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DE4232915A1 - Vorrichtung zur Formung der Cornea durch Abtragen von Gewebe - Google Patents

Vorrichtung zur Formung der Cornea durch Abtragen von Gewebe

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DE4232915A1
DE4232915A1 DE4232915A DE4232915A DE4232915A1 DE 4232915 A1 DE4232915 A1 DE 4232915A1 DE 4232915 A DE4232915 A DE 4232915A DE 4232915 A DE4232915 A DE 4232915A DE 4232915 A1 DE4232915 A1 DE 4232915A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Formung der Cornea durch Abtragen von Gewebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-PS 4 973 330 bekannt. Diese Vorrichtung weist einen Excimer-Lasers auf, dessen Laserstrahl ein optisches System auf die Cornea abbildet. Dabei ist immer die Achse des Laserstrahls koinzident mit der optischen Achse des Auges. Ferner ist eine Feldblende vorgesehen, die die Fläche des von dem Laserstrahl auf der Cornea beleuchteten Laserflecks begrenzt, und deren Größe eine Steuereinheit entsprechend dem Profil des abzutragenden Bereichs zeitlich variabel einstellt, so daß die Dicke des abgetragenen Bereichs eine Funktion des Abstandes von der optischen Achse des Auges ist.
Die bekannte gattungsgemäße Vorrichtung erlaubt damit eine Einstellung der auf der Cornea "deponierten Laser­ energie" als Funktion des Abstandes von der optischen Achse des Auges - allerdings nur unter der Vorausset­ zung, daß die Energie- bzw. Leistungsverteilung über die Fläche des Laserstrahl-Flecks homogen, zumindest jedoch rotationssymmetrisch ist. Diese Voraussetzung ist jedoch gerade bei Excimer-Lasern nicht immer er­ füllt. Bei einer inhomogenen Leistungsverteilung ergibt sich jedoch eine nicht rotationssymmetrische Abtragung.
Darüberhinaus ist mit der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung nur die Korrektur sphärischer Sehfehler, nicht jedoch von Astigmatismus möglich.
Eine auf dem gleichen Grundgedanken wie die gattungsge­ mäße Vorrichtung basierende Vorrichtung ist aus der EP 0 261 193 B1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird je­ doch anstelle einer Feldblende mit zeitlich variabler Öffnung eine "zerstörbare Feldblenden-Maske" verwendet.
Eine Vorrichtung anderer Gattung zur Formung der Cornea durch Abtragen von Gewebe ist durch verschiedene Pa­ tentveröffentlichung von L′Esperance bekannt. Bei die­ ser Vorrichtung wird ein auf einen kleinen Fokusfleck gebündelter Laserstrahl durch ein zweidimensionales Abtastsystem über den abzutragenden Bereich bewegt.
Diese in Art eines "Scanners" arbeitende Vorrichtung hat zwar den Vorteil, daß mit ihr beliebige zweidimen­ sionale Profile der deponierten Energie "über der abzutragenden Fläche" erzeugt werden können. Aufgrund der kleinen Strahlfleck-Größe ist jedoch die Behand­ lungszeit sehr groß, da die Leistung pro Flächeneinheit nicht über einen bestimmten, "kritischen" Wert gestei­ gert werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Formung der Cornea durch Abtragen von Gewebe anzugeben, mit der in vergleichsweise kurzer Zeit auch nicht rotationssymmetrische Abtrag-Profile realisiert werden können, wobei gegebenenfalls auch Inhomogenitä­ ten der Energieverteilung über den Strahlfleck aus­ gleichbar sein sollen.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfin­ dung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß begrenzt eine Feldblende den Laserfleck auf eine Fläche, deren Maximal-Größe zwischen ca. 10% und ca. 90% der Fläche des Bereichs ist, in dem Gewebe abgetragen werden soll, weiterhin ist eine Strahl- Manipulatoreinheit vorgesehen, die von einer Steuerein­ heit gesteuert wird, und die die Achse des Laserstrahls wenigstens über einen Teil des Bereichs bewegt, in dem Gewebe abgetragen werden soll.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exem­ plarisch beschrieben, deren
einzige Figur eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.
Die in der Figur dargestellte Vorrichtung zur Formung der Cornea durch Abtragen von Gewebe weist einen Laser 1 auf, der einen Laserstrahl mit einer geeigneten Wel­ lenlänge emittiert. Dieser Laser 1 ist bevorzugt ein Excimer-Laser, er kann aber auch ein 3 µm-Laser oder ein Laser mit einer anderen Wellenlänge sein. Ein opti­ sches System 2 bildet den Laserstrahl 11 des Lasers 1 auf die zu behandelnde Cornea 3 ab. Das optische System 2 weist neben strahlformenden und strahlumlenkenden Elementen 21 bzw. 22 eine Feldblende 23 auf, die die Fläche des von dem Laserstrahl 11 auf der Cornea 3 beleuchteten Laserflecks 12 begrenzt. Ferner ist eine Steuereinheit 4, die beispielsweise ein handelsüblicher PC mit entsprechenden Schnittstellen sein kann, vorge­ sehen, die die Größe der Feldblende entsprechend dem Profil des abzutragenden Bereichs einstellt, Soweit ist die Vorrichtung beispielsweise aus der US-PS 4 973 330 bekannt.
Erfindungsgemäß wird nun die Feldblende 23 derart ange­ steuert, daß sie den Laserfleck auf eine Fläche be­ grenzt, deren Maximal-Größe zwischen ca. 10% und ca. 90% der Fläche des Bereichs ist, in dem Gewebe abgetra­ gen werden soll. Weiterhin ist eine Strahl-Manipulator­ einheit vorgesehen ist, die ebenfalls von der Steuer­ einheit 4 gesteuert wird, und die die Achse des Laser­ strahls wenigstens über einen Teil des Bereichs bewegt, in dem Gewebe abgetragen werden soll.
Hierdurch wird zu jedem Zeitpunkt nicht nur ein sehr kleiner Fleck - wie bei einer Scan-Einheit - sondern ein vergleichsweise großer Bereich beleuchtet, so daß der Behandlungsvorgang vergleichsweise schnell erfolgt. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Untergrenze der Maxi­ malgröße der Feldblende 50% beträgt, da hierdurch die Behandlungszeit weiter verkürzt wird.
Die Strahl-Manipulator-Einheit kann beispielsweise eines der strahlumlenkenden Elemente, beispielsweise den Spiegel 22 derart ansteuern, daß er um wenigstens eine Achse kippbar ist. Hierfür verwendbare und insbe­ sondere um zwei Achsen kippbare Spiegelelemente sind beispielsweise in der US-PS 4 175 832 beschrieben.
Weiterhin kann die Steuereinheit in Zuordnung zur Bewe­ gung der Achse des Laserstrahls die Größe der Feldblen­ de steuern, so daß eine genaue Steuerung der auf eine bestimmte Flächeneinheit deponierten Energie möglich ist. Damit ist es insbesondere auch möglich, nicht rotationssymmetrische Profile zu erzeugen. Als Feld­ blenden können beliebige Blenden, beispielsweise Schei­ ben mit unterschiedlichen Blenden oder irisblenden ver­ wendet werden.
Ferner ist es möglich, die Strahl-Manipulatoreinheit 22 in Strahlrichtung nicht nur nach der Blende 23, sondern auch vor der Blende anzuordnen. In diesem Falle ist es erforderlich, daß die Blende synchron mit der Strahl- Manipulatoreinheit bewegt wird.
Bei der Korrektur von sphärischen Sehfehlern ist es von Vorteil, wenn die Steuereinheit 4 die Strahl-Manipula­ toreinheit 22 derart ansteuert, daß die Bewegung der Strahlachse eine Schwingung in wenigstens einer Rich­ tung, beispielsweise in Richtung des Pfeils 5 ist. Eine derartige Bewegung gleicht Inhomogenitäten der Energie­ verteilung über den Strahlfleck weitgehend aus.
Zur Korrektur von Astigmatismus kann die Strahl-Manipu­ latoreinheit 22 die Strahlachse zwischen wenigstens zwei Richtungen, die beide nicht kollinear mit der optischen Achse des zu behandelnden Auges sind, bewe­ gen. Damit ist es einfach möglich, ein astigmatisches Auge, das nach neueren Untersuchungen nicht nur einen Scheitel, sondern zwei Scheitel, also die Form von Kamelhöckern hat, zu behandeln. Auch in diesem Falle ist es von Vorteil, wenn die Steuereinheit die Strahl- Manipulatoreinheit derart ansteuert, daß die Strahlach­ se um jede Richtung wenigstens eindimensional schwingt, da hierdurch Strahlinhomogenitäten nivelliert werden.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Strahl- Manipulatoreinheit 22 die Strahlachse auf einer Kegel- Mantelfläche bewegt, wobei gegebenenfalls eine wenig­ stens eindimensionale Schwingung überlagert werden kann. Hierdurch wird ein besonders homogener Abtrag erzielt.
In Anpassung an die typische Querschnittsform der La­ serstrahlen von Excimerlasern kann ferner die Feldblen­ de 23 eine nicht rotationssymmetrische Form haben, wobei zur Homogenisierung der deponierten Energie wäh­ rend der Bewegung der Strahlachse auf dem Kegelmantel die Feldblende 23 gedreht wird. Die Homogenisierung wird verbessert, wenn die Drehung der Feldblende asyn­ chron zum Umlauf der Strahlachse auf dem Kegelmantel erfolgt.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Formung der Cornea durch Abtragen von Gewebe mit
  • - einem Laser, der einen Laserstrahl mit einer geeig­ neten Wellenlänge emittiert,
  • - einem optischen System, das den Laserstrahl auf die Cornea abbildet,
  • - einer Feldblende, die die Fläche des von dem Laser­ strahl auf der Cornea beleuchteten Laserflecks be­ grenzt, und deren Größe eine Steuereinheit entsprechend dem Profil des abzutragenden Bereichs einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldblende den Laser­ fleck auf eine Fläche begrenzt, deren Maximal-Größe zwischen ca. 10% und ca. 90% der Fläche des Bereichs ist, in dem Gewebe abgetragen werden soll, und daß eine Strahl-Manipulatoreinheit vorgesehen ist, die von einer Steuereinheit gesteuert wird, und die die Achse des Laserstrahls wenigstens über einen Teil des Bereichs bewegt, in dem Gewebe abgetragen werden soll.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit in Zuord­ nung zur Bewegung der Achse des Laserstrahls die Größe der Feldblende steuert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahl-Manipulatorein­ heit in Strahlrichtung nach der Blende angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahl-Manipulatorein­ heit in Strahlrichtung vor der Blende angeordnet ist, und daß die Blende synchron mit der Strahl-Manipulator­ einheit bewegt wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Steuereinheit die Strahl- Manipulatoreinheit derart ansteuert, daß die Bewegung der Strahlachse eine Schwingung in wenigstens einer Richtung ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur von Astigma­ tismus die Strahl-Manipulatoreinheit die Strahlachse zwischen wenigstens zwei Richtungen, die beide nicht kollinear mit der optischen Achse des zu behandelnden Auges sind, bewegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit die Strahl-Manipulatoreinheit derart ansteuert, daß die Strahlachse um jede Richtung wenigstens eindimensional schwingt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahl-Manipulatorein­ heit die Strahlachse auf einer Kegel-Mantelfläche be­ wegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit die Strahl-Manipulatoreinheit derart ansteuert, daß die Strahlachse zusätzlich wenigstens eindimensional schwingt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldblende eine nicht rotationssymmetrische Form hat, und daß während der Bewegung der Strahlachse auf dem Kegelmantel die Feld­ blende gedreht wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Feldblende asynchron zum Umlauf der Strahlachse auf dem Kegelman­ tel erfolgt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahl-Manipulatorein­ heit einen Spiegel aufweist, der den Laserstrahl um­ lenkt, und der um wenigstens eine Achse kippbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldblende eine Iris­ blende ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, der Laser ein Excimer-Laser ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximal-Größe der Feldblende wenigstens ca. 50% der abzutragenden Fläche beträgt.
DE4232915A 1992-10-01 1992-10-01 Vorrichtung zur Formung der Cornea durch Abtragen von Gewebe Ceased DE4232915A1 (de)

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