DE102023122201A1

DE102023122201A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten

Info

Publication number: DE102023122201A1
Application number: DE102023122201.5A
Authority: DE
Inventors: Wolf Weimer; Gregor Stobrawa; Martin Kühner; Jan EULITZ; Andreas Weyhausen; Beate Boehme; Michael Bergt
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2023-08-18
Filing date: 2023-08-18
Publication date: 2025-02-20
Also published as: WO2025040539A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Erzeugung mindestens einer Schnittfläche und ein zugehöriges Verfahren angegeben. Die Vorrichtung 100 dient zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche in einem Bearbeitungsvolumen 17. Die Vorrichtung umfasst ein Lasersystem 110 mit einer Laservorrichtung 4 zum Erzeugen des Laserstrahls 6; einer Strahlteilervorrichtung 70 mit einer Strahlteileroptik 70a zum Erzeugen von mehreren simultanen Laserausgangsstrahlen 90 bis 93; einer bewegliche Fokussieroptik 18 zum Fokussieren der Laserausgangsstrahlen als Spots 19 in das Bearbeitungsvolumen 17; und einer Bewegungsvorrichtung 8 zum Bewegen der Fokussieroptik 18 auf mindestens einer Bahn B ausgewählt aus einer Bahn in einer Richtung bestimmt durch die räumlichen Richtungen x, y und z, einer Bahn relativ zu einer zentralen Grundstellungs-Achse (a) des Lasersystems, einer Bahn relativ zu einer zentrale Achse (A) des Bearbeitungsvolumens und einer Kombination davon. Die Vorrichtung umfasst eine Steuereinrichtung 11, die ausgebildet ist, die Strahlteilervorrichtung 70 und die Bewegungsvorrichtung 8 derart zu steuern, dass der Spot 19 jedes Laserausgangsstrahls 90 bis 93 im Bearbeitungsvolumen 17 auf und/oder entlang einer jeweiligen Scan-Bahn 19a und/oder auf einer jeweiligen Fläche 19c bewegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung mindestens einer Schnittfläche, insbesondere zur Korrektur der Refraktion eines Auges mittels Hornhautmodifikation, ein zugehöriges Verfahren, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten, ein zugehöriges Verfahren, eine Vorrichtung zur Korrektur der Refraktion eines Auges, ein zugehöriges Verfahren sowie ein Softwareprodukt zum Durchführen der Verfahren.
Die menschliche Fehlsichtigkeit wird seit alters her durch Vorsatzlinsen in Form von Brillen korrigiert. In jüngster Zeit gibt es diverse Ansätze, die Fehlsichtigkeit des Auges dadurch zu korrigieren, dass die Hornhaut modifiziert wird. Die Modifikation soll dafür sorgen, dass sich die Krümmung der Hornhaut ändert. Zur Korrektur der Myopie muss die Hornhautvorderfläche abgeflacht werden, weshalb das zu entnehmende Volumen in der Mitte, d.h. im Bereich der Sehachse dicker ist, als am Rand. Zur Korrektur der Hyperopie muss die Hornhaut hingegen an der Vorderfläche stärker gekrümmt werden, weshalb das zu entnehmende Volumen am Rand dicker ist, als in der Mitte. Die Gesamtabbildungseigenschaften des Auges werden dadurch so beeinflusst, dass eine Fehlsichtigkeit gemindert oder im Idealfall sogar gänzlich ausgeglichen wird.
Für eine solche operative Fehlsichtigkeitskorrektur sind unterschiedliche Operationsmethoden bekannt. Beim sogenannte LASIK-Verfahren gemäß EP 1719483 A1 wird zuerst eine Hornhautlamelle von der Hornhautoberfläche einseitig gelöst und zur Seite geklappt. Auf diese Weise wird das Innere der Augenhornhaut freigelegt, aus dem dann mittels eines ablatierenden Lasers Material verdampft wird, auch Disruptieren oder Photodisruption genannt. Klappt man anschließend die Hornhautlamelle wieder zurück, bleibt die natürliche Vorderfläche der Augenhornhaut erhalten. Da im Inneren der Hornhaut Material verdampft wurde, hat die Vorderseite der Augenhornhaut eine andere Krümmung, die so bemessen wird, dass eine zuvor bestehende Fehlsichtigkeit korrigiert ist. Der Materialabtrag erfolgt dabei durch Ablation. Ablation, auch als Photoablation bezeichnet, verdampft Gewebe, wenn Laserstrahlung beim Auftreffen an der Gewebeoberfläche absorbiert wird. Es kommt gepulste Laserstrahlung zum Einsatz, und jeder Puls verdampft ein gewisses Materialvolumen des Hornhautgewebes. Eine Vielzahl an Schüssen wird so über das freigelegte Innere der Augenhornhaut verteilt, dass insgesamt das gewünschte Material ablatiert wird.
Von dieser Ablation abzugrenzen ist die Erzeugung einer Schnittfläche im Inneren des Gewebes gemäß WO 2005/011545 A1 , die z.B. als Grenzfläche ein Gewebestück begrenzt und entfernbar macht. Hierzu wird, anders als zur Ablation, Laserstrahlung verwendet, die durch die Oberfläche in das Innere des Materials eindringt, also nicht an der Oberfläche absorbiert wird. Diese Laserstrahlung wird in Form kurzer Pulse im Inneren des Gewebes in einen Fokus gebündelt. Dadurch wird im Fokus örtlich und zeitlich eine bestimmte Leistungsdichte erreicht, so dass Gewebeschichten im Inneren des Gewebes getrennt werden. Die Trennung erfolgt dabei im Wesentlichen im Fokus bzw. in enger räumlicher Umgebung um diesen Fokus. Es kann im/um den Fokus zu einem auf wenige Mikrometer begrenzen sog. optischen Durchbruch (z.B. in Form einer Plasmablase) kommen. Es sind aber auch Ansätze bekannt, die ohne einen solchen Durchbruch arbeiten, z.B. indem mehrere Fokuspositionen überlappen. In Allen Fällen entsteht durch eine Vielzahl optischer Fokuspositionen eine Schnittfläche direkt im Inneren des Gewebes. Nur auf diese Weise kann eine Schnittfläche im Inneren der Hornhaut erzeugt werden, die als Grenzfläche ein Gewebestück begrenzt und entfernbar macht. Die Ablation kann das nicht leisten. Steuerdaten (sog. „shot files“) ablationsbasierter Verfahren sind auch nicht für die Erzeugung einer Schnittfläche im Inneren des Gewebes geeignet - schon weil sie keine Tiefenkoordinate beinhalten, denn die ablatierende Strahlung wird ja an der Gewebeoberfläche absorbiert.
Auch mit dem Begriff der Ablation wird im Stand der Technik der Vorschlag bezeichnet, durch gepulste Laserstrahlung innerhalb der Hornhaut Gewebe zu verdampfen. Man dachte, z.B. in der US 5984916 A , daran, so ein zu entfernendes Gewebestück direkt im Stroma der Hornhaut aufzulösen. Hierfür wurde der Begriff intrastromale Ablation verwendet. Es zeigte sich jedoch, dass dieses Verdampfen nicht hinnehmbar hohe Gasdrücke im Inneren der Hornhaut verursacht. Dieser Ansatz wurde deshalb nicht weiterverfolgt und nie in die Praxis überführt.
Ein sehr erfolgreiches Verfahren wurde von der Carl Zeiss Meditec AG unter der Bezeichnung SMILE entwickelt (vgl. z.B. DE 102007019813 A1 ). Es isoliert mittels gepulster Laserstrahlung ein Lentikel in der Hornhaut, das anschließend durch einen seitlichen Öffnungsschnitt, der zur Augenhornhautoberfläche führt und als Arbeitskanal dient, aus der Hornhaut entfernt werden kann. Dazu werden geeignete Schnittflächen durch eine Vielzahl von Laserpulsfoki im Gewebe der Augenhornhaut erzeugt. Diese Vielzahl wird in einem bestimmten Muster in der Augenhornhaut angeordnet, welches letztlich Form und Lage der Schnittflächen definiert. Das Gewebestück des Lentikels ist so strukturiert und bemessen, dass die Vorderfläche der Hornhaut ihre Krümmung wie zur Korrektur nötig ändert. Das Verfahren bewirkt eine subtraktive Korrektur, da Volumen entfernt wird. Ein anderer Ansatz fügt in die Augenhornhaut Implantate ein. Dazu wird in die Hornhaut ein Schlitz eingebracht, in den das Implantat eingeschoben wird. Es ist so gestaltet, dass es die Krümmung der Hornhautvorderfläche auf gewünschte Weise ändert. Dieser Ansatz bewirkt somit eine additive Korrektur, da Volumen hinzugefügt wird. In beiden Fällen muss ein Schnitt im Inneren der Hornhaut erzeugt werden. Dies geschieht durch die Anwendung von Laserstrahlung.
Bei der Augenchirurgie oder Augenvermessung werden oftmals mehrere Laserstrahlen gleichzeitig über das Patientenauge bewegt. Die Bewegung eines oder mehrerer Laserstrahlen über ein Auge wird auch Scannen genannt. Um mehrere Laserstrahlen aus einem Laserstrahl zu erzeugen, gibt es Strahlteilervorrichtungen, z.B. US20130231644 A1 WO2022194484 A1 , US2019159933 A1 . Aus dem Stand der Technik sind zudem Lasersysteme bekannt, welche ein Laserstrahl durch ein sogenanntes Mikroobjektiv fokussieren, das über das zu schneidende Volumen bewegt wird, z.B. DE102015212877 A1 und US 20210386586 A1 . Zudem gibt es Systeme, welche zwei Laserstrahlen erzeugen, um zwei Flächen in unterschiedlichen Hornhaut-Tiefen zu schneiden, z.B. US 11090191 B2 . Solche Systeme haben verschiedene Nachteile hinsichtlich der Scanzeit und des Schneidens beliebiger Lentikel-Geometrien, insbesondere auch höherer Ordnung (Customized Lentikel), da der Abstand der Multispots zu groß ist, um eine effektive Wechselwirkung, zu gewährleisten. Außerdem bleibt der Spotabstand und die Spotanzahl im Wesentlichen konstant.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung mindestens einer Schnittfläche anzugeben, die bei einer geringen Scanzeit eine hohe Flexibilität bei der Erzeugung von Schnittflächen ermöglichen.
Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichnet. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen.
Eine Ausführungsform betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche in einem Bearbeitungsvolumen eines transparenten Materials, insbesondere für die Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation, umfassend
ein Lasersystem mit

- einer Laservorrichtung zum Erzeugen eines Laserstrahls;
- einer Strahlteilervorrichtung mit einer Strahlteileroptik zum Erzeugen mehrerer simultaner Laserausgangsstrahlen aus dem Laserstrahl;
- einer bewegliche Fokussieroptik zum Fokussieren der Laserausgangsstrahlen als Spots, insbesondere simultane Spots, in das Bearbeitungsvolumen, das sich in zueinander orthogonalen räumlichen Richtungen x, y und z erstreckt, wobei die z-Richtung parallel zu einer zentralen Grundstellungs-Achse des Lasersystems verläuft; und
- einer Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der beweglichen Fokussieroptik auf mindestens einer Bahn ausgewählt aus einer Bahn in einer Richtung bestimmt durch die Richtungen x, y und z, einer Bahn relativ zu der zentralen Grundstellungs-Achse a, einer Bahn relativ zu einer zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens und einer Kombination davon; wobei die Vorrichtung weiter umfasst
- eine Steuereinrichtung, die ausgebildet ist, mindestens die Strahlteilervorrichtung und die Bewegungsvorrichtung mittels Steuerdaten derart zu steuern, dass der Spot jedes Laserausgangsstrahls im Bearbeitungsvolumen auf und/oder entlang mindestens einer jeweiligen Scan-Bahn und/oder auf mindestens einer jeweiligen Fläche bewegt wird. Dabei kann die mindestens eine Schnittfläche erzeugt werden.

Die bewegliche Fokussieroptik ist bevorzugt als ein bewegliches Mikroobjektiv ausgebildet. Die Fokussieroptik enthält z.B. ein oder mehrere optische Elemente zum Fokussieren der Laserausgangsstrahlen. Mit der Vorrichtung kann die Scanzeit, die zum Erzeugen der mindestens einen Schnittfläche erforderlich ist, überraschender Weise reduziert und eine hohe Flexibilität bei der Erzeugung der Schnittfläche erreicht werden. Dies wird dadurch ermöglicht, dass mit der Strahlteilervorrichtung aus dem Laserstrahl mehrere Laserteilstrahlen, auch Laserausgangsstrahlen genannt, erzeugt werden. Diese können dabei als simultane Laserausgangsstrahlen bereitgestellt werden, insbesondere als simultane gepulste Laserausgangsstrahlen. Die simultanen Laserausgangsstrahlen können mit der beweglichen Fokussieroptik zum Erzeugen der Schnittfläche in das Bearbeitungsvolumen als Spots gerichtet und auf individuellen Scanbahnen, auch Scan-Bahnen genannt, und/oder Flächen, auch Scan-Flächen genannt, bewegt werden. Es können dabei im Wesentlichen simultane Spots, auch Multispots genannt, erzeugt werden. Die Scanbahnen können zumindest teilweise gerade, gekrümmt, eindimensional und/oder zweidimensional geformt sein. Die Scan-Flächen können zumindest teilweise eben, gekrümmt, zweidimensional und/oder dreidimensional geformt sein. So können die Position und die Anzahl der Spots flexibel variiert werden. Der Spotabstand und/oder die Spotanzahl können an die Bewegung der Fokussieroptik optimal angepasst werden. Ferner kann das Risiko eines Saugverlustes am Auge des Patienten reduziert werden. Des Weiteren kann eine optimierte Schnittqualität erzielt werden.
In allen Ausführungsformen und Abwandlungen kann mit der Bewegungsvorrichtung die gesamte Fokussieroptik, die ein oder mehrere optische Elemente enthalten kann, bewegt werden. Ferner kann die Bewegung der Fokussieroptik langsam oder schnell erfolgen. Die Steuereinrichtung kann zudem ausgebildet sein, auch die Laservorrichtung zu steuern. Der Begriff „Bahn der Fokussieroptik relativ zu der zentralen Grundstellungs-Achse“ kann beinhalten, dass die Bahn ausgehend von der zentralen Grundstellungs-Achse erzeugt wird, z.B. bei einer spiralförmigen Bahn.
Die Bahn und/oder die Scan-Bahn kann ausgewählt sein aus einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn, einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn, und einer Kombination davon.
Die Fokussieroptik kann auf mindestens einer Bahn bewegt werden, z.B. auf und/oder entlang einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn und einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn, und einer Kombination davon. Hierzu kann die Fokussieroptik auslenkbar ausgebildet sein. Dies beinhaltet, dass die Fokussieroptik auf und/oder entlang der mindestens einen Bahn bewegt werden kann. Zum Erzeugen einer Bahn in Form einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, und/oder einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn kann die Fokussieroptik z.B. mit einem Motor um die Grundstellungsachse des Lasersystems ausgelenkt rotiert, d.h. auf und/oder entlang der betreffenden Bahn, geführt werden und/oder radial verstellt werden. Bei einem Pol-Scan kann die Fokussieroptik ausgehend von einem Breitengrad der den Pol aufweisenden halbkugelförmigen Scan-Fläche mit langsamen Pendelbewegungen über den Pol geführt werden, wobei die Pendelbewegungs-Linie um 360° um den Pol gedreht wird. Lateral zur Pendelbewegungs-Linie, z.B. auf den Breitengraden, können mit einer schnellen Pendelbewegung Multispots angeordnet werden.
Das Bearbeitungsvolumen kann derart räumlich ausgerichtet oder ausrichtbar sein, dass die zentrale Achse des Bearbeitungsvolumens parallel zu der z-Richtung verläuft. Die Bewegungsvorrichtung kann mindestens einen Scanner ausgewählt aus einem oder mehreren x-y-Scannern, einem oder mehreren z-Scannern, einem Azimuth-Radius-Scanner und eine Kombination davon aufweisen. Der Azimuth-Radius-Scanner ist ein Scanner, mit dem die gesamte Fokussieroptik z.B. auf einer Kreis- und/oder Spiralbahn um eine Achse geführt werden kann.
Die Strahlteileroptik kann beweglich sein, z.B. beweglich aufgehängt sein. Die Bewegungsvorrichtung kann ausgebildet sein, die Strahlteileroptik zusammen mit der Fokussieroptik zu bewegen. Dabei können die Strahlteileroptik und die Fokussieroptik fest miteinander verbunden sein. Die Strahlteileroptik kann unbeweglich, d.h. ortsfest, sein. Die Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, die Laserausgangsstrahlen synchronisiert mit der Bewegung der Fokussieroptik zu erzeugen. Letzteres ist insbesondere bei einer nicht beweglichen Strahlteileroptik vorteilhaft. Die Strahlteileroptik kann mindestens ein Element ausgewählt aus einem oder mehreren halbdurchlässigen Spiegeln, einem oder mehreren Prismen und einer oder mehreren Phasenmasken aufweisen.
Mindestens ein dynamischer x-, y-, z-Scanner, insbesondere mindestens ein harmonischer x-, y-, z-Scanner, kann zum dynamischen Bewegen mindestens eines der Laserausgangsstrahlen in mindestens eine der x-, y-, z-Richtungen vorgesehen sein. Dabei kann der mindestens eine dynamische x-, y-, z-Scanner der Strahlteileroptik vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein oder in die Strahlteileroptik integriert sein. Durch das schnelle, dynamische Bewegen der Laserausgangsstrahlen mit einer Scangeschwindigkeit von deutlich mehr als 100 mm/s, z.B. zwischen 800 und 2500 mm/s, kann eine schnelle oszillatorische Bewegung der Laserausgangsstrahlen erreicht werden. Diese Bewegung wird auch Wobbeln genannt und kann zum Formen des Spots eingesetzt werden. Mit einem der Strahlteileroptik vor- oder nachgeschalteten dynamischen x-, y-, z-Scanner können die Spots unterschiedlicher Laserausgangsstrahlen gleich dynamisch bewegt werden. Mit einem in die Strahlteilervorrichtung integrierten dynamischen x-, y-, z-Scanner können die die Spots unterschiedlicher Laserausgangsstrahlen unterschiedlich dynamisch bewegt werden. Ferner können mindestens zwei der dynamischen x-, y-, z-Scanner derart kombiniert sein, dass sich die Amplituden der zwei dynamischen Scanner in mindestens einer der x-, y-, z-Richtungen addieren. Dies kann als ein mehrfaches Wobbeln, z.B. Doppel-Wobbeln, bezeichnet werden. Ein Wobbeln kann vorteilhaft zu einem effizienteren Verdampfen und/oder Disruptieren des transparenten Materials, z.B. Hornhaut-Gewebes, als Volumen pro Zeit, bei technischer Begrenzung der Anzahl an Multispots führen. Ein Doppel-Wobbeln kann ein effizienteres Verdampfen und/oder Disruptieren von Gewebe, als Volumen pro Zeit, bei technischer Begrenzung der Anzahl an Multispots und begrenzter Amplitude der schnellen dynamischen Scan-Bewegung bewirken.
Die Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, die Verteilung, die Anzahl und/oder die Abstände der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von der Bewegung und/oder von der radialen Position der Fokussieroptik zu synchronisieren und/oder zu variieren. So kann eine homogene Dichte der im Bearbeitungsvolumen erzeugten Plasmablasen erzielt werden. Ferner kann die Strahlteilervorrichtung zur Synchronisation und/oder Variation der Laserausgangsstrahlen mindestens ein Element ausgewählt aus einer oder mehreren Akustisch-Optischen Modulationsvorrichtungen (AOM), einer oder mehreren Elektrisch-Optischen Modulationsvorrichtungen (EOM) und einer oder mehreren Blenden aufweisen. Die Strahlteilervorrichtung kann ausgebildet sein, in einem ersten Betriebsmodus mehrere der Laserausgangsstrahlen und in einem zweiten Betriebsmodus einen der Laserausgangsstrahlen bereitzustellen.
Die Laservorrichtung kann zum Erzeugen eines gepulsten Laserstrahls ausgebildet sein. Die Strahlteilervorrichtung kann zum Bereitstellen mehrerer simultan gepulster Laserausgangsstrahlen ausgebildet sein. Die Laservorrichtung, die Strahlteilervorrichtung und/oder die Bewegungsvorrichtung können ansteuerbar ausgebildet sein. Zudem kann die Scan-Bahn ausgewählt sein aus einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn und einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn, und einer Kombination davon. Somit können die Verteilung, die Anzahl und/oder die Abstände der Spots flexibel variiert werden. Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, die Strahlteilervorrichtung und die Bewegungsvorrichtung mittels Steuerdaten derart zu steuern, dass die Spots der mehreren simultan gepulsten Laserausgangsstrahlen als simultane Spots, insbesondere als Multispots, in einer konstanten oder variierenden Anordnung angeordnet werden.
Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, mindestens die Strahlteilervorrichtung und die Bewegungsvorrichtung derart zu steuern, dass

- die Spots lateral zur Richtung der Scan-Bahn angeordnet werden;
- die Scan-Bahn als Spirale ausgebildet wird und das Verhältnis der Anzahl der Spots des inneren Bereichs der Spirale zu der Anzahl der Spots des äußeren Bereichs der Spirale mit wachsenden Radialabständen vom Zentrum vergrößert wird;
- die Scan-Bahn als Pol-Scan-Bahn ausgebildet wird und die Anzahl der Spots mit kleinerem Abstand zum Pol reduziert wird;
- zwischen dem ersten Betriebsmodus zum Bereitstellen mehrerer der Laserausgangsstrahlen und dem zweiten Betriebsmodus zum Bereitstellen eines der Laserausgangsstrahlen gewechselt wird;
- ein Scanregime derart gewählt wird, dass nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen posterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung zu der zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens erzeugt werden und nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen anterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung von der zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens weg erzeugt werden; und/oder
- bei der Variation der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von einem Grenzwert der Laserstrahlenbelastung eines Gewebes des Bearbeitungsvolumens einer oder mehrerer Laserausgangsstrahlen variiert, insbesondere ausgeblendet, werden.

Ein Wechseln zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus kann beinhalten, dass der Wechsel auch umgekehrt, d.h. zwischen dem zweiten Betriebsmodus und dem ersten Betriebsmodus erfolgt. Zum Beispiel kann ein Flap-Schnitt in einem Singlespot-Modus geschnitten werden und gekrümmte Schnitte können in einem Multispot-Modus geschnitten werden. Bei einem Spiral-Scan kann z.B. im Singlespot-Modus begonnen werden und es werden mit zunehmendem radialen Abstand zum Zentrum der Spirale und/oder der zu schneidenden optischen Zone des Auges weitere Spiralen hinzugeschaltet. Die Scans für derartige Scan-Bahnen können mit einer geringen Scanzeit durchgeführt werden.
Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, insbesondere für die Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation, für eine Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend eine Schnittstelle zum Empfangen von Daten über einen Refraktionskorrekturbedarf des Auges, und eine Berechnungseinrichtung, die mit der Schnittstelle verbunden ist. Die Berechnungseinrichtung ist konfiguriert

-- zum Empfangen der Daten über den Refraktionskorrekturbedarf,
-- zum Berechnen einer Schnittfläche auf Basis der Daten über den Refraktionskorrekturbedarf, und
-- zum Erzeugen der Steuerdaten zum Steuern mindestens der Strahlteilervorrichtung und der Bewegungsvorrichtung der Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche derart, dass die Schnittfläche durch Bewegen des Spots jedes Laserausgangsstrahls im Bearbeitungsvolumen auf und/oder entlang mindestens einer jeweiligen Scan-Bahn und/oder auf mindestens einer jeweiligen Fläche, auch Scan-Fläche genannt, erzeugt wird.

Die Berechnungseinrichtung kann ausgebildet sein, die Steuerdaten derart zu erzeugen, dass

- die Strahlteileroptik zusammen mit der Fokussieroptik bewegt wird, wobei die Strahlteileroptik beweglich ist;
- die Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung die Laserausgangsstrahlen synchronisiert mit der Bewegung der Fokussieroptik erzeugt, wobei die Strahlteileroptik beweglich oder nicht beweglich ist;
- mit dem mindestens einen dynamischen x-, y-, z-Scanner (180), insbesondere mindestens einem harmonischen x-, y-, z-Scanner, mindestens einer der Laserausgangsstrahlen in mindestens eine der x-, y-, z-Richtungen dynamisch bewegt wird;
- mit mindestens zwei der dynamischen x-, y-, z-Scanner bei dem dynamischen Bewegen der Laserausgangsstrahlen die Amplituden der zwei dynamischen Scanner in mindestens einer der x-, y-, z-Richtungen addiert werden;
- mit der Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung die Verteilung, die Anzahl und/oder die Abstände der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von der Bewegung und/oder von der radialen Position der Fokussieroptik synchronisiert und/oder variiert werden;
- mit der Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung die Laserausgangsstrahlen synchronisiert und/oder variiert werden;
- mit der Strahlteilervorrichtung in einem ersten Betriebsmodus mehrere der Laserausgangsstrahlen und in einem zweiten Betriebsmodus einer der Laserausgangsstrahlen bereitgestellt werden;
- mit der Laservorrichtung ein gepulster Laserstrahl erzeugt wird;
- mit der Strahlteilervorrichtung mehrere simultan gepulste Laserausgangsstrahlen bereitgestellt werden; und/oder
- die Bahn und/oder die Scan-Bahn ausgewählt wird aus einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn und einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn, und einer Kombination davon.

- die Spots lateral zur Richtung der Scan-Bahn angeordnet werden;
- die Scan-Bahn als Spirale ausgebildet wird und das Verhältnis der Anzahl der Spots des inneren Bereichs der Spirale zu der Anzahl der Spots des äußeren Bereichs der Spirale mit wachsenden Radialabständen vom Zentrum vergrößert wird;
- die Scan-Bahn als Pol-Scan-Bahn ausgebildet wird und die Anzahl der Spots mit kleinerem Abstand zum Pol reduziert wird;
- zwischen dem ersten Betriebsmodus zum Bereitstellen mehrerer der Laserausgangsstrahlen und dem zweiten Betriebsmodus zum Bereitstellen eines der Laserausgangsstrahlen gewechselt wird;
- ein Scanregime bereitgestellt wird, mit dem nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen posterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung zu der zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens erzeugt werden und nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen anterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung von der zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens weg erzeugt werden; und/oder
- bei der Variation der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von einem Grenzwert der Laserstrahlenbelastung eines Gewebes des Bearbeitungsvolumens ein oder mehrere Laserausgangsstrahlen variiert, insbesondere ausgeblendet, werden; und/oder

Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation, umfassend eine Vorrichtung zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Abwandlungen und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Abwandlungen. Die Vorrichtung zur Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation ermöglicht überraschender Weise eine kurze Behandlungszeit, die für die Korrektur der Refraktion erforderlich ist, eine hohe Flexibilität bei der Erzeugung der für die Korrektur erforderlichen Schnittflächen, sowie eine hohe Qualität der Schnittflächen und damit der Korrektur der Refraktion.
Eine andere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche in einem Bearbeitungsvolumen eines transparenten Materials, insbesondere für die Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation, mit einer Vorrichtung zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Abwandlungen. Das Verfahren umfasst

- Erzeugen eines Laserstrahls mit der Laservorrichtung des Lasersystems;
- Erzeugen mehrerer simultaner Laserausgangsstrahlen aus dem Laserstrahl mit der Strahlteilervorrichtung;
- Fokussieren der Laserausgangsstrahlen als Spots, insbesondere simultane Spots, in das Bearbeitungsvolumen, das sich in zueinander orthogonalen räumlichen Richtungen x, y und z erstreckt, wobei die z-Richtung parallel zu einer zentralen Grundstellungs-Achse des Lasersystems verläuft, mit der beweglichen Fokussieroptik;
- Bewegen der Fokussieroptik mit der Bewegungsvorrichtung, wobei die Fokussieroptik auf mindestens einer Bahn ausgewählt aus einer Bahn in einer Richtung bestimmt durch die Richtungen x, y und z, einer Bahn relativ zu der zentralen Grundstellungs-Achse a, einer Bahn relativ zu einer zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens und einer Kombination davon bewegt wird; und
- Steuern mindestens der Strahlteilervorrichtung und der Bewegungsvorrichtung mit der Steuereinrichtung mittels Steuerdaten und Bewegen des Spots jedes Laserausgangsstrahls im Bearbeitungsvolumen auf und/oder entlang mindestens einer jeweiligen Scan-Bahn und/oder auf mindestens einer jeweiligen Fläche. Dabei kann die mindestens eine Schnittfläche erzeugt werden.

Im Verfahren der vorstehenden Ausführungsform können die Bahn und/oder die Scan-Bahn ausgewählt werden aus einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn, einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn, und einer Kombination davon. Das Bearbeitungsvolumen kann derart räumlich ausgerichtet werden, dass die zentrale Achse des Bearbeitungsvolumens parallel zu der z-Richtung verläuft. Im Verfahren der vorstehenden Ausführungsform kann die Strahlteileroptik beweglich sein und/oder die Bewegungsvorrichtung kann die Strahlteileroptik zusammen mit der Fokussieroptik bewegen. Alternativ kann die Strahlteileroptik unbeweglich, d.h. ortsfest, sein. Die Strahlteileroptik kann bewegt oder nicht bewegt werden und die Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung kann die Laserausgangsstrahlen synchronisiert mit der Bewegung der Fokussieroptik erzeugen. Mit dem mindestens einen dynamischen x-, y-, z-Scanner, insbesondere mindestens einem harmonischen x-, y-, z-Scanner, kann mindestens einer der Laserausgangsstrahlen in mindestens eine der x-, y-, z-Richtungen dynamisch bewegt werden. Mit mindestens zwei der dynamischen x-, y-, z-Scanner können bei dem dynamischen Bewegen der Laserausgangsstrahlen die Amplituden der zwei dynamischen Scanner in mindestens einer der x-, y-, z-Richtungen addiert werden. Mit der Strahlteilervorrichtung und/oder der Steuereinrichtung kann die Verteilung, die Anzahl und/oder die Abstände der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von der Bewegung und/oder von der radialen Position der Fokussieroptik synchronisiert und/oder variiert werden. Mit der Strahlteilervorrichtung und/oder der Steuereinrichtung können die Laserausgangsstrahlen synchronisiert und/oder variiert werden. Mit der Strahlteilervorrichtung kann in einem ersten Betriebsmodus mehrere der Laserausgangsstrahlen und in einem zweiten Betriebsmodus einer der Laserausgangsstrahlen bereitgestellt werden.
Im Verfahren der vorstehenden Ausführungsform und Abwandlungen davon kann mit der Laservorrichtung ein gepulster Laserstrahl erzeugt werden. Mit der Strahlteilervorrichtung können mehrere simultan gepulste Laserausgangsstrahlen bereitgestellt werden. Ferner kann die Scan-Bahn ausgewählt werden aus einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn und einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn, und einer Kombination davon. Die Spots der mehreren simultan gepulsten Laserausgangsstrahlen können als simultane Spots, insbesondere als Multispots, in einer konstanten oder variierenden Anordnung angeordnet werden.
In dem Verfahren der vorstehenden Ausführungsform und Abwandlungen davon

- können die Spots lateral zur Richtung der Scan-Bahn angeordnet werden;
- kann die Scan-Bahn als Spirale ausgebildet werden und das Verhältnis der Anzahl der Spots des inneren Bereichs der Spirale zu der Anzahl der Spots des äußeren Bereichs der Spirale kann mit wachsenden Radialabständen vom Zentrum vergrößert werden;
- kann die Scan-Bahn als Pol-Scan-Bahn ausgebildet werden und die Anzahl der Spots mit kleinerem Abstand zum Pol kann reduziert werden;
- kann zwischen dem ersten Betriebsmodus zum Bereitstellen mehrerer der Laserausgangsstrahlen und dem zweiten Betriebsmodus zum Bereitstellen eines der Laserausgangsstrahlen gewechselt werden;
- kann ein Scanregime gewählt werden, mit dem nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen posterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung zu der zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens erzeugt werden und nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen anterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung von der zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens weg erzeugt werden; und/oder
- können bei der Variation der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von einem Grenzwert der Laserstrahlenbelastung eines Gewebes des Bearbeitungsvolumens ein oder mehrere Laserausgangsstrahlen variiert, insbesondere ausgeblendet, werden. In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, insbesondere für die Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation, mit einer Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Abwandlungen angegeben. Das Verfahren umfasst
- Empfangen von Daten über einen Refraktionskorrekturbedarf des Auges mit der Schnittstelle; und
- mit der Berechnungseinrichtung, die mit der Schnittstelle verbunden ist,
- -- Empfangen der Daten über den Refraktionskorrekturbedarf,
- -- Berechnen einer Schnittfläche auf Basis der Daten über den Refraktionskorrekturbedarf, und
- -- Erzeugen der Steuerdaten zum Steuern mindestens der Strahlteilervorrichtung und der Bewegungsvorrichtung der Vorrichtung zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Abwandlungen derart, dass die Schnittfläche durch Bewegen des Spots jedes Laserausgangsstrahls im Bearbeitungsvolumen auf und/oder entlang mindestens einer jeweiligen Scan-Bahn und/oder auf mindestens einer jeweiligen Fläche erzeugt wird.

In dem Verfahren der vorstehenden Ausführungsform können die Steuerdaten derart erzeugt werden, dass

- die Strahlteileroptik zusammen mit der Fokussieroptik bewegt wird, wobei die Strahlteileroptik beweglich ist;
- die Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung die Laserausgangsstrahlen synchronisiert mit der Bewegung der Fokussieroptik erzeugt, wobei die Strahlteileroptik beweglich oder nicht beweglich ist;
- mit dem mindestens einen dynamischen x-, y-, z-Scanner, insbesondere mindestens einem harmonischen x-, y-, z-Scanner, mindestens einer der Laserausgangsstrahlen in mindestens eine der x-, y-, z-Richtungen dynamisch bewegt wird,
- mit mindestens zwei der dynamischen x-, y-, z-Scanner bei dem dynamischen Bewegen der Laserausgangsstrahlen die Amplituden der zwei dynamischen Scanner in mindestens einer der x-, y-, z-Richtungen addiert werden;
- mit der Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung die Verteilung, die Anzahl und/oder die Abstände der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von der Bewegung und/oder von der radialen Position der Fokussieroptik synchronisiert und/oder variiert werden;
- mit der Strahlteilervorrichtung und/oder der Steuereinrichtung die Laserausgangsstrahlen synchronisiert und/oder variiert werden;
- mit der Strahlteilervorrichtung in einem ersten Betriebsmodus mehrere der Laserausgangsstrahlen und in einem zweiten Betriebsmodus einer der Laserausgangsstrahlen bereitgestellt werden;
- mit der Laservorrichtung (5) ein gepulster Laserstrahl (6) erzeugt wird;
- mit der Strahlteilervorrichtung mehrere simultan gepulste Laserausgangsstrahlen bereitgestellt werden; und/oder
- die Bahn und/oder die Scan-Bahn ausgewählt wird aus einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn und einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn, und einer Kombination davon.

In dem Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, insbesondere für die Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation, können die Steuerdaten derart erzeugt werden, dass

- die Spots lateral zur Richtung der Scan-Bahn angeordnet werden;
- die Scan-Bahn als Spirale ausgebildet wird und das Verhältnis der Anzahl der Spots des inneren Bereichs der Spirale zu der Anzahl der Spots des äußeren Bereichs der Spirale mit wachsenden Radialabständen vom Zentrum vergrößert wird;
- die Scan-Bahn als Pol-Scan-Bahn ausgebildet wird und die Anzahl der Spots mit kleinerem Abstand zum Pol reduziert wird;
- zwischen dem ersten Betriebsmodus zum Bereitstellen mehrerer der Laserausgangsstrahlen und dem zweiten Betriebsmodus zum Bereitstellen eines der Laserausgangsstrahlen gewechselt wird;
- ein Scanregime bereitgestellt wird, mit dem nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen posterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung zu der zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens erzeugt werden und nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen anterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung von der zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens weg erzeugt werden; und/oder
- bei der Variation der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von einem Grenzwert der Laserstrahlenbelastung eines Gewebes des Bearbeitungsvolumens ein oder mehrere Laserausgangsstrahlen variiert, insbesondere ausgeblendet, werden; und/oder
- die Spots der mehreren simultan gepulsten Laserausgangsstrahlen als simultane Spots, insbesondere als Multispots, in einer konstanten oder variierenden Anordnung angeordnet werden.

Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation, umfassend mindestens ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, insbesondere für die Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation, nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und Abwandlungen.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode angegeben, welcher, wenn in einen Computer geladen, mindestens ein Verfahren einer der vorstehenden Ausführungsformen und Abwandlungen zur Ausführung bringt. Der Computer kann eine Speichereinrichtung zum Speichern von Daten beinhalten.
Mit den vorstehenden Ausführungsformen der Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, der Vorrichtung zur Korrektur der Refraktion eines Auges, des Verfahrens zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche und des Verfahrens zum Erzeugen von Steuerdaten zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche können die gleichen Vorteile und Funktionen realisiert werden, wie mit den Ausführungsformen der Vorrichtung zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, insbesondere mit gleichlautenden und/oder analogen Merkmalen.
Das geschilderte Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten umfasst die Vorbereitung zur Erzeugung mindestens einer Schnittfläche zum Zwecke der Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation und erfordert noch nicht die Schnittflächenerzeugung selbst, also insbesondere keinen chirurgischen Schritt. Es kann jedoch um einen Schritt der Schnittflächenerzeugung ergänzt werden. In diesem Schritt wird dann eine Laservorrichtung zum Erzeugen der Schnittfläche verwendet. Das Verfahren zur Erzeugung mindestens einer Schnittfläche kann dabei ohne Eingriff am lebenden menschlichen oder tierischen Körper ausgeführt werden, z.B. zum Herstellen eines (später) einzusetzenden Implantates aus totem Spendergewebe oder künstlichem Gewebematerial bestehen. Gleichermaßen ist eine Erprobung, Untersuchung oder Demonstration der Erzeugung mindestens einer Schnittfläche an totem Material, z.B. enukleierten Tieraugen möglich. Das Erzeugen der Schnittfläche kann bevorzugt zu einem chirurgischen Verfahren zur Fehlsichtigkeitskorrektur des Auges weitergebildet werden. Dann wird zur Fehlsichtigkeitskorrektur ein Gewebestück isoliert und aus der Hornhaut entnommen.
Das Verfahren zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche und/oder das Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten kann dabei und ganz grundsätzlich mit einem Computer, insbesondere umfassend einen Prozessor, ausgeführt werden. Der Computer für das Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten kann als Planungsstation ausgebildet werden, wie es anderweitig im Stand der Technik bekannt ist.
Die Erfindung erfasst ein Softwareprodukt zum Durchführen des Verfahrens zum Erzeugen von Steuerdaten, des Verfahrens zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche und/oder des Verfahrens zur Fehlsichtigkeitskorrektur des Auges, da das Berechnen der Schnittfläche und die Ermittlung von Steuerdaten für die Vorrichtung sowie die Steuerung der Vorrichtung von einer entsprechenden Software unproblematisch ausgeführt werden kann.
In der vorstehenden Ausführungsform und Abwandlungen der Vorrichtung zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche können die vorstehende Ausführungsform oder Abwandlungen der Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten, insbesondere die Berechnungseinrichtung, vorgesehen sein. Dabei kann eine datenleitende Verbindung, drahtlos oder drahtgebunden, zwischen der Vorrichtung zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche und der Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten vorhanden sein. Ferner können die vorstehenden Ausführungsform und Abwandlungen des Verfahrens zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche die vorstehende Ausführungsform oder Abwandlungen des Verfahrens zum Erzeugen von Steuerdaten beinhalten.
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.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung 1 zur augenchirurgische Refraktionskorrektur,
2 eine schematische Darstellung der Wirkung der Laserstrahlung, die in der Behandlungsvorrichtung der 1 verwendet wird,
3a eine Schemadarstellung eines Beispiels einer Vorrichtung 100 zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche,
3b eine schematische Schnittdarstellung durch die Augenhornhaut zur Veranschaulichung der Entnahme eines Hornhaut-Gewebestücks im Zusammenhang mit der augenchirurgischen Refraktionskorrektur,
3c schematisch ein Beispiel für im Wesentlichen parallele Spiral-Bahnen mehrerer simultaner Spots,
3d schematisch ein Beispiel für einen Spiral-Scan,
3e schematisch ein Beispiel für einen Pol-Scan,
3f ein Beispiel der Vorrichtung 100 mit einem dynamischen x-, y-, z-Scanner 180 zum dynamischen Bewegen mindestens eines der Spots,
3g bis 3n schematisch Beispiele von mit der Vorrichtung 100 erzeugten beispielhaften Scan-Modi,
4a eine Schemadarstellung einer Fokussieroptik und einer Strahlteilervorrichtung eines Beispiels der Vorrichtung 100 zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche,
4b und 4c Schemadarstellungen einer Addition von Amplituden von dynamischen x-, y-, z-Scannern, die in der in 4a dargestellten Strahlteilervorrichtung integriert sind,
5 eine Schemadarstellung der Planungseinrichtung der Behandlungsvorrichtung der 1,
6 ein Blockschaltbild eines beispielhaften Verfahrens zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche,
7 ein Blockschaltbild eines beispielhaften Verfahrens zum Erzeugen von Steuerdaten zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, und
8 schematisch eine Variante des Beispiels der Vorrichtung 100 zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche.

Vorliegend kann der Begriff „langsame“ Bewegung eine Bewegung, z.B. eine Scan-Bewegung und/oder eine Bewegung mit einer Bewegungsgeschwindigkeit von weniger als 100 mm/s, bevorzugt zwischen 0 und 80 mm/s, mehr bevorzugt zwischen 0,1 und 12 mm/s, bezeichnen. Die Begriffe „schnelles“ Bewegen oder „dynamisches“ Bewegen können eine Bewegung, z.B. eine Scan-Bewegung, mit einer Bewegungsgeschwindigkeit gleich oder mehr als 100 mm/s, bevorzug zwischen 800 und 2500 mm/s, mehr bevorzugt 900 bis 2000 mm/s bezeichnen. Analoges gilt für die Begriffe „langsamer Scanner“ und „schneller Scanner“. Beispielsweise kann die auslenkbare Fokussieroptik mit einem Motor um die Grundstellungsachse des Lasersystems ausgelenkt rotiert, d.h. auf und/oder entlang der Bahn, geführt werden und/oder radial verstellt werden. Dabei kann eine konstante Rotationsgeschwindigkeit der Fokussieroptik im Bereich von 100 bis 300 Hz, z.B. 200 Hz gewählt werden. Die Bewegung des Mikroobjektivs kann eine Rotationsbahn sein, z.B. im Falle einer Kreisbahn oder Spiralbahn. Das Mikroobjektiv kann auch meanderförmig über das Bearbeitungsvolumen geführt werden. Die Geschwindigkeit der Änderung des Radius pro Zeit kann als langsame Scanbewegung im Bereich von 0,1 bis 1 mm/s liegen, z.B. 0,5 mm/s betragen. Die Bahngeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit, mit der die Fokussieroptik auf der Bahn geführt wird, kann als langsame oder schnelle Scanbewegung im Bereich von 0 bis 20 m/s liegen. Bei einem Azimuth-Radius-Scanner kann die Bahngeschwindigkeit des Mikroobjektivs an einem äußersten Spiralarm z.B. bei 10 m/s liegen. Bei einem Pol-Scan kann die Pendelbewegung der Fokussieroptik mit einem langsamen Scanner mit einer Geschwindigkeit von 8 bis 50 mm/s, bevorzugt 15 bis 20 mm/s ausgeführt werden, eine langsame oder schnelle Scanbewegung der Multispots kann mit einer Geschwindigkeit von 0 bis 20 m/s erfolgen und/oder die Pendelbewegungs-Linie(n) kann/können mit einer Geschwindigkeit von z.B. 1/5 bis1/16 Hz, bevorzugt 1/6 bis 1/15 Hz, um den Pol gedreht wird/werden. Z.B. wird das Pendel in ca. 5 bis 16 s einmal um 360 Grad gedreht. In den ersten 180 Grad kann ein Lentikelschnitt erzeugt werden. In den zweiten 180 Grad kann ein Cap-Schnitt erzeugt werden. Die Bahngeschwindigkeit der Rotation der pendelnden Fokussieroptik um den Pol kann z.B. 2 mm/s betragen.
Das Bearbeitungsvolumen kann, wie erwähnt, eine zentrale Achse besitzen. Die zentrale Achse des Bearbeitungsvolumens kann bei einer entsprechenden Ausrichtung des Bearbeitungsvolumens mit einer Grundstellungs-Achse des Lasersystems Lage-identisch sein. Die Grundstellung des Lasersystems kann die Position des Lasersystems und/oder der Fokussieroptik sein, ausgehend von der der Betrieb der Vorrichtung zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche gestartet wird. Die Grundstellungs-Achse des Lasersystems kann die Position des Lasersystems und/oder der Fokussieroptik sein. Der Begriff „Bahn in einer Richtung bestimmt durch die Richtungen x, y und z“ kann eine Bahn berechnet basierend auf mindestens einer der Richtungen x, y, und z bezeichnen. Der Begriff „Bewegen der beweglichen Fokussieroptik auf einer Bahn in einer Richtung bestimmt durch die Richtungen x, y, z“ kann bedeuten, dass die Fokussieroptik ausgehend von der Grundstellungs-Achse des Lasersystems in einem Winkel in die betreffende Richtung(en) ausgelenkt und/oder bewegt wird. Der Begriff „Bewegen der beweglichen Fokussieroptik auf einer Bahn relativ zu der zentralen Grundstellungs-Achse a“ kann beinhalten, dass die Fokussieroptik auf einer Bahn um die Grundstellung-Achse a, z.B. um einen konstanten oder variierenden Winkel radial ausgelenkt und/oder bewegt, und/oder ausgehend von der zentralen Grundstellungs-Achse a bewegt wird. Der Begriff „Bewegen der beweglichen Fokussieroptik auf einer Bahn relativ zu einer zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens“ kann beinhalten, dass die Fokussieroptik auf einer Bahn um die zentrale Achse A, z.B. um einen konstanten oder variierenden Winkel radial ausgelenkt und/oder bewegt, und/oder ausgehend von der zentralen Achse bewegt wird. Dabei kann die Bahn ausgewählt sein aus einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn, einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn, und einer Kombination davon. Der Begriff Scan-Bahn wird vorliegend auch als Scanbahn bezeichnet. Gleiches gilt für grammatikalische Abwandlungen dieser Begriffe.
Eine beispielhafte Vorrichtung 100 zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche ist als Teil einer Behandlungsvorrichtung 1 für die Augenchirurgie, d.h. im vorliegenden Beispiel als Teil einer Vorrichtung zur Korrektur der Refraktion eines Auges, in 1 dargestellt. Die Behandlungsvorrichtung 1 ist für das Einbringen von Schnitten im Inneren eines Auges 2 eines Patienten 3 ausgebildet. Dazu weist die Vorrichtung 100 ein Lasersystem 110 mit einer Laservorrichtung 4 auf, die aus einer Laserquelle einen Laserstrahl 6 abgibt, welcher als fokussierter Strahl in das Auge 2 bzw. die Augenhornhaut 17 als Bearbeitungsvolumen gerichtet wird. Vorzugsweise ist der Laserstrahl 6 ein gepulster Laserstrahl mit einer Wellenlänge zwischen 300 Nanometer und 10 Mikrometer. Weiter liegt die Pulslänge des Laserstrahls 6 im Bereich zwischen 1 Femtosekunde und 100 Nanosekunden, wobei Pulswiederholraten von 50 bis 20000 Kilohertz und Pulsenergien zwischen 0,01 Mikrojoule und 0,01 Millijoule möglich sind. Die Vorrichtung 100 erzeugt im Bearbeitungsvolumen 17, d.h. vorliegend in der Hornhaut 17 des Auges 2, durch Ablenkung des gepulsten Laserstrahls 6 eine Schnittfläche. Hierfür kann ergänzend in der Vorrichtung 100 ein Strahlungsintensitätsmodulator (nicht gezeigt) vorgesehen sein.
Der Patient 3 befindet sich im Betrieb z.B. auf einer Liege 10 der Behandlungsvorrichtung 1, die in drei Raumrichtungen verstellbar ist, um das Auge 2 passend zum Einfall des Laserstrahls 6 räumlich auszurichten. In bevorzugter Bauweise ist die Liege motorisch verstellbar. Eine Verstellung des Lasersystems 110 ist zu diesem Zweck alternativ möglich. Auf diese Weise kann das Bearbeitungsvolumen 17 des Auges derart räumlich ausgerichtet werden oder ausrichtbar sein, dass die zentrale Achse A des Bearbeitungsvolumens 17 parallel zu der zentralen Grundstellungs-Achse a des Lasersystems 110 verläuft. Die Steuerung kann insbesondere durch eine Steuereinrichtung 11 erfolgen, die grundsätzlich den Betrieb der Vorrichtungen 100 und 1 steuert und dazu über geeignete Datenverbindungen, beispielsweise Verbindungsleitungen mit der Vorrichtung 100 bzw. der Behandlungsvorrichtung 1 verbunden ist. Natürlich kann diese Kommunikation auch über andere Wege, beispielsweise Lichtleiter oder per Funk geschehen. Die Steuereinrichtung 11 nimmt die entsprechenden Einstellungen und Zeitsteuerung an der Behandlungsvorrichtung 1, insbesondere der Laservorrichtung 4 und anderen ansteuerbaren Komponenten der Vorrichtung 100 und der Behandlungsvorrichtung 1 vor.
Die Behandlungsvorrichtung 1 kann eine Fixiereinrichtung 15 aufweisen, welche die Hornhaut 17 des Auges 2 gegenüber der Laservorrichtung 4 lagefixiert. Diese Fixiereinrichtung 15 kann an das Auge die Augenhornhaut durch Unterdruck angelegt werden, um es zu Fixieren. Sie kann in Ausführungsformen zusätzlich der Augenhornhaut eine gewünschte geometrische Form verleihen. Sie ist z.B. als Kontaktglas 45 ausgebildet. Solche Kontaktgläser sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise der DE 102005040338 A1 . Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird, soweit die Beschreibung einer Bauform des für die Behandlungsvorrichtung 1 möglichen Kontaktglases 45 betroffen ist, hier vollumfänglich einbezogen.
Die Behandlungseinrichtung 1 weist optional weiter eine nicht dargestellte Kamera auf, welche durch das Kontaktglas 45 hindurch ein Bild der Augenhornhaut 17 aufnehmen kann. Dabei kann die Beleuchtung für die Kamera sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Spektralbereich erfolgen.
Die Steuereinrichtung 11 kann eine Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten, vorliegend eine Planungseinrichtung 16, aufweisen, die später noch näher erläutert werden wird und die eine Berechnungseinrichtung sowie optional einen Datenspeicher umfasst, welche zur Vorbereitung die Schnittfläche(n) und/oder Steuerdaten, insbesondere Steuerdaten für die Behandlungsvorrichtung berechnet, damit die die Schnittfläche(n) im chirurgischen Verfahren erzeugt werden kann/können. Steuerdaten können konkrete Stellwerte für eine Bewegungsvorrichtung 8 zum Bewegen einer beweglichen Fokussieroptik 18 der Vorrichtung 100 sein. Sie werden von der Steuereinrichtung 11 als Steuersignale für die entsprechenden Antriebe der Bewegungsvorrichtung 8 abgegeben. Steuerdaten können aber auch auf einem quasi höheren Steuerungsniveau vorgegebene Koordinaten von Zielpunkte sowie der Reihenfolge dieser Zielpunkte sein, auf die die Laserstrahlung zu fokussieren ist. Die Steuerdaten können insbesondere eine oder mehrere Bahnkurve(n) für die Laser-Spots umfassen, auch Scan-Bahnen genannt, auf und/oder entlang derer die Fokusposition verstellt werden soll.
2 zeigt schematisch anhand eines Laserausgangsstrahls 90, der zusammen mit weiteren Laserausgangsstrahlen 91 bis 93 (in 2 nicht gezeigt) durch eine Strahlteilervorrichtung 70 der Vorrichtung 100 aus dem Laserstrahl 6 erzeugt wird, die Wirkungsweise der in die Hornhaut 17 einfallenden Laserstrahlung. Die Strahlteilervorrichtung 70 wird weiter unten beschrieben. Der Laserausgangsstrahl 90 wird von der Fokussieroptik 18 in die Hornhaut 17 des Auges 2 fokussiert. Die Fokussieroptik ist vorliegend als Mikroobjektiv ausgebildet und enthält ein oder mehrere optische Elemente, z.B. Linsen, zum Fokussieren der Laserausgangsstrahlen 90 bis 93. In den 2, 3a und 3f ist die Fokussieroptik 18 lediglich zur Vereinfachung in Form einer Linse schematisch beispielhaft dargestellt. Die Fokussieroptik 18 bewirkt in der Hornhaut 17 einen Fokus, der im Bearbeitungsvolumen als der Spot 19 des Laserausgangsstrahls 90 ausgebildet ist. In dem Fokus ist die Laserstrahlungsenergiedichte so hoch, dass in Kombination mit der Pulslänge der gepulsten Laserstrahlung 6 ein nicht-linearer Effekt in der Hornhaut 17 auftritt. Beispielsweise kann jeder Puls der gepulsten Laserstrahlung 6 im Spot 19 einen optischen Durchbruch in der Augenhornhaut 17 erzeugen, welche eine Plasmablase initiiert. Bei Entstehung der Plasmablase umfasst die Gewebsschichttrennung ein größeres Gebiet als den Spot 19, obwohl die Bedingungen zur Erzeugung des optischen Durchbruches nur im Spot 19 erreicht werden. Damit von jedem Laserpuls ein optischer Durchbruch erzeugt wird, muss die Energiedichte, d.h. die Fluence der Laserstrahlung oberhalb eines gewissen, pulslängenabhängigen Schwellwertes liegen. Dieser Zusammenhang ist dem Fachmann beispielsweise aus der DE 69500997 T2 bekannt. Alternativ kann ein gewebetrennender Effekt auch durch gepulste Laserstrahlung erreicht werden, indem mehrere Laserstrahlungspulse in einem Bereich abgegeben werden, wobei sich die Fokus-Spots überlappen. Es wirken dann mehrere Laserstrahlungspulse zusammen, um einen gewebetrennenden Effekt zu erreichen. Die Art der Gewebetrennung, die die Behandlungsvorrichtung 1 einsetzt, ist jedoch für die nachfolgende Beschreibung nicht weiter relevant; wesentlich ist lediglich, dass eine Schnittfläche in der Hornhaut 17 des Auges 2 erzeugt wird.
Für die Abbildungseigenschaften des Auges sind mehrere Elemente relevant, eines davon ist die gekrümmte Hornhaut 17 des Auges 2. Die Vorderseite der Hornhaut 17 bricht aufgrund ihrer Krümmung die Lichtstrahlen, weshalb der Krümmungsradius der Hornhaut für die Abbildungseigenschaften des Auges besonders relevant ist. Bei einem Sehfehler liegt der Fokus aufgrund einer (zu korrigierenden) Fehlsichtigkeit in Form von Myopie oder Hyperopie eines parallel einfallenden Lichtstrahlenbündels nicht auf der Retina des Auges 2, sondern davor oder dahinter. Andere Fehlsichtigkeiten, wie z.B. Astigmatismus, führen zu Verzeichnungen, also einem nicht punkförmigen Fokus. Wieder andere Fehlsichtigkeiten bewirken einen Sehfehler, der davon abhängt, wo der Fokus auf der Retina liegt. Solche Sehfehler werden insgesamt durch Fehlsichtigkeitsdaten beschrieben. Die Fehlsichtigkeit wird korrigiert, indem die Vorderseite der Hornhaut so modifiziert wird, dass dies gezielt zu einer Änderung der Brechungseigenschaften der Hornhaut 17 führt. Aufgrund der Modifikation der Vorderseite der Hornhaut zur neuen Vorderseite ist der Fokus so verschoben oder verändert, dass die präoperativ vorhandene Fehlsichtigkeit korrigiert ist.
Um eine augenchirurgische Refraktionskorrektur auszuführen, wird mittels der Laserausgangsstrahlen 90, 91, 92, 93, die aus dem Laserstrahl 6 durch die Strahlteilervorrichtung 70 simultan erzeugt werden, aus einem Gebiet innerhalb der Hornhaut 17 ein als Lentikel bezeichnetes Gewebestück entfernt, indem innerhalb der Hornhaut Gewebeschichten getrennt werden, die das Gewebestück innerhalb der Hornhaut isolieren und dann dessen Entnahme ermöglichen. Das Gewebestück wird durch eine dreidimensional geformte Schnittfläche umgrenzt. Hierzu wird im Falle der gepulst eingebrachten Laserstrahlung die Lage der Spots 19 der fokussierten Laserausgangsstrahlen 90 bis 93 dreidimensional in der Hornhaut 17 verstellt. Dies ist schematisch in 3a gezeigt, in der nur die Laserausgangsstrahlen 90 und 91 exemplarisch dargestellt sind. Die Krümmung der Vorderseite der Hornhaut 17 wird durch die Entnahme des Lentikels gezielt verändert, um so die Refraktionskorrektur zu erreichen. Ein gleichmäßig dickes Gewebestück würde die Krümmung der Vorderseite der Hornhaut nicht wesentlich ändern - daher der Begriff Lentikel.
3a zeigt die Vorrichtung 100 zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche in dem Bearbeitungsvolumen 17 eines transparenten Materials, insbesondere für die Korrektur der Refraktion des Auges 2 durch Hornhautmodifikation. Die Vorrichtung 100 umfasst die Laservorrichtung 4 zum Erzeugen des Laserstrahls 6; die Strahlteilervorrichtung 70 mit einer Strahlteileroptik 70a zum Erzeugen der mehreren simultanen Laserausgangsstrahlen 90 bis 93 aus dem Laserstrahl 6; die bewegliche Fokussieroptik 18 zum Fokussieren der Laserausgangsstrahlen als simultane Spots 19, insbesondere als versetzt angeordnete Spots, in das Bearbeitungsvolumen 17, das sich in zueinander orthogonalen räumlichen Richtungen x, y und z erstreckt, wobei die z-Richtung parallel zu einer zentralen Grundstellungs-Achse a des Lasersystems 110 verläuft; die Bewegungsvorrichtung 8 zum Bewegen der Fokussieroptik 18 auf mindestens einer Bahn ausgewählt aus einer Bahn in einer Richtung bestimmt durch die Richtungen x, y und z, einer Bahn relativ zu der zentralen Grundstellungs-Achse a, einer Bahn relativ zu einer zentralen Achse A des Bearbeitungsvolumens 17 und einer Kombination davon; und eine Steuereinrichtung 11, die ausgebildet ist, mindestens die Strahlteilervorrichtung 70 und die Bewegungsvorrichtung 8 mittels Steuerdaten derart zu steuern, dass der Spot 19 jedes Laserausgangsstrahls 90 bis 93 im Bearbeitungsvolumen 17 auf und/oder entlang mindestens einer jeweiligen Scan-Bahn 19a und/oder auf mindestens einer jeweiligen Fläche 19c bewegt wird. In der Situation, die in 3a dargestellt ist, sind die zentrale Achse A des Bearbeitungsvolumens 17 und die zentrale Grundstellungs-Achse a des Lasersystems Lage-identisch. Beispielsweise kann die Bewegungsvorrichtung 8 zum Bewegen der Fokussieroptik 18 auf mindestens einer Bahn ausgewählt aus einer Bahn in einer Richtung bestimmt durch die Richtungen x, y und z, einer Bahn um die zentrale Grundstellungs-Achse a, einer Bahn um eine zentrale Achse A des Bearbeitungsvolumens 17 und einer Kombination davon ausgebildet sein, womit z.B. Kreisbahnen oder Spiralbahnen erzeugt werden können.
In 3a sind die Elemente der Vorrichtung 100 zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche schematisch nur insoweit eingetragen, als sie zum Verständnis erforderlich sind. Der Laserstrahl 6 wird, wie bereits erwähnt, in simultane Spots 19 der mit der Strahlteilervorrichtung 70 erzeugten Laserausgangsstrahlen 90, 91 in der Hornhaut 19 gebündelt, und die Lage der Spots 19 in der Hornhaut wird verstellt, so dass zur Schnittflächenerzeugung an verschiedenen Stellen fokussierende Energie aus Laserstrahlungspulsen in das Gewebe der Hornhaut 17 eingetragen wird. Die Laserstrahlung 6 wird von der Laservorrichtung 4 vorzugsweise als gepulste Strahlung bereitgestellt und von der Strahlteilervorrichtung 70 in die versetzt angeordneten Laserausgangsstrahlen 90, 91 geteilt. Die Laserausgangsstrahlen 90, 91 gelangen in die Fokussieroptik 18. Eine mit der Fokussieroptik 18 als Aktuator funktional verbundene Bewegungsvorrichtung 8 ist vorgesehen. Die Bewegungsvorrichtung 8 enthält im vorliegenden Beispiel einen als x-,y-,z-Scanner gestalteten Aktuator, der in der Bauweise der 3a zweiteilig aufgebaut ist und der einen x-,y-Scanner 8a enthält, der die gesamte Fokussieroptik 18 parallel zur x-Richtung und/oder y-Richtung ablenkt. So können die von der Strahlteilervorrichtung 70 kommenden Laserausgangsstrahlen 90, 91 zweidimensional abgelenkt werden. Der x-,y-Scanner 8a bewirkt vorliegend somit eine Verstellung der Lage der Spots 19 im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Einfallsrichtung der Laserausgangsstrahlen. Zum Verstellen der Tiefenlage der Spots 19 ist neben dem x-,y-Scanner 8a im noch ein z-Scanner 8b vorgesehen, der beispielsweise als verstellbares Teleskop, mit dem die gesamte Fokussieroptik 18 in z-Richtung verschiebbar ist, und/oder als Einheit zum Verstellen der z-Position eines oder mehrerer optischer Elemente der Fokussieroptik 18 ausgebildet ist. Der z-Scanner 8b sorgt dafür, dass die z-Position der Lage der Spots 19, d.h. deren Position parallel zur Einfallsrichtung der jeweiligen Laserausgangsstrahlen verändert wird. Die Scanner 8a und 8b können die Spots 19 jedes Laserausgangstrahls z.B. auf und/oder entlang einer jeweiligen dreidimensionalen Scan-Bahn verschieben, entlang derer die Laserpulse abgegeben werden, um die Schnittfläche(n) auszubilden. Zusätzlich oder alternativ zum x-y-Scanner 8a ist die Bewegungsvorrichtung 8 mit einem Antrieb 8c als Aktuator versehen, der als ein x-y-Scanner oder als ein Azimuth-Radius-Scanner ausgebildet ist und zum Bewegen der gesamten Fokussieroptik 18 auf einer Bahn um die zentrale Grundstellungs-Achse a des Lasersystems 110 dient. Die Bahn der Fokussieroptik kann beispielsweise die Form einer Spirale, einer Ellipse, eines Kreises, einer meanderförmigen Scanbahn oder einer Kombination davon besitzen. Auf und/oder entlang der Bahn(en) können die Laserpulse abgegeben werden, um die Schnittfläche(n) zu bilden. Die resultierende Scan-Bahn der Spots jedes Laserausgangsstrahls besitzt dann die Form einer Spirale, einer Ellipse, eines Kreises, einer meanderförmigen Scanbahn oder einer Kombination davon. Dadurch können mehrere versetzt angeordnete, parallel verlaufende Scan-Bahnen der Spots der Laserausgangsstrahlen erzeugt werden. Die Bewegung der Fokussieroptik 18, d.h. die durch die Scanner 8a und 8b bewirkte Scan-Bewegung und/oder die durch den Antrieb 8c bewirkte Bewegung kann z.B. mit einer langsamen Scangeschwindigkeit von 10 mm/s erfolgen.
In alternativen Beispielen der Vorrichtung 100 zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche kann der Antrieb 8c nicht vorgesehen sein und nur der x-,y-,z-Scanner 8a, 8b ist vorgesehen. In anderen Beispielen der Vorrichtung 100 zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche kann der x-,y-Scanner 8a nicht vorgesehen sein und nur der Antrieb 8c und der z-Scanner 8b sind vorgesehen. In weiteren Beispielen sind in der Vorrichtung 100 ein langsamer x-, y-Scanner, ein schneller x-, y-Scanner, ein langsamer z-Scanner und/oder der Antrieb 8c vorgesehen.
Eine Variante der Vorrichtung 100 zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche ist in 8 schematisch dargestellt. In dieser Variante sind in der Bewegungsvorrichtung 8 der Vorrichtung 100 nur der z-Scanner 8b und der Antrieb 8c vorgesehen. Dabei sind der z-Scanner und der Antrieb 8c jeweils als langsame Scanner ausgeführt. In diesem Beispiel ist die Strahlteileroptik 70a der Strahlteilervorrichtung 70 ortsfest und die Fokussieroptik 18 ist mit den Scannern 8b und 8c auf mindestens einer Bahn B bewegbar. In der Strahlteilervorrichtung 70 sind in diesem Beispiel Umlenkspiegel 210 vorgesehen. Dabei ist der unmittelbar vor der Fokussieroptik 18 angeordnete Umlenkspiegel 210 entsprechend der Bewegung der Fokussieroptik 18 bewegbar und/oder ausrichtbar, was durch den Pfeil U veranschaulicht ist. Die Fokussieroptik 18 kann in dieser Variante der Vorrichtung 100 z.B. auf und/oder entlang einer Spiralbahn B über das Bearbeitungsvolumen 17 geführt werden. Die mit der Fokussieroptik 18 in das Bearbeitungsvolumen fokussierten simultanen Spots 19 können so auf und/oder entlang einer jeweiligen Spiralbahn 19a, 19b in dem Bearbeitungsvolumen 17 bewegt werden. Die Steuereinrichtung 11 ist in diesem Beispiel mit dem Lasersystem 110 und mit dessen Komponenten Laservorrichtung 4, Strahlteilervorrichtung 70, bewegliche Fokussieroptik 18 und Bewegungsvorrichtung 8 drahtlos datenleitend verbunden.
Für das Funktionsprinzip der Vorrichtung 100 können zweistufige Scanneraufbauten, wie aus WO 2017/0058115 A1 bekannt, verwendet werden. Zudem sind kartesische oder nicht-kartesische Koordinatensysteme zur Ablenkung bzw. Steuerung der Lage der Spots 19 einsetzbar. Beispiele dafür sind Kugelkoordinaten oder zylindrische Koordinaten. Die Steuerung der Lage der Spots 19 erfolgt unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 11, die entsprechende Einstellungen an der Laservorrichtung 4, dem (in 3a nicht gezeigten) optionalen Modulator sowie der Bewegungsvorrichtung 8 vornimmt. Die Steuereinrichtung 11 sorgt für einen geeigneten Betrieb der Laservorrichtung 4, der Strahlteilervorrichtung 70 sowie die hier exemplarisch geschilderte dreidimensionale Fokusverstellung, so dass letztendlich eine Schnittfläche ausgebildet wird, die ein bestimmtes Hornhaut-Gewebestück isoliert, das zur Refraktionskorrektur entfernt bzw. entnommen werden soll. Sie arbeitet dabei nach vorgegebenen Steuerdaten.
Die Steuerdaten sind beispielsweise als Daten für die Strahlteilervorrichtung 70, als Daten für die Bahn der Bewegung der Fokussieroptik, als Zielpunkte für die Fokusverstellung und/oder als Daten für eine Scan-Bahn 19a oder für eine Fläche 19c, auch Scan-Fläche 19c genannt, auf und/oder entlang die Spots bewegt werden sollen, vorgegeben. Die Steuerdaten sind in der Regel in einem Steuerdatensatz zusammengefasst. Dieser gibt geometrische Vorgaben für die auszubildende Schnittfläche, beispielsweise die Koordinaten der Zielpunkte als Muster vor. Der Steuerdatensatz enthält dann in dieser Ausführungsform auch konkrete Stellwerte für den Fokuslagenverstellmechanismus, z.B. für die Bewegungsvorrichtung 8 oder einen zusätzlichen dynamischen Scanner. Die Steuerdaten beruhen auf Steuerdaten, welche die zu erzeugende(n) Schnittfläche(n) spezifizieren, wie es noch erläutert werden wird.
Die Erzeugung der Schnittfläche mit der Vorrichtung 100 ist exemplarisch in 3b gezeigt. Ein Hornhaut-Gewebestück 121 in der Hornhaut 17 wird durch Verstellung des Spots 19, in den der Laserausgangsstrahl 90 gebündelt wird, isoliert. Es wird mindestens eine Schnittfläche ausgebildet, die auch mehrteilig sein kann, weshalb auch von „Schnittfläche(n)“ die Rede ist. Sie weist hier exemplarisch eine anteriore Schnittfläche 122 sowie eine posteriore Lentikel-Schnittfläche 123 auf. Diese Begriffe sind hier lediglich exemplarisch zu verstehen und sind in Anlehnung an das herkömmliche Lasik-Verfahren gewählt. Je nach chirurgischem Eingriff umgrenzen und isolieren die Schnittflächen 122 und 123 sowie ggf. nicht weiter bezeichnete Randschnitte, welche die Schnittflächen 122 und 123 soweit nötig an deren Rändern zusammenführen, das Hornhaut-Gewebestück 121. Durch einen Öffnungsschnitt 124 kann das Hornhaut-Gewebestück 121 entnommen werden, wie es das genannte SMILE-Verfahren vorsieht.
Ein Beispiel für im Wesentlichen parallele Spiral-Scan-Bahnen simultaner Spots 19 mehrerer Laserausgangsstrahlen zum Erzeugen einer Schnittfläche in der Hornhaut 17 ist in 3c dargestellt. Ein Wechseln zwischen einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus der Vorrichtung 100 kann beinhalten, dass der Wechsel auch umgekehrt, d.h. zwischen dem zweiten Betriebsmodus und dem ersten Betriebsmodus erfolgt. Zum Beispiel kann ein Flap-Schnitt in einem Singlespot-Modus geschnitten werden und gekrümmte Schnitte können in einem Multispot-Modus geschnitten werden. Bei einem Spiral-Scan kann z.B. im Singlespot-Modus begonnen werden und es können mit zunehmendem radialen Abstand zum Zentrum der Spirale und/oder der zu schneidenden optischen Zone des Auges weitere Spiralen hinzugeschaltet werden, wie in 3d veranschaulicht ist. Die Scans für derartige Scan-Bahnen können mit einer geringen Scanzeit durchgeführt werden.
Ein Beispiel für eine Pol-Scan-Bahn ist in 3e gezeigt. Dabei kann die Anzahl der Spots 19 mit kleinerem Abstand zum Pol P reduziert werden. Die Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung synchronisieren die Laserausgangsstrahlen mit der Bewegung der Fokussieroptik. Bei dem Pol-Scan wird die Fokussieroptik ausgehend von einem Breitengrad der den Pol aufweisenden, zu erzeugenden, halbkugelförmigen Scan-Fläche 19c der Hornhaut 17 mit langsamen Pendelbewegungen über den Pol P geführt, wobei die Pendelbewegungs-Linie(n) um 360° um den Pol gedreht wird/werden, was mit dem Pfeil Q veranschaulicht ist. Lateral zu den Pendelbewegungs-Linie(n), z.B. auf den Breitengraden, werden mit einer schnellen Bewegung simultane Spots 19 als Multispots erzeugt. Zusätzlich können die Multispots in x-, y-, und/oder z-Richtung dynamisch bewegt, d.h. gewobbelt werden, um die Spots zu formen.
4a zeigt eine Schemadarstellung der Fokussieroptik 18 und der Strahlteilervorrichtung 70 eines Beispiels der Vorrichtung 100 zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche. Die Strahlteileroptik 70a der Strahlteilervorrichtung 70 kann mindestens ein Element ausgewählt aus einem oder mehreren halbdurchlässigen Spiegeln, einem oder mehreren Prismen und einer oder mehreren Phasenmasken aufweisen. Solche Strahlteilervorrichtungen sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der WO2022194484 A1 . Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird, soweit die Beschreibung einer Bauform der für die Vorrichtung 100 möglichen Strahlteilervorrichtung 70 betroffen ist, hier vollumfänglich einbezogen.
Das in 4a dargestellte Beispiel der Strahlteilervorrichtung 70 ist zum Erzeugen der Laserausgangsstrahlen 90 bis 93 aus dem Laserstrahl 6, auch Laser-Eingangsstrahl oder Eingangsstrahl genannt, ausgebildet. Die Strahlteileroptik 70a dieses Beispiels beinhaltet ein erstes Strahlvervielfacherelement 20 zum Erzeugen von zwei Zwischenstrahlen 75, 76 aus dem Laser-Eingangsstrahl 6. Das erste Strahlvervielfacherelement 20 besitzt einen ersten polarisierenden Strahlteiler 22, einen zweiten polarisierenden Strahlteiler 24 und mindestens ein erstes Umlenkelement 26 zum Umlenken eines Zwischenstrahls 76 um einen vorgegebenen Winke. Die Strahlteileroptik 70a ist derart ausgebildet, dass, wenn der Laser-Eingangsstrahl 6 auf den ersten polarisierenden Strahlteiler 22 des ersten Strahlvervielfacherelements 20 gestrahlt wird, der Eingangsstrahl 6 in den ersten Zwischenstrahl 75 und den zweiten Zwischenstrahl 76 mittels des ersten polarisierenden Strahlteilers 22 des ersten Strahlvervielfacherelements 20 aufgeteilt wird, wobei die zwei Zwischenstrahlen 75, 76 die x-y-Ebene aufspannen, der zweite Zwischenstrahl 76 von dem ersten Umlenkelement 26 um einen vorgegebenen Winkel, insbesondere ca. 90° oder ca. 180°, umgelenkt wird, und der erste Zwischenstrahl 75 und der zweite Zwischenstrahl 76 auf den zweiten polarisierenden Strahlteiler 24 des ersten Strahlvervielfacherelements 20 derart gestrahlt werden, dass der erste Zwischenstrahl 75 und der zweite Zwischenstrahl 76 im Wesentlichen parallel zueinander versetzt oder mit einem vorgegebenen Winkelunterschied, insbesondere von weniger als 3 mrad, vorzugsweise weniger als 1,4 mrad, besonders vorzugsweise weniger als 0,6 mrad, von dem zweiten polarisierenden Strahlteiler 24 des ersten Strahlvervielfacherelements 20 weg strahlen. Ferner ist vorgesehen: Ein zweites Strahlvervielfacherelement 40 mit einem ersten polarisierenden Strahlteiler 42, einem ersten Umlenkelement 46 und einem zweiten polarisierenden Strahlteiler 44, wobei das zweite Strahlvervielfacherelement 40 derart ausgebildet ist, dass, wenn die beiden Zwischenstrahlen 75, 7) auf den ersten polarisierenden Strahlteiler 42 des zweiten Strahlvervielfacherelements 40 gestrahlt werden, die beiden Zwischenstrahlen 75, 76 in jeweils einen ersten Teilstrahl 80, 81 und einen zweiten Teilstrahl 85, 86 mittels des ersten polarisierenden Strahlteilers 42 des zweiten Strahlvervielfacherelements 40 aufgeteilt werden, die zweiten Teilstrahlen 85, 86 in dem zweiten Strahlvervielfacherelement 40 um einen vorgegebenen Winkel, insbesondere ca. 90° oder ca. 180°, umgelenkt werden; und die ersten Teilstrahlen 80, 81 und die zweiten Teilstrahlen 85, 86 auf den zweiten polarisierenden Strahlteiler 42 des zweiten Strahlvervielfacherelements 40 derart gestrahlt werden, dass die vier Laserausgangsstrahlen 90 bis 93 im Wesentlichen parallel zueinander versetzt oder mit einem Winkelunterschied, insbesondere von weniger als 3 mrad, vorzugsweise weniger als 1,4 mrad, besonders vorzugsweise weniger als 0,6 mrad, aus dem zweiten polarisierenden Strahlteiler 42 des zweiten Strahlvervielfacherelements 40 austreten.
Wie bereits erwähnt, kann in der Vorrichtung 100 mindestens ein dynamischer x-, y-, z-Scanner 180, insbesondere mindestens ein harmonischer x-, y-, z-Scanner, zum dynamischen Bewegen mindestens eines der Laserausgangsstrahlen 90 bis 93 in mindestens eine der x-, y-, z-Richtungen vorgesehen sein. Der mindestens eine dynamische x-, y-, z-Scanner 180 kann als ein x-, y-, und/oder z-Scanner ausgebildet sein, z.B. kann er nur in eine oder zwei der Richtungen x, y, z scannen. Der mindestens eine dynamische x-, y-, z-Scanner 180 kann der Strahlteilervorrichtung 70, insbesondere der Strahlteileroptik 70a, vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein oder in die Strahlteileroptik 70a integriert sein. Mindestens zwei der dynamischen x-, y-, z-Scanner können derart kombiniert sein, dass sich die Amplituden der zwei dynamischen Scanner in mindestens einer der x-, y-, z-Richtungen addieren. Dadurch kann ein mehrfaches Wobbeln, z.B. ein Doppel-Wobbeln, generiert werden.
3f zeigt ein Beispiel, in dem einer der dynamischen x-, y-, z-Scanner 180 zwischen der Laservorrichtung 4 und der Strahlteilervorrichtung 70 angeordnet ist. Der dynamische x-, y-, z-Scanner 180 kann einen x-, y-Scanner, der beispielsweise durch zwei im Wesentlichen orthogonal ablenkende Galvanometerspiegel realisiert ist, und/oder einen z-Scanner, der beispielsweise als verstellbares Teleskop ausgebildet ist, enthalten. Der x-, y-Scanner lenkt den Laserstrahl 6 in x-, y-Richtung zweidimensional ab. Der z-Scanner sorgt dafür, dass die z-Position der Lage des Fokus 19 verändert wird. Die dynamische Bewegung kann z.B. mit einer Scangeschwindigkeit zwischen 800 und 2000 mm/s erfolgen.
4a zeigt als ein Beispiel einen der dynamischen x-, y-, z-Scanner 180, auch Scanner 180 genannt, integriert in die Strahlteileroptik 70a. Der Scanner 180 ist in diesem Beispiel als x-,y-Scanner konfiguriert, um das erste Umlenkelement 26 in mindestens eine der x-, y-Richtungen zu bewegen, was mit den Pfeilen 181 und 182 veranschaulicht ist. Durch dynamisches Bewegen des Umlenkelements 26 mit dem Scanner 180 können der Zwischenstrahl 76 und damit die Laserausgangsstrahlen 90 und 91 dynamisch bewegt werden. 4b veranschaulicht ein weiteres Beispiel, in dem ausgehend von dem Beispiel der 4a zusätzlich der zweite polarisierende Strahlteiler 24 des ersten Strahlvervielfacherelements 20 mit einem weiteren dynamischen x-,y-Scanner 180 versehen ist und damit dynamisch in mindestens eine der x-,y-Richtungen bewegt werden kann. 4b zeigt schematisch den Fall, in dem sowohl der Zwischenstrahl 76 als auch der Zwischenstrahl 75 in beide Richtungen x und y dynamisch bewegt werden. Der Zwischenstrahl 75 wird dabei einfach gewobbelt, da er von einem der Scanner 180 dynamisch bewegt wird. Der Zwischenstrahl 76 wird hingegen mehrfach gewobbelt, da er von den zwei Scannern 180 dynamisch bewegt wird. Die von den zwei Scannern 180 generierten Amplituden der Auslenkung des Zwischenstrahls 76 werden dabei addiert. 4c veranschaulicht auf diese Weise erzeugte, beispielhafte parallele Spiralbahnen 19a und 19b, wobei der Spot 19 der Spiralbahn 19a durch das dynamische Bewegen des Zwischenstrahls 75 und somit auch des den Spot erzeugenden Laserausgangsstrahls gewobbelt wird. Der Spot 19 der Spiralbahn 19b wird durch das mehrfache dynamischen Bewegen des Zwischenstrahls 76 und somit auch des den Spot erzeugenden Laserausgangsstrahls mehrfach gewobbelt. Das dynamische Bewegen der Zwischenstrahlen 75 und/oder 76 kann z.B. mit einer Scangeschwindigkeit zwischen 800 und 2000 mm/s erfolgen, wodurch die schnelle oszillatiorische Bewegung der zugehörigen Laserausgangsstrahlen mit im Wesentlichen gleicher Scangeschwindigkeit erreicht wird.
In einigen Beispielen werden Spots lateral zur Richtung der Scan-Bahn angeordnet, beispielsweise werden Multispot-Linien, quer und/oder lateral zur Bewegungsrichtung der Fokussieroptik angeordnet. Eine Multispot-Linie wird als eine Linie mehrerer simultaner Spots ausgebildet, wobei eine zwei- oder drei-dimensionale Volumenstruktur im transparenten Material erzeugt werden kann. In einem Beispiel eines Multispot-Scans einer Ellipsoidspirale werden die Spots quer zur Bewegungsrichtung des Mikroobjektivs angeordnet. Die Fokussieroptik wird dabei auf und/oder entlang der Bahn einer Ellipsoidspirale geführt und die Spots werden z.B. auf und/oder entlang einer Multispot-Linie quer und/oder lateral zur Spiralbahn angeordnet. Dies ist in den 3g bis 3i veranschaulicht. 3g zeigt als Vergleichsbeispiel schematisch einen Spiralscan, der mit einem Singlespot-Scan-Modus ausgeführt wurde. Im Vergleich dazu zeigt 3h ein Beispiel eines Multispot-Scan-Modus der Vorrichtung 100, bei dem mit den Multispots konstante Teilflächen 119 erzeugt wurden. 3i veranschaulicht schematisch ein Beispiel eines Scan-Modus der Vorrichtung 100, bei dem im Zentrum einer Spiralbahn Singlespots und in das Zentrum umgebenden Randbereichen der Spiralbahn mit den Multispots variable Teilflächen 119 oder Teilbereiche erzeugt wurden. 3j veranschaulicht ebenfalls schematisch ein Beispiel eines Multispot-Scan-Modus der Vorrichtung 100, bei dem mit den Multispots variable kreisförmige Teilflächen 119 oder kugelförmige Teilbereiche erzeugt wurden. In diesem Beispiel wachsen die Teilflächen 119 mit wachsendem Radius der Spiralbahn. Die Länge der Multispot-Linien wird in Abhängigkeit der Position der Fokussieroptik optimal angepasst.
In anderen Beispielen bildet das Volumen von simultan erzeugten Spots (oder Foki) ein Sub-Volumen des gesamten Bearbeitungsvolumens. Die Form dieses Sub-Volumens kann beliebig sein, z.B. in Draufsicht bzw. im Querschnitt ein Kreis oder ein Vieleck. Die Form des Subvolumnes ist in Abhängigkeit der Position des Mikroobjektivs veränderbar. Die maximale radiale Ausdehnung (quer zur optischen Achse) des Subvolumens ist durch das Bildfeld der bewegten Fokussieroptik beschränkt. Die maximale z-Ausdehnung des Subvolumens, z.B. entlang der optischen Achse des Bearbeitungsvolumens, ist durch die numerische Apertur der bewegten Fokussieroptik definiert. Die Spot-Dichte im Subvolumen ist hinreichend hoch, sodass die resultierende Photodisruptions-Blasendichte hinreichend hoch ist, um eine sichere Entfernung des erzeugten Bearbeitungsvolumens zu ermöglichen. Bevorzugt gibt es einen räumlichen Überlapp der Spots. Dann wird in einem Energieregime gearbeitet, bei dem die Energie eines einzelnen Spots nicht ausreicht, um eine Photodisruption zu erzeugen. Erst durch den Überlapp mehrerer simultaner Spots wird eine Photodisruption erzeugt. Im Vergleich zum Singlespot-Scan-Regime kann im Multispot-Scan-Regime der räumliche Überlapp verringert werden, da die Spots im Wesentlichen simultan erzeugt werden, wie in 3k und 3l dargestellt ist. 3k zeigt dabei eine überlappende Spot-Anordnung nicht simultaner Singlespots 9, mit der ein Bereich des Bearbeitungsvolumens disruptiert wurde. 3l veranschaulicht hingegen einen mit der Vorrichtung 100 erzeugten Multispot-Scan, bei dem die simultanen Multispots 19 nicht so stark überlappen, um ein Sub-Volumen für eine Photodisruption zu erzeugen, so dass dieser Scan-Modus im Vergleich zu einem Singlespot-Modus effizienter ist.
Beim Multispot-Scan beispielsweise einer Ellipsoidspirale kann das Multispot-Sub-Volumen derart erzeugt werden, dass es in Draufsicht die Form eines gleichschenkligen Trapezes hat. Das Verhältnis aus der kurzen zur langen Grundseite des gleichschenkligen Trapezes kann im Inneren der Spirale größer als im Äußeren der Spirale sein, z.B. um eine dichte Abdeckung einer in der Regel in Draufsicht kreisförmigen Lentikelfläche zu erreichen.
Die 3m und 3n veranschaulichen mit der Vorrichtung 100 erzeugte beispielhafte Scan-Modi, die mit unterschiedlichen Wobbel-Verfahren erzeugt wurden. Gemäß 3m wurden überlappende simultane Multispots gewobbelt, indem die Fokussieroptik 18 oder der Laser-Eingangsstrahl 6 dynamisch lateral bewegt, d.h. oszilliert wurde. Gemäß 3n wurden nicht überlappende simultane Multispots gewobbelt, indem jeder Teilstrahl 90 bis 93 dynamisch lateral oszilliert wurde.
Wie bereits erwähnt, können nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen posterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung zu der zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens erzeugt werden und nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen anterior zu erzeugenden Schnittfläche können in einer Reihenfolge in Richtung von der zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens weg erzeugt werden. Dies wird bei einem Lentikelschnitt, z.B. bei der in 3b gezeigten posterioren Lentikel-Schnittfläche 123, ein Out-In-Scan genannt. Bei einem Cap-Schnitt zur Erzeugung der anterioren Schnittfläche 122 wird dies ein In-Out-Scan genannt. Dadurch ist der zeitliche Unterschied zwischen verschiedenen, mit den Multispots simultan erzeugten Sub-Volumina in der Mitte der optischen Zone des Auges minimiert, was das Risiko von Opaque Bubble Layern minimiert.
5 zeigt schematisch als Beispiel einen Teil der Vorrichtung 100 zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, und anhand ihr soll die Bedeutung der Vorrichtung 16 zum Erzeugen von Steuerdaten, vorliegend die Planungseinrichtung 16, näher erläutert werden. Die bereits geschilderte Laservorrichtung 4 gibt den Laserstrahl 6 ab. Der Betrieb der Vorrichtung 100 erfolgt dabei, wie bereits geschildert, voll automatisch durch die Steuereinrichtung 11. Auf entsprechende Startsignale hin startet die Laservorrichtung 4 die Erzeugung des Laserstrahls 6, die Strahlteilervorrichtung 70 erzeugt die Laserausgangsstrahlen 90, bis 93 und die Bewegungsvorrichtung 8 bewegt die Fokussieroptik 18. So werden Schnittflächen erzeugt, die auf die beschriebene Art und Weise aufgebaut sind. Die für den Betrieb erforderlichen Steuersignale empfangen die Laservorrichtung 4, die Strahlteilervorrichtung 70 und die Bewegungsvorrichtung 8 von der Steuereinrichtung 11, der zuvor entsprechende Steuerdaten bereitgestellt wurden. Dies erfolgt z. B. mittels der Planungseinrichtung 16, die in 5 lediglich exemplarisch als Bestandteil der Steuereinrichtung 11 gezeigt ist. Natürlich kann die Planungseinrichtung 16 auch eigenständig ausgebildet sein und drahtgebunden oder drahtlos mit der Steuereinrichtung 11 kommunizieren. Dann ist ein entsprechender Datenübertragungskanal zwischen der Planungseinrichtung 16 und der Steuereinrichtung 11 vorgesehen.
Die Planungseinrichtung 16 umfasst als Kernelement eine Berechnungseinrichtung 16a, welche, wie nachfolgend noch erläutert, die Schnittfläche(n) berechnet, die in der Hornhaut 17 erzeugt werden sollen, und die für diese Schnittflächen nötigen Daten ermittelt. Die Planungseinrichtung 16 oder direkt die Berechnungseinrichtung 16a erzeugt daraus den Steuerdatensatz, der der Steuereinrichtung 11 zur Ausführung der augenchirurgischen Refraktionskorrektur zur Verfügung gestellt wird.
Zur Berechnung der Schnittflächen(n) verwendet die Berechnungseinrichtung 16a Messdaten über die Hornhaut des Auges, die als Daten über den Refraktionskorrekturbedarf ausgebildet sind. Diese Messdaten stammen in der hier beschriebenen Ausführungsform aus einer Messeinrichtung (nicht gezeigt), die das Auge 2 des Patienten 2 zuvor vermessen hat. Natürlich kann die Messeinrichtung auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und die entsprechenden Messdaten an die Schnittstelle 29 der Planungseinrichtung 16 übermitteln.
Die Planungseinrichtung 16 unterstützt den Bediener der Vorrichtung 100 bei der Festlegung der Schnittfläche zur Isolierung des Hornhaut-Gewebestücks 121. Dies kann bis zu einer vollautomatischen Festlegung der Schnittflächen 122, 123, 124 gehen, die beispielsweise dadurch bewirkt werden kann, dass die Berechnungseinrichtung 16a aus den Messdaten das zu entnehmende Hornhaut-Gewebestück 121 ermittelt, dessen Begrenzungsfläche(n) als Schnittfläche(n) definiert und daraus entsprechende Steuerdaten für die Steuereinrichtung 11 erzeugt. Am anderen Ende des Automatisierungsgrades kann die Planungseinrichtung 16 Eingabemöglichkeiten vorsehen, an denen ein Benutzer die Schnittflächen in Form von geometrischen Parametern etc. eingibt. Zwischenstufen sehen Vorschläge für die Schnittflächen vor, welche die Planungseinrichtung 16 automatisch generiert und die von einem Bearbeiter dann modifizierbar sind.
6 zeigt als ein Beispiel schematisch ein Blockschaltbild des Verfahrens zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche mit der Vorrichtung 100. Das Verfahren umfasst die Schritte S1 Erzeugen des Laserstrahls 6 mit der Laservorrichtung 4; S2 Erzeugen mehrerer simultaner Laserausgangsstrahlen 90 bis 93 aus dem Laserstrahl mit der Strahlteilervorrichtung 70; S3 Fokussieren der Laserausgangsstrahlen 90 bis 93 als Spots, insbesondere simultane Spots, in das Bearbeitungsvolumen 17, das sich in zueinander orthogonalen räumlichen Richtungen x, y und z erstreckt, wobei die z-Richtung parallel zu einer zentralen Grundstellungs-Achse a des Lasersystems 110 verläuft, mit der beweglichen Fokussieroptik 18; S4 Bewegen der Fokussieroptik 18 mit der Bewegungsvorrichtung 8, wobei die Fokussieroptik auf mindestens einer Bahn ausgewählt aus einer Bahn in einer Richtung bestimmt durch die Richtungen x, y und z, einer Bahn relativ zu der zentralen Grundstellungs-Achse a, einer Bahn relativ zu einer zentralen Achse des Bearbeitungsvolumens und einer Kombination davon bewegt wird; und S5 Steuern mindestens der Strahlteilervorrichtung 70 und der Bewegungsvorrichtung 8 mit der Steuereinrichtung 11 mittels Steuerdaten und Bewegen des Spots 19 jedes Laserausgangsstrahls 90 bis 93 im Bearbeitungsvolumen 17 auf und/oder entlang mindestens einer jeweiligen Scan-Bahn 19a oder auf mindestens einer jeweiligen Fläche 19c. Beispielsweise kann die Fokussieroptik auf einer Bahn um die zentrale Grundstellungs-Achse a, einer Bahn um die zentrale Achse A des Bearbeitungsvolumens und/oder einer Kombination davon bewegt werden.
7 zeigt als ein Beispiel schematisch ein Blockschaltbild des Verfahrens zum Erzeugen der Steuerdaten zum Erzeugen einer Schnittfläche, z.B. für eine Fehlsichtigkeitskorrektur. In einem Schritt S11 werden Fehlsichtigkeitsdaten des Auges, die den Refraktionskorrekturbedarf des Auges angeben, empfangen, die beispielsweise in einem vorgelagerten Schritt bereitgestellt werden können, was insbesondere eine Vermessung des Auges umfassen kann. Auf Basis dieses Refraktionskorrekturbedarfs wird in einem Schritt S12 das Volumen des aus der Hornhaut zu entfernenden Gewebestücks ermittelt. Da es für die Fehlsichtigkeitskorrektur ganz wesentlich auf den Dickenverlauf (vgl. Erläuterungen zur 3b) ankommt, liegt hier noch keine konkrete Definition des Gewebestücks vor. In einem Schritt S13 wird das Gewebestück, also das in der Hornhaut zu isolierende Lentikel berechnet. In einem abschließenden Schritt S14 wird die Schnittfläche (z.B. 122, 123, 124 und eine Randfläche) berechnet, die erforderlich ist, um das Lentikel in der Hornhaut zu isolieren. Für diese Schnittfläche werden in einem Schritt S15 entsprechende Steuerdaten erzeugt. Diese Daten dienen dann als Steuerdaten für die Vorrichtung 100, wobei es sich durchaus um die erwähnten Daten auf höherem Steuerungsniveau, z.B. einer Definition von Scan-Bahnen, auf und/oder entlang welcher die Spots verstellt werden sollen, und/oder Koordinaten von Zielpunkten, handeln kann, die dann - ggf. erst im Betrieb der Vorrichtung 100 - in entsprechende Steuerungsdaten für die Vorrichtung 100 umgesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1719483 A1 [0003]
WO 2005/011545 A1 [0004]
US 5984916 A [0005]
DE 102007019813 A1 [0006]
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DE 69500997 T2 [0048]
WO 2017/0058115 A1 [0055]

Claims

Vorrichtung (100) zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche (122, 123, 124) in einem Bearbeitungsvolumen (17) eines transparenten Materials, insbesondere für die Korrektur der Refraktion eines Auges (2) durch Hornhautmodifikation, umfassend ein Lasersystem (110) mit - einer Laservorrichtung (4) zum Erzeugen eines Laserstrahls (6); - einer Strahlteilervorrichtung (70) mit einer Strahlteileroptik (70a) zum Erzeugen mehrerer simultaner Laserausgangsstrahlen (90, 91) aus dem Laserstrahl (6); - einer bewegliche Fokussieroptik (18) zum Fokussieren der Laserausgangsstrahlen als Spots (19) in das Bearbeitungsvolumen (17), das sich in zueinander orthogonalen räumlichen Richtungen x, y und z erstreckt, wobei die z-Richtung parallel zu einer zentralen Grundstellungs-Achse (a) des Lasersystems (110) verläuft; und - einer Bewegungsvorrichtung (8, 8a, 8b, 8c) zum Bewegen der beweglichen Fokussieroptik (18) auf mindestens einer Bahn (B) ausgewählt aus einer Bahn in einer Richtung bestimmt durch die Richtungen x, y und z, einer Bahn relativ zu der zentralen Grundstellungs-Achse (a), einer Bahn relativ zu einer zentralen Achse (A) des Bearbeitungsvolumens (17) und einer Kombination davon; wobei die Vorrichtung (100) weiter umfasst eine Steuereinrichtung (11), die ausgebildet ist, die Strahlteilervorrichtung (70) und die Bewegungsvorrichtung (8, 8a, 8b, 8c) mittels Steuerdaten derart zu steuern, dass der Spot (19) jedes Laserausgangsstrahls im Bearbeitungsvolumen (17) auf und/oder entlang mindestens einer jeweiligen Scan-Bahn (19a; 19b) und/oder auf mindestens einer jeweiligen Fläche (19c) bewegt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bahn und/oder die Scan-Bahn ausgewählt ist aus einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn, einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn, und einer Kombination davon; und/oder wobei das Bearbeitungsvolumen (17) derart räumlich ausgerichtet oder ausrichtbar ist, dass die zentrale Achse (A) des Bearbeitungsvolumens (17) parallel zu der z-Richtung verläuft; und/oder wobei die Strahlteileroptik (70a) beweglich ist und/oder die Bewegungsvorrichtung (8, 8a, 8b, 8c) ausgebildet ist, die Strahlteileroptik zusammen mit der Fokussieroptik (18) zu bewegen; und/oder wobei die Bewegungsvorrichtung (8, 8a, 8b, 8c) mindestens einen Scanner ausgewählt aus einem oder mehreren x-y-Scannern (8a), einem oder mehreren z-Scannern (8b), einem Azimuth-Radius-Scanner (8c) und einer Kombination davon aufweist; und/oder wobei die Strahlteileroptik unbeweglich oder beweglich ist und die Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Laserausgangsstrahlen synchronisiert mit der Bewegung der Fokussieroptik zu erzeugen; und/oder wobei mindestens ein dynamischer x-, y-, z-Scanner (180), insbesondere mindestens ein harmonischer x-, y-, z-Scanner, zum dynamischen Bewegen mindestens eines der Laserausgangsstrahlen in mindestens eine der x-, y-, z-Richtungen vorgesehen ist, wobei der mindestens eine dynamische x-, y-, z-Scanner der Strahlteileroptik vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist oder in die Strahlteileroptik integriert ist und/oder mindestens zwei der dynamischen x-, y-, z-Scanner derart kombiniert sind, dass sich die Amplituden der zwei dynamischen Scanner in mindestens einer der x-, y-, z-Richtungen addieren.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Verteilung, die Anzahl und/oder die Abstände der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von der Bewegung und/oder von der radialen Position der Fokussieroptik zu synchronisieren und/oder zu variieren; und/oder wobei die Strahlteilervorrichtung zur Synchronisation und/oder Variation der Laserausgangsstrahlen mindestens ein Element ausgewählt aus einer oder mehreren Akustisch-Optischen Modulationsvorrichtungen (AOM), einer oder mehreren Elektrisch-Optischen Modulationsvorrichtungen (EOM) und einer oder mehreren Blenden aufweist; und/oder wobei die Strahlteilervorrichtung ausgebildet ist, in einem ersten Betriebsmodus mehrere der Laserausgangsstrahlen und in einem zweiten Betriebsmodus einen der Laserausgangsstrahlen bereitzustellen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Laservorrichtung zum Erzeugen eines gepulsten Laserstrahls (6) ausgebildet ist; und/oder wobei die Strahlteilervorrichtung zum Bereitstellen mehrerer simultan gepulster Laserausgangsstrahlen (90, 91, 92, 93) ausgebildet ist; und/oder wobei die Steuereinrichtung (11) ausgebildet ist, die Strahlteilervorrichtung (70) und die Bewegungsvorrichtung (8, 8a, 8b, 8c) mittels Steuerdaten derart zu steuern, dass die Spots der mehreren simultan gepulsten Laserausgangsstrahlen als simultane Spots, insbesondere als Multispots, in einer konstanten oder variierenden Anordnung angeordnet werden.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, mindestens die Strahlteilervorrichtung und/oder die Bewegungsvorrichtung derart zu steuern, dass - die Spots lateral zur Richtung der Scan-Bahn angeordnet werden; und/oder - die Scan-Bahn als Spirale ausgebildet wird und das Verhältnis der Anzahl der Spots des inneren Bereichs der Spirale zu der Anzahl der Spots des äußeren Bereichs der Spirale mit wachsenden Radialabständen vom Zentrum vergrößert wird; und/oder - die Scan-Bahn als Pol-Scan-Bahn ausgebildet wird und die Anzahl der Spots mit kleinerem Abstand zum Pol reduziert wird; und/oder - zwischen dem ersten Betriebsmodus zum Bereitstellen mehrerer der Laserausgangsstrahlen und dem zweiten Betriebsmodus zum Bereitstellen eines der Laserausgangsstrahlen (90, 91, 92, 93) gewechselt wird; und/oder - ein Scanregime derart gewählt wird, dass nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen posterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung zu der zentralen Achse (A) des Bearbeitungsvolumens erzeugt werden und nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen anterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung von der zentralen Achse (A) des Bearbeitungsvolumens weg erzeugt werden; und/oder - bei der Variation der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von einem Grenzwert der Laserstrahlenbelastung eines Gewebes des Bearbeitungsvolumens einer oder mehrerer Laserausgangsstrahlen variiert, insbesondere ausgeblendet, werden.
Vorrichtung (16) zum Erzeugen von Steuerdaten zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, insbesondere für die Korrektur der Refraktion eines Auges (2) durch Hornhautmodifikation, für eine Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend - eine Schnittstelle (29) zum Empfangen von Daten über einen Refraktionskorrekturbedarf des Auges (2, 17), - eine Berechnungseinrichtung (16a), die mit der Schnittstelle (29) verbunden und konfiguriert ist -- zum Empfangen der Daten über den Refraktionskorrekturbedarf, -- zum Berechnen einer Schnittfläche (122, 123, 124) auf Basis der Daten über den Refraktionskorrekturbedarf, und -- zum Erzeugen der Steuerdaten zum Steuern der Strahlteilervorrichtung (70) und der Bewegungsvorrichtung (8, 8a, 8b, 8c) der Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche derart, dass die Schnittfläche durch Bewegen des Spots (19) jedes Laserausgangsstrahls (90, 91) im Bearbeitungsvolumen auf und/oder entlang mindestens einer jeweiligen Scan-Bahn (19a; 19b) und/oder auf mindestens einer jeweiligen Fläche (19c) erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Berechnungseinrichtung (16a) ausgebildet ist, die Steuerdaten derart zu erzeugen, dass - die Strahlteileroptik (70a) zusammen mit der Fokussieroptik (18) bewegt wird, wobei die Strahlteileroptik (70a) beweglich ist; und/oder - die Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung die Laserausgangsstrahlen synchronisiert mit der Bewegung der Fokussieroptik erzeugt, wobei die Strahlteileroptik beweglich oder nicht beweglich ist; und/oder - mit dem mindestens einen dynamischen x-, y-, z-Scanner (180), insbesondere mindestens einen harmonischen x-, y-, z-Scanner, mindestens einer der Laserausgangsstrahlen (90, 91, 92, 93) in mindestens eine der x-, y-, z-Richtungen dynamisch bewegt wird; und/oder - mit mindestens zwei der dynamischen x-, y-, z-Scanner bei dem dynamischen Bewegen der Laserausgangsstrahlen die Amplituden der zwei dynamischen Scanner in mindestens einer der x-, y-, z-Richtungen addiert werden; und/oder - mit der Strahlteilervorrichtung und/oder der Steuereinrichtung die Verteilung, die Anzahl und/oder die Abstände der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von der Bewegung und/oder von der radialen Position der Fokussieroptik synchronisiert und/oder variiert werden; und/oder - mit der Strahlteilervorrichtung und/oder der Steuereinrichtung die Laserausgangsstrahlen synchronisiert und/oder variiert werden; und/oder - mit der Strahlteilervorrichtung in einem ersten Betriebsmodus mehrere der Laserausgangsstrahlen (90, 91, 92, 93) und in einem zweiten Betriebsmodus einer der Laserausgangsstrahlen bereitgestellt werden; und/oder - mit der Laservorrichtung (5) ein gepulster Laserstrahl (6) erzeugt wird; und/oder - mit der Strahlteilervorrichtung (70) mehrere simultan gepulste Laserausgangsstrahlen (90, 91, 92, 93)) bereitgestellt werden; und/oder - die Bahn und/oder die Scan-Bahn (19a; 19b) ausgewählt wird aus einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn oder einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn und einer Kombination davon.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, wobei die Berechnungseinrichtung ausgebildet ist, die Steuerdaten derart zu erzeugen, dass - die Spots lateral zur Richtung der Scan-Bahn angeordnet werden; und/oder - die Scan-Bahn als Spirale ausgebildet wird und das Verhältnis der Anzahl der Spots des inneren Bereichs der Spirale zu der Anzahl der Spots des äußeren Bereichs der Spirale mit wachsenden Radialabständen vom Zentrum vergrößert wird; und/oder - die Scan-Bahn als Pol-Scan-Bahn ausgebildet wird und die Anzahl der Spots mit kleinerem Abstand zum Pol reduziert wird; und/oder - zwischen dem ersten Betriebsmodus zum Bereitstellen mehrerer der Laserausgangsstrahlen (90, 91, 92, 93) und dem zweiten Betriebsmodus zum Bereitstellen eines der Laserausgangsstrahlen gewechselt wird; und/oder - ein Scanregime bereitgestellt wird, mit dem nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen posterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung zu der zentralen Achse (A) des Bearbeitungsvolumens erzeugt werden und nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen anterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung von der zentralen Achse (A) des Bearbeitungsvolumens weg erzeugt werden; und/oder - bei der Variation der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von einem Grenzwert der Laserstrahlenbelastung eines Gewebes des Bearbeitungsvolumens ein oder mehrere Laserausgangsstrahlen variiert, insbesondere ausgeblendet, werden; und/oder - die Spots der mehreren simultan gepulsten Laserausgangsstrahlen als simultane Spots, insbesondere als Multispots, in einer konstanten oder variierenden Anordnung angeordnet werden.
Vorrichtung (1) zur Korrektur der Refraktion eines Auges (2) durch Hornhautmodifikation, umfassend eine Vorrichtung (100) zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und eine Vorrichtung (16) zum Erzeugen von Steuerdaten nach einem der Ansprüche 6 bis 8.
Verfahren zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche in einem Bearbeitungsvolumen (17) eines transparenten Materials, insbesondere für die Korrektur der Refraktion eines Auges (2) durch Hornhautmodifikation, mit einer Vorrichtung (100; 1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 9, umfassend - Erzeugen eines Laserstrahls (6) mit der Laservorrichtung (4) des Lasersystems (110) (S1); - Erzeugen mehrerer simultaner Laserausgangsstrahlen (90, 91) aus dem Laserstrahl (6) mit der Strahlteilervorrichtung (70) (S2); - Fokussieren der Laserausgangsstrahlen als Spots (19) in das Bearbeitungsvolumen (17), das sich in zueinander orthogonalen räumlichen Richtungen x, y und z erstreckt, wobei die z-Richtung parallel zu einer zentralen Grundstellungs-Achse (a) des Lasersystems (110) verläuft, mit der beweglichen Fokussieroptik (18) (S3); - Bewegen der beweglichen Fokussieroptik (18) mit der Bewegungsvorrichtung (8, 8a, 8b, 8c), wobei die Fokussieroptik (18) auf mindestens einer Bahn (B) ausgewählt aus einer Bahn in einer Richtung bestimmt durch die Richtungen x, y und z, einer Bahn relativ zu der zentralen Grundstellungs-Achse (a), einer Bahn relativ zu einer zentralen Achse (A) des Bearbeitungsvolumens (17) und einer Kombination davon bewegt wird (S4); und - Steuern der Strahlteilervorrichtung (70) und der Bewegungsvorrichtung (8, 8a, 8b, 8c) mit der Steuereinrichtung (11) mittels Steuerdaten und Bewegen des Spots (19) jedes Laserausgangsstrahls (90, 91) im Bearbeitungsvolumen (17) auf und/oder entlang mindestens einer jeweiligen Scan-Bahn (19a; 19b) und/oder auf mindestens einer jeweiligen Fläche (19c) (S5).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Bahn und/oder die Scan-Bahn ausgewählt wird aus einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn, einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn, und einer Kombination davon; und/oder wobei das Bearbeitungsvolumen (17) derart räumlich ausgerichtet wird, dass die zentrale Achse (A) des Bearbeitungsvolumens (17) parallel zu der z-Richtung verläuft; und/oder wobei die Strahlteileroptik beweglich ist und/oder die Bewegungsvorrichtung die Strahlteileroptik zusammen mit der Fokussieroptik bewegt; und/oder wobei die Strahlteileroptik bewegt wird oder nicht bewegt wird und die Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung die Laserausgangsstrahlen (90, 91, 92, 93) synchronisiert mit der Bewegung der Fokussieroptik erzeugt; und/oder wobei mit dem mindestens einen dynamischen x-, y-, z-Scanner, insbesondere mindestens einen harmonischen x-, y-, z-Scanner, mindestens einer der Laserausgangsstrahlen (90, 91, 92, 93) in mindestens eine der x-, y-, z-Richtungen dynamisch bewegt wird; und/oder wobei mit mindestens zwei der dynamischen x-, y-, z-Scanner bei dem dynamischen Bewegen der Laserausgangsstrahlen die Amplituden der zwei dynamischen Scanner in mindestens einer der x-, y-, z-Richtungen addiert werden; und/oder wobei mit der Strahlteilervorrichtung und/oder der Steuereinrichtung die Verteilung, die Anzahl und/oder die Abstände der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von der Bewegung und/oder von der radialen Position der Fokussieroptik synchronisiert und/oder variiert werden; und/oder wobei mit der Strahlteilervorrichtung und/oder der Steuereinrichtung die Laserausgangsstrahlen synchronisiert und/oder variiert werden; und/oder wobei mit der Strahlteilervorrichtung in einem ersten Betriebsmodus mehrere der Laserausgangsstrahlen und in einem zweiten Betriebsmodus einer der Laserausgangsstrahlen bereitgestellt werden.
Verfahren nach einem Ansprüche 10 und 11, wobei mit der Laservorrichtung ein gepulster Laserstrahl (6) erzeugt wird; und/oder wobei mit der Strahlteilervorrichtung mehrere simultan gepulste Laserausgangsstrahlen (90, 91, 92, 93) bereitgestellt werden; und/oder wobei die Spots der mehreren simultan gepulsten Laserausgangsstrahlen als simultane Spots, insbesondere als Multispots, in einer konstanten oder variierenden Anordnung angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei - die Spots lateral zur Richtung der Scan-Bahn angeordnet werden; und/oder - die Scan-Bahn als Spirale ausgebildet wird und das Verhältnis der Anzahl der Spots des inneren Bereichs der Spirale zu der Anzahl der Spots des äußeren Bereichs der Spirale mit wachsenden Radialabständen vom Zentrum vergrößert wird; und/oder - die Scan-Bahn als Pol-Scan-Bahn ausgebildet wird und die Anzahl der Spots mit kleinerem Abstand zum Pol reduziert wird; und/oder - zwischen dem ersten Betriebsmodus zum Bereitstellen mehrerer der Laserausgangsstrahlen (90, 91, 92, 93) und dem zweiten Betriebsmodus zum Bereitstellen eines der Laserausgangsstrahlen gewechselt wird; und/oder - ein Scanregime gewählt wird, mit dem nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen posterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung zu der zentralen Achse (A) des Bearbeitungsvolumens erzeugt werden und nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen anterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung von der zentralen Achse (A) des Bearbeitungsvolumens weg erzeugt werden; und/oder - bei der Variation der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von einem Grenzwert der Laserstrahlenbelastung eines Gewebes des Bearbeitungsvolumens ein oder mehrere Laserausgangsstrahlen variiert, insbesondere ausgeblendet, werden.
Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten zum Erzeugen mindestens einer Schnittfläche, insbesondere für die Korrektur der Refraktion eines Auges (2) durch Hornhautmodifikation, mit einer Vorrichtung (16; 1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, umfassend - Empfangen von Daten über einen Refraktionskorrekturbedarf des Auges (2) mit der Schnittstelle (29) (S11); und - mit der Berechnungseinrichtung (16a), die mit der Schnittstelle (29) verbunden ist, -- Empfangen der Daten über den Refraktionskorrekturbedarf (S11), -- Berechnen einer Schnittfläche (122, 123, 124) auf Basis der Daten über den Refraktionskorrekturbedarf (S12 bis S14), und -- Erzeugen der Steuerdaten zum Steuern der Strahlteilervorrichtung und der Bewegungsvorrichtung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 derart, dass die Schnittfläche durch Bewegen des Spots jedes Laserausgangsstrahls (90, 91, 92, 93) im Bearbeitungsvolumen auf und/oder entlang mindestens einer jeweiligen Scan-Bahn (19a; 19b) und/oder auf mindestens einer jeweiligen Fläche (19c) erzeugt wird (S15).
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Steuerdaten derart erzeugt werden, dass - die Strahlteileroptik zusammen mit der Fokussieroptik (18) bewegt wird, wobei die Strahlteileroptik (70a) beweglich ist; und/oder - die Strahlteilervorrichtung und/oder die Steuereinrichtung die Laserausgangsstrahlen synchronisiert mit der Bewegung der Fokussieroptik erzeugt, wobei die Strahlteileroptik beweglich oder nicht beweglich ist; und/oder - mit dem mindestens einen dynamischen x-, y-, z-Scanner, insbesondere mindestens einem harmonischen x-, y-, z-Scanner, mindestens einer der Laserausgangsstrahlen in mindestens eine der x-, y-, z-Richtungen dynamisch bewegt wird; und/oder - mit mindestens zwei der dynamischen x-, y-, z-Scanner bei dem dynamischen Bewegen der Laserausgangsstrahlen die Amplituden der zwei dynamischen Scanner in mindestens einer der x-, y-, z-Richtungen addiert werden; und/oder - mit der Strahlteilervorrichtung und/oder der Steuereinrichtung die Verteilung, die Anzahl und/oder die Abstände der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von der Bewegung und/oder von der radialen Position der Fokussieroptik synchronisiert und/oder variiert werden; und/oder - mit der Strahlteilervorrichtung und/oder der Steuereinrichtung die Laserausgangsstrahlen synchronisiert und/oder variiert werden; und/oder - mit der Strahlteilervorrichtung in einem ersten Betriebsmodus mehrere der Laserausgangsstrahlen und in einem zweiten Betriebsmodus einer der Laserausgangsstrahlen bereitgestellt werden; und/oder - mit der Laservorrichtung (5) ein gepulster Laserstrahl (6) erzeugt wird; und/oder - mit der Strahlteilervorrichtung mehrere simultan gepulste Laserausgangsstrahlen bereitgestellt werden; und/oder - die Bahn und/oder die Scan-Bahn ausgewählt wird aus einer Spirale, einer Ellipse, einem Kreis, einer Pol-Scanbahn, einer meanderförmigen Scanbahn, insbesondere einer Höhenlinien-Scanbahn, und einer Kombination davon.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 und 15, wobei die Steuerdaten derart erzeugt werden, dass - die Spots (19) lateral zur Richtung der Scan-Bahn angeordnet werden; und/oder - die Scan-Bahn als Spirale ausgebildet wird und das Verhältnis der Anzahl der Spots des inneren Bereichs der Spirale zu der Anzahl der Spots des äußeren Bereichs der Spirale mit wachsenden Radialabständen vom Zentrum vergrößert wird; und/oder - die Scan-Bahn als Pol-Scan-Bahn ausgebildet wird und die Anzahl der Spots mit kleinerem Abstand zum Pol reduziert wird; und/oder - zwischen dem ersten Betriebsmodus zum Bereitstellen mehrerer der Laserausgangsstrahlen (90, 91, 92, 93) und dem zweiten Betriebsmodus zum Bereitstellen eines der Laserausgangsstrahlen gewechselt wird; und/oder - ein Scanregime bereitgestellt wird, mit dem nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen posterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung zu der zentralen Achse (A) des Bearbeitungsvolumens erzeugt werden und nacheinander erzeugte Spots und/oder Multispots einer im Bearbeitungsvolumen anterior zu erzeugenden Schnittfläche in einer Reihenfolge in Richtung von der zentralen Achse (A) des Bearbeitungsvolumens weg erzeugt werden; und/oder - bei der Variation der Laserausgangsstrahlen in Abhängigkeit von einem Grenzwert der Laserstrahlenbelastung eines Gewebes des Bearbeitungsvolumens ein oder mehrere Laserausgangsstrahlen variiert, insbesondere ausgeblendet, werden; und/oder - die Spots der mehreren simultan gepulsten Laserausgangsstrahlen als simultane Spots, insbesondere als Multispots, in einer konstanten oder variierenden Anordnung angeordnet werden.
Verfahren zur Korrektur der Refraktion eines Auges (2) durch Hornhautmodifikation, umfassend mindestens ein Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode, welcher, wenn in einen Computer geladen, mindestens ein Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17 zur Ausführung bringt.