d.h. in einer Reihenfolge ausgehend von der zur Grenzfläche G nächstgelegenen Ebene 25, also von posterior zu anterior. Dabei werden die übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen 25 der Zielpunkte 24 durch die zweite Verbindungsstruktur 29 miteinander verbunden. Schließlich wird das in Fig. 3g gezeigte vollständige Muster 26 erhalten, das für eine Myopie-Korrektur des Auges beispielhaft ist. Im vorliegenden Beispiel wird die dreidimensionale Form des Musters 26 von Zielpunkten 24 so bestimmt und erzeugt, dass ein Ableiten mindestens eines Teils des durch die Photodisruption entstehenden Gasvolumens über die zweite Verbindungsstruktur 29 und die erste Verbindungsstruktur 28 in die Grenzfläche G erfolgt. Auf Grund der geringeren kornealen Kollagenvernetzung im posterioren Bereich der Hornhaut H ist die Ableitung des bei der Laserbehandlung entstehenden Gases zu tieferliegenden, d.h. posterioren, Schichten und vorliegend zur Grenzfläche G begünstigt. Durch diese Ableitung des entstehenden Gases wird eine Behinderung der Laserstrahlung der nachfolgenden Laserpulse und eine Ansammlung von Gas zentral in der Hornhaut des Patienten, z.B. in der Sichtachse, vermieden und eine Visuserholung gefördert. Die für die notwendige Änderung der Brechkraft erforderliche Positionierung der Photodisruptionsorte erfolgt durch Schichtung von kreisförmigen Disruptionsebenen, z.B. durch Spiralscanning. Durch unterschiedliche Form und Anzahl der Disruptionsebenen kann eine lokal unterschiedliche Krümmungs- und daher Brechkraftänderung der Hornhaut hervorgerufen werden. Start der Laserbehandlung ist in der tiefst liegenden Ebene des für die refraktive Korrektur zu lasernden Bereiches, um das entstehende Gas in die bereits gelaserte und damit perforierte Schicht des Auges A abzuleiten.

In einer Abwandlung dieses Beispiels können mittels zusätzlicher Laserpulse Mikroperforationen der Hornhaut H nach außen zum Kontaktglas 40 erzeugt werden, um die geführte Gasableitung der Photodisruptionsprodukte zu unterstützen, was aber optional ist, da die Grenzfläche G eine hohe Aufnahmekapazität für das Photodisruptionsgas besitzt.

Durch gezieltes Ausblenden von Laserpulsen bei der Laserbehandlung mittels intrastromaler Photodisruption, z.B. unter Einsatz von AOM (Akusto-optischer Modulator), können verschiedene unsymmetrische Ebenen im Muster 26 und damit unterschiedliche gelaserte Gesamtprofile der Hornhaut H erzielt werden, deren Wirkung nicht nur sphero-zylindrische Korrekturen, sondern auch weitere Brechkraftfehler, z.B. höhere Ordnungen von Aberrationen oder topografische Irregularitäten, ermöglicht. Das in Fig. 4 veranschaulichte Muster 26 wird durch ein gezieltes Ausblenden von Laserpulsen erzeugt und ist beispielhaft für eine unsymmetrische Korrektur von höheren Brechkraftfehlern.

In abgewandelten Beispielen des Betriebs der Behandlungsvorrichtung 10 beinhaltet die refraktive Korrektur des Auges A eine Vorbehandlung, in der vor der refraktiven Korrektur, mit der das Muster 26 der vorstehenden Beispiele gebildet wird, die in den Fig. 3a bis 4 dargestellte Grenzfläche G mittels Photodisruption erzeugt wird. Dabei wird von der Planungseinrichtung 100 zusätzlich mindestens ein Grenzflächenmuster von Zielpunkten der Hornhaut H bestimmt und die Steuereinrichtung 30 steuert die Lasereinrichtung 20 mit entsprechenden Steuerdaten an. Durch die intrastromale Photodisruption eines durch das Grenzflächenmuster vorgegebenen Bereichs der Hornhaut H wird die Grenzfläche G zwischen Hornhautteilen gebildet. Die Grenzfläche G dient bei der anschließenden refraktiven Korrektur des Auges zur Aufnahme eines durch Photodisruption entstehenden Gasvolumens.

Claims

Patentansprüche

1 . Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung einer Behandlungsvorrichtung zur refraktiven Korrektur eines Auges (A) nach einer Vorbehandlung, insbesondere nach einer refraktiven Vorbehandlung, oder zur refraktiven Korrektur eines Auges (A), die eine Vorbehandlung beinhaltet; wobei die Vorbehandlung insbesondere eine Entfernung von Teilen der Hornhaut (H) des Auges unter Erzeugung mindestens einer Grenzfläche (G) zwischen Hornhautteilen beinhaltet; wobei die Lasereinrichtung (20) zur Modifikation der Hornhaut des Auges durch Einstrahlen eines gepulsten Laserstrahls (22) ausgebildet ist und die Behandlungsvorrichtung eine Steuereinrichtung (30) zur Steuerung der Lasereinrichtung aufweist; und wobei die Steuereinrichtung (30) ausgebildet ist, die Lasereinrichtung (20) zur Fokussierung des Laserstrahls (22) auf Zielpunkte (24) der Hornhaut und zur Modifikation der Hornhaut mittels Photodisruption anzusteuern; dadurch gekennzeichnet, dass die Planungseinrichtung (100) zum Bestimmen mindestens eines dreidimensionalen Musters (26) von Zielpunkten (24) der Hornhaut ausgebildet ist, das durch die intrastromale Photodisruption eines durch das Muster (26) vorgegebenen Bereichs (B) der Hornhaut und durch eine aus dieser intrastromalen Photodisruption resultierende Volumenänderung der Hornhaut eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges bewirkt.

2. Planungseinrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Planungseinrichtung ausgebildet ist, für die refraktive Korrektur des Auges (A), die die Vorbehandlung beinhaltet, mindestens ein Grenzflächenmuster (G) von Zielpunkten (24) der Hornhaut zu bestimmen, das in der Vorbehandlung der Hornhaut die Erzeugung mindestens einer Grenzfläche (G) zwischen Hornhautteilen zur Aufnahme eines durch Photodisruption entstehenden Gasvolumens bewirkt; und/oder wobei die Planungseinrichtung ausgebildet ist, für die refraktive Korrektur des Auges (A) nach der Vorbehandlung, das Muster (26) von Zielpunkten (24) derart zu bestimmen, dass es bei der refraktiven Korrektur eine Aufnahme eines durch Photodisruption entstehenden Gasvolumens in mindestens eine, in der Vorbehandlung erzeugte Grenzfläche (G) bewirkt.

3. Planungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, das Muster (26) von Zielpunkten (24) derart zu bestimmen, dass es eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges von mehr als 0 und weniger als 1 ,5 Dioptrien bewirkt; und/oder wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, eine dreidimensionale Form des Musters (26) von Zielpunkten (24) zu bestimmen, die ein Ableiten mindestens eines Teils eines durch die Photodisruption entstehenden Gasvolumens durch Mikroperforationen in der Hornhaut bewirkt.

4. Planungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, das Muster (26) von Zielpunkten in einer Position benachbart zu oder angrenzend an die Grenzfläche (G) zwischen Hornhautteilen, die durch die Vorbehandlung erzeugt ist, zu bestimmen; und/oder wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, eine dreidimensionale Form des Musters (26) von Zielpunkten zu bestimmen, die ein Ableiten mindestens eines Teils eines durch die Photodisruption entstehenden Gasvolumens in die Grenzfläche (G) bewirkt; und/oder wobei die Planungseinrichtung (100) eine Schnittstelle (110) zum Empfangen von Daten über die Vorbehandlung, insbesondere über die Grenzfläche (G) zwischen Hornhautteilen, die durch die Vorbehandlung erzeugt ist, aufweist.

5. Planungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Grenzfläche (G) durch eine Vorbehandlung mittels Photodisruption, eine refraktive Vorbehandlung, durch eine Lentikel-Extraktions-Vorbehandlung, eine LASIK-Vorbehandlung und/oder eine SMILE-Vorbehandlung erzeugt ist; und/oder wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, das Muster (26) von Zielpunkten in einer Position anterior zu der Grenzfläche (G) zu bestimmen.

6. Planungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, das Muster (26) von Zielpunkten mit einer Mehrzahl von übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen (25) von Zielpunkten und/oder mit einer Mehrzahl von ringförmigen Reihen (27) von Zielpunkten zu bestimmen.

7. Planungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, die übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen (25) von Zielpunkten mit einer Position in der Hornhaut, einer Form und/oder einer Anzahl zu bestimmen, die die refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges bewirken; und/oder wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, das Muster (26) mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten ringförmigen Reihen (27) von Zielpunkten zu bestimmen, die eine erste Verbindungsstruktur (28) zur Grenzfläche bilden; und/oder wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, das Muster(26) mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten ringförmigen Reihen (27) von Zielpunkten zu bestimmen, die eine zweite Verbindungsstruktur (29) zwischen den kreisförmigen Ebenen (25) von Zielpunkten und/oder zur ersten Verbindungsstruktur (28) zur Grenzfläche bilden.

8. Planungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, die Steuerdaten für die Lasereinrichtung (20) derart zu bestimmen, dass zum Ausbilden der ersten Verbindungsstruktur (28) die ringförmigen Reihen (27) von Zielpunkten in einer Reihenfolge von posterior zur Grenzfläche zu anterior zur Grenzfläche erzeugt werden; und/oder wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, die Steuerdaten für die Lasereinrichtung (20) derart zu bestimmen, dass die Mehrzahl von übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen (25) von Zielpunkten in einer Reihenfolge ausgehend von der zur Grenzfläche nächstgelegenen Ebene erzeugt werden; und/oder wobei die Planungseinrichtung (100) ausgebildet ist, die Steuerdaten für die Lasereinrichtung (20) derart zu bestimmen, dass die Position, die Form und/oder die Anzahl der übereinander angeordneten kreisförmigen Ebenen (25) von Zielpunkten durch Ausblenden von Laserpulsen erzeugt werden.

9. Behandlungsvorrichtung zur refraktiven Korrektur eines Auges (A) nach einer Vorbehandlung, insbesondere nach einer refraktiven Vorbehandlung, oder zur refraktiven Korrektur eines Auges (A), die eine Vorbehandlung beinhaltet; wobei die Vorbehandlung insbesondere eine Entfernung von Teilen der Hornhaut (H) des Auges unter Erzeugung mindestens einer Grenzfläche (G) zwischen Hornhautteilen beinhaltet; wobei die Behandlungsvorrichtung eine Lasereinrichtung (20) zur Modifikation der Hornhaut des Auges durch Einstrahlen eines gepulsten Laserstrahls (22) und eine Steuereinrichtung (30) zur Steuerung der Lasereinrichtung aufweist; und wobei die Steuereinrichtung (30) ausgebildet ist, die Lasereinrichtung (20) zur Fokussierung des Laserstrahls (22) auf Zielpunkte (24) der Hornhaut und zur Modifikation der Hornhaut mittels Photodisruption anzusteuern; dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsvorrichtung (10), insbesondere die Steuereinrichtung (30), eine Planungseinrichtung (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche aufweist. 22

10. Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung (20) einer Behandlungsvorrichtung zur refraktiven Korrektur eines Auges (A) nach einer Vorbehandlung, insbesondere nach einer refraktiven Vorbehandlung, oder zur refraktiven Korrektur eines Auges (A), die eine Vorbehandlung beinhaltet; insbesondere zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Lasereinrichtung (20) einer Behandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 9; insbesondere unter Einsatz einer Planungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8; wobei die Vorbehandlung insbesondere eine Entfernung von Teilen der Hornhaut (H) des Auges unter Erzeugung mindestens einer Grenzfläche (G) zwischen Hornhautteilen beinhaltet; wobei die Lasereinrichtung (20) zur Modifikation der Hornhaut (H) des Auges durch Einstrahlen eines gepulsten Laserstrahls (22), zur Fokussierung des Laserstrahls (22) auf Zielpunkte (24) der Hornhaut und zur Modifikation der Hornhaut mittels Photodisruption bestimmt ist; dadurch gekennzeichnet, dass

Steuerdaten für die Lasereinrichtung berechnet werden (S), die mindestens ein dreidimensionales Muster (26) von Zielpunkten (24) der Hornhaut derart vorgeben, dass durch die intrastromale Photodisruption eines durch das Muster (26) vorgegebenen Bereichs (B) der Hornhaut und durch eine aus dieser intrastromalen Photodisruption resultierende Volumenänderung der Hornhaut eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges bewirkt wird.

11 . Verfahren nach Anspruch 9, wobei Steuerdaten für die refraktive Korrektur des Auges (A), die die Vorbehandlung beinhaltet, berechnet werden, die mindestens ein Grenzflächenmuster (G) von Zielpunkten (24) der Hornhaut derart vorgeben, dass es in der Vorbehandlung der Hornhaut die Erzeugung mindestens einer Grenzfläche (G) zwischen Hornhautteilen zur Aufnahme eines durch Photodisruption entstehenden Gasvolumens bewirkt; und/oder wobei Steuerdaten für die refraktive Korrektur des Auges (A) nach der Vorbehandlung berechnet werden, die das Muster (26) von Zielpunkten (24) derart vorgeben, dass es bei der refraktiven Korrektur eine Aufnahme eines durch Photodisruption entstehenden Gasvolumens in mindestens eine, in der Vorbehandlung erzeugte Grenzfläche (G) bewirkt; und/oder wobei die Steuerdaten das Muster (26) von Zielpunkten (24) derart vorgeben, dass eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges von mehr als 0 und weniger als 1 ,5 Dioptrien bewirkt wird; und/oder wobei auf Daten über die Vorbehandlung, insbesondere über die Grenzfläche (G) zwischen Hornhautteilen, die durch die Vorbehandlung erzeugt ist, zugegriffen wird und die Daten für 23 die Berechnung der Steuerdaten genutzt werden.

12. Verfahren zur refraktiven Korrektur eines Auges (A) nach einer Vorbehandlung, insbesondere nach einer refraktiven Vorbehandlung, oder zur refraktiven Korrektur eines Auges (A), die eine Vorbehandlung beinhaltet; wobei die Vorbehandlung insbesondere eine Entfernung von Teilen der Hornhaut (H) des Auges unter Erzeugung mindestens einer Grenzfläche (G) zwischen Hornhautteilen beinhaltet; insbesondere unter Verwendung einer Behandlungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 9; wobei ein gepulster Laserstrahl (22) auf Zielpunkte (24) der Hornhaut des Auges fokussiert wird und die Hornhaut mittels Photodisruption modifiziert wird (S1 ); dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Zielpunkte (24) in mindestens einem derartigen dreidimensionalen Muster (26) angeordnet wird (S2), dass die intrastromale Photodisruption eines durch das Muster (26) vorgegebenen Bereichs (B) der Hornhaut, eine aus dieser intrastromalen Photodisruption resultierende Volumenänderung der Hornhaut und eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die refraktive Korrektur die Vorbehandlung beinhaltet, und/oder wobei in der Vorbehandlung mindestens ein Teil der Zielpunkte (24) in mindestens einem derartigen Grenzflächenmuster (G) angeordnet wird, dass die Vorbehandlung der Hornhaut erfolgt und mindestens eine Grenzfläche (G) zwischen Hornhautteilen zur Aufnahme eines durch Photodisruption entstehenden Gasvolumens erzeugt wird; und/oder wobei während der refraktiven Korrektur ein durch Photodisruption entstehendes Gasvolumen in die Grenzfläche (G) abgeleitet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Zielpunkte (24) in mindestens einem derartigen dreidimensionalen Muster (26) angeordnet werden (S2), dass eine refraktive Korrektur des durch die Vorbehandlung behandelten Auges von mehr als 0 und weniger als

1 ,5 Dioptrien erfolgt.

15. Computerprogrammprodukt mit einem oder mehreren Programmmodulen, die bei Ausführung auf einem Computer das Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11 ausführen.

16. Computerprogrammprodukt, umfassend ein oder mehrere Programmmodule, die bewirken, dass die Behandlungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 9 die Schritte des 24

Verfahrens gemäß mindestens einem der Ansprüche 10 bis 14 ausführt, insbesondere wenn die Programmmodule in eine Speichereinheit der Behandlungsvorrichtung geladen werden.