DE102005035870A1

DE102005035870A1 - Optisches Scan-System

Info

Publication number: DE102005035870A1
Application number: DE102005035870A
Authority: DE
Inventors: Mario Dipl.-Ing. Gerlach
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2005-07-30
Filing date: 2005-07-30
Publication date: 2007-02-01
Also published as: WO2007014661A1; US7731362B2; US20090115967A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Scan-System für medizinische Anwendungen, vorzugsweise in der Augenheilkunde, welches für eine Vielzahl von Diagnose- und Therapieanwendungen anwendbar ist. DOLLAR A Das erfindungsgemäße optische Scan-System besteht aus mindestens einem, in einem ersten Abbildungsstrahlengang angeordneten steuerbaren Reflektor (21) zur scannenden Ablenkung mindestens eines Therapie- und/oder Diagnosestrahls (20) über ein Arbeitsfeld, einem zweiten Abbildungsstrahlengang für einen Fixationsstrahl (25), der ortsunveränderlich zur optischen Achse des Systems auf das Arbeitsfeld abgebildet wird, sowie einer zentralen Steuereinheit. Zur Vereinigung der beiden Abbildungsstrahlengänge wird der bewegliche Reflektor (21) verwendet, der dafür dichroitische Eigenschaften aufweist, so dass er für den Fixationsstrahl (25) transmissiv und den/die Therapie- und/oder Diagnosestrahl(en) (20) reflektiv ist. Die zweite, zur Erzeugung des Fixationsstrahls (25) dienende Strahlungsquelle wird synchron zur Position des beweglichen Reflektors (21) gesteuert. DOLLAR A Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird ein optisches Scan-System zur Verfügung gestellt, welche durch eine Doppelfunktion des scannend bewegten Reflektors einen wesentlich vereinfachten optischen Aufbau aufweist und die Vereinigung von drei oder mehr optischen Strahlengängen auf kleinstem Raum ermöglicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Scan-System für medizinische Anwendungen, vorzugsweise in der Augenheilkunde. Das optische Scan-System kann hierbei für eine Vielzahl von Diagnose- und Therapieanwendungen eingesetzt werden.

Als Anwendungen auf dem Gebiet der Diagnose sind hierbei unter anderem Retinascanner, OCT-Systeme und Systeme zur Topografierung der Kornea zu nennen. Beim Retinascanner handelt es sich um ein bildgebendes Verfahren zur hochaufgelösten Darstellung der Netzhaut um die Physiologie und Krankheitsbilder darstellen zu können. Die OCT-Systeme (optische Kohärenz Tomografie) dienen zur dreidimensionalen Darstellung der transparenten optischen Medien und erlauben, verschiedenste Querschnitte des Auges, wie beispielsweise Kornea, Vorderkammer oder Augelinse betrachten und insbesondere auch die Augenlänge exakt vermessen zu können. Das Messprinzip der OCT-Systeme beruht darauf, einen interferometrischen Strahlengang zur Längenmessung in transparenten Medien über die gesamte Pupillenfläche zu scannen. Aus der Vielzahl der lokalen Entfernungsdaten an jedem Pupillenort kann die räumliche Struktur des Auges reproduziert werden. Mit Topografiegeräten zur Vermessung der Kornea wird ein räumliches Bild der Korneageomerie bestimmt, um chirurgische Eingriffe an der Kornea, wie beispielsweise für LASIK, LASEK, PRK o. ä. vorzubreiten.

Scannende Systeme werden aber auch zur Therapie verschiedener Augenerkrankungen eingesetzt. Die Mehrzahl der Anwendungen befasst sich mit der refraktiven Chirurgie zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten des menschlichen Auges. Hier sind insbesondere die Verfahren LASIK, PRK und LASEK zu nennen. Hierbei wird mit Hilfe von Laserstrahlung eine gezielte Änderung der Krümmung der Hornhaut herbeigeführt um Fehlsichtigkeit des Auges zu Kompensieren. Bei den genannten Verfahren kommt ein Therapielaserstrahl zum Einsatz, welcher scannend über die zu korrigierende Pupillenfläche geführt wird.

Die meisten der im Stand der Technik bekannten optischen Scan-Systeme haben die Gemeinsamkeit, dass die Sehachse des Auges bestimmt und/oder beibehalten werden muss. Hierzu wird dem Auge ein Fixationsobjekt angeboten, auf welches der Patient im Verlauf der Behandlung oder Diagnose blickt und so das Auge fixiert. Als Fixationsobjekt kann dabei eine Abbildung mit Pivot oder ein kleiner Lichtpunkt verwendet werden. Da das menschliche Auge das Pivot in das Zentrum des schärfsten Sehens (Fovea) rückt, richtet sich die Sehachse des Auges zur optischen Achse des externen Diagnose- oder Therapiesystems aus. Beispielhaft zeigt hierzu:

1 der prinzipiellen Aufbau eines nach dem Stand der Technik bekannten optischen Systems zum scannen der Kornea.

Der erzeugte Mess- oder Therapiestrahl 1 wird in Abhängigkeit der Anzahl der Scan- Richtungen durch mindestens einen beweglichen Reflektoren 2 entsprechend dem gewünschten Scanfeld abgelenkt und trifft auf eine erste fokussierende Scanneroptik 3, die ein Zwischenabbildung 4 des Scanfeldes erzeugt. Mit Hilfe einer kollimierenden Scanneroptik 5 wird das Scanfeld nach unendlich abgebildet und an einem fest stehenden dichroitischen Umlenkspiegel 6 auf das Objektiv 7 gerichtet. Dieses dient zur Fokussierung des Mess- oder Therapiestrahls 1 auf die gewünschte Abbildungsebene 8 im Auge 9 (hier die Kornea). Um das zu untersuchende/behandelnde Auge zu fixieren wird dem Patienten ein Fixationsobjekt 11 auf die Netzhaut fokussiert. Das Fixationsobjekt 11 wird dazu über eine Abbildungsoptik 13 in die Spiegelebene des dichroitischen Umlenkspiegels 6 als Zwischenbild 12 abgebildet. Das Zwischenbild 12 wird vom Objektiv 7 nach unendlich auf die Kornea abgebildet und durch die optische Wirkung von Kornea und Augenlinse auf die Retina 10 fokussiert.

Abweichend vom gezeigten Aufbau kann das Fixationsobjekt durch einen zusätzlichen dichroitischen Strahlteiler oder teildurchlässigen Spiegel in den Strahlengang eingekoppelt werden.

Im dargestellten Beispiel liegt das Zwischenbild des Fixationsobjektes auf der Fläche des dichroitischen Umlenkspiegels. Beim Durchgang konvergenter bzw. divergenter Strahlenbündel durch das Medium des Umlenkspiegels entstehen signifikante optische Abbildungsfehler (Astigmatismus), welche die Schärfe und Punktgröße des Fixationsobjektes limitieren. Durch die stark wirksamen Abbildungsfehler ist es nicht möglich komplexe Fixationsobjekte mit feinen Strukturen auf der Retina zu erzeugen.

Die Nachteile der nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen ergeben sich aus der Komplexität der notwendigen Aufbauten. Durch die Kombination von Fixations- mit Mess- und Therapiestrahlengang ist eine Zwischenabbildung des Scanfeldes erforderlich, wodurch sich die Anzahl optischer Bauelemente und deren Anforderungen an Korrekturmaßnahmen wesentlich erhöht. Die Folge ist ein enorm hoher Entwicklungs-, Herstellungs- und Justieraufwand.

Ein weiterer, aus der Zwischenabbildung des Scanfeldes resultierender Nachteil ist die unerwünschte Entstehung nichtlinearer optischer Effekte, wie statistischer optischer Durchbruch, Phasenmodulation o. ä.. Dies kann insbesondere bei Therapiestrahlen hoher Spitzenleistungen zur Verringerung der Reproduzierbarkeit der Behandlungsergebnisse führen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Scan-System zur Verfügung zu stellen, welches durch Beseitigung der Nachteile des Standes der Technik eine qualitativ hochwertige Kombination des Fixations- mit dem Mess- und Therapiestrahlengang erreicht. Weiterhin soll die Lösung ermöglichen einen weiteren Strahlengang, insbesondere für die Beobachtung und Dokumentation zu integrieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Obwohl die vorliegende Erfindung als optisches Scan-System vorzugsweise für Diagnose- und Therapie-Anwendungen auf das Gebiet der Augenheilkunde vorgesehen ist, kann es auch auf anderen Gebieten der Medizin Anwendung finden. Hierbei sind beispielsweise Anwendungen für dermatologische Behandlungen denkbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dazu zeigen
2: eine Prinzipdarstellung des optischen Scan-Systems mit zwei Beleuchtungsstrahlengängen,
3: Steuersignale für die zweite Beleuchtungsquelle in Bezug auf die Bewegung des Reflektors,
4: ein erstes optisches Scan-Systems mit zwei Beleuchtungs- und einem Beobachtungsstrahlengang und
5: ein zweites optisches Scan-Systems mit zwei Beleuchtungs- und einem Beobachtungsstrahlengang
Das erfindungsgemäße optische Scan-System für medizinische Anwendungen, vorzugsweise in der Augenheilkunde, besteht aus mindestens einem, in einem ersten Abbildungsstrahlengang angeordneten steuerbaren, über einen Aktuator verfügenden Reflektor zur scannenden Ablenkung mindestens eines, von einer ersten Strahlungsquelle erzeugten Therapie- und/oder Diagnosestrahls in mindestens einer Richtung über ein Arbeitsfeld, einem zweiten Abbildungsstrahlengang für einen, von einer zweiten Strahlungsquelle ausgehenden Fixationsstrahlengang, der ortsunveränderlich im Arbeitsfeld abgebildet wird sowie einer zentralen Steuereinheit.
Zur Vereinigung der beiden Strahlengänge für den Fixationsobjektabbildung und den/die Therapie- und/oder Diagnosestrahl(en) wird erfindungsgemäß der bewegliche Reflektor verwendet, der dichroitische Eigenschaften aufweist, so dass das optische Element für das Fixationsstrahlenbündel transmissiv und den/die Therapie- und/oder Diagnosestrahl(en) reflektiv ist. Die zweite, zur Erzeugung des Fixationsstrahlenbündels dienende Strahlungsquelle wird von der zentralen Steuereinheit synchron zur Position des beweglichen Reflektors gesteuert.
Um den von der ersten Strahlungsquelle erzeugten Therapie- und/oder Diagnosestrahl in zwei Richtung über das Arbeitsfeld scannend abzulenken, sind im ersten Abbildungsstrahlengang zwei bewegliche, steuerbare, über Aktuatoren verfügende Reflektoren angeordnet Die optischen Einfalls- und Ablenkungsebenen der beiden Reflektoren sind dabei vorzugsweise um 90° zueinander angeordnet. Der Einfachheit halber beschränkt sich die folgende Beschreibung auf Lösungen mit nur einem beweglichen Reflektor.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung verfügt das optische Scan-System über zusätzliche Mittel zur Astigmatismuskorrektur und zum Dioptrienausgleich.
Während die erste Strahlungsquelle zur Erzeugung des/der Therapie- und/oder Diagnosestrahles/en vorzugsweise eine Laserquelle ist, wird für die zweite Strahlungsquelle zur Erzeugung unterschiedlicher Fixationsobjekte vorzugsweise ein selbstleuchtendes Beleuchtungselement verwendet. Es ist aber auch möglich vor der zweiten Strahlungsquelle ein zusätzliches nicht selbstleuchtendes optisches Element zur Erzeugung unterschiedlicher Fixationsobjekte anzuordnen.
Zur besseren Veranschaulichung zeigt 2 eine Prinzipdarstellung des optischen Scan-Systems mit zwei Abbildungsstrahlengängen. Ausgehend von der nicht dargestellten ersten Strahlungsquelle wird der Therapie- und/oder Diagnosestrahl 20 auf einen beweglichen, steuerbaren, Reflektor 21 gelenkt und über ein Objektiv 22 in den vorderen Augenabschnitt 23 des Auges 24 fokussiert. Der Reflektor 21 dient zur scannenden Ablenkung des Therapie- und/oder Diagnosestrahls 20 in einer Richtung über ein Arbeitsfeld und verfügt über einen Aktuator, wobei der Reflektor 21 vorzugsweise um eine Mittenlage pendelt/schwingt.
Ausgehend von der nicht dargestellten zweiten Strahlungsquelle wird das Fixationsstrahlenbündel 25 über eine Abbildungsoptik 26, den Reflektor 21 und das ein Objektiv 22 ortsunveränderlich und parallel zur optischen zur optischen Achse des Systems nach unendlich abgebildet und anschließend vom vorderen Augenabschnitt 23 bestehend aus Kornea, Kammerwasser und Augenlinse auf die Retina 27 des Auges 24 fokussiert.
Die Vereinigung der beiden Abbildungsstrahlengänge erfolgt über den Reflektor 21, der dafür dichroitische Eigenschaften aufweist, so dass er für das Fixationsstrahlenbündel 25 transmissiv und den Therapie- und/oder Diagnosestrahl 20 reflektiv ist.
Die zweite, das Fixationsstrahlenbündel 25 erzeugende Strahlungsquelle wird von der nicht dargestellten zentralen Steuereinheit synchron zur Position des Reflektors 21 gesteuert, indem sie periodisch bei Erreichen der gleichen Stellung des Reflektors 21 für eine bestimmte Zeit eingeschaltet wird und so ein stroboskopisches Fixationsobjekt 28 erzeugt. Das Fixationsobjekt 28 selbst kann dabei direkt durch ein selbstleuchtendes Beleuchtungselement, wie einzelne LEDs oder Laserdioden, LED- oder Laserdiodenanays, LCD, TFT o. ä. erzeugt werden.
Es ist aber auch möglich, nicht selbstleuchtende Elemente/Strukturen zur Erzeugung unterschiedlicher Fixationsobjekte 28 zu verwenden, welche vorzugsweise durch eine oder mehrere LEDs, Laserdiode/n oder Blitzlampeln beleuchtet werden.
Das Fixationsobjekt 28 wird hierbei mit Hilfe der Abbildungsoptik 26 in den Drehpunkt des Reflektors 21 zwischenabgebildet. Um einen Dioptrienausgleich bei fehlsichtigen Augen realisieren zu können, sind im zweiten Beleuchtungsstrahlengang zusätzliche Mittel vorhanden. Die Abbildungsoptik 26 verfügt dazu über verschiebbares optisches Element 26.
Analog der beschriebenen Lösung des Standes der Technik, entstehen beim Durchgang konvergenter bzw. divergenter Strahlenbündel durch eine geneigte Planplatte optische Abbildungsfehler, insbesondere Astigmatismus. Dieser ist dadurch charakterisiert, dass hinter der Planplatte die Krümmungsradien der Wellenfronten in zwei zueinander orthogonalen Richtungen ungleich sind, so dass astigmatische Strahlenbündel nach der Fokussierung mit sphärischen Optiken in der jeweiligen Ausbreitungsrichtung unterschiedliche Fokuspositionen besitzen.
Um diesen Astigmatismus zu korrigieren, können entweder nicht achsensymmetrische optische Elemente, wie beispielsweise Zylinderoptiken o. ä. eingesetzt werden. Es ist aber auch möglich den entstehenden Astigmatismus mit Hilfe einer Kompensationsplatte 29, deren Einfallsebene gegenüber der Einfallsebene des Reflektors 21 vorzugsweise um 90° um die optische Achse rotiert ist, zu korrigieren. Die Kompensationsplatte 29 wird dazu in der Nähe der ersten Beleuchtungsquelle angeordnet. Der Neigungswinkel der Kompensationsplatte 29 ist dabei abhängig von deren jeweiligen Dicke und Brechzahl, sowie von den optischen Eigenschaften des verwendeten Reflektors 21 (Dicke und Brechzahl). Die Kompensationsplatte 29 ist so bemessen, dass der astigmatische Abbildungsfehler des optischen Scan-Systems in der Ruhelage des Reflektors 21 korrigiert ist.
Durch diese Astigmatismus-Kompensation lassen sich feiner strukturierte Fixationsobjekte 28 auf die Retina 27 des Auges 24 abbilden, deren Pivots die Aufmerksamkeit des Auges während des Behandlungszeitraumes erhalten.
Eine zweite Problematik ergibt sich aus der Tatsache, das beim Durchgang optischer Strahlung durch geneigte Planplatten ein seitlicher Versatz der Strahlung auftritt, wobei die Stärke des Versatzes von den geometrischen (Dicke und Einfallswinkel) und den optischen Eigenschaften (Brechzahl) der Planplatte abhängig sind. Da der auftretende Versatz nichtlinear vom Einfallswinkel abhängt, ist eine einfache Kompensation nur bei konstantem Einfallswinkel möglich. Wird der Versatz nicht kompensiert, kommt es aufgrund der schnellen Dreh- bzw. Kippbewegung des Reflektors 21 zu einer „Verschmierung" des Abbildes des Fixationsobjektes 28 parallel zur Einfallsebene des Reflektors 21.
Zur Korrektur dieser „Verschmierung" des Abbildes des Fixationsobjektes 28 wird von der zentralen Steuereinheit die zweite Beleuchtungsquelle zur Erzeugung des Fixationsstrahls 25 synchron zur Position des Reflektors 21 gesteuert, indem sie periodisch bei Erreichen der gleichen Stellung des Reflektors 21 für eine bestimmte Zeit eingeschaltet wird und so eine stroboskopisches Fixationsobjekt 28 erzeugt.
3 zeigt dazu die Steuersignale für die zweite Strahlungsquelle in Bezug auf die Bewegung des Reflektors 21. Dargestellt sind hierbei der beispielhafte Bewegungsverlauf s(t) des Reflektors 21 und die Zeitpunkte der daraus abgeleiteten Steuerimpulse I(t) für die zweite Strahlungsquelle. Der Drehwinkel des mit dem Reflektor 21 verbundenen Aktuators ändert sich proportional zur angelegten Steuerspannung. Für die Anwendung in scannenden Systemen oszilliert der Reflektor 21 vorzugsweise um eine definierte Mittenlage.
Diese zentrale Mittenlage ist zum Beispiel durch einen Nulldurchgang der Steuerspannung gekennzeichnet. Nutzt man keine kontinuierliche Beleuchtung, sondern triggert die Beleuchtungsspannung auf diesen Nulldurchgang, kann durch einen induzierten Stroboskopeffekt des Fixationsobjekts 28 ohne Abbildungsfehler auf die Retina 27 des Auges 24 fokussiert werden. Je kürzer die Beleuchtungszeit, desto kleiner werden die Abbildungsfehler, wobei sich die Beleuchtungszeit nach der erforderlichen Bildqualität des Fixationsobjekts 28 richtet.
Die Länge der Beleuchtungsimpulse hängt von der jeweiligen Geschwindigkeit Reflektors 21 im Nulldurchgang ab und wird direkt durch die zentrale Steuereinheit permanent angepaßt. Da die Frequenz des Reflektors 21 deutlich höher ist als das menschliche Auge registriert, vernimmt der Patient ein scheinbar kontinuierlich leuchtendes Fixationsobjekt 28.
Es ist aber auch möglich die Triggersignale für die zweite Strahlungsquelle bei maximaler Elongation zu generieren, was den Vorteil der niedrigsten Spiegelgeschwindigkeit mit sich bringt. Die aktive Beleuchtungspulsdauer kann daher deutlich längere Zeiten einnehmen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die zweite Strahlungsquelle zur Erzeugung des Fixationsstrahls so gesteuert, dass die Strahlungsquelle nur bei jedem n-ten Erreichen der gleichen Stellung des beweglichen Reflektors 21 für eine bestimmte Anzahl von Zyklen getriggert wird und so ein stroboskopisches Fixationsobjekt 28 mit geringerer Modulationsfrequenz erzeugt. Dies hat den Vorteil, dass die niederfrequente, sichtbare Modulation des Fixationsobjekts 28 zu einer Verbesserung der Aufmerksamkeit des Patienten führt.
Neben der Vereinigung der beiden Beleuchtungsstrahlengänge für den Fixationsstrahl und den Therapie- und/oder Diagnosestrahl kann zusätzlich ein weiterer optischer Strahlengang zugefügt werden. Dieser dient vorzugsweise der Beobachtung und/oder Dokumentation.
4 zeigt dazu ein erstes optisches Scan-System mit einem Therapie-/Diagnosestrahlengang, einem Fixationsstrahlengang sowie einem zusätzlichen Beobachtungsstrahlengang.
Bei dem optischen Scan-System wird ein weiterer optischer Strahlengang zur Beobachtung und/oder Dokumentation ebenfalls über den beweglichen Reflektor 21 mit den beiden Abbildungsstrahlengängen für den Fixationsstrahl 25 und den Therapie- und/oder Diagnosestrahl 20 vereint.
Soll die Beobachtung während des Scanvorgangs stattfinden, ist es erforderlich einen schnellen optischen Schalter 30, zur Sperrung und Freigabe des Strahlenganges zur Beobachtung und/oder Dokumentation vorzusehen, wobei die Sperrung und Freigabe ebenfalls in Abhängigkeit von der Position des steuerbaren Reflektors 21 gesteuert wird.
Als optischer Schalter 30 werden hierbei vorzugsweise LCD-Modulator, EO-Modulator, MEMS, DMD o. ä. verwendet, der den Strahlengang zur Beobachtung und/oder Dokumentation bei durchlaufendem Spiegel gezielt unterbricht.
Der Triggerzeitpunkt kann, analog der bereits beschriebenen getriggerten Beleuchtungsspannung der zweiten Beleuchtungsquelle auf die Nulldurchgänge des Bewegungsverlauf s(t) des Reflektors 21 bzw. dessen Maximalwerte gelegt werden.
Ein zweites optisches Scan-System mit zwei Abbildungs- und einem Beobachtungsstrahlengang zeigt 5.
Auf den im vereinten Strahlengang des optischen Scan-Systems nach 4 angeordneten optischen Schalter 30, kann hierbei verzichtet werden, wenn eine zusätzliche dritte Strahlungsquelle 31 zur diskontinuierlichen stroboskopischen Beleuchtung des Arbeitsfeldes außerhalb des vereinten Strahlenganges vorgesehen ist. Auch hier erfolgt die Steuerung deren Beleuchtungsintervalle in Abhängigkeit von der Position des steuerbaren Reflektors 21.
Ein sehr kurzes Beleuchtungsintervall führt zu einem verzerrungsfreien Beobachtungsbild. Analog der bisherigen Erläuterungen kann der Triggerzeitpunkt vorteilhafterweise im Nulldurchgang des Bewegungsverlauf s(t) des Reflektors 21 bzw. dessen Maximalwerte gelegt werden.
Vorzugsweise kommen Strahlungsquellen zur Anwendung, welche in kurzen Zeitintervallen ihre Beleuchtungsstärke ändern können, wie beispielsweise Laserdioden, LEDs oder Blitzlampen. Kontinuierliche Beleuchtungsquellen sind verwendbar, wenn zwischen der Strahlungsquelle und dem Arbeitsfeldes ein schneller optischer Schalter vorgesehen ist, welcher die Beleuchtungsstärke, wie beschrieben, moduliert.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird ein optisches Scan-System für medizinische Anwendungen, vorzugsweise in der Augenheilkunde zur Verfügung gestellt, welche durch eine Doppelfunktion des scannend bewegten Reflektors einen wesentlich vereinfachten optischen Aufbau aufweist. Es wird eine Lösung vorgeschlagen, die die Vereinigung von drei oder mehr optischen Strahlengängen auf kleinstem Raum ermöglicht.
Durch die Reduktion der Anzahl benötigter optischer Bauelemente wird eine wesentliche Kosteneinsparung bei Entwicklung, Herstellung und Justage erreicht. Vorteilhafter Weise ist mit der vorgeschlagenen technischen Lösung sowohl eine Astigmatismuskorrektur als auch eine Dioptrienausgleich des Fixationstrahlengangs bei fehlsichtigen Augen möglich.
Der Aufbau des erfindungsgemäßen optischen Scan-System ermöglicht zudem die Verwendung von Lasern mit höchsten Impulsspitzenleistungen, da keine fokussierenden Zwischenabbildungen genutzt werden, in denen ein statistischer optischer Durchbruch auftreten kann. Dadurch kann gegenüber den bekannten Lösungen des Standes der Technik eine wesentlich verbesserte Bildqualität erreicht werden.

Claims

Optisches Scan-System für medizinische Anwendungen, vorzugsweise in der Augenheilkunde, bestehend aus mindestens einem, in einem ersten Abbildungsstrahlengang angeordneten steuerbaren, über einen Aktuator verfügenden Reflektor (21) zur scannenden Ablenkung mindestens eines, von einer ersten Strahlungsquelle erzeugten Therapie- und/oder Diagnosestrahls (20) in mindestens einer Richtung über ein Arbeitsfeld, einem zweiten Abbildungsstrahlengang für einen, von einer zweiten Strahlungsquelle erzeugten Fixationsstrahl (25), der ortsunveränderlich zur optischen Achse des Systems auf das Arbeitsfeld abgebildet wird, sowie einer zentralen Steuereinheit, bei dem zur Vereinigung der beiden Abbildungsstrahlengänge für den Fixationsstrahl (25) und den/die Therapie- und/oder Diagnosestrahl(en) (20) der bewegliche Reflektor (21) verwendet wird, der dafür dichroitische Eigenschaften aufweist, so dass der Reflektor (21) für den Fixationsstrahl (25) transmissiv und den/die Therapie- und/oder Diagnosestrahl(en) (20) reflektiv ist, die zweite, zur Erzeugung des Fixationsstrahls (25) dienende Strahlungsquelle synchron zur Position des beweglichen Reflektors (21) gesteuert wird.
Optisches Scan-System nach Anspruch 1, bei dem im ersten Abbildungsstrahlengang mindestens zwei steuerbare, über Aktuatoren verfügende Reflektoren (21) zur scannenden Ablenkung mindestens eines, von einer ersten Strahlungsquelle erzeugten Therapie- und/oder Diagnosestrahls (20) in zwei Richtung über ein Arbeitsfeld angeordnet sind.
Optisches Scan-System nach Anspruch 1, bei dem zusätzliche Mittel zur Astigmatismuskorrektur (29) und/oder zum Dioptrienausgleich (26') vorgesehen sind.
Optisches Scan-System nach Anspruch 1, bei dem die erste Strahlungsquelle zur Erzeugung des/der Therapie- und/oder Diagnosestrahles/en (20) eine Laserquelle ist.
Optisches Scan-System nach Anspruch 1, bei dem die zweite Strahlungsquelle als selbstleuchtendes Beleuchtungselement, zur Erzeugung unterschiedlicher Fixationsobjekte (28) ausgebildet ist, oder nicht selbstleuchtendes optisches Elemente zur Erzeugung unterschiedlicher Fixationsobjekte (28) angeordnet sind, die durch die zweite Strahlungsquelle beleuchtet werden.
Optisches Scan-System nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 5, bei dem die Steuerung der zweiten, zur Erzeugung des Fixationsstrahls (25) dienende Strahlungsquelle derart erfolgt, dass diese periodisch bei Erreichen der gleichen Stellung des beweglichen Reflektors (21) für eine bestimmte Zeit eingeschaltet wird und so ein stroboskopisches Fixationsobjekt (28) erzeugt.
Optisches Scan-System nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die Steuerung der zweiten, zur Erzeugung des Fixationsstrahls (25) dienende Strahlungsquelle derart erfolgt, dass diese periodisch bei jedem n-ten Erreichen der gleichen Stellung des beweglichen Reflektors (21) für eine bestimmte Anzahl von Zyklen eingeschaltet wird und so ein stroboskopisches Fixationsobjekt (28) mit sichtbarer Modulationsfrequenz erzeugt.
Optisches Scan-System nach mindestens einem der der vorgenannten Ansprüche, bei dem der Fixationsstrahl (25) in den Drehpunkt des beweglichen dichroitischen Reflexionselement (21) fokussiert wird.
Optisches Scan-System nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem mindestens ein weiterer optischer Strahlengang zur Beobachtung und/oder Dokumentation vorhanden ist, der über den beweglichen Reflektor (21) mit den beiden Abbildungsstrahlengängen für den Fixationsstrahl (25) und den/die Therapie- und/oder Diagnosestrahl(en) (20) vereint wird und bei dem im vereinten Strahlengang ein optischer Schalter (30), zur Sperrung und Freigabe des Strahlenganges zur Beobachtung und/oder Dokumentation, angeordnet ist, wobei die Sperrung und Freigabe in Abhängigkeit von der Position des steuerbaren Reflektors (21) gesteuert wird.
Optisches Scan-System nach Anspruch 9, bei dem auf den im vereinten Strahlengang angeordneten optischer Schalter (30), zur Sperrung und Freigabe des Strahlenganges zur Beobachtung und/oder Dokumentation verzichtet werden kann, wenn eine zusätzliche dritte Strahlungsquelle (31) zur diskontinuierlichen Beleuchtung des Arbeitsfeldes außerhalb des vereinten Strahlenganges vorgesehen ist, wobei deren Beleuchtungsintervalle in Abhängigkeit von der Position des steuerbaren Reflektors (21) gesteuert wird.