WO2016135111A1 - Ophthalmologische lasertherapievorrichtung zur erzeugung cornealer zugangsschnitte - Google Patents

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Carl Zeiss Meditec Ag
Carl Zeiss Ag
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Definitions

  • the present invention relates to an ophthalmic laser therapy apparatus comprising a laser system for generating a pulsed laser beam
  • Positioning system for local displacement of a focus volume of the laser beam and a control system for controlling the operating parameters of the positioning system and / or the laser system includes can be processed with the tissue of an eye so that cuts are produced in the eye tissue.
  • corneal access cuts can be made with this ophthalmic laser therapy device.
  • the invention further relates to a computer program product and a method for performing a corneal access incision in a corneal tissue of an eye.
  • the laser systems are therefore part of ophthalmological therapy systems.
  • femtosecond (fs) laser systems are used to make cuts in ocular tissue.
  • femtosecond laser systems also make cuts in cataract-infested lens tissue
  • the doctor needs a direct access over the cornea, thus the cornea, to the eye lens of the patient.
  • This access can also be generated by means of a laser beam.
  • Corneal layer accounts for about 90% of the total corneal thickness. Therefore, the wound can open by external influence, such as pressure on the eyeball.
  • FIG. 1 a shows a currently used laser-generated bi-planar corneal access cut 1, ie a 2-plane access cut 1.
  • FIG. 1 a shows a currently used laser-generated bi-planar corneal access cut 1, ie a 2-plane access cut 1.
  • FIG. 1 b shows a currently used laser-generated bi-planar corneal access cut 1, ie a 2-plane access cut 1.
  • Such corneal access cuts 1, as shown in FIG. 1 a have the disadvantage that they lose their tightness on external mechanical impact on the eye, so that aqueous humor can run out of the eye or germs can penetrate, as shown in FIG 1 b for the application of an external pressure 2 to the globe is shown:
  • An external pressure 2 leads to an increase in the intra-ocular pressure (IOP) 3.
  • IOP intra-ocular pressure
  • the corneal access section 1 of Langerman contains in addition to the corneal tissue 6 of the eye from an outer boundary 61 initially approximately perpendicularly starting, then in an inclined plane on to an inner boundary surface 62 extending, biplanar section 1 1, thus a "Tunnel” forms, an additional deep vertical precut 12, which extends from the biplanar section 1 1, starting in the direction of the inner interface 62, but without reaching them, see Fig. 2a.
  • This additional vertical precut 12 leads to the formation of a wedge-shaped valve flap with a Hinge 5, called “Hinge", near the inner surface of the cornea, which was cut manually by Langerman.
  • Fig. 2b shows how such an access cut behaves with a moderate external force action
  • the hinge 5 increases the tissue flexibility so that the glued together
  • Corneal tissue 6 is not initially separated, and the access wound thus remains closed. This cutting geometry thus offers a decisive medical advantage.
  • this corneal access cut does not provide any
  • Object of the present invention is therefore an ophthalmic
  • Laser therapy device and a method for performing a corneal access incision in a corneal tissue of an eye can be generated with the corneal access cuts such that their tightness in external conditions, in particular their compressive strength is increased and complex cutting geometries can be realized, and show corresponding cutting geometries.
  • This object is achieved by an ophthalmic laser therapy device according to claim 1, a method for performing a corneal access incision in a corneal tissue of an eye according to claim 9 and a
  • An ophthalmic laser therapy device includes a laser system configured to generate a pulsed laser beam.
  • a pulsed laser enables high light intensities, i. a very fast release of the stored energy.
  • Pulsed lasers are used in the
  • Ophthalmology In ophthalmology, by photodisruption, cuts can be made in an ocular tissue, for example in the cornea or in the lens of the eye.
  • the photodisruption occurs only in the focus volume due to the multi-photon absorption of the laser beam. This results in a strong nonlinear increase in the absorption of the laser light to an optical breakthrough, in which a plasma is formed and the material is thus separated.
  • the ophthalmic laser therapy device comprises
  • Positioning system which is set up for local displacement of a
  • Focus volume of the laser beam in a target area may be the corneal tissue of an eye, as well as another tissue of the eye.
  • the lens can in principle be processed with such a laser therapy device. The positioning system thus becomes the pulsed laser beam
  • Displacement of the laser beam can be "cut" in the target area along specified structures or patterns.
  • the ophthalmic laser therapy system contains a control system.
  • the control system may comprise a single unit. Alternatively, however, the control system may also include a plurality of components that over the ophthalmic therapy device are distributed, but possibly in each other
  • control system is now programmed to generate a corneal access incision in a corneal tissue of an eye
  • Positioning system as a function of a local position of the focus volume of the laser beam in the corneal tissue to change so that the access section in the corneal tissue varies in width and / or the access section is interrupted. This also implies that only parts of the access section vary in width or are interrupted.
  • a corneal access incision is defined as having a passageway through the cornea from an outer interface of the cornea
  • Cornea is opened up to an inner interface of the cornea, through which a small diameter instrument, such as a suction tube or an applicator containing an artificial lens in the folded state, can be introduced into the eye chamber.
  • His cutting geometry can be very complex nature.
  • the "tunnel" which is usually formed by a biplanar incision, it may contain additional auxiliary incisions which function as an access cut to form an opening for insertion of instruments, while ensuring reliable closure of access after surgery
  • the auxiliary section to the corneal access incision is defined by the intended influence of this auxiliary incision on the function of the corneal access incision.An auxiliary section is also part of the corneal access incision if there is an interruption of the access section between the bi-planar incision passing through the corneal tissue.
  • the corresponding auxiliary incision exists as long as it contributes to the function of the corneal access incision.
  • this relates, for example, to working parameters such as the power per laser pulse, the pulse duration, the peak intensity and the repetition rate of the laser.
  • the cutting system can be used to change the cutting width, for example, by changing the speed of the deflection or displacement of the laser beam, and thus the speed of movement of the focal volume of the laser beam through the corneal tissue, or by multiplying
  • control system in this case its coding for the step of generating the corneal access incision, may in a simple embodiment resort to standard patterns of an eye which are selected as a function of examination data of the eye to be treated, which are combined with an examination system such as an OCT (optical
  • Scheimpflug method or a light-section method previously determined.
  • control system takes into account
  • Variations in the operating parameters of the laser system and / or positioning system are encoded as a function of specified examination data to be supplied to the ophthalmic laser therapy device control system at each intervention for the corneal access cutting step.
  • the control system of the ophthalmic laser therapy device is programmed to change the operating parameters of the laser system and / or positioning system so that a biplanar incision in the corneal tissue, ie, the corneal tissue from an outer interface to an inner interface, and one of this biplanar cut outgoing vertical, wedge-shaped, tapered to the end of precut is produced.
  • the order of production of the two sections, ie the biplanar section and the vertical pre-section, as parts of a complex corneal access section is not essential.
  • the vertical precut may even be during the
  • the vertical pre-cut preferably proceeds near the point of the biplanar cut at which the biplanar cut changes direction, ie near the point of transition of the vertical cut into a cut extending obliquely through the corneal tissue.
  • the effect of the hinge and the wedge-shaped valve flap is particularly great, since under mechanical action, such as an external pressure, the valve flap can close over the entire oblique area of the biplanar section.
  • the vertical precut may vary in length and depth as well as in the thickness of the wedge, but it must not reach the inner interface of the corneal tissue.
  • the slope of the second part of the biplanar section may vary. Preferably, this part of the biplanar step has an easy
  • valve flap receives a slightly convex shape.
  • control system is the
  • ophthalmic laser therapy device programmed to change the operating parameters of the laser system and / or positioning system so that a biplanar section and not directly related, inner vertical pre-cut in the biplanar section in the corneal tissue is generated.
  • the order of creation of the two cuts ie the biplanar cut and the inner vertical cut, is not essential as parts of a complex corneal access cut.
  • the inner vertical precut should preferably start from an inner interface of the corneal tissue near the site of the biplanar incision where the biplanar incision changes direction. Again, in such an arrangement, the effect of the hinge and the wedge-shaped
  • Valve flap particularly large, because under mechanical action, such as an external pressure, the valve flap over the entire oblique area of the biplanar
  • the inner vertical precut can vary in its length or depth, starting from the inner interface of the corneal tissue, as well as in the cutting width. However, he must not reach the biplanar section or the outer interface of Hornhaugewebes.
  • the slope of the second part of the bi-planar section may also vary. Preferably, this part of the biplanar
  • control system is the
  • the ophthalmic laser therapy device programmed to change the operating parameters of the laser system and / or positioning system so that a biplanar section and not directly related, outer vertical precut in the biplanar section in the corneal tissue is generated.
  • this embodiment is also possible as a supplementary embodiment such that in addition to the biplanar section and an inner vertical precut at least one additional outer vertical precut is programmed in the control system of the ophthalmic laser therapy device.
  • the order of creation of the cuts ie the biplanar cut, optionally the inner vertical pre-cut and the outer vertical pre-cut, as parts of a complex corneal access cut, is not essential.
  • the outer vertical precut prefures from an outer interface of the corneal tissue near the biplanar section.
  • the third alternative embodiment is not limited to the creation of a single outer vertical pre-cut. It is also possible that the control system is programmed to produce a plurality of outer vertical pre-cuts in the corneal tissue, either bilateral of the bi-planar incision even in one-sided neighborhood of the biplanar section.
  • the outer vertical precut can be designed as a straight cut.
  • the outer vertical precut is programmed to be wedge-shaped, i. extending inward from an outer interface of the corneal tissue
  • the outer vertical precut may vary in length or depth from the outer interface of the corneal tissue, however, it may not reach the biplanar section or inner interface of the corneal tissue.
  • the slope of the first part of the biplanar section may vary.
  • this part of the biplanar step has a slightly rounded course, so that the resulting valve flap receives a slightly convex shape.
  • the ophthalmic laser therapy device includes
  • Femtosecond (Fs) laser system so an ultrashort pulse laser system.
  • the ophthalmic laser therapy device includes a control system that includes an interface for receiving and transmitting examination data of an eye from an examination system.
  • Examination system can be, for example, an OCT system, an ultrasound system, a Scheimpflug camera or a microscope that generates the examination data in a first variant outside of an ophthalmic laser therapy device in a timely upstream therapy, so that they then over the interface to the control system of ophthalmological
  • Laser therapy device can be provided. This can be done by manual input or by automatic transmission.
  • the ophthalmic laser therapy device contains an examination system for generating examination data of the eye.
  • examination systems again an OCT system, an ultrasound system, a Scheimpflug camera or a
  • ophthalmic therapy device contains a plurality of examination systems which simultaneously or sequentially provide examination data.
  • the examination data generated by such an examination system can in turn be provided via an interface to the control system of the ophthalmic laser therapy device.
  • an interface can be much more automated than using external ones
  • the control system can therefore also be set up to access the examination system directly.
  • an ophthalmic laser therapy device contains an examination system for generating examination data of the eye, it may also be used for
  • Examination data from the investigation system to be established.
  • closed-loop control of the control loop is possible, i.e., the examination data is further collected during the generation of the corneal access incision and, if necessary, used to correct the corneal access cut generation.
  • the positioning system of an ophthalmic laser therapy device which is responsible for the deflection and / or displacement of the laser beam and thus the focus to a desired location in an eye, preferably contains for this purpose at least one of the components fixed or rotatable mirror, lens and traversing module.
  • a bi-planar incision and a vertical precut are created. The biplanar incision is made to form a "tunnel" through the cornea from an outer corneal interface to an inner cornea
  • Diameter can be introduced into the eye chamber. It preferably comprises a first steep part and a second, strongly tapered part.
  • the slope of the biplanar section may vary.
  • the second bevelled part of the biplanar step has a slightly rounded course.
  • the order of creation of the two cuts ie the bi-planar cut and the vertical cut, as parts of a complex corneal access cut, is not essential.
  • the vertical precut can even be created during the creation of the biplanar cut.
  • the vertical pre-cut serves as an auxiliary cut which enhances the function of the access cut to form an opening for insertion of instruments but at the same time to ensure reliable closure of the access after the operation.
  • opposite end has tapered profile.
  • the vertical pre-cut preferably proceeds near the point of the biplanar cut at which the biplanar cut changes its direction, ie the transition of the vertical cut into a cut extending obliquely through the corneal tissue.
  • the vertical precut may vary in length and depth as well as in the strength of the wedge, but it must not reach the inner interface of the corneal tissue to ensure the required stability of the cornea.
  • the vertical precut is arranged in the region of the biplanar section, but in such a way that the vertical precut is not in direct connection with the biplanar section.
  • the vertical precut is generated such that it starts from the inner boundary surface of the corneal tissue.
  • the inner vertical precut may vary in length or depth, starting from the inner interface of the corneal tissue, as well as in the incision width, but it may not reach the bi-planar incision or the outer interface of the corneal tissue.
  • the vertical precut is produced such that it starts from the outer boundary surface of the corneal tissue. It can vary in its length or depth as well as in the cutting width, but it must not reach either the biplanar section or the inner interface of the corneal tissue.
  • the outer vertical precut is wedge-shaped.
  • Laser therapy device performed in which a pulsed laser beam is used.
  • ophthalmic laser therapy device performed. Unlike corneal, which is done manually with a scalpel
  • Access slices with pulsed lasers in particular with femtosecond lasers, make it possible to perform complex, non-contiguous incisions, since the laser-tissue interaction takes place only in the focus of the laser beam.
  • ophthalmic laser therapy systems and the described corneal access incisions does not only extend to cataract surgery. They are generally used in ophthalmology, for example in trauma surgery and glaucoma surgery.
  • the proposed cutting geometries offer over the conventional biplanar access cuts the advantage that corneal wounds are not opened even with strong external force. While the cuts are difficult to perform using a scalpel, they are using a pulsed laser, such as
  • An inventive computer program product is set up for
  • ophthalmic laser therapy device To have such a corneal
  • the computer program product on an ophthalmic laser therapy device, in particular on a
  • ophthalmic laser therapy device comprising a laser system for generating a pulsed laser beam, a positioning system for locally displacing a focus volume of the laser beam in a target area and a control system for controlling the working parameters of the positioning system and / or the
  • Operating parameters of the laser system contains used. This is preferably a laser therapy device according to the invention.
  • the computer program product for changing is a computer program product for changing
  • FIG. 1 a shows a corneal access cut according to the prior art and FIG. 1 b shows its behavior with little external pressure, as described above
  • FIG. 2a shows a further corneal access cut according to the prior art and FIG. 2b shows its behavior with little external pressure, as described above
  • FIG. 3 a shows a first embodiment of a corneal access section according to the invention, produced by a first embodiment of the invention
  • ophthalmological therapy device and Fig. 3b shows the behavior of the access section under external pressure
  • FIG. 4 shows a second embodiment of a corneal access incision produced according to a second embodiment of the invention
  • - Fig. 5 shows a third embodiment of a corneal invention
  • FIG. 6 shows a fourth embodiment of an inventive
  • FIG. 7 shows a fifth embodiment of an inventive
  • FIG. 3 a shows a first embodiment of a corneal access incision 1 according to the invention in a corneal tissue 6 of an eye 600. It is the result of a method according to the invention or a use of the computer program product according to the invention and in particular an insert of a
  • the ophthalmic laser therapy device according to the invention 100 in a first specific embodiment, in the control system 400 on the one of here shown local course of the corneal access incision 1 as a function of the size of the eye body and the corneal thickness, on the other hand by a correspondingly programmed, temporary interruption of the
  • Access cut 1 for a break in the cutting path between a biplanar section 1 1 and an inner vertical precut 13 is provided, which together form the corneal access section 1.
  • the biplanar cut 1 1 thereby runs as a "tunnel" through the corneal tissue 6 from an outer boundary surface 61 of the corneal tissue 6 to an inner boundary surface 62 of the corneal tissue 6. Through it, thin instruments can be introduced into the eye chamber. which extends from an inner interface 62 starting in the direction of the outer interface 61, but neither reaches this, nor is in direct connection with the biplanar section 1 1, serves to improve the function of the access section. 1
  • FIG. 3b shows the behavior of the corneal shown in FIG. 3a
  • External pressure contact cut 1 When external pressure 2 is applied to the eyeball, the hinge 51, also called posterior hinge, which acts in place of the internal vertical pre-cut, also offers much more flexibility than the one shown in FIG in the FIGS. 2 a and 2 b shown in FIG. 2 a and 2 b in order to keep the wound closed in spite of the increase in the intraocular pressure 3 resulting from the external pressure 2.
  • the hinge 51 also called posterior hinge, which acts in place of the internal vertical pre-cut, also offers much more flexibility than the one shown in FIG in the FIGS. 2 a and 2 b shown in FIG. 2 a and 2 b in order to keep the wound closed in spite of the increase in the intraocular pressure 3 resulting from the external pressure 2.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of a corneal access incision 1 according to the invention in a corneal tissue 6 of an eye 600. It is the result of a method according to the invention or a use of the computer program product according to the invention and in particular an insert of a
  • Ophthalmic laser therapy device 100 in a second specific embodiment.
  • the local course of the corneal access cut 1 shown here is programmed as a function of the size of the eye body and the corneal thickness.
  • the local course of the corneal access cut 1 shown here is programmed as a function of the size of the eye body and the corneal thickness.
  • Laser radiation intensity is the width of the cut as a function of the local Gradually varies and thus in addition to a biplanar section 1 1 generates a wedge-shaped vertical precut 14: Starting from the outer boundary surface 61 of a corneal tissue 6 of an eye 600, the focus of a femtosecond laser with constant laser radiation intensity is moved vertically into the corneal tissue 6 into what a section with a constant cutting width, as the first part of the biplanar section 1 1 generated. At the point of change of direction 15 of the biplanar section 11, the first step is then to continue vertically with a suddenly increased laser radiation intensity, but with one of this maximum value
  • Direction change 15 returned by the positioning and from there the second part of the biplanar section 1 1, obliquely into the corneal tissue 6 with a slightly curved shape, to reach the inner boundary surface 61 using the same constant laser radiation intensity as for the first part of the biplanar section 1 1 performed.
  • the corneal access section 1 thus includes a "tunnel" through the
  • Corneal tissue 6 from an outer boundary surface 61 of the corneal tissue 6 to an inner interface 62 of the corneal tissue formed biplanar section 1 1, and one with the biplanar section 1 1 in direct connection
  • Access section 1 improved insofar as that in external mechanical
  • biplanar section 1 1 can be pressed or bent, which securely closes the wound even at high pressure and prevents leakage of aqueous humor.
  • FIG. 5 shows a third embodiment of a corneal access incision 1 according to the invention in a corneal tissue 6 of an eye 600, which in turn is the result of a method according to the invention or a use of the method according to the invention
  • Computer program product according to the invention and in particular an insert of an ophthalmic laser therapy device 100 according to the invention in one third concrete embodiment in which in the control system 400 on the one hand the local course of the corneal access incision 1 is programmed as a function of the size of the eye body and the corneal thickness, on the other hand by a correspondingly programmed, temporary interruption of the laser beam generation during the step of generating the corneal
  • Access cut 1 for a break in the cutting path between a biplanar section 1 1 and two outer vertical precuts 16 is provided, which together form the corneal access section 1.
  • the biplanar section 11 runs as a "tunnel" through the corneal tissue 6 from an outer boundary surface 61 of the corneal tissue 6 to an inner boundary surface 62 of the corneal tissue 6.
  • Fig. 6 illustrates a fourth embodiment of an inventive
  • ophthalmic therapy apparatus 100 having a laser system 200 for generating a femtosecond laser beam 500, a positioning system 300 for local displacement of the focus of the laser beam 500 and a one-piece control system 400 for controlling the operating parameters of the positioning system 300 and the laser system 200.
  • This ophthalmic laser therapy apparatus 100 includes a Interface 700, with which - manually or automatically, depending on how the data is present - the examination data required by the program of the control system 400 to produce a fourth corneal access incision 1 according to the invention, and that in an examination of the eye 600 to be treated shortly before Treatment with the ophthalmic therapy device 100 were generated with an external examination system 800, to the
  • Control system 400 can be passed. In manual input mode The required values are queried successively via an input screen and entered by the operator.
  • FIG. 7 shows a fifth embodiment of a
  • Embodiment differs from the fourth only in that it includes an integrated examination system 801 that generates the examination data that is passed through an interface 700 to the control system 400, and used here to create a fifth inventive corneal access section 1.
  • the control system 400 can also request, receive and process further examination data via the interface 700 during the step of generating the corneal access section 1, for example as confirmation of the previous success or for correction or clarification of the initiated section of examination system 801.
  • a device feature related description applies analogously to these features for the corresponding method, while method features correspondingly represent functional features of the described device.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung (100), mit einem gepulsten Laser, einem Positioniersystem (300) und einem Steuersystem (400) zur Erzeugung von Schnitten in einem Gewebe eines Auges (600), insbesondere zur Erzeugung cornealer Zugangsschnitte (1), sowie ein entsprechendes Verfahren. Ihre Aufgabe ist es, ein ophthalmologische Lasertherapievorrichtung (100) und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem corneale Zugangsschnitte (1) mit erhöhter Dichtigkeit bei äußeren Einwirkungen und Druckfestigkeit sowie komplexe Schnittgeometrien realisiert werden können. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung (100) mit eine Steuersystem (400), das programmiert ist, zur Erzeugung eines cornealen Zugangsschnittes (1) in einem Hornhautgewebe (6) eines Auges (600) durch Photodisruption die Arbeitsparameter des Lasersystems (200) und/oder des Positioniersystems (300) in Abhängigkeit von einer örtlichen Lage des Fokusvolumens des Laserstrahls im Hornhautgewebe (6) so zu verändern, dass der Zugangsschnitt (1) im Hornhautgewebe (6) in seiner Breite variiert und/oder unterbrochen ist, des Weiteren durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt und ein Verfahren zur Durchführung eines cornealen Zugangsschnittes (1) in einem Hornhautgewebe (6) eines Auges (600).

Description

OPHTHALMOLOGISCHE LASERTHERAPIEVORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG CORNEALER ZUGANGSSCHNITTE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung, die ein Lasersystem zur Erzeugung eines gepulsten Lasersstrahls, ein
Position iersystem zur örtlichen Verschiebung eines Fokusvolumens des Laserstrahls und ein Steuersystem zur Steuerung der Arbeitsparameter des Positioniersystems und/oder des Lasersystems enthält, mit der Gewebe eines Auges derart bearbeitet werden kann, dass Schnitte im Augengewebe erzeugt werden. Insbesondere können mit dieser ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung corneale Zugangsschnitte erzeugt werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Computerprogrammprodukt und ein Verfahren zur Durchführung eines cornealen Zugangsschnittes in einem Hornhautgewebe eines Auges.
In der Augenchirurgie ist es mittlerweile üblich, Lasersysteme für einzelne Schritte eines chirurgischen Verfahrens zu Hilfe zu nehmen. Dabei ersetzt die
Wechselwirkung des Lasers mit dem Augengewebe, durch die das Gewebe getrennt werden kann, die früher üblichen Schnitte mit einem Skalpell. Die Lasersysteme sind deshalb Bestandteil ophthalmologischer Therapiesysteme.
Sehr häufig werden Femtosekunden (fs)-Lasersysteme verwendet, um Schnitte im Augengewebe durchzuführen. Insbesondere werden mit solchen Femtosekunden- Lasersystemen auch Schnitte in von Katarakt befallenem Linsengewebe
durchgeführt. Für einen Teil der Laser-Kataraktchirurgie benötigt der Arzt einen direkten Zugang über die Cornea, also die Hornhaut, zur Augenlinse des Patienten. Dieser Zugang kann ebenfalls mit Hilfe eines Laserstrahls erzeugt werden.
Derartige Zugangsschnitte im Auge müssen bei Augenoperationen diverse
Randbedingungen erfüllen. Zum einen müssen sie klein sein, so dass die Gefahr einer Infektion reduziert wird. Zum anderen sollten die Zugangsschnitte derart gesetzt werden, dass das Kammerwasser des Auges nicht auslaufen kann.
Insbesondere muss ein Auslaufen selbst bei direkter, äußerer mechanischer
Einwirkung verhindert werden. Wichtig ist hierbei die Tatsache, dass nach einem solchen Schnitt nur das dünne Hornhautepithel heilt. In den ersten Tagen und Wochen nach der Operation„klebt" das dicke Hornhaut-Stromagewebe sogar lediglich durch Adhäsionskräfte zusammen. Das Stroma ist dabei die mittlere
Hornhautschicht und macht zirka 90% der gesamten Hornhautdicke aus. Deshalb kann sich die Wunde durch äußere Einwirkung, wie beispielsweise Druck auf den Augapfel, öffnen.
Komplexe, nicht zusammenhängende corneale Zugangsschnitte sind mit einem Skalpell schwer oder gar nicht durchführbar. Es ist deshalb üblich, diese Schnitte, auch Inzisionen genannt, mit einem Laser durchzuführen. Allerdings realisieren bekannte Lösungen nur relativ einfache Schnittgeometrien. Die Fig. 1 a zeigt einen derzeit üblichen, mit einem Laser erzeugten biplanaren cornealen Zugangsschnitt 1 , also einen 2-Ebenen Zugangsschnitt 1 . Solche cornealen Zugangsschnitte 1 , wie in der Fig. 1 a gezeigt, haben jedoch den Nachteil, dass sie bei äußerer mechanischer Einwirkung auf das Auge ihre Dichtigkeit verlieren, so dass Kammerwasser aus dem Auge laufen kann oder Keime eindringen können, wie dies in der Fig. 1 b für die Einwirkung eines äußeren Drucks 2 auf den Bulbus dargestellt ist: Ein äußerer Druck 2 führt zu einer Erhöhung des Augeninnendrucks (intra-ocular pressure, IOP) 3. Im Falle eines Zugangsschnittes 1 gemäß der Fig. 1 a, führt dies wiederum zum
Entstehen eines Lecks 4, aus dem dann das Kammerwasser austreten kann. Dieses Problem bleibt auch lange nach der Operation bestehen.
In der Veröffentlichung von David W. Langerman„Architectural design of a self- sealing corneal tunnel, Single hinge incision" (J Cataract Refract Surg 20, 1994) wird hingegen eine besondere Schnittgeometrie eines cornealen Zugangsschnitts 1 vorgestellt. Sie unterscheidet sich von der Schnittgeometrie der herkömmlichen cornealen Zugangsschnitte: Der corneale Zugangsschnitt 1 von Langerman enthält neben dem das Hornhautgewebe 6 des Auges von einer äußeren Grenzfläche 61 zunächst ungefähr senkrecht startenden, dann in einer geneigten Ebene weiter bis zu einer inneren Grenzfläche 62 verlaufenden, biplanaren Schnitt 1 1 , der folglich einen„Tunnel" bildet, einen zusätzlichen tiefen vertikalen Vorschnitt 12, der sich vom biplanaren Schnitt 1 1 ausgehend weiter in Richtung der inneren Grenzfläche 62 erstreckt, ohne diese jedoch zu erreichen, siehe Fig. 2a. Dieser zusätzliche vertikale Vorschnitt 12 führt zur Ausbildung einer keilförmigen Ventilklappe mit einem Scharnier 5,„Hinge" genannt, nahe der Hornhautinnenfläche. Die entsprechenden Schnitte wurden von Langerman manuell durchgeführt.
Bei punktuellem Druck 2 im Bereich des äußeren„Tunneleinganges" des als Tunnel ausgebildeten Zugangsschnittes 1 , der sich also aus dem biplanaren Schnitt 1 1 und den tiefen vertikalen Vorschnitt 12 zusammensetzt, kann sich die Verformung und damit die Öffnung des Tunnels nicht mehr entlang des Tunnelbodens bis zum inneren„Tunnelausgang" fortsetzen und damit das„corneale Ventil" eröffnen, um Kammerwasser aus dem Auge austreten zu lassen. Vielmehr schwingt die keilförmige Ventilklappe dann um das Scharnier 5 nach oben und wird durch den Augeninnendruck 3 gegen das Tunneldach gedrückt. Die Folge ist eine
Verbesserung der„Deformationsstabilität" des Schnittes. In Fig. 2b wird gezeigt, wie sich solch ein Zugangsschnitt bei mäßiger äußerer Krafteinwirkung verhält. Das Scharnier 5 erhöht die Gewebeflexibilität, so dass das zusammengeklebte
Hornhautgewebe 6 zunächst nicht getrennt wird, und die Zugangswunde somit verschlossen bleibt. Diese Schnittgeometrie bietet also einen entscheidenden medizinischen Vorteil.
Bei größerem Druck bietet dieser corneale Zugangsschnitt allerdings keine
Dichtigkeit. Das„Hochklappen" der keilförmigen Ventilklappe am Scharnier, und damit das Verschießen des Tunnels, ist stark durch den Raum, der entlang des vertikalen Vorschnitts gegeben ist, und durch die Elastizität des Hornhautgewebes begrenzt.
Zudem setzte sich eine solche Schnittgeometrie in der Vergangenheit nicht durch, da sie aufgrund der geringen Dicke der Hornhaut des Auges nur schwer mit einem Skalpell realisierbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine ophthalmologische
Lasertherapievorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung eines cornealen Zugangsschnittes in einem Hornhautgewebe eines Auges bereitzustellen, mit dem corneale Zugangsschnitte derart erzeugt werden können, dass ihre Dichtigkeit bei äußeren Einwirkungen, insbesondere ihre Druckfestigkeit erhöht wird und komplexe Schnittgeometrien realisiert werden können, sowie entsprechende Schnittgeometrien aufzuzeigen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung nach Anspruch 1 , ein Verfahren zur Durchführung eines cornealen Zugangsschnittes in einem Hornhautgewebe eines Auges nach Anspruch 9 und ein
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 10.
Eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung umfasst ein Lasersystem, das eingerichtet ist zur Erzeugung eines gepulsten Laserstrahls. Ein solcher gepulster Laser ermöglicht hohe Lichtintensitäten, d.h. eine sehr schnelle Freigabe der gespeicherten Energie. Gepulste Laser werden unter anderem in der
Materialbearbeitung genutzt. Eines seiner Anwendungsgebiete ist dabei die
Augenheilkunde. In der Augenheilkunde können durch Photodisruption Schnitte in einem Augengewebe, beispielsweise in der Hornhaut oder in der Linse des Auges, durchgeführt werden. Die Photodisruption findet nur im Fokusvolumen aufgrund der Mehrphotonenabsorption des Laserstrahls statt. Dabei kommt es durch einen starken nichtlinearen Anstieg der Absorption des Laserlichts zu einem optischen Durchbruch, bei dem ein Plasma gebildet wird und das Material folglich getrennt wird.
Des Weiteren umfasst die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung ein
Positioniersystem, das eingerichtet ist zur örtlichen Verschiebung eines
Fokusvolumens des Laserstrahls in einem Zielgebiet. Ein solches Zielgebiet kann das Hornhautgewebe eines Auges, wie auch ein anderes Gewebe des Auges sein. Auch die Linse kann prinzipiell mit einer solchen Lasertherapievorrichtung bearbeitet werden. Durch das Positioniersystem wird also der gepulste Laserstrahl
entsprechend abgelenkt. Durch die Möglichkeit der Ablenkung bzw. der
Verschiebung des Laserstrahls kann im Zielgebiet entlang festgelegter Strukturen bzw. Muster„geschnitten" werden.
Um das Positioniersystem und/oder das Lasersystem zu steuern, also die
Arbeitsparameter des Positioniersystems und/oder des Lasersystems zu
beeinflussen, enthält das ophthalmologische Lasertherapiesystem ein Steuersystem. Das Steuersystem kann dabei eine einzige Einheit umfassen. Alternativ kann das Steuersystem aber auch mehrere Komponenten aufweisen, die über die ophthalmologische Therapievorrichtung verteilt sind, ggf. aber miteinander in
Verbindung stehen.
Erfindungsgemäß ist nun das Steuersystem programmiert, zur Erzeugung eines cornealen Zugangsschnittes in einem Hornhautgewebe eines Auges durch
Photodisruption die Arbeitsparameter des Lasersystems und/oder des
Positioniersystems in Abhängigkeit von einer örtlichen Lage des Fokusvolumens des Laserstrahls im Hornhautgewebe so zu verändern, dass der Zugangsschnitt im Hornhautgewebe in seiner Breite variiert und/oder der Zugangsschnitt unterbrochen ist. Dies beinhaltet auch, dass nur Teile des Zugangsschnitts in ihrer Breite variieren bzw. unterbrochen sind.
Ein cornealer Zugangsschnitt ist dabei dadurch definiert, dass er eine Durchführung bzw. einen„Tunnel" durch die Hornhaut, von einer äußeren Grenzfläche der
Hornhaut bis zu einer inneren Grenzfläche der Hornhaut eröffnet, durch die ein Instrument eines geringen Durchmessers, wie beispielsweise ein Absaugröhrchen oder aber ein Applikator, der eine künstliche Linse im gefalteten Zustand enthält, in die Augenkammer eingeführt werden kann. Seine Schnittgeometrie kann sehr komplexer Natur sein. Er kann neben dem„Tunnel", der in der Regel durch einen biplanaren Schnitt gebildet wird, weitere Hilfsschnitte enthalten, die die Funktion des Zugangsschnitts, eine Öffnung zur Einführung von Instrumenten zu bilden, aber gleichzeitig einen zuverlässigen Verschluss des Zugangs nach der Operation zu gewährleisten, verbessern. Die Zugehörigkeit eines Hilfsschnitts zum cornealen Zugangsschnitt ist dabei durch den beabsichtigten Einfluss dieses Hilfsschnitts auf die Funktion des cornealen Zugangsschnitts definiert. Ein Hilfsschnitt gehört auch dann zum cornealen Zugangsschnitt, wenn eine Unterbrechung des Zugangsschnitts zwischen dem biplanaren, durch das Hornhautgewebe hindurchführenden Schnitt und dem entsprechenden Hilfsschnitt besteht, solange er zur Funktion des cornealen Zugangschnittes beiträgt.
Um nun den komplexen Zugangsschnitt in seiner Schnittbreite variieren zu können bzw. ggf. auch Hilfsschnitte zu erzeugen, die nicht mit dem„Tunnel" in Verbindung stehen, dennoch aber zum cornealen Zugangsschnitt hinzugehören, ist das
Steuersystem programmiert, in Abhängigkeit der jeweiligen Lage des Fokus bzw. des Fokusvolumens des Laserstrahls im Hornhautgewebe, also des Volumens, in dem mittels Photodisruption eine Trennung des Hornhautgewebes erfolgen kann,
Arbeitsparameter für das Positioniersystem und/oder des Lasersystems während des Schritts der Erzeugung des cornealen Zugangsschnitts beständig anzupassen, um ein entsprechendes Schnittmuster für einen cornealen Zugangsschnitt zu erzeugen, der zeitweise unterbrochen ist und/oder in dem zumindest in Teilbereichen die Schnittbreite variiert.
Für das Lasersystem betrifft dies beispielsweise Arbeitsparameter wie die Leistung pro Laserpuls, die Pulsdauer, die Peak-Intensität und die Repetitionsrate des Lasers.
Über das Positioniersystem kann man die Schnittbreite hingegen beispielsweise durch eine Änderung der Geschwindigkeit der Ablenkung bzw. Verschiebung des Laserstrahls, und damit der Geschwindigkeit der Bewegung des Fokusvolumens des Laserstrahls durch das Hornhautgewebe, oder aber durch mehrfache
Richtungsänderung der Bewegung des Fokusvolumens des Laserstrahls durch das Hornhautgewebe, wodurch ein Teilabschnitt des cornealen Zugangsschnitts mehrfach„abgefahren" wird, beeinflussen.
Die Programmierung des Steuersystems, das heißt in diesem Falle seine Kodierung für den Schritt der Erzeugung des cornealen Zugangsschnitts, kann in einfacher Ausführungsform auf Standardmuster eines Auges zurückgreifen, die ausgewählt werden in Funktion von Untersuchungsdaten des zu bearbeitenden Auges, welche mit einem Untersuchungssystem, wie beispielsweise einem OCT (optische
Kohärenztomographie) -System oder einem Abbildungssystem nach dem
Scheimpflug-Verfahren oder einem Lichtschnittverfahren, vorher ermittelt wurden.
In einer bevorzugten Ausführung berücksichtigt das Steuersystem jedoch
Untersuchungsdaten, wie beispielsweise die Lage der Augenstrukturen, den
Durchmesser des Augenkörpers und die Hornhautdicke, direkt, indem die
Veränderung der Arbeitsparameter von Lasersystem und/oder Positioniersystem als Funktion spezifizierter Untersuchungsdaten kodiert sind, die dem Steuersystem der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung bei jedem Eingriff für den Schritt der Erzeugung des cornealen Zugangsschnitts geliefert werden müssen. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuersystem der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung programmiert, die Arbeitsparameter von Lasersystem und/oder Positioniersystem so zu verändern, dass im Hornhautgewebe ein biplanarer Schnitt, der also das Hornhautgewebe von einer äußeren Grenzfläche bis zu einer inneren Grenzfläche durchläuft, und ein von diesem biplanaren Schnitt ausgehender vertikaler, keilförmiger, sich zum Ende hin verjüngender Vorschnitt erzeugt wird.
Die Reihenfolge der Erzeugung der beiden Schnitte, also des biplanaren Schnitts und des vertikalen Vorschnitts, als Teile eines komplexen cornealen Zugangsschnitts ist dabei nicht wesentlich. Der vertikale Vorschnitt kann sogar während der
Erzeugung des biplanaren Schnitts erzeugt werden. Der vertikale Vorschnitt geht bevorzugt nahe der Stelle des biplanaren Schnitts, an dem der biplanare Schnitt seine Richtung ändert, aus, also nahe der Stelle des Übergangs des senkrechten Schnittes in einen schräg durch das Hornhautgewebe verlaufenden Schnitt. In einer solchen Anordnung ist die Wirkung des Scharniers und der keilförmigen Ventilklappe besonders groß, da bei mechanischen Einwirkung, wie einem äußeren Druck, die Ventilklappe über den gesamten schrägen Bereich des biplanaren Schnitts schließen kann.
Der vertikale Vorschnitt kann in seiner Länge bzw. Tiefe wie auch in der Stärke des Keils variieren, allerdings darf er nicht die innere Grenzfläche des Hornhautgewebes erreichen. Auch kann die Schräge des zweiten Teils des biplanaren Schnittes variieren. Bevorzugt weist dieser Teil des biplanaren Schrittes einen leicht
abgerundeten Verlauf auf, so dass die hierdurch entstehende Ventilklappe eine leicht konvexe Form erhält.
In einer alternativen zweiten Ausführungsform ist das Steuersystem der
ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung programmiert, die Arbeitsparameter von Lasersystem und/oder Positioniersystem so zu verändern, dass ein biplanarer Schnitt und ein nicht mit diesem in direkter Verbindung stehender, innerer vertikaler Vorschnitt im Bereich des biplanaren Schnittes im Hornhautgewebe erzeugt wird. Auch hier ist die Reihenfolge der Erzeugung der beiden Schnitte, also des biplanaren Schnitts und des inneren vertikalen Vorschnitts, als Teile eines komplexen cornealen Zugangsschnitts nicht wesentlich. Der innere vertikale Vorschnitt sollte bevorzugt von einer inneren Grenzfläche des Hornhautgewebes nahe der Stelle des biplanaren Schnitts ausgehen, an dem der biplanare Schnitt seine Richtung ändert. Auch hier ist in einer solchen Anordnung die Wirkung des Scharniers und der keilförmigen
Ventilklappe besonders groß, da bei mechanischen Einwirkung, wie einem äußeren Druck, die Ventilklappe über den gesamten schrägen Bereich des biplanaren
Schnitts schließen kann.
Auch der innere vertikale Vorschnitt kann in seiner Länge bzw. Tiefe, ausgehend von der inneren Grenzfläche des Hornhautgewebes, wie auch in der Schnittbreite variieren. Allerdings darf er den biplanaren Schnitt oder aber die äußere Grenzfläche des Hornhaugewebes nicht erreichen. Die Schräge des zweiten Teils des biplanaren Schnittes kann ebenfalls variieren. Bevorzugt weist dieser Teil des biplanaren
Schrittes wiederum einen leicht abgerundeten Verlauf auf, so dass die hierdurch entstehende Ventilklappe eine leicht konvexe Form erhält.
In einer dritten alternativen Ausführungsform ist das Steuersystem der
ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung programmiert, die Arbeitsparameter von Lasersystem und/oder Positioniersystem so zu verändern, dass ein biplanarer Schnitt und ein nicht mit diesem in direkter Verbindung stehender, äußerer vertikaler Vorschnitt im Bereich des biplanaren Schnittes im Hornhautgewebe erzeugt wird.
Diese Ausführungsform ist jedoch auch als ergänzende Ausführungsform derart möglich, dass neben dem biplanaren Schnitt und einem inneren vertikalen Vorschnitt mindestens ein zusätzlicher äußerer vertikaler Vorschnitt im Steuersystem der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung programmiert ist.
Die Reihenfolge der Erzeugung der Schnitte, also des biplanaren Schnitts, gegebenenfalls des inneren vertikalen Vorschnitts sowie des äußeren vertikalen Vorschnitts, als Teile eines komplexen cornealen Zugangsschnitts, ist nicht wesentlich. Der äußere vertikale Vorschnitt geht bevorzugt von einer äußeren Grenzfläche des Hornhautgewebes nahe des Bereichs des biplanaren Schnitts aus. Wie auch die anderen Ausführungsformen ist insbesondere die dritte alternative Ausführungsform dabei nicht auf die Erzeugung eines einzigen äußeren vertikalen Vorschnitts beschränkt: Es ist auch möglich, dass das Steuersystem programmiert ist, mehrere äußere vertikale Vorschnitte im Hornhautgewebe zu erzeugen, entweder beidseitig des biplanaren Schnitts oder aber auch nur in einseitiger Nachbarschaft des biplanaren Schnitts.
Der äußere vertikale Vorschnitt kann als gerader Schnitt ausgeführt sein. Bevorzugt ist der äußere vertikale Vorschnitt jedoch derart programmiert, dass er keilförmig, d.h. sich von einer äußeren Grenzfläche des Hornhautgewebes nach innen hin
verjüngend, ausgebildet wird. Der äußere vertikale Vorschnitt kann in seiner Länge bzw. Tiefe, ausgehend von der äußeren Grenzfläche des Hornhautgewebes, variieren, allerdings darf er den biplanaren Schnitt bzw. die innere Grenzfläche des Hornhaugewebes nicht erreichen. Auch die Schräge des ersten Teile des biplanaren Schnittes kann variieren. Bevorzugt weist dieser Teil des biplanaren Schrittes einen leicht abgerundeten Verlauf auf, so dass die hierdurch entstehende Ventilklappe eine leicht konvexe Form erhält.
Bevorzugt enthält die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung ein
Femtosekunden (Fs)- Lasersystem, also ein Ultrakurzpuls-Lasersystem.
Vorteilhaft enthält die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung ein Steuersystem, das eine Schnittstelle zur Entgegennahme und Weitergabe von Untersuchungsdaten eines Auges aus einem Untersuchungssystem umfasst. Ein solches
Untersuchungssystem kann beispielsweise ein OCT-System, ein Ultraschallsystem, eine Scheimpflug-Kamera oder ein Mikroskop sein, das die Untersuchungsdaten in einer ersten Variante außerhalb einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung in einer der Therapie zeitnah vorgelagerten Untersuchung erzeugt, so dass sie dann über die Schnittstelle dem Steuersystem der ophthalmologischen
Lasertherapievorrichtung zur Verfügung gestellt werden können. Dies kann durch manuelle Eingabe oder durch automatische Übertragung erfolgen. In einer alternativen Variante enthält die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung ein Untersuchungssystem zur Erzeugung von Untersuchungsdaten des Auges. Als Beispiele solcher Untersuchungssysteme können auch hier wiederum ein OCT- System, ein Ultraschallsystem, eine Scheimpflug-Kamera oder ein
Operationsmikroskop genannt werden. Auch ist es möglich, dass die
ophthalmologische Therapievorrichtung mehrere Untersuchungssysteme enthält, die gleichzeitig oder nacheinander Untersuchungsdaten liefern. Die von einem solchen Untersuchungssystem erzeugten Untersuchungsdaten können wiederum über eine Schnittstelle dem Steuersystem der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung zur Verfügung gestellt werden. Eine solche Schnittstelle kann jedoch wesentlich automatisierter funktionieren als im Falle der Verwendung von externen
Untersuchungsdaten. Das Steuersystem kann folglich auch eingerichtet sein, direkt auf das Untersuchungssystem zuzugreifen.
Bevorzugt ist es möglich, Untersuchungsdaten aus einem externen
Untersuchungssystem trotzdem berücksichtigen zu können, auch wenn die ophthalmologische Lasertherapievorrichtung über ein oder mehrere interne
Untersuchungssysteme verfügt.
Enthält eine ophthalmologische Lasertherapievorrichtung ein Untersuchungssystem zur Erzeugung von Untersuchungsdaten des Auges, so kann sie ferner zur
Steuerung der Erzeugung eines cornealen Zugangsschnitts mittels der
Untersuchungsdaten aus dem Untersuchungssystem eingerichtet sein. Damit ist eine Regelkreissteuerung zur Erzeugung des cornealen Zugangsschnitts möglich, d.h., die Untersuchungsdaten werden auch während der Erzeugung des cornealen Zugangsschnitts weiter erhoben und ggf. zur Korrektur der Erzeugung des cornealen Zugangsschnitts genutzt.
Das Positioniersystem einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung, das verantwortlich ist für die Ablenkung und/oder Verschiebung des Laserstrahls und damit des Fokus an einen gewünschten Ort in einem Auge, enthält zu diesem Zweck bevorzugt mindestens eine der Komponenten fester oder drehbarer Spiegel, Linse und Verfahrmodul. In einem Verfahren zur Durchführung eines cornealen Zugangsschnittes in einem Hornhautgewebe eines Auges wird ein biplanarer Schnitt und ein vertikaler Vorschnitt erzeugt. Der biplanare Schnitt wird derart erzeugt, dass er einen„Tunnel" durch die Hornhaut von einer äußeren Grenzfläche der Hornhaut bis zu einer inneren
Grenzfläche der Hornhaut eröffnet, durch den Instrumente eines geringen
Durchmessers in die Augenkammer eingeführt werden können. Er umfasst bevorzugt einen ersten steilen Teil sowie einen zweiten, stark angeschrägten Teil. Die Schräge des biplanaren Schnittes kann variieren. Bevorzugt weist der zweite angeschrägte Teil des biplanaren Schrittes einen leicht abgerundeten Verlauf auf.
Die Reihenfolge der Erzeugung der beiden Schnitte, also des biplanaren Schnitts und des vertikalen Vorschnitts, als Teile eines komplexen cornealen Zugangsschnitts, ist nicht wesentlich. Der vertikale Vorschnitt kann sogar während der Erzeugung des biplanaren Schnitts erzeugt werden.
Der vertikale Vorschnitt dient als Hilfsschnitt, der die Funktion des Zugangsschnitts, eine Öffnung zur Einführung von Instrumenten zu bilden, aber gleichzeitig einen zuverlässigen Verschluss des Zugangs nach der Operation zu gewährleisten, verbessert.
Erfindungsgemäß wird in einer ersten Alternative des erfindungsgemäßen
Verfahrens der vertikale Vorschnitt derart erzeugt, dass er mit dem biplanaren Schnitt in direkter Verbindung steht und ein keilförmiges, zum biplanaren Schnitt
abgewandten Ende hin verjüngendes Profil aufweist.
Der vertikale Vorschnitt geht bevorzugt nahe der Stelle des biplanaren Schnitts aus, an dem der biplanare Schnitt seine Richtung ändert, also des Übergangs des senkrechten Schnittes in einen schräg durch das Hornhautgewebe verlaufenden Schnitt.
Der vertikale Vorschnitt kann in seiner Länge bzw. Tiefe wie auch in der Stärke des Keils variieren, allerdings darf er nicht die innere Grenzfläche des Hornhautgewebes erreichen, um die erforderte Stabilität der Cornea zu gewährleisten. In einer zweiten Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der vertikale Vorschnitt im Bereich des biplanaren Schnitts angeordnet, jedoch derart, dass der vertikalen Vorschnitt nicht in einer direkten Verbindung mit dem biplanaren Schnitt steht.
In einer ersten Variante der zweiten Alternative, wird der vertikale Vorschnitt derart erzeugt, dass er von der inneren Grenzfläche des Hornhautgewebes ausgeht .
bevorzugt nahe der Stelle des biplanaren Schnitts, an dem der biplanare Schnitt seine Richtung ändert.
Der innere vertikale Vorschnitt kann in seiner Länge bzw. Tiefe, ausgehend von der inneren Grenzfläche des Hornhautgewebes, wie auch in der Schnittbreite variieren, allerdings darf er den biplanaren Schnitt oder aber die äußere Grenzfläche des Hornhaugewebes nicht erreichen.
In einer zweiten Variante der zweiten Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der vertikale Vorschnitt derart erzeugt, dass er von der äußeren Grenzfläche des Hornhautgewebes ausgeht. Er kann in seiner Länge bzw. Tiefe wie auch in der Schnittbreite variieren, allerdings darf er weder den biplanaren Schnitt noch die innere Grenzfläche des Hornhautgewebes erreichen. Bevorzugt wird der äußere vertikale Vorschnitt keilförmig ausgebildet.
Prinzipiell können auch mehrere äußere vertikale Vorschnitte oder aber eine
Kombination von äußeren und inneren vertikalen Vorschnitten erzeugt werden, um zu einer optimalen Funktion des cornealen Zugangsschnitts, wie oben beschrieben, beizutragen.
Bevorzugt wird dieses Verfahren mit einer ophthalmologischen
Lasertherapievorrichtung durchgeführt, in der ein gepulster Laserstrahl eingesetzt wird.
Besonders bevorzugt wird dieses Verfahren mit einer oben beschriebenen
ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung durchgeführt. Im Gegensatz zu manuell mit einem Skalpell ausgeführten cornealen
Zugangsschnitten ist es mit gepulsten Lasern, insbesondere mit Femtosekunden- Lasern, möglich, komplexe, nicht zusammenhängende Inzisionen durchzuführen, da die Laser-Gewebe-Wechselwirkung lediglich im Fokus des Laserstrahls stattfindet.
Die Anwendung solcher ophthalmologischer Lasertherapiesysteme und der beschriebenen cornealer Zugangsschnitte erstreckt sich dabei nicht nur auf die Kataraktchirurgie. Sie sind allgemein in der Augenheilkunde nutzbar, beispielsweise in der Trauma-Chirurgie und für Glaukom-Eingriffe.
Die vorgeschlagenen Schnittgeometrien bieten gegenüber den herkömmlichen biplanaren Zugangsschnitten den Vorteil, dass corneale Wunden auch bei starker äußerer Krafteinwirkung nicht geöffnet werden. Während die Schnitte mittels Skalpell schwer durchzuführen sind, sind sie mit Hilfe eines gepulsten Lasers, wie
beispielsweise mittels eines Femtosekunden-Lasers, problemlos realisierbar.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt ist eingerichtet zur
Durchführung des beschriebenen Verfahren zur Durchführung eines cornealen Zugangsschnitts in einem Hornhautgewebe eines Auges auf einer
ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung. Um einen solchen cornealen
Zugangsschnitt zu erzeugen, wird das Computerprogrammprodukt auf einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung, insbesondere auf einer
ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung, die ein Lasersystem zur Erzeugung eines gepulsten Laserstrahls, ein Positioniersystem zur örtlichen Verschiebung eines Fokusvolumens des Laserstrahls in einem Zielgebiet und ein Steuersystem zur Steuerung der Arbeitsparameter des Positioniersystems und/oder der
Arbeitsparameter des Lasersystems enthält, eingesetzt. Bevorzugt handelt es sich dabei um eine erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtung.
Bevorzugt ist das Computerprogrammprodukt zur Veränderung von
Arbeitsparametern eines Positioniersystems und/oder eines Lasersystems der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung mittels eines Steuersystems der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung in Abhängigkeit von einer örtlichen Lage des Fokusvolumens im Hornhautgewebe des Auges in einer solchen Art und Weise eingerichtet, dass eine durch Photodisruption erzeugte Schnittbreite des cornealen Zugangschnittes im Hornhautgewebe in Abhängigkeit von der örtlichen Lage im Hornhautgewebe variiert wird und/oder der Schnitt stellenweise
unterbrochen wird.
Die vorliegende Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigt:
- die Fig. 1 a einen cornealen Zugangsschnitt nach dem Stand der Technik und die Fig. 1 b sein Verhalten bei geringer äußerer Druckeinwirkung, wie oben beschrieben
- die Fig. 2a einen weiteren cornealen Zugangsschnitt nach dem Stand der Technik und die Fig. 2b sein Verhalten bei geringer äußerer Druckeinwirkung, wie oben beschrieben
- die Fig. 3a eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen cornealen Zugangsschnitts, erzeugt mit einer ersten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen ophthalmologischen Therapievorrichtung und die Fig. 3b das Verhalten des Zugangsschnitts bei äußerer Druckeinwirkung
- die Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen cornealen Zugangsschnitts, erzeugt mit einer zweiten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen ophthalmologischen Therapievorrichtung
- die Fig. 5 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen cornealen
Zugangsschnitts, erzeugt mit einer dritten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen ophthalmologischen Therapievorrichtung
- die Fig. 6 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
ophthalmologischen Therapievorrichtung
- die Fig. 7 eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
ophthalmologischen Therapievorrichtung
Die Fig. 3a stellt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen cornealen Zugangsschnitts 1 in einem Hornhautgewebe 6 eines Auges 600 dar. Er ist Ergebnis eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bzw. einer Nutzung des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts und insbesondere eines Einsatzes einer
erfindungsgemäßen ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung 100 in einer ersten konkreten Ausführungsform, in der im Steuersystem 400 zum einen der hier gezeigte örtliche Verlauf des cornealen Zugangsschnitts 1 als Funktion der Größe des Augenkörpers und der Hornhautdicke programmiert ist, zum anderen durch eine entsprechend programmierte, vorübergehende Unterbrechung der
Laserstrahlerzeugung während des Schritts der Erzeugung des cornealen
Zugangsschnitts 1 für eine Unterbrechung im Schnittverlauf zwischen einem biplanaren Schnitt 1 1 und einem inneren vertikalen Vorschnitt 13 gesorgt wird, die gemeinsam den cornealen Zugangsschnitt 1 bilden.
Der biplanare Schnitt 1 1 verläuft dabei als„Tunnel" durch das Hornhautgewebe 6 von einer äußeren Grenzfläche 61 des Hornhautgewebes 6 bis zu einer inneren Grenzfläche 62 des Hornhautgewebes 6. Durch ihn können dünne Instrumente in die Augenkammer eingeführt werden. Der innere vertikale Vorschnitt 13, der von einer inneren Grenzfläche 62 beginnend in Richtung der äußeren Grenzfläche 61 verläuft, aber weder diese erreicht, noch in direkter Verbindung mit dem biplanaren Schnitt 1 1 steht, dient der Verbesserung der Funktion des Zugangsschnitts 1 .
Die Fig. 3b zeigt das Verhalten des in Fig. 3a dargestellten cornealen
Zugangsschnitts 1 bei äußerer Druckeinwirkung: Wenn ein äußerer Druck 2 auf den Bulbus vorliegt, bietet das an der Stelle des inneren vertikalen Vorschnitts erzeugte Scharnier 51 , auch„Posterior Hinge" genannt, das in gewisser Weise auch als Dehnstelle agiert, wesentlich mehr Flexibilität als die in den Fig. 2a und 2b gezeigte Langerman-Schnittgeometrie, um die Wunde trotz der durch den äußeren Druck 2 entstehenden Erhöhung des Augeninnendrucks 3 geschlossen zu halten.
Die Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen cornealen Zugangsschnitts 1 in einem Hornhautgewebe 6 eines Auges 600. Er ist das Ergebnis eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bzw. einer Nutzung des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts und insbesondere eines Einsatzes einer
erfindungsgemäßen ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung 100 in einer zweiten konkreten Ausführungsform. Zum einen ist darin in einem Steuersystem 400 wiederum der hier gezeigte örtliche Verlauf des cornealen Zugangsschnitts 1 als Funktion der Größe des Augenkörpers und der Hornhautdicke programmiert. Zum anderen wird durch eine entsprechende programmierte Änderung der
Laserstrahlungsintensität die Breite des Schnittes in Abhängigkeit des örtlichen Verlaufs variiert und so zusätzlich zu einem biplanaren Schnitt 1 1 ein keilförmiger vertikaler Vorschnitt 14 erzeugt: Ausgehend von der äußeren Grenzfläche 61 eines Hornhautgewebes 6 eines Auges 600 wird der Fokus eines Femtosekundenlasers mit gleichbleibender Laserstrahlungsintensität senkrecht in das Hornhautgewebe 6 hinein bewegt, was einen Schnitt mit einer konstante Schnittbreite, als ersten Teil des biplanaren Schnitts 1 1 , erzeugt. Am Punkt der Richtungsänderung 15 des biplanaren Schnitts 1 1 wird dann zunächst mit einer plötzlich erhöhten Laserstrahlungsintensität senkrecht weiter verfahren, allerdings mit einer von diesem Maximalwert
ausgehenden kontinuierlichen Reduktion der Laserstrahlungsintensität.
Anschließend wird der Fokus des Femtosekundenlasers zum Punkt der
Richtungsänderung 15 durch das Positioniersystem zurückgeführt und von dort aus der zweite Teil des biplanaren Schnitts 1 1 , schräg in das Hornhautgewebe 6 hinein mit leicht gewölbter Form, bis zum Erreichen der inneren Grenzfläche 61 unter Nutzung derselben gleichbleibenden Laserstrahlungsintensität wie für den ersten Teil des biplanaren Schnitts 1 1 durchgeführt.
Der corneale Zugangsschnitt 1 umfasst damit einen als„Tunnel" durch das
Hornhautgewebe 6 von einer äußeren Grenzfläche 61 des Hornhautgewebes 6 bis zu einer inneren Grenzfläche 62 des Hornhautgewebes ausgebildeten biplanaren Schnitt 1 1 , und einen mit dem biplanaren Schnitt 1 1 in direkter Verbindung
stehenden, keilförmigen, sich zum Ende hin verjüngenden vertikalen Vorschnitt 14. Durch diesen keilförmigen vertikalen Vorschnitt 14 wird die Funktion des
Zugangsschnitts 1 insofern verbessert, als dass bei äußerer mechanischer
Einwirkung wie beispielsweise einem äußeren Druck das an der Stelle des vertikalen Vorschnitts 14 entstehende Scharnier wesentlich flexibler ist und der entstandene Keil, also die„Ventilklappe" weiter nach oben gegen die„Tunneldecke" des
biplanaren Schnitts 1 1 gedrückt bzw. abgeknickt werden kann, was die Wunde auch bei hohem Druck sicher verschließt und einen Austritt von Kammerwasser verhindert.
Die Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen cornealen Zugangsschnitts 1 in einem Hornhautgewebe 6 eines Auges 600, der wiederum Ergebnis eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bzw. einer Nutzung des
erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts und insbesondere eines Einsatzes einer erfindungsgemäßen ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung 100 in einer dritten konkreten Ausführungsform ist, in der im Steuersystem 400 zum einen der hier gezeigte örtliche Verlauf des cornealen Zugangsschnitts 1 als Funktion der Größe des Augenkörpers und der Hornhautdicke programmiert ist, zum anderen durch eine entsprechend programmierte, vorübergehende Unterbrechung der Laserstrahlerzeugung während des Schritts der Erzeugung des cornealen
Zugangsschnitts 1 für eine Unterbrechung im Schnittverlauf zwischen einem biplanaren Schnitt 1 1 und zwei äußeren vertikalen Vorschnitten 16 gesorgt wird, die gemeinsam den cornealen Zugangsschnitt 1 bilden.
Der biplanare Schnitt 1 1 verläuft als„Tunnel" durch das Hornhautgewebe 6 von einer äußeren Grenzfläche 61 des Hornhautgewebes 6 bis zu einer inneren Grenzfläche 62 des Hornhautgewebes 6. Die äußeren vertikalen Vorschnitte 16, die beidseitig des biplanaren Schnitts von einer äußeren Grenzfläche 61 beginnend in Richtung der inneren Grenzfläche 62 verlaufen, aber weder diese erreichen, noch in direkter Verbindung mit dem biplanaren Schnitt 1 1 stehen, dienen der Verbesserung der Funktion des Zugangsschnitts 1 . Sie sind keilförmig ausgestaltet, was jeweils durch eine von einem Maximalwert ausgehende, kontinuierliche Reduktion der
Laserstrahlungsintensität während einer Bewegung des Fokus eines
Femtosekundenlasers senkrecht in das Hornhautgewebe 6 hinein zur Erzeugung eines solchen vertikalen Vorschnitts 16 erreicht wird.
Die Fig. 6 stellt eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
ophthalmologischen Therapievorrichtung 100 mit einem Lasersystem 200 zur Erzeugung eines Femtosekunden-Laserstrahls 500, einem Positioniersystem 300 zur örtlichen Verschiebung des Fokus des Laserstrahls 500 und einem einteiligen Steuersystem 400 zur Steuerung der Arbeitsparameter des Positioniersystems 300 und des Lasersystems 200 dar. Diese ophthalmologische Lasertherapievorrichtung 100 enthält eine Schnittstelle 700, mit der - manuell oder automatisch, je nachdem wie die Daten vorliegen,- diejenigen Untersuchungsdaten, die das Programm des Steuersystems 400 zur Erstellung eines vierten erfindungsgemäßen cornealen Zugangsschnitts 1 benötigt, und die bei einer Untersuchung des zu therapierenden Auges 600 kurz vor der Behandlung mit der ophthalmologischen Therapievorrichtung 100 mit einem externen Untersuchungssystem 800 erzeugt wurden, an das
Steuersystem 400 weitergegeben werden können. Im manuellen Eingabemodus werden über einen Eingabebildschirm die erforderlichen Werte nacheinander abgefragt und durch den Operateur eingegeben.
Im Gegensatz dazu zeigt die Fig. 7 eine fünfte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen ophthalmologischen Therapievorrichtung. Diese fünfte
Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten nur dadurch, dass sie ein integriertes Untersuchungssystem 801 enthält, das die Untersuchungsdaten erzeugt, die über eine Schnittstelle 700 an das Steuersystem 400 weitergegeben werden, und hier zur Erstellung eines fünften erfindungsgemäßen cornealen Zugangsschnitts 1 genutzt werden. Dabei kann das Steuersystem 400 über die Schnittstelle 700 auch während des Schritts der Erzeugung des cornealen Zugangsschnitts 1 weitere Untersuchungsdaten, beispielsweise als Bestätigung des bisherigen Erfolgs oder zur Korrektur bzw. zur Präzisierung des begonnenen Schnitts von Untersuchungssystem 801 abfordern, empfangen und weiterverarbeiten.
Die vorstehend genannten und in verschiedenen Ausführungsbeispielen erläuterten Merkmale der Erfindung sind dabei nicht nur in den beispielhaft angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder allein einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Eine auf Vorrichtungsmerkmale bezogene Beschreibung gilt bezüglich dieser Merkmale analog für das entsprechende Verfahren, während Verfahrensmerkmale entsprechend funktionelle Merkmale der beschriebenen Vorrichtung darstellen.

Claims

Patentansprüche
1 . Ophthalmologische Lasertherapievorrichtung (100) umfassend
- ein Lasersystem (200), eingerichtet zur Erzeugung eines gepulsten Laserstrahls (500)
- ein Positioniersystem (300), eingerichtet zur örtlichen Verschiebung eines
Fokusvolumens des Laserstrahls (500) in einem Zielgebiet
- ein Steuersystem (400), eingerichtet zur Steuerung der Arbeitsparameter des Positioniersystems (300) und/oder der Arbeitsparameter des Lasersystems (200)
- dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem (400) programmiert ist, zur Erzeugung eines cornealen Zugangsschnittes (1 ) in einem Hornhautgewebe (6) eines Auges (600) durch Photodisruption, die Arbeitsparameter des Lasersystems (200) und/oder des Positioniersystems (300) in Abhängigkeit von einer örtlichen Lage des Fokusvolumens des Laserstrahls im Hornhautgewebe (6) so zu verändern, dass der Zugangsschnitt (1 ) im Hornhautgewebe (6) in seiner Breite variiert und/oder unterbrochen ist.
2. Ophthalmologische Lasertherapievorrichtung (100) nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch ein Steuersystem (400), das programmiert ist, die
Arbeitsparameter so zu verändern, dass im Hornhautgewebe (6) ein biplanarer Schnitt (1 1 ) und ein von diesem ausgehender vertikaler, keilförmiger, sich zum Ende hin verjüngender Vorschnitt (14) erzeugt wird.
3. Ophthalmologische Lasertherapievorrichtung (100) nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch ein Steuersystem (400), das programmiert ist, die
Arbeitsparameter so zu verändern, dass im Hornhautgewebe (6) ein biplanarer Schnitt (1 1 ) und ein nicht mit diesem in direkter Verbindung stehender, innerer vertikaler Vorschnitt (13) und/oder äußerer vertikaler Vorschnitt (16) im Bereich des biplanaren Schnittes (1 1 ) erzeugt wird.
4. Ophthalmologische Lasertherapievorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasersystem (200) ein Femtosekunden (Fs)- Lasersystem ist.
5. Ophthalmologische Lasertherapievorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Steuersystem (400), das eine Schnittstelle (700) zur Verarbeitung von Untersuchungsdaten eines Auges (600) aus einem
Untersuchungssystem (800, 801 ) umfasst.
6. Ophthalmologische Lasertherapievorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das ein Untersuchungssystem (801 ) zur Erzeugung von Untersuchungsdaten eines Auges (600) enthält.
7. Ophthalmologische Lasertherapievorrichtung (100) nach Anspruch 5 oder 6, eingerichtet zur Steuerung der Erzeugung eines cornealen Zugangsschnitts (1 ) mittels der Untersuchungsdaten aus dem Untersuchungssystem (800, 801 ).
8. Ophthalmologische Lasertherapievorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Positioniersystem (300), das mindestens eine der Komponenten fester oder drehbarer Spiegel, Linse und Verfahrmodul enthält.
9. Verfahren zur Durchführung eines cornealen Zugangsschnittes (1 ) in einem Hornhautgewebe (6) eines Auges (600), wobei
- ein biplanarer Schnitt (1 1 ) und ein vertikaler Vorschnitt (13, 14, 16) derart erzeugt werden,
- dass der vertikale Vorschnitt (14) mit dem biplanaren Schnitt (1 1 ) in direkter Verbindung steht und ein keilförmiges, zum biplanaren Schnitt (1 1 )
abgewandten Ende hin verjüngender Profil aufweist, oder
- dass der vertikale Vorschnitt (13, 16) im Bereich des biplanaren Schnitts (1 1 ) angeordnet ist, aber nicht in direkter Verbindung mit dem biplanaren Schnitt (1 1 ) steht.
10. Computerprogrammprodukt, eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 9 auf einer ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung (100).
1 1 . Computerprogramm produkt nach Anspruch 10, eingerichtet zur Veränderung von Arbeitsparametern eines Positioniersystems (300) und/oder eines Lasersystems (200) der ophthalmologischen Lasertherapievorrichtung (100) in Abhängigkeit von einer örtlichen Lage des Fokusvolumens im Hornhautgewebe (6) des Auges (600) mittels eines Steuersystems (400), derart, dass eine durch Photodisruption erzeugte
Schnittbreite im Hornhautgewebe (6) variiert und/oder unterbrochen ist.
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