DE-102020112280-B4 - Verfahren zum Bereitstellen von Steuerdaten für einen augenchirurgischen Laser, Verfahren zum Steuern einer Behandlungsvorrichtung, Steuereinrichtung, Behandlungsvorrichtung, Computerprogramm, Computerlesbares Medium

Abstract

Verfahren zum Bereitstellen von Steuerdaten für einen augenchirurgischen Laser, wobei das Verfahren die folgenden, durch eine Steuereinrichtung (20) durchgeführten Schritte aufweist: - Feststellen von Fehlsichtigkeitsdaten, die einen Grad einer Fehlsichtigkeit eines menschlichen oder tierischen Auges (40) beschreiben (S1), - Feststellen einer Ist-Geometrie eines Korrekturbereichs (32) einer Kornea (17) des Auges (40), die dreidimensionale Abmessungen des Korrekturbereichs (32) der Kornea (17) beschreibt (S2), - anhand der festgestellten Fehlsichtigkeitsdaten und anhand der festgestellten Ist-Geometrie: Ermitteln einer Soll-Geometrie des Korrekturbereichs (32), die einen Reduktionsanteil (44) des Korrekturbereichs (32) mit einer gegenüber der Ist-Geometrie verminderten Kornea-Dicke beschreibt, und/oder einen Verdickungsanteil (42) mit einer gegenüber der Ist-Geometrie erhöhten Kornea-Dicke; wobei die ermittelte Soll-Geometrie ein vorgegebenes Fehlsichtigkeitsreduktions-Kriterium erfüllt, das eine Eignung zur Reduktion des Grads der Fehlsichtigkeit vorgibt (S3), - Vorgeben des Drehwinkels und der Drehachse (31) in Abhängigkeit von: a) einem Ergebnis eines Vergleichs der festgestellten Ist-Geometrie mit der ermittelten Soll-Geometrie, und/oder b) den festgestellten Fehlsichtigkeitsdaten (S5), - anhand der festgestellten Ist-Geometrie: Ermitteln von Grenzflächen (14, 16) eines Lentikels (12) innerhalb des Korrekturbereichs (32), der sich zumindest teilweise über den Korrekturbereich (32) erstreckt, wobei ein Anteil des Lentikels (12) derart ausgestaltet ist, dass er bei einer Drehung (D) des Lentikels (12) in den Verdickungsanteil (42) um die vorgegebene, durch die Kornea (17) verlaufende Drehachse (31) und um den vorgegebenen Drehwinkel den Korrekturbereich (32) von der festgestellten Ist-Geometrie in die ermittelte Soll-Geometrie überführt (S4), - Festlegen von mindestens einem Inzisionsverlauf als Zugang für ein Instrument zum Drehen des Lentikels (12), der sich jeweils von einer vorgegebenen Inzisionsstelle einer Außenseite der Kornea (17) zu einer der festgelegten Grenzflächen (14, 16) hin erstreckt (S7), und - Bereitstellen von Steuerdaten, die die ermittelten Grenzflächen (14, 16) zum Formen des Lentikels (12), den mindestens einen ermittelten Inzisionsverlauf, die vorgegebene Drehachse (31) und eine Rotation des Lentikels (12) um den vorgegebenen Drehwinkel beschreiben (S6).

Inventors

• Samuel Arba Mosquera

Assignees

• SCHWIND EYE-TECH-SOLUTIONS GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20200506

Claims (14)

1. Verfahren zum Bereitstellen von Steuerdaten für einen augenchirurgischen Laser, wobei das Verfahren die folgenden, durch eine Steuereinrichtung (20) durchgeführten Schritte aufweist: - Feststellen von Fehlsichtigkeitsdaten, die einen Grad einer Fehlsichtigkeit eines menschlichen oder tierischen Auges (40) beschreiben (S1), - Feststellen einer Ist-Geometrie eines Korrekturbereichs (32) einer Kornea (17) des Auges (40), die dreidimensionale Abmessungen des Korrekturbereichs (32) der Kornea (17) beschreibt (S2), - anhand der festgestellten Fehlsichtigkeitsdaten und anhand der festgestellten Ist-Geometrie: Ermitteln einer Soll-Geometrie des Korrekturbereichs (32), die einen Reduktionsanteil (44) des Korrekturbereichs (32) mit einer gegenüber der Ist-Geometrie verminderten Kornea-Dicke beschreibt, und/oder einen Verdickungsanteil (42) mit einer gegenüber der Ist-Geometrie erhöhten Kornea-Dicke; wobei die ermittelte Soll-Geometrie ein vorgegebenes Fehlsichtigkeitsreduktions-Kriterium erfüllt, das eine Eignung zur Reduktion des Grads der Fehlsichtigkeit vorgibt (S3), - Vorgeben des Drehwinkels und der Drehachse (31) in Abhängigkeit von: a) einem Ergebnis eines Vergleichs der festgestellten Ist-Geometrie mit der ermittelten Soll-Geometrie, und/oder b) den festgestellten Fehlsichtigkeitsdaten (S5), - anhand der festgestellten Ist-Geometrie: Ermitteln von Grenzflächen (14, 16) eines Lentikels (12) innerhalb des Korrekturbereichs (32), der sich zumindest teilweise über den Korrekturbereich (32) erstreckt, wobei ein Anteil des Lentikels (12) derart ausgestaltet ist, dass er bei einer Drehung (D) des Lentikels (12) in den Verdickungsanteil (42) um die vorgegebene, durch die Kornea (17) verlaufende Drehachse (31) und um den vorgegebenen Drehwinkel den Korrekturbereich (32) von der festgestellten Ist-Geometrie in die ermittelte Soll-Geometrie überführt (S4), - Festlegen von mindestens einem Inzisionsverlauf als Zugang für ein Instrument zum Drehen des Lentikels (12), der sich jeweils von einer vorgegebenen Inzisionsstelle einer Außenseite der Kornea (17) zu einer der festgelegten Grenzflächen (14, 16) hin erstreckt (S7), und - Bereitstellen von Steuerdaten, die die ermittelten Grenzflächen (14, 16) zum Formen des Lentikels (12), den mindestens einen ermittelten Inzisionsverlauf, die vorgegebene Drehachse (31) und eine Rotation des Lentikels (12) um den vorgegebenen Drehwinkel beschreiben (S6).
2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Steuereinrichtung (20) eine Soll-Endposition eines vorgegebenen Lentikelbereichs (52) des gedrehten Lentikels (12) feststellt (S9), und wobei: - die bereitgestellten Steuerdaten ein Markieren der festgestellten Soll-Endposition außerhalb des Lentikels (12) beschreiben; und/oder wobei - die bereitgestellten Steuerdaten ein Markieren des vorgegebenen Lentikelbereichs (52) beschreiben.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die bereitgestellten Steuerdaten ein Markieren des Lentikelbereichs (52) an dessen Koordinaten durch einen Augenlaser beschreibt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Grenzflächen (14, 16) den Lentikel (12) von der Kornea (17) vollständig abtrennen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die ermittelten Grenzflächen (14, 16) den Lentikel (12) nur außerhalb eines Drehbereichs (46) des Lentikels (12), durch den die vorgegebene Drehachse verläuft, aus dem Korrekturbereich (32) der Kornea (17) abtrennen, sodass der Lentikel (12) im Drehbereich (46) mit dem an der Lederhaut verbundenen Körper der Kornea (17) verbunden bleibt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Steuereinrichtung (20) durchführt: - Ermitteln von Grenzflächen (14, 16) eines weiteren, zu extrahierenden Lentikels (12) oder eines zu extrahierenden Lentikelbereichs (52) des zu drehenden Lentikels (12) anhand eines Ergebnisses eines Vergleichs der ermittelten Soll-Geometrie und der festgestellten Ist-Geometrie, der sich vorzugsweise nur im Reduktionsanteil (44) befindet; wobei die bereitgestellten Steuerdaten die Grenzflächen (14, 16) des weiteren Lentikels (12) oder des zu extrahierenden Lentikelbereichs (52) beschreiben (S4).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Steuereinrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass der Laser (18) Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1400 nm, vorzugsweise zwischen 700 nm und 1200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, vorzugsweise zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 KHz, vorzugsweise zwischen 100 KHz und 100 MHz, abgibt.
8. Verfahren zum Steuern einer Behandlungsvorrichtung (10), wobei das Verfahren aufweist: - die Verfahrensschritte eines Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und - Übertragen der bereitgestellten Steuerdaten an einen augenchirurgischen Laser (18) der Behandlungsvorrichtung (10, S8).
9. Steuereinrichtung (20), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
10. Behandlungsvorrichtung (10) mit mindestens einem augenchirurgischen Laser (18) für die Abtrennung eines Hornhautvolumens mit vordefinierten Grenzflächen (14, 16) eines menschlichen oder tierischen Auges (40) mittels Photodisruption und mindestens einer Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 9 .
11. Behandlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet , dass der Laser (18) geeignet ist, Laserpulse in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 1400 nm, vorzugsweise zwischen 700 nm und 1200 nm, bei einer jeweiligen Pulsdauer zwischen 1 fs und 1 ns, vorzugsweise zwischen 10 fs und 10 ps, und einer Wiederholungsfrequenz größer 10 KHz, vorzugsweise zwischen 100 KHz und 100 MHz, abzugeben.
12. Behandlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die Steuereinrichtung (20): - mindestens eine Speichereinrichtung zur zumindest temporären Speicherung von mindestens einem Steuerdatensatz aufweist, wobei der oder die Steuerdatensätze Steuerdaten zur Positionierung und/oder zur Fokussierung einzelner Laserpulse in der Hornhaut umfassen; und - mindestens eine Strahleinrichtung (22) zur Strahlführung und/oder Strahlformung und/oder Strahlablenkung und/oder Strahlfokussierung eines Laserstrahls (24) des Lasers (18) umfasst.
13. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Behandlungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12 ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder ein Verfahren nach Anspruch 8 ausführt.
14. Computerlesbares Medium, auf welchem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Steuerdaten für einen augenchirurgischen Laser. Dabei wird der augenchirurgische Laser für die Abtrennung eines Volumenkörpers aus einer menschlichen oder tierischen Kornea gesteuert. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Steuern einer Behandlungsvorrichtung, eine Steuereinrichtung, eine Behandlungsvorrichtung, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium. Vorrichtungen und Verfahren zur Steuerung von photoablativen ophthalmologischen Lasern sind im Stand der Technik bekannt. Als Alternative zur Laser-in-situ-Keratomileusis (LASIK) kann eine Kurzschnitt-Lentikelextraktion durchgeführt werden („small-incision lenticule extraction“, SMILE), also eine Methode der refraktären Chirurgie, bei der ein Lentikel der Kornea durch einen peripheren Schnitt entfernt wird. Dabei können zum Beispiel ein gepulster Laser und eine Strahlfokussierungseinrichtung so ausgebildet sein, dass die Laserstrahlpulse in einem innerhalb des organischen Materials gelegenen Fokus eine Photodisruption bewirken. Bei einer symmetrischen Pathologie, also bei einer Kornea, die an einer Stelle zu dick ist und dadurch eine Fehlsichtigkeit bewirkt, kann dadurch ein Stück der Hornhaut entfernt werden, um die Fehlsichtigkeit zu korrigieren. Ist die Hornhaut an einer Stelle zu dünn, so kann ein Stück Hornhaut an anderer Stelle extrahiert und in den zu dünnen Bereich transplantiert werden. Femtosekunden-Systeme werden in der Kornea-Chirurgie verwendet, um zum Beispiel einen Teil einer Kornea zu transplantieren („deep anterior lamellar keratoplasty“, „DALK“), und/oder eine perforierende Keratoplastik (PKP). Eine Extraktion eines Lentikel ist jedoch invasiv und kann die Kornea ausdünnen und schwächen. Auch eine Transplantation eines Lentikels ist invasiv und kann die Kornea schwächen und verletzen. Der Artikel „Intrastromal lenticule rotation for treatment of astigmatism up to 10.00 diopters ex vivo in human corneas“ (Damgaard, I.B.; Ivarsen, A.; Hjortdal, J.; Journal of refractive surgery, Vol. 35, 2019, No. 7, S. 451-458) beschreibt eine Bewertung einer Durchführbarkeit intrasomaler Lentikelrotation bis zu 10.00 Dioptrien. Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist das Reduzieren einer Schwächung der Kornea beim Korrigieren einer Hornhaut-Pathologie, insbesondere einer symmetrischen Hornhaut-Pathologie. Die gestellte Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gegeben. Die Erfindung basiert auf der Idee, an einem Korrekturbereich einer Kornea des Auges mit einer Ist-Geometrie, wobei die Kornea im Korrekturbereich einen zu dicken und/oder einen zu dünnen Anteil aufweist, eine Form und eine Position eines Lentikels innerhalb des Korrekturbereichs zu ermitteln, der durch seine Form bei einer Drehung um einen vorgegebenen Drehwinkel die Dicke des zu dicken Anteils reduziert und/oder den zu dünnen Anteil verstärkt. Vorzugsweise kann die Korrektur ohne Extraktion durchgeführt werden, jedoch kann in Abhängigkeit von der Pathologie ein Teil des Lentikels extrahiert und nur der Rest gedreht werden. Vorzugsweise kann auch der Drehwinkel ermittelt werden. Der Drehwinkel kann vorzugsweise anhand der Hornhaut-Pathologie vorgegeben werden. Mit anderen Worten erfolgt keine vollständige Extraktion eines Lentikels, idealerweise keine Extraktion, und auch keine Transplantation. Vielmehr wird ein Lentikel wird so geformt und gedreht, dass der zu dicke und/oder der zu dünne Anteil der Kornea durch die Drehung zumindest teilweise ausgeglichen werden. Hierdurch kann die Fehlsichtigkeit korrigiert werden. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren bereitgestellten Steuerdaten können eine Behandlungsvorrichtung dahingehend steuern, dass der Eingriff weniger invasiv ist und damit die Kornea weniger verdünnt und/oder weniger geschwächt wird. Mit anderen Worten ermöglichen die erfindungsgemäßen Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen ein für die Kornea sehr viel schonendere und damit weniger belastende Behandlung der Kornea. Ein erster Aspekt betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Steuerdaten für einen augenchirurgischen Laser, wobei das Verfahren die folgenden, durch eine Steuereinrichtung durchgeführten Schritte aufweist. Unter einer Steuereinrichtung wird dabei ein Gerät, eine Gerätekomponente oder eine Gerätegruppe verstanden, das/die zum Empfangen und Auswerten von Signalen eingerichtet ist, sowie zum Bereitstellen, zum Beispiel Erzeugen, von Steuerdaten. Die Steuereinrichtung kann zum Beispiel als Steuerchip, Computerprogramm, Computerprogrammprodukt oder Steuergerät ausgestaltet sein. Durch die Steuereinrichtung erfolgt ein Feststellen von Fehlsichtigkeitsdaten, die einen Grad einer Fehlsichtigkeit eines menschlichen oder tierischen Auges beschreiben. Die Fehlsichtigkeitsdaten können zum Beispiel eine Ametropie b