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DE102019214020A1 - Method and device for generating control data for an ophthalmic laser therapy device - Google Patents

Method and device for generating control data for an ophthalmic laser therapy device Download PDF

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DE102019214020A1
DE102019214020A1 DE102019214020.3A DE102019214020A DE102019214020A1 DE 102019214020 A1 DE102019214020 A1 DE 102019214020A1 DE 102019214020 A DE102019214020 A DE 102019214020A DE 102019214020 A1 DE102019214020 A1 DE 102019214020A1
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DE
Germany
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focus
scan path
scan
center
control data
Prior art date
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Pending
Application number
DE102019214020.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Bergt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Meditec AG
Original Assignee
Carl Zeiss Meditec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Meditec AG filed Critical Carl Zeiss Meditec AG
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Priority to EP20768032.3A priority patent/EP4027956A1/en
Priority to PCT/EP2020/075029 priority patent/WO2021048096A1/en
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Abstract

Planungseinheit (P) für die Generierung von Steuerdaten für ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät (1), dasa. eine Laservorrichtung (10) zur Bereitstellung eines gepulsten Laserstrahls (12),b. eine Fokussiervorrichtung (20) zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls (12) in einem Fokus (60),c. eine Scanvorrichtung (30, 32) zum Verschieben des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) in einem Gewebe eines Patientenauges (90), insbesondere in einer Kornea (92) und/oder einer Augenlinse, zum Durchtrennen des Gewebes in einem Scanmuster (50) von Fokusspots (62) des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) entlang einer Scanbahn (54) gemäß der Steuerdaten, undd. eine Steuereinheit (40) zur Steuerung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes (1) mittels der Steuerdatenumfasst,wobei die Planungseinheit (P) eine Schnittstelle (S) zum Abführen der Steuerdaten an die Steuereinheit (40) aufweist,dadurch gekennzeichnet, dass die Planungseinheit (P) dazu ausgebildet ist, weitere Steuerdaten für das Scanmuster (50) von Fokusspots (62) des Fokus (60) im Gewebe des Patientenauges (90), insbesondere in der Kornea (92) und/oder der Augenlinse, entlang der Scanbahn (54) zu generieren, mit denen das ophthalmologische Lasertherapiegerät (1) so angesteuert werden kann, dasse. die Laservorrichtung (10) einen gepulsten Laserstrahl (12) mit einer konstanten Laserpulsfrequenz fPbereitstellt,f. die Scanbahn (54) mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit um ein Scanbahnzentrum (56) rotiert, wobei ein an den Fokusspots (62) ausgewerteter Abstand zum Scanbahnzentrum (56) entlang der Scanbahn (54) monoton steigt oder monoton fällt,undg. das Scanmuster (50) von Fokusspots (62) des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) einer vorgegebenen Dichte genügt.Planning unit (P) for generating control data for an ophthalmic laser therapy device (1), dasa. a laser device (10) for providing a pulsed laser beam (12), b. a focusing device (20) for focusing the pulsed laser beam (12) in a focus (60), c. a scanning device (30, 32) for shifting the focus (60) of the pulsed laser beam (12) in a tissue of a patient's eye (90), in particular in a cornea (92) and / or an eye lens, for cutting through the tissue in a scan pattern ( 50) of focus spots (62) of the focus (60) of the pulsed laser beam (12) along a scan path (54) according to the control data, and d. a control unit (40) for controlling the ophthalmological laser therapy device (1) by means of the control data, the planning unit (P) having an interface (S) for transferring the control data to the control unit (40), characterized in that the planning unit (P) for this purpose is designed to generate further control data for the scan pattern (50) of focus spots (62) of the focus (60) in the tissue of the patient's eye (90), in particular in the cornea (92) and / or the eye lens, along the scan path (54) with which the ophthalmic laser therapy device (1) can be controlled so that. the laser device (10) provides a pulsed laser beam (12) with a constant laser pulse frequency fP, f. the scan path (54) rotates at a constant angular speed around a scan path center (56), a distance from the scan path center (56) evaluated at the focus spots (62) increasing or decreasing monotonically along the scan path (54), andg. the scan pattern (50) of focus spots (62) of the focus (60) of the pulsed laser beam (12) satisfies a predetermined density.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Planungseinheit für die Generierung von Steuerdaten für ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät, das eine Laservorrichtung zur Bereitstellung eines gepulsten Laserstrahls, eine Fokussiervorrichtung zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls in einem Fokus, eine Scanvorrichtung zum Verschieben des Fokus des gepulsten Laserstrahls in einem Gewebe eines Patientenauges, insbesondere in einer Kornea und/oder einer Augenlinse, zum Durchtrennen des Gewebes in einem Scanmuster von Fokusspots des Fokus des gepulsten Laserstrahls entlang einer Scanbahn gemäß der Steuerdaten, und eine Steuereinheit zur Steuerung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes mittels der Steuerdaten umfasst, wobei die Planungseinheit eine Schnittstelle zum Abführen der Steuerdaten an die Steuereinheit aufweist.The present invention relates to a planning unit for the generation of control data for an ophthalmic laser therapy device, which has a laser device for providing a pulsed laser beam, a focusing device for focusing the pulsed laser beam in a focus, a scanning device for shifting the focus of the pulsed laser beam in a tissue of a patient's eye , in particular in a cornea and / or an eye lens, for severing the tissue in a scan pattern of focus spots of the focus of the pulsed laser beam along a scan path according to the control data, and a control unit for controlling the ophthalmic laser therapy device by means of the control data, the planning unit having an interface for transferring the control data to the control unit.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Planungsverfahren für die Generierung von Steuerdaten für ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät, das eine Laservorrichtung zur Bereitstellung eines gepulsten Laserstrahls, eine Fokussiervorrichtung zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls in einem Fokus, eine Scanvorrichtung zum Verschieben des Fokus des gepulsten Laserstrahls in einem Gewebe eines Patientenauges, insbesondere in einer Kornea und/oder einer Augenlinse, zum Durchtrennen des Gewebes in einem Scanmuster von Fokusspots des Fokus des gepulsten Laserstrahls entlang einer Scanbahn gemäß der Steuerdaten, und eine Steuereinheit zur Steuerung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes mittels der Steuerdaten umfasst.The invention further relates to a corresponding planning method for the generation of control data for an ophthalmic laser therapy device, which includes a laser device for providing a pulsed laser beam, a focusing device for focusing the pulsed laser beam in a focus, a scanning device for shifting the focus of the pulsed laser beam in a tissue The patient's eye, in particular in a cornea and / or an eye lens, for cutting through the tissue in a scan pattern of focus spots of the focus of the pulsed laser beam along a scan path according to the control data, and a control unit for controlling the ophthalmic laser therapy device by means of the control data.

In der Augenchirurgie sind laserchirurgische Verfahren zum Durchtrennen oder Schneiden von Gewebe in einem Patientenauge hinreichend bekannt. Dabei wird Laserstrahlung zur Behandlung des Auges innerhalb des Gewebes - also unterhalb der Oberfläche des Gewebes - derart fokussiert, dass optische Durchbrüche im Gewebe entstehen.Laser surgical methods for severing or cutting tissue in a patient's eye are well known in eye surgery. Here, laser radiation for treating the eye is focused within the tissue - i.e. below the surface of the tissue - in such a way that optical breakthroughs are created in the tissue.

Im Gewebe laufen dabei zeitlich hintereinander verschiedene Prozesse ab, die durch die Laserstrahlung initiiert werden. Überschreitet die Leistungsdichte der Strahlung einen Schwellwert, so kommt es zu einem optischen Durchbruch, der im Material eine Plasmablase erzeugt. Diese Plasmablase wächst nach Entstehen des optischen Durchbruches durch sich ausdehnende Gase. Wird der optische Durchbruch nicht aufrechterhalten, so wird das in der Plasmablase erzeugte Gas vom umliegenden Material aufgenommen und die Blase verschwindet wieder. Dieser Vorgang dauert jedoch sehr viel länger, als die Entstehung der Blase selbst. Wird ein Plasma an einer Materialgrenzfläche erzeugt, die auch innerhalb einer Materialstruktur liegen kann, so erfolgt ein Materialabtrag von der Grenzfläche. Man spricht in diesem Fall von Photoablation. Bei einer Plasmablase, die vorher verbundene Materialschichten trennt, ist üblicherweise von Photodisruption die Rede. Der Einfachheit halber werden die genannten Prozesse hier unter dem Begriff optischer Durchbruch zusammengefasst, d.h. dieser Begriff schließt nicht nur den eigentlichen optischen Durchbruch sondern auch die daraus resultierenden Wirkungen im Material mit ein.Various processes that are initiated by the laser radiation take place one after the other in the tissue. If the power density of the radiation exceeds a threshold value, an optical breakthrough occurs, which creates a plasma bubble in the material. This plasma bubble grows after the optical breakthrough has occurred due to expanding gases. If the optical breakthrough is not maintained, the gas generated in the plasma bubble is absorbed by the surrounding material and the bubble disappears again. However, this process takes much longer than the formation of the bubble itself. If a plasma is generated at a material interface, which can also lie within a material structure, material is removed from the interface. In this case, one speaks of photoablation. A plasma bubble that separates previously bonded layers of material is usually referred to as photodisruption. For the sake of simplicity, the processes mentioned are summarized here under the term optical breakthrough, i.e. this term not only includes the actual optical breakthrough but also the resulting effects in the material.

Um die hohe Genauigkeit, die für das laserchirurgischen Verfahrens erforderlich ist, sicherzustellen, ist es unumgänglich, eine hohe Lokalisierung der Wirkung der Laserstrahlung zu gewährleisten und eine Schädigung in benachbartem Gewebe möglichst zu vermeiden. Daher ist es im Stand der Technik üblich, die Laserstrahlung gepulst anzuwenden, so dass der zur Auslösung eines optischen Durchbruchs nötige Schwellwert für die Leistungsdichte nur in den einzelnen Pulsen überschritten wird. In US 5.984.916 wird gezeigt, dass der räumliche Bereich des optischen Durchbruchs (in diesem Fall der Wechselwirkung mit Gewebe) stark von der Pulsdauer abhängt. Eine hohe Fokussierung des Laserstrahls in Kombination mit sehr kurzen Pulsen erlaubt es somit, den optischen Durchbruch sehr lokal in einem Material zu erzeugen.In order to ensure the high accuracy that is required for the laser surgical method, it is essential to ensure that the effect of the laser radiation is well localized and to avoid damage to adjacent tissue as far as possible. It is therefore customary in the prior art to use the laser radiation in a pulsed manner, so that the threshold value for the power density required to trigger an optical breakthrough is exceeded only in the individual pulses. In U.S. 5,984,916 it is shown that the spatial area of the optical breakthrough (in this case the interaction with tissue) strongly depends on the pulse duration. A high focusing of the laser beam in combination with very short pulses thus makes it possible to generate the optical breakthrough very locally in a material.

Der Einsatz von gepulster Laserstrahlung hat sich in der Ophthalmologie insbesondere zur laserchirurgischen Korrektur von Fehlsichtigkeit etabliert. Eine Fehlsichtigkeit des Auges rührt oftmals daher, dass die Brechungseigenschaften von Hornhaut und Linse keine optimale Fokussierung auf der Netzhaut bewirken.The use of pulsed laser radiation has established itself in ophthalmology, especially for laser-surgical correction of ametropia. An ametropia of the eye often stems from the fact that the refractive properties of the cornea and lens do not result in optimal focusing on the retina.

In der bereits erwähnten Schrift US 5,984,916 sowie in US 6,110,166 sind Verfahren zur Schnitterzeugung mittels geeigneter Erzeugung optischer Durchbrüche beschrieben, die es erlauben, die Brechungseigenschaften der Hornhaut gezielt zu beeinflussen. Dabei wird eine Vielzahl von optischen Durchbrüchen so aneinandergesetzt, dass innerhalb der Hornhaut des Auges ein linsenförmiges Teilvolumen isoliert wird. Das vom übrigen Hornhautgewebe getrennte linsenförmige Teilvolumen wird anschließend über einen seitlich öffnenden Schnitt - einen sogenannten Zugangsschnitt - aus der Hornhaut entnommen. Die Gestalt des Teilvolumens ist dabei so gewählt, dass nach Entnahme die Form und damit die Brechungseigenschaften der Hornhaut so geändert sind, dass die erwünschte Fehlsichtigkeitskorrektur bewirkt ist. Da die Schnittflächen zur Isolation eines linsenförmigen Teilvolumens gekrümmt sind, wird eine dreidimensionale Verstellung des Fokus des Laserstrahls benötigt. Daher wird eine zweidimensionale Ablenkung der Laserstrahlung mit gleichzeitiger Fokusverstellung in einer dritten Raumrichtung kombiniert. Auf diese Weise wird ein Verschieben des Laserstrahls und damit von dessen Fokus im Gewebe in allen drei Raumrichtungen ermöglicht.In the aforementioned script U.S. 5,984,916 as in U.S. 6,110,166 describes methods for creating incisions by means of suitable creation of optical breakthroughs, which allow the refractive properties of the cornea to be influenced in a targeted manner. A large number of optical breakthroughs are attached to one another in such a way that a lens-shaped partial volume is isolated within the cornea of the eye. The lens-shaped partial volume, separated from the rest of the corneal tissue, is then removed from the cornea via a laterally opening incision - a so-called access incision. The shape of the partial volume is selected in such a way that, after removal, the shape and thus the refractive properties of the cornea are changed in such a way that the desired correction of ametropia is effected. Because the cut surfaces are curved to isolate a lenticular partial volume, a three-dimensional adjustment of the focus of the laser beam is required. Therefore, a two-dimensional deflection of the laser radiation is combined with a simultaneous focus adjustment in a third spatial direction. In this way, it is possible to shift the laser beam and thus its focus in the tissue in all three spatial directions.

Für die Qualität eines Schnittes mittels eines laserchirurgischen Verfahrens im Gewebe eines Patientenauges ist nicht nur die oben beschriebene optimale Fokussierung der Fokusspots wichtig. Zusätzlich ist es entscheidend, dass eine homogene Dichte von Fokusspots innerhalb des Schnittes vorliegt. In der Schrift DE 103 34 110 wird daher ein Verfahren zur Erzeugung eines Schnittes entlang einer Scanbahn von Fokusspots der gepulster Laserstrahlung beschrieben, bei dem die Scanbahn entlang von Höhenlinien verläuft und wobei ein vorbestimmter Grenzwert für einen Abstand zwischen benachbarten Höhenlinien nicht überschritten werden darf.For the quality of a cut using a laser surgical method in the tissue of a patient's eye, it is not only the above-described optimal focusing of the focus spots that is important. In addition, it is crucial that there is a homogeneous density of focus spots within the section. In scripture DE 103 34 110 a method is therefore described for generating a cut along a scan path of focus spots of the pulsed laser radiation, in which the scan path runs along contour lines and wherein a predetermined limit value for a distance between adjacent contour lines must not be exceeded.

Weitere Scanmuster zur Erzeugung von Mikroporen in der Sklera sind in der Schrift WO 2018/183987 beschrieben, um eine Verjüngung des Augengewebes zu erzielen.Further scan patterns for generating micropores in the sclera are in the document WO 2018/183987 described to achieve a rejuvenation of the eye tissue.

Den genannten Schriften ist gemeinsam, dass ein Schnitt im Gewebe eines Patientenauges nur mit Hilfe einer aufwändigen und teuren Vorrichtung erzeugt werden kann, um eine gute Schnittqualität gewährleisten zu können.The aforementioned documents have in common that a cut in the tissue of a patient's eye can only be produced with the aid of a complex and expensive device in order to be able to guarantee a good cut quality.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, Vorrichtung und Verfahren zu beschreiben, die die Erzeugung eines Schnittes mit homogener Dichte von Fokusspots der gepulsten Laserstrahlung innerhalb des Schnittes unter Verwendung von einfachen und preisgünstigen Komponenten zu ermöglichen.The object of the present invention is therefore to describe the device and method which enable the generation of a cut with a homogeneous density of focus spots of the pulsed laser radiation within the cut using simple and inexpensive components.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, the object is achieved by the features of the independent claims. Preferred developments and refinements are the subject matter of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Planungseinheit für die Generierung von Steuerdaten für ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät. Das ophthalmologische Lasertherapiegerät umfasst eine Laservorrichtung zur Bereitstellung eines gepulsten Laserstrahls und eine Fokussiervorrichtung zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls in einem Fokus. Ferner weist das ophthalmologische Lasertherapiegerät eine Scanvorrichtung zum Verschieben des Fokus des gepulsten Laserstrahls in einem Gewebe eines Patientenauges, insbesondere in einer Kornea und/oder einer Augenlinse, zum Durchtrennen des Gewebes in einem Scanmuster von Fokusspots des Fokus des gepulsten Laserstrahls entlang einer Scanbahn gemäß der Steuerdaten auf. Weiterhin umfasst das ophthalmologische Lasertherapiegerät eine Steuereinheit zur Steuerung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes mittels der Steuerdaten. Dabei weist die Planungseinheit eine Schnittstelle zum Abführen der Steuerdaten an die Steuereinheit auf.A first aspect of the invention relates to a planning unit for generating control data for an ophthalmic laser therapy device. The ophthalmic laser therapy device comprises a laser device for providing a pulsed laser beam and a focusing device for focusing the pulsed laser beam in a focus. Furthermore, the ophthalmic laser therapy device has a scanning device for shifting the focus of the pulsed laser beam in a tissue of a patient's eye, in particular in a cornea and / or an eye lens, for cutting through the tissue in a scan pattern of focus spots of the focus of the pulsed laser beam along a scan path according to the control data on. Furthermore, the ophthalmological laser therapy device comprises a control unit for controlling the ophthalmological laser therapy device by means of the control data. The planning unit has an interface for transferring the control data to the control unit.

Die Planungseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu ausgebildet ist, die Steuerdaten für das Scanmuster von Fokusspots des Fokus im Gewebe des Patientenauges, insbesondere in der Kornea und/oder der Augenlinse, entlang der Scanbahn zu generieren, mit denen das ophthalmologische Lasertherapiegerät so angesteuert werden kann, dass die Laservorrichtung einen gepulsten Laserstrahl mit einer konstanten Laserpulsfrequenz fP bereitstellt, die Scanbahn mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit um ein Scanbahnzentrum rotiert, wobei ein an den Fokusspots ausgewerteter Abstand zum Scanbahnzentrum entlang der Scanbahn monoton steigt oder monoton fällt, und das Scanmuster von Fokusspots des Fokus des gepulsten Laserstrahls einer vorgegebenen Dichte genügt.The planning unit is characterized in that it is designed to generate the control data for the scan pattern of focus spots of the focus in the tissue of the patient's eye, in particular in the cornea and / or the eye lens, along the scan path with which the ophthalmic laser therapy device is controlled can, that the laser device provides a pulsed laser beam with a constant laser pulse frequency f P , the scan path rotates at a constant angular velocity around a scan path center, a distance to the scan path center evaluated at the focus spots increases or decreases monotonically along the scan path, and the scan pattern of focus spots the focus of the pulsed laser beam of a given density is sufficient.

Bei dem Gewebe des Patientenauges, in dem im Betrieb des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes Schnitte erzeugt werden können, handelt es sich bevorzugt um die die Kornea (oder auch Hornhaut genannt) und/oder die Augenlinse sowie um das Gewebe, das die Kornea und die Augenlinse direkt umgibt. Die Augenlinse umfasst dabei auch den die Linse umgebenden Kapselsack. Zusätzlich kann es sich bei dem Gewebe beispielsweise um die Sklera - also die äußere Umhüllung des Augapfels, auch Lederhaut genannt - und/oder den Limbus - also den Übergang zwischen der Kornea und der Sklera - handeln. Weiterhin kann es sich bei dem Gewebe um den Vitreus (Glaskörper) und/oder die Netzhaut (Retina) handeln.The tissue of the patient's eye in which cuts can be made when the ophthalmic laser therapy device is in operation is preferably the cornea (or also called the cornea) and / or the lens of the eye and the tissue that directly surrounds the cornea and the lens of the eye . The lens of the eye also includes the capsular bag surrounding the lens. In addition, the tissue can be, for example, the sclera - that is, the outer covering of the eyeball, also called the dermis - and / or the limbus - that is, the transition between the cornea and the sclera. Furthermore, the tissue can be the vitreous (vitreous body) and / or the retina (retina).

Bei der im ophthalmologischen Lasertherapiegerätes einsetzbaren Laservorrichtung handelt es sich bevorzugt um eine Vorrichtung, die Laserpulse mit einer Pulsdauer von Femtosekunden oder Pikosekunden bereitstellt, und deren fokussierter Laserstrahl imstande ist, das Gewebe eines Patientenauges mittels optischen Durchbruchs infolge nicht-linearer Absorption zu durchtrennen. Dazu kann die Laservorrichtung beispielsweise einen Femtosekunden-Laser oder einen Pikosekunden-Laser umfassen.The laser device that can be used in the ophthalmic laser therapy device is preferably a device that provides laser pulses with a pulse duration of femtoseconds or picoseconds, and whose focused laser beam is able to cut through the tissue of a patient's eye by means of optical breakthroughs due to non-linear absorption. For this purpose, the laser device can comprise, for example, a femtosecond laser or a picosecond laser.

Ein Femtosekunden-Laser weist beispielsweise eine Wellenlänge in einem Bereich von 750nm bis 1100nm auf. Der Einsatz von Femtosekunden-Lasern bei anderen Wellenlängen ist jedoch grundsätzlich ebenfalls denkbar. Technisch relativ leicht realisierbar ist beispielsweise auch eine Wellenlänge aus dem Bereich von 375nm bis 550nm bzw. aus dem Bereich von 250nm bis 367nm, was einer Verdoppelung bzw. einer Verdreifachung der Frequenz der technisch derzeit bevorzugten Femtosekunden-Laser entspricht. Femtosekunden-Laser aus dem Wellenlängenbereich von 1020nm bis 1060nm sind für korneale Applikationen seit vielen Jahren etabliert und werden hier beispielhaft eingesetzt.A femtosecond laser, for example, has a wavelength in a range from 750 nm to 1100 nm. The use of femtosecond lasers at other wavelengths is, however, basically also conceivable. Technically, a wavelength from the range from 375 nm to 550 nm or from the range from 250 nm to 367 nm is also relatively easy to implement, which corresponds to a doubling or tripling of the frequency of the technically currently preferred femtosecond lasers. Femtosecond lasers from the wavelength range from 1020nm to 1060nm have been established for corneal applications for many years and are used here by way of example.

Die Pulsdauer eines Femtosekunden- oder Pikosekunden-Lasers, der hier einsetzbar ist, ist vorteilhaft wählbar aus einem Pulsdauerbereich von 50fs bis 5ps. Insbesondere eine Pulsdauer aus einem Bereich von 100fs bis 1ps, und ganz besonders aus einem Bereich von 250fs bis 600fs ist hier bevorzugt.The pulse duration of a femtosecond or picosecond laser, which can be used here, can advantageously be selected from a pulse duration range of 50 fs to 5 ps. In particular, a pulse duration from a range from 100fs to 1ps, and very particularly from a range from 250fs to 600fs, is preferred here.

Die Pulsenergie eines hier einsetzbaren Femtosekunden- oder Pikosekunden-Lasers liegt vorteilhaft in einem Pulsenergiebereich von 20nJ bis 2µJ. Besonders bevorzugt ist eine Pulsenergie von ca. 130nJ.The pulse energy of a femtosecond or picosecond laser that can be used here is advantageously in a pulse energy range of 20nJ to 2µJ. A pulse energy of approx. 130 nJ is particularly preferred.

Typischerweise kann eine Laservorrichtung Laserpulse mit einer Laserpulsfrequenz fP von bis zu 50MHz bereitstellen. Die Laservorrichtung kann jedoch dazu ausgebildet sein, die Laserpulsfrequenz zu verringern. Häufig stehen dabei jedoch nur diskrete Laserpulsfrequenzen zur Auswahl. Die Planungseinheit ist erfindungsgemäß dazu ausgebildet, eine Laserpulsfrequenz fP aus einer Serie von möglichen Laserpulsfrequenzen auszuwählen. Die Auswahl erfolgt dabei in Abhängigkeit von weiteren Berechnungen, zu denen die Planungseinheit ausgebildet ist und die nachfolgend beschrieben werden. Die Laserpulsfrequenz ist dabei konstant in den Grenzen oder Toleranzen, die durch die Laservorrichtung gegeben sind. Abweichungen der Laserpulsfrequenz sind dabei geringer als ±20%, bevorzugt geringer als ±5%, insbesondere bevorzugt geringer als ±1%.Typically, a laser device can provide laser pulses with a laser pulse frequency f P of up to 50 MHz. However, the laser device can be designed to reduce the laser pulse frequency. Often, however, only discrete laser pulse frequencies are available for selection. According to the invention, the planning unit is designed to select a laser pulse frequency f P from a series of possible laser pulse frequencies. The selection is made depending on further calculations for which the planning unit is designed and which are described below. The laser pulse frequency is constant within the limits or tolerances given by the laser device. Deviations in the laser pulse frequency are less than ± 20%, preferably less than ± 5%, particularly preferably less than ± 1%.

Die Fokussiervorrichtung ist dazu ausgebildet, den gepulsten Laserstrahl im Gewebe des Patientenauges zu fokussieren, so dass im Fokus ein optischer Durchbruch erzielt wird. Die Fokussiervorrichtung ist bevorzugt so ausgebildet, dass die optischen Eigenschaften des Patientenauges (wie beispielsweise Krümmungsradien der optisch wirksamen Grenzflächen - beispielsweise an der Kornea oder der Augenlinse - oder die Brechungsindizes des durchstrahlten Gewebes) berücksichtigt werden. Weiterhin kann die Fokussiervorrichtung dazu ausgebildet sein, einen Fokus des gepulsten Laserstrahls im Gewebe des Patientenauges zu erzeugen, wobei im Strahlengang dem Patientenauge vorgelagert ein Kontaktglas angeordnet ist.The focusing device is designed to focus the pulsed laser beam in the tissue of the patient's eye so that an optical breakthrough is achieved in the focus. The focusing device is preferably designed in such a way that the optical properties of the patient's eye (such as, for example, radii of curvature of the optically effective interfaces - for example on the cornea or the lens of the eye - or the refractive indices of the irradiated tissue) are taken into account. Furthermore, the focusing device can be designed to generate a focus of the pulsed laser beam in the tissue of the patient's eye, a contact glass being arranged in front of the patient's eye in the beam path.

Die Scanvorrichtung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes erlaubt es, den Fokus des gepulsten Laserstrahls im Gewebe des Patientenauges zu verschieben bzw. zu scannen. Das Scannen des gepulsten Laserstrahls sollte dabei uneingeschränkt in allen drei Raumrichtungen x, y, z möglich sein. Die Scanvorrichtung sollte dementsprechend so ausgelegt sein, sowohl laterale Scans in x- und y-Richtung als auch z-Scans entlang der optischen Achse des gepulsten Laserstrahls zu vollführen.The scanning device of the ophthalmic laser therapy device allows the focus of the pulsed laser beam to be shifted or scanned in the tissue of the patient's eye. Scanning of the pulsed laser beam should be possible without restriction in all three spatial directions x, y, z. The scanning device should accordingly be designed to perform both lateral scans in the x and y directions and also z scans along the optical axis of the pulsed laser beam.

Die Scanvorrichtung kann ein Paar von Scanspiegeln umfassen. Diese können dazu ausgebildet sein, einen Laserstrahl in zwei nicht-parallele (bevorzugt zueinander senkrechte) Richtungen abzulenken. Der erste Scanspiegel erlaubt beispielsweise eine Ablenkung des Laserstrahls in x-Richtung, der zweite Scanspiegel eine Ablenkung in y-Richtung. Die Scanspiegel können über Galvanometer angetrieben werden. Die Scanspiegel können als resonante Scanspiegel ausgestaltet sein. Die Scanvorrichtung kann MEMS-Scanner (Micro-Electro-Mechanical-Systems) umfassen. Weiterhin kann die Scanvorrichtung auch so ausgebildet sein, dass die Strahlablenkung über Radius und Azimut-Winkel parametrisiert ist und einen Radius-Azimut-Scanner aufweisen. Ein solcher Radius-Azimut-Scanner weist eine Verschiebeeinheit auf, die gegenüber einem Scannerzentrum eine radiale Verschiebung des Laserstrahls ermöglicht, und einen weitere Verschiebeeinheit, die gegenüber dem Scannerzentrum eine azimutale Verschiebung (Drehung) ermöglicht. Der Radius-Azimut-Scanner kann beispielsweise eine Optik zur Strahlführung des Laserstrahls umfassen, die auf einer rotierenden Vorrichtung befestigt ist, wobei der Abstand der Optik vom Drehpunkt der Vorrichtung verändert werden kann.The scanning device can include a pair of scanning mirrors. These can be designed to deflect a laser beam in two non-parallel (preferably mutually perpendicular) directions. The first scanning mirror allows, for example, a deflection of the laser beam in the x-direction, the second scanning mirror a deflection in the y-direction. The scanning mirrors can be driven by galvanometers. The scanning mirrors can be designed as resonant scanning mirrors. The scanning device can comprise MEMS scanners (Micro-Electro-Mechanical-Systems). Furthermore, the scanning device can also be designed in such a way that the beam deflection is parameterized via radius and azimuth angle and can have a radius-azimuth scanner. Such a radius-azimuth scanner has a displacement unit which enables a radial displacement of the laser beam with respect to a scanner center, and a further displacement unit which enables an azimuthal displacement (rotation) with respect to the scanner center. The radius-azimuth scanner can, for example, comprise optics for guiding the laser beam, which optics are attached to a rotating device, and the distance between the optics and the fulcrum of the device can be changed.

Die oben beschriebenen Scanner, die eine Verschiebung des Fokus in zwei Raumrichtungen (z.B. lateral) ermöglichen, werden typischerweise mit einem weiteren Scanner kombiniert, der eine Verschiebung des Fokus in eine Richtung ermöglicht, die einen Winkel aufweist zu den beiden Raumrichtungen (vorzugsweise senkrecht). Dabei kann es sich um einen axialen z-Scanner handeln, der den Fokus parallel zur optischen Achse verschieben kann. Das Scannen „in einem Gewebe“ umfasst auch das Scannen direkt auf der Oberfläche des Gewebes.The scanners described above, which enable the focus to be shifted in two spatial directions (e.g. lateral), are typically combined with a further scanner, which enables the focus to be shifted in a direction that is at an angle to the two spatial directions (preferably perpendicular). This can be an axial z-scanner that can shift the focus parallel to the optical axis. Scanning “in a tissue” also includes scanning directly on the surface of the tissue.

Mit Hilfe der Fokussiervorrichtung und der Scanvorrichtung lässt sich ein Fokus im Gewebe des Patientenauges erzeugen und verschieben. Wird der Fokus mit Hilfe der Scanvorrichtung im Gewebe verschoben und würde die Laservorrichtung kontinuierlich Laserstrahlung abgeben, so definiert der Fokus der Laserstrahlung im Gewebe eine kontinuierliche, d.h. räumlich nicht unterbrochene, Spur. Diese gedachte Spur wird auch als Scanbahn bezeichnet. Es handelt sich bei der Scanbahn also um eine (eindimensionale) Linie in einem dreidimensionalen Volumen des Gewebes des Patientenauges.With the help of the focusing device and the scanning device, a focus can be generated and shifted in the tissue of the patient's eye. The focus is shifted in the tissue with the aid of the scanning device and if the laser device were to continuously emit laser radiation, the focus of the laser radiation in the tissue defines a continuous, ie spatially uninterrupted, track. This imaginary track is also referred to as a scan path. The scan path is therefore a (one-dimensional) line in a three-dimensional volume of the tissue of the patient's eye.

Die dem von der erfindungsgemäßen Planungseinheit generierten Steuerdaten kann das ophthalmologische Lasertherapiegerät so angesteuert werden, dass die Scanbahn mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit um ein Scanbahnzentrum x 0 = ( x 0 , y 0 , z 0 )

Figure DE102019214020A1_0001
rotiert. Das Scanbahnzentrum kann einen Startpunkt oder einen Endpunkt der Scanbahn markieren. Das Scanbahnzentrum kann sich jedoch auch außerhalb des Scanfeldes befinden; dabei ist das Scanfeld die Gesamtheit der Scanbahn sowie deren (gedachten) Verbindungen von benachbarten Abschnitten der Scanbahn: Wenn beispielsweise ein ringförmiges Scanfeld (mit einer Aussparung in der Mitte) erzeugt werden soll, kann sich das Scanbahnzentrum in der Mitte des Ringes befinden und liegt somit außerhalb des Scanfeldes. Weiterhin kann sich das Scanbahnzentrum auf der optischen Achse der Fokussiervorrichtung befinden (x0 = y0 = 0 so dass x 0 = ( 0,0, z 0 ) ) .
Figure DE102019214020A1_0002
The control data generated by the planning unit according to the invention can be controlled by the ophthalmological laser therapy device in such a way that the scan path is at a constant angular velocity around a center of the scan path x 0 = ( x 0 , y 0 , z 0 )
Figure DE102019214020A1_0001
rotates. The center of the scan path can mark a starting point or an end point of the scan path. The scan path center can, however, also be located outside the scan field; The scan field is the entirety of the scan path and its (imaginary) connections to neighboring sections of the scan path: If, for example, a ring-shaped scan field (with a recess in the middle) is to be generated, the center of the scan path can be in the middle of the ring and is therefore located outside the scan field. Furthermore, the center of the scan path can be located on the optical axis of the focusing device (x 0 = y 0 = 0 so that x 0 = ( 0.0, z 0 ) ) .
Figure DE102019214020A1_0002

Der Ort, an dem sich der Fokus im Gewebe des Patientenauges auf der Scanbahn gerade befindet, zu der Zeit, an dem ein Laserpuls der gepulsten Laserstrahlung ins Gewebe fokussiert wird, wird Fokusspot oder Fokuspunkt genannt. Das ophthalmologische Lasertherapiegerät erzeugt somit im Betrieb eine Vielzahl von Fokusspots, die entlang der Scanbahn im Gewebe des Patientenauges generiert werden. An jedem Fokusspot kann im Gewebe des Patientenauges ein optischer Durchbruch erzielt wird. Dabei entfaltet der gepulste Laserstrahl nicht nur im Fokuspunkt selbst seine Wirkung; vielmehr wechselwirkt der Laserpuls in einem Volumen um den Fokuspunkt mit dem Gewebe. Dieses Volumen wird auch Fokuswirkbereich genannt.The place at which the focus in the tissue of the patient's eye is currently on the scan path, at the time at which a laser pulse of the pulsed laser radiation is focused into the tissue, is called the focus spot or focus point. The ophthalmic laser therapy device thus generates a large number of focus spots during operation, which are generated along the scan path in the tissue of the patient's eye. An optical breakthrough can be achieved in the tissue of the patient's eye at each focus spot. The pulsed laser beam is not only effective in the focal point itself; rather, the laser pulse interacts with the tissue in a volume around the focal point. This volume is also called the effective focus area.

Die Gesamtheit der Fokuswirkbereiche erzeugt aufgrund der optischen Durchbrüche an jedem Fokuspunkt im Gewebe des Patientenauges einen (lokalen) Schnitt, an dem das Gewebe durchtrennt wird. Da nicht an jedem Ort der Scanbahn ein Fokusspot erzeugt wird, kann das Scanfeld eine größere Ausdehnung aufweisen als der Schnitt. Die Verteilung der Fokusspots, an denen ein optischer Durchbruch erzeugt werden soll, wird als Scanmuster bezeichnet.Due to the optical breakthroughs at each focal point in the tissue of the patient's eye, the totality of the effective focus areas creates a (local) cut at which the tissue is severed. Since a focus spot is not generated at every location on the scan path, the scan field can be larger than the section. The distribution of the focus spots at which an optical breakthrough is to be generated is referred to as the scan pattern.

Bei einem Schnitt handelt es sich um ein Teilvolumen im Gewebe, das sich aus den Volumina der Fokuswirkbereiche sowie aus einer (gedachten) Verbindung von benachbarten Fokuswirkbereichen ergibt. Typischerweise weist das genannte Teilvolumen an jedem Ort in einer Raumrichtung nur eine geringe Ausdehnung auf - etwa in der Größenordnung des Durchmessers eines Fokuswirkbereiches - und besitzt in den beiden dazu senkrechten Raumrichtungen eine größere Ausdehnung. Somit ergibt sich im Betrieb des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes einen Schnitt als zweidimensionale Fläche in dreidimensionalen Volumen des Gewebes des Patientenauges. Die Fläche besitzt dabei eine Dicke, die etwa dem Durchmesser eines Fokuswirkbereiches entspricht.A cut is a partial volume in the tissue that results from the volumes of the effective focus areas and from an (imaginary) connection between adjacent effective focus areas. Typically, the named partial volume has only a small extent at each location in one spatial direction - for example of the order of magnitude of the diameter of a focus effective area - and has a larger extent in the two spatial directions perpendicular thereto. Thus, when the ophthalmological laser therapy device is in operation, there is a cut as a two-dimensional surface in the three-dimensional volume of the tissue of the patient's eye. The surface has a thickness that corresponds approximately to the diameter of an effective focus area.

Da das Scanfeld im Gewebe größer sein kann als der zu erzeugende Schnitt, kann es vorteilhaft sein, wenn nicht alle Laserpulse, die gemäß der konstanten Laserpulsfrequenz verfügbar wären, auch tatsächlich für einen Fokusspot genutzt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Scanvorrichtung für eine Verschiebung des Fokus entlang der Scanbahn mehr Zeit benötigt, als zwischen zwei Laserpulsen mit der konstanten Laserpulsfrequenz besteht. In einem solchen Fall kann ein Laserpuls beispielsweise nicht bereitgestellt werden; am Fokuspunkt der Scanbahn entsteht zu der Zeit lediglich ein gedachter Fokusspot. Alternativ kann die Bereitstellung eines gepulsten Laserstrahls für die Zeit ausgesetzt werden, in der der Fokus entlang der Scanbahn außerhalb des zu erzeugenden Schnittes scannt.Since the scan field in the tissue can be larger than the cut to be generated, it can be advantageous if not all laser pulses that would be available according to the constant laser pulse frequency are actually used for a focus spot. This is particularly advantageous when the scanning device requires more time for a shift of the focus along the scanning path than there is between two laser pulses with the constant laser pulse frequency. In such a case, for example, a laser pulse cannot be provided; At that time, only an imaginary focus spot is created at the focal point of the scan path. Alternatively, the provision of a pulsed laser beam can be suspended for the time in which the focus is scanning along the scan path outside of the cut to be generated.

Unter einem Rotieren der Scanbahn um das Scanbahnzentrum ist zu verstehen, dass ein Scanwinkel der von der Verbindungsgerade aus einem Startpunkt der Scanbahn zum Scanbahnzentrum gegenüber einer Verbindungsgeraden eines Punktes der Scanbahn mit dem Scanbahnzentrum entlang der Spur der Scanbahn stetig zunimmt. Die Winkelgeschwindigkeit beschreibt, welcher Scanwinkel von der Scanbahn pro Zeit überstrichen wird. Eine konstante Winkelgeschwindigkeit liegt vor, wenn diese innerhalb der Grenzen oder Toleranzen variiert, die durch die Scanvorrichtung gegeben sind. Abweichungen der Winkelgeschwindigkeit sind dabei geringer als ±20%, bevorzugt geringer als ±5%, insbesondere bevorzugt geringer als ±1%.Rotating the scan path around the scan path center is understood to mean that a scan angle of the straight line connecting a starting point of the scan path to the scan path center increases steadily in relation to a line connecting a point of the scan path with the scan path center along the track of the scan path. The angular velocity describes which scan angle is swept over by the scan path per time. A constant angular velocity is present if it varies within the limits or tolerances given by the scanning device. Deviations in the angular velocity are less than ± 20%, preferably less than ± 5%, particularly preferably less than ± 1%.

Das Inverse der Winkelgeschwindigkeit ist proportionale zu einer Rotationsfrequenz fR. Diese beschreibt, mit welcher Rate ein Scanwinkel von 360° überstrichen wird. Die Rotationsfrequenz, mit der die Scanbahn um das Scanbahnzentrum rotiert, ist erfindungsgemäß konstant; die Toleranz der Konstanz ergibt sich dabei aus der Toleranz der konstanten Winkelgeschwindigkeit.The inverse of the angular velocity is proportional to a rotation frequency f R. This describes the rate at which a scan angle of 360 ° is swept over. According to the invention, the rotation frequency with which the scan path rotates around the center of the scan path is constant; the tolerance of the constancy results from the tolerance of the constant angular velocity.

Aufgrund der konstanten Winkelgeschwindigkeit und der konstanten Laserpulsfrequenz lässt sich ein Azimut-Winkel für einen i-ten Fokusspot über die Beziehung ϕi = 2 · π · (i - 1) · fR/fL + ϕ1 angeben. Dabei ist ϕ1 der Azimut-Winkel für den ersten Fokusspot.Due to the constant angular velocity and the constant laser pulse frequency, an azimuth angle for an i-th focus spot can be specified via the relationship ϕ i = 2 · π · (i − 1) · f R / f L + ϕ 1 . Φ 1 is the azimuth angle for the first focus spot.

In der Regel weist die Scanvorrichtung eine Rotationsfrequenz fR oder einen Bereich von Rotationsfrequenzen auf, bei der Positionen der Scanbahn mit hoher Genauigkeit angesteuert werden können. Für resonante Scanner liegt diese Rotationsfrequenz beispielsweise nahe ihrer Resonanzfrequenz. Die Scanbahn rotiert vorzugsweise mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit, die einer Rotationsfrequenz entspricht, die eine hohe Genauigkeit der Positionen der Scanbahn gewährleistet.As a rule, the scanning device has a rotation frequency f R or a range of rotation frequencies at which the positions of the scanning path can be controlled with high accuracy. For resonant scanners, this rotation frequency is close to its resonance frequency, for example. The scanning path preferably rotates at a constant angular velocity which corresponds to a rotation frequency which ensures a high degree of accuracy of the positions of the scanning path.

Erfindungsgemäß werden die Steuerdaten derart generiert, dass ein an den Fokusspots ausgewerteter Abstand zum Scanbahnzentrum entlang der Scanbahn monoton steigt oder monoton fällt. Mit anderen Worten: Betrachtet man die Abstände der Fokusspots vom Scanbahnzentrum in der Reihenfolge ihrer Entstehung (also entlang der Scanbahn), so nehmen die Abstände monoton zu oder die Abstände nehmen monoton ab. Es ist möglich, dass zeitlich aufeinanderfolgender Fokusspots den gleichen Abstand vom Scanbahnzentrum aufweisen. Es sei angemerkt, dass die Monotonie lediglich für den Abstand der Fokusspots gefordert ist. Der Verlauf der Scanbahn selbst kann von der Monotonie abweichen.According to the invention, the control data are generated in such a way that a distance from the center of the scan path that is evaluated at the focus spots increases or decreases monotonically along the scan path. In other words: If the distances between the focus spots and the center of the scan path are viewed in the order in which they arise (i.e. along the scan path), the distances increase monotonically or the distances decrease monotonically. It is possible for focus spots that follow one another in time to have the same distance from the center of the scan path. It should be noted that the monotony is only required for the distance between the focus spots. The course of the scan path itself can deviate from the monotony.

Schließlich kann mit den von der erfindungsgemäßen Planungseinheit generierten, weiteren Steuerdaten das ophthalmologische Lasertherapiegerät so angesteuert werden, dass das Scanmuster von Fokusspots des Fokus der gepulsten Laserstrahlung einer vorgegebenen Dichte genügt. Da typischerweise ein Schnitt über ein Scanmuster von Fokusspots erzeugt werden soll, der einer Fläche im Gewebe des Patientenauges entspricht, kann die Dichte beispielsweise als Anzahl von Fokusspots pro Fläche definiert sein. Die Dichte bestimmt somit, wie viele Fokusspots im Scanmuster im Betrieb des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes erzeugt werden sollen, um den Schnitt zum Durchtrennen des Gewebes zu erzeugen. Die Dichte kann vom ophthalmologischen Lasertherapiegerät vorgegeben sein - beispielsweise in der Planungseinheit. Die Dichte kann vom Benutzer des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes festgelegt sein. Bei der Dichte kann es sich um einen festen Wert, um einen Grenzwert, der nicht überschritten oder unterschritten werden darf, oder um einen Wertebereich handeln. Es ist auch möglich, dass die Dichte vom Benutzer aus einer Auswahlliste, die vom ophthalmologischen Lasertherapiegerät bereitgestellt wird, auswählbar ist.Finally, with the additional control data generated by the planning unit according to the invention, the ophthalmological laser therapy device can be controlled in such a way that the scan pattern of focus spots of the focus of the pulsed laser radiation satisfies a predetermined density. Since a section is typically to be generated over a scan pattern of focus spots which corresponds to an area in the tissue of the patient's eye, the density can be defined, for example, as the number of focus spots per area. The density thus determines how many focus spots are to be generated in the scan pattern when the ophthalmic laser therapy device is in operation in order to generate the cut for severing the tissue. The density can be specified by the ophthalmic laser therapy device - for example in the planning unit. The density can be determined by the user of the ophthalmic laser therapy device. The density can be a fixed value, a limit value that must not be exceeded or fallen below, or a range of values. It is also possible that the density can be selected by the user from a selection list provided by the ophthalmic laser therapy device.

Die Dichte, der die Fokusspots des Scanmusters genügen, bedingt im Zusammenspiel mit der Größe der Fokuswirkbereiche, ob ein vollständiges oder teilweises Durchtrennen des Gewebes des Patientenauges ermöglicht wird. Die Wechselwirkung eines Laserpulses mit dem Gewebe ist abhängig von Pulsparametern (wie Pulsdauer, Wellenlänge oder Pulsenergie) der gepulsten Laserstrahlung. Weiterhin ist sie von der Art des Gewebes des Patientenauges, in denen ein optischer Durchbruch erzeugbar sein soll, abhängig. Die Dichte kann so vorgegeben sein, dass die Fokuswirkbereiche im Mittel eng beieinander liegen, und so ein vollständiges Durchtrennen des Gewebes ermöglichen. Alternativ kann die Dichte so vorgegeben sein, dass die Fokuswirkbereiche im Mittel weiter auseinander liegen, so dass die Fokuswirkbereiche nicht überlappen oder aneinanderstoßen und so zwischen den Fokuswirkbereichen Gewebebrücken im Gewebe innerhalb der Schnittfläche verbleiben. In diesem Fall wird ein teilweises Durchtrennen des Gewebes ermöglicht. Dies erzeugt eine Art Sollbruchstelle, an der das Gewebe so vorbereitet ist, dass es in einem Schritt des chirurgischen Eingriffs gezielt und kontrolliert vollständig durchtrennt werden kann. Ein solches teilweises Durchtrennen ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn bei einem Eingriff zur Fehlsichtigkeitskorrektur ein linsenförmiges Teilvolumen der Hornhaut über einen seitlich öffnenden Schnitt - einen sogenannten Zugangsschnitt - aus der Hornhaut entnommen werden soll.The density that the focus spots of the scan pattern satisfy, in conjunction with the size of the effective focus areas, determines whether a complete or partial severing of the tissue of the patient's eye is possible. The interaction of a laser pulse with the tissue depends on pulse parameters (such as pulse duration, wavelength or pulse energy) of the pulsed laser radiation. It is also dependent on the type of tissue in the patient's eye in which an optical breakthrough should be able to be produced. The density can be specified in such a way that the effective focus areas are on average close to one another and thus enable a complete severing of the tissue. Alternatively, the density can be specified in such a way that the effective focus areas are on average further apart, so that the effective focus areas do not overlap or butt against each other and so tissue bridges remain in the tissue within the cut surface between the effective focus areas. In this case, a partial severing of the tissue is made possible. This creates a kind of predetermined breaking point at which the tissue is prepared in such a way that it can be completely severed in a targeted and controlled manner in one step of the surgical procedure. Such a partial severing is advantageous, for example, when, during an intervention to correct ametropia, a lens-shaped partial volume of the cornea is to be removed from the cornea via a laterally opening incision - a so-called access incision.

Die vorgegebene Dichte der Fokusspots steht also typischerweise in Zusammenhang mit einem Ziel, das mit dem zu erzeugenden Schnitt verfolgt wird.The specified density of the focus spots is therefore typically related to a goal that is being pursued with the section to be generated.

Die Steuerdaten, die von der erfindungsgemäßen Planungseinheit generiert werden und mit denen das ophthalmologische Lasertherapiegerät angesteuert werden kann, umfassen mindestens die konstante Laserpulsfrequenz. Bei der konstanten Winkelgeschwindigkeit, dem Scanbahnzentrum sowie die vorgegebenen Dichte handelt es sich um Größen, die in die Generierung der Steuerdaten für die räumliche Lage (x, y, z) des Fokus in Abhängigkeit der Zeit eingehen. Diese Größen können zusätzlich für ein Abführen an die Steuereinheit zu Verfügung stehen.The control data that are generated by the planning unit according to the invention and with which the ophthalmological laser therapy device can be controlled include at least the constant laser pulse frequency. The constant angular velocity, the scan path center and the specified density are variables that are included in the generation of the control data for the spatial position (x, y, z) of the focus as a function of time. These variables can also be available for discharge to the control unit.

Die erfindungsgemäße Planungseinheit erlaubt es, aufgrund der konstanten Laserpulsfrequenz und die konstante Winkelgeschwindigkeit, einfache und preisgünstige Komponenten für das ophthalmologische Lasertherapiegerät zu verwenden. Dabei ermöglicht es die konstante Laserpulsfrequenz, auf eine komplexe Ansteuerung der Laservorrichtung zu verzichten, die sicherstellen muss, dass während der Erzeugung eines Scanmusters die benötigten Pulse jeweils zur richtigen Zeit, mit variablen zeitlichen Pulsabständen und mit konstanter Pulsenergie (und auch Pulsenergie) zu Verfügung stehen.The planning unit according to the invention allows simple and inexpensive components to be used for the ophthalmic laser therapy device due to the constant laser pulse frequency and the constant angular velocity. The constant laser pulse frequency enables a complex one To dispense with control of the laser device, which must ensure that the required pulses are available at the right time, with variable time pulse intervals and with constant pulse energy (and also pulse energy) during the generation of a scan pattern.

Die konstante Winkelgeschwindigkeit, mit der die Scanbahn um das Scanbahnzentrum rotiert, stellt sicher, dass für jeden Bereich von Azimut-Winkeln (gegenüber dem Scanbahnzentrum) die gleiche Anzahl von Fokusspots erzeugt werden können. Auf diese Weise wird eine homogene Dichte der Fokusspots pro Azimut-Winkel-Bereich sichergestellt. Weiterhin erlauben die konstante Winkelgeschwindigkeit, mit der die Scanbahn um das Scanbahnzentrum rotiert, und die Monotonie des zeitlichen Verlaufs der Abstände der Fokusspots vom Scanbahnzentrum die Verwendung einer einfachen und kostengünstigen Scanvorrichtung. Je nach verwendeter Technologie können die Scanner mit einfachen Sinus-Signalen (x-y-Scanner) oder einem konstanten Signal (Azimut-Scanner) angesteuert werden. Starke Beschleunigungen der Scanner sind nicht erforderlich. Es ist kein Durchstimmen der Winkelgeschwindigkeit erforderlich. Die Ansteuerung für die Scanvorrichtung kann somit vorteilhaft einfach und preisgünstig sein und dabei gleichzeitig die Fokusspots mit hoher Präzision an den gewünschten Orten im Gewebe des Patientenauges erzeugen.The constant angular speed with which the scan path rotates around the scan path center ensures that the same number of focus spots can be generated for each range of azimuth angles (with respect to the scan path center). In this way, a homogeneous density of the focus spots per azimuth angle range is ensured. Furthermore, the constant angular speed with which the scan path rotates around the scan path center and the monotony of the temporal course of the distances between the focus spots from the scan path center allow the use of a simple and inexpensive scanning device. Depending on the technology used, the scanners can be controlled with simple sine signals (x-y scanner) or a constant signal (azimuth scanner). Strong accelerations of the scanner are not necessary. No angular velocity tuning is required. The control for the scanning device can thus advantageously be simple and inexpensive and at the same time generate the focus spots with high precision at the desired locations in the tissue of the patient's eye.

Die Steuereinheit, die in der Regel die von der Planungseinheit generierten Steuerdaten nutzt, kann dabei auf alle steuerbaren Einheiten des ophthalmologischen Lasertherapiegeräts zugreifen, insbesondere auf die Laservorrichtung, die Fokussiervorrichtung und die Scanvorrichtung. Sie kann dabei einteilig oder mehrteilig aufgebaut sein, und mit den steuerbaren Einheiten des ophthalmologischen Lasertherapiegeräts - sowie ggf. mit weiteren Vorrichtungen des ophthalmologischen Lasertherapiegeräts wie auch mit diesem in Verbindung stehenden Einrichtungen - über drahtgebunden oder drahtlose Kommunikationswege kommunizieren. Ferner weist die Steuereinheit bevorzugt eine Schnittstelle auf, über die Steuerdaten der Steuereinheit drahtgebunden oder auch drahtlos zugeführt werden können.The control unit, which as a rule uses the control data generated by the planning unit, can access all controllable units of the ophthalmic laser therapy device, in particular the laser device, the focusing device and the scanning device. It can be constructed in one or more parts and communicate with the controllable units of the ophthalmic laser therapy device - and possibly with other devices of the ophthalmic laser therapy device as well as with devices connected to it - via wired or wireless communication paths. Furthermore, the control unit preferably has an interface via which control data can be supplied to the control unit in a wired or wireless manner.

Die für einen Schnitt in einer Ebene diskutierten Überlegungen gelten sowohl für einen Schnitt, der sich in einer Ebene befindet, als auch für einen gekrümmten Schnitt. Als Scanbahnzentrum kann für einen gekrümmten Schnitt ebenfalls ein Punkt oder eine Gerade angenommen werden. Abstände der Fokusspots werden zu diesem Punkt (oder Gerade) im dreidimensionalen Raum bestimmt. Die Dichte der Fokusspots kann auf die Schnittfläche bezogen werden oder auf ein Volumen. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Planungseinheit bleiben auf für gekrümmt Schnitte bestehen. Zur Vereinfachung wird nachfolgend die Projektion der Scanbahn in eine Ebene betrachtet oder davon ausgegangen, dass sich die Scanbahn in einer Ebene befindet, die beispielsweise senkrecht zur optischen Achse steht.The considerations discussed for a cut in a plane apply to both a cut that is in a plane and a curved cut. A point or a straight line can also be assumed as the center of the scan path for a curved section. The distances between the focus spots are determined from this point (or straight line) in three-dimensional space. The density of the focus spots can be related to the cut surface or to a volume. The advantages of the planning unit according to the invention remain for curved cuts. For the sake of simplification, the projection of the scan path into a plane is considered below or it is assumed that the scan path is located in a plane that is, for example, perpendicular to the optical axis.

Typischerweise weist der Schnitt, der im Gewebe des Patientenauges erzeugt werden soll, nicht in allen drei Raumdimensionen die gleiche Ausdehnung auf; häufig ist die Ausdehnung des Schnittes bereits in den lateralen Dimensionen (x und y) nicht identisch. Weiterhin weicht die Größe (Ausdehnung) des Fokuswirkbereiches typischerweise in axialer Richtung (z) von der in lateraler Richtung ab. Zusätzlich können die Ausdehnungen des Fokuswirkbereiches in x-Richtung und y-Richtung voneinander abweichen; Ursache dafür kann die Polarisation des gepulsten Laserstrahls sein. Die genannten beispielshaften Asymmetrie-Effekte müssen dabei nicht in Richtung derjenigen Achsen auftreten, die über die optische Achse (z-Achse) und eine dazu senkrechte Ebene (x-y-Ebene) gegeben sind. Vielmehr ist es möglich, dass die Asymmetrie in Richtungen auftritt, die gegenüber den Richtungen x, y und z gedreht ist. Sei deshalb x', y', z' ein Koordinatensystem, in dem die Asymmetrien in x'-Richtung, y'-Richtung und/oder z'-Richtung auftreten, und sei T eine eindeutige und umkehrbare Transformation, die die Koordinaten x', y', z' in x, y, z transformiert.Typically, the incision that is to be made in the tissue of the patient's eye does not have the same extent in all three spatial dimensions; often the extent of the cut is not identical even in the lateral dimensions (x and y). Furthermore, the size (extent) of the effective focus area typically deviates in the axial direction (z) from that in the lateral direction. In addition, the dimensions of the effective focus area in the x-direction and y-direction can differ from one another; The cause of this can be the polarization of the pulsed laser beam. The asymmetry effects mentioned by way of example do not have to occur in the direction of those axes which are given via the optical axis (z-axis) and a plane perpendicular thereto (x-y plane). Rather, it is possible that the asymmetry occurs in directions that are rotated with respect to the directions x, y and z. Therefore let x ', y', z 'be a coordinate system in which the asymmetries occur in the x' direction, y 'direction and / or z' direction, and let T be a unique and reversible transformation that contains the coordinates x ' 'y', z 'transformed into x, y, z.

Um einem Asymmetrie-Effekt Rechnung zu tragen, ist es vorteilhaft, diesen bei der Bewertung von Abständen im Gewebe zu berücksichtigen, um beispielsweise asymmetrische Schnitte Zeit-effizient erzeugen zu können bzw. um die vorgegebenen Dichte der Fokusspots im Scanmuster sicherzustellen.In order to take account of an asymmetry effect, it is advantageous to take this into account when evaluating distances in the tissue, for example to be able to generate asymmetrical cuts in a time-efficient manner or to ensure the specified density of the focus spots in the scan pattern.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung berücksichtigt daher der Abstand der Fokusspots zum Scanbahnzentrum einen Asymmetrie-Effekt.In an advantageous embodiment, the distance between the focus spots and the center of the scan path therefore takes into account an asymmetry effect.

Dazu können in der Vorschrift zur Berechnung der Abstände zweier Punkte im Raum Asymmetrie-Faktoren eingeführt werden. Vorteilhaft werden Abstände mit Hilfe einer Metrik in x', y', z' Koordinaten berechnet, da sich hier eine Asymmetrie besonders leicht darstellen lässt. Beträgt die Asymmetrie in y'-Richtung gegenüber der x'-Richtung beispielsweise einen Faktor ay (mit ay > 0) und betrage die Asymmetrie in z'-Richtung gegenüber der x'-Richtung beispielsweise einen Faktor az (mit az > 0), so kann der Abstand zweier Punkte x ' 1

Figure DE102019214020A1_0003
und x ' 2
Figure DE102019214020A1_0004
in x', y', z' Koordinaten unter Berücksichtigung der Asymmetrie berechnet werden über Δ ' 3 ( x ' 1 , x ' 2 ) =
Figure DE102019214020A1_0005
( x ' 1 x ' 2 ) 2 + α y 2 ( y ' 1 y ' 2 ) 2 + α z 2 ( z ' 1 z ' 2 ) 2 .
Figure DE102019214020A1_0006
Für einen beliebigen Fokusspot x ' 1
Figure DE102019214020A1_0007
(der sich aus x ' 1
Figure DE102019214020A1_0008
über die eindeutig, umkehrbaren Transformation T ergibt) und ein Scanbahnzentrum x ' 0
Figure DE102019214020A1_0009
(das sich aus x 0
Figure DE102019214020A1_0010
ebenfalls über die eindeutig, umkehrbaren Transformation T ergibt) ergibt sie der Abstand unter Berücksichtigung der Asymmetrie zu Δ ' 3 ( x ' i , x ' 0 ) =
Figure DE102019214020A1_0011
( x ' i x ' 0 ) 2 + α y 2 ( y ' i y ' 0 ) 2 + α z 2 ( z ' i z ' 0 ) 2 .
Figure DE102019214020A1_0012
Liegt die Scanbahn in einer Ebene oder wird für das Scanbahnzentrum eine Gerade angenommen, so vereinfacht sich die Berechnung des Abstands vom Scanbahnzentrum, da lediglich zwei Koordinaten berücksichtigt werden müssen.For this purpose, asymmetry factors can be introduced in the regulation for calculating the distances between two points in space. Distances are advantageously calculated with the aid of a metric in x ', y', z 'coordinates, since here an asymmetry can be represented particularly easily. If the asymmetry in the y 'direction compared to the x' direction is, for example, a factor a y (with a y > 0) and if the asymmetry in the z 'direction compared to the x' direction is, for example, a factor a z (with a z > 0), the distance between two points can be x ' 1
Figure DE102019214020A1_0003
and x ' 2
Figure DE102019214020A1_0004
in x ', y', z 'coordinates taking into account the asymmetry are calculated over Δ ' 3 ( x ' 1 , x ' 2 ) =
Figure DE102019214020A1_0005
( x ' 1 - x ' 2 ) 2 + α y 2 ( y ' 1 - y ' 2 ) 2 + α z 2 ( z ' 1 - z ' 2 ) 2 .
Figure DE102019214020A1_0006
For any focus spot x ' 1
Figure DE102019214020A1_0007
(which consists of x ' 1
Figure DE102019214020A1_0008
via the unambiguous, reversible transformation T) and a scan path center x ' 0
Figure DE102019214020A1_0009
(which consists of x 0
Figure DE102019214020A1_0010
also results from the unambiguous, reversible transformation T) it results in the distance taking into account the asymmetry to Δ ' 3 ( x ' i , x ' 0 ) =
Figure DE102019214020A1_0011
( x ' i - x ' 0 ) 2 + α y 2 ( y ' i - y ' 0 ) 2 + α z 2 ( z ' i - z ' 0 ) 2 .
Figure DE102019214020A1_0012
If the scan path lies in one plane or if a straight line is assumed for the scan path center, the calculation of the distance from the scan path center is simplified, since only two coordinates have to be taken into account.

Durch die erfindungsgemäße Berücksichtigung von Asymmetrie-Effekten wird eine Durchtrennung von Gewebe mit einer vorgegebenen Dichte von Fokusspots im Scanmuster unter Verwendung von einfachen und preisgünstigen Komponenten des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes auch für asymmetrische Fokuswirkbereiche oder asymmetrische Schnitte gewährleistet.By taking asymmetry effects into account according to the invention, a severing of tissue with a given density of focus spots in the scan pattern using simple and inexpensive components of the ophthalmic laser therapy device is also ensured for asymmetrical effective focus areas or asymmetrical cuts.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Planungseinheit werden die Steuerdaten derart generiert, dass für jede Rotation der Scanbahn um das Scanbahnzentrum der Absolutbetrag einer Differenz der an den Fokusspots zu einem Beginn der Rotation und zu einem Ende der Rotation ausgewerteten Abstände vom Scanbahnzentrum mit einem zunehmenden mittleren Abstand vom Scanbahnzentrum abnimmt.According to an advantageous embodiment of the planning unit, the control data are generated in such a way that for each rotation of the scan path around the scan path center the absolute amount of a difference between the distances from the scan path center evaluated at the focus spots at the beginning of the rotation and at the end of the rotation with an increasing mean distance from Scan path center decreases.

Unter einer Rotation der Scanbahn um das Scanbahnzentrum ist dabei ein Abschnitt der Scanbahn zu verstehen, bei der ein Azimut-Winkel gegenüber dem Scanbahnzentrum von 360° überstrichen wird. Die Scanbahn kann sich somit aus mehreren Rotationen zusammensetzen.A rotation of the scan path around the scan path center is to be understood as a section of the scan path in which an azimuth angle with respect to the scan path center of 360 ° is swept over. The scan path can thus be composed of several rotations.

Betrachtet man die Scanbahn zu Beginn der Rotation (bei einem Azimut-Winkel ϕ), so lässt sich diesem ein Abstand vom Scanbahnzentrum zuordnen über den Abstand eines Fokusspots vom Scanbahnzentrum zeitlich unmittelbar vor oder nach dem Beginn der Rotation. Der Scanbahn zum Ende einer Rotation (bei einem Azimut-Winkel ϕ + 360°) lässt sich ebenfalls ein Abstand zuordnen über den Abstand eines (anderen) Fokusspots vom Scanbahnzentrum zeitlich unmittelbar vor oder nach dem Ende der Rotation. Der Betrag der Differenz der Abstände vom Scanbahnzentrum zu Beginn und zum Ende einer Rotation entspricht einer radialen Breite einer Rotation. Der mittlere Abstand einer Rotation vom Scanbahnzentrum ist der Mittelwert der Abstände zum Beginn und zum Ende der Rotation. Das Ende einer Rotation entspricht dem Anfang einer zeitlich darauffolgenden Rotation. Betrachtet man die mittleren Abstände einer zeitlichen Serie von Rotationen der Scanbahn um das Scanbahnzentrum, so nehmen diese monoton zu bzw. monoton ab.If the scan path is viewed at the beginning of the rotation (at an azimuth angle ϕ), a distance from the center of the scan path can be assigned to it via the distance of a focus spot from the center of the scan path immediately before or after the start of the rotation. The scan path at the end of a rotation (at an azimuth angle ϕ + 360 °) can also be assigned a distance via the distance of a (different) focus spot from the center of the scan path immediately before or after the end of the rotation. The amount of the difference in the distances from the center of the scan path at the beginning and at the end of a rotation corresponds to a radial width of a rotation. The mean distance of a rotation from the center of the scan path is the mean value of the distances to the start and end of the rotation. The end of a rotation corresponds to the beginning of a subsequent rotation. If one considers the mean intervals of a temporal series of rotations of the scan path around the scan path center, then these increase or decrease monotonically.

Über den mittleren Abstand lässt sich einer Rotation eine azimutale Länge zuordnen (durch eine Multiplikation mit einem Faktor 2π). Multiplizierte man die azimutale Länge mit der radialen Breite so entspricht dies einer Fläche, die der Rotation zugeordnet werden kann.An azimuthal length can be assigned to a rotation via the mean distance (by multiplying by a factor of 2π). If the azimuthal length is multiplied by the radial width, this corresponds to an area that can be assigned to the rotation.

Da (im Durchschnitt) jede Rotation dieselbe Anzahl von Fokusspots aufweist, ist es vorteilhaft, wenn die radiale Breite einer Rotation (und damit der Abstand zwischen zwei Rotationen) umso geringer wird, je größer der mittlere Abstand der Rotation vom Scanbahnzentrum wird, da ein größerer mittlerer Abstand einer Rotation mit einer größeren azimutalen Länge einhergeht. Auf diese Weise wird ausgeglichen, dass Fläche, die einer Rotation zugeordnet werden kann, mit der azimutalen Länge steigt.Since (on average) each rotation has the same number of focus spots, it is advantageous if the radial width of a rotation (and thus the distance between two rotations) becomes smaller, the larger the mean distance of the rotation from the center of the scan path, since the larger it is mean distance of a rotation is associated with a greater azimuthal length. This compensates for the fact that the area that can be assigned to a rotation increases with the azimuthal length.

Die erfindungsgemäße Abnahme der radialen Breiten jeder Rotation mit zunehmendem mittlerem Abstand der Rotation führt dazu, dass die Dichte der Fokusspots im Scanmuster über radiale Abstände vom Scanbahnzentrum angepasst ist.The inventive decrease in the radial widths of each rotation with increasing mean distance of the rotation leads to the density of the focus spots in the scan pattern being adapted over radial distances from the center of the scan path.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Planungseinheit werden die Steuerdaten derart generiert, dass für jede Rotation der Scanbahn um das Scanbahnzentrum der Absolutbetrag der Differenz der an den Fokusspots zum Beginn der Rotation und zum Ende der Rotation ausgewerteten Abstände vom Scanbahnzentrum proportional zum inversen mittleren Abstand der Rotation vom Scanbahnzentrum ist.According to a particularly advantageous embodiment of the planning unit, the control data are generated in such a way that for each rotation of the scan path around the scan path center, the absolute amount of the difference between the distances from the scan path center evaluated at the focus spots at the start of the rotation and at the end of the rotation is proportional to the inverse mean distance of the rotation from the scan path center.

Sei ra der Abstand zu Beginn einer Rotation (ausgewertet an einem Fokusspot, der sich zeitlich unmittelbar vor oder nach dem Beginn der Rotation auf der Scanbahn befindet) und sei re der Abstand zum Ende einer Rotation (ausgewertet an einem anderen Fokusspot, der sich zeitlich unmittelbar vor oder nach dem Ende der Rotation auf der Scanbahn befindet). Der mittlere Abstand der Rotation entspricht damit rm = (ra + re)/2. Der Absolutbetrag der Differenz der Abstände beträgt Δr = |ra - re|, wobei „|.|“ die Bildung eines Absolutbetrags bedeutet.Let r a be the distance at the beginning of a rotation (evaluated on a focus spot that is located immediately before or after the start of the rotation on the scan path) and let r e be the distance to the end of a rotation (evaluated on another focus spot that is immediately before or after the end of the rotation on the scan path). The mean distance of the rotation thus corresponds to r m = (r a + r e ) / 2. The absolute amount of the difference in the distances is Δr = | r a - r e |, where "|. |" Means the formation of an absolute amount.

Typischerweise liegen alle Fokusspots der Rotation in einer Ebene (z.B. der x-y-Ebene oder der x'-y'-Ebene) oder sie weisen in z-Richtung einen Versatz auf, der gering ist gegenüber der z-Ausdehnung der Fokuswirkbereiche. Dann befindet sich das Scanbahnzentrum ebenfalls in dieser Ebene und die Fläche, die sich der Rotation zuordnen lässt, beträgt ARot = π ·|ra 2 - re 2|. Dies entspricht ARot = π ·rm ·Δr. Mit anderen Worten ist die Fläche einer Rotation proportional zum Produkt aus der azimutalen Länge und der radialen Breite einer Rotation. Die Fläche hat die Form eines Rings in der Ebene. Nimmt der Absolutbetrag der Differenz der an den Fokusspots zum Beginn der Rotation und zum Ende der Rotation ausgewerteten Abstände vom Scanbahnzentrum proportional zum inversen mittleren Abstand der Rotation vom Scanbahnzentrum ab (Δr∼1/rm), so wird erfindungsgemäß erreicht, dass die Flächen, die jeder Rotation zugeordnet werden können, gerade konstant bleiben. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass eine vorgegebene Dichte von Fokusspots im Scanmuster für alle Abstände vom Scanbahnzentrum erzielt wird. Dies ermöglicht ein besonders präzises Durchtrennen von Gewebe über den gesamten Schnitt.Typically, all of the focus spots of the rotation lie in one plane (for example the xy plane or the x'-y 'plane) or they have an offset in the z direction that is small compared to the z extension of the effective focus areas. Then the center of the scan path is also in this plane and the area that can be assigned to the rotation is A Rot = π · | r a 2 - r e 2 |. This corresponds to A Rot = π · r m · Δr. In other words, the area of a rotation is proportional to the product of the azimuthal length and the radial width of a rotation. The surface has the shape of a ring in the plane. If the absolute amount of the difference between the distances from the center of the scan path evaluated at the focus spots at the beginning of the rotation and at the end of the rotation decreases proportionally to the inverse mean distance of the rotation from the center of the scan path (Δr∼1 / r m ), then it is achieved according to the invention that the areas which can be assigned to each rotation, just remain constant. This ensures that a specified density of focus spots in the scan pattern is achieved for all distances from the center of the scan path. This enables a particularly precise severing of tissue over the entire incision.

Die Betrachtungen behalten ihre Gültigkeit (und ziehen daraus resultierend ihren besonderen vorteilhaften Nutzen) bei einer Berücksichtigung von Asymmetrie-Effekten.The considerations retain their validity (and derive their particular advantageous benefit as a result) when asymmetry effects are taken into account.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Planungseinheit werden die Steuerdaten derart generiert, dass die Fokusspots auf einer Spirale um das Scanbahnzentrum liegen.According to a particularly advantageous embodiment of the planning unit, the control data are generated in such a way that the focus spots lie on a spiral around the center of the scan path.

Eine Spirale zeichnet sich dadurch aus, dass sie um ein Zentrum rotiert und dass der Abstand zum Zentrum entlang der Spur der Spirale streng monoton steigt bzw. streng monoton fällt. Eine Spirale im dreidimensionalen Raum nimmt die Form einer Wendel an, deren Abstand vom Zentrum sich streng monoton ändert.A spiral is characterized by the fact that it rotates around a center and that the distance to the center along the track of the spiral increases or decreases strictly monotonically. A spiral in three-dimensional space takes the form of a helix, the distance from the center of which changes in a strictly monotonous manner.

Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fokusspots darf die Scanbahn von einer Spirale abweichen, solange die Scanbahn an den Orten der Fokusspots wieder Punkten einer Spirale entspricht.The scan path may deviate from a spiral between two successive focus spots as long as the scan path again corresponds to points of a spiral at the locations of the focus spots.

Mittels der hier vorgestellten Ausgestaltung ist es möglich, die Ansteuerung der Scanvorrichtung weiter zu vereinfachen, da aufgrund der strengen Monotonie der Abstände vom Scanbahnzentrum Beschleunigungen der Scanner weiter reduziert werden. Auf diese Weise können Fokusspots mit hoher Präzision aber vergleichsweise geringen Anforderungen an die Scanvorrichtung realisiert werden.By means of the embodiment presented here, it is possible to further simplify the control of the scanning device, since accelerations of the scanner are further reduced due to the strict monotony of the distances from the center of the scan path. In this way, focus spots can be realized with high precision but with comparatively low demands on the scanning device.

Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Planungseinheit werden die Steuerdaten derart generiert, dass die Fokusspots auf einer Spirale um das Scanbahnzentrum liegen und dass der Absolutbetrag der Differenz der Abstände vom Scanbahnzentrum zweier aufeinanderfolgender Fokusspots proportional zu einem inversen mittleren Abstand der aufeinanderfolgenden Fokusspots vom Scanbahnzentrum ist.According to a further particularly advantageous embodiment of the planning unit, the control data are generated in such a way that the focus spots lie on a spiral around the center of the scan path and that the absolute value of the difference between the distances from the center of the scan path of two successive focus spots is proportional to an inverse mean distance between the successive focus spots and the center of the scan path.

Bei zwei aufeinanderfolgende Fokusspots, die auf einer Spirale um das Scanbahnzentrum liegen, handelt es sich um Fokusspots, die zeitlich aufeinanderfolgend erzeugt werden. Bei dem auf einen Fokusspot darauffolgenden Fokusspot kann es sich auch um einen gedachten Fokusspot handeln, wenn beispielsweise der gedachte Fokusspot außerhalb des zu erzeugenden Schnittes liegt.Two successive focus spots that lie on a spiral around the center of the scan path are focus spots that are generated one after the other in time. The focus spot following a focus spot can also be an imaginary focus spot if, for example, the imaginary focus spot lies outside the section to be generated.

Sei rs,i der Abstand vom Scanbahnzentrum für einen i-ten Fokusspot und sei rs,i+1 der Abstand für den zeitlich darauffolgenden i+1-ten Fokusspot; dabei bezeichnet der Index „s“, dass es sich um Abstände auf einer spiralförmigen Bahn handelt. Der mittlere Abstand der aufeinanderfolgenden Fokusspots entspricht rs,im = (rs,i + rs,i+1)/2. Der Absolutbetrag der Differenz der Abstände beträgt Δrs,i = |rs,i - rs,i+1|, wobei „|.|“ die Bildung eines Absolutbetrags bedeutet.Let r s, i be the distance from the center of the scan path for an i-th focus spot and let r s, i + 1 be the distance for the i + 1-th focus spot that follows in time; The index "s" indicates that there are distances on a spiral path. The mean distance between the successive focus spots corresponds to r s, im = (r s, i + r s, i + 1 ) / 2. The absolute amount of the difference in the distances is Δr s, i = | r s, i - r s, i + 1 |, where "|. |" Means the formation of an absolute amount.

Liegen die aufeinanderfolgenden Fokusspots in einer Ebene (z.B. der x-y-Ebene oder der x'-y'-Ebene) oder weisen sie lediglich einen geringen Versatz in z-Richtung auf, so befindet sich das Scanbahnzentrum ebenfalls in dieser Ebene und die Fläche, die sich dem i-ten Fokusspots zuordnen lässt, beträgt A i = π | r s , i 2 r s , i + 1 2 | t i + 1 t i 1 / f R .

Figure DE102019214020A1_0013
Dabei sind ti bzw. ti+1 die Zeitpunkte, zu denen der i-te bzw. i+1-ten Fokusspot erzeugt werden. Die dem i-ten Fokusspot zugeordnete Fläche entspricht A i = π r s , i m Δ r s , i t i + 1 t i 1 / f R .
Figure DE102019214020A1_0014
Die Fläche hat die Form eines Ringsegments in der Ebene. Nimmt der Absolutbetrag der Differenz der Abstände vom Scanbahnzentrum zweier aufeinanderfolgender Fokusspots proportional zum inversen mittleren Abstand der Fokusspots ab (Δrs,i∼1/rs,im), so wird erfindungsgemäß erreicht, dass die Flächen, die einem jeden Fokusspot zugeordnet werden können, gerade konstant bleiben. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass eine vorgegebene Dichte von Fokusspots im Scanmuster für alle Abstände vom Scanbahnzentrum erzielt wird. Dies ermöglicht ein besonders präzises Durchtrennen von Gewebe über den gesamten Schnitt.If the successive focus spots lie in one plane (for example the xy plane or the x'-y 'plane) or if they only have a slight offset in the z direction, the center of the scan path is also in this plane and the area that can be assigned to the i-th focus spot is A. i = π | r s , i 2 - r s , i + 1 2 | t i + 1 - t i 1 / f R. .
Figure DE102019214020A1_0013
Here, t i and t i + 1 are the times at which the i-th and i + 1-th focus spots are generated. The area assigned to the i-th focus spot corresponds to A. i = π r s , i m Δ r s , i t i + 1 - t i 1 / f R. .
Figure DE102019214020A1_0014
The surface has the shape of a ring segment in the plane. If the absolute amount of the difference between the distances from the center of the scan path of two successive focus spots decreases proportionally to the inverse mean distance between the focus spots (Δr s, i ∼1 / r s, im ), the invention achieves that the areas that can be assigned to each focus spot , just stay constant. This ensures that a predetermined density of focus spots in the scan pattern for all distances from the center of the scan path is achieved. This enables a particularly precise severing of tissue over the entire incision.

Die Betrachtungen behalten ihre Gültigkeit (und ziehen daraus resultierend ihren besonderen vorteilhaften Nutzen) bei einer Berücksichtigung von Asymmetrie-Effekten.The considerations retain their validity (and derive their particular advantageous benefit as a result) when asymmetry effects are taken into account.

Das erfindungsgemäße Planungsverfahren ermöglicht somit das Generieren von Steuerdaten für ein Scanmuster von Fokusspots, die auf einer Spirale um das Scanbahnzentrum liegen, wobei die vorgegebene Dichte für alle Abstände vom Scanbahnzentrum erzielt wird.The planning method according to the invention thus enables the generation of control data for a scan pattern of focus spots that lie on a spiral around the center of the scan path, the specified density being achieved for all distances from the center of the scan path.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Planungseinheit werden die Steuerdaten derart generiert, dass das Scanmuster der Fokusspots des Fokus des gepulsten Laserstrahls einem Grenzwert für ein Verteilungsmaß zur Bewertung der Verteilung der Fokusspots genügt.According to an advantageous embodiment of the planning unit, the control data are generated in such a way that the scan pattern of the focus spots of the focus of the pulsed laser beam satisfies a limit value for a distribution measure for evaluating the distribution of the focus spots.

Ein Verteilungsmaß ordnet dem Scanmuster einen Wert zu, der die Verteilung der Fokusspots im durch das Scanmuster erzeugten Schnitt bewertet. In diesen Wert fließt vorteilhaft ein, welche Abstände die Fokusspots zueinander aufweisen. Auch wenn in einem Teilbereich des Scanmusters (beispielsweise in einem Azimut-Winkel-Bereich oder für radiale Ringsegmente) eine vorgegebene Dichte von Fokusspots realisiert ist, so können sich trotzdem Fokusspots lokal häufen. Dies kann dazu führen, dass in Regionen mit vielen Fokusspots das Gewebe vollständig durchtrennt werden kann, während in Regionen zwischen Häufungen von Fokusspots Gewebebrücken stehen bleiben, so dass dort das Gewebe nur teilweise durchtrennt werden kann.A distribution measure assigns a value to the scan pattern which evaluates the distribution of the focus spots in the section generated by the scan pattern. The distances between the focus spots are advantageously incorporated into this value. Even if a predetermined density of focus spots is implemented in a sub-area of the scan pattern (for example in an azimuth angle area or for radial ring segments), focus spots can nevertheless accumulate locally. This can lead to the fact that the tissue can be completely severed in regions with many focus spots, while tissue bridges remain in regions between clusters of focus spots, so that the tissue can only be partially severed there.

Das Verteilungsmaß kann beispielsweise derart ausgeführt sein, dass einem Teil der Fokusspots (beispielsweise solche die einen großen Abstand zum Scanbahnzentrum aufweisen) oder allen Fokusspots ein mittlerer Abstand zu benachbarten Fokusspots zugewiesen wird. Um den mittleren Abstand von einem Fokusspot zu seinen Nachbarn zu bestimmen, kann beispielsweise wie folgt vorgegangen werden: Es wird ein Kreis in der Schnittfläche um den Fokusspot gelegt. Dieser Kreis wird in Kreissegmente zerlegt; vorteilhaft sind alle Segmente gleich groß und es handelt sich um mindestens drei Segmente. Der Radius des Kreises muss so groß gewählt sein, dass mindestens ein Fokusspot in jedem Kreissegment vorhanden ist (außer dem Fokusspot im Kreismittelpunkt). Für jedes Segment wird der minimale Abstand der Fokusspots im Kreissegment zum Fokusspot im Kreismittelpunkt bestimmt. Anschließend kann ein Mittelwert der minimalen Abstände über die Kreissegmente gebildet werden. Alternativ kann das Maximum der minimalen Abstände über die Kreissegmente oder die Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum der minimalen Abstände gebildet werden. So lässt sich einem Fokusspot ein Maß für den Abstand zu benachbarten Fokusspots zuordnen. Dabei wird über die Unterteilung des Kreises in Kreissegmente sichergestellt, dass erkannt wird, wenn sich benachbarte Fokusspots in einer Richtung häufen, während in andere Richtungen ein großer Abstand zum nächsten Fokusspot besteht. Die ermittelten Maße können anschließend gemittelt werden, so dass einem Scanmuster ein einzelner Wert als Verteilungsmaß der Fokusspots zugeordnet wird. Alternativ können beispielsweise Mittelwert und Standardabweichung als Wertepaar des Verteilungsmaßes bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich können auch das Maximum und das Minimum als Verteilungsmaßes bestimmt werden.The distribution measure can be implemented, for example, in such a way that some of the focus spots (for example those that are at a large distance from the center of the scan path) or all of the focus spots are assigned a mean distance from adjacent focus spots. To determine the mean distance from a focus spot to its neighbors, the following procedure can be used, for example: A circle is placed in the cut surface around the focus spot. This circle is broken down into circle segments; Advantageously, all segments are of the same size and there are at least three segments. The radius of the circle must be large enough so that there is at least one focus spot in each segment of the circle (except for the focus spot in the center of the circle). The minimum distance between the focus spots in the circle segment and the focus spot in the center of the circle is determined for each segment. A mean value of the minimum distances over the circle segments can then be calculated. Alternatively, the maximum of the minimum distances can be formed over the circle segments or the difference between the maximum and the minimum of the minimum distances. In this way, a focus spot can be assigned a measure of the distance to neighboring focus spots. The division of the circle into circle segments ensures that it is recognized when neighboring focus spots are piling up in one direction, while there is a large distance to the next focus spot in other directions. The determined dimensions can then be averaged so that a single value is assigned to a scan pattern as a distribution measure of the focus spots. Alternatively, for example, the mean value and standard deviation can be determined as a pair of values of the distribution measure. Alternatively or additionally, the maximum and the minimum can also be determined as a distribution measure.

Alternativ kann das Verteilungsmaß derart ausgeführt sein, dass Größe (und Form) der Fokuswirkbereiche der Fokusspots berücksichtigt werden. Dazu kann beispielsweise zu jedem Fokusspot des Scanmusters die Größe des entsprechenden Fokuswirkbereiches in der Schnittebene markiert werden. Der Gesamtheit der Fokuswirkbereiche aller Fokusspots des Scanmusters kann eine Fläche zugeordnet werden. Dabei werden Überlappungsbereiche von zwei oder mehr Fokuswirkbereichen verschiedener Fokusspots nur einfach (und nicht mehrfach) bei der Zuordnung der Fläche berücksichtigt. Diese Fläche der Gesamtheit der Fokuswirkbereiche der Fokusspots des Scanmusters in der Schnittebene kann in Relation gesetzt werden zur Fläche des Schnittes. Wird beispielsweise ein Wert von 1 für die Relation erzielt, so wird ein vollständiges Durchtrennen des Gewebes ermöglicht, ohne dass Gewebebrücken zurückbleiben. Wird für die Relation beispielsweise ein Wert von 0.5 erzielt, so beträgt der Anteil von verbleibenden Gewebebrücken 50% der Schnittfläche. Dieser beispielhafte Wert als Verteilungsmaß gibt somit eine Auskunft über die Art der Durchtrennung, die durch ein gegebenes Scanmuster erzielt werden kann. Zusätzlich (oder alternativ) kann als Verteilungsmaß auch das Verhältnis aus der Fläche der Gesamtheit der Fokuswirkbereiche des Fokusspots des Scanmusters in der Schnittebene zu der Summe aller Größen der Fokuswirkbereiche des Fokusspots des Scanmusters in der Schnittebene gebildet werden. Über ein solches Verteilungsmaß wird beschrieben, wie stark sich die Fokuswirkbereiche überlappen: Ist das Verhältnis 1, so liegt keine Überlappung vor; ist das Verhältnis beispielsweise 0.5, so liegt ein hoher Anteil von Überlappungen vor; in einem solchen Fall sind die Fokusspots mit großer Wahrscheinlichkeit zu eng gesetzt und es wird eine vergleichsweise lange Zeit für die Erzeugung des Scanmusters benötigt.Alternatively, the distribution measure can be designed in such a way that the size (and shape) of the effective focus areas of the focus spots are taken into account. For this purpose, for example, the size of the corresponding effective focus area can be marked in the cutting plane for each focus spot of the scan pattern. An area can be assigned to the totality of the effective focus areas of all focus spots of the scan pattern. Overlapping areas of two or more effective focus areas of different focus spots are only taken into account once (and not more than once) when assigning the area. This area of the totality of the effective focus areas of the focus spots of the scan pattern in the cutting plane can be set in relation to the area of the cut. If, for example, a value of 1 is achieved for the relation, a complete severing of the tissue is made possible without leaving any tissue bridges. If, for example, a value of 0.5 is achieved for the relation, the proportion of remaining tissue bridges is 50% of the cut area. This exemplary value as a distribution measure thus provides information about the type of severing that can be achieved with a given scan pattern. In addition (or alternatively), the ratio of the area of the totality of the focus effective areas of the focus spot of the scan pattern in the cutting plane to the sum of all sizes of the focus effective areas of the focus spot of the scan pattern in the cutting plane can also be formed as a distribution measure. Such a distribution measure describes how much the effective focus areas overlap: Is the ratio 1 , there is no overlap; if the ratio is 0.5, for example, there is a high proportion of overlaps; in such a case, the focus spots are very likely to be set too narrowly and a comparatively long time is required for the generation of the scan pattern.

Mittels der beispielhaften Verteilungsmaße sowie der beschriebenen Varianten davon lässt sich ein Werte (oder Werte) zur Bewertung der Verteilung der Fokusspots im Scanmuster bestimmen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, eventuell vorhandene Asymmetrie-Effekte zu berücksichtigen, beispielsweise bei der Berechnung von Abständen zwischen Fokusspots mit einer Metrik, die die Asymmetrie einbezieht, oder bei der Bestimmung der Größe der Fokuswirkbereiche.A value (or values) for evaluating the distribution of the focus spots in the scan pattern can be determined by means of the exemplary distribution measures and the described variants thereof. It is particularly advantageous to take into account any asymmetry effects that may be present, for example when calculating distances between focus spots with a metric that includes the asymmetry, or when determining the size of the effective focus areas.

Bei dem Grenzwert, dem das Verteilungsmaß zur Bewertung der Verteilung der Fokusspots genügen soll, kann es sich um eine Grenze für jeden Wert handeln, den das Verteilungsmaß bereitstellt. Der Einfachheit halber wird im Folgenden nur von einem einzigen Grenzwert gesprochen; darunter ist jedoch zu verstehen, dass es sich bei dem Grenzwert auch um Grenzen für verschiedene Werte handeln kann, die vom Verteilungsmaß bereitgestellt werden.The limit value that the distribution measure should satisfy for evaluating the distribution of the focus spots can be a limit for each value that the distribution measure provides. For the sake of simplicity, only a single limit value is spoken of in the following; However, this is to be understood as meaning that the limit value can also be limits for various values that are provided by the distribution measure.

Der Grenzwert kann als eine Zahl (gegebenenfalls inclusive der dazugehörigen Einheiten) oder um einen Wertebereich handeln. Es kann sich um einen einseitigen Grenzwert oder um einen zweiseitigen Grenzwert handeln. Der Grenzwert kann in der Planungseinheit hinterlegt sein oder von einem Benutzer des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes vorgegeben werden.The limit value can act as a number (possibly including the associated units) or a range of values. It can be a one-sided limit value or a two-sided limit value. The limit value can be stored in the planning unit or specified by a user of the ophthalmic laser therapy device.

Genügt die Verteilung der Fokusspots im Scanmuster dem Grenzwert für das Verteilungsmaß, so wird erfindungsgemäß sichergestellt, dass zusätzlich zu einer vorgegebenen Dichte von Fokusspots auch eine Verteilung mit homogenen Abständen zwischen Fokusspots vorliegt. Auf diese Weise können lokale Häufungen von Fokusspots vermieden werden und ein Durchtrennen des Gewebes mit einer hohen Schnittqualität über die gesamte Schnittfläche wird weiter verbessert.If the distribution of the focus spots in the scan pattern satisfies the limit value for the degree of distribution, then according to the invention it is ensured that, in addition to a predetermined density of focus spots, there is also a distribution with homogeneous distances between focus spots. In this way, local accumulations of focus spots can be avoided and a severing of the tissue with a high cut quality over the entire cut surface is further improved.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Planungseinheit umfasst die Laservorrichtung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes eine Laserquelle zur Erzeugung von Laserpulsen mit einer Laserrepetitionsfrequenz fL und einen Pulsselektionseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, gemäß der weiteren Steuerdaten nach einem Teilungsverhältnis D die erzeugten Laserpulse zu selektieren und für den gepulsten Laserstrahl bereitzustellen. Dabei ist die Planungseinheit dazu ausgebildet ist, das Teilungsverhältnis D so zu bestimmen, dass sich die konstante Laserpulsfrequenz fPergibt. Es ergibt sich fp = fL/D.In a further advantageous embodiment of the planning unit, the laser device of the ophthalmological laser therapy device comprises a laser source for generating laser pulses with a laser repetition frequency f L and a pulse selection device which is set up to select the generated laser pulses according to the further control data according to a division ratio D and for the pulsed Provide laser beam. The planning unit is designed to determine the division ratio D such that the constant laser pulse frequency f P results. The result is f p = f L / D.

Typischerweise ist eine Laserquelle so gebaut, dass sie Laserpulse mit reproduzierbaren Parametern (wie Pulsenergie, Wellenlänge, spektraler Breite, Pulsdauer, Polarisation) mit einer festen Laserrepetitionsfrequenz fL bereitstellen kann. Eine Änderung der Laserrepetitionsfrequenz ist zwar möglich, erfordert jedoch einen hohen technischen Aufwand. Dabei besteht das Risiko, dass die Parameter der Laserpulse nicht stabil sind, was sich negativ auf die Qualität auf einen zu erzeugenden Schnitt in einem Gewebe eines Patientenauges auswirkt. Die Laserrepetitionsfrequenz der Laserquelle, also die Wiederholungsrate der Laserpulse, wird daher vorteilhaft fest eingestellt mit einem Wert aus einem Bereich von 10kHz bis 50MHz, vorteilhaft ist eine Laserpulsrepetitionsfrequenz aus einem Bereich von 200kHz bis 20MHz.A laser source is typically built in such a way that it can provide laser pulses with reproducible parameters (such as pulse energy, wavelength, spectral width, pulse duration, polarization) with a fixed laser repetition frequency f L. A change in the laser repetition frequency is possible, but requires a great deal of technical effort. There is the risk that the parameters of the laser pulses are not stable, which has a negative effect on the quality of a cut to be produced in a tissue of a patient's eye. The laser repetition frequency of the laser source, ie the repetition rate of the laser pulses, is therefore advantageously permanently set with a value from a range from 10 kHz to 50 MHz; a laser pulse repetition frequency from a range from 200 kHz to 20 MHz is advantageous.

Der Laserquelle im Strahlengang nachgeordnet wird eine Pulsselektionseinrichtung angeordnet. Eine solche Pulsselektionseinrichtung kann beispielsweise über einen akustooptischen Modulator (AOM) realisiert sein, der in Abhängigkeit einer Ansteuerung eine Strahlablenkung der Laserstrahlung herbeiführen kann, um Laserpulse aus dem Strahlengang in Richtung des Gewebes des Patientenauges heraus zu lenken, so dass dieser keinen Fokusspot erzeugen kann.A pulse selection device is arranged downstream of the laser source in the beam path. Such a pulse selection device can be implemented, for example, via an acousto-optical modulator (AOM) which, depending on an activation, can bring about a beam deflection of the laser radiation in order to direct laser pulses out of the beam path in the direction of the tissue of the patient's eye so that it cannot generate a focus spot.

Die Pulsselektionseinrichtung kann Teil der Laserquelle sein, oder sie kann der Laserquelle im Strahlengang unmittelbar nachgeordnet sein. Im Strahlengang können sich aber auch zwischen der Laserquelle und der Pulsselektionseinrichtung weitere optische Elemente und/oder die Scanvorrichtung und/oder die Fokussiervorrichtung befinden. Eine Ordnung nahe an der Laserquelle wird jedoch bevorzugt.The pulse selection device can be part of the laser source, or it can be arranged directly downstream of the laser source in the beam path. However, further optical elements and / or the scanning device and / or the focusing device can also be located in the beam path between the laser source and the pulse selection device. However, an order close to the laser source is preferred.

Das Teilungsverhältnis D gibt an, welcher Anteil der von der Laserquelle erzeugten Laserpulse in Richtung Patientenauge weitergeleitet werden soll. Mit anderen Worten entspricht das Teilungsverhältnis der Anzahl der weitergeleiteten Laserpulse zu der Anzahl erzeugter Pulse. Bei dem Teilungsverhältnis kann es sich um eine ganze Zahl handeln; dabei wird jeder D-te Laserpuls weitergeleitet, während alle D - 1 Laserpulse dazwischen nicht weitergeleitet werden. Alternativ kann es sich bei dem Teilungsverhältnis um eine rationale Zahl handeln; in dem Fall ergibt sich nach einer Serie von weitergeleiteten Laserpulsen im Mittel das gewünschte Teilungsverhältnis. Wird für k eine irrationale Zahl gewählt, so wird diese erst nach vielen Laserpulsen angenähert.The division ratio D indicates which proportion of the laser pulses generated by the laser source is to be passed on in the direction of the patient's eye. In other words, the division ratio corresponds to the number of transmitted laser pulses to the number of generated pulses. The division ratio can be an integer; every D-th laser pulse is passed on, while all D - 1 laser pulses in between are not passed on. Alternatively, the division ratio can be a rational number; in this case, the desired division ratio is obtained on average after a series of transmitted laser pulses. If an irrational number is chosen for k, this is only approximated after many laser pulses.

Mit der hier vorgestellten vorteilhaften Ausgestaltung ist es möglich, die Komplexität und die Kosten für das ophthalmologische Lasertherapiegerät weiter zu verringern, die der erhebliche technische Aufwand für eine Laserquelle, die variable Laserpulsfrequenzen bereitstellen kann, vermieden werden kann.With the advantageous embodiment presented here, it is possible to further reduce the complexity and the costs for the ophthalmic laser therapy device, which can avoid the considerable technical effort for a laser source that can provide variable laser pulse frequencies.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Planungseinheit dazu ausgebildet ist, Steuerdaten für mindestens zwei Scanmuster zu generieren, mit denen das ophthalmologische Lasertherapiegerät angesteuert werden kann. Dabei können die erste Laserpulsfrequenz von der mindestens einen weiteren Laserpulsfrequenz, das erste Scanbahnzentrum vom mindestens einen weiteren Scanbahnzentrum und/oder die erste Winkelgeschwindigkeit von der mindestens einen weiteren Winkelgeschwindigkeit abweichen.According to a further advantageous embodiment, the planning unit is designed to generate control data for at least two scan patterns with which the ophthalmic laser therapy device can be controlled. The first laser pulse frequency can differ from the at least one further laser pulse frequency, the first scan path center from the at least one further scan path center and / or the first angular velocity from the at least one further angular velocity.

Der im Gewebe des Patientenauges zu erzeugende Schnitt kann eine Form aufweisen, die beispielsweise in einer Richtung deutlich größer ist als in einer anderen. In diesem Fall kann es sein, dass der Schnitt schneller über zwei (oder mehr) Scanmuster erzeugt werden kann, bei denen die Scanmuster Scanbahnzentren aufweisen, die voneinander abweichen.The cut to be produced in the tissue of the patient's eye can have a shape that is, for example, significantly larger in one direction than in another. In this case it may be that the cut can be generated more quickly via two (or more) scan patterns in which the scan patterns have scan path centers that deviate from one another.

Handelt es sich bei dem zu erzeugenden Schnitt um eine Fläche, die einen großen Abstand zum Scanbahnzentrum aufweist, so kann es vorteilhaft sein, den Schnitt ebenfalls über zwei Scanmuster zu erzeugen. In diesem Fall kann es sich beispielsweise beim ersten Scanmuster um ein Muster handeln, bei dem Fokusspots nahe am Scanbahnzentrum erzeugt werden. Ein weiteres Muster erzeugt lediglich Fokusspots in einem größeren Abstand von einem Scanbahnzentrum (das identisch zum ersten Scanbahnzentrum sein kann), wobei für das weitere Scanmuster eine höhere konstante Laserpulsfrequenz und/oder eine höhere konstante Winkelgeschwindigkeit verwendet werden. Auch dies kann dazu führen, dass der zu erzeugende Schnitt insgesamt schneller erzeugt wird.If the cut to be generated is a surface that is at a large distance from the center of the scan path, it can be advantageous to generate the cut using two scan patterns as well. In this case, for example, the first scan pattern can be a pattern in which focus spots are generated close to the center of the scan path. Another pattern only generates focus spots at a greater distance from a scan path center (which can be identical to the first scan path center), a higher constant laser pulse frequency and / or a higher constant angular velocity being used for the further scan pattern. This, too, can lead to the cut to be generated being generated more quickly overall.

Eine schnelle Erzeugung eines Schnittes ist vorteilhaft, um die Behandlungszeit zu verringern. Dadurch wird zum einen die Belastung des Patienten geringer. Zum anderen verringert sich auch das Risiko, dass sich das Patientenauge gegenüber der ophthalmologischen Laservorrichtung bewegt, und somit ein fehlerhaftes Scanmuster und somit ein fehlerhafter Schnitt erzeugt wird.A quick creation of a cut is advantageous in order to reduce the treatment time. On the one hand, this reduces the burden on the patient. On the other hand, it also reduces the risk that the patient's eye will move in relation to the ophthalmic laser device, and thus a faulty scan pattern and thus a faulty cut will be generated.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Ausgestaltung ist die Planungseinheit so ausgebildet, dass sich die mindestens zwei Scanmuster räumlich mindestens teilweise nicht überlappen.In a particularly advantageous further development of the embodiment, the planning unit is designed in such a way that the at least two scan patterns do not spatially at least partially overlap.

Zwei Scanmuster überlappen sich, wenn sich Fokuswirkbereiche eines Scanmusters mit Fokuswirkbereichen eines anderen Scanmusters überlappen.Two scan patterns overlap when focus effective areas of one scan pattern overlap with focus effective areas of another scan pattern.

Ein Überlappen zweier Scanmuster stellt sicher, dass über die beiden Scanmuster ein durchgehender Schnitt im Gewebe erzeugt werden kann.Overlapping two scan patterns ensures that a continuous cut can be created in the tissue via the two scan patterns.

Um die Zeit für die Erzeugung des Schnittes weiter zu verringern, sollten sich die Scanmuster nur so weit überlappen, wie es für eine sichere Erzeugung des Schnittes (unter Berücksichtigung der vorgegebenen Dichte von Fokusspots und vorteilhafterweise unter Berücksichtigung des Grenzwertes für ein Verteilungsmaß) erforderlich ist. Ein Überlappen zweier Scanmuster ist möglichst geringer als 50%, bevorzugt geringer als 10%, insbesondere bevorzugt geringer als 2%.In order to further reduce the time for generating the section, the scan patterns should only overlap to the extent necessary for reliable generation of the section (taking into account the specified density of focus spots and advantageously taking into account the limit value for a distribution measure). An overlapping of two scan patterns is as little as possible less than 50%, preferably less than 10%, particularly preferably less than 2%.

Ein erfindungsgemäßes ophthalmologisches Lasertherapiegerät zur Erzeugung eines Scanmusters umfasst eine Laservorrichtung zur Bereitstellung eines gepulsten Laserstrahls und eine Fokussiervorrichtung zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls in einem Fokus. Weiterhin weist das ophthalmologische Lasertherapiegerät eine Scanvorrichtung zum Verschieben des Fokus des gepulsten Laserstrahls in einem Gewebe eines Patientenauges, insbesondere in einer Kornea und/oder einer Augenlinse, zum Durchtrennen des Gewebes im Scanmuster von Fokusspots des Fokus des gepulsten Laserstrahls entlang einer Scanbahn, die durch Steuerdaten bestimmt wird, auf. Darüber hinaus umfasst das ophthalmologische Lasertherapiegerät eine Steuereinheit zur Steuerung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes mittels der Steuerdaten. Zusätzlich weist das ophthalmologische Lasertherapiegerät eine Planungseinheit zur Generierung der Steuerdaten auf. Die Planungseinheit ist dabei so ausgebildet, dass die die Steuerdaten derart generiert, die es in einer der oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben ist.An ophthalmic laser therapy device according to the invention for generating a scan pattern comprises a laser device for providing a pulsed laser beam and a focusing device for focusing the pulsed laser beam in a focus. Furthermore, the ophthalmic laser therapy device has a scanning device for shifting the focus of the pulsed laser beam in a tissue of a patient's eye, in particular in a cornea and / or an eye lens, for cutting through the tissue in the scan pattern from focus spots of the focus of the pulsed laser beam along a scan path, which is determined by control data is determined on. In addition, the ophthalmological laser therapy device comprises a control unit for controlling the ophthalmological laser therapy device by means of the control data. In addition, the ophthalmological laser therapy device has a planning unit for generating the control data. The planning unit is designed in such a way that it generates the control data in such a way that it is described in one of the embodiments described above.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das ophthalmologischen Lasertherapiegerät des Weiteren eine Messeinrichtung zur Erzeugung von Daten einer Charakterisierung des Patientenauges. Dabei handelt es sich insbesondere um eine Messeinrichtung aus der folgenden Gruppe: Autorefraktor, Refraktometer, Keratometer, Aberrometer, Wellenfrontvermessungseinrichtung, optischer Kohärenztomograph (OCT), Scheimpflugkamera, Ultraschall-Bildgebungssystem, Mikroskop.According to an advantageous embodiment, the ophthalmological laser therapy device further comprises a measuring device for generating data for a characterization of the patient's eye. In particular, it is a measuring device from the following group: auto refractor, Refractometer, keratometer, aberrometer, wavefront measuring device, optical coherence tomograph (OCT), Scheimpflug camera, ultrasound imaging system, microscope.

Das ophthalmologische Lasertherapiegerät kann selbstverständlich auch mehrere Messeinrichtungen enthalten, die nacheinander oder gleichzeitig zur Charakterisierung des Patientenauges eingesetzt werden können.The ophthalmic laser therapy device can of course also contain several measuring devices that can be used one after the other or at the same time to characterize the patient's eye.

Die von der Messeinrichtung erzeugten Daten können dazu verwendet werden, die Geometrie und die Lage des im Gewebe des Patientenauges zu erzeugenden Schnittes zu bestimmen. Dabei sei jedoch darauf hingewiesen, dass die in den verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Planungseinheit die Steuerdaten unabhängig davon erzeugen kann, ob das Patientenauge mit dem ophthalmologischen Lasertherapiegerät verbunden ist.The data generated by the measuring device can be used to determine the geometry and the position of the cut to be generated in the tissue of the patient's eye. It should be noted, however, that the planning unit described in the various embodiments can generate the control data regardless of whether the patient's eye is connected to the ophthalmic laser therapy device.

Weiterhin können die von der Messeinrichtung erzeugten Daten dazu verwendet werden, im Betrieb des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes die Erzeugung des Schnittes im Gewebe zu überwachen.Furthermore, the data generated by the measuring device can be used to monitor the generation of the incision in the tissue when the ophthalmic laser therapy device is in operation.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Planungsverfahren für die Generierung von Steuerdaten für ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät. Dabei umfasst das ophthalmologische Lasertherapiegerät eine Laservorrichtung zur Bereitstellung eines gepulsten Laserstrahls und eine Fokussiervorrichtung zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls in einem Fokus. Weiterhin weist das ophthalmologische Lasertherapiegerät eine Scanvorrichtung zum Verschieben des Fokus des gepulsten Laserstrahls in einem Gewebe eines Patientenauges, insbesondere in einer Kornea und/oder einer Augenlinse, zum Durchtrennen des Gewebes in einem Scanmuster von Fokusspots des Fokus des gepulsten Laserstrahls entlang einer Scanbahn gemäß der Steuerdaten, und eine Steuereinheit zur Steuerung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes mittels der Steuerdaten auf. Das erfindungsgemäße Planungsverfahren weist folgende Schritte auf:

  • - Vorgabe eine Dichte von Fokusspots des Fokus des gepulsten Laserstrahls im Scanmuster,
  • - Auswahl einer konstanten Laserpulsfrequenz fPdes gepulsten Laserstrahls,
  • - Zuweisung eines Scanbahnzentrums,
  • - Berechnung einer konstanten Winkelgeschwindigkeit mit der die Scanbahn um das Scanbahnzentrum rotiert, wobei aus der Laserpulsfrequenz, dem Scanbahnzentrum und der Winkelgeschwindigkeit weitere Steuerdaten derart ermittelt werden, dass das ophthalmologische Lasertherapiegerät so steuerbar ist, dass das Scanmuster im Gewebe des Patientenauges mit der vorgegebenen Dichte der Fokusspots erzeugt werden kann, und dass ein an den Fokusspots ausgewerteter Abstand zum Scanbahnzentrum entlang der Scanbahn monoton steigt oder monoton fällt, und
  • - Zuführung dieser Steuerdaten zu der Steuereinheit des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes.
A second aspect of the invention relates to a planning method for the generation of control data for an ophthalmological laser therapy device. The ophthalmic laser therapy device comprises a laser device for providing a pulsed laser beam and a focusing device for focusing the pulsed laser beam in a focus. Furthermore, the ophthalmic laser therapy device has a scanning device for shifting the focus of the pulsed laser beam in a tissue of a patient's eye, in particular in a cornea and / or an eye lens, for cutting through the tissue in a scan pattern of focus spots of the focus of the pulsed laser beam along a scan path according to the control data , and a control unit for controlling the ophthalmic laser therapy device by means of the control data. The planning method according to the invention has the following steps:
  • - Specification of a density of focus spots of the focus of the pulsed laser beam in the scan pattern,
  • - Selection of a constant laser pulse frequency f P of the pulsed laser beam,
  • - Allocation of a scan path center,
  • - Calculation of a constant angular speed with which the scan path rotates around the scan path center, further control data being determined from the laser pulse frequency, the scan path center and the angular velocity in such a way that the ophthalmic laser therapy device can be controlled so that the scan pattern in the tissue of the patient's eye with the specified density of Focus spots can be generated, and that a distance from the center of the scan path that is evaluated at the focus spots increases or decreases monotonically along the scan path, and
  • - Feeding of these control data to the control unit of the ophthalmic laser therapy device.

Nachfolgend wird der Fall beschrieben, dass der an den Fokusspots ausgewertete Abstand zum Scanbahnzentrum entlang der Scanbahn monoton steigt. Das Scanmuster folgt einer Scanbahn, die den zu erzeugenden Schnitt von innen nach außen überstreicht und innerhalb des zu erzeugenden Schnittes Fokusspots aufweist.The following describes the case in which the distance from the center of the scan path, evaluated at the focus spots, increases monotonically along the scan path. The scan pattern follows a scan path that sweeps over the section to be generated from the inside out and has focus spots within the section to be generated.

Anhand der vorgegebenen Dichte der Fokusspots lässt sich einem jeden Fokusspot eine mittlere Fläche im zu erzeugenden Schnitt zuordnen. Nimmt man eine kreisrunde Fläche an, so entspricht der Durchmesser einem mittleren Abstand zwischen zwei Fokusspots, der zu erzielen ist. Alternativ kann eine quadratische Fläche angenommen werden.On the basis of the specified density of the focus spots, a mean area in the section to be generated can be assigned to each focus spot. Assuming a circular surface, the diameter corresponds to an average distance between two focus spots that is to be achieved. Alternatively, a square area can be assumed.

Dem zu erzeugenden Schnitt kann ein minimaler Abstand zum Scanbahnzentrum zugewiesen werden; dieser Abstand kann Null sein, wenn das Scanbahnzentrum im zu erzeugenden Schnitt liegt. Ist der Abstand Null, so kann als Startpunkt der Scanbahn ein Punkt gewählt werden, der beispielsweise einem Drittel oder der Hälfte des angestrebten mittleren Abstands entspricht; oder es kann das Scanbahnzentrum als Startpunkt der Scanbahn gewählt werden. An diesem Startpunkt kann ein erster Fokusspot erzeugt werden (mit einem Abstand r0 zum Scanbahnzentrum). Um ein Scanmuster möglichst schnell zu erzeugen, ist es vorteilhaft, die konstante Winkelgeschwindigkeit so zu wählen, dass sie nahe an der maximal möglichen Winkelgeschwindigkeit der Scanvorrichtung liegt (beispielsweise bei 95% der Maximalgeschwindigkeit), bei der noch eine Scanbahn mit hoher Genauigkeit der Positionen entlang der Scanbahn gewährleistet ist. Aus der Wahl der Winkelgeschwindigkeit ergibt sich einen Rotationsfrequenz fR, mit der die Scanbahn um das Scanbahnzentrum rotiert. Daraus wiederum ergibt sich die Zeit, mit der die Scanbahn in einem ersten (innersten) Scanbahnabschnitt einmal um das Scanbahnzentrum rotiert (erste Rotation). Nimmt man einen konstanten Abstand dieser Rotation vom Scanbahnzentrum an, so lässt sich ausrechnen, wie viele Fokusspots entlang dieser ersten Rotation erzeugt werden müssen, damit diese einen Abstand haben, der beispielsweise einem angestrebten mittleren Abstand entspricht, der anhand der vorgegebenen Dichte der Fokusspots erzielt werden soll. Handelt es sich bei dem Startpunkt der Scanbahn um einen Punkt, dessen Abstand vom Scanbahnzentrum beispielsweise einem Drittel oder der Hälfte des angestrebten mittleren Abstands entspricht, so können k Fokusspots innerhalb der Zeit für ein erstes Rotieren der Scanbahn gewählt werden, wobei k zwischen zwei und fünf ist. Es muss sich bei k nicht um eine ganze Zahl handeln; vielmehr kann es sich auch um eine rationale oder irrationale Zahl handeln. Handelt es sich bei dem Startpunkt der Scanbahn um einen Punkt, der einen größeren Abstand vom Scanbahnzentrum aufweist als der angestrebte mittlere Abstand zweier Fokusspots, so können entsprechend mehr Fokusspots innerhalb der Zeit für ein erstes Rotieren der Scanbahn gewählt werden. Die Anzahl kann so gewählt werden, dass diese Fokusspots schließlich einen Abstand haben, die beispielsweise um weniger als ±50%, bevorzugt weniger als ±10%, insbesondere bevorzugt weniger als ±2% von dem angestrebten mittleren Abstand der Fokusspots abweicht.A minimum distance to the center of the scan path can be assigned to the cut to be generated; this distance can be zero if the center of the scan path lies in the section to be generated. If the distance is zero, a point can be selected as the starting point of the scan path which corresponds, for example, to a third or half of the desired mean distance; or the center of the scan path can be selected as the starting point of the scan path. A first focus spot can be generated at this starting point (with a distance r 0 from the center of the scan path). In order to generate a scan pattern as quickly as possible, it is advantageous to choose the constant angular speed so that it is close to the maximum possible angular speed of the scanning device (for example 95% of the maximum speed), at which a scan path with high accuracy of the positions is still along the scan path is guaranteed. The choice of the angular velocity results in a rotation frequency f R with which the scan path rotates around the center of the scan path. This in turn results in the time with which the scan path rotates once around the center of the scan path in a first (innermost) scan path section (first rotation). If you take a constant distance of this Rotation from the center of the scan path, it can be calculated how many focus spots have to be generated along this first rotation so that they have a distance that corresponds, for example, to a desired mean distance that is to be achieved on the basis of the specified density of the focus spots. If the starting point of the scan path is a point whose distance from the center of the scan path corresponds, for example, to a third or half of the desired mean distance, then k focus spots can be selected within the time for a first rotation of the scan path, where k is between two and five is. K does not have to be an integer; rather, it can also be a rational or irrational number. If the starting point of the scan path is a point which is at a greater distance from the center of the scan path than the desired mean distance between two focus spots, more focus spots can be selected within the time for a first rotation of the scan path. The number can be chosen so that these focus spots ultimately have a distance that deviates, for example, by less than ± 50%, preferably less than ± 10%, particularly preferably less than ± 2%, from the desired mean distance between the focus spots.

Über die Winkelgeschwindigkeit und die Anzahl der gewünschten Fokusspots auf der ersten Rotation ergibt sich, welche Laserpulsfrequenz fPausgewählt werden kann: fP= fR · k. Da die Laserpulsfrequenzen typischerweise nicht aus kontinuierlichen Werten, sondern aus diskreten Werten gewählt werden können, kann es sein, dass die gewünschte Anzahl k von Fokusspots für den ersten Scanbahnabschnitt nicht genau getroffen werden kann, sondern geringfügig angepasst wird. Alternativ kann der Wert der konstanten Winkelgeschwindigkeit noch einmal angepasst werden, so dass sich die gewünschte Anzahl k von Fokusspots ergibt.The angular velocity and the number of desired focus spots on the first rotation determine which laser pulse frequency f P can be selected: f P = f R · k. Since the laser pulse frequencies can typically not be selected from continuous values, but rather from discrete values, it may be that the desired number k of focus spots for the first scan path section cannot be hit exactly, but is slightly adapted. Alternatively, the value of the constant angular velocity can be adjusted again so that the desired number k of focus spots results.

Nachfolgend werden die Steuerdaten für die Scanbahn so ermittelt, dass zum einen die Monotonie eingehalten wird und zum zweiten die der vorgegebenen Dichte genügt wird: Über die vorgegebene Dichte ergibt sich, wie viele Fokusspots K insgesamt im Schnitt im Gewebe zu erzeugen sind. Daraus wiederum ergibt sich, wie häufig die Scanbahn um das Scanbahnzentrum rotiert (N), da die Anzahl k der Fokusspots pro Umdrehung festgelegt ist (K = N . k). Entsprechend der Monotonie der an den Fokusspots ausgewerteten Abstände vom Scanbahnzentrum wird die Scanbahn so gewählt, dass sie den gesamten zu erzeugenden Schnitt überdeckt.The control data for the scan path are then determined in such a way that, on the one hand, the monotony is maintained and, on the other hand, the specified density is satisfied: The specified density shows how many focus spots K in total are to be generated in the section in the tissue. This in turn shows how often the scan path rotates around the scan path center (N), since the number k of focus spots per revolution is fixed (K = N. K). In accordance with the monotony of the distances from the center of the scan path evaluated at the focus spots, the scan path is selected in such a way that it covers the entire section to be generated.

Alternativ kann eine Scanbahn so gewählt werden, dass der an den Fokusspots ausgewertete Abstand zum Scanbahnzentrum entlang der Scanbahn monoton fällt. Das Scanmuster folgt einer Scanbahn, die den zu erzeugenden Schnitt von außen nach innen überstreicht und innerhalb des zu erzeugenden Schnittes Fokusspots aufweist.Alternatively, a scan path can be selected in such a way that the distance from the center of the scan path that is evaluated at the focus spots falls monotonically along the scan path. The scan pattern follows a scan path that sweeps over the section to be generated from the outside inwards and has focus spots within the section to be generated.

Auch hier lässt sich anhand der vorgegebenen Dichte der Fokusspots einem jeden Fokusspot eine mittlere Fläche im Schnitt zuordnen. Es ergibt sich wieder ein mittlerer Abstand zwischen zwei Fokusspots, der zu erzielen ist.Here, too, a mean area in section can be assigned to each focus spot on the basis of the specified density of the focus spots. There is again a mean distance between two focus spots that is to be achieved.

Dem zu erzeugenden Schnitt kann ein maximaler Abstand zum Scanbahnzentrum zugewiesen werden. Ein Ort mit maximalem Abstand kann als Startpunkt der Scanbahn gewählt werden. An diesem Startpunkt kann ein erster Fokusspot erzeugt werden (mit einem Abstand rmax zum Scanbahnzentrum). Um ein Scanmuster möglichst schnell zu erzeugen, ist es wieder vorteilhaft, die konstante Winkelgeschwindigkeit so zu wählen, dass sie nahe an der maximal möglichen Winkelgeschwindigkeit der Scanvorrichtung liegt (beispielsweise bei 95% der Maximalgeschwindigkeit), bei der noch eine Scanbahn mit hoher Genauigkeit der Positionen entlang der Scanbahn gewährleistet ist. Aus der Wahl der Winkelgeschwindigkeit ergibt sich einen Rotationsfrequenz fR, mit der die Scanbahn um das Scanbahnzentrum rotiert. Daraus ergibt sich die Zeit, mit der die Scanbahn in einem ersten (äußersten) Scanbahnabschnitt einmal um das Scanbahnzentrum rotiert. Nimmt man einen konstanten Abstand dieser Rotation vom Scanbahnzentrum an, so lässt sich eine Zahl ausrechnen, wie viele Fokusspots entlang dieser äußersten Rotation erzeugt werden müssten, damit diese einen Abstand haben, der beispielsweise einem angestrebten mittleren Abstand entspricht, der anhand der vorgegebenen Dichte der Fokusspots erzielt werden soll. Vorteilhaft wird Anzahl k von Fokusspots für den ersten Scanbahnabschnitt kleiner gewählt als diese Zahl, die dazu benötigt wird, dass auf dem ersten Scanbahnabschnitt die Fokusspots bereits den angestrebten mittleren Abstand aufweisen. Grund dafür ist, dass für Abschnitte der Scanbahn, die einen geringeren Abstand zum Scanbahnzentrum aufweisen, die Abstände von aufeinanderfolgenden Fokusspots geringer werden als der angestrebte mittlere Abstand. Die Erzeugung des Scanmusters würde dann länger dauern, als es notwendig wäre. Die Anzahl k kann um einen Faktor 2, 10 oder 50, 100, 200 (oder mehr) kleiner gewählt werden als die Zahl, die nötig wäre, dass auf dem ersten Scanbahnabschnitt die Fokusspots bereits den angestrebten mittleren Abstand aufweisen. Der Faktor kann in Abhängigkeit davon gewählt werden, wie groß die Differenz eines maximalen und eines minimalen Abstands von benötigten Fokusspots im zu erzeugenden Schnitt ist.A maximum distance to the center of the scan path can be assigned to the cut to be generated. A location with the maximum distance can be selected as the starting point of the scan path. A first focus spot can be generated at this starting point (with a distance r max from the center of the scan path). In order to generate a scan pattern as quickly as possible, it is again advantageous to choose the constant angular speed so that it is close to the maximum possible angular speed of the scanning device (for example at 95% of the maximum speed) at which there is still a scan path with high accuracy of the positions is guaranteed along the scan path. The choice of the angular velocity results in a rotation frequency f R with which the scan path rotates around the center of the scan path. This results in the time with which the scan path rotates once around the center of the scan path in a first (outermost) scan path section. Assuming a constant distance of this rotation from the center of the scan path, a number can be calculated how many focus spots would have to be generated along this outermost rotation so that they have a distance that corresponds, for example, to a desired mean distance based on the specified density of the focus spots should be achieved. The number k of focus spots for the first scan path section is advantageously selected to be smaller than this number which is required for the focus spots to already have the desired mean spacing on the first scan path section. The reason for this is that for sections of the scan path which are at a smaller distance from the center of the scan path, the distances between successive focus spots are smaller than the desired mean distance. The generation of the scan pattern would then take longer than it would be necessary. The number k can be selected to be a factor of 2, 10 or 50, 100, 200 (or more) smaller than the number that would be necessary for the focus spots on the first scan path section to already have the desired mean distance. The factor can be selected as a function of the size of the difference between a maximum and a minimum distance between the required focus spots in the section to be generated.

Über die Winkelgeschwindigkeit und die Anzahl k der gewünschten Fokusspots auf dem ersten Scanbahnabschnitt ergibt sich wieder, welche Laserpulsfrequenz fPausgewählt werden kann: fP= fR · k. Auch hier können k und/oder fR noch einmal angepasst werden, um die Gleichung zu genügen.The angular velocity and the number k of the desired focus spots on the first scan path section again determine which laser pulse frequency f P can be selected: f P = f R · k. Here, too, k and / or f R can be adapted again in order to satisfy the equation.

Die Steuerdaten für die Scanbahn werden anschließend so ermittelt, wie es für eine Scanbahn, die von innen nach außen erzeugt wird, beschrieben ist.The control data for the scan path are then determined as described for a scan path that is generated from the inside out.

Mit Hilfe der beschriebenen Verfahrensschritte stehen Steuerdaten für eine Erzeugung eines Scanmusters von Fokusspots zu Verfügung, wobei das Scanmuster mit Hilfe eines ophthalmologischen Lasertherapiegerätes erzeugt werden kann, das einfache und preisgünstige Komponenten aufweisen kann, und wobei ein Durchtrennen von Gewebe entsprechend einer vorgegebenen Dichte von Fokusspots ermöglicht wird. Dabei wird eine homogene Dichte der Fokusspots pro Azimut-Winkel-Bereich sichergestellt.With the aid of the method steps described, control data are available for generating a scan pattern of focus spots, the scan pattern being able to be generated with the aid of an ophthalmic laser therapy device which can have simple and inexpensive components and which enables tissue to be severed according to a predetermined density of focus spots becomes. A homogeneous density of the focus spots per azimuth angle area is ensured.

Es sei angemerkt, dass das beschriebene Planungsverfahren durchgeführt werden kann, ohne dass das Patientenauge mit dem ophthalmologischen Lasertherapiegerät verbunden sein muss. Vielmehr können alle Schritte des Planungsverfahrens lange (z.B. Stunden oder Tage) vor einem chirurgischen Eingriff erfolgen, so dass die Steuerdaten bereits zu Verfügung stehen, bevor das Patientenauge an das ophthalmologische Lasertherapiegerät optisch angekoppelt wird.It should be noted that the planning method described can be carried out without the patient's eye having to be connected to the ophthalmic laser therapy device. Rather, all steps of the planning process can take place long (e.g. hours or days) before a surgical intervention, so that the control data are already available before the patient's eye is optically coupled to the ophthalmic laser therapy device.

In einem vorteilhaften Planungsverfahren wird ein Asymmetrie-Effekt bei der Berechnung des Abstands der Fokusspots zum Scanbahnzentrum berücksichtigt.In an advantageous planning method, an asymmetry effect is taken into account when calculating the distance between the focus spots and the center of the scan path.

Ein Asymmetrie-Effekt kann beispielsweise über asymmetrischen Metriken, wie sie oben eingeführt wurden, berücksichtigt werden. Vorteilhaft wird beispielsweise eine solche Metrik verwendet, um die Anzahl von Fokusspots auf dem ersten Scanbahnabschnitt zu bestimmen.An asymmetry effect can be taken into account, for example, using asymmetrical metrics, as introduced above. Such a metric is advantageously used, for example, to determine the number of focus spots on the first scan path section.

Gemäß einem vorteilhaften Planungsverfahren werden die weiteren Steuerdaten derart ermittelt, dass für eine Rotation der Scanbahn um das Scanbahnzentrum eine Differenz der an den Fokusspots zu einem Beginn der Rotation und zu einem Ende der Rotation ausgewerteten Abstände vom Scanbahnzentrum mit einem zunehmenden mittleren Abstand vom Scanbahnzentrum abnimmt. Die weiteren Steuerdaten werden insbesondere derart ermittelt, dass die Differenz der Abstände proportional zum inversen mittleren Abstand der Rotation vom Scanbahnzentrum ist.According to an advantageous planning method, the further control data are determined in such a way that for a rotation of the scan path around the scan path center, a difference between the distances from the scan path center evaluated at the focus spots at the beginning of the rotation and at the end of the rotation decreases with an increasing mean distance from the scan path center. The further control data are determined in particular in such a way that the difference in the distances is proportional to the inverse mean distance of the rotation from the center of the scan path.

Da jede Rotation dieselbe Anzahl k von Fokusspots aufweist, ist es vorteilhaft, wenn die radiale Breite einer Rotation (und damit der Abstand zwischen zwei Rotationen) umso geringer wird, je größer der mittlere Abstand der Rotation vom Scanbahnzentrum wird, da ein größerer mittlerer Abstand einer Rotation mit eine größeren azimutalen Länge einhergeht. Auf diese Weise wird ausgeglichen, dass Fläche, die einer Rotation zugeordnet werden kann, mit der azimutalen Länge steigt.Since each rotation has the same number k of focus spots, it is advantageous if the radial width of a rotation (and thus the distance between two rotations) becomes smaller, the greater the mean distance of the rotation from the center of the scan path, since a larger mean distance is Rotation is associated with a greater azimuthal length. This compensates for the fact that the area that can be assigned to a rotation increases with the azimuthal length.

Die Fläche, die einer Rotation zugeordnet werden kann, wird für jede Rotation konstant gehalten, wenn die Differenz der an den Fokusspots zu einem Beginn der Rotation und zu einem Ende der Rotation ausgewerteten Abstände proportional zum inversen mittleren Abstand der Rotation vom Scanbahnzentrum ist. Diese Eigenschaft der Scanbahn beschreibt ihre Steigung in Abhängigkeit der Rotation. Daraus ergibt sich an den Fokusspots für die Scanbahn rj = c ·√j + r0. Dabei sind rj der Abstand der j-ten Rotation vom Scanbahnzentrum mit j = 0,1, ...,N. Außerdem ist c eine Proportionalitätskonstante und r0 ist der Abstand des ersten (innersten) Fokusspots vom Scanbahnzentrum. Da nach N Rotationen der gesamte Schnitt überdeckt ist, entspricht rN dem Abstand der letzten Rotation bzw. dem am weitesten entfernten Fokusspot vom Scanbahnzentrum. Daraus ergibt sich c = (rN - r0)√N. Damit wiederum ergeben sich für die Rotation der Scanbahn die Abstände r j = ( r N r 0 ) j / N + r 0 .

Figure DE102019214020A1_0015
The area that can be assigned to a rotation is kept constant for each rotation if the difference between the distances evaluated at the focus spots at the beginning of the rotation and at the end of the rotation is proportional to the inverse mean distance of the rotation from the center of the scan path. This property of the scan path describes its slope as a function of the rotation. This results in r j = c · √j + r 0 at the focus spots for the scan path. Here, r j is the distance of the j-th rotation from the center of the scan path with j = 0.1, ..., N. In addition, c is a constant of proportionality and r 0 is the distance of the first (innermost) focus spot from the center of the scan path. Since the entire section is covered after N rotations, r N corresponds to the distance of the last rotation or the most distant focus spot from the center of the scan path. This results in c = (r N - r 0 ) √N. This in turn results in the distances for the rotation of the scan path r j = ( r N - r 0 ) j / N + r 0 .
Figure DE102019214020A1_0015

Mit dem hier vorgegebenen Verfahren ergeben sich Steuerdaten für die Scanbahn, die sicherstellen, dass eine vorgegebene Dichte von Fokusspots im Scanmuster für alle Abstände vom Scanbahnzentrum erzielt wird.The method specified here results in control data for the scan path which ensure that a specified density of focus spots in the scan pattern is achieved for all distances from the center of the scan path.

In einem besonders vorteilhaften Planungsverfahren werden die weiteren Steuerdaten derart ermittelt, dass die Fokusspots auf einer Spirale um das Scanbahnzentrum liegen. Insbesondere werden die weiteren Steuerdaten derart ermittelt, dass für eine Differenz der Abstände vom Scanbahnzentrum zweier aufeinanderfolgender Fokusspots proportional zu einem inversen mittleren Abstand der aufeinanderfolgenden Fokusspots vom Scanbahnzentrum ist.In a particularly advantageous planning method, the further control data are determined in such a way that the focus spots lie on a spiral around the center of the scan path. In particular, the further control data are determined in such a way that for a difference in the distances from the center of the scan path of two successive focus spots is proportional to an inverse mean distance of the successive focus spots from the center of the scan path.

Durch die Spiralbahn können Fokusspots mit hoher Präzision aber vergleichsweise geringen Anforderungen an die Scanvorrichtung realisiert werden, da Beschleunigungen der Scanner weiter reduziert werden können.Due to the spiral path, focus spots can be realized with high precision but comparatively low demands on the scanning device, since accelerations of the scanners can be further reduced.

Um die Fläche, die einem Fokusspot auf einer spiralförmigen Anordnung der Fokusspots zugeordnet werden kann, für alle Fokusspots konstant zu halten, ist die Differenz der Abstände vom Scanbahnzentrum zweier aufeinanderfolgender Fokusspots proportional zu einem inversen mittleren Abstand der aufeinanderfolgenden Fokusspots vom Scanbahnzentrum zu wählen. Diese Eigenschaft der Scanbahn beschreibt ihre Steigung für jeden Fokusspot i, mit i = 1,2, ..., K. Daraus ergibt sich an den Fokusspots für die Scanbahn rs,i = c s i 1 + r s ,1 .

Figure DE102019214020A1_0016
Dabei sind rs,i der Abstand der i-ten Fokusspots vom Scanbahnzentrum, cs ein Proportionalitätskonstante undrs,1 ist der Abstand des ersten Fokusspots vom Scanbahnzentrum. Der Index „s“ zeigt an, dass die Fokusspots spiralförmig um das Scanbahnzentrum erzeugt werden können. Da nach K Fokusspots der gesamte Schnitt überdeckt ist, entspricht rs,K dem Abstand des letzten Fokusspots bzw. dem am weitesten entfernten Fokusspot vom Scanbahnzentrum. Daraus ergibt sich c s = ( r s , K r s ,1 ) / K 1 .
Figure DE102019214020A1_0017
Damit ergeben sich für die Fokusspots entlang der Scanbahn die Abstände rs,i = ( r s , K r s ,1 ) ( i 1 ) / ( K 1 ) + r s ,1 .
Figure DE102019214020A1_0018
In order to keep the area that can be assigned to a focus spot on a spiral arrangement of the focus spots constant for all focus spots, the difference between the distances from the center of the scan path of two successive focus spots is to be chosen proportional to an inverse mean distance of the successive focus spots from the center of the scan path. This property of the scan path describes its slope for each focus spot i, with i = 1, 2, ..., K. This results in the focus spots for the scan path r s, i = c s i - 1 + r s ,1 .
Figure DE102019214020A1_0016
Here r s, i is the distance of the i-th focus spot from the center of the scan path, c s is a constant of proportionality and r s, 1 is the distance of the first focus spot from the center of the scan path. The index "s" indicates that the focus spots can be created in a spiral around the center of the scan path. Since the entire section is covered after K focus spots, r s, K corresponds to the distance of the last focus spot or the most distant focus spot from the center of the scan path. This results in c s = ( r s , K - r s ,1 ) / K - 1 .
Figure DE102019214020A1_0017
This results in the distances r s, i = for the focus spots along the scan path ( r s , K - r s ,1 ) ( i - 1 ) / ( K - 1 ) + r s ,1 .
Figure DE102019214020A1_0018

Gemäß einem besonders vorteilhaften Verfahren weist das Planungsverfahren weiterhin den Schritt auf, dass ein Grenzwert für ein Verteilungsmaß zur Bewertung der Verteilung der Fokusspots des Fokus des gepulsten Laserstrahls im Scanmuster vorgegeben wird, und dass die weiteren Steuerdaten derart ermittelt werden, dass das Scanmuster der Fokusspots einem Grenzwert für das Verteilungsmaß genügt.According to a particularly advantageous method, the planning method also has the step that a limit value for a distribution measure for evaluating the distribution of the focus spots of the focus of the pulsed laser beam in the scan pattern is specified, and that the further control data are determined in such a way that the scan pattern of the focus spots a The limit value for the distribution measure is sufficient.

Gemäß einem weiteren besonders vorteilhaften Planungsverfahren werden mindestens die Verfahrensschritte der Auswahl der Laserpulsfrequenz und der Berechnung der Winkelgeschwindigkeit solange iteriert, bis das Scanmuster der Fokusspots dem Grenzwert für das Verteilungsmaß genügt.According to a further particularly advantageous planning method, at least the method steps of selecting the laser pulse frequency and calculating the angular velocity are iterated until the scan pattern of the focus spots satisfies the limit value for the distribution measure.

Genügt ein Scanmuster nicht dem Grenzwert für das Verteilungsmaß, so kann typischerweise das Auftreten von lokalen Häufungen von Fokusspots die Ursache sein. Solche Häufungen können dann auftreten, wenn die Anzahl k der Fokusspots pro Umdrehung der Scanbahn um das Scanbahnzentrum sich über einen Bruch approximieren lässt k ≈p/q und wenn q ≪ N ist. Dabei sind p und q natürliche Zahlen größer als Null. Das hat zur Folge, dass sich schon nach wenigen Umdrehungen (im Vergleich zur Gesamtzahl der Rotationen N) das Muster der Fokusspots wiederholt. Das Scanmuster bildet sogenannte Speichen von Fokusspots aus. Eine solche Speichenbildung wird über die Bewertung der Verteilung der Fokusspots mittels Verteilungsmaß erkannt.If a scan pattern does not meet the limit value for the distribution measure, the occurrence of local clusters of focus spots can typically be the cause. Such accumulations can occur if the number k of focus spots per revolution of the scan path around the scan path center can be approximated via a fraction k ≈p / q and if q ≪ N. Here p and q are natural numbers greater than zero. As a result, the pattern of the focus spots is repeated after just a few rotations (compared to the total number of rotations N). The scan pattern forms so-called spokes of focus spots. Such a formation of spokes is recognized by evaluating the distribution of the focus spots by means of a distribution measure.

Da eine Speichenbildung im Scanmuster bevorzugt bei größeren Abständen der Fokusspots vom Scanbahnzentrum auftreten, kann es vorteilhaft sein, das Verteilungsmaß für Fokusspots bei großen Abständen vom Scanbahnzentrum zu bestimmt.Since the formation of spokes in the scan pattern preferably occurs at greater distances between the focus spots and the center of the scan path, it can be advantageous to determine the degree of distribution for focus spots at large distances from the center of the scan path.

Bei einer Iteration der Bestimmung von Laserpulsfrequenz und Winkelgeschwindigkeit kann folgendermaßen vorgegangen werden: Die Laserpulsfrequenz fPund die Winkelgeschwindigkeit (proportional zu fR), werden so gewählt, dass sich die Anzahl der Pulse k pro Umdrehung k = fP/fR als Approximation der Summe aus einer natürlichen Zahl M größer als Null und einer irrationalen Zahl IR ergibt: k ≈M + IR. Die Approximation kann dabei über einen Kettenbruch erfolgen, wobei I R = 1 z 1 + 1 z 2 + 1 z 3 +

Figure DE102019214020A1_0019
gilt. Dabei sind zl positiv ganzzahlige Koeffizienten. Diese sind vorteilhaft alle kleiner oder gleich 5; vorzugsweise sind alle Koeffizienten kleiner oder gleich 3. In an iteration of the determination of the laser pulse frequency and angular velocity, the following procedure can be used: The laser pulse frequency f P and the angular velocity (proportional to f R ) are chosen so that the number of pulses k per revolution k = f P / f R is an approximation the sum of a natural number M greater than zero and an irrational number IR results in: k ≈M + IR. The approximation can take place via a continued fraction, where I. R. = 1 z 1 + 1 z 2 + 1 z 3 +
Figure DE102019214020A1_0019
applies. Here, z l are positive integer coefficients. These are advantageously all less than or equal to 5; all coefficients are preferably less than or equal to 3.

Treten für eine Approximation von IR der Stufe / noch Speichen auf, so wird die nächste Approximation von IR mit der Stufe 1+1 (oder größer) verwendet. Werte für die Laserpulsfrequenz und die Rotationsgeschwindigkeit werden so ermittelt, dass sich die Anzahl k der Fokusspots pro Umdrehung entsprechend der nächsten Approximationsstufe ergibt. Eine derart berechnete Anzahl k von Fokusspots pro Umdrehung hat die Eigenschaft, dass sich mit zunehmender Approximationsstufe des Kettenbruchs erst bei einer sehr viel höheren Anzahl von Umdrehungen Wiederholungen von Mustern der Fokusspots ausbilden und somit eine Speichenbildung erst später auftritt.If there are still spokes for an approximation of IR of level /, the next approximation of IR with level 1 + 1 (or greater) is used. Values for the laser pulse frequency and the speed of rotation are determined in such a way that the number k of focus spots per revolution results in accordance with the next approximation level. A number k of focus spots per revolution calculated in this way has the property that, as the approximation level increases, the continued fraction only changes with one With a higher number of revolutions, repetitions of patterns in the focus spots are formed, and the formation of spokes only occurs later.

Alternativ kann die Anzahl k der Fokusspots pro Umdrehung über eine Summe aus einer natürlichen Zahl M größer als Null und einer rationalen Zahl RF gebildet werden: k ≈M + RF. Dabei ist RF das Verhältnis zweier aufeinanderfolgender Zahlen der Fibonacci-Folge (1, 2, 5, 6, 13, 21, 34, 55, 89, ...); RF konvergiert gegen eine irrationale Zahl. Ergibt sich für einen Wert RF ein Scanmuster, das dem Grenzwert für das Verteilungsmaß nicht genügt, so werden neue Werte für die Laserpulsfrequenz und/oder die Winkelgeschwindigkeit bestimmt, die einer Verhältnis RF zweier aufeinanderfolgender, höherer Zahlen der Fibonacci-Folge entsprechen. Aufgrund der Eigenschaften der Fibonacci-Folge ergibt sich, dass für größer werdende, aufeinanderfolgende Zahlen der Fibonacci-Folge erst bei einer sehr viel höheren Anzahl von Umdrehungen Wiederholungen von Mustern der Fokusspots ausbilden und somit erst später eine Speichenbildung auftritt.Alternatively, the number k of focus spots per revolution can be formed from a sum of a natural number M greater than zero and a rational number R F : k ≈M + R F. R F is the ratio of two consecutive numbers in the Fibonacci sequence (1, 2, 5, 6, 13, 21, 34, 55, 89, ...); R F converges to an irrational number. If a scan pattern results for a value R F that does not meet the limit value for the distribution measure, new values are determined for the laser pulse frequency and / or the angular velocity that correspond to a ratio R F of two consecutive, higher numbers of the Fibonacci sequence. Due to the properties of the Fibonacci sequence, it follows that for increasing, consecutive numbers of the Fibonacci sequence, repetitions of patterns of the focus spots only develop with a much higher number of revolutions and thus spokes only appear later.

Im Idealfall ist der Wert für k bereits in der ersten Iteration so gewählt, dass keine weiteren Iterationen erforderlich sind. Dazu kann beispielsweise eine hohe Approximations-Stufe eines Kettenbruchs oder ein Quotient zwei aufeinanderfolgender, großer Fibonacci-Zahlen verwendet werden.Ideally, the value for k is already selected in the first iteration in such a way that no further iterations are required. For this purpose, for example, a high approximation level of a continued fraction or a quotient of two consecutive, large Fibonacci numbers can be used.

Mit Hilfe der beschriebenen Iteration ist es also möglich, Steuerdaten für ein Scanmuster von Fokusspots zu erzeugen, wobei die Verteilung der Fokusspots im gesamten Scanmuster einem vorgegebenen Grenzwert für ein Verteilungsmaß genügt.With the aid of the iteration described, it is thus possible to generate control data for a scan pattern of focus spots, the distribution of the focus spots in the entire scan pattern satisfying a predetermined limit value for a distribution measure.

In einem weiteren vorteilhaften Planungsverfahren umfasst die Laservorrichtung eine Laserquelle zur Erzeugung von Laserpulsen mit einer Laserrepetitionsfrequenz fL und einen Pulsselektionseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, gemäß der Steuerdaten nach einem Teilungsverhältnis D die erzeugten Laserpulse zu selektieren und für den gepulsten Laserstrahl bereitzustellen. Dabei wird in einem Verfahrensschritt das Teilungsverhältnis D so bestimmt wird, dass sich die konstante Laserpulsfrequenz fPergibt. Das Teilungsverhältnis D wird der Steuereinheit des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes zugeführt.In a further advantageous planning method, the laser device comprises a laser source for generating laser pulses with a laser repetition frequency f L and a pulse selection device which is set up to select the laser pulses generated according to the control data according to a division ratio D and to provide them for the pulsed laser beam. In one process step, the division ratio D is determined in such a way that the constant laser pulse frequency f P results. The division ratio D is fed to the control unit of the ophthalmic laser therapy device.

Vorteilhaft wird dabei das Teilungsverhältnis insbesondere so gewählt, dass es einen ganzzahligen Wert annimmt und/oder dass sich für die Anzahl k von Fokusspots mit k = fp/fR = fL/(D ·fR) ein Wert ergibt, der eine Speichenbildung vermeidet.Advantageously, the division ratio is selected in particular so that it assumes an integer value and / or that for the number k of focus spots with k = f p / f R = f L / (D · f R ) a value results that is a Avoids spokes.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Planungsverfahren werden für mindestens zwei Scanmuster Steuerdaten generiert, wobei die erste Laserpulsfrequenz von der mindestens einen weiteren Laserpulsfrequenz, das erste Scanbahnzentrum vom mindestens einen weiteren Scanbahnzentrum und/oder die erste Winkelgeschwindigkeit von der mindestens einen weiteren Winkelgeschwindigkeit abweichen kann. Dabei werden die Steuerdaten für die mindestens zwei Scanmuster insbesondere so generiert, dass sich die mindestens zwei Scanmuster räumlich mindestens teilweise nicht überlappen.According to a further advantageous planning method, control data are generated for at least two scan patterns, wherein the first laser pulse frequency can deviate from the at least one further laser pulse frequency, the first scan path center from at least one further scan path center and / or the first angular speed can differ from the at least one further angular speed. In this case, the control data for the at least two scan patterns are generated, in particular, in such a way that the at least two scan patterns do not at least partially overlap spatially.

Ein Computerprogrammprodukt umfasst einen Programm Code, der bei seiner Ausführung auf einem Computer das oben beschriebene Planungsverfahren für die Generierung von Steuerdaten zur Erzeugung eines Scanmusters für ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät ausführt und/oder der auf einer oben beschriebenen Planungseinheit zur Generierung von Steuerdaten lesbar ist. Dabei ist der Programm Code insbesondere von einem Prozessor einer solchen Planungseinrichtung, und vorzugsweise einer solchen Planungseinrichtung zum konsekutiven Steuern eines ophthalmologischen Lasertherapiegeräts mit den generierten Steuerdaten, lesbar. Weiterhin generiert der Programm Code, wenn er von der Planungseinrichtung ausgeführt wird, Steuerdaten, um das ophthalmologische Lasertherapiegerät zum Durchtrennen des Gewebes des Patientenauges zu betreiben.A computer program product comprises a program code which, when executed on a computer, executes the planning method described above for generating control data for generating a scan pattern for an ophthalmic laser therapy device and / or which can be read on a planning unit described above for generating control data. The program code can be read in particular by a processor of such a planning device, and preferably such a planning device for consecutive control of an ophthalmic laser therapy device with the generated control data. Furthermore, the program code, when it is executed by the planning device, generates control data in order to operate the ophthalmological laser therapy device for severing the tissue of the patient's eye.

Auf einem erfindungsgemäßen computerlesbaren Medium ist das oben beschriebene Computerprogrammprodukt gespeichert.The computer program product described above is stored on a computer-readable medium according to the invention.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Schneiden eines Gewebes in einem Patientenauge, werden mit einem oben beschriebenen Planungsverfahren Steuerdaten für die Erzeugung eines Scanmusters entlang der Scanbahn von Fokusspots im Gewebe des Patientenauges, insbesondere in einer Kornea und/oder einer Augenlinse, für ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät generiert und an dieses überführt. In dem Verfahren wird das ophthalmologische Lasertherapiegerät mit Hilfe dieser Steuerdaten betrieben, um Gewebe eines Patientenauges zu durchtrennen.In a method according to the invention for cutting a tissue in a patient's eye, control data for the generation of a scan pattern along the scan path of focus spots in the tissue of the patient's eye, in particular in a cornea and / or an eye lens, are generated for an ophthalmic laser therapy device using a planning method described above transferred to this. In the method, the ophthalmic laser therapy device is operated with the aid of these control data in order to cut through tissue in a patient's eye.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, näher erläutert. Es zeigen:

  • - 1 ein Schema einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen ophthalmologischen Lasertherapiegerätes;
  • - 2 eine dreidimensionale Darstellung einer Scanbahn und Fokusspots;
  • - 3 eine Scanbahn, Fokusspots und Schnitt gemäß einem ersten Beispiel;
  • - 4 ein resultierendes Scanmuster gemäß dem ersten Beispiel aus 3;
  • - 5 eine Scanbahn, Fokusspots und Schnitt gemäß einem zweiten Beispiel;
  • - 6 eine Darstellung der Abstände der Fokusspots zum Scanbahnzentrum gemäß ihrer zeitlichen Entstehung für das zweite Beispiel nach 5;
  • - 7 einen symmetrischer (a) und asymmetrischer (b) Fokuswirkbereich um einen Fokusspot
  • - 8 eine Scanbahn, Fokusspots und Schnitt gemäß einem dritten Beispiel mit asymmetrischen Fokuswirkbereichen;
  • - 9 eine Darstellung der Abstände der Fokusspots zum Scanbahnzentrum gemäß ihrer zeitlichen Entstehung für das erste Beispiel nach 2;
  • - 10 eine Darstellung zur Bewertung eines Scanmusters mit einem Verteilungsmaß;
  • - 11 eine Darstellung zur Bewertung eines Scanmusters mit einem alternativen Verteilungsmaß;
  • - 12 ein Scanmuster für ein viertes Beispiel mit lokaler Häufung von Fokusspots;
  • - 13 ein Scanmuster für ein fünftes Beispiel ohne lokale Häufung von Fokusspots;
  • - 14 ein Scanmuster für ein sechstes Beispiel mit lokaler Häufung von Fokusspots;
  • - 15 ein Scanmuster für ein siebtes Beispiel ohne lokale Häufung von Fokusspots;
  • - 16 ein erstes und einen Ausschnitt eines zweiten Scanmusters gemäß einem achten Ausführungsbeispiel;
  • - 17 Ausschnitte eines zweiten und eines dritten Scanmusters gemäß einem achten Ausführungsbeispiel.
The invention is explained in more detail below, for example with reference to the accompanying drawings, which also disclose features essential to the invention. Show it:
  • - 1 a scheme of an embodiment of an ophthalmic laser therapy device according to the invention;
  • - 2 a three-dimensional representation of a scan path and focus spots;
  • - 3 a scan path, focus spots and section according to a first example;
  • - 4th a resulting scan pattern according to the first example 3 ;
  • - 5 a scan path, focus spots and section according to a second example;
  • - 6th an illustration of the distances between the focus spots and the center of the scan path according to their temporal origin for the second example 5 ;
  • - 7th a symmetrical (a) and asymmetrical (b) effective focus area around a focus spot
  • - 8th a scan path, focus spots and section according to a third example with asymmetrical focus effective areas;
  • - 9 a representation of the distances of the focus spots to the scan path center according to their temporal origin for the first example 2 ;
  • - 10 a representation for evaluating a scan pattern with a distribution measure;
  • - 11 a representation for evaluating a scan pattern with an alternative distribution measure;
  • - 12th a scan pattern for a fourth example with local accumulation of focus spots;
  • - 13th a scan pattern for a fifth example without local accumulation of focus spots;
  • - 14th a scan pattern for a sixth example with a local accumulation of focus spots;
  • - 15th a scan pattern for a seventh example without a local accumulation of focus spots;
  • - 16 a first and a section of a second scan pattern according to an eighth embodiment;
  • - 17th Excerpts from a second and a third scan pattern according to an eighth exemplary embodiment.

In 1 ist eine Ausführungsform des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes 1 schematisch dargestellt. Eine Laservorrichtung 10, die in dieser Ausführungsform eine Laserquelle 14 und eine Pulsselektionseinrichtung 16 umfasst, gibt den gepulsten Laserstrahl 12 ab. Der Laserstrahl 12 wird von der Scanvorrichtung 30 lateral und von der der Scanvorrichtung 32 axial abgelenkt. Die Fokussiervorrichtung 20 bündelt den gepulsten Laserstrahl 12 in einem Fokus 60 in der Kornea 92 des Patientenauges 90 (bzw. in der Augenlinse oder auch im Limbus oder der Sklera). In 1 ist der Fokus 60 für zwei Positionen in der Kornea 92 für verschiedenen Einstellungen der lateralen Scanvorrichtung 30 und er axialen Scanvorrichtung 32 beispielhaft eingezeichnet. Eine gegebenenfalls vorteilhafte Fixierung des Patientenauges 90 mittels eines Patienteninterfaces gegenüber dem ophthalmologischen Lasertherapiegerät 1 ist nicht dargestellt.In 1 is an embodiment of the ophthalmic laser therapy device 1 shown schematically. A laser device 10 which in this embodiment is a laser source 14th and a pulse selection device 16 includes, emits the pulsed laser beam 12th from. The laser beam 12th is from the scanning device 30th lateral and from that of the scanning device 32 axially deflected. The focusing device 20th bundles the pulsed laser beam 12th in one focus 60 in the cornea 92 of the patient's eye 90 (or in the lens of the eye or in the limbus or the sclera). In 1 is the focus 60 for two positions in the cornea 92 for different settings of the lateral scanning device 30th and he axial scanning device 32 drawn in as an example. A possibly advantageous fixation of the patient's eye 90 by means of a patient interface to the ophthalmic laser therapy device 1 is not shown.

Im Betrieb erfolgt die Steuerung der Laservorrichtung 10, der Scanvorrichtungen 30, 32 und der Fokussiervorrichtung 20 vollautomatisch über Signaldaten, die von der Steuereinheit 40 an die jeweiligen Vorrichtung 10, 20, 30, 32 übertragen werden. Dies ist durch Pfeile angedeutet, die jeweils von der Steuereinheit an die Vorrichtungen 10, 20, 30 und 32 weisen. Das Steuergerät 40 sorgt für einen geeignet synchronen Betrieb der Laserquelle 10, der dreidimensionalen Scanvorrichtung 30, 32 sowie der Fokussiervorrichtung. Die Übertragung der Signaldaten kann über Signaldatenleitungen oder drahtlos erfolgen. Die im Betrieb erforderlichen Signaldaten werden in der Steuereinheit 40 auf Basis der Steuerdaten ermittelt. Die Steuerdaten empfängt die Steuereinheit 40 zuvor von der Planungseinheit P als Steuerdatensatz über nicht näher bezeichnete Kommunikationswege, wie beispielsweise Steuerleitungen. Die Übertragung der Steuerdaten kann auch mittels Speicherchips (z.B. per USB oder memory stick), Magnetspeichern (z.B. Disketten), drahtlos per Funk (z.B. WLAN, UMTS, Bluetooth) oder drahtgebunden (z.B. USB, Firewire, RS232, CAN-Bus, Ethernet etc.) erfolgen. Alternativ zu einer direkten Kommunikation ist es auch möglich, die Planungseinrichtung P räumlich getrennt von der Steuereinheit 40 anzuordnen und einen entsprechenden Datenübertragungskanal vorzusehen. Die Übertragung findet vorzugsweise vor dem Betrieb des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes 1 statt, d.h. bevor Steuersignale an die Laservorrichtung 10, die Scanvorrichtungen 30, 32 und an die Fokussiervorrichtung 20 übertragen werden.The laser device is controlled during operation 10 , the scanning devices 30th , 32 and the focusing device 20th fully automatically via signal data from the control unit 40 to the respective device 10 , 20th , 30th , 32 be transmitted. This is indicated by arrows, each from the control unit to the devices 10 , 20th , 30th and 32 point. The control unit 40 ensures suitable synchronous operation of the laser source 10 , the three-dimensional scanning device 30th , 32 as well as the focusing device. The signal data can be transmitted via signal data lines or wirelessly. The signal data required during operation are stored in the control unit 40 determined on the basis of the tax data. The control unit receives the control data 40 previously from the planning unit P as a control data record via unspecified communication paths, such as control lines. The control data can also be transmitted using memory chips (e.g. USB or memory stick), magnetic storage media (e.g. floppy disks), wirelessly by radio (e.g. WLAN, UMTS, Bluetooth) or wired (e.g. USB, Firewire, RS232, CAN bus, Ethernet, etc.) .) respectively. As an alternative to direct communication, the planning device P can also be spatially separated from the control unit 40 to be arranged and to provide a corresponding data transmission channel. The transmission preferably takes place before the ophthalmic laser therapy device is operated 1 instead of, ie before control signals to the laser device 10 who have favourited scanning devices 30th , 32 and to the focusing device 20th be transmitted.

Vorzugsweise wird der Steuerdatensatz zur Steuereinheit 40 des ophthalmologischen Lasertherapiegeräts 1 über eine Schnittstelle S der Planungseinrichtung P übertragen und weiter vorzugsweise ist ein Betrieb des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes 1 gesperrt, bis an der Steuereinheit 40 ein gültiger Steuerdatensatz vorliegt. Ein gültiger Steuerdatensatz kann ein Steuerdatensatz sein, der prinzipiell zur Verwendung mit der Steuereinheit 40 des ophthalmologischen Lasertherapiegeräts 1 geeignet ist. Zusätzlich kann die Gültigkeit aber auch daran geknüpft werden, dass weitere Prüfungen bestanden werden. Dazu kann beispielsweise geprüft werden, ob im Steuerdatensatz zusätzlich niedergelegte Angaben über das ophthalmologische Lasertherapiegerät 1, z.B. eine Geräteseriennummer, oder über den Patienten, z.B. eine Patientenidentifikationsnummer, mit anderen Angaben übereinstimmen, die beispielsweise am ophthalmologischen Lasertherapiegerät 1 ausgelesen oder separat eingegeben wurden, sobald der Patient in der korrekten Stellung für den Betrieb des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes 1 ist.The control data set preferably becomes the control unit 40 of the ophthalmic laser therapy device 1 Transmitted via an interface S of the planning device P and operation of the ophthalmic laser therapy device is further preferred 1 locked until at the control unit 40 a valid tax data record is available. A valid control data record can be a control data record that is principally intended for use with the control unit 40 of the ophthalmic laser therapy device 1 suitable is. In addition, the validity can also be linked to the fact that further tests are passed. To this end, it can be checked, for example, whether information about the ophthalmic laser therapy device is also recorded in the control data record 1 , for example a device serial number, or about the patient, for example a patient identification number, match other information, for example on the ophthalmic laser therapy device 1 read out or entered separately as soon as the patient is in the correct position for the operation of the ophthalmic laser therapy device 1 is.

Die Planungseinrichtung P erzeugt die Steuerdaten bzw. den Steuerdatensatz, der der Steuereinheit 40 des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes 1 zur Ausführung der Operation zur Verfügung gestellt wird. Die in dieser Ausführungsform beinhaltete Messeinrichtung M erzeugt Messdaten vom zu behandelnden Auge 90 des Patienten (angedeutet durch einen Doppelpfeil mit einer Linie aus Punkten und Strichen), die über eine Messdatenleitung an die Planungseinrichtung P übermittelt werden. Die von der Messeinrichtung M erzeugten Daten oder Messdaten können dazu verwendet werden, die Geometrie und die Lage des im Gewebe des Patientenauges 90 zu erzeugenden Schnittes zu bestimmen. Dabei sei jedoch noch einmal darauf hingewiesen, dass die Planungseinheit P die Steuerdaten unabhängig davon erzeugen kann, ob das Patientenauge 90 mit dem ophthalmologischen Lasertherapiegerät 1 verbunden ist. Das Vorhandensein der Messeinrichtung ist optional.The planning device P generates the control data or the control data record of the control unit 40 of the ophthalmic laser therapy device 1 is made available to perform the operation. The measuring device M included in this embodiment generates measurement data from the eye to be treated 90 of the patient (indicated by a double arrow with a line of dots and lines), which are transmitted to the planning device P via a measurement data line. The data or measurement data generated by the measuring device M can be used to determine the geometry and the position of the in the tissue of the patient's eye 90 to determine the cut to be generated. However, it should be pointed out once again that the planning unit P can generate the control data regardless of whether the patient's eye is 90 with the ophthalmic laser therapy device 1 connected is. The presence of the measuring device is optional.

Weiterhin können die von der Messeinrichtung M erzeugten Daten dazu verwendet werden, im Betrieb des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes 1 die Erzeugung des Schnittes im Gewebe zu überwachen. Die dazu vorteilhafte Datenverbindung zwischen der Messeinrichtung M und beispielsweise der Steuereinheit 40 ist in 1 nicht dargestellt.Furthermore, the data generated by the measuring device M can be used during the operation of the ophthalmological laser therapy device 1 monitor the creation of the cut in the tissue. The advantageous data connection between the measuring device M and, for example, the control unit 40 is in 1 not shown.

In der Ausführungsform nach 1 sind die Elemente des ophthalmologischen Lasertherapiegeräts 1 zwar präzisiert, aber auch hier nur insoweit eingetragen, als sie zum Verständnis der Fokusverstellung erforderlich sind.In the embodiment according to 1 are the elements of the ophthalmic laser therapy device 1 although specified more precisely, but only entered here insofar as they are necessary to understand the focus adjustment.

Die nachfolgend mit x, y, z bezeichneten Koordinaten beziehen sich also auf die Ablenkung der Lage des Fokus 60. Für das Funktionsprinzip des ophthalmologischen Lasertherapiegeräts 1 ist die Zuordnung der einzelnen Koordinaten zu den Raumrichtungen nicht wesentlich, der einfacheren Beschreibung halber ist jedoch nachfolgend mit z immer die Koordinate entlang der optischen Achse der Fokussiervorrichtung 20 bezeichnet.The coordinates designated below with x, y, z relate to the deflection of the position of the focus 60 . For the functional principle of the ophthalmic laser therapy device 1 the assignment of the individual coordinates to the spatial directions is not essential, but for the sake of simpler description, the coordinate along the optical axis of the focusing device is always indicated below with z 20th designated.

In 2 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer Scanbahn 54 und von Fokusspots 62 auf dieser Scanbahn 54. Die hier dargestellte Scanbahn rotiert um eine Scanbahnzentrum 56, das einen Punkt im Raum einnimmt. Der zeitliche Verlauf, mit der die Scanbahn 54 von der Scanvorrichtung 30,32 abgefahren wird, ist durch einen Pfeil am Ende der Scanbahn 54 dargestellt. Im dargestellten Beispiel nimmt der Abstand der Fokusspots 62 entlang der Scanbahn 54 streng monoton zu. Die Scanbahn 54 nimmt also die Form einer Spirale an.In 2 shows a three-dimensional representation of a scan path 54 and of focus spots 62 on this scan path 54 . The scan path shown here rotates around a scan path center 56 that occupies a point in space. The time course with which the scan path 54 from the scanning device 30th , 32 is followed by an arrow at the end of the scan path 54 shown. In the example shown, the distance between the focus spots increases 62 along the scan path 54 strictly monotonous too. The scan path 54 thus takes the form of a spiral.

Die Scanbahn 54 weist Koordinaten auf, die sich entlang der eingezeichneten z-Achse unterschiedliche Werte annehmen. Das durch die Fokusspots 62 entlang der Scanbahn erzeugte Muster, das Scanmuster 50, erzeugt somit einen Schnitt 70, der einer zweidimensionale, gekrümmte Fläche im Raum einnimmt. In einem solchen Fall kann es vorteilhaft sein, die Scanbahn 54 nicht über kartesische Koordinaten (in x, y und z), sondern in Zylinderkoordinaten mit einem Radius r, einem Drehwinkel ϕ und einer Höhe h zu beschreiben. In dem eingezeichneten Zylinderkoordinatensystem wird der Drehwinkel ϕ gegenüber der x-Achse gemessen.The scan path 54 has coordinates that take on different values along the drawn z-axis. That through the focus spots 62 Patterns generated along the scan path, the scan pattern 50 , thus creates a cut 70 that occupies a two-dimensional, curved surface in space. In such a case it can be advantageous to use the scan path 54 not to be described in Cartesian coordinates (in x, y and z), but in cylindrical coordinates with a radius r, an angle of rotation ϕ and a height h. The angle of rotation ϕ with respect to the x-axis is measured in the cylinder coordinate system shown.

In 3 ist sind eine Scanbahn 54, Fokusspots 62, Scanmuster 50 und ein Schnitt 70 gemäß einem ersten Beispiel dargestellt. Gezeigt ist hier eine Sicht entlang der optischen Achse (z-Achse). In diesem Beispiel befinden sich alle Fokusspots 62 in einer Ebene. Die Scanbahn 54 rotiert um das Scanbahnzentrum 56. Zu jedem Fokusspot 62 ist hier ein Fokuswirkbereich 64 eingezeichnet. Damit ist das Volumen (bzw. die zweidimensionale Projektion auf die x-y-Ebene) markiert, in dem der Fokusspot 62 eine Wechselwirkung mit dem Gewebe hervorruft. Die Gesamtheit der Fokuswirkbereiche 64 erzeugt aufgrund der optischen Durchbrüche an jedem Fokusspot 62 im Gewebe des Patientenauges 90 einen Schnitt 70. Der Rand des Schnittes 70 ist als gepunktete Linie eingezeichnet.In 3 is are a scan path 54 , Focus spots 62 , Scan pattern 50 and a cut 70 shown according to a first example. What is shown here is a view along the optical axis (z-axis). In this example there are all focus spots 62 in one plane. The scan path 54 rotates around the scan path center 56 . For every focus spot 62 is a focus effective area here 64 drawn. This marks the volume (or the two-dimensional projection onto the xy plane) in which the focus spot 62 creates an interaction with the tissue. The totality of the focus effective areas 64 generated due to the optical breakthroughs at each focus spot 62 in the tissue of the patient's eye 90 a cut 70 . The edge of the cut 70 is shown as a dotted line.

Im hier gezeigten Beispiel weist der Schnitt 70 einen unregelmäßigen Rand auf. In der Regel wird im Betrieb ein Schnitt 70 erzeugt, der im Vergleich zur Größe eines Fokuswirkbereiches 64 viel größer ist. Es werden also typischerweise mehrere tausend Fokusspots 62 im Gewebe erzeugt. Dadurch ergibt sich ein regelmäßigerer Rand des Schnittes 70.In the example shown here, the section 70 has an irregular edge. As a rule, a cut is made during operation 70 generated, which compared to the size of a focus effective area 64 is much bigger. So there are typically several thousand focus spots 62 generated in the tissue. This results in a more regular edge of the cut 70 .

Weiterhin zeigt 3 einen Schnitt 70, der kleiner ist als die von der Scanbahn 54 überdeckte Fläche. Somit reicht das Scanfeld 80, dessen Rand als Linie von Punkten und Strichen eingezeichnet ist, an einigen Stellen über den Rand des Schnittes 70 hinaus. Die Abbildung zeigt dabei gedachte Fokusspots 66. Dabei handelt es sich um Orte auf der Scanbahn 54, an denen ein Fokusspot erzeugt werden könnte (gemäß der konstanten Laserpulsfrequenz). Diese liegen jedoch außerhalb des zu erzeugenden Schnittes70, so dass in diesem Fall kein Laserpuls zur Erzeugung eines Fokusspots bereitgestellt wird.Furthermore shows 3 a cut 70 that is smaller than that of the scan path 54 covered area. Thus the scan field is sufficient 80 , the edge of which is drawn in as a line of dots and lines, in some places over the edge of the cut 70 out. The illustration shows imaginary focus spots 66 . These are locations on the scan path 54 at which a focus spot could be generated (according to the constant laser pulse frequency). However, these lie outside the cut 70 to be generated, so that in this case no laser pulse is provided for generating a focus spot.

In diesem ersten Beispiel handelt es sich um eine Scanbahn 54 in Form einer Spirale. Die Anzahl der Fokusspots 62 pro Rotation beträgt k≈3.304.This first example is a scan path 54 in the form of a spiral. The number of focus spots 62 per rotation is k≈3,304.

In 4 ist der Rand des resultierenden Scanmusters 50 gemäß dem ersten Beispiel aus 3 als gestrichelte Linie dargestellt. Die Ausdehnung des Scanmusters 50 ist kleiner ist als der Schnitt 70 (gepunktete Linie), der mit Hilfe des Scanmusters 50 erzeugt werden kann. Ursache dafür ist, dass durch die Größe der Fokuswirkbereiche 64, die am Rand des Scanmusters 50 über dieses hinausreichen und ebenfalls zum Durchtrennen von Gewebe und somit zum Schnitt 70 beitragen. Weiterhin kann die Größe des Scanmusters 50 kleiner sein als das Scanfeld 80 (Linie aus Punkten und Strichen), da - wie in diesem Beispiel gezeigt - nicht an jedem möglichen Ort ein Fokusspot erzeugt werden muss, sondern eine Scanfeld 80 auch gedachte Fokusspots 66 aufweisen kann.In 4th is the edge of the resulting scan pattern 50 according to the first example 3 shown as a dashed line. The extent of the scan pattern 50 is smaller than the cut 70 (dotted line), which with the help of the scan pattern 50 can be generated. The reason for this is that due to the size of the effective focus areas 64 that are at the edge of the scan pattern 50 reach beyond this and also for severing tissue and thus for cutting 70 contribute. Furthermore, the size of the scan pattern 50 be smaller than the scan field 80 (Line made of dots and lines), because - as shown in this example - a focus spot does not have to be generated at every possible location, but a scan field 80 also imaginary focus spots 66 may have.

In 5 sind eine Scanbahn 54, Fokusspots 62 und ein Schnitt 70 gemäß einem zweiten Beispiel dargestellt. Es handelt sich um eine Scanbahn 54 in Form von (fast vollständigen) Kreisen mit Übergangsstücken zwischen den Kreisen. Im gezeigten Beispiel weisen die Übergangsstücke jeweils den gleichen Winkel gegenüber dem Scanbahnzentrum 56 auf; alternativ können die Übergangsstücke auch unterschiedliche Winkel überstreichen oder gleiche Längen aufweisen. Jeder fast vollständige Kreis zusammen mit einem Übergangsstück entspricht in diesem Beispiel einer Rotation. Der Scanbahnabstand vom Scanbahnzentrum 56 ändert sich monoton, aber nicht streng monoton. Innerhalb eines (fast vollständigen Kreises) bleiben die Abstände der Fokusspots 62 auf der Scanbahn 54 konstant. Die Abstände ändern sich lediglich zwischen zwei Kreisen. Wird ein Fokusspot 56 auf einem Übergangsstück erzeugt (im Beispiel nicht gezeigt), ergibt sich ebenfalls eine Abstandsänderung vom Scanbahnzentrum 56 zweier aufeinanderfolgender Fokusspots 54. Im gezeigten Beispiel nehmen die Abstände monoton zu (dargestellt durch die Pfeilrichtung am Ende der Scanbahn 54). Aufgrund der konstanten Winkelgeschwindigkeit und der konstanten Laserpulsfrequenz fPist die Anzahl der Fokusspots 62 pro Umdrehung ebenfalls konstant, so dass auf diese Weise eine homogene Dichte der Fokusspots 62 pro Azimut-Winkel-Bereich sichergestellt wird.In 5 are a scan path 54 , Focus spots 62 and a cut 70 shown according to a second example. It is a scan path 54 in the form of (almost complete) circles with transition pieces between the circles. In the example shown, the transition pieces each have the same angle with respect to the center of the scan path 56 on; alternatively, the transition pieces can also cover different angles or have the same lengths. Every almost complete circle together with a transition piece corresponds to a rotation in this example. The scan path distance from the center of the scan path 56 changes monotonically, but not strictly monotonously. The distances between the focus spots remain within an (almost complete circle) 62 on the scan path 54 constant. The distances only change between two circles. Becomes a focus spot 56 generated on a transition piece (not shown in the example), there is also a change in distance from the center of the scan path 56 two consecutive focus spots 54 . In the example shown, the distances increase monotonically (shown by the direction of the arrow at the end of the scan path 54 ). Due to the constant angular velocity and the constant laser pulse frequency f P , the number of focus spots is 62 per revolution also constant, so that in this way a homogeneous density of the focus spots 62 is ensured per azimuth angle range.

In 6 sind die Abstände der Fokusspots zum Scanbahnzentrum 56 gemäß ihrer zeitlichen Entstehung für das zweite Beispiel nach 5 dargestellt. Dabei ist auf der horizontalen Achse die Zeit t und auf der vertikalen Achse der Abstand Δ der Fokusspots 62 zum Scanbahnzentrum 56 dargestellt. Auf dem ersten (innersten) fast vollständigen Kreis der Scanbahn 54 werden vier Fokusspots 62 erzeugt; diese sind als ausgefüllt Punkte um Diagramm eingezeichnet. Anschließend werden auf dem zweiten bzw. dritten (fast vollständigen) Kreis drei bzw. vier Fokusspots 62 erzeugt. Auf dem vierten und fünften Kreis wird jeweils nur ein Fokusspot 62 erzeugt. Zusätzlich sind im Diagramm jeweils zwei gedachte Fokusspots 66 (als nicht-ausgefüllt Punkte) eingezeichnet. Auf der vertikalen Achse sind zusätzlich mit einem x die mittleren Abstände einer Rotation markiert. Gemäß diesem vorteilhaften Beispiel nimmt der Absolutbetrag der Differenz der an den Fokusspots 62 zu einem Beginn der Rotation und zu einem Ende der Rotation ausgewerteten Abstände vom Scanbahnzentrum 56 mit zunehmendem mittleren Abstand vom Scanbahnzentrum 56 ab. Dadurch wird erreicht, dass die Dichte der Fokusspots 62 im Scanmuster 50 über radiale Abstände vom Scanbahnzentrum 56 angepasst ist.In 6th are the distances between the focus spots and the center of the scan path 56 according to their temporal origin for the second example 5 shown. The time t is on the horizontal axis and the distance Δ between the focus spots is on the vertical axis 62 to the scan path center 56 shown. On the first (innermost) almost complete circle of the scan path 54 will be four focus spots 62 generated; these are shown as filled dots around the diagram. Then there are three or four focus spots on the second or third (almost complete) circle 62 generated. There is only one focus spot on each of the fourth and fifth circles 62 generated. In addition, there are two imaginary focus spots in the diagram 66 (as unfilled points). The mean distances of a rotation are also marked with an x on the vertical axis. According to this advantageous example, the absolute amount of the difference decreases at the focus spots 62 at the beginning of the rotation and at an end of the rotation evaluated distances from the center of the scan path 56 with increasing mean distance from the center of the scan path 56 from. This ensures that the density of the focus spots 62 in the scan pattern 50 via radial distances from the center of the scan path 56 is adapted.

In 7a ist eine dreidimensionale Darstellung eines symmetrischen Fokuswirkbereiches 64 um einen Fokusspot 62 dargestellt. Die Ausdehnung des Fokuswirkbereiches 64 ist dabei in allen drei Raumdimensionen (x, y, und z) gleich.In 7a is a three-dimensional representation of a symmetrical focus effective area 64 around a focus spot 62 shown. The expansion of the effective focus area 64 is the same in all three spatial dimensions (x, y, and z).

In 7b hingegen ist eine dreidimensionale Darstellung eines asymmetrischen Fokuswirkbereiches 64 um einen Fokusspot 62 dargestellt. Die Ausdehnung des Fokuswirkbereiches 64 weist die Form eines triaxialen oder dreiachsigen Ellipsoids auf. Die Halbachsen des Ellipsoids sind in Richtung der KoordinatenAchsen x', y' und z' ausgerichtet. Im gezeigten Beispiel fällt die z'-Achse mit der z-Achse (optische Achse der Fokussiervorrichtung) zusammen. Die x'-und y'-Achsen gehen über eine Drehung um die z-Achse aus den x- und y-Achsen hervor. Im gezeigten Beispiel weisen alle drei Halbachsen des Ellipsoids unterschiedliche Längen auf. Ein Fokuswirkbereich 64 kann eine solche Form aufweisen, wenn der Fokus entlang der optischen Achse eine andere Ausdehnung besitzt als in den dazu senkrechten Richtungen (x-y-Ebene); typischerweise ist der Fokus in z-Richtung länger. Zusätzlich kann ein Fokuswirkbereich eine solche Form aufweisen, wenn der Fokus in der Fokusebene (x-y-Ebene, senkrecht zur optischen Achse) nicht rotationssymmetrisch ist; dies kann beispielsweise auftreten, wenn das Licht im Fokus polarisiert ist. Für den Fall eines rotationssymmetrischen Fokus in der Fokusebene kann der Fokuswirkbereich die Form eines Rotationsellipsoids aufweisen.In 7b however, is a three-dimensional representation of an asymmetrical focus effective area 64 around a focus spot 62 shown. The expansion of the effective focus area 64 has the shape of a triaxial or triaxial ellipsoid. The semi-axes of the ellipsoid are aligned in the direction of the coordinate axes x ', y' and z '. In the example shown, the z'-axis coincides with the z-axis (optical axis of the focusing device). The x 'and y' axes emerge from the x and y axes via a rotation about the z axis. In the example shown, all three semi-axes of the ellipsoid have different lengths. A focus effective area 64 can have such a shape if the focus along the optical axis has a different extent than in the directions perpendicular thereto (xy plane); typically the focus is longer in the z-direction. In addition, an effective focus area can have such a shape if the focus in the focal plane (xy plane, perpendicular to the optical axis) is not rotationally symmetrical; this can occur, for example, when the light is polarized in the focus. In the case of a rotationally symmetrical focus in the focal plane, the effective focus area can have the shape of an ellipsoid of revolution.

In 8 sind eine Scanbahn 54, Fokusspots 62 und ein Schnitt 70 gemäß einem dritten Beispiel dargestellt. Dabei ist ein Asymmetrie-Effekt berücksichtigt. Gezeigt ist hier eine Sicht entlang der optischen Achse (z-Achse). In diesem Beispiel befinden sich alle Fokusspots 62 in einer Ebene. Die Scanbahn 54 rotiert um ein Scanbahnzentrum 56. Zu jedem Fokusspot 62 ist hier ein Fokuswirkbereich 64 eingezeichnet. Die hier aufgetragenen Fokuswirkbereiche 64 besitzen eine asymmetrische Größe in der x-y-Ebene. Dabei ist die Größe (Durchmesser) entlang der x-Achse um 35% größer als entlang der y-Achse. Die Gesamtheit der Fokuswirkbereiche 64 erzeugt aufgrund der optischen Durchbrüche an jedem Fokusspot 62 im Gewebe des Patientenauges 90 einen Schnitt 70. Der Rand des Schnitts ist als gepunktete Linie eingezeichnet.In 8th are a scan path 54 , Focus spots 62 and a cut 70 shown according to a third example. An asymmetry effect is taken into account. What is shown here is a view along the optical axis (z-axis). In this example there are all focus spots 62 in one plane. The scan path 54 rotates around a scan path center 56 . For every focus spot 62 is a focus effective area here 64 drawn. The effective focus areas applied here 64 have an asymmetrical size in the xy plane. The size (diameter) along the x-axis is 35% larger than along the y-axis. The totality of the focus effective areas 64 generated due to the optical breakthroughs at each focus spot 62 in the tissue of the patient's eye 90 a cut 70 . The edge of the cut is shown as a dotted line.

In diesem dritten Beispiel handelt es sich um eine Scanbahn 54 in Form einer elliptischen Spirale. Der Asymmetrie-Effekt wird hier berücksichtigt, in dem die Metrik zu Bestimmung der Abstände einen Asymmetrie-Faktor ay ≠ 1 aufweist: Δ ' 2 ( x ' 1 , x ' 2 ) = ( x ' 1 x ' 2 ) 2 + α y 2 ( y ' 1 y ' 2 ) 2 ;

Figure DE102019214020A1_0020
die z-Koordinaten sind identisch und können daher vernachlässigt werden. Die x'- und y'-Achsen fallen mit den x- und y-Achsen zusammen. Das Scanbahnzentrum liegt im Koordinaten-Ursprung bei x 0 = ( 0,0 ) .
Figure DE102019214020A1_0021
Der Abstand des i-ten Fokusspots 62 zum Scanbahnzentrum 56 ergibt sich somit zu Δ ' 2 ( x ' 1 , x ' 2 ) = ( x i ) 2 + α y 2 ( y i ) 2
Figure DE102019214020A1_0022
mit ay = 1.35. Entsprechend dieser Metrik weisen die Fokusspots 62 entlang der Scanbahn 54 einen streng monotonen der Abstände zum Scanbahnzentrum 56 auf. In diesem dritten Beispiel weist jede Rotation k≈3.618 Fokusspots auf. Auf diese Weise wird eine homogene Dichte der Fokusspots 62 pro Azimut-Winkel-Bereich sichergestellt.This third example is a scan path 54 in the form of an elliptical spiral. The asymmetry effect is taken into account here, in which the metric for determining the distances has an asymmetry factor a y ≠ 1: Δ ' 2 ( x ' 1 , x ' 2 ) = ( x ' 1 - x ' 2 ) 2 + α y 2 ( y ' 1 - y ' 2 ) 2 ;
Figure DE102019214020A1_0020
the z-coordinates are identical and can therefore be neglected. The x 'and y' axes coincide with the x and y axes. The scan path center is included in the coordinate origin x 0 = ( 0.0 ) .
Figure DE102019214020A1_0021
The distance of the i-th focus spot 62 to the scan path center 56 thus results in Δ ' 2 ( x ' 1 , x ' 2 ) = ( x i ) 2 + α y 2 ( y i ) 2
Figure DE102019214020A1_0022
with a y = 1.35. The focus spots show according to this metric 62 along the scan path 54 a strictly monotonous distance to the center of the scan path 56 on. In this third example, each rotation has k≈3,618 focus spots. In this way there is a homogeneous density of the focus spots 62 ensured per azimuth angle range.

Es sei auch für diese Beispiel angemerkt, dass 8 ebenfalls der Projektion einer dreidimensionalen Scanbahn 54, die einen Schnitt 70 erzeugt, der die Form einer gekrümmten Fläche im dreidimensionalen Raum aufweist, entlang der z-Achse entspricht.It should also be noted for this example that 8th also the projection of a three-dimensional scan path 54 who have made a cut 70 generated, which has the shape of a curved surface in three-dimensional space, corresponds along the z-axis.

In 9 sind die Abstände der Fokusspots zum Scanbahnzentrum 56 gemäß ihrer zeitlichen Entstehung für das erste Beispiel nach 3 dargestellt. Dabei ist auf der horizontalen Achse die Zeit t und auf der vertikalen Achse der Abstand Δ der Fokusspots 62 zum Scanbahnzentrum 56 dargestellt. Die Scanbahn 54 wurde dabei von innen (kleine Abstände vom Scanbahnzentrum 56) nach außen (größere Abstände vom Scanbahnzentrum 56) abgefahren. Der Abstand der Fokusspots 62 vom Scanbahnzentrum 56 nimmt mit der Zeit t streng monoton zu. Die Scanbahn 54 weißt die Form einer Spirale auf. Die strenge Monotonie gilt auch für drei gedachte Fokusspots 66, die im Diagramm als nicht-ausgefüllt Punkte eingetragen sind. Auf der vertikalen Achse sind zusätzlich mit einem Kreuzen x die mittleren Abstände zweier zeitlich aufeinanderfolgender Fokusspots 62 markiert. Gemäß diesem vorteilhaften Beispiel nimmt der Absolutbetrag der Differenz der Abstände vom Scanbahnzentrum 56 zweier aufeinanderfolgender Fokusspots 62 proportional zu einem inversen mittleren Abstand der aufeinanderfolgenden Fokusspots 62 vom Scanbahnzentrum 56 ab. Das Beispiel zeigt somit ein Scanmuster 50 von Fokusspots 62, die auf einer Spirale um das Scanbahnzentrum 56 liegen, bei dem die Dichte der Fokusspots 62 im Scanmuster 50 über alle radialen Abstände vom Scanbahnzentrum 56 gleich ist. Dies ermöglicht somit die Erzeugung eines besonders homogenen Schnittes 70 in einem Patientenauge 90.In 9 are the distances between the focus spots and the center of the scan path 56 according to their temporal origin for the first example 3 shown. The time t is on the horizontal axis and the distance Δ between the focus spots is on the vertical axis 62 to the scan path center 56 shown. The scan path 54 was done from the inside (small distances from the center of the scan path 56 ) to the outside (larger distances from the center of the scan path 56 ) departed. The distance between the focus spots 62 from the scan path center 56 increases strictly monotonously with time t. The scan path 54 know the shape of a spiral. The strict monotony also applies to three imaginary focus spots 66 that are entered in the diagram as unfilled points. The mean distances between two consecutive focus spots are also shown on the vertical axis with a crossing x 62 marked. According to this advantageous example, the absolute value takes the difference in the distances from the center of the scan path 56 two consecutive focus spots 62 proportional to an inverse mean distance between the successive focus spots 62 from the scan path center 56 from. The example shows a scan pattern 50 of focus spots 62 on a spiral around the center of the scan path 56 lie at which the density of the focus spots 62 in the scan pattern 50 over all radial distances from the center of the scan path 56 is equal to. This thus enables a particularly homogeneous cut to be produced 70 in a patient's eye 90 .

In 10 ist ein Schema dargestellt zur Bewertung eines Scanmusters 50 mit einem Verteilungsmaß. Die Bewertung dient dazu, lokale Häufungen von Fokusspots 62 zu erkennen. Dazu sind aus dem ersten Beispiel nach 3 der innerste Fokusspot 62 sowie zehn weiter Fokusspots eingezeichnet. Zusätzlich ist ein Kreis (gepunktete Linie) um den innersten Fokusspot 62 - dem Fokusspot im Kreismittelpunkt - eingezeichnet. Der Kreis ist dabei in vier gleich große Kreissegmente I, II, III und IV unterteilt. Der Kreis weist einen Radius auf, der so groß ist, dass mindestens ein weiterer Fokusspot 62 in jedem Kreissegment vorhanden ist. Für jedes Kreissegment wird nun der geringste Abstand aller im Kreissegment vorhandener Fokusspots 62 zum Fokusspot im Kreismittelpunkt bestimmt. Diese Abstände sind jeweils als Pfeile mit einer Linie aus Punkten und Strichen eingezeichnet. Dem Fokusspot im Kreismittelpunkt wird nun die Differenz aus dem Maximum und dem Minimum der vier minimalen Abstände aus den vier Kreissegmenten als Maß zugeordnet. Diese Maß beschreibt, wie stark die Abweichungen der Abstände zu benachbarten Fokusspots 62 sind. Das Maß für den Abstand eines Fokusspots 62 zu seinen Nachbarn wird für alle Fokusspots 62 im Scanmuster 50 gebildet. Der Verteilung dieser Maße wir anschließend ein Mittelwert sowie eine Standardabweichung zugeordnet. Dies ist das Verteilungsmaß. Überschreiten der Mittelwert und/oder die Standardabweichung einen Grenzwert, so treten lokale Häufungen von Fokusspots 62 auf. In einem solchen Fall werden vorteilhaft neue Steuerdaten generiert, bis das Verteilungsmaß dem Grenzwert genügt.In 10 a scheme is shown for evaluating a scan pattern 50 with a distribution measure. The evaluation serves to identify local accumulations of focus spots 62 to recognize. These are from the first Example according to 3 the innermost focus spot 62 and ten other focus spots are shown. In addition, there is a circle (dotted line) around the innermost focus spot 62 - the focus spot in the center of the circle - is drawn. The circle is divided into four equal segments I, II, III and IV. The circle has a radius that is so large that at least one further focus spot 62 is present in every segment of the circle. For each segment of a circle, the smallest distance between all the focus spots present in the segment of a circle is now 62 determined to be the focus spot in the center of the circle. These distances are shown as arrows with a line of dots and lines. The difference between the maximum and the minimum of the four minimum distances from the four circle segments is now assigned as a measure to the focus spot in the center of the circle. This measure describes the extent to which the distances to neighboring focus spots deviate 62 are. The measure for the distance of a focus spot 62 becomes its neighbors for all focus spots 62 in the scan pattern 50 educated. A mean value and a standard deviation are then assigned to the distribution of these measures. This is the measure of distribution. If the mean value and / or the standard deviation exceed a limit value, local accumulations of focus spots occur 62 on. In such a case, new control data are advantageously generated until the distribution measure satisfies the limit value.

Möchte man Asymmetrie-Effekte berücksichtigen, so wird bei der Berechnung der Abstände vorteilhaft dieser Effekt berücksichtigt. Dazu wird beispielsweise ein entsprechender Asymmetrie-Faktor in der Metrik verwendet.If asymmetry effects are to be taken into account, this effect is advantageously taken into account when calculating the distances. For this purpose, a corresponding asymmetry factor is used in the metric, for example.

In 11 ist ein Schema dargestellt für die Bewertung eines Scanmusters 50 mit einem alternativen Verteilungsmaß. Hier ist jedem Fokusspot 62 des Scanmusters 50 nach dem ersten Beispiel aus 3 eine Fläche gemäß der Größe des Fokuswirkbereiches 64 zugeordnet. Der Gesamtheit der Fokuswirkbereiche 64 aller Fokusspots 62 des Scanmusters 50 wird eine Fläche zugeordnet werden. Dabei werden Überlappungsbereiche von zwei oder mehr Fokuswirkbereichen 64 verschiedener Fokusspots 62 nur einfach (und nicht mehrfach) bei der Zuordnung der Fläche berücksichtigt. Diese Fläche der Gesamtheit der Fokuswirkbereiche 64 der Fokusspots 62 des Scanmusters 50 in der Schnittebene wird in Relation gesetzt werden zur Fläche des Schnittes 70. Im gezeigten Beispiel hat das alternative Verteilungsmaß einen Wert von 0.8, das bedeutet, dass die Schnittfläche zu 80% von Fokuswirkbereichen überdeckt wird.In 11 a scheme is shown for the evaluation of a scan pattern 50 with an alternative distribution measure. Here is everyone's focus spot 62 of the scan pattern 50 according to the first example 3 an area corresponding to the size of the effective focus area 64 assigned. The totality of the focus effective areas 64 of all focus spots 62 of the scan pattern 50 an area will be assigned. Thereby, overlapping areas of two or more effective focus areas become 64 different focus spots 62 only taken into account once (and not more than once) when assigning the area. This area of the totality of the focus effective areas 64 the focus spots 62 of the scan pattern 50 in the cutting plane is set in relation to the area of the section 70 . In the example shown, the alternative distribution measure has a value of 0.8, which means that 80% of the cut surface is covered by effective focus areas.

In 12 ist ein Scanmuster 50 für ein viertes Beispiel gezeigt. Hier treten lokale Häufung von Fokusspots 62 auf. Die Figur zeigt einen zentralen Ausschnitt von 140µm mal 140µm um den Ursprung in der x-y-Ebene. Die Größe der dargestellten Punkte entspricht einem Durchmesser etwa 2µm und entspricht dem Durchmesser eines Fokuswirkbereiches 64. Grundlage des Scanmusters ist ein Laserquelle 14, die Laserpulse mit einer Laserrepetitionsfrequenz fL = 1MHz erzeugt. Die Scanbahn 54 läuft spiralförmig um das Scanbahnzentrum 54, das sich im Koordinaten-Ursprung bei x 0 = ( 0,0 )

Figure DE102019214020A1_0023
befindet. Dort wird auch der erste Fokusspot 62 gesetzt. Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgende Fokusspots 62 nimmt mit dem inversen mittleren Abstand vom Scanbahnzentrum 62 ab. Der Abstand zwischen zwei Fokusspots 62 entspricht dem Durchmesser eines Fokuswirkbereiches 64 von 2µm. Um im zentralen Bereich des Scanmusters 50 nicht zu viele Fokusspots 62 zu setzen, wurde ein Wert von k≈3.7209 Fokusspots pro Umdrehung gewählt. Dieser Wert entspricht einer Summe aus einer ganzen Zahl M=3 und der Approximation einer irrationalen Zahl IR, die über einen Kettenbruch beschrieben wird. Dabei werden für die sieben Koeffizienten z1 bis z7 die Zahlen 1, 1, 2, 1, 1, 2 und 1 verwendet.In 12th is a scan pattern 50 shown for a fourth example. There is a local accumulation of focus spots 62 on. The figure shows a central section of 140 µm by 140 µm around the origin in the xy plane. The size of the points shown corresponds to a diameter of about 2 µm and corresponds to the diameter of an effective focus area 64 . The basis of the scan pattern is a laser source 14th , which generates laser pulses with a laser repetition frequency f L = 1MHz. The scan path 54 runs in a spiral around the center of the scan path 54 , which is located in the coordinate origin at x 0 = ( 0.0 )
Figure DE102019214020A1_0023
is located. The first focus spot will also be there 62 set. The distance between two consecutive focus spots 62 decreases with the inverse mean distance from the center of the scan path 62 from. The distance between two focus spots 62 corresponds to the diameter of a focus effective area 64 of 2 µm. To in the central area of the scan pattern 50 not too many focus spots 62 To set a value of k≈3.7209 focus spots per revolution was chosen. This value corresponds to a sum of an integer M = 3 and the approximation of an irrational number IR, which is described by a continued fraction. The numbers 1, 1, 2, 1, 1, 2 and 1 are used for the seven coefficients z 1 to z 7.

Eine Pulsselektionseinrichtung wird so angesteuert, dass sie lediglich jeden 768-ten Laserpuls für den gepulsten Laserstrahl 12 bereitstellt. Das Teilungsverhältnis ist D=768. Es ergibt sich somit eine Laserpulsfrequenz von fP= fL/D ≈1.3kHz. Aus fP= fR ·k ergibt sich eine konstante Rotationsfrequenz von fR = 349.936Hz.A pulse selection device is controlled in such a way that it only detects every 768th laser pulse for the pulsed laser beam 12th provides. The division ratio is D = 768. This results in a laser pulse frequency of f P = f L / D ≈1.3 kHz. A constant rotation frequency of f R = 349.936Hz results from f P = f R · k.

Einem Fokusspot 62 kann ein Fokuswirkbereich 64 von π µm2 zugeordnet werden wenn der Radius mit 1 µm angenommen wird. Um einen Schnitt 70 in Form einer Kreisfläche mit einem Radius von 100µm mit Fokusspots 62 zu erzeugen, wobei die Anzahl K Fokusspots so gewählt ist, dass Summe alle Flächen der Fokuswirkbereiche 64 gerade der Schnittfläche ergibt, so sind K=1000 Fokusspots erforderlich. Damit ergibt sich für den Abstand des i-ten Fokusspots 62 (i=1, 2,...K) r s , i = ( r s , K r s ,1 ) ( i 1 ) / ( K 1 ) + r s ,1 .

Figure DE102019214020A1_0024
Mit rs,1 = 0µm und rs,K = 100µmvereinfacht sich dies zu r s , i = 100 μ m ( i 1 ) / ( K 1 ) .
Figure DE102019214020A1_0025
A focus spot 62 can be a focus effective area 64 of π µm 2 can be assigned if the radius is assumed to be 1 µm. To make a cut 70 in the form of a circular area with a radius of 100 µm with focus spots 62 to generate, the number K focus spots is chosen so that the sum of all areas of the focus effective areas 64 just results from the cut surface, then K = 1000 focus spots are required. This results in the distance of the i-th focus spot 62 (i = 1, 2, ... K) r s , i = ( r s , K - r s ,1 ) ( i - 1 ) / ( K - 1 ) + r s ,1 .
Figure DE102019214020A1_0024
With r s, 1 = 0 µm and r s, K = 100 µm, this is simplified to r s , i = 100 μ m ( i - 1 ) / ( K - 1 ) .
Figure DE102019214020A1_0025

Dabei wird ein Scanmuster 50 angestrebt, bei dem die Fokusspots 62 auf einer Spirale um das Scanbahnzentrum 56 liegen und bei dem für die Differenz der Abstände vom Scanbahnzentrum 56 zweier aufeinanderfolgender Fokusspots 62 proportional zu einem inversen mittleren Abstand der aufeinanderfolgenden Fokusspots 62 vom Scanbahnzentrum 54 ist. Für den Azimut-Winkel des i-ten Fokusspot 62 gilt ϕ i = 2 π ( i 1 ) f R / f L + ϕ 1 .

Figure DE102019214020A1_0026
Mit ϕ1 = 0 ergibt sich diesem vierten Beispiel ϕ i = 2 π ( i 1 ) / k .
Figure DE102019214020A1_0027
Mit den genannten Ausdrücken für rs,i und ϕi sind die Positionen der Fokusspots 62 in 12 beschrieben. Die angegebenen Formeln für Abstand und Azimut-Winkel gegenüber dem Scanbahnzentrum 56 gilt für eine Scanbahn 54, bei der die erzeugten Fokusspots 62 einen streng monoton wachsenden Abstand vom Scanbahnzentrum 56 aufweisen. Soll eine Scanbahn 54 von außen nach innen erzeugt werden, so muss i durch K-i+1 ersetzt werden.A scan pattern is used 50 aimed at where the focus spots 62 on a spiral around the center of the scan path 56 and for the difference in the distances from the center of the scan path 56 two consecutive focus spots 62 proportional to an inverse mean distance between the successive focus spots 62 from the scan path center 54 is. For the azimuth angle of the i-th focus spot 62 applies ϕ i = 2 π ( i - 1 ) f R. / f L. + ϕ 1 .
Figure DE102019214020A1_0026
This fourth example results with ϕ 1 = 0 ϕ i = 2 π ( i - 1 ) / k .
Figure DE102019214020A1_0027
With the mentioned expressions for r s, i and ϕ i are the positions of the focus spots 62 in 12th described. The specified formulas for distance and azimuth angle with respect to the center of the scan path 56 applies to one scan path 54 , in which the generated focus spots 62 a strictly monotonically growing distance from the center of the scan path 56 exhibit. Should a scan path 54 are generated from the outside in, then i must be replaced by K-i + 1.

12 zeigt lokale Häufungen von Fokusspots 62 bei größeren Abständen vom Scanbahnzentrum 56. Es findet Speichenbildung statt. Der Wert des alternativen Verteilungsmaßes in dem in 12 gezeigten Ausschnitt beträgt etwa 0.65, d.h. etwa 65% der Schnittfläche 70 werden von Fokuswirkbereichen 64 bedeckt. Dabei variiert der Wert zwischen etwa 0.8 für den inneren Bereich des gezeigten Schnittes 70 und 0.53 für den Randbereich. Eine Speichenbildung wird also vorteilhaft durch eine Bewertung des Scanmusters 50 durch eine Anwendung des Verteilungsmaßes für Fokusspots 62 für große Abstände vom Scanbahnzentrum 56 erkannt. 12th shows local clusters of focus spots 62 at greater distances from the center of the scan path 56 . Spoke formation takes place. The value of the alternative measure of distribution in the in 12th The section shown is about 0.65, ie about 65% of the cut area 70 become of focus effective areas 64 covered. The value varies between about 0.8 for the inner area of the cut shown 70 and 0.53 for the edge area. Spoke formation is therefore advantageous through an assessment of the scan pattern 50 by applying the distribution measure for focus spots 62 for large distances from the center of the scan path 56 recognized.

Wird als Verteilungsmaß das beschriebene alternative Verteilungsmaß angenommen, das in einem Randbereich des Scanmusters 50 ausgewertet wird, und wird ein Grenzwert von 0.8 angenommen, so genügt das gezeigte Scanmuster 50 nicht dem Grenzwert. Daher werden erfindungsgemäß weitere Approximationsstufen des Kettenbruchs verwendet: In 13 ist ein Scanmuster 50 für ein fünftes Beispiel gezeigt. Der gezeigte Ausschnitt sowie die Parameter für die Laserpulsfrequenz entsprechen den Werten aus dem vierten Beispiel. Für den Kettenbruch zur Approximation der irrationalen Zahl IR werden hier jedoch neun Koeffizienten z1 bis z9 die Zahlen 1, 1, 2, 1, 1, 2, 1, 1 und 2 verwendet. Es ergibt sich eine konstante Rotationsfrequenz von fR = 350.188Hz. Das resultierende Scanmuster 50 zeugt keine lokalen Häufungen von Fokusspots 62. Der Wert des alternativen Verteilungsmaßes beträgt etwa 0.84. Am Rand des gezeigten Ausschnittes beträgt der Wert des alternativen Verteilungsmaßes etwa 0.87. 12 und 13 zeigen, dass mit Hilfe des Verteilungsmaßes eine Speichenbildung erkannt wird und durch die erfindungsgemäße Erhöhung der Approximationsstufen behoben wird. Auf diese Weise lässt sich sicherstellen, dass ein Scanmuster 50 zum Durchtrennen von Gewebe mit einer hohen Schnittqualität ermöglicht wird.If the described alternative distribution measure is assumed as the distribution measure, that in an edge area of the scan pattern 50 is evaluated, and if a limit value of 0.8 is assumed, the scan pattern shown is sufficient 50 not the limit. Therefore, according to the invention, further approximation stages of the continued fraction are used: In 13th is a scan pattern 50 shown for a fifth example. The section shown and the parameters for the laser pulse frequency correspond to the values from the fourth example. For the continued fraction to approximate the irrational number IR, however, nine coefficients z 1 to z 9, the numbers 1, 1, 2, 1, 1, 2, 1, 1 and 2, are used. The result is a constant rotation frequency of f R = 350.188Hz. The resulting scan pattern 50 does not show any local clusters of focus spots 62 . The value of the alternative distribution measure is about 0.84. At the edge of the section shown, the value of the alternative distribution measure is around 0.87. 12th and 13th show that the formation of spokes is recognized with the aid of the distribution measure and is eliminated by increasing the approximation levels according to the invention. This can be used to ensure that a scan pattern 50 for cutting through tissue with a high cutting quality is made possible.

Es sei an dieser Stelle noch einmal darauf hingewiesen, dass die über einen Kettenbruch approximierte irrationale Zahl IR möglichst kleine Koeffizienten aufweisen sollte. Werden größere Koeffizienten verwendet (beispielsweise größer 5), so lässt sich die irrationale Zahl häufig durch eine rationale Zahl approximieren, die einem Bruch von Zahlen kleiner als 500 entspricht. Auch dann kommt es leicht zu einer Speichenbildung im Scanmuster 50.At this point it should be pointed out again that the irrational number IR approximated via a continued fraction should have the smallest possible coefficients. If larger coefficients are used (for example greater than 5), the irrational number can often be approximated by a rational number that corresponds to a fraction of numbers smaller than 500. Even then, spokes can easily form in the scan pattern 50 .

In 14 ist ein spiralförmiges Scanmuster 50 für ein sechstes Beispiel gezeigt. Hier treten wieder lokale Häufung von Fokusspots 62 auf. Der gezeigte Ausschnitt sowie die Größe der Fokuswirkbereiche und die Parameter für die Laserrepetitionsfrequenz entsprechen den Werten aus dem vierten Beispiel (nach 12). Es wurde ein Wert von k ≈M + RF ≈3.6182 Fokusspots pro Umdrehung gewählt. Dieser Wert entspricht einer Summe aus einer ganzen Zahl M=3 und der Approximation einer irrationalen Zahl RF, die das Verhältnis der beiden aufeinanderfolgender Zahlen der Fibonacci-Folge 34 und 55 ist.In 14th is a spiral scan pattern 50 shown for a sixth example. Here again there is a local accumulation of focus spots 62 on. The section shown as well as the size of the effective focus areas and the parameters for the laser repetition frequency correspond to the values from the fourth example (after 12th ). A value of k ≈M + R F ≈3.6182 focus spots per revolution was chosen. This value corresponds to a sum of an integer M = 3 and the approximation of an irrational number R F , which is the ratio of the two consecutive numbers of the Fibonacci sequence 34 and 55 is.

Eine Pulsselektionseinrichtung wird wieder so angesteuert, dass sie lediglich jeden 768-ten Laserpuls für den gepulsten Laserstrahl 12 bereitstellt. Es ergibt sich eine konstante Rotationsfrequenz von fR = 349.851Hz.A pulse selection device is activated again in such a way that it only sends every 768th laser pulse for the pulsed laser beam 12th provides. The result is a constant rotation frequency of f R = 349.851Hz.

Die weitere Berechnung der Abstände und Azimut-Winkel der Fokusspots 62 gegenüber dem Scanbahnzentrum 56 erfolgt wie im vierten Beispiel zu 12 beschrieben ist.The further calculation of the distances and azimuth angles of the focus spots 62 opposite the scan path center 56 takes place as in the fourth example 12th is described.

14 zeigt lokale Häufungen von Fokusspots 62 bei größeren Abständen vom Scanbahnzentrum 56 (Speichenbildung). Der Wert des alternativen Verteilungsmaßes in dem in 14 gezeigten Ausschnitts beträgt etwa 0.74. Dabei variiert der Wert zwischen etwa 0.85 für den inneren Bereich des gezeigten Schnittes 70 und 0.64 für den Randbereich. 14th shows local clusters of focus spots 62 at greater distances from the center of the scan path 56 (Spoke formation). The value of the alternative measure of distribution in the in 14th The section shown is about 0.74. The value varies between about 0.85 for the inner area of the cut shown 70 and 0.64 for the edge area.

Wird als Verteilungsmaß das beschriebene alternative Verteilungsmaß angenommen, das in einem Randbereich des Scanmusters 50 ausgewertet wird, und wird ein Grenzwert von 0.8 angenommen, so genügt das gezeigte Scanmuster 50 nicht dem Grenzwert. Daher werden erfindungsgemäß größere, aufeinanderfolgende Zahlen der Fibonacci-Folge verwendet: In 15 ist ein Scanmuster 50 für ein siebtes Beispiel gezeigt. Für den Quotienten RF zweier werden hier 55 und 89 verwendet. Es ergeben sich k ≈M + RF ≈3.6180 Fokusspots pro Umdrehung sich eine konstante Rotationsfrequenz von fR = 349.870Hz. Das resultierende Scanmuster 50 zeugt keine lokalen Häufungen von Fokusspots 62. Der Wert des alternativen Verteilungsmaßes beträgt etwa 0.86. Am Rand des gezeigten Ausschnittes beträgt der Wert des alternativen Verteilungsmaßes etwa 0.88. 14 und 15 zeigen, dass mit Hilfe des Verteilungsmaßes eine Speichenbildung erkannt wird und durch die erfindungsgemäße Erhöhung der Approximationsstufen behoben wird.If the described alternative distribution measure is assumed as the distribution measure, that in an edge area of the scan pattern 50 is evaluated, and if a limit value of 0.8 is assumed, the scan pattern shown is sufficient 50 not the limit. Therefore, according to the invention, larger, consecutive numbers of the Fibonacci sequence are used: In 15th is a scan pattern 50 shown for a seventh example. For the quotient R F of two, 55 and 89 are used here. This results in k ≈M + R F ≈3.6180 focus spots per revolution, a constant rotation frequency of f R = 349.870Hz. The resulting scan pattern 50 does not show any local clusters of focus spots 62 . The value of the alternative measure of distribution is around 0.86. At the edge of the section shown, the value of the alternative distribution measure is approximately 0.88. 14th and 15th show that the formation of spokes is recognized with the aid of the distribution measure and is eliminated by increasing the approximation levels according to the invention.

Typischerweise ist es erforderlich im Auge 90 eines Patienten einen Schnitt 70 mit einem Durchmesser von etwa 6mm zu erzeugen. Ein solcher Schnitt 70 kann beispielsweise über mehrere Scanmuster erzeugt werden. Dies wird in 16 und 17 für ein achtes Beispiel gezeigt. Dabei zeigt 16 einen zentralen Ausschnitt von 70µm × 70µm in der x-y-Ebene für eine Laservorrichtung mit einer Laserrepetitionsfrequenz fL = 1MHz und einem gewünschten Spotabstand von 2µm. Ein erstes Scanmuster 50 (Zone 1) wird spiralförmig bis zu einem Abstand vom Scanfeldzentrum 56 von etwa 31µm erzeugt; die Fokusspots 62 sind als schwarze Punkte gekennzeichnet (der Radius entspricht in diesem Beispiel nicht dem Fokuswirkbereich 64). Es schließt sich radial ein zweites Scanmuster 51 (Zone 2) an, dessen Fokusspots 62 als schwarze Quadrate eingezeichnet sind. Zone 2 reicht bis zu einem Abstand von etwa 227µm vom Scanbahnzentrum 56, das mit dem Scanbahnzentrum von Zone 1 übereinstimmt. An Zone 2 schließt sich eine Zone 3 mit einem dritten Scanmuster 52 an. Ein Übergangsbereich zwischen den Zonen 2 und 3 von 70µm × 70µm ist in 17 dargestellt. Die Fokusspots 62 des dritten Scanmusters 52 sind als schwarze Rauten eingezeichnet.Typically it is required in the eye 90 a patient an incision 70 with a diameter of about 6mm. Such a cut 70 can for example be generated over several scan patterns. This is done in 16 and 17th shown for an eighth example. It shows 16 a central section of 70 μm × 70 μm in the xy plane for a laser device with a laser repetition frequency f L = 1 MHz and a desired spot spacing of 2 μm. A first scan pattern 50 (Zone 1) becomes spiral up to a distance from the center of the scan field 56 generated by about 31 µm; the focus spots 62 are marked as black dots (the radius in this example does not correspond to the effective focus area 64 ). A second scan pattern closes radially 51 (Zone 2) whose focus spots 62 are shown as black squares. Zone 2 extends up to a distance of about 227 µm from the center of the scan path 56 that coincides with the scan path center of zone 1. Zone 2 is followed by zone 3 with a third scan pattern 52 at. A transition area between zones 2 and 3 of 70µm × 70µm is in 17th shown. The focus spots 62 of the third scan pattern 52 are shown as black diamonds.

In Tabelle 1 sind die Parameter von insgesamt 4 Scanmuster zusammengestellt, die insgesamt einen Schnitt mit einem Durchmesser von 6mm erzeugen können. Als IR wurde die aufeinanderfolgenden Fibonacci-Zahlen 21 und 34 gewählt, für die in den dargestellten Zonen keine Speichenbildung auftritt. Die Scanbahnzentren sind für alle vier Scanmuster identisch. Tabelle 1. Parameter für ein achtes Ausführungsbeispiel, das vier Scanmuster aufweist. Zone 1 2 3 4 Teilungsverhältnis D 790 29 4 1 Abstände vom Scanbahnzentrum 0mm - 0.031 mm 0.031mm-0.227mm 0.277mm - 0.910mm 0.910mm-3mm Fokusspots pro Rotation 3+IR 98+IR 714+IR 2857+IR Zeit 0.76s 1.47s 3.11s 8.17s Rotationsfrequenz 349.902Hz 349.661 Hz 349.837Hz 349.942Hz Table 1 shows the parameters of a total of 4 scan patterns that can generate a total of a section with a diameter of 6mm. The IR was the consecutive Fibonacci numbers 21 and 34 selected for which there is no formation of spokes in the zones shown. The scan path centers are identical for all four scan patterns. Table 1. Parameters for an eighth embodiment which has four scan patterns. Zone 1 2 3 4th Division ratio D 790 29 4th 1 Distances from the center of the scan path 0mm - 0.031 mm 0.031mm-0.227mm 0.277mm - 0.910mm 0.910mm-3mm Focus spots per rotation 3 + IR 98 + IR 714 + IR 2857 + IR time 0.76s 1.47s 3.11s 8.17s Rotation frequency 349.902Hz 349,661 Hz 349.837Hz 349.942Hz

Der Schnitt 70 im achten Beispiel wird in einer Zeit von etwa 13.5 Sekunden erzeugt werden.The cut 70 in the eighth example will be generated in a time of about 13.5 seconds.

Würde man mit den Parametern von Zone 4 den gesamten Schnitt erzeugen, so würde dies zwar in geringerer Zeit erfolgen, dafür wäre jedoch der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Fokusspots 62 für Abstände vom Scanbahnzentrum 56 von weniger als 0.91mm zu gering, was zu einer unnötigen Belastung des Auges führen würde. Würde man mit den Parametern von Zone 1 den gesamten Schnitt 70 erzeugen, so wäre dafür eine Zeit von knapp zwei Stunden erforderlich. Die Unterteilung des Schnittes 70 in mehrere Zonen mit unterschiedlichen Scanmustern ermöglicht es also, die Behandlungszeit zu minimieren, wobei gleichzeitig eine vorgegebene Dichte von Fokusspots eingehalten werden kann.If the entire section were to be generated with the parameters of zone 4, this would take place in less time, but the distance between successive focus spots would be 62 for distances from the center of the scan path 56 of less than 0.91mm is too small, which would lead to unnecessary strain on the eyes. With the parameters of zone 1, one would do the entire cut 70 generate, it would take a time of just under two hours. The division of the cut 70 in several zones with different scan patterns makes it possible to minimize the treatment time, while at the same time a predetermined density of focus spots can be maintained.

In einer alternativen Ausführung der Erfindung lässt sich für alle radialen Zonen die oben dargestellte Abhängigkeit des Radius der Scanbahn 54 vom Index i der Fokusspots auch durch eine zeitliche Abhängigkeit des Scanbahn-Radius beschreiben:In an alternative embodiment of the invention, the above dependency of the radius of the scan path can be used for all radial zones 54 also describe the index i of the focus spots by a time dependency of the scan path radius:

Für den Fall des Scannens der Zone mit zunehmendem Scanradius r(t) ergibt sich: r ( t ) = Δ s 2 π * ( t t 0 ) Δ t + r 0 2

Figure DE102019214020A1_0028
wobei 1 Δ t = f P
Figure DE102019214020A1_0029
der je nach radialen Zone heruntergeteilten Frequenz des Laser fIL/D entspricht und to den Zeitpunkt bezeichnet, zu dem der Scan-Bahn-Radius ro beträgt. Damit hängt der Scan-Bahn-Radius r(t) (abgesehen von dem Radius r0) nicht linear von der Zeit t sondern von einer Wurzelfunktion der Zeit t ab.For the case of scanning the zone with increasing scanning radius r (t), the following results: r ( t ) = Δ s 2 π * ( t - t 0 ) Δ t + r 0 2
Figure DE102019214020A1_0028
in which 1 Δ t = f P
Figure DE102019214020A1_0029
corresponds to the frequency of the laser f IL / D divided down according to the radial zone and to denotes the point in time at which the scan path radius is ro. Thus, the scan path radius r (t) (apart from the radius r 0 ) does not depend linearly on the time t but on a root function of the time t.

Für den Fall des Scannen der Zone mit abnehmendem Scanradius r(t) ergibt sich: r ( t ) = r 0 2 Δ s 2 π * ( t t 0 ) Δ t

Figure DE102019214020A1_0030
wobei spätestens zu dem Zeitpunkt, bei dem der Radikand null wird, der Scan beendet wird. Der Scan-Bahn-Radius r(t) hängt damit auch hier, abgesehen von einer Konstanten, von einer Wurzelfunktion der Zeit ab.For the case of scanning the zone with a decreasing scan radius r (t) the following results: r ( t ) = r 0 2 - Δ s 2 π * ( t - t 0 ) Δ t
Figure DE102019214020A1_0030
the scan being terminated at the latest at the point in time at which the radicand becomes zero. The scan path radius r (t) therefore also depends here, apart from a constant, on a root function of time.

Um diese Scan-Bahn zu realisieren kann der Fokus des Laserstahles mittels Scan-Spiegel oder mittels eines Rotationsscanner (ein Objektiv wird um eine Drehachse rotiert) entsprechend der obigen Formeln in Abhängigkeit von der Zeit bewegt werden.In order to realize this scan path, the focus of the laser beam can be moved by means of a scan mirror or a rotary scanner (an objective is rotated around an axis of rotation) according to the above formulas as a function of time.

Diese erfindungsgemäße Lösung ist dabei wie folgt charakterisiert:

  1. 1. Verfahren zur Generierung eines Schnittmusters für eine Laserbehandlung am Auge, bei der die Scan-Bahn der Fokuspunkte eines optischen Systems mit konstanter Winkelgeschwindigkeit und einem Radius, der von einer Wurzelfunktion der Zeit abhängt, durchlaufen wird.
  2. 2. Verfahren nach Punkt 1, bei dem während des Durchlaufens der Scan-Bahn zeitlich-äquidistante Laserpulse gesetzt werden.
This solution according to the invention is characterized as follows:
  1. 1. Method for generating a cutting pattern for a laser treatment on the eye, in which the scan path of the focal points of an optical system is traversed at a constant angular velocity and a radius that depends on a root function of time.
  2. 2. Method according to point 1, in which time-equidistant laser pulses are set while the scan path is being passed through.

Die vorstehend genannten und in verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale der Erfindung sind dabei nicht nur in den angegebenen beispielhaften Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder allein einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The features of the invention mentioned above and described in various exemplary embodiments can be used not only in the specified exemplary combinations, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Eine auf Verfahrensmerkmale bezogene Beschreibung einer Vorrichtung gilt bezüglich dieser Merkmale analog für das entsprechende Verfahren, während Verfahrensmerkmale entsprechend funktionelle Merkmale der beschriebenen Vorrichtung darstellen.A description of a device based on method features applies analogously to the corresponding method with regard to these features, while method features correspondingly represent functional features of the device described.

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Claims (23)

Planungseinheit (P) für die Generierung von Steuerdaten für ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät (1), das a. eine Laservorrichtung (10) zur Bereitstellung eines gepulsten Laserstrahls (12), b. eine Fokussiervorrichtung (20) zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls (12) in einem Fokus (60), c. eine Scanvorrichtung (30, 32) zum Verschieben des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) in einem Gewebe eines Patientenauges (90), insbesondere in einer Kornea (92) und/oder einer Augenlinse, zum Durchtrennen des Gewebes in einem Scanmuster (50) von Fokusspots (62) des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) entlang einer Scanbahn (54) gemäß der Steuerdaten, und d. eine Steuereinheit (40) zur Steuerung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes (1) mittels der Steuerdaten umfasst, wobei die Planungseinheit (P) eine Schnittstelle (S) zum Abführen der Steuerdaten an die Steuereinheit (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Planungseinheit (P) dazu ausgebildet ist, weitere Steuerdaten für das Scanmuster (50) von Fokusspots (62) des Fokus (60) im Gewebe des Patientenauges (90), insbesondere in der Kornea (92) und/oder der Augenlinse, entlang der Scanbahn (54) zu generieren, mit denen das ophthalmologische Lasertherapiegerät (1) so angesteuert werden kann, dass e. die Laservorrichtung (10) einen gepulsten Laserstrahl (12) mit einer konstanten Laserpulsfrequenz fP bereitstellt, f. die Scanbahn (54) mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit um ein Scanbahnzentrum (56) rotiert, wobei ein an den Fokusspots (62) ausgewerteter Abstand zum Scanbahnzentrum (56) entlang der Scanbahn (54) monoton steigt oder monoton fällt, und g. das Scanmuster (50) von Fokusspots (62) des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) einer vorgegebenen Dichte genügt.Planning unit (P) for the generation of control data for an ophthalmic laser therapy device (1), which a. a laser device (10) for providing a pulsed laser beam (12), b. a focusing device (20) for focusing the pulsed laser beam (12) in a focus (60), c. a scanning device (30, 32) for shifting the focus (60) of the pulsed laser beam (12) in a tissue of a patient's eye (90), in particular in a cornea (92) and / or an eye lens, for cutting through the tissue in a scan pattern ( 50) of focus spots (62) of the focus (60) of the pulsed laser beam (12) along a scan path (54) according to the control data, and d. a control unit (40) for controlling the ophthalmological laser therapy device (1) by means of the control data, the planning unit (P) having an interface (S) for transferring the control data to the control unit (40), characterized in that the planning unit (P) is designed to add further control data for the scan pattern (50) of focus spots (62) of the focus (60) in the tissue of the patient's eye (90), in particular in the cornea (92) and / or the eye lens, along the scan path (54) generate, with which the ophthalmic laser therapy device (1) can be controlled so that e. the laser device (10) provides a pulsed laser beam (12) with a constant laser pulse frequency f P , f. the scan path (54) rotates at a constant angular velocity around a scan path center (56), a distance from the scan path center evaluated at the focus spots (62) (56) increases or decreases monotonically along the scan path (54), and g. the scan pattern (50) of focus spots (62) of the focus (60) of the pulsed laser beam (12) satisfies a predetermined density. Planungseinheit (P) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Fokusspots (62) zum Scanbahnzentrum (56) einen Asymmetrie-Effekt berücksichtigt.Planning unit (P) according to Claim 1 , characterized in that the distance between the focus spots (62) and the center of the scan path (56) takes into account an asymmetry effect. Planungseinheit (P) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Rotation der Scanbahn (54) um das Scanbahnzentrum (56) der Absolutbetrag einer Differenz der an den Fokusspots (62) zu einem Beginn der Rotation und zu einem Ende der Rotation ausgewerteten Abstände vom Scanbahnzentrum (56) mit einem zunehmenden mittleren Abstand vom Scanbahnzentrum (56) abnimmt.Planning unit (P) according to Claim 1 or 2 , characterized in that for each rotation of the scan path (54) around the scan path center (56) the absolute amount of a difference between the distances from the scan path center (56) evaluated at the focus spots (62) at the beginning of the rotation and at an end of the rotation with a increasing mean distance from the center of the scan path (56) decreases. Planungseinheit (P) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Rotation der Scanbahn (54) um das Scanbahnzentrum (56) der Absolutbetrag der Differenz der an den Fokusspots (62) zum Beginn der Rotation und zum Ende der Rotation ausgewerteten Abstände vom Scanbahnzentrum (56) proportional zum inversen mittleren Abstand der Rotation vom Scanbahnzentrum (56) ist.Planning unit (P) according to Claim 3 , characterized in that for each rotation of the scan path (54) around the scan path center (56) the absolute amount of the difference between the distances from the scan path center (56) evaluated at the focus spots (62) at the start of the rotation and at the end of the rotation is proportional to the inverse mean The distance of the rotation from the center of the scan path (56) is. Planungseinheit (P) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokusspots (62) auf einer Spirale um das Scanbahnzentrum (56) liegen.Planning unit (P) according to one of the preceding claims, characterized in that the focus spots (62) lie on a spiral around the center of the scan path (56). Planungseinheit (P) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolutbetrag der Differenz der Abstände vom Scanbahnzentrum (56) zweier aufeinanderfolgender Fokusspots (62) proportional zu einem inversen mittleren Abstand der aufeinanderfolgenden Fokusspots (62) vom Scanbahnzentrum (56) ist.Planning unit (P) according to Claim 5 , characterized in that the absolute amount of the difference between the distances from the center of the scan path (56) of two successive focus spots (62) is proportional to an inverse mean distance of the successive focus spots (62) from the center of the scan path (56). Planungseinheit (P) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Scanmuster (50) der Fokusspots (62) des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) einem Grenzwert für ein Verteilungsmaß zur Bewertung der Verteilung der Fokusspots (62) genügt.Planning unit (P) according to one of the preceding claims, characterized in that the scan pattern (50) of the focus spots (62) of the focus (60) of the pulsed laser beam (12) satisfies a limit value for a distribution measure for evaluating the distribution of the focus spots (62) . Planungseinheit (P) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laservorrichtung (10) a. eine Laserquelle (14) zur Erzeugung von Laserpulsen mit einer Laserrepetitionsfrequenz fL und b. einen Pulsselektionseinrichtung (16), die dazu eingerichtet ist, gemäß der weiteren Steuerdaten nach einem Teilungsverhältnis D die erzeugten Laserpulse zu selektieren und für den gepulsten Laserstrahl (12) bereitzustellen, umfasst, wobei die Planungseinheit (P) dazu ausgebildet ist, das Teilungsverhältnis D so zu bestimmen, dass sich die konstante Laserpulsfrequenz fP ergibt.Planning unit (P) according to one of the preceding claims, characterized in that the laser device (10) a. a laser source (14) for generating laser pulses with a laser repetition frequency f L and b. a pulse selection device (16) which is set up to select the generated laser pulses according to a division ratio D according to the further control data and to provide them for the pulsed laser beam (12), the planning unit (P) being designed to set the division ratio D so to determine that the constant laser pulse frequency f P results. Planungseinheit (P) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planungseinheit (P) dazu ausgebildet ist, Steuerdaten für mindestens zwei Scanmuster (50, 51) zu generieren, mit denen das ophthalmologische Lasertherapiegerät (1) angesteuert werden kann, wobei die erste Laserpulsfrequenz von der mindestens einen weiteren Laserpulsfrequenz, das erste Scanbahnzentrum (56) vom mindestens einen weiteren Scanbahnzentrum und/oder die erste Winkelgeschwindigkeit von der mindestens einen weiteren Winkelgeschwindigkeit abweichen kann.Planning unit (P) according to one of the preceding claims, characterized in that the planning unit (P) is designed to generate control data for at least two scan patterns (50, 51) with which the ophthalmic laser therapy device (1) can be controlled, wherein the The first laser pulse frequency can deviate from the at least one further laser pulse frequency, the first scan path center (56) from the at least one further scan path center and / or the first angular velocity can deviate from the at least one further angular velocity. Planungseinheit (P) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mindestens zwei Scanmuster (50, 51) räumlich mindestens teilweise nicht überlappen.Planning unit (P) according to Claim 9 , characterized in that the at least two scan patterns (50, 51) spatially at least partially do not overlap. Ophthalmologisches Lasertherapiegerät (1) zur Erzeugung eines Scanmusters (50), umfassend: - eine Laservorrichtung (10) zur Bereitstellung eines gepulsten Laserstrahls (12), eine Fokussiervorrichtung (20) zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls (12) in einem Fokus (60), sowie eine Scanvorrichtung (30, 32) zum Verschieben des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) in einem Gewebe eines Patientenauges (90), insbesondere in einer Kornea (92) und/oder einer Augenlinse, zum Durchtrennen des Gewebes im Scanmuster (50) von Fokusspots (62) des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) entlang einer Scanbahn (54), die durch Steuerdaten bestimmt wird, - eine Steuereinheit (40) zur Steuerung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes (1) mittels der Steuerdaten, sowie - eine Planungseinheit (P) zur Generierung der Steuerdaten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.Ophthalmic laser therapy device (1) for generating a scan pattern (50), comprising: - a laser device (10) for providing a pulsed laser beam (12), a focusing device (20) for focusing the pulsed laser beam (12) in a focus (60), and a scanning device (30, 32) for shifting the focus (60) of the pulsed laser beam (12) in a tissue of a patient's eye (90), in particular in a cornea (92) and / or an eye lens, for cutting through the tissue in the scan pattern ( 50) of focus spots (62) of the focus (60) of the pulsed laser beam (12) along a scan path (54) which is determined by control data, - a control unit (40) for controlling the ophthalmic laser therapy device (1) by means of the control data, and - A planning unit (P) for generating the control data according to one of the Claims 1 to 10 . Ophthalmologisches Lasertherapiegerät (1) nach Anspruch 12, das des Weiteren eine Messeinrichtung (M) zur Erzeugung von Daten einer Charakterisierung des Patientenauges (90) umfasst, insbesondere eine Messeinrichtung (M) aus der folgenden Gruppe: Autorefraktor, Refraktometer, Keratometer, Aberrometer, Wellenfrontvermessungseinrichtung, optischer Kohärenztomograph (OCT), Scheimpflugkamera, Ultraschall-Bildgebungssystem, Mikroskop.Ophthalmological laser therapy device (1) according to Claim 12 , which further comprises a measuring device (M) for generating data of a characterization of the patient's eye (90), in particular a measuring device (M) from the following group: auto refractor, refractometer, keratometer, aberrometer, wavefront measuring device, optical coherence tomograph (OCT), Scheimpflug camera , Ultrasound imaging system, microscope. Planungsverfahren für die Generierung von Steuerdaten für ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät (1), das a. eine Laservorrichtung (10) zur Bereitstellung eines gepulsten Laserstrahls (12), b. eine Fokussiervorrichtung (20) zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls (12) in einem Fokus (60), c. eine Scanvorrichtung (30, 32) zum Verschieben des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) in einem Gewebe eines Patientenauges (90), insbesondere in einer Kornea (92) und/oder einer Augenlinse, zum Durchtrennen des Gewebes in einem Scanmuster (50) von Fokusspots (62) des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) entlang einer Scanbahn gemäß der Steuerdaten, und d. eine Steuereinheit (40) zur Steuerung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes (1) mittels der Steuerdaten umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Planungsverfahren folgende Schritte aufweist: e. Vorgabe eine Dichte von Fokusspots (62) des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) im Scanmuster (50), f. Auswahl einer konstanten Laserpulsfrequenz fP des gepulsten Laserstrahls (12), g. Zuweisung eines Scanbahnzentrums (56), h. Berechnung einer konstanten Winkelgeschwindigkeit mit der die Scanbahn (54) um das Scanbahnzentrum (56) rotiert, wobei aus der Laserpulsfrequenz, dem Scanbahnzentrum (56) und der Winkelgeschwindigkeit weitere Steuerdaten derart ermittelt werden, dass das ophthalmologische Lasertherapiegerät (1) so steuerbar ist, dass das Scanmuster (50) im Gewebe des Patientenauges (90) mit der vorgegebenen Dichte der Fokusspots (62) erzeugt werden kann, und dass ein an den Fokusspots (62) ausgewerteter Abstand zum Scanbahnzentrum (56) entlang der Scanbahn (54) monoton steigt oder monoton fällt, und i. Zuführung dieser Steuerdaten zu der Steuereinheit (40) des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes (1).Planning method for the generation of control data for an ophthalmic laser therapy device (1), which a. a laser device (10) for providing a pulsed laser beam (12), b. a focusing device (20) for focusing the pulsed laser beam (12) in a focus (60), c. a scanning device (30, 32) for shifting the focus (60) of the pulsed laser beam (12) in a tissue of a patient's eye (90), in particular in a cornea (92) and / or an eye lens, for cutting through the tissue in a scan pattern ( 50) of focus spots (62) of the focus (60) of the pulsed laser beam (12) along a scan path according to the control data, and d. comprises a control unit (40) for controlling the ophthalmological laser therapy device (1) by means of the control data, characterized in that the planning method has the following steps: e. Specification of a density of focus spots (62) of the focus (60) of the pulsed laser beam (12) in the scan pattern (50), f. Selection of a constant laser pulse frequency f P of the pulsed laser beam (12), g. Allocation of a scan path center (56), h. Calculation of a constant angular speed with which the scan path (54) rotates around the scan path center (56), further control data being determined from the laser pulse frequency, the scan path center (56) and the angular velocity in such a way that the ophthalmic laser therapy device (1) can be controlled in such a way that the scan pattern (50) can be generated in the tissue of the patient's eye (90) with the predetermined density of the focus spots (62), and that a distance from the scan path center (56) evaluated at the focus spots (62) increases or monotonically along the scan path (54) falls monotonically, and i. These control data are supplied to the control unit (40) of the ophthalmological laser therapy device (1). Planungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Asymmetrie-Effekt bei der Berechnung des Abstands der Fokusspots (62) zum Scanbahnzentrum (56) berücksichtigt wird.Planning process according to Claim 13 , characterized in that an asymmetry effect is taken into account when calculating the distance between the focus spots (62) and the center of the scan path (56). Planungsverfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Steuerdaten derart ermittelt werden, dass für eine Rotation der Scanbahn (54) um das Scanbahnzentrum (56) eine Differenz der an den Fokusspots (62) zu einem Beginn der Rotation und zu einem Ende der Rotation ausgewerteten Abstände vom Scanbahnzentrum (56) mit einem zunehmenden mittleren Abstand vom Scanbahnzentrum (56) abnimmt, insbesondere dass die Differenz der Abstände proportional zum inversen mittleren Abstand der Rotation vom Scanbahnzentrum (56) ist.Planning process according to Claim 13 or 14th , characterized in that the further control data are determined in such a way that, for a rotation of the scan path (54) around the scan path center (56), a difference between the distances evaluated at the focus spots (62) at the beginning of the rotation and at an end of the rotation from Scan path center (56) decreases with an increasing mean distance from the scan path center (56), in particular that the difference in the distances is proportional to the inverse mean distance of the rotation from the scan path center (56). Planungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Steuerdaten derart ermittelt werden, die Fokusspots (62) auf einer Spirale um das Scanbahnzentrum (56) liegen und dass insbesondere für eine Differenz der Abstände vom Scanbahnzentrum (56) zweier aufeinanderfolgender Fokusspots (62) proportional zu einem inversen mittleren Abstand der aufeinanderfolgenden Fokusspots (62) vom Scanbahnzentrum (56) ist.Planning process according to one of the Claims 13 to 15th , characterized in that the further control data are determined in such a way that the focus spots (62) lie on a spiral around the scan path center (56) and that in particular for a difference in the distances from the scan path center (56) of two successive focus spots (62) proportional to an inverse mean distance of the successive focus spots (62) from the center of the scan path (56). Planungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Planungsverfahren den Schritt aufweist, dass ein Grenzwert für ein Verteilungsmaß zur Bewertung der Verteilung der Fokusspots (62) des Fokus (60) des gepulsten Laserstrahls (12) im Scanmuster (50) vorgegeben wird, und dass b. die weiteren Steuerdaten derart ermittelt werden, dass das Scanmuster (50) der Fokusspots (62) dem Grenzwert für das Verteilungsmaß genügt.Planning process according to one of the Claims 13 to 16 , characterized in that a. the planning method comprises the step that a limit value for a distribution measure for evaluating the distribution of the focus spots (62) of the focus (60) of the pulsed laser beam (12) in the scan pattern (50) is specified, and that b. the further control data are determined in such a way that the scan pattern (50) of the focus spots (62) satisfies the limit value for the distribution measure. Planungsverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Verfahrensschritte der Auswahl der Laserpulsfrequenz und der Berechnung der Winkelgeschwindigkeit solange iteriert werden, bis das Scanmuster (50) der Fokusspots (62) dem Grenzwert für das Verteilungsmaß genügt.Planning process according to Claim 17 , characterized in that at least the method steps of selecting the laser pulse frequency and calculating the angular velocity are iterated until the scan pattern (50) of the focus spots (62) satisfies the limit value for the distribution measure. Planungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Laservorrichtung (10) a. eine Laserquelle (14) zur Erzeugung von Laserpulsen mit einer Laserrepetitionsfrequenz fL und b. einen Pulsselektionseinrichtung (16), die dazu eingerichtet ist, gemäß der Steuerdaten nach einem Teilungsverhältnis D die erzeugten Laserpulse zu selektieren und für den gepulsten Laserstrahl (12) bereitzustellen, umfasst, wobei das Teilungsverhältnis D so bestimmt wird, dass sich die konstante Laserpulsfrequenz fP ergibt, und das Teilungsverhältnis D der Steuereinheit (40) des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes (1) zugeführt wird.Planning process according to one of the Claims 13 to 18th , characterized in that the laser device (10) a. a laser source (14) for generating laser pulses with a laser repetition frequency f L and b. a pulse selection device (16) which is set up to select the generated laser pulses according to a division ratio D according to the control data and to provide them for the pulsed laser beam (12), the division ratio D being determined such that the constant laser pulse frequency f p results, and the division ratio D of the control unit (40) of the ophthalmic laser therapy device (1) is fed. Planungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens zwei Scanmuster (50, 51) Steuerdaten generiert werden, wobei die erste Laserpulsfrequenz von der mindestens einen weiteren Laserpulsfrequenz, das erste Scanbahnzentrum (56) vom mindestens einen weiteren Scanbahnzentrum und/oder die erste Winkelgeschwindigkeit von der mindestens einen weiteren Winkelgeschwindigkeit abweichen kann und wobei sich insbesondere die mindestens zwei Scanmuster (50, 51) räumlich mindestens teilweise nicht überlappen.Planning process according to one of the Claims 13 to 19th , characterized in that control data are generated for at least two scan patterns (50, 51), the first laser pulse frequency from the at least one further laser pulse frequency, the first scan path center (56) from at least one further scan path center and / or the first angular velocity from the at least one can deviate further angular velocity and wherein in particular the at least two scan patterns (50, 51) do not spatially at least partially overlap. Computerprogrammprodukt mit Programm Code, der bei seiner Ausführung auf einem Computer das Planungsverfahren für die Generierung von Steuerdaten zur Erzeugung eines Scanmusters (50) für ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 20 ausführt und/oder der auf einer Planungseinheit (P) zur Generierung von Steuerdaten nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere von einem Prozessor einer solchen Planungseinrichtung, und vorzugsweise einer solchen Planungseinrichtung zum konsekutiven Steuern eines ophthalmologischen Lasertherapiegeräts (1) mit den generierten Steuerdaten, lesbar ist, und der, wenn er von der Planungseinrichtung ausgeführt wird, Steuerdaten generiert, um das ophthalmologische Lasertherapiegerät (1) zum Durchtrennen des Gewebes des Patientenauges (90) zu betreiben.Computer program product with program code which, when executed on a computer, executes the planning method for the generation of control data for generating a scan pattern (50) for an ophthalmic laser therapy device (1) according to one of the Claims 13 to 20th executes and / or on a planning unit (P) for generating control data according to one of the Claims 1 to 10 , in particular by a processor of such a planning device, and preferably such a planning device for the consecutive control of an ophthalmic laser therapy device (1) with the generated control data, and which, when executed by the planning device, generates control data in order to control the ophthalmic laser therapy device ( 1) operate to sever the tissue of the patient's eye (90). Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 21 gespeichert ist.Computer-readable medium on which the computer program product is based Claim 21 is stored. Verfahren zum Schneiden eines Gewebes in einem Patientenauge, in dem mit einem Planungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20 Steuerdaten für die Erzeugung eines Scanmusters (50) entlang der Scanbahn (54) von Fokusspots (62) im Gewebe des Patientenauges (90), insbesondere in einer Kornea (92) und/oder einer Augenlinse, für ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät (1) generiert und an dieses überführt werden, und in dem das ophthalmologische Lasertherapiegerät (1) mit Hilfe dieser Steuerdaten betrieben wird, um Gewebe eines Patientenauges (90) zu durchtrennen.Method for cutting a tissue in a patient's eye, in which with a planning method according to one of the Claims 13 to 20th Control data for generating a scan pattern (50) along the scan path (54) of focus spots (62) in the tissue of the patient's eye (90), in particular in a cornea (92) and / or an eye lens, for an ophthalmic laser therapy device (1) are generated and be transferred to this, and in which the ophthalmic laser therapy device (1) is operated with the aid of this control data in order to cut through tissue of a patient's eye (90).
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