DE102014012631A1

DE102014012631A1 - Augenchirurgiesystem

Info

Publication number: DE102014012631A1
Application number: DE102014012631.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Beder; Marco Wilzbach
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2016-02-25

Abstract

Ein Augenchirurgiesystem 1 für die Behandlung eines Auges 3 umfasst eine Optik 7, wenigstens eine Laserlichtquelle 31, 59, ein Messmodul 57 mit wenigstens einem Lichtdetektor 69 und eine Steuerung 21; wobei die Optik dazu konfiguriert ist, von der Laserlichtquelle erzeugtes Laserlicht in einer Fokusebene 33 der Optik an mehreren Orten 47 zu fokussieren; wobei die Optik ferner dazu konfiguriert ist, von den Orten 47 ausgehendes Licht zu dem Messmodul zu führen und an dem Messmodul zu fokussieren; und wobei die Steuerung 21 dazu konfiguriert ist, eine Position der Fokusebene 33 in dem Auge in Abhängigkeit von einem von dem wenigstens einen Lichtdetektor ausgegebenen Detektionssignal 70 einzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Augenchirurgiesystem für die Behandlung eines Auges und insbesondere ein solches Augenchirurgiesystem, welches die Durchführung einer Kapsulorhexis erleichtert. Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zum Vorbereiten und Verfahren zum Durchführen einer Kapsulorhexis.
Bei einer Kataraktchirurgie wird die getrübte natürliche Augenlinse entfernt, wobei Strukturen des elastischen Kapselsacks in dem Auge belassen werden, um die künstliche Intraokularlinse (IOL) zu haltern. Ein wesentlicher Schritt bei einem solchen Eingriff wird als Kapsulorhexis bezeichnet und umfasst das Erzeugen eines Lochs in dem Kapselsack, um die Entfernung der natürlichen Linse zu erlauben. Darüber hinaus wird durch dieses Loch die Intraokularlinse in den Kapselsack eingeführt. Nach herrschender Lehre soll dieses Loch im Kapselsack eine kreisrunde Gestalt und einen an den Durchmesser der Intraokularlinse angepassten Durchmesser aufweisen. Herkömmlicherweise wird die Kapsulorhexis mit Hilfe eines chirurgischen Werkzeugs, wie etwa einer Pinzette oder einer Nadel, ausgeführt. Dieser Eingriff ist schwierig und erfordert einen erfahrenen Chirurgen, um zuverlässig gute Ergebnisse zu erzielen.
Es wurde in Betracht gezogen, einen Hochleistungs-Femtosekunden-Laser dazu zu verwenden, das Gewebe des Kapselsacks entlang einer kreisförmigen Linie, welche das in dem Kapselsack zu erzeugende Loch begrenzt, zu modifizieren und zu schwächen. Es würde dann auch für weniger erfahrene Chirurgen möglich sein, das Gewebe im Inneren der kreisförmigen Linie zuverlässig zu entfernen. Ein Hochleistungs-Femtosekunden-Laser ist jedoch sehr teuer.
Es wurde kürzlich vorgeschlagen, ein lichtabsorbierendes Agens an dem vorderen Kapselsack zu applizieren und einen CW-Laser mit niedriger Leistung dazu zu verwenden, einen fokussierten Laserstrahl zum Modifizieren des Gewebes entlang einer Linie zu scannen, die das in dem Kapselsack zu erzeugende Loch begrenzt. Das lichtabsorbierende Agens absorbiert das Laserlicht, um an dem Gewebe des Kapselsacks einen thermischen Effekt zu erzeugen, welcher das Gewebe derart modifiziert, dass es geschwächt wird. Das Gewebe im Inneren der geschlossenen Linie kann nachfolgend entfernt werden.
Es wird befürchtet, dass bei einem solchen Eingriff Laserlicht mit einer hohen Intensität pro Flächeneinheit auf von dem Kapselsack verschiedenes Gewebe des Auges trifft, so dass solches anderes Gewebe in unerwünschter Weise modifiziert und geschädigt wird. Insbesondere wird eine Schädigung der Retina des Auges befürchtet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Augenchirurgiesystem und ein Verfahren zum Durchführen einer Kapsulorhexis vorzuschlagen, mit welchem Laserlicht im Bereich des Kapselsacks eines Auges fokussiert werden kann.
Ausführungsformen der Erfindung sehen ein Verfahren zum Durchführen einer Kapsulorhexis vor, welches ein Applizieren eines lichtabsorbierendes Agens an einem Kapselsack eines Auges umfasst. Das Agens kann beispielsweise Trypanblau sein. Es wird dann ein Augenchirurgiesystem dazu verwendet, das Gewebe des Kapselsacks mit Laserlicht entlang einer langgestreckten Linie zu modifizieren. Die langgestreckte Linie kann beispielsweise kreisförmig geschlossen sein, und entlang dieser Linie kann das Gewebe des Kapselsacks derart modifiziert werden, dass es geschwächt ist und das Gewebe innerhalb der Linie einfach entfernt werden kann.
Dieses Verfahren beinhaltet ein Verfahren zum Vorbereiten einer Kapsulorhexis, welches nicht unbedingt von einem Chirurgen ausgeführt werden muss und beispielsweise von einem Assistenten ausgeführt werden kann. Das Verfahren zum Vorbereiten der Kapsulorhexis wird ausgeführt, nachdem das lichtabsorbierende Agens an dem Kapselsack des Auges appliziert wurde. Das Verfahren zum Vorbereiten beinhaltet im Wesentlichen eine Justage des Augenchirurgiesystems derart, dass bei der nachfolgenden Durchführung der Kapsulorhexis der Laserstrahl zuverlässig im Bereich des Kapselsacks fokussiert ist, um eine hohe Laserleistung pro Flächeneinheit im Bereich des Kapselsacks bereitstellen zu können und von dem Kapselsack verschiedenes Gewebe zu schonen.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Augenchirurgiesystem eine Optik, eine Laserlichtquelle, ein Messmodul mit wenigstens einem Lichtdetektor und eine Steuerung. Hierbei ist die Optik dazu konfiguriert, von der Laserlichtquelle erzeugtes Laserlicht in einer Fokusebene der Optik an mehreren Orten zu fokussieren, welche innerhalb eines Auges liegen. Damit ist die Optik dazu konfiguriert, von der Laserlichtquelle erzeugtes Laserlicht so zu einem Auge zu führen, dass das Laserlicht an Orten fokussiert wird, welche auf einer Fläche in dem Auge liegen. Bei einer idealen Einstellung kann die Fläche, innerhalb welcher die Orte liegen, an denen das Laserlicht fokussiert ist, das heißt die Fokusebene der Optik, mit der Fläche des Kapselsacks zusammenfallen, an welchem das lichtabsorbierende Agens appliziert wurde. Damit wird das Laserlicht dort fokussiert, wo auch das lichtabsorbierende Agens angeordnet ist, nämlich an der Oberfläche des Kapselsacks, so dass das Laserlicht nachfolgend an diesen Orten einen wirksamen lokalen thermischen Effekt erzeugen kann, welcher das Gewebe des Kapselsacks modifiziert.
Das Augenchirurgiesystem unterstützt dessen Einstellung derart, dass die Fokusebene, in welcher die Orte liegen, an denen das Laserlicht fokussiert wird, relativ zu dem Auge so positioniert werden kann, dass die Fokusebene zum Beispiel mit dem Kapselsack im Wesentlichen zusammenfällt. Hierzu ist die Optik konfiguriert, indem sie Licht, welches von dem Kapselsack ausgeht, zu dem Messmodul führt und dort fokussiert. Wenigstens ein Teil des im Bereich des Messmoduls fokussierten Lichts trifft auf den wenigstens einen Lichtdetektor des Messmoduls, welcher ein dem Lichteinfall entsprechendes Detektionssignal ausgibt. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, Komponenten des Augenchirurgiesystems in Abhängigkeit von dem Detektionssignal anzusteuern, um die Position der Fokusebene, in welcher das Laserlicht fokussiert wird, relativ zu dem Auge einzustellen. Beispielsweise kann die Steuerung die Position der Fokusebene basierend auf dem Detektionssignal derart ändern und einstellen, bis eine Intensität des auf den wenigstens einen Lichtdetektor treffenden Lichts maximal ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Optik eine variable Optik, welche einen Aktuator umfasst, um einen Abstand der Fokusebene von der Optik zu ändern. Beispielsweise kann der Aktuator ein optisches Element der Optik relativ zu anderen optischen Elementen der Optik bewegen, um den Abstand der Fokusebene von der Optik zu ändern. Die Steuerung kann dann dazu konfiguriert sein, diesen Aktuator in Abhängigkeit von dem von dem wenigstens einen Lichtdetektor ausgegebenen Detektionssignal zu kontrollieren.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Augenchirurgiesystem ein Stativ, welches die Optik relativ zu dem Auge haltert, wobei das Stativ einen Aktuator umfasst, um einen Abstand zwischen der Optik und dem Auge zu ändern. Beispielsweise kann der Aktuator ein motorischer Antrieb sein, welcher an einer Komponente oder einem Paar von Komponenten des Stativs eine translatorische oder rotatorische Bewegung erzeugt. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, diesen Aktuator in Abhängigkeit von dem von dem wenigstens einen Lichtdetektor ausgegebenen Detektionssignal zu kontrollieren.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Messmodul eine strahlbegrenzende Detektionsapertur, welche in einem Strahlengang zwischen der Fokusebene innerhalb des Auges und dem wenigstens einen Lichtdetektor angeordnet ist, so dass der Lichtdetektor nur Licht detektieren kann, welches die Detektionsapertur durchsetzt hat. Hierbei kann die Optik so konfiguriert sein, dass sie Licht, welches von Orten in der Fokusebene ausgeht, an der Detektionsapertur fokussiert. Die Detektionsapertur kann beispielsweise als eine lichtundurchlässige Platte ausgebildet sein, welche eine kreisrunde Öffnung aufweist, durch welche das Licht, welches von dem Lichtdetektor detektiert wird, passieren kann. Die Öffnung kann einen Durchmesser von beispielsweise 0,001 mm oder 0,02 mm aufweisen.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen ist die Optik dazu konfiguriert, Orte in der Fokusebene auf die Detektionsapertur abzubilden. Hierdurch kann der Effekt erzielt werden, dass der Großteil des von dem Lichtdetektor detektieren Lichts von den Orten in dem Auge ausgeht, an denen auch das Laserlicht fokussiert ist. Das Messmodul ist damit dazu konfiguriert, Licht, welches von den Orten innerhalb der in dem Auge angeordneten Fokusebene ausgeht, selektiv zu detektieren. Damit kann auch die Steuerung diese Fokusebene innerhalb des Auges mit hoher Präzision so positionieren, dass die Fokusebene im Wesentlichen mit dem Kapselsack zusammenfällt, welcher nach dem Applizieren des lichtabsorbierenden Agens auf diese Weise detektierbar wird.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen repräsentiert das Detektionssignal eine Intensität des auf den Lichtdetektor treffenden Lichts, und die Steuerung kann dann dazu konfiguriert sein, die Position der Fokusebene in dem Auge in Abhängigkeit von dem Detektionssignal so einzustellen, dass die Intensität des auf den Lichtdetektor treffenden Lichts maximal wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Messmodul einen ersten Lichtdetektor und einen zweiten Lichtdetektor auf, welche beide Licht empfangen, welches von der Fokusebene innerhalb des Auges ausgeht. Beispielsweise kann ein Strahlteiler vorgesehen sein, um den Strahlengang so aufzuteilen, dass jeder Lichtdetektor in einem Teil des Strahlengangs angeordnet ist. Das Messmodul weist ferner eine erste Detektionsapertur, welche in dem Strahlengang zwischen der Fokusebene und dem ersten Lichtdetektor angeordnet ist, und eine zweite Detektionsapertur auf, welche in dem Strahlengang zwischen der Fokusebene und dem zweiten Lichtdetektor angeordnet ist, wobei die beiden Detektionsaperturen entlang der Strahlengänge mit unterschiedlichen Abständen von der Fokusebene angeordnet sind. Die erste und die zweite Detektionsapertur können jeweils als eine Detektionsapertur ausgebildet sein, wie dies vorangehend bereits erläutert wurde.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen hierin repräsentiert das Detektionssignal des ersten Lichtdetektors eine auf den ersten Lichtdetektor treffende Lichtintensität, und das Detektionssignal des zweiten Lichtdetektors repräsentiert eine auf den zweiten Lichtdetektor treffende Lichtintensität, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Position der Fokusebene in dem Auge so einzustellen, dass die auf den ersten Lichtdetektor treffende Lichtintensität und die auf den zweiten Lichtdetektor treffende Lichtintensität ein vorbestimmtes Verhältnis aufweisen und insbesondere gleich sind. Im letzteren Fall kann es sein, dass die Optik die Fokusebene innerhalb des Auges auf einen Ort entlang des Strahlengangs abbildet, welcher zwischen der ersten und der zweiten Detektionsapertur angeordnet ist. Das heißt, dass beispielsweise die erste Detektionsapertur im Strahlengang vor dem Bild der Fokusebene angeordnet ist und die zweite Detektionsapertur im Strahlengang hinter dem Bild der Fokusebene angeordnet ist. Eine derartige Anordnung mit zwei Detektionsaperturen und zwei Lichtdetektoren erlaubt eine schnelle und sichere Einstellung der Optik und der durch diese Optik definierten Fokusebene innerhalb des Auges relativ zu dem Auge.
Gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Messmodul eine Vielzahl von Lichtdetektoren, welche entlang des Strahlengangs mit unterschiedlichen Abständen von der Fokusebene innerhalb des Auges angeordnet sind. Ein jeder der Lichtdetektoren kann ein Detektionssignal bereitstellen, welches eine Lichtintensität des auf den jeweiligen Lichtdetektor treffenden Lichts repräsentiert. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen hierin umfasst das Messmodul ein astigmatisches optisches Element, wie beispielsweise eine Zylinderlinse, welches Licht, das von einem Ort innerhalb der Fokusebene innerhalb des Auges ausgeht, entlang einer Linie fokussiert. Die Vielzahl von Lichtdetektoren kann dann so angeordnet sein, dass deren Abstand von der Fläche innerhalb des Auges in Linienrichtung des Linienfokus zunimmt, so dass gleichzeitig mehrere der Lichtdetektoren mit Messlicht beleuchtet werden. Diejenigen Lichtdetektoren, die entlang der Linie an der Position des Strahlengangs angeordnet sind, wo ein optisches Abbild des Orts in der Fokusebene innerhalb des Auges entsteht, werden eine maximale Lichtintensität detektieren, so dass umgekehrt aus dieser Position auf die Lage der Fokusebene innerhalb des Auges geschlossen werden kann.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Augenchirurgiesystem eine strahlbegrenzende Beleuchtungsapertur, welche im Strahlengang zwischen der Laserlichtquelle und der Fokusebene innerhalb des Auges so angeordnet ist, dass nur Laserlicht zu der Fläche gelangen kann, welches die Beleuchtungsapertur durchsetzt hat. Die Beleuchtungsapertur kann wie die Detektionsapertur ausgebildet sein, das heißt beispielsweise als eine Platte, welche eine kreisrunde Öffnung aufweist.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen ist die Optik dazu ausgebildet, die Beleuchtungsapertur auf die Fokusebene innerhalb des Auges abzubilden, so dass an dem Ort in der Fokusebene, auf welchen die Beleuchtungsapertur abgebildet wird, eine hohe Lichtintensität erzeugt werden kann, um dort das Gewebe des Kapselsacks zu modifizieren.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Optik wenigstens ein Ablenkelement, welches dazu konfiguriert ist, den Ort, an dem das Laserlicht die Fokusebene durchsetzt, innerhalb der Fokusebene zu verlagern, wobei die Steuerung dazu konfiguriert sein kann, den Ort entlang einer langgestreckten Linie zu verlagern, so dass das Laserlicht zeitlich nacheinander an den Orten fokussiert wird, welche auf der langgestreckten Linie liegen. Das fokussierte Laserlicht wird, in anderen Worten, entlang der langgestreckten Linie gescannt.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen ist die Optik dazu konfiguriert, das Laserlicht, welches die Beleuchtungsapertur durchsetzt hat, gleichzeitig an mehreren Orten, welche auf einer langgestreckten, insbesondere kreisförmigen, Linie liegen, in der Fokusebene zu fokussieren.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen hierin umfasst die Optik ein optisches Element, welches dazu konfiguriert ist, einen Hohlstrahl zu erzeugen, wobei das optische Element insbesondere ein Axicon und/oder ein Hologramm und/oder ein Feld aus ansteuerbaren Mikrospiegeln (”digital mirror array”, DMD) umfassen kann.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen weist das Augenchirurgiesystem zwei Betriebsmodi auf, wobei in einem ersten Betriebsmodus das Laserlicht mit einer niedrigen Intensität an den Orten in der Fokusebene fokussiert wird und das von den Orten ausgehende Licht mit dem Messmodul detektiert wird, um die Position der Fokusebene innerhalb des Auges einzustellen, und wobei in einem zweiten Betriebsmodus das Laserlicht mit einer hohen Intensität an den Orten fokussiert wird, um das Gewebe des Auges zu modifizieren. In einer beispielhaften Ausführungsform hierin ist die Steuerung dazu konfiguriert, in dem zweiten Betriebsmodus die Intensität des an den Orten fokussierten Laserlichts und/oder eine Geschwindigkeit des Verlagerns des Orts entlang der Linie in Abhängigkeit von dem Detektionssignal einzustellen. Hierdurch kann erreicht werden, dass an sämtlichen Orten an einem mit einem lichtabsorbierenden Agens eingefärbten Kapselsack eine gleiche thermische Wirkung des Laserstrahls erzeugt wird, auch wenn sich die Orte hinsichtlich einer Konzentration des dort applizierten lichtabsorbierenden Agens unterscheiden.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Augenchirurgiesystems;
2 eine schematische Darstellung eines Messmoduls einer zweiten Ausführungsform eines Augenchirurgiesystems;
3 eine schematische Darstellung eines Messmoduls einer dritten Ausführungsform eines Augenchirurgiesystems;
4 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf einen Lichtdetektor des Messmoduls der 3;
5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Optik, welche Laserlicht entlang einer langgestreckten Linie fokussiert;
6 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Augenchirurgiesystems;
7 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines Augenchirurgiesystems;
8 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform eines Augenchirurgiesystems;
9 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Durchführen einer Kapsulorhexis; und
10 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform eines Verfahrens zum Durchführen einer Kapsulorhexis.
1 zeigt schematisch ein Augenchirurgiesystem 1 zur Durchführung einer Kapsulorhexis. Es sei angenommen, dass ein Auge 3 eines Patienten eine Katarakt entwickelt hat, so dass eine in einem Kapselsack 5 des Auges 3 enthaltene getrübte natürliche Linse des Auges durch eine Intraokularlinse (IOL) als Implantat zu ersetzen ist. Zu diesem Zweck wird eine Kapsulorhexis durchgeführt, welche die Erzeugung einer Öffnung in dem Kapselsack beinhaltet. Durch diese Öffnung wird die natürliche Augenlinse entfernt und die Intraokularlinse in den Kapselsack eingeführt. Das Augenchirurgiesystem 1 wird dazu verwendet, die Durchführung der Kapsulorhexis zu unterstützen. Insbesondere kann das Augenchirurgiesystem 1 einen Laserstrahl emittieren, welcher Laserlicht an einer Vielzahl von Orten entlang einer geschlossenen Linie auf dem Kapselsack fokussiert, um das Gewebe des Kapselsacks so zu modifizieren, dass es geschwächt wird. Die geschlossene langgestreckte Linie umgrenzt die zu formende Öffnung in dem Kapselsack und das Gewebe innerhalb der geschlossenen Linie kann nach der Schwächung des Gewebes entfernt werden, um die Öffnung in dem Kapselsack zu formen. Das hier beschriebene Verfahren zum Erzeugen der Kapsulorhexis umfasst das Applizieren eines lichtabsorbierenden Agens an dem Kapselsack. Hintergrundinformation zu einem solchen Verfahren kann aus der US 8,409,182 B2 gewonnen werden, deren Offenbarung durch Inbezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Das in den hier erläuterten Ausführungsformen verwendete lichtabsorbierende Agens ist Trypanblau, welches von Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA bezogen werden kann.
Das Augenchirurgiesystem 1 umfasst einen Optikteil 7, welcher in einem Gehäuse 9 untergebracht sein kann. Der Optikteil 7 wird von einem Stativ 11 getragen, welches an einer Decke, einer Wand oder einem Boden 13 eines Raumes festgemacht sein kann. Da der Patient mit seinem Kopf und dem Auge auf einer relativ zu dem Raum fest angeordneten Unterlage ruht, umfasst das Stativ 11 mehrere zueinander bewegbare Komponenten 15, welche relativ zueinander verlagerbar sind, um den Optikteil 7 relativ zu dem Auge 3 zu positionieren. Das Stativ 11 kann auch einen oder mehrere Aktuatoren 17 umfassen, um die bewegbaren Komponenten 15 relativ zueinander zu verlagern und welche über eine Steuerleitung 19 von einer Steuerung 21 kontrolliert werden, so dass eine Position der Optik 7 relativ zu dem Auge 3 durch die Steuerung 21 einstellbar ist. Die Steuerung 21 kann einen oder mehrere elektronische Schaltkreise, wie beispielsweise einen Prozessor und Speicherbausteine umfassen, die innerhalb des Gehäuses 9 oder außerhalb des Gehäuses und mit Abstand von dem Optikteil 7 angeordnet sein können. Die Steuerung 15 kann beispielsweise als ein Computer ausgeführt sein, welcher eine Steuerungssoftware betreibt und an verschiedene Komponenten des Augenchirurgiesystems 1 angeschlossen ist, um diese zu kontrollieren.
Der Optikteil 7 kann ein Mikroskop 23 mit einer Objektivlinse 25 und zwei Okularen 27 umfassen, in welche ein Chirurg mit seinen beiden Augen Einblick nehmen kann, um den Eingriff zu beobachten.
Der Optikteil 7 umfasst ferner einen Laserbehandlungs- und Messteil 28, um Laserlicht zum Modifizieren des Kapselsacks zu liefern. Der Laserbehandlungs- und Messteil 28 umfasst einen von der Steuerung 21 über eine Steuerleitung 29 kontrollierten Behandlungslaser 31, welcher Laserlicht erzeugt, welches in einer Fokusebene 33 fokussiert wird, um dort das Gewebe des Kapselsacks 5 zu modifizieren. Der Laser 31 liefert Laserlicht mit einer auf das lichtabsorbierende Agens abgestimmten Wellenlänge, welche bei der Verwendung von Trypanblau beispielsweise in einem Bereich von 580 nm bis 610 nm liegen kann. Das Laserlicht gibt der Laser 31 über eine Glasfaser 35 aus, an deren Ende 36 das Laserlicht austritt. Das Ende 36 der Glasfaser 35 wirkt somit als eine Punktlichtquelle für einen Laserstrahl 37, der von einer Linse 38 kollimiert wird. Danach durchtritt der Laserstrahl zwei halbdurchlässige Spiegel 39 und 40, wird an einem Ablenkspiegel 41 reflektiert und von einer Linse 43 zu einem Laserstrahl 44 geformt, welcher an einem unterhalb der Objektivlinse 25 angeordneten Spiegel 45 reflektiert wird, so dass der Strahl 44 in der Fokusebene 33 an einem Ort 47 fokussiert wird. Die Optik aus den Linsen 38 und 43 bildet das Faserende 36 an den Ort 47 in der Fokusebene 33 ab. Anstatt den Laserstrahl 44 an dem unterhalb der Objektivlinse 25 angeordneten Spiegel 45 hin zu dem Objektfeld des Mikroskops 23 zu reflektieren, ist es ebenso möglich, einen entsprechenden Spiegel in 1 oberhalb der Objektivlinse 25 anzuordnen, an welchem der Laserstrahl hin zu dem Objektfeld des Mikroskops 23 reflektiert wird und auch die Objektivlinse 25 durchsetzt. Die Objektivlinse 25 trägt dann zur Fokussierung des Laserstrahls bei, so dass die Linse 43 mit einer entsprechend kleineren Brechkraft ausgestattet oder weggelassen werden kann.
Der Ablenkspiegel 41 ist in zwei Raumrichtungen verschwenkbar, wie dies durch Pfeile 49 in 1 angedeutet ist. Die Schwenkstellung des Ablenkspiegels 41 wird von einem Aktuator 51 eingestellt, welcher von der Steuerung 21 über eine Steuerleitung 52 kontrolliert wird. Durch Verschwenken des Ablenkspiegels 41 ist es möglich, den Ort 47, an dem das Laserlicht fokussiert ist, innerhalb der Fokusebene 33 zu verlagern. Anstatt eines Schwenkspiegels, der in zwei Raumrichtungen verlagerbar ist, können auch zwei Schwenkspiegel eingesetzt werden, welche im Strahlengang hintereinander angeordnet sind und in jeweils eine Raumrichtung durch jeweils einen Aktuator verlagerbar sind.
Die Steuerung 21 ist dazu konfiguriert, den Laser 31 einzuschalten und den Ort 47 entlang einer geschlossenen kreisförmigen Linie in der Fokusebene 33 zu bewegen. Da der Kapselsack mit dem lichtabsorbierenden Agens eingefärbt ist, wird dort Laserleistung absorbiert und deren thermische Wirkung modifiziert das Gewebe des Kapselsacks entlang der kreisförmigen Linie. Hierzu ist es wesentlich, dass die Fokusebene 33, in welchen die Orte 47 angeordnet sind, an denen das Laserlicht fokussiert ist, im Wesentlichen mit der Oberfläche des eingefärbten Kapselsacks zusammenfällt. Dann nämlich ist die thermische Wirkung des Laserstrahl an dem Kapselsack maximal und die Belastung anderer Teile des Auges 3 durch das Laserlicht entsprechend minimal. Um die Optik so einzustellen, dass die Fokusebene 33 mit der Oberfläche des Kapselsacks 5 im Wesentlichen zusammenfällt, sind in der Ausführungsform der 1 zwei Möglichkeiten illustriert. Zum einen kann die Steuerung 21 den Aktuator 17 betätigen, um einen Abstand des Optikteils 7 von dem Auge 3 und damit die Lage der Fokusebene 33 innerhalb des Auges 3 zu verändern. Zum anderen ist die Linse 43 eine bewegbare optische Komponente, welche in Richtung des Strahlengangs des Laserstrahls 44 verlagerbar ist, wie dies durch einen Pfeil 53 in 1 angedeutet ist. Die Bewegung der Linse 43 wird durch einen Aktuator 54 hervorgerufen, welcher über eine Steuerleitung 55 von der Steuerung 21 kontrolliert wird. Durch die Verlagerung der Linse 43 kann die Position der Fokusebene 33 in dem Auge verändert werden, ohne die Position der Optik 7 relativ zu dem Auge zu verändern.
Die Steuerung 21 betätigt den Aktuator 17 und/oder den Aktuator 54 in Abhängigkeit von Detektionssignalen, welche von einem Messmodul 57 erzeugt werden. Das Messmodul 57 umfasst einen von der Steuerung 21 über eine Steuerleitung 58 kontrollierten Justagelaser 59, welcher Laserlicht über eine Glasfaser 61 liefert, so dass ein Ende 62 der Glasfaser 61 eine Punktlichtquelle für das Laserlicht zur Justage bildet. Das aus dem Faserende 62 austretende Licht wird von einer Linse 63 kollimiert und an dem halbdurchlässigen Spiegel 39 reflektiert, so dass es mit dem Strahlengang des von dem Laser 31 erzeugten Laserlichts 37 überlagert ist. Das Faserende 62 und die Linse 63 sind so angeordnet, dass ein optisches Abbild des als Punktlichtquelle wirkenden Faserendes 62 ebenfalls an dem Ort 47 in der Ebene 33 entsteht. Dort wird das auftreffende Licht des Justagelasers 49 von dem Gewebe des Auges und dem lichtabsorbierenden Agens absorbiert, gestreut oder reflektiert. Ein Teil des gestreuten oder reflektierten Lichts wird an dem Spiegel 45 reflektiert, durchsetzt die Linse 43, wird an dem Ablenkspiegel 41 und darauffolgend an dem halbdurchlässigen Spiegel 40 reflektiert und von einer Linse 65 auf eine Öffnung 67 einer Aperturplatte 68 fokussiert. Die Öffnung 67 bildet eine Detektionsapertur des Messmoduls 57. Die Linse 65 und die Aperturplatte 68 sind so angeordnet, dass an der Öffnung 67 ein optisches Abbild des Ortes 47 in der Ebene 33 entsteht. Licht, welches die Öffnung 67 durchsetzt, wird von einem Lichtdetektor 69 detektiert, welcher ein die Intensität des detektierten Lichts repräsentierendes Detektionssignal über eine Signalleitung 70 an die Steuerung 21 liefert. Aufgrund der optischen Abbildung des Ortes 47 in der Ebene 33 auf die Apertur 67 detektiert der Lichtdetektor 69 im Wesentlichen nur Licht, welches von dem Ort 47 in der Fokusebene 33 ausgegangen ist, wo auch das Laserlicht fokussiert wird. Die Steuerung 21 kann dann die Aktuatoren 17 und/oder 54 so lange betätigen, bis das von den Lichtdetektor 69 gelieferte und die detektierte Lichtintensität repräsentierende Detektionssignal maximal ist. Dann ist anzunehmen, dass die Ebene 33 mit der Oberfläche des Kapselsacks 5 zusammenfällt und das Licht des Behandlungslasers 31 mit maximaler Intensität an dem Kapselsack fokussiert werden kann, um dort das Gewebe zu modifizieren. Die Steuerung kann dann von einem erstem Betriebsmodus, in welchem das Licht des Justagelasers 59 auf das Auge gerichtet wird und die Aktuatoren 17 und/oder 54 in Abhängigkeit von dem detektierten Licht eingestellt werden, in einen zweiten Betriebsmodus umgestellt werden, in welchem das Licht des Behandlungslasers 31 durch Verschwenken des Spiegels 41 mittels des von der Steuerung 21 kontrollierten Aktuators 51 entlang der kreisförmigen Linie auf dem Kapselsack geführt wird.
In dem vorangehenden erläuterten Ausführungsbeispiel wird ein Behandlungslaser 31 zum Modifizieren des Gewebes und ein Justagelaser 59 zur Einstellung verwendet. Es ist jedoch auch möglich, hierfür lediglich den Behandlungslaser 31 zu verwenden, wenn dieser in dem ersten Betriebsmodus zur Justage mit einer geringeren Intensität betrieben wird, um während der Justage das Gewebe des Kapselsacks nicht zu modifizieren. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Laser in einem Betriebsmodus betrieben wird, in welchem er Licht geringerer Intensität erzeugt, oder indem ein das Laserlicht abschwächendes Element in den Strahlengang des Laserlichts 37 bewegt wird.
In dem anhand 1 erläuterten Ausführungsbeispiel wird eine Punktlichtquelle optisch auf den Ort 47 an dem Kapselsack abgebildet. Eine derartige Punktlichtquelle kann durch eine strahlbegrenzende Beleuchtungsapertur erzeugt werden, welche als eine Öffnung in einer Aperturplatte ausgeführt ist, welche mit Laserlicht von einer Seite beleuchtet wird, so dass auf der anderen Seite der Aperturplatte das Licht durch die Öffnung wie aus einer Punktlichtquelle austritt. Eine derartige Beleuchtungsapertur wird auch als Pinhole bezeichnet. In dem in 1 erläuterten Beispiel wird eine solche stahlbegrenzende Apertur von dem Ende 36 der Glasfaser 35 gebildet, aus welcher das Licht ebenfalls wie aus einer Punktlichtquelle austritt.
Nachfolgend werden Varianten des Augenchirurgiesystems der 1 erläutert. Hierbei werden einander hinsichtlich ihres Aufbaus oder ihrer Funktion entspreche Komponenten, mit entsprechenden Ziffern bezeichnet, welche zu Unterscheidung mit einem zusätzlichen Buchstaben versehen sind. Zum Verständnis solcher Komponenten sollte jeweils auf die gesamte vorangegangene und nachfolgende Offenbarung Bezug genommen werden.
In der Ausführungsform der 1 werden die Punktlichtquelle 36 für das Laserlicht zum Modifizieren des Gewebes und die Punktlichtquelle 62 für das Laserlicht zur Justage an den Ort 47 in der Fokusebene abgebildet. Umgekehrt wird der Ort 47 in der Fokusebene auf die Detektionsapertur 67 abgebildet. Dies bedeutet, dass die Punktlichtquelle 36 und die Detektionsapertur 67 konfokal zueinander angeordnet sind. Ebenso sind die Punktlichtquelle 62 und die Detektionsapertur 67 konfokal zueinander angeordnet.
Hierbei kann durch geeignete Filter und/oder polarisierende Elemente verhindert werden, dass Licht des einen Lasers in denselben oder den anderen Laser oder den anderen Detektor zurückreflektiert wird.
2 zeigt eine Variante eines Messmoduls 57a. Das von dem Auge zurückkommende Messlicht wird von einer Linse 65a fokussiert, wobei in einem Strahlengang hinter der Linse 65a ein Strahlteiler 81 angeordnet ist, so dass der Strahl aufgeteilt wird und in zwei Ebenen 82 ₁ und 82 ₂ jeweils ein Strahlfokus entsteht. In einem jeden der aufgeteilten Strahlen ist eine Detektionsapertur angeordnet. Allerdings ist eine erste Detektionsapertur mit einer Aperturplatte 68a ₁ und einer darin vorgesehenen Öffnung 67a ₁ im Strahlengang vor der Ebene 82 ₁ des Focus angeordnet, während in dem anderen Strahlengang eine Detektionsapertur mit einer Aperturplatte 68a ₂ und einer darin vorgesehenen Öffnung 67a ₂ im Strahlengang hinter der Ebene 82 ₂ des Fokus angeordnet ist. Im Strahlengang hinter der Detektionsapertur 67a ₁ ist ein Lichtdetektor 69a ₁ angeordnet, welcher nur Licht detektieren kann, welches die Detektionsapertur 67a ₁ durchsetzt hat, und im Strahlengang hinter der Detektionsapertur 67a ₂ ist ein Detektor 69a ₂ angeordnet, welcher nur Licht detektieren kann, welches die Detektionsapertur 67a ₂ durchsetzt hat.
Damit ist bei der gewünschten Einstellung des Augenchirurgiesystems keine der beiden Detektionsaperturen 67a ₁ und 67a ₂ genau in dem Fokus angeordnet, auf den ein Ort des Kapselsacks abgebildet wird. Allerdings können die von den Lichtdetektoren 69a ₁ und 69a ₂ ausgegebenen Detektionssignale dennoch von der Steuerung verwendet werden, um die Ebene (33 in 1), in welcher das Laserlicht zum Modifizieren des Gewebes und zur Justage fokussiert ist, innerhalb des Auges zu positionieren. Beispielsweise kann die Steuerung die Einstellung der Ebene innerhalb des Auges basierend auf einem Verhältnis der beiden von den beiden Lichtdetektoren 69a ₁ und 69a ₂ gelieferten Detektionssignale einstellen. Eine besonders präzise Einstellung ist dann möglich, wenn die Komponenten der Optik so zueinander positioniert sind, dass die Ebenen 82 ₁ und 82 ₂, in welchen das Bild der Fokusebene 33 entsteht, mit gleichen Abständen von den Detektionsaperturen 67a ₁ und 67a ₂ angeordnet sind.
Das in 2 gezeigte Messmodul kann in dem anhand der 1 erläuterten Augenchirurgiesystem eingesetzt werden.
Die 3 und 4 zeigen eine weitere Variante eines Messmoduls 57b. Das von dem Auge zurückkommende Messlicht wird nicht, wie in der in 2 dargestellten Ausführungsform in einer Ebene 82b in einem Punkt fokussiert sondern durch eine Zylinderlinse 65b entlang einer Linie in einer Ebene 82b. Ein Lichtdetektor 69b umfasst eine Vielzahl von Detektionselementen, welche in einer Reihe entlang einer Linie oder als ein Feld innerhalb einer Fläche angeordnet sein können. Die Linie bzw. die Fläche ist quer zu der Ebene 82b und quer zu dem Strahlengang des von dem Auge zurückkommenden Messlichts angeordnet. Die 4 zeigt eine Draufsicht auf den Detektor 69b und eine Intensitätsverteilung des dort auftreffenden Lichts. In einem taillenförmigen Bereich 83 der Fläche trifft Licht auf, während in Bereichen 84 beidseits des taillenförmigen Bereichs 83 im Wesentlichen kein Licht auf den Detektor trifft. Die Ebene 82b, in welcher der Linienfokus angeordnet ist, schneidet die Fläche des Detektors dort, wo eine Breite D des taillenförmigen Bereichs 83 am kleinsten ist. Dort ist auch die Intensität des auftreffenden Lichts am größten. Die Position der Ebene 82b entlang des Strahlengangs kann somit durch Auswerten der Detektionssignale der Detektorelemente erfolgen. Sind die Detektoren in einer Reihe entlang einer Linie angeordnet, kann die Lage der Ebene 82b dort bestimmt werden, wo das Detektionselement angeordnet ist, welches die größte Lichtintensität detektiert. Ist ein Feld von Detektorelementen in einer Fläche angeordnet, können zusätzlich noch der belichtete Bereich 83 und die nichtbelichteten Bereiche 84 festgestellt werden, um die Stelle zu bestimmen, wo die Breite D des Bereichs 83 minimal ist. Von einer Steuerung des Augenchirurgiesystems kann somit durch Auswerten der Detektionssignale die Lage der Ebene 82b bestimmt werden, und durch Ändern der Einstellungen von Aktuatoren des Augenchirurgiesystems kann die Steuerung die Ebene 82b so positionieren, dass diese konfokal zu einer Laserlichtquelle zur Erzeugung von Behandlungslicht oder zur Erzeugung von Justagelicht angeordnet ist.
Das in den Figuren 3 und 4 gezeigte Messmodul kann in dem anhand der 1 erläuterten Augenchirurgiesystem eingesetzt werden.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Optik, welche das Licht einer Punktlichtquelle 36c nicht wieder an einem Punkt fokussiert sondern gleichzeitig entlang einer kreisförmigen Linie 48 in einer Ebene 33c. Hierzu umfasst die Optik ein Linsensystem aus Linsen 38c und 43c, welche wiederum jeweils zwei Linsenelemente umfassen können. Die Linsen 38c und 43c würden, ohne weitere Komponenten im Strahlengang, die Punktlichtquelle 36c wieder in einen Punkt abbilden, der nahe der Ebene 33c angeordnet ist. Allerdings ist in dem Strahlengang zwischen der Punktlichtquelle 36c und der Linse 38c ein optisches Element 75 angeordnet, welches aus dem von der Punktlichtquelle 36c emittierten Strahl 37c einen Ringstrahl 77c formt. Ein Darstellungselement I1 in 5 repräsentiert den Querschnitt des Strahls 77c im Bereich des optischen Elements 75. Dort ist der Strahl 37a noch kein Ringstrahl, und die Intensität des Strahls hat innerhalb des in 5 dargestellten Querschnitts des Strahls beispielsweise eine im Wesentlichen konstante oder Gaussförmige Intensitätsverteilung. Ein Darstellungselement I2 in 5 repräsentiert den Querschnitt des Ringstrahls 77c an einer Stelle entlang des Strahlengangs zwischen der Linse 43c und der Ebene 33c. Dort ist der Querschnitt des Strahls durch einen Außenrand mit Radius r2 und einem Innenrand mit einem Radius r1 begrenzt. Ein Darstellungselement I3 in 5 repräsentiert den Strahlquerschnitt des Ringstrahls 77c an einer Stelle des Strahlengangs zwischen der Linse 43c und der Ebene 33c welche näher an der Ebene 33c angeordnet ist als die Stelle die durch das Darstellungselement I2 repräsentiert ist. Der Ringstrahl 77c ist wiederum durch einen Außenrand mit Radius r2 und einem Innenrand mit Radius r1 begrenzt, wobei eine Differenz zwischen den beiden Radien r2 und r1 im Vergleich zu dem Darstellungselement I2 verringert ist. Ein Darstellungselement I4 in 5 repräsentiert den Querschnitt des Ringstrahls 77c in der Ebene 33c. Dort ist der Ringstrahl wiederum durch einen Außenrand mit Radius r2 und einem Innenrand mit Radius r1 begrenzt, wobei allerdings die Differenz zwischen den beiden Radien r2 und r1 sehr klein ist, so dass die Lichtintensität des Ringstrahls 77 im Wesentlichen entlang einer geschlossenen Linie 48 fokussiert ist. Außerhalb der Linie 48 trifft im Wesentlichen kein Laserlicht auf die Ebene 33c.
Das optische Element 75 zur Erzeugung des Ringstrahls 77c kann mehrere hierzu geeignete Elemente umfassen. In dem Beispiel der 5 ist das optische Element 75 als ein Axicon ausgebildet, welches ein Element aus Glas ist, welches von dem Strahlengang durchsetzt wird und dessen eine Oberfläche eine Planfläche ist, während dessen andere Fläche die Gestalt einer Kegelfläche aufweist. Weitere Beispiele für geeignete optische Elemente 75 sind ein holographisches Element, welches so gestaltet ist, dass es aus dem Strahl 73c mit dem in dem Darstellungselement I1 gezeigten Vollquerschnitt einen Ringstrahl bildet. Ferner können beispielsweise ein Spiegel mit einer kegelförmigen Spiegelfläche oder ein Feld aus ansteuerbaren Mikrospiegeln (”digital mirror array”, DMD) als optisches Element 75 eingesetzt werden. Mit einer Optik, welche einen Aufbau ähnlich der anhand der 5 erläuterten Optik aufweist, ist es möglich, Licht, eines Lasers entlang einer ringförmigen Linie an einem Kapselsack eines Auges zu fokussieren, um das Gewebe des Kapselsacks entlang dieser Linie gleichzeitig zu modifizieren. Es ist dann insbesondere nicht notwendig, einen an nur einem Ort fokussierten Laserstrahl entlang der gewünschten Linie mit Hilfe von Ablenkspiegeln zu scannen, wie dies anhand der 1 erläutert wurde.
Umgekehrt wird an dem Kapselsack gestreutes oder reflektiertes Licht, welches von der Linie 48 ausgeht, an dem Ort der Lichtquelle 36a fokussiert.
6 zeigt schematisch ein Augenchirurgiesystem 1d zur Durchführung einer Kapsulorhexis, welches einen ähnlichen Aufbau aufweist, wie das anhand der 1 erläuterte Augenchirurgiesystem. Im Unterschied zu dem Augenchirurgiesystem der 1 verwendet das Augenchirurgiesystem 1d nicht einen an einem Punkt in der Fokusebene der Optik fokussierten Laserstrahl, welcher mit Hilfe eines verschwenkbaren Ablenkspiegels entlang der geschlossenen Linie gescannt wird, sondern ein optisches Element 75d zur Erzeugung eines Ringstrahls, wie es anhand er 5 erläutert wurde, um den Laserstrahl gleichzeitig entlang der geschlossenen Linie zu fokussieren. Ein dem verschwenkbaren Ablenkspiegel in der Ausführungsform der 1 entsprechender Ablenkspiegel 41d kann ein nicht verschwenkbarer, fest montierter Ablenkspiegel sein. Ansonsten weist das Augenchirurgiesystem 1d einen dem in 1 dargestellten Augenchirurgiesystem entsprechenden Aufbau auf, welcher nachfolgend zur Vermeidung von Wiederholungen nicht im Detail beschrieben wird.
Das Laserlicht zur Behandlung, das heißt zum Modifizieren des Gewebes eines Kapselsacks, gibt ein Laser 31d über eine Glasfaser 35d aus, deren Ende 36d als Punktlichtquelle für einen Laserstrahl 37d, wirkt. Der Laserstrahl 37d wird von dem optischen Element 75d zu einem Ringstrahl 77d geformt. Der Ringstrahl 77d wird an dem Spiegel 41d reflektiert, durchsetzt eine Linse 43d und wird an einem vor einer Objektivlinse 25d eines Mikroskops 23d angeordneten Spiegel 45d reflektiert, so dass der Ringstrahl 77d in einer Fokusebene 33d an einer Kreislinie (vergleiche 5) fokussiert wird.
Eine Steuerung 21d betätigt den Aktuator 17d und/oder den Aktuator 54d in Abhängigkeit von Detektionssignalen, welche von einem Messmodul 57d erzeugt werden. Das Messmodul 57d umfasst einen von der Steuerung 21d über eine Steuerleitung 58d kontrollierten Justagelaser 59d, welcher Laserlicht über eine Glasfaser 61d liefert, deren Ende 62d eine Punktlichtquelle für das Laserlicht zur Justage bildet. Das Laserlicht zu Justage wird mit dem Strahlengang des Laserlichts zur Behandlung überlagert. Deshalb wird auch das Licht des Justagelasers 59d durch das optische Element 75d zu einem Ringstrahl geformt, der in der Ebene 33d an der kreisförmigen Linie fokussiert ist. In der Ebene 33d wird das auftreffende Licht des Justagelasers 49d von dem Gewebe des Auges und dem lichtabsorbierenden Agens absorbiert, gestreut oder reflektiert. Ein Teil des an dem Kapselsack gestreuten oder reflektierten Lichts wird an dem Spiegel 45d reflektiert und nach Durchlaufen des optischen Elements 75d an einer Öffnung 67d einer Aperturplatte 68d fokussiert.
Licht, welches die Öffnung 67d durchsetzt, wird von einem Lichtdetektor 69d detektiert, welcher ein die Intensität des detektierten Lichts repräsentierendes Detektionssignal über eine Signalleitung 70d an die Steuerung 21d liefert. Die Steuerung 21d in einem ersten Betriebsmodus, in welchem das Licht des Justagelasers 59d auf das Auge gerichtet wird, die Aktuatoren 17d und/oder 54d in Abhängigkeit von dem detektierten Licht so einstellen, dass die Fokusebene mit dem Kapselsack im wesentlichen zusammenfällt. Danach kann die Steuerung in einen zweiten Betriebsmodus umgestellt werden, in welchem das Licht des Behandlungslasers 31d an der kreisförmigen Linie auf dem Kapselsack fokussiert wird, um dort das Gewebe des Kapselsacks zu modifizieren.
Nachfolgend werden Varianten des Augenchirurgiesystems der 5 und 6 erläutert, welche einen Ringstrahl einsetzen.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Augenchirurgiesystems 1e, welches einen ähnlichen Aufbau aufweist, wie das anhand der 6 erläuterte Augenchirurgiesystem. Im Unterschied hierzu weist das Augenchirurgiesystem 1e allerdings keinen separaten Laser 59d in 6 auf, um Messlicht zu erzeugen, welches in einem ersten Betriebsmodus dazu verwendet wird, um eine Fokusebene 33e, in welcher das Laserlicht fokussiert wird, innerhalb eines Auges 13e zu verlagern. Das Augenchirurgiesystem 1e weist einen einzigen Laser 31e auf, welcher das in der Ebene 33e entlang der kreisförmigen Linie fokussierte Laserlicht zum Modifizieren des Kapselsacks 5e des Auges in dem zweiten Betriebsmodus erzeugt. In dem ersten Betriebsmodus zur Einstellung der Fokusebene 33e in dem Auge kontrolliert eine Steuerung 21e des Augenchirurgiesystems 1e den Laser 31e so, dass lediglich Laserlicht mit ausreichend niedriger Intensität in der Ebene 33e fokussiert wird, um dort das Gewebe nicht zu modifizieren. In diesem ersten Betriebsmodus wird von einem Detektor 69e ein Detektionssignal erzeugt, welches die Steuerung 21e dazu verwendet, um die Einstellungen vorzunehmen, wie sie anhand der 1 und 6 erläutert wurden. In dem von dem Laser 31e zu der Ebene 33ce verlaufenden Strahlengang wie auch in dem von der Ebene 33e zu dem Detektor 69e verlaufenden Strahlengang ist wiederum ein optisches Element 75e angeordnet, um den Ringstrahl zu formen.
In den anhand der 6 und 7 erläuterten Ausführungsformen ist ein einziges optisches Element zur Formung eines Ringstrahls vorgesehen, welches sowohl von dem Laserlicht zum Modifizieren des Gewebes als auch von dem detektierten Licht durchsetzt wird. 8 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Augenchirurgiesystems 1f, welches für diese beiden Zwecke separate optische Elemente 75f1 und 75f2 aufweist.
Im Unterschied zu der Ausführungsform der 6, bei welcher das optische Element 75d in dem gemeinsamen Teil der beiden durch den teildurchlässigen Spiegel 40d aufgeteilten Strahlengänge angeordnet ist, ist bei dem Augenchirurgiesystem 1f der 8 ein optisches Element 75f1 zur Formung eines Ringstrahls zwischen einem Laser 31f und einem teildurchlässigen Spiegel 40f sowie ein weiteres optisches Element 75f2 in einem Strahlengang zwischen dem teildurchlässigen Spiegel 40f und einem Detektor 69f angeordnet, um den Ringstrahl an einer Apertur 67f einer Aperturplatte 68f zu fokussieren. Ansonsten ist der Aufbau und die Funktion der Komponenten des Augenchirurgiesystems 1f ähnlich zu dem des Augenchirurgiesystems der 6.
Wie in dem Ausführungsbeispiel der 1, welches Laserlicht an einem Punkt in der Fokusebene fokussiert, werden auch bei den einen Ringstrahl erzeugenden Ausführungsformen der 6, 7 und 8, die Punktlichtquelle für das Modifizieren des Gewebes bzw. zur Justage auf Orte einer ringförmige Linie in der Fokusebene abgebildet, während wiederum die ringförmige Linie in der Fokusebene auf die Detektionsaperturen abgebildet wird, so dass auch hier die Punktlichtquellen und Detektionsaperturen konfokal zueinander angeordnet sind.
Ferner können auch die anhand der 2, 3 und 5 erläuterten Messmodule in den anhand der 6, 7 und 8 erläuterten Augenchirurgiesystemen eingesetzt werden, um das wenigstens eine Detektionssignal zu erzeugen.
9 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Durchführen einer Kapsulorhexis.
Ein lichtabsorbierendes Agens wird in einem Schritt 101 an einem Kapselsack eines Auges appliziert. In einem Schritt 103 wird ein Augenchirurgiesystem in einen ersten Betriebsmodus versetzt und Laserlicht niedriger Intensität zur Justage auf das Auge gerichtet. In einem Schritt 105 wird das von dem Auge zurückkommende Licht detektiert. In einem Entscheidungsschritt 107 wird festgestellt, ob das lichtabsorbierende Agens korrekt an dem Kapselsack appliziert wurde. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Schritt 109 das Augenchirurgiesystem in einen zweiten Betriebsmodus versetzt, in welchem Laserlicht hoher Intensität auf das Auge gerichtet wird, um das Gewebe des Kapselsacks zu modifizieren. Falls dies nicht der Fall ist, wird mit einem Schritt 111 fortgefahren, in welchem das Umschalten in den zweiten Betriebsmodus verhindert wird.
Dieses Verfahren kann mit jedem der anhand der 1 bis 4 erläuterten Augenchirurgiesystem ausgeführt werden, indem in dem ersten Betriebsmodus mit dem Laserlicht niedriger Intensität der Ort 47 entlang der Linie, entlang welcher das Gewebe des Kapselsacks nachfolgend in dem zweiten Betriebsmodus geschwächt werden soll, verlagert wird und in Abhängigkeit von der Verlagerung die Intensität des von dem Auge zurückkommenden Lichts mit dem Detektor 69 detektiert wird. Wenn entlang der Linie im Wesentlichen gleiche Intensitäten detektiert werden, kann darauf geschlossen werden, dass das lichtabsorbierende Agens wie gewünscht appliziert wurde. Wenn hingegen Unterschiede zwischen maximalen und minimalen gemessenen Lichtintensitäten zu groß sind, ist anzunehmen, dass das lichtabsorbierende Agens nicht korrekt appliziert wurde.
10 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zum Durchführen einer Kapsulorhexis.
In einem Schritt 201 wird ein lichtabsorbierendes Agens an einem Kapselsack appliziert. In einem Schritt 203 wird ein Augenchirurgiesystem in einen ersten Betriebsmodus versetzt, von dem Auge zurückkommendes Licht detektiert und in Abhängigkeit davon das Augenchirurgiesystem eingestellt. Danach wird das Augenchirurgiesystem in einen zweiten Betriebsmodus versetzt, in welchem Laserlicht hoher Intensität entlang einer langgestreckten Linie auf den Kapselsack gerichtet wird. In einem Schritt 205 wird das Laserlicht auf einen nächsten Ort entlang der Linie gerichtet, um dort das Gewebe zu modifizieren. In einem Schritt 207 wird von dem Auge zurückkommendes Licht detektiert und analysiert. In Abhängigkeit von der Intensität des in dem Schritt 207 detektierten Lichts wird in einem Schritt 209 die Intensität des auf den Kapselsack gerichteten Laserlichts modifiziert und/oder die Geschwindigkeit, mit der zu dem nächsten Ort fortgeschritten wird bzw. die Dauer, während der der Laserstrahl an den momentanen Ort gehalten wird, verändert. In einem Schritt 211 wird entschieden, ob sämtliche Orte entlang der Linie belichtet wurden. Wenn dies der Fall ist, wird das Verfahren in dem Schritt 213 beendet. Falls dies nicht der Fall ist, wird das Verfahren mit dem Schritt 205 fortgesetzt, in welchem das Laserlicht auf einen nächsten Ort entlang der Linie gerichtet wird.
Dieses Verfahren kann insbesondere mit jedem der anhand der 1 bis 4 erläuterten Augenchirurgiesystemen ausgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8409182 B2 [0036]

Claims

Augenchirurgiesystem für die Behandlung eines Auges (3), wobei das Augenchirurgiesystem umfasst: eine Optik (7), wenigstens eine Laserlichtquelle (31, 59), ein Messmodul (57) mit wenigstens einem Lichtdetektor (69) und eine Steuerung (21); wobei die Optik dazu konfiguriert ist, von der Laserlichtquelle erzeugtes Laserlicht in einer Fokusebene (33) der Optik an mehreren Orten (47) zu fokussieren; wobei die Optik ferner dazu konfiguriert ist, von den Orten (47) ausgehendes Licht zu dem Messmodul zu führen und an dem Messmodul zu fokussieren; und wobei die Steuerung (21) dazu konfiguriert ist, eine Position der Fokusebene (33) in dem Auge in Abhängigkeit von einem von dem wenigstens einen Lichtdetektor ausgegebenen Detektionssignal (70) einzustellen.
Augenchirurgiesystem nach Anspruch 1, wobei die Optik eine variable Optik ist, welche einen ersten Aktuator (54) umfasst, um den Abstand der Fokusebene (33), in der das Laserlicht fokussiert wird, von der Optik zu ändern, und wobei die Steuerung (21) dazu konfiguriert ist, den ersten Aktuator (54) in Abhängigkeit von dem von dem wenigstens einen Lichtdetektor (69) ausgegebenen Detektionssignal zu kontrollieren.
Augenchirurgiesystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein Stativ (11), welches die Optik relativ zu dem Auge (5) haltert, wobei das Stativ einen zweiten Aktuator (17) umfasst, welcher dazu konfiguriert ist, einen Abstand zwischen der Optik und dem Auge zu ändern, und wobei die Steuerung (21) dazu konfiguriert ist, den zweiten Aktuator (17) in Abhängigkeit von dem von dem wenigstens einen Lichtdetektor (69) ausgegebenen Detektionssignal zu kontrollieren.
Augenchirurgiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in einem Strahlengang zwischen der Fokusebene (33) und dem wenigstens einen Lichtdetektor (69) eine strahlbegrenzende Detektionsapertur (67) angeordnet ist, so dass der Lichtdetektor (69) nur Licht detektieren kann, welches die Detektionsapertur (67) durchsetzt hat, und wobei die Optik so konfiguriert ist, dass sie Licht, das von Orten (47) in der Fokusebene (33) ausgeht, an der Detektionsapertur (67) fokussiert.
Augenchirurgiesystem nach Anspruch 4, wobei die Optik dazu konfiguriert ist, die Orte (47) in der Fokusebene (33) auf die Detektionsapertur (67) abzubilden.
Augenchirurgiesystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Detektionssignal eine Intensität des auf den Lichtdetektor treffenden Lichts repräsentiert, und wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Position der Fokusebene (33) in dem Auge in Abhängigkeit von dem Detektionssignal so einzustellen, dass die Intensität des auf den Lichtdetektor treffenden Lichts maximal ist.
Augenchirurgiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Messmodul einen ersten Lichtdetektor (69a ₁) und einen zweiten Lichtdetektor (69a ₂) aufweist; wobei in einem Strahlengang zwischen der Fokusebene (33) und dem ersten Lichtdetektor (69a ₁) eine strahlbegrenzende erste Detektionsapertur (67a ₁) angeordnet ist, so dass der erste Lichtdetektor (69a ₁) nur Licht detektieren kann, welches die erste Detektionsapertur (67a ₁) durchsetzt hat; wobei in einem Strahlengang zwischen der Fokusebene (33) und dem zweiten Lichtdetektor (69a ₂) eine strahlbegrenzende zweite Detektionsapertur (67a ₂) angeordnet ist, so dass der zweite Lichtdetektor (69a ₂) nur Licht detektieren kann, welches die zweite Detektionsapertur (67a ₂) durchsetzt hat; und wobei die erste Detektionsapertur (67a ₁) und die zweite Detektionsapertur (67a ₂) entlang der Strahlengänge mit unterschiedlichen Abständen von der Fokusebene (33) angeordnet sind.
Augenchirurgiesystem nach Anspruch 7, wobei ein Detektionssignal des ersten Lichtdetektors eine Intensität des auf diesen treffenden Lichts repräsentiert und ein Detektionssignal des zweiten Lichtdetektors eine Intensität des auf diesen treffenden Lichts repräsentiert, und wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Position der Fläche in dem Auge so einzustellen, dass die auf den ersten Lichtdetektor treffende Lichtintensität und die auf den zweiten Lichtdetektor treffende Lichtintensität ein vorbestimmtes Verhältnis aufweisen und insbesondere gleich sind.
Augenchirurgiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Messmodul (57b) eine Vielzahl von Lichtdetektoren aufweist, welche entlang des Strahlengangs mit unterschiedlichen Abständen von der Fokusebene (33) angeordnet sind.
Augenchirurgiesystem nach Anspruch 9, wobei in dem Strahlengang ein astigmatisches optisches Element (65b) angeordnet ist.
Augenchirurgiesystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Vielzahl von Lichtdetektoren in einer Reihe angeordnet sind.
Augenchirurgiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner umfassend eine strahlbegrenzende Beleuchtungsapertur (36), welche in einem Strahlengang zwischen der Laserlichtquelle (31) und der Fokusebene (33) so angeordnet ist, dass nur Laserlicht zu der Fokusebene gelangen kann, welches die Beleuchtungsapertur (36) durchsetzt hat.
Augenchirurgiesystem nach Anspruch 12, wobei die Optik dazu konfiguriert ist, die Beleuchtungsapertur (36) auf die Fokusebene (33) abzubilden.
Augenchirurgiesystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Optik wenigstens ein Ablenkelement (41) umfasst, welches dazu konfiguriert ist, den Ort (47), an dem das Laserlicht die Fokusebene (33) durchsetzt, innerhalb der Fokusebene (33) zu verlagern, und wobei die Steuerung (21) dazu konfiguriert ist, den Ort (47) entlang einer Linie (48) zu verlagern, so dass das Laserlicht zeitlich nacheinander an den Orten fokussiert ist, welche auf der langgestreckten Linie liegen.
Augenchirurgiesystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Optik dazu konfiguriert ist, das Laserlicht, welches die Beleuchtungsapertur (36d) durchsetzt hat, gleichzeitig an mehreren Orten, welche auf einer langgestreckten, insbesondere kreisförmigen, Linie (48) liegen, in der Fokusebene (33d) zu fokussieren.
Augenchirurgiesystem nach Anspruch 15, wobei die Optik ein optisches Element (75d) umfasst, welches dazu konfiguriert ist, einen Hohlstrahl zu erzeugen, wobei das optische Element insbesondere ein Axicon und/oder ein Hologramm und/oder ein Feld aus ansteuerbaren Mikrospiegeln umfasst.
Augenchirurgiesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Augenchirurgiesystem einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus aufweist, wobei in dem ersten Betriebsmodus das Laserlicht mit einer niedrigen Intensität an den Orten fokussiert wird und die Position der Fokusebene in dem Auge eingestellt wird, und wobei in dem zweiten Betriebsmodus das Laserlicht mit einer hohen Intensität an den Orten in der Fokusebene fokussiert wird, um ein Gewebe des Auges zu modifizieren.
Augenchirurgiesystem nach Anspruch 17, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, in dem zweiten Betriebsmodus eine Intensität des an den Orten fokussierten Laserlichts und/oder eine Geschwindigkeit der Verlagerung des Orts entlang der Linie in Abhängigkeit von dem Detektionssignal einzustellen.
Verfahren zum Vorbereiten einer Kapsulorhexis, wobei das Verfahren umfasst: Verwenden des Augenchirurgiesystems nach einem der Ansprüche 1 bis 18, indem die Position der Fokusebene so eingestellt wird, dass sie nahe dem Kapselsack angeordnet ist oder diesen schneidet.
Verfahren zum Durchführen einer Kapsulorhexis, wobei das Verfahren umfasst: Applizieren eines lichtabsorbierenden Agens an einem Kapselsack eines Auges; Verwenden des Augenchirurgiesystems nach einem der Ansprüche 1 bis 18, indem: die Position der Fokusebene so eingestellt wird, dass sie nahe dem Kapselsack angeordnet ist oder diesen schneidet, und mit dem Laserlicht das Gewebe des Kapselsacks modifiziert wird.