DE102023203012A1 - Laser therapy device, combination of at least two laser therapy devices and method for coupling laser therapy devices - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lasertherapievorrichtung (100), die zur datenübertragenden Verbindung mit wenigstens einer weiteren Lasertherapievorrichtung (310) ausgestaltet ist. Der Wechsel zwischen zwei Lasertherapievorrichtungen (100, 310) aus dem Stand der Technik dauert aufgrund der notwendigen Neupositionierung eine gewisse Zeit. Diese wird erfindungsgemäß durch die Lasertherapievorrichtung (100) verkürzt, indem die Lasertherapievorrichtung (100) eine Transformationseinheit (181) aufweist, die ausgestaltet ist Objektkoordinatendaten (121) zu ermitteln, weitere Objektkoordinatendaten (172) zu empfangen, und aus den Objektkoordinatendaten (121) und den weiteren Objektkoordinatendaten (172) eine Transformationsvorschrift (190) zur Transformation von beliebigen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung (310) in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung (100) zu ermitteln. Im erfindungsgemäßen Verbund (300) sind wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen (100, 310) datenübertragend miteinander verbunden und im Verfahren zum Koppeln von wenigsten zwei Lasertherapievorrichtungen (100, 310) wird eine Transformationsvorschrift (190) zur Transformation von beliebigen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung (310) in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung (100) ermittelt.The invention relates to a laser therapy device (100) which is designed for data-transmitting connection with at least one further laser therapy device (310). Changing between two laser therapy devices (100, 310) from the prior art takes a certain amount of time due to the necessary repositioning. According to the invention, this time is shortened by the laser therapy device (100) in that the laser therapy device (100) has a transformation unit (181) which is designed to determine object coordinate data (121), to receive further object coordinate data (172), and to determine from the object coordinate data (121) and the further object coordinate data (172) a transformation rule (190) for transforming any coordinates of the further laser therapy device (310) into coordinates of the laser therapy device (100). In the composite (300) according to the invention, at least two laser therapy devices (100, 310) are connected to one another in a data-transmitting manner, and in the method for coupling at least two laser therapy devices (100, 310), a transformation rule (190) is determined for transforming any coordinates of the further laser therapy device (310) into coordinates of the laser therapy device (100).
Description
Die Erfindung betrifft eine Lasertherapievorrichtung, einen Verbund von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen und ein Verfahren zum Koppeln von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen.The invention relates to a laser therapy device, a combination of at least two laser therapy devices and a method for coupling at least two laser therapy devices.
Für bestimmte ophthalmologische Behandlungen ist es notwendig, zwei oder mehr Lasertherapievorrichtungen zu verwenden. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn zwei unterschiedliche Laser für eine Behandlung eingesetzt werden. Zum Beispiel wenn ein Teil der Behandlung eine Bestrahlung mittels ultravioletter Laserstrahlung und ein weiterer Teil der Behandlung die Anwendung eines Femtosekundenlasers erfordert. Hierbei sind und bleiben beide Lasertherapievorrichtungen autark und eigenständig steuer- und bedienbar.For certain ophthalmological treatments, it is necessary to use two or more laser therapy devices. This is the case, for example, when two different lasers are used for one treatment. For example, when part of the treatment requires irradiation using ultraviolet laser radiation and another part of the treatment requires the use of a femtosecond laser. In this case, both laser therapy devices are and remain self-sufficient and can be controlled and operated independently.
Im Verlauf einer solchen Behandlung kann es somit notwendig sein, den Patienten, d.h. insbesondere ein Auge des Patienten unter jeder der verwendeten Lasertherapievorrichtungen zu positionieren. Dies ist zum einen zeitaufwendig und stellt zum anderen sowohl für den Behandler als auch für den Patienten aufgrund der benötigten Zeiten zur Positionierung keine optimale Lösung dar. Zudem erfordert die Positionierung des Patienten bei Lösungen aus dem Stand der Technik eine motorische Liege.During such a treatment, it may be necessary to position the patient, i.e. in particular one of the patient's eyes, under each of the laser therapy devices used. This is time-consuming and, due to the time required for positioning, is not an optimal solution for either the practitioner or the patient. In addition, with state-of-the-art solutions, positioning the patient requires a motorized couch.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Lasertherapievorrichtung und ein Verfahren zur Kopplung von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen bereitzustellen die schneller und kosteneffizienter sind. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Behandlung, die ein Zusammenspiel von zwei oder mehr Lasertherapievorrichtungen erfordert, zu beschleunigen und somit für den Behandler und den Patienten angenehmer zu gestalten.The object of the present invention is therefore to provide a laser therapy device and a method for coupling at least two laser therapy devices that are faster and more cost-effective. A further object is to speed up a treatment that requires the interaction of two or more laser therapy devices and thus to make it more pleasant for the practitioner and the patient.
Diese Aufgabe wird für die eingangs genannte Lasertherapievorrichtung dadurch gelöst, dass diese zur datenübertragenden Verbindung mit wenigstens einer weiteren Lasertherapievorrichtung ausgestaltet ist. Die Lasertherapievorrichtung ist ferner ausgestaltet zu einem Bearbeitungsbereich propagierendes Laserlicht an einem Laseraustritt bereitzustellen. Die Lasertherapievorrichtung umfasst wenigstens eine Positioniervorrichtung zur Positionierung des an einem Applikationsarm vorgesehenen und vom Applikationsarm in seiner Lage und/oder Position veränderbaren Laseraustritts und eine Steuereinrichtung, die ausgestaltet ist, wenigstens die Positioniervorrichtung zu steuern. Ferner weist die Lasertherapievorrichtung eine Transformationseinheit auf. Diese Transformationseinheit ist ausgestaltet Objektkoordinatendaten zu ermitteln, welche Objektkoordinaten eines im Bearbeitungsbereich angeordneten Referenzobjektes in einem Koordinatensystem der Lasertherapievorrichtung repräsentieren. Die Transformationseinheit ist ferner ausgestaltet weitere Objektkoordinatendaten zu empfangen, welche weitere Objektkoordinaten des Referenzobjektes in einem weiteren Koordinatensystem der weiteren Lasertherapievorrichtung repräsentieren. Zudem ist die Transformationseinheit ausgestaltet eine Transformationsvorschrift zu ermitteln. Die Transformationsvorschrift zur Transformation von beliebigen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung wird aus den Objektkoordinatendaten und den weiteren Objektkoordinatendaten ermittelt.This object is achieved for the laser therapy device mentioned at the beginning in that it is designed for a data-transmitting connection with at least one further laser therapy device. The laser therapy device is further designed to provide laser light propagating to a processing area at a laser exit. The laser therapy device comprises at least one positioning device for positioning the laser exit provided on an application arm and whose position and/or location can be changed by the application arm, and a control device that is designed to control at least the positioning device. The laser therapy device also has a transformation unit. This transformation unit is designed to determine object coordinate data that represent object coordinates of a reference object arranged in the processing area in a coordinate system of the laser therapy device. The transformation unit is further designed to receive further object coordinate data that represent further object coordinates of the reference object in a further coordinate system of the further laser therapy device. In addition, the transformation unit is designed to determine a transformation rule. The transformation rule for transforming any coordinates of the further laser therapy device into coordinates of the laser therapy device is determined from the object coordinate data and the further object coordinate data.
Diese Aufgabe wird ferner durch den eingangs genannten Verbund dadurch gelöst, dass in diesem wenigstens zwei erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtungen datenübertragend miteinander verbunden sind und jeweils zwei der wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen einen gemeinsamen Bearbeitungsbereich aufweisen. Dabei ist jede der Lasertherapievorrichtungen ausgestaltet, beliebige Koordinaten des Bearbeitungsbereiches der jeweils anderen Lasertherapievorrichtung in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung zu transformieren.This object is further achieved by the initially mentioned combination in that at least two laser therapy devices according to the invention are connected to one another in a data-transmitting manner and two of the at least two laser therapy devices each have a common processing area. Each of the laser therapy devices is designed to transform any coordinates of the processing area of the other laser therapy device into coordinates of the laser therapy device.
Diese Aufgabe wird ferner durch das eingangs genannte Verfahren dadurch gelöst, dass dieses die folgenden Verfahrensschritte umfasst: (1) Ermitteln von Objektkoordinatendaten, welche Objektkoordinaten eines im Bearbeitungsbereich angeordneten Referenzobjektes in einem Koordinatensystem der Lasertherapievorrichtung repräsentieren, (2) Empfangen weiterer Objektkoordinatendaten, welche weitere Objektkoordinaten des Referenzobjektes in einem weiteren Koordinatensystem der weiteren Lasertherapievorrichtung repräsentieren, und (3) Ermitteln einer Transformationsvorschrift aus den Objektkoordinatendaten und den weiteren Objektkoordinatendaten, wobei die Transformationsvorschrift eine Transformation von beliebigen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung in Koordinaten der Lasertherapievorrichtung repräsentiert.This object is further achieved by the method mentioned at the outset in that it comprises the following method steps: (1) determining object coordinate data which represent object coordinates of a reference object arranged in the processing area in a coordinate system of the laser therapy device, (2) receiving further object coordinate data which represent further object coordinates of the reference object in a further coordinate system of the further laser therapy device, and (3) determining a transformation rule from the object coordinate data and the further object coordinate data, wherein the transformation rule represents a transformation of arbitrary coordinates of the further laser therapy device into coordinates of the laser therapy device.
Die erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtung, das erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäße Verbund ermöglichen es somit, dass der Wechsel von einer Lasertherapievorrichtung zu einer weiteren Lasertherapievorrichtung und die darauffolgende notwendige grobe Positionierung eines jeweiligen Applikationsarms im bzw. über einem Bearbeitungsbereich schneller erfolgen kann, da beide Geräte miteinander vernetzt sind und eine der Lasertherapievorrichtung bekannte Position im Bearbeitungsbereich aufgrund der Transformationsvorschrift auch der weiteren Lasertherapievorrichtung bekannt ist bzw. ermittelt werden kann. Die Lasertherapievorrichtung und die weitere Lasertherapievorrichtung haben ein und denselben Bearbeitungsbereich. Der Bearbeitungsbereich der Lasertherapievorrichtung kann hierbei in einer Ausgestaltung exakt dem Bearbeitungsbereich der weiteren Lasertherapievorrichtung entsprechen. Der weiteren Lasertherapievorrichtung ist es erfindungsgemäß möglich, Koordinaten der Lasertherapievorrichtung zu transformieren und in einem Koordinatensystem der weiteren Lasertherapievorrichtung zu verwenden. Somit kann die weitere Lasertherapievorrichtung eine Position, welche der Lasertherapievorrichtung bekannt ist, sofort anfahren. Ebenso ist es der Lasertherapievorrichtung erfindungsgemäß möglich, Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung zu transformieren und in einem Koordinatensystem der Lasertherapievorrichtung zu verwenden.The laser therapy device according to the invention, the method according to the invention and the combination according to the invention thus make it possible for the change from one laser therapy device to another laser therapy device and the subsequent necessary rough positioning of a respective application arm in or above a processing area to take place more quickly, since both devices are networked with each other and a position in the processing area known to the laser therapy device is also known to the other laser therapy device or can be determined due to the transformation rule. The laser therapy device and the other laser therapy therapy device have one and the same processing area. In one embodiment, the processing area of the laser therapy device can correspond exactly to the processing area of the further laser therapy device. According to the invention, the further laser therapy device is able to transform coordinates of the laser therapy device and use them in a coordinate system of the further laser therapy device. The further laser therapy device can thus immediately move to a position which is known to the laser therapy device. Likewise, according to the invention, the laser therapy device is able to transform coordinates of the further laser therapy device and use them in a coordinate system of the laser therapy device.
Ein Vorteil der Erfindung ist somit, dass ein Zusammenwirken und Zusammenarbeiten wenigstens zweier Lasertherapievorrichtungen beschleunigt werden kann. Ein weiterer sich daraus ergebender Vorteil ist die Verkürzung der Behandlungsdauer, was wiederum den Patientenkomfort erhöht. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist eine mögliche Steigerung des Patientendurchsatzes. Ein Einsatz wird somit für die zu behandelnde Person komfortabler und aufgrund des gesteigerten Patientendurchsatzes kostengünstiger.One advantage of the invention is that the interaction and cooperation of at least two laser therapy devices can be accelerated. Another advantage resulting from this is the shortening of the treatment time, which in turn increases patient comfort. Another advantage of the present invention is a possible increase in patient throughput. The use is therefore more comfortable for the person being treated and more cost-effective due to the increased patient throughput.
Beide Lasertherapievorrichtungen sind im Allgemeinen (und im Speziellen auch im Verbund) selbstständig in der Lage eine Feinpositionierung, beispielsweise zur Kompensation der sogenannten Cyclorotation bezüglich des zu operierenden Auges durchzuführen. Beide Lasertherapievorrichtungen sind und bleiben selbstständig und autark.Both laser therapy devices are generally (and especially when used together) able to carry out fine positioning independently, for example to compensate for the so-called cyclorotation in relation to the eye to be operated on. Both laser therapy devices are and remain independent and self-sufficient.
Die erfindungsgemäße Lasertherapievorrichtung, das erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäße Verbund können durch jeweils für sich vorteilhafte Weiterbildungen verbessert werden. Die zusätzlichen Merkmale der nachfolgend beschriebenen Weiterbildungen können beliebig miteinander kombiniert und/oder weggelassen werden. Merkmale, welche für die Lasertherapievorrichtung beschrieben sind, sind dabei auch auf das erfindungsgemäße Verfahren und auf jede der Lasertherapievorrichtungen des Verbunds anwendbar. Ebenso können Merkmale, welche für das Verfahren beschrieben werden, auf eine entsprechende Ausgestaltung der Lasertherapievorrichtung übertragen werden.The laser therapy device according to the invention, the method according to the invention and the composite according to the invention can be improved by further developments that are each advantageous in themselves. The additional features of the further developments described below can be combined with one another as desired and/or omitted. Features that are described for the laser therapy device can also be applied to the method according to the invention and to each of the laser therapy devices in the composite. Features that are described for the method can also be transferred to a corresponding design of the laser therapy device.
Die datenübertragende Verbindung der Lasertherapievorrichtung kann bevorzugt eine kabelgebundene Verbindung sein. Hierfür können in der jeweiligen Lasertherapievorrichtung bereits vorgesehene Anschlüsse genutzt oder ein zusätzlicher Anschluss bereitgestellt werden. Aus Gründen der Sicherheit und Störanfälligkeit ist eine drahtlose Verbindung nicht bevorzugt, generell wird diese aber nicht ausgeschlossen. Die Verbindung kann beispielsweise über einen CAN-Bus, eine Netzwerkverbindung per LAN-Kabel oder andere vorzugsweise genormte Anschluß- und Stecker-Geometrien und/oder unter Nutzung verschiedener Anschlussprotokolle erfolgen. Jede der miteinander verbundenen Lasertherapievorrichtungen ist jeweils ausgestaltet mit der jeweils anderen Lasertherapievorrichtung Daten bidirektional und bevorzugt parallel auszutauschen und diese interpretieren zu können.The data transmission connection of the laser therapy device can preferably be a wired connection. For this purpose, connections already provided in the respective laser therapy device can be used or an additional connection can be provided. For reasons of safety and susceptibility to interference, a wireless connection is not preferred, but is generally not ruled out. The connection can be made, for example, via a CAN bus, a network connection via LAN cable or other preferably standardized connection and plug geometries and/or using different connection protocols. Each of the interconnected laser therapy devices is designed to be able to exchange data bidirectionally and preferably in parallel with the other laser therapy device and to be able to interpret this data.
Der Laseraustritt ist als Ausgang eines Therapiestrahls aus der Lasertherapievorrichtung zu verstehen. An diesem wird ein Strahlengang des Therapiestrahls herausführt. Der Laseraustritt kann ein Fenster oder eine Öffnung sein, die vor Beginn einer Behandlung über der zu behandelnden Stelle positioniert wird. Diese grobe Positionierung wird mit der vorliegenden Erfindung vereinfacht und beschleunigt.The laser exit is to be understood as the exit of a therapy beam from the laser therapy device. A beam path of the therapy beam is led out of this. The laser exit can be a window or an opening that is positioned above the area to be treated before the start of treatment. This rough positioning is simplified and accelerated with the present invention.
Positioniervorrichtungen zur Positionierung des am Applikationsarm vorgesehenen Laseraustritts können Gelenke und/oder Linearversteller und/oder andere mechanische Verstellvorrichtungen in beliebiger Anzahl und/oder Kombination aufweisen. Idealerweise erlaubt eine Positioniervorrichtung eine Positionierung des Applikationsarms und somit des Laseraustritts in allen drei Raumrichtungen. In einer Ausgestaltung kann die Positioniervorrichtung nur eine Einstellung des Laseraustritts in X- und Y- Richtung ermöglichen. Eine Höhenverstellung kann in einem solchen Fall durch eine entsprechende Höhenverstellvorrichtung ermöglicht werden. Alternativ kann eine Höhenverstellung von einer Patientenliege bereitgestellt werden.Positioning devices for positioning the laser output provided on the application arm can have joints and/or linear adjusters and/or other mechanical adjustment devices in any number and/or combination. Ideally, a positioning device allows positioning of the application arm and thus the laser output in all three spatial directions. In one embodiment, the positioning device can only allow adjustment of the laser output in the X and Y directions. In such a case, height adjustment can be made possible by a corresponding height adjustment device. Alternatively, height adjustment can be provided by a patient bed.
Die Transformationseinheit kann ein Bestandteil der Steuervorrichtung oder separat in der Lasertherapievorrichtung bereitgestellt sein. Die Transformationseinheit kann durch Hardware, Software oder eine Kombination von Hardware und Software bereitgestellt werden.The transformation unit may be a component of the control device or provided separately in the laser therapy device. The transformation unit may be provided by hardware, software or a combination of hardware and software.
Um Objektkoordinatendaten ermitteln zu können ist es vorteilhaft, wenn das Referenzobjekt wenigstens zwei in einer Ebene liegende Punkte umfasst. Als Punkte sind hierbei unterscheidbaren geometrische Merkmale des Referenzobjektes zu verstehen, denen eindeutige Koordinaten zuweisbar sind.In order to be able to determine object coordinate data, it is advantageous if the reference object comprises at least two points lying in one plane. Points are to be understood as distinguishable geometric features of the reference object to which unique coordinates can be assigned.
Alternativ ist es möglich, dass das Referenzobjekt so ausgestaltet ist, dass dieses mindestens einen Punkt mit eindeutig zuweisbaren Koordinaten und eine zusätzliche Drehwinkelmarke umfasst, wobei die Drehwinkelmarke in Verbindung mit dem mindestens einen Punkt eine Rotation des Referenzobjektes repräsentiert und somit die Messung eines Rotationswinkels ermöglicht.Alternatively, it is possible for the reference object to be designed in such a way that it comprises at least one point with clearly assignable coordinates and an additional angle of rotation mark, wherein the angle of rotation mark in conjunction with the at least one point enables a rotation of the reference zobject and thus enables the measurement of a rotation angle.
Die Transformationsvorschrift kann zur Transformation von dreidimensionalen Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung in dreidimensionale Koordinaten der Lasertherapievorrichtung ausgestaltet sein. Hierbei umfasst das Referenzobjekt drei Punkte im dreidimensionalen Raum, wobei nicht alle drei Punkte in einer Ebene liegen. Alternativ kann für diese Ausgestaltung das Referenzobjekt einen Punkt und zwei Drehwinkelmarken umfassen, wobei jede der Drehwinkelmarken jeweils eine Rotation des Referenzobjektes um eine von zwei sich unterscheidenden Achsen repräsentiert.The transformation rule can be designed to transform three-dimensional coordinates of the further laser therapy device into three-dimensional coordinates of the laser therapy device. In this case, the reference object comprises three points in three-dimensional space, whereby not all three points lie in one plane. Alternatively, for this embodiment, the reference object can comprise one point and two rotation angle marks, whereby each of the rotation angle marks represents a rotation of the reference object about one of two different axes.
Die weiteren Objektkoordinatendaten werden von der weiteren Lasertherapievorrichtung vom selben Referenzobjekt ermittelt. Das Referenzobjekt wird hierbei nicht in seiner Lage verändert. Die weiteren Objektkoordinatendaten werden der Lasertherapievorrichtung bereitgestellt. Gleichzeitig können die Objektkoordinatendaten der Lasertherapievorrichtung der weiteren Lasertherapievorrichtung bereitgestellt werden.The additional object coordinate data are determined by the additional laser therapy device from the same reference object. The position of the reference object is not changed. The additional object coordinate data are provided to the laser therapy device. At the same time, the object coordinate data of the laser therapy device can be provided to the additional laser therapy device.
Die Transformationsvorschrift kann ausgestaltet sein aus Koordinaten eines Objektpunktes (ein beliebiger Punkt im Bearbeitungsbereich) im Koordinatensystem der weiteren Lasertherapievorrichtung die Koordinaten im Koordinatensystem der Lasertherapievorrichtung zu berechnen. Die Transformationsvorschrift kann eine lineare Transformation repräsentieren, die eine Translation, eine Drehung, eine Skalierung und eine Scherung in beliebiger Kombination und/oder Reihenfolge enthalten kann. Die Transaktionsvorschrift repräsentiert dabei insbesondere eine affine Transformation.The transformation rule can be designed to calculate the coordinates in the coordinate system of the laser therapy device from coordinates of an object point (any point in the processing area) in the coordinate system of the further laser therapy device. The transformation rule can represent a linear transformation that can contain a translation, a rotation, a scaling and a shearing in any combination and/or order. The transaction rule represents in particular an affine transformation.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Lasertherapievorrichtung kann diese wenigsten eine Kamera zur Ermittlung der Objektkoordinatendaten des im Bearbeitungsbereich angeordneten Referenzobjektes umfassen. Die Objektkoordinatendaten können in oder durch die Kamera und/oder in oder durch die Steuervorrichtung gespeichert werden und der Transformationseinheit bereitgestellt werden.In an advantageous embodiment of the laser therapy device, it can comprise at least one camera for determining the object coordinate data of the reference object arranged in the processing area. The object coordinate data can be stored in or by the camera and/or in or by the control device and made available to the transformation unit.
Die Kamera kann bevorzugt eine optische Achse aufweisen, die kollinear zu einem Strahlengang des Therapielichts angeordnet ist. Dabei kann die Kamera den Bearbeitungsbereich durch den Laseraustritt hindurch aufnehmen. Die optische Achse der Kamera kann im Applikationsarm oder zwischen Laseraustritt und Bearbeitungsbereich mit dem Strahlengang des Therapielichts kombiniert werden, beispielsweise mittels eines dichroitischen optischen Elements.The camera can preferably have an optical axis that is arranged collinearly to a beam path of the therapy light. The camera can record the processing area through the laser exit. The optical axis of the camera can be combined with the beam path of the therapy light in the application arm or between the laser exit and the processing area, for example by means of a dichroic optical element.
Die Kamera kann den Bearbeitungsbereich teilweise oder vollständig aufnehmen.The camera can record the processing area partially or completely.
Die Objektkoordinatendaten können mittelbar oder unmittelbar durch die Kamera ermittelt werden. Die Kamera selbst oder die Transformationseinheit kann ausgestaltet sein eine Objekterkennung in von der Kamera aufgenommenen Bildern durchzuführen. Ferner kann die Kamera oder die Transformationseinheit ausgestaltet sein eine Ist-Lage jedes der in einem Bild erkannten Objekte (d.h. jeder der Referenzmarken) im Bildfeld der Kamera zu ermitteln und mit einer vorab gespeicherten Soll-Lage zu vergleichen. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Kamera oder die Transformationseinheit ausgestaltet ist die Positioniereinheit in Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen Ist-Lage und Soll-Lage des erkannten Objektes derart zu steuern, dass dieser Unterschied minimiert wird. Letztlich kann die Kamera oder die Transformationseinheit ausgestaltet sein die Teilobjektkoordinatendaten, welche die Koordinaten einer einzelnen Referenzmarke repräsentieren, zu ermitteln oder auszulesen, wenn die Ist-Lage der Soll-Lage entspricht. Die Kamera oder die Transformationseinheit kann somit ausgestaltet sein die Ist-Lage und Soll-Lage abzugleichen, bevorzugt automatisiert.The object coordinate data can be determined directly or indirectly by the camera. The camera itself or the transformation unit can be designed to carry out object recognition in images recorded by the camera. Furthermore, the camera or the transformation unit can be designed to determine an actual position of each of the objects recognized in an image (i.e. each of the reference marks) in the image field of the camera and to compare it with a previously stored target position. It is also advantageous if the camera or the transformation unit is designed to control the positioning unit depending on a difference between the actual position and the target position of the recognized object in such a way that this difference is minimized. Finally, the camera or the transformation unit can be designed to determine or read out the partial object coordinate data, which represent the coordinates of an individual reference mark, if the actual position corresponds to the target position. The camera or the transformation unit can thus be designed to compare the actual position and the target position, preferably automatically.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Strichdicke der Referenzmarke bekannt sein und eine oder mehrere, z.B. zwei oder drei, oder vier kalibrierte Kamera(s) verwendet werden. Mittels bekannter Strichdicke und kalibrierter Kamera(s) kann die jeweilige Lasertherapievorrichtung somit ausgestaltet sein, einen vertikalen Abstand vom Laseraustritt zur Referenzmarke zu bestimmen.In a further advantageous embodiment, a line thickness of the reference mark can be known and one or more, e.g. two or three, or four calibrated cameras can be used. Using a known line thickness and calibrated camera(s), the respective laser therapy device can thus be designed to determine a vertical distance from the laser exit to the reference mark.
Das Referenzobjekt kann zwei Referenzmarken oder eine Referenzmarke mit Drehwinkelmarke umfassen, wobei die Drehwinkelmarke es erlaubt einen Drehwinkel des Referenzobjektes zu ermitteln. Dies erlaubt die Erzeugung einer Transformationsvorschrift für zweidimensionale Koordinaten. Wie vorab erwähnt werden zur Erzeugung einer dreidimensionalen Transformationsvorschrift drei Referenzmarken, die nicht in einer Ebene liegen, oder eine Referenzmarke mit zwei Drehwinkelmarken, die sich auf unterschiedliche Drehachsen beziehen, benötigt.The reference object can comprise two reference marks or a reference mark with a rotation angle mark, whereby the rotation angle mark allows a rotation angle of the reference object to be determined. This allows the generation of a transformation rule for two-dimensional coordinates. As previously mentioned, to generate a three-dimensional transformation rule, three reference marks that are not in one plane or a reference mark with two rotation angle marks that refer to different axes of rotation are required.
Ein Konfidenzintervall der von einer Transformationsvorschrift berechneten Koordinaten kann verkleinert werden, wenn die zwei Referenzmarken oder die eine Referenzmarke und die Drehwinkelmarke weiter voneinander entfernt werden. Jede Referenz- oder Drehwinkelmarke befindet sich dabei innerhalb des Bearbeitungsbereiches. Werden die beiden Referenzmarken oder die Referenz- und Drehwinkelmarke weit voneinander entfernt gewählt, so kann auch eine Stauchung oder Streckung der Koordinatensysteme der beiden Lasertherapievorrichtungen beim Ermitteln der Transformationsvorschrift berücksichtigt werden und in der Transformationsvorschrift enthalten sein. A confidence interval of the coordinates calculated by a transformation rule can be reduced if the two reference marks or the one reference mark and the angle of rotation mark are further apart. Each reference or angle of rotation mark is located within the processing area. If the two reference marks or the reference and angle of rotation marks are selected to be far apart from each other, Thus, a compression or stretching of the coordinate systems of the two laser therapy devices can also be taken into account when determining the transformation rule and can be included in the transformation rule.
Der Bearbeitungsbereich kann eine Ausdehnung von kleiner 20 cm mal kleiner 20 cm aufweisen. Weiter bevorzugt weist der Bearbeitungsbereich eine rechteckige Form mit einer Ausdehnung von kleiner 15 cm mal kleiner 5 cm auf. Weiter bevorzugt hat der Bearbeitungsbereich eine Ausdehnung von ca. 13,5 cm mal 4,5 cm. Ein solcher Bearbeitungsbereich ermöglicht die Bearbeitung beider Augen eines Patienten für unterschiedliche Augenabstände.The processing area can have an extension of less than 20 cm by less than 20 cm. More preferably, the processing area has a rectangular shape with an extension of less than 15 cm by less than 5 cm. More preferably, the processing area has an extension of approximately 13.5 cm by 4.5 cm. Such a processing area enables the processing of both eyes of a patient for different interpupillary distances.
Die Referenzmarken können Punkte, Kreise, Fadenkreuze oder andere Muster sein, die von einer Objekterkennung erfassbar sind. Insbesondere kann in einem vorgegebenen Fadenkreuz oder Muster eine Drehwinkelmarke vorhanden sein. Das Fadenkreuz bzw. das Muster hat dabei eine Zähligkeit von 1 bezüglich einer senkrecht zur Ebene des Fadenkreuzes bzw. Musters orientierten Drehachse.The reference marks can be points, circles, crosshairs or other patterns that can be detected by an object recognition system. In particular, a rotation angle mark can be present in a given crosshair or pattern. The crosshair or pattern has a count of 1 with respect to a rotation axis oriented perpendicular to the plane of the crosshair or pattern.
Sofern die optische Achse der Kamera nicht kollinear zum Strahlengang des Therapielichts verläuft und somit unter einem Winkel ungleich 90 Grad zum Bearbeitungsbereich orientiert ist, kann die Kamera oder die Transformationseinheit ausgestaltet sein eine Projektion des Bildes und/oder eine Abstandsinformation in der oben erläuterten Auswertung des Vergleichs zwischen Ist-Lage und Soll-Lage des erkannten Objektes zu berücksichtigen. Die Berechnung einer Projektion unter Kenntnis des Winkels und Abstands ist bekannt und soll hier nicht weiter erläutert werden.If the optical axis of the camera is not collinear with the beam path of the therapy light and is therefore oriented at an angle other than 90 degrees to the processing area, the camera or the transformation unit can be designed to take into account a projection of the image and/or distance information in the above-described evaluation of the comparison between the actual position and the target position of the detected object. The calculation of a projection with knowledge of the angle and distance is known and will not be explained further here.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung kann das im Bearbeitungsbereich angeordnete Referenzobjekt wenigstens zwei voneinander beabstandete 4-Quadrantendioden umfassen. Die Lasertherapievorrichtung kann wenigstens einen Positionierlaser und eine Auswerteeinheit aufweisen. Der Positionierlaser kann ausgestaltet sein, am Laseraustritt austretende und zum Bearbeitungsbereich propagierende Positionierlaserstrahlung zu generieren. Der obige Zusammenhang zwischen Abstand der Referenzmarken und Konfidenzintervall gilt auch für einen Abstand der 4-Quadrantendioden untereinander.In a further embodiment of the laser therapy device according to the invention, the reference object arranged in the processing area can comprise at least two 4-quadrant diodes spaced apart from one another. The laser therapy device can have at least one positioning laser and an evaluation unit. The positioning laser can be designed to generate positioning laser radiation emerging at the laser exit and propagating to the processing area. The above relationship between the distance of the reference marks and the confidence interval also applies to the distance between the 4-quadrant diodes.
Der Positionierlaser kann insbesondere ein im sichtbaren Spektralbereich emittierender Laser sein, der zugleich als Ziellaser verwendet werden kann.The positioning laser can in particular be a laser emitting in the visible spectral range, which can also be used as a target laser.
Die Auswerteeinheit kann ausgestaltet sein ein Diodensignal einzulesen, wobei das Diodensignal eine von der 4-Quadrantendiode bei Auftreffen der Positionierlaserstrahlung auf selbe erzeugte Ladungsträgerverteilung repräsentiert. Die Auswerteeinheit kann ferner ausgestaltet sein in Abhängigkeit vom Diodensignal ein Steuersignal zum Steuern der Positioniervorrichtung zu generieren und das Steuersignal an die Steuereinheit oder die Positioniervorrichtung zu übermitteln. Letztlich kann die Auswerteeinheit auch ausgestaltet sein beim Detektieren eines homogenen Diodensignals, welches ein gleichverteiltes Auftreffen des Positionierlasers auf allen vier Quadranten der 4-Quadrantendiode repräsentiert, Diodendaten der 4-Quadrantendiode auszulesen oder zu ermitteln. Die Diodendaten repräsentieren die Koordinaten der 4-Quadrantendiode. Die Diodendaten entsprechen somit Teilobjektkoordinatendaten. Die Objektkoordinatendaten umfassen die Diodendaten der beiden 4-Quadrantendioden bzw. die Teilobjektkoordinatendaten von zwei Referenzmarken oder die Teilobjektkoordinatendaten der Referenzmarke und Winkeldaten der Drehwinkelmarke.The evaluation unit can be designed to read in a diode signal, the diode signal representing a charge carrier distribution generated by the 4-quadrant diode when the positioning laser radiation hits it. The evaluation unit can also be designed to generate a control signal for controlling the positioning device depending on the diode signal and to transmit the control signal to the control unit or the positioning device. Finally, the evaluation unit can also be designed to read out or determine diode data of the 4-quadrant diode when a homogeneous diode signal is detected, which represents an evenly distributed impact of the positioning laser on all four quadrants of the 4-quadrant diode. The diode data represents the coordinates of the 4-quadrant diode. The diode data therefore corresponds to partial object coordinate data. The object coordinate data includes the diode data of the two 4-quadrant diodes or the partial object coordinate data of two reference marks or the partial object coordinate data of the reference mark and angle data of the rotation angle mark.
Ein Ladungsverteilungssignal kann ein Signal sein, welches eine ermittelte elektrische Ladung in den vier Quadranten der 4-Quadrantendiode repräsentiert. Die erzeugten Ladungen können auf die vier Quadranten verteilt sein. Eine Gleichverteilung der Ladung repräsentiert einen Zustand, in welchem ein symmetrischer, die 4-Quadrantendiode anregender Strahl im Zentrum der 4-Quadrantendiode auftrifft.A charge distribution signal may be a signal representing a detected electrical charge in the four quadrants of the 4-quadrant diode. The generated charges may be distributed over the four quadrants. An equal distribution of the charge represents a condition in which a symmetrical beam exciting the 4-quadrant diode strikes the center of the 4-quadrant diode.
Das homogene Diodensignal setzt bei Annahme obiger Definition ein achsensymmetrisches Strahlprofil voraus. In anderen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung kann die Auswerteeinheit ausgestaltet sein, nicht-achsensymmetrische Strahlprofile bei der Auswertung des Diodensignals zu berücksichtigen, so dass auch mit Positionierlasern mit nicht-achsensymmetrischem Strahlprofil eine zentrale Positionierung des Positionierlasers (z.B. Schwerpunkt des Positionierlaserstrahls) auf der 4-Quadrantendiode detektiert werden kann. In diesem Fall kann ein homogenes Diodensignal abweichend von der obigen Beschreibung definiert sein.The homogeneous diode signal assumes an axially symmetrical beam profile when assuming the above definition. In other embodiments of the laser therapy device according to the invention, the evaluation unit can be designed to take non-axially symmetrical beam profiles into account when evaluating the diode signal, so that a central positioning of the positioning laser (e.g. center of gravity of the positioning laser beam) on the 4-quadrant diode can be detected even with positioning lasers with a non-axially symmetrical beam profile. In this case, a homogeneous diode signal can be defined differently from the above description.
Sowohl das homogene Diodensignal als auch eine detektierte Gleichheit von Ist-Lage und Soll-Lage des detektieren Objektes (z.B. Referenzmarke) können eine Positionierung des Laseraustritts über der betrachteten 4-Quadrantendiode oder der betrachteten Referenzmarke repräsentieren.Both the homogeneous diode signal and a detected equality of the actual position and the target position of the detected object (e.g. reference mark) can represent a positioning of the laser output over the considered 4-quadrant diode or the considered reference mark.
Die Transformationseinheit kann ausgestaltet sein die Koordinaten der Referenzmarken zu ermitteln, wenn ein homogenes Diodensignal oder eine Gleichheit von Ist-Lage und Soll-Lage erhalten wird. Hierzu kann die Transformationseinheit ausgestaltet sein die Teilobjektkoordinatendaten der jeweiligen 4-Quadrantendiode oder der jeweiligen Referenzmarke von der Positioniervorrichtung anzufragen bzw. der Positioniervorrichtung eine entsprechende Anweisung zur Bereitstellung der Teilobjektkoordinatendaten zu senden. Die Teilobjektkoordinatendaten der beiden Referenzmarken oder die Teilobjektkoordinatendaten einer Referenzmarke zusammen mit Drehwinkeldaten der Drehwinkelmarke bilden die Objektkoordinatendaten.The transformation unit can be designed to determine the coordinates of the reference marks when a homogeneous diode signal or an equality of actual position and target position is obtained. For this purpose, the transformation unit can be designed to determine the partial object coordinate data of the respective to request the position of the respective 4-quadrant diode or the respective reference mark from the positioning device or to send the positioning device a corresponding instruction to provide the partial object coordinate data. The partial object coordinate data of the two reference marks or the partial object coordinate data of a reference mark together with the angle of rotation data of the angle of rotation mark form the object coordinate data.
Die beiden zuvor beschriebenen Ausgestaltungen zum Ermitteln der Objektkoordinatendaten können bevorzugt automatisiert erfolgen. Allerdings ist eine Ermittlung der Objektkoordinatendaten auch manuell möglich.The two previously described embodiments for determining the object coordinate data can preferably be carried out automatically. However, the object coordinate data can also be determined manually.
In einer solchen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung kann der Applikationsarm mittels einer Positioniereinheit von einem Benutzer steuerbar sein und die Lasertherapievorrichtung ferner ein Operationsmikroskop und eine Triggervorrichtung umfassen.In such an embodiment of the laser therapy device according to the invention, the application arm can be controllable by a user by means of a positioning unit and the laser therapy device can further comprise a surgical microscope and a trigger device.
Das Operationsmikroskop kann ausgestaltet sein dem Benutzer eine Abbildung des Bearbeitungsbereiches und des in diesem angeordneten Referenzobjektes bereitzustellen.The surgical microscope can be designed to provide the user with an image of the processing area and the reference object arranged in it.
Die Triggervorrichtung ist ausgestaltet zum Zeitpunkt der Betätigung der Triggervorrichtung durch den Benutzer die derzeitig eingestellten Koordinaten des Applikationsarms als Teilobjektkoordinatendaten der Referenzmarke einzulesen, wenn die dem Benutzer durch das Operationsmikroskop angezeigte Position der Referenzmarke einer vorbestimmten Justageposition der Referenzmarke entspricht. Die vorbestimmte Justageposition entspricht hierbei der zuvor beschriebenen Soll-Lage der Referenzmarke. Der Benutzer kann die Ermittlung/Bereitstellung der Teilobjektkoordinatendaten für die beiden Referenzmarken veranlassen und erhält somit die Objektkoordinatendaten des Referenzobjektes.The trigger device is designed to read the currently set coordinates of the application arm as partial object coordinate data of the reference mark at the time the trigger device is actuated by the user if the position of the reference mark shown to the user by the surgical microscope corresponds to a predetermined adjustment position of the reference mark. The predetermined adjustment position corresponds to the previously described target position of the reference mark. The user can initiate the determination/provision of the partial object coordinate data for the two reference marks and thus receives the object coordinate data of the reference object.
Wenn ein Referenzobjekt eine Referenzmarke und eine Drehwinkelmarke umfasst, ist die Positioniereinheit ausgestaltet, das dem Benutzer angezeigte Bild des Bearbeitungsbereiches zu drehen, so dass der Benutzer zum einen die Position und zum andern auch die Rotation des Referenzobjektes variieren kann. Stimmen beide mit der Justageposition und einer Justagerotation überein, können durch Betätigung der Triggervorrichtung die Objektkoordinatendaten des Referenzobjektes ermittelt oder bereitgestellt werden.If a reference object comprises a reference mark and a rotation angle mark, the positioning unit is designed to rotate the image of the processing area displayed to the user, so that the user can vary the position and the rotation of the reference object. If both correspond to the adjustment position and an adjustment rotation, the object coordinate data of the reference object can be determined or provided by activating the trigger device.
Als Operationsmikroskop können erfindungsgemäß prinzipiell alle Mittel verstanden werden, die es erlauben das Referenzobjekte abzubilden oder darzustellen. Denkbar sind somit beispielsweise und nicht einschränkend eine 2D oder 3D Kamera oder zwei 2D Kameras, die (jeweils) ein Bild aufnimmt (aufnehmen), welche(s) in einem Okular oder auf einem Monitor oder einem 3D Monitor angezeigt wird (werden). Ein analoges Operationsmikroskop mit Okular ist ebenso denkbar. Es können auch mehr als zwei 2D Kameras vorgesehen sein, z.B. drei, vier oder fünf. Bei Verwendung von zwei oder mehr Kameras sind diese bevorzugt jeweils schräg zueinander angeordnet.According to the invention, a surgical microscope can in principle be understood as any means that allow the reference object to be imaged or displayed. For example, and not limited to, a 2D or 3D camera or two 2D cameras that (each) record an image that is displayed in an eyepiece or on a monitor or a 3D monitor are conceivable. An analog surgical microscope with an eyepiece is also conceivable. More than two 2D cameras can also be provided, e.g. three, four or five. When using two or more cameras, these are preferably arranged at an angle to one another.
Die Triggervorrichtung kann eine Einrichtung sein, die bei Betätigung ein Auslesen der Koordinaten der Referenzmarke anstößt bzw. einleitet. Die Triggervorrichtung kann beispielsweise ein manuell betätigbarer Knopf, ein manueller oder elektrischer Schalter, ein Fußschalter oder auch ein Button auf einem Touchscreen sein.The trigger device can be a device that, when activated, triggers or initiates a reading of the coordinates of the reference mark. The trigger device can, for example, be a manually operated button, a manual or electrical switch, a foot switch or even a button on a touchscreen.
In dieser Ausgestaltung entscheidet der Benutzer, ob die im Operationsmikroskop angezeigte Position der Referenzmarke mit der vorbestimmten Justageposition übereinstimmt. Das Operationsmikroskop kann ausgestaltet sein den Anwender hierbei mittels einer permanent angezeigten Abgleichsmarke oder einer einblendbaren Abgleichsmarke beim Abgleich zu unterstützen. Eine Abgleichsmarke kann insbesondere mit dem angezeigten Bild des Bearbeitungsbereiches überlagert werden.In this embodiment, the user decides whether the position of the reference mark displayed in the surgical microscope corresponds to the predetermined adjustment position. The surgical microscope can be designed to support the user in the adjustment by means of a permanently displayed adjustment mark or a fade-in adjustment mark. A adjustment mark can in particular be superimposed on the displayed image of the processing area.
Wird die Abgleichsmarke mit dem Bild überlagert, so kann die Abgleichsmarke in einer halbautomatischen Ausgestaltung eine korrekte Überlagerung durch eine Farbänderung, ein Blinken oder eine Kombination von beiden anzeigen.If the alignment mark is superimposed on the image, the alignment mark can, in a semi-automatic design, indicate correct superimposition by a color change, a flashing, or a combination of both.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Auswerteeinrichtung oder die Steuereinrichtung (die Auswerteeinrichtung kann Teil der Steuereinrichtung oder von dieser ausgebildet sein) ausgestaltet sein ein von der Triggervorrichtung erzeugtes Triggersignal zu empfangen, auszuwerten und basierend auf dem Triggersignal ein Auslesen der Objektkoordinaten zu veranlassen.In a further embodiment, the evaluation device or the control device (the evaluation device can be part of the control device or can be formed by it) can be designed to receive a trigger signal generated by the trigger device, to evaluate it and to initiate a reading of the object coordinates based on the trigger signal.
In einer weiteren Ausgestaltung kann das automatische Auffinden der Soll-Lage und das manuelle Auffinden der Soll-Lage kombiniert werden. Ein Benutzer kann zuerst den Applikationsarm manuell steuern bis die Referenzmarke in das Bildfeld der Kamera gelangt, wobei die nachfolgende Steuerung und der Abgleich Ist-Lage zur Soll-Lage automatisch anhand des Kamerabildes erfolgen kann.In a further embodiment, the automatic finding of the target position and the manual finding of the target position can be combined. A user can first control the application arm manually until the reference mark enters the camera's field of view, whereby the subsequent control and comparison of the actual position with the target position can be carried out automatically using the camera image.
Ebenso kann ein Abgleichen mit der Soll-Lage zuerst automatisiert erfolgen und der Benutzer nach dem automatisierten Abgleich die Möglichkeit einer Korrektur des Abgleiches bekommen. Die Korrektur kann auch möglich sein, wenn die Soll-Lage zuerst manuell und dann automatisiert abgeglichen wurde.Likewise, a comparison with the target position can first be carried out automatically and the user can then correct the comparison after the automated comparison. The correction can also be possible if the target position was first compared manually and then automatically.
Der oben beschriebene Abgleich auf die Soll-Lage einer Referenzmarke des Referenzobjektes kann sowohl die Positionierung im zweidimensionalen Raum als auch eine Rotation umfassen. Werden Referenzmarken mit einem Punkt und einer Rotationsmarke verwendet, so ist die Auswerteeinheit oder die Steuereinheit ausgestaltet eine Rotation des Bildfeldes des aufgenommenen Bildes durchzuführen, den Winkel der Rotation auszulesen und diesen durch Drehwinkeldaten zu repräsentieren. Eine Positionierung im dreidimensionalen Raum ist ebenso durchführbar. Dies ist möglich, wenn das Referenzobjekt drei Punkte im dreidimensionalen Raum umfasst, die nicht in einer Ebene liegen. Alternativ kann das Referenzobjekt einen Punkt und zwei Drehwinkelmarken umfassen, die jeweils eine Rotation des Referenzobjektes um eine von zwei sich unterscheidenden Achsen repräsentiert.The adjustment to the target position of a reference mark of the reference object described above can include both positioning in two-dimensional space and rotation. If reference marks with a point and a rotation mark are used, the evaluation unit or the control unit is designed to rotate the image field of the recorded image, read out the angle of rotation and represent it using angle of rotation data. Positioning in three-dimensional space is also possible. This is possible if the reference object comprises three points in three-dimensional space that are not in one plane. Alternatively, the reference object can comprise a point and two angle of rotation marks, each of which represents a rotation of the reference object around one of two different axes.
Erfindungsgemäß kann die Lasertherapievorrichtung wenigstens eine Sicherheitsvorrichtung aufweisen. Diese Sicherheitsvorrichtung kann ausgestaltet sein einen Sicherheitsbereich des jeweiligen Applikationsarms zu überwachen und ein Alarmsignal zu generieren, wenn ein Objekt innerhalb des Sicherheitsbereichs detektiert wird.According to the invention, the laser therapy device can have at least one safety device. This safety device can be designed to monitor a safety area of the respective application arm and to generate an alarm signal when an object is detected within the safety area.
Der Sicherheitsbereich ist das Volumen, innerhalb welchem sich der Applikationsarm bewegen kann. Dieser Sicherheitsbereich kann beispielsweise mittels einer Lichtschranke, einem Ultraschallsensor, einer seitlichen Kamera mit Objekterkennung oder einem auf einem anderen Prinzip arbeitenden Sensor überwacht werden. Das Alarmsignal kann ein Interrupt-Signal sein. Eine solche Sicherheitsvorrichtung erhöht die Sicherheit für den Behandler als auch für den Patienten und verhindert auch Kollisionen von zwei Lasertherapievorrichtungen untereinander, wenn diese miteinander kombiniert werden.The safety area is the volume within which the application arm can move. This safety area can be monitored, for example, by means of a light barrier, an ultrasound sensor, a side camera with object recognition or a sensor that works on a different principle. The alarm signal can be an interrupt signal. Such a safety device increases safety for the practitioner as well as for the patient and also prevents collisions between two laser therapy devices when they are combined.
Eine weitere Ausgestaltung der Lasertherapievorrichtung kann ein Autofokusmodul umfassen, welches ausgestaltet ist, eine Entfernung zwischen Laseraustritt und Bearbeitungsbereich auf eine vorab hinterlegte Behandlungsentfernung einzustellen.A further embodiment of the laser therapy device can comprise an autofocus module which is designed to set a distance between the laser exit and the treatment area to a pre-stored treatment distance.
Insbesondere kann das Autofokusmodul zwei unter einem Winkel zueinander angeordnete, sich kreuzende Laserstrahlen bzw. Laserteilstrahlen bereitstellen, wobei ein Kreuzungspunkt, an welchem sich die beiden Laserstrahlen oder Laserteilstrahlen schneiden in der vorab hinterlegten Behandlungsentfernung zum Laseraustritt angeordnet ist.In particular, the autofocus module can provide two intersecting laser beams or partial laser beams arranged at an angle to each other, wherein a crossing point at which the two laser beams or partial laser beams intersect is arranged at the pre-stored treatment distance from the laser exit.
In einer weiteren Ausgestaltung können, die zur Ermittlung der Soll-Position der Referenzmarken des Referenzobjektes verwendeten 4-Quadrantendioden ausgestaltet sein, das Diodensignal beim Auftreffen der Laserstrahlen oder Laserteilstrahlen des Autofokusmoduls zu generieren. Die Auswerteeinheit kann ferner ausgestaltet sein das von jeder 4-Quadrantendiode generierte Diodensignal auszuwerten. Die vom Autofokusmodul bereitgestellten Laserstrahlen oder Laserteilstrahlen können somit eine Doppelfunktion erfüllen und sowohl zur Einstellung der vorab hinterlegten Behandlungsentfernung als auch zum Abgleich der Ist-Lage einer Referenzmarke des Referenzobjektes an die Soll-Lage dienen.In a further embodiment, the 4-quadrant diodes used to determine the target position of the reference marks of the reference object can be designed to generate the diode signal when the laser beams or partial laser beams of the autofocus module hit. The evaluation unit can also be designed to evaluate the diode signal generated by each 4-quadrant diode. The laser beams or partial laser beams provided by the autofocus module can thus fulfill a dual function and serve both to set the previously stored treatment distance and to compare the actual position of a reference mark of the reference object with the target position.
Die Lasertherapievorrichtung kann ferner ein Kontrollmodul umfassen. Dieses kann ausgestaltet sein spezifische Augenmerkmale repräsentierende Augendaten zu ermitteln und die Augendaten mit Zieldaten zu vergleichen, um die Behandlung des korrekten Auges sicherzustellen.The laser therapy device can further comprise a control module. This can be designed to determine eye data representing specific eye characteristics and to compare the eye data with target data in order to ensure that the correct eye is treated.
Ferner kann das Kontrollmodul ausgestaltet sein mittels Bildverarbeitung zu prüfen, ob das richtige, d.h. zu operierende Auge angefahren wurde. Somit ist eine korrekte Behandlung des Patienten sichergestellt.Furthermore, the control module can be designed to use image processing to check whether the correct eye, i.e. the eye to be operated on, has been targeted. This ensures that the patient is treated correctly.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung das Verbundes kann wenigsten eine der Lasertherapievorrichtungen einen Interrupt-Ausgang zur Bereitstellung eines Interrupt-Signals und wenigsten eine andere der Lasertherapievorrichtungen einen Interrupt-Eingang zum Empfangen des Interrupt-Signals aufweisen. Insbesondere kann die wenigstens eine andere Lasertherapievorrichtung ausgestaltet sein bei Empfang eines Interrupt-Signals eine Bewegung des Applikationsarms zu blockieren. Dies hat den Vorteil, dass jeweils nur eine Lasertherapievorrichtung im Bearbeitungsbereich agieren, sprich sich in diesem bewegen kann. Dies verhindert Kollisionen der wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen.In an advantageous embodiment of the network, at least one of the laser therapy devices can have an interrupt output for providing an interrupt signal and at least one other of the laser therapy devices can have an interrupt input for receiving the interrupt signal. In particular, the at least one other laser therapy device can be designed to block a movement of the application arm upon receipt of an interrupt signal. This has the advantage that only one laser therapy device can operate in the processing area at a time, i.e. can move in it. This prevents collisions between the at least two laser therapy devices.
Alternativ kann der Applikationsarm in eine Parkposition fahren, wenn ein Interrupt-Signal empfangen wird. Jede Steuereinrichtung der Lasertherapievorrichtungen kann ausgestaltet sein, ein Interrupt-Signal zu erzeugen und/oder ein solches zu empfangen und zu bearbeiten.Alternatively, the application arm can move to a parking position when an interrupt signal is received. Each control device of the laser therapy devices can be designed to generate an interrupt signal and/or to receive and process such an interrupt signal.
Besonders bevorzugt sind beide Lasertherapievorrichtungen ausgestaltet die gleichen Steuerdaten zu empfangen, wobei die Steuerdaten unter anderem Interrupt-Signale enthalten, bzw. deren Erzeugung und Bereitstellung repräsentieren können.Particularly preferably, both laser therapy devices are designed to receive the same control data, wherein the control data may contain, among other things, interrupt signals or may represent their generation and provision.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können zwei der wenigsten zwei Lasertherapievorrichtungen in einem Abstand zueinander angeordnet sein, in welchem eine Patientenliege positionierbar ist. Hierbei ist ein horizontal gemessener Abstand zwischen den beiden Lasertherapievorrichtungen gemeint. Bevorzugt kann ein vertikaler Abstand vom Laseraustritt aus dem Applikationsarm zum Bearbeitungsbereich für beide Lasertherapievorrichtungen identisch sein. In einigen Ausgestaltungen kann sich dieser vertikale Abstand für beide Lasertherapievorrichtungen unterscheiden.In a further advantageous embodiment, two of the at least two laser therapy devices can be arranged at a distance from each other in which a patient bed can be positioned This refers to a horizontally measured distance between the two laser therapy devices. Preferably, a vertical distance from the laser exit from the application arm to the processing area can be identical for both laser therapy devices. In some embodiments, this vertical distance can differ for both laser therapy devices.
Bevorzugt können die zwei Lasertherapievorrichtungen von zwei entgegengesetzten Richtungen auf den Bearbeitungsbereich zugreifen, d.h. den jeweiligen Applikationsarm mit Laseraustritt zum Bearbeitungsbereich bewegen. Die Richtungen können auch 90° zueinander orientiert sein. Jeder andere Winkel ist auch denkbar und erfindungsgemäß irrelevant, da die Transformationsvorschrift unabhängig vom Winkel eine Transformation der Koordinatendaten untereinander ermöglicht.Preferably, the two laser therapy devices can access the processing area from two opposite directions, i.e. move the respective application arm with laser output to the processing area. The directions can also be oriented at 90° to each other. Any other angle is also conceivable and irrelevant according to the invention, since the transformation rule enables a transformation of the coordinate data between each other regardless of the angle.
Die Patientenliege kann bevorzugt mittig zwischen den zwei Lasertherapievorrichtungen angeordnet sein. Ferner kann sich der gemeinsame Bearbeitungsbereich auf der Liege befinden, bevorzugt in einem Kopfbereich der Liege.The patient bed can preferably be arranged centrally between the two laser therapy devices. Furthermore, the common treatment area can be located on the bed, preferably in a head area of the bed.
Besonders bevorzugt kann eine Lasertherapievorrichtung eine UV-Laser-basierte Lasertherapievorrichtung und wenigsten eine weitere Lasertherapievorrichtung eine Femtosekundenlaser-basierte Lasertherapievorrichtung sein.Particularly preferably, one laser therapy device can be a UV laser-based laser therapy device and at least one further laser therapy device can be a femtosecond laser-based laser therapy device.
Der Verbund ermöglicht es, den zeitlichen Abstand zweier von den unterschiedlichen Lasertherapievorrichtungen durchzuführender Bearbeitungsschritte zu verringern, beispielsweise auf einen Abstand von weniger als 30 Sekunden.The combination makes it possible to reduce the time interval between two processing steps to be carried out by the different laser therapy devices, for example to an interval of less than 30 seconds.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Koppeln von mindestens zwei datenübertragend miteinander verbundenen Lasertherapievorrichtungen stellt ein Justageverfahren dar, welches keine Interaktion mit einem Patienten erfordert. Beim Koppeln bzw. Verbinden der wenigsten zwei Lasertherapievorrichtungen wird durch das Verfahren ermöglicht, dass die Lasertherapievorrichtungen ausgestaltet sind miteinander zu kommunizieren. Bevorzugt kommunizieren die Lasertherapievorrichtungen gemäß den Steuerdaten untereinander. Dennoch bleiben beide Lasertherapievorrichtungen separate und autarke Systeme, die ausgestaltet sind, Koordinaten eines anderen Koordinatensystems in das jeweils eigene Koordinatensystem zu transformieren, beispielsweise umzurechnen.The method according to the invention for coupling at least two laser therapy devices that are connected to one another in a data-transmitting manner represents an adjustment method that does not require interaction with a patient. When coupling or connecting the at least two laser therapy devices, the method enables the laser therapy devices to be designed to communicate with one another. The laser therapy devices preferably communicate with one another in accordance with the control data. Nevertheless, both laser therapy devices remain separate and self-sufficient systems that are designed to transform, for example convert, coordinates from another coordinate system into their own coordinate system.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Verfahrensschritt des Ermittelns von Objektkoordinatendaten die folgenden Verfahrensschritte umfassen: Ermitteln von Bilddaten, welche ein Kamerabild einer an einem Applikationsarm der Lasertherapievorrichtung angeordneten Kamera repräsentieren; Ermitteln eines Bilddatenbereichs der Bilddaten, welcher das Bild des Referenzobjektes repräsentiert; Ermitteln einer Ist-Lage des Referenzobjektes zu einer Soll-Lage des Referenzobjektes im Kamerabild; Generieren von Steuerdaten zur Steuerung des Applikationsarmes, wenn die Ist-Lage des Referenzobjektes nicht der Soll-Lage entspricht; und Auslesen der aktuellen Objektkoordinatendaten, wenn die Ist-Lage des Referenzobjektes der Soll-Lage entspricht. Weitere Details dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind vorstehender Erläuterung der entsprechenden Ausgestaltung der Lasertherapievorrichtung, die eine Kamera, eine 3D Kamera oder zwei oder mehr Kameras umfasst, zu entnehmen.In one embodiment of the method according to the invention, the method step of determining object coordinate data can comprise the following method steps: determining image data which represent a camera image of a camera arranged on an application arm of the laser therapy device; determining an image data area of the image data which represents the image of the reference object; determining an actual position of the reference object in relation to a target position of the reference object in the camera image; generating control data for controlling the application arm if the actual position of the reference object does not correspond to the target position; and reading out the current object coordinate data if the actual position of the reference object corresponds to the target position. Further details of this embodiment of the method according to the invention can be found in the above explanation of the corresponding embodiment of the laser therapy device, which comprises a camera, a 3D camera or two or more cameras.
Alternativ oder zusätzlich kann der Verfahrensschritt des Ermittelns von Objektkoordinatendaten die folgenden Verfahrensschritte umfassen: Einlesen eines Diodensignals, welches eine von einer 4-Quadrantendiode bei Auftreffen einer Positionierlaserstrahlung auf selbe erzeugte Ladungsträgerverteilung repräsentiert; Generieren von Steuerdaten in Abhängigkeit vom Diodensignal zur Steuerung des Applikationsarmes, wenn kein homogenes Diodensignal ermittelt wird; und Auslesen der aktuellen Objektkoordinatendaten, wenn ein homogenes Diodensignal ermittelt wird, wobei das homogene Diodensignal ein gleichverteiltes Auftreffen der Positionierlaserstrahlung auf allen vier Quadranten der 4-Quadrantendiode repräsentiert. Details der obigen Erläuterung der entsprechenden Ausgestaltung der Lasertherapievorrichtung, die ausgestaltet ist, eine 4-Quadrantendiode auszulesen, können entsprechend auf diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen werden.Alternatively or additionally, the method step of determining object coordinate data can comprise the following method steps: reading in a diode signal which represents a charge carrier distribution generated by a 4-quadrant diode when positioning laser radiation strikes it; generating control data depending on the diode signal for controlling the application arm if no homogeneous diode signal is determined; and reading out the current object coordinate data if a homogeneous diode signal is determined, wherein the homogeneous diode signal represents an evenly distributed impact of the positioning laser radiation on all four quadrants of the 4-quadrant diode. Details of the above explanation of the corresponding embodiment of the laser therapy device, which is designed to read out a 4-quadrant diode, can be transferred accordingly to this embodiment of the method according to the invention.
Das Verfahrung zur Kopplung von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen kann besonders bevorzugt vollständig automatisiert durchgeführt werden.The method for coupling at least two laser therapy devices can particularly preferably be carried out completely automatically.
Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt, welches, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, die Verfahrensschritte einer oben beschriebenen Ausgestaltung des Verfahrens zur Kopplung von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen ausführt.The invention further relates to a computer program product which, when executed on a computer, carries out the method steps of an embodiment of the method for coupling at least two laser therapy devices described above.
Erfindungsgemäß kann ein Verfahren zur Fehlsichtigkeitskorrektur somit die folgenden Verfahrensschritte umfassen: die Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Koppeln mindestens zweier datenübertragend miteinander verbundener Lasertherapievorrichtungen; das Schneiden eines Schnittmusters in die Hornhaut eines menschlichen Auges mit der Lasertherapievorrichtung; das Übertragen von Koordinatendaten des menschlichen Auges von der Lasertherapievorrichtung an eine weitere Lasertherapievorrichtung; das Transformieren der Koordinatendaten des menschlichen Auges in weitere Koordinatendaten durch die weitere Lasertherapievorrichtung gemäß der ermittelten Transformationsvorschrift; das Bewegen des Applikationsarms der weiteren Lasertherapievorrichtung zu den transformierten Koordinatendaten; und das Durchführen der Fehlsichtigkeitskorrektur am menschlichen Auge durch die weitere Lasertherapievorrichtung. Das Schnittmuster kann ein gerader Schnitt sein oder sich aus mehreren Schnitten zusammensetzen. Das Schnittmuster kann beispielsweise einen Flap repräsentieren. In einer anderen Ausgestaltung kann das Schnittmuster eine Inzision repräsentieren, die einen Zugang zu einem zu bearbeitenden Bereich oder die Zuführung eines Transplantates gewährleistet.According to the invention, a method for correcting vision defects can thus comprise the following method steps: the method steps of a method according to the invention for coupling at least two laser therapy devices connected to one another in a data-transmitting manner; cutting a pattern into the cornea of a human eye with the laser therapy device; transmitting coordinate data of the human eye from the laser therapy device to a further laser therapy device; transforming the coordinate data of the human eye into further coordinate data by the further laser therapy device in accordance with the determined transformation rule; moving the application arm of the further laser therapy device to the transformed coordinate data; and carrying out the refractive error correction on the human eye by the further laser therapy device. The cutting pattern can be a straight cut or consist of several cuts. The cutting pattern can represent a flap, for example. In another embodiment, the cutting pattern can represent an incision that ensures access to an area to be treated or the introduction of a transplant.
Eine Ausrichtung von zwei Lasertherapievorrichtungen kann somit bevorzugt vor einer oder auch vor mehreren durchzuführenden Fehlsichtigkeitskorrekturen erfolgen. Bei Bedarf können die Lasertherapievorrichtungen somit variabel positioniert werden, da eine Justage mittels der Erfindung sehr einfach und ohne Fachkenntnisse durchführbar ist. Ist eine Transformationsvorschrift ermittelt, so kann diese in der jeweiligen Lasertherapievorrichtung gespeichert werden. Die Transformationsvorschrift kann dann so lange verwendet werden, bis sich eine relative Position der Lasertherapievorrichtungen untereinander ändert.An alignment of two laser therapy devices can thus preferably be carried out before one or more visual impairment corrections are to be carried out. If necessary, the laser therapy devices can thus be positioned variably, since adjustment using the invention is very simple and can be carried out without specialist knowledge. Once a transformation rule has been determined, it can be stored in the respective laser therapy device. The transformation rule can then be used until a relative position of the laser therapy devices changes.
Nachfolgend sollen die Aspekte der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen dabei lediglich rein beispielhaft mögliche exemplarische Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, wobei die beschriebenen Merkmale beliebig miteinander kombiniert oder weggelassen werden können. Gleiche Merkmale oder Merkmale gleicher Funktion werden ferner durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Auf sich wiederholende Beschreibung von Merkmalen wird verzichtet, sodass Erläuterungen zu Merkmalen, die in vorangegangenen Figuren beschrieben wurden, auch auf andere Figuren übertragbar sind, sofern nicht explizit auf Unterschiede hingewiesen wird.The aspects of the present invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. The drawings show possible exemplary embodiments of the present invention purely by way of example, whereby the described features can be combined with one another or omitted as desired. Identical features or features with the same function are also identified by the same reference numerals. Repetitive descriptions of features are omitted, so that explanations of features that were described in previous figures can also be transferred to other figures, unless differences are explicitly pointed out.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung; -
2 eine schematische Darstellung unterschiedlich ausgestalteter Köpfe der erfindungsgemäßen Lasertherapievorrichtung; -
3 eine schematische Darstellung eines Verbundes aus zwei Lasertherapievorrichtungen; -
4 eine schematische Darstellung der Abfolge der Kopplung zweier Lasertherapievorrichtungen; -
5 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Kopplung von wenigstens zwei Lasertherapievorrichtungen; und -
6 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschrittes des in6 gezeigten Verfahrens.
-
1 a schematic representation of a laser therapy device according to the invention; -
2 a schematic representation of differently designed heads of the laser therapy device according to the invention; -
3 a schematic representation of a combination of two laser therapy devices; -
4 a schematic representation of the sequence of coupling two laser therapy devices; -
5 a schematic representation of the method for coupling at least two laser therapy devices; and -
6 a schematic representation of a process step of the6 procedure shown.
In der
Die Lasertherapievorrichtung 100 weist eine Datenverbindung 170 mittels eines Datenkabels 171 auf und ist ausgestaltet zur datenübertragenden Verbindung mit wenigstens einer weiteren Lasertherapievorrichtung (nicht gezeigt).The
Rein schematisch ist in
Die Steuereinrichtung 180 umfasst ferner eine Transformationseinheit 181, ein Autofokusmodul 182, ein Kontrollmodul 183 und eine Auswerteeinheit 183a, auf die nachfolgend eingegangen wird.The control device 180 further comprises a transformation unit 181, an autofocus module 182, a control module 183 and an evaluation unit 183a, which will be discussed below.
Ferner ist die Steuereinrichtung 180 mit einer Kamera 184, einer Triggervorrichtung 185 in Form eines Fußschalters 185a, einer Positioniereinheit185b, einem Interrupt-Eingang 186, einem Interrupt-Ausgang 187 und optional mit Positionierlasern 188 und einer Sicherheitsvorrichtung 189 verbunden.Furthermore, the control device 180 is connected to a camera 184, a trigger device 185 in the form of a foot switch 185a, a positioning unit 185b, an interrupt input 186, an interrupt output 187 and optionally to positioning lasers 188 and a safety device 189.
Der Applikationsarm 130 ist klappbar und in einer Arbeitsposition 130a und einer Parkposition 130b (gestrichelt) gezeigt. Somit kann der Applikationsarm 130 vom Bearbeitungsbereich 160 weggeklappt werden, wenn die Lasertherapievorrichtung 100 den Bearbeitungsbereich 160 nicht bearbeitet.The
Ein Sicherheitsbereich 133 des Applikationsarms 130 wird von der Sicherheitsvorrichtung 189 überwacht. Die Sicherheitsvorrichtung 189 detektiert dabei, ob sich ein Objekt im Sicherheitsbereich 133 befindet. Die Sicherheitsvorrichtung 189 selbst kann ein Alarmsignal generieren, wenn ein Objekt detektiert wurde. Alternativ kann die Auswertung eines Signals der Sicherheitsvorrichtung 189 durch die Steuervorrichtung 180 erfolgen. Die gezeigte Sicherheitsvorrichtung 189 ist rein schematisch gezeigt. Diese kann auch am Applikationsarm 130 befestigt sein und beispielsweise zwei Sensoren umfassen, die zur Arbeitsposition 130a und zur Parkposition 130b weisen und eine Bewegung in diese beiden Positionen 130a, 130b überwachen. Die Sicherheitsvorrichtung 189 kann beispielsweise eine Kamera, Ultraschallsensoren, optisch arbeitende Sensoren oder auf anderen Wirkprinzipien basierende Sensoren in beliebiger Anzahl und/oder Kombination umfassen.A safety area 133 of the
Die Kamera 184 nimmt durch einen dichroitischen Strahlteiler 184a ein Bild des Bearbeitungsbereiches 160 auf. In anderen, nicht gezeigten Ausgestaltungen kann die Kamera (oder können die zwei oder mehr Kameras oder die 3D Kamera) auch of-axis, d.h. nichtkollinear seitlich des Laseraustritts 132 angebracht sein. In einer solchen Ausgestaltung kann anstelle des Strahlteilers 184a ein Spiegel verwendet werden. In der dargestellten Ausgestaltung kann die Kamera 184 den gesamten Bearbeitungsbereich 160 aufnehmen oder Teile davon. Die Kamera 184 generiert ein Kamerabild, welches an die Steuervorrichtung 180 übermittelt wird. In diesem Kamerabild kann die Steuervorrichtung 180 eine Objekterkennung durchführen und beispielsweise ein Referenzobjekt 400 (noch nicht gezeigt) identifizieren. Eine Ist-Lage dieses Referenzobjektes wird mit einer in der Lasertherapievorrichtung 100, bevorzugt in der Steuervorrichtung 180 vorab gespeicherten Soll-Lage des Referenzobjektes verglichen. Entspricht die Ist-Lage nicht der Soll-Lage, so kann die Steuervorrichtung 180 die Positioniervorrichtung 120 steuern und die Lage der Kamera 184 bezüglich des Bearbeitungsbereiches verändern. Sobald die Steuervorrichtung 180 eine Gleichheit von Ist-Lage und Soll-Lage erkennt, kann diese die aktuell eingestellten Koordinaten der Positioniervorrichtung 120 in Form von Objektkoordinatendaten121 einlesen. Die Objektkoordinatendaten 121 sind rein schematisch dargestellt.The camera 184 records an image of the
Eine andere Möglichkeit die Objektkoordinatendaten 121 zu ermitteln, stellt die Nutzung der Positionierlaser 188 und einer (noch nicht gezeigten) 4-Quadrantendiode dar. Hierbei wird ein von der 4-Quadrantendiode erzeugtes Signal von der Auswerteeinheit 183a ausgewertet. Das Signal der 4-Quadrantendiode ist aufgrund der gekreuzten Anordnung der Positionierlaser 188 nur dann ein homogenes Signal, wenn die Positioniervorrichtung 120 und die 4-Quadrantendiode so zueinander ausgerichtet sind, dass die 4-Quadrantendiode in einem Kreuzungspunkt 188a der Positionierlaser 188 liegt. Bei dieser Anordnung können Teilsignale der einzelnen Quadranten der 4-Quadrantendiode gleich groß sein. Ist dies der Fall, so liest die Steuervorrichtung 180 die Objektkoordinatendaten 121 aus.Another possibility for determining the object coordinate
Die Positionierlaser 188 werden in der gezeigten Ausgestaltung auch als Distanzlaser 188b verwendet. Die sich überkreuzenden Distanzlaser 188b erlauben es, in Zusammenarbeit mit dem Autofokusmodul 182 eine Entfernung zwischen Laseraustritt 132 und Bearbeitungsbereich 160 auf eine vorab hinterlegte Behandlungsentfernung 134 einzustellen. Insbesondere kann hierfür eine Bildverarbeitung der von der Kamera 184 im Applikationsarm 130 aufgenommen Bilder von den sich überkreuzenden Distanzlasern 188b erfolgen und an die Auswerteeinheit 183a übertragen werden. Solange im Bild zwei Laserspots zu erkennen sind, ist die Entfernung zwischen Laseraustritt 132 und Bearbeitungsbereich 160 größer oder kleiner als die Behandlungsentfernung 134.In the embodiment shown, the positioning lasers 188 are also used as distance lasers 188b. The intersecting distance lasers 188b allow, in cooperation with the autofocus module 182, a distance between the laser outlet 132 and the
Die Objektkoordinatendaten 121 können auch mittels der Triggervorrichtung 185 in Verbindung mit der Positioniereinheit 185b ermittelt werden. Hierbei erfolgt der Abgleich der Ist-Lage des Referenzobjektes mit einer Soll-Lage des Referenzobjektes manuell durch einen Benutzer.The object coordinate
In den
In
In
In
Die Lasertherapievorrichtung 100 kann ausgestaltet sein den Benutzer beim Abgleich zu unterstützen, indem eine Farbe der Abgleichsmarke 226 wechselt und/oder diese bei Überdeckung blinkt.The
Ist die Übereinstimmung erreicht kann der Benutzer die Triggervorrichtung 185 betätigen. Die Betätigung der Triggervorrichtung 185 wird von der Steuervorrichtung 180 registriert und die Objektkoordinatendaten 121 von der Positioniervorrichtung 120 ausgelesen.Once the match is achieved, the user can actuate the trigger device 185. The actuation of the trigger device 185 is registered by the control device 180 and the object coordinate
Über das Datenkabel 171 kann die Lasertherapievorrichtung 100 weitere Objektkoordinatendaten 172 von einer weiteren Lasertherapievorrichtung (nicht gezeigt) empfangen.Via the data cable 171, the
Aus den Objektkoordinatendaten 121 und den weiteren Objektkoordinatendaten 172 kann die Transformationseinheit 181 eine Transformationsvorschrift 190 ermitteln, die beispielsweise und nicht einschränkend in einem Speichermodul 191 gespeichert sein kann. Die Transformationsvorschrift 190 ist schematisch als Transformationsmatrix dargestellt.From the object coordinate
In
Die Lasertherapievorrichtung 100 und die weitere Lasertherapievorrichtung 310 sind in einem Abstand 330 voneinander angeordnet, der es erlaubt, eine Patientenliege 320 zwischen den beiden Lasertherapievorrichtungen 100, 310 anzuordnen. Beide Lasertherapievorrichtungen 100, 310 weisen einen klappbaren Applikationsarm 130 auf und sind in drei Raumrichtungen steuerbar.The
Der Applikationsarm 130 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 befindet sich in der Arbeitsposition 130a, wohingegen sich der Applikationsarm 130 der Lasertherapievorrichtung 100 in der Parkposition 130b befindet. Um Kollisionen der beiden Applikationsarme 130 zu verhindern, liegt in diesem Fall am Interrupt-Ausgang 187 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 ein Interrupt-Signal 186a an, welches im Interrupt-Eingang 186 von der Lasertherapievorrichtung 100 eingelesen wird. Die Steuervorrichtung 180 der Lasertherapievorrichtung 100 ist beim Empfang des Interrupt-Signals 186a ausgestaltet eine Bewegung des Applikationsarms 130 zu sperren. Analog sendet die Lasertherapievorrichtung 100 ein Interrupt-Signal 186a an die weitere Lasertherapievorrichtung 310, wenn sich der Applikationsarm 130 der Lasertherapievorrichtung 100 in der Arbeitsposition 130a befindet. Die Verbindung des Interrupt-Ausgangs 187 mit dem Interrupt-Eingang 186 ist rein beispielhaft mit einzelnen Datenleitungen gezeigt, kann jedoch auch über ein bidirektionales Kabel oder über das Datenkabel 171 erfolgen.The
Über das Datenkabel 171 kann die Lasertherapievorrichtung 100 weitere Objektkoordinatendaten 172 von der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 empfangen. Ebenso kann die weitere Lasertherapievorrichtung 310 weitere Objektkoordinatendaten 172 von der Lasertherapievorrichtung 100 über das Datenkabel 171 empfangen. Beide Lasertherapievorrichtungen 100, 310 sind in der Lage, eine Transformationsvorschrift 190 bereitzustellen. Somit kann die Lasertherapievorrichtung 100 Koordinaten aus einem Koordinatensystem 310a der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 umrechnen. Ebenso kann die weitere Lasertherapievorrichtung 310 Koordinaten aus einem Koordinatensystem 310b der Lasertherapievorrichtung 100 umrechnen.The
Im gezeigten Beispiel sind der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 die Koordinaten 341a eines zu operierenden Auges 340 bekannt, wobei sich diese Koordinaten auf das Koordinatensystem 310a der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 beziehen. Erfolgt nunmehr ein Wechsel von der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 zur Lasertherapievorrichtung 100, so kann die weitere Lasertherapievorrichtung 310 der Lasertherapievorrichtung 100 die Koordinaten 341a des Auges 340 übermitteln. Diese Koordinaten 341a kann die Lasertherapievorrichtung 100 mittels der Transformationsvorschrift 190 in Koordinaten 341b bezogen auf das Koordinatensystem 310b der Lasertherapievorrichtung 100 umrechnen und das Auge 340 sofort anfahren. Ein Wechsel von der Lasertherapievorrichtung 100 zur weiteren Lasertherapievorrichtung 310 erfolgt in entsprechender, aber entgegengesetzter Weise.In the example shown, the coordinates 341a of an eye 340 to be operated on are known to the further
Nachfolgend soll anhand der
In
Die Referenzmarken 402 sind in der gezeigten Ausgestaltung Fadenkreuze 403. Weitere Ausgestaltungen der Referenzmarken sind in
Wenn ferner eine Strichdicke der Referenzmarken 402, beispielsweise des Fadenkreuzes 403 bekannt ist, kann mittels kalibrierter Kamera(s) ein vertikaler Abstand vom Laseraustritt 132 zur Referenzmarke 402 mitbestimmt werden, dies ist der Z-Abstand.Furthermore, if a line thickness of the reference marks 402, for example of the crosshairs 403, is known, a vertical distance from the laser exit 132 to the
In
Lediglich zur Erklärung ist im Applikationsarm 130 die Soll-Lage 224 einer Referenzmarke 402 dargestellt. Die Positioniereinheit 120 positioniert den Applikationsarm 130 und insbesondere den Laseraustritt 132, bis die Ist-Lage 222 der Referenzmarke 402 mit der Soll-Lage 224 übereinstimmt.For the sake of explanation, the
Die Möglichkeiten des Abgleichs sind vorab beschrieben. So kann beispielsweise die Kamera 184, welche durch den dichroitischen Strahlteiler 184a ein Bild des Bearbeitungsbereiches 160 aufnimmt und eine auf das Kamerabild angewandte Objekterkennung eine Gleichheit von Ist-Lage 222 und Soll-Lage 224 detektieren. Dieser Zustand ist in
Ebenso kann der Abgleich mittels Positionierlaser 188, Auswerteeinheit 183a und 4-Quadrantendioden erfolgen, wie vorstehend beschrieben ist.The adjustment can also be carried out by means of positioning laser 188, evaluation unit 183a and 4-quadrant diodes, as described above.
Alternativ ist ein manueller Abgleich durch einen Benutzer mittels Positioniereinheit 185b und Triggervorrichtung 185 möglich. Dies ist ebenfalls vorab erläutert.Alternatively, a manual adjustment by a user is possible using the positioning unit 185b and trigger device 185. This is also explained above.
Der Abgleich von Ist-Lage 222 und Soll-Lage 224 wird von der Lasertherapievorrichtung 100 für beide Referenzmarken 402 durchgeführt und die Koordinaten der beiden Referenzmarken (diese liegen jeweils in Form von Teilobjektkoordinaten vor) als Objektkoordinatendaten 121 zur Erstellung der Transformationsvorschrift 190 gespeichert oder als weitere Objektkoordinatendaten 172 zur Bereitstellung der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 bereitgestellt.The comparison of the
Solange sich der Applikationsarm 130 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 in der Arbeitsposition 130a befindet, übertragt die weitere Lasertherapievorrichtung 310 ein Interrupt-Signal 186a vom Interrupt-Ausgang 187 an den Interrupt-Eingang 186 der Lasertherapievorrichtung 100, so dass der Applikationsarm 130 der Lasertherapievorrichtung 100 blockiert ist (siehe hierzu
Daraufhin wird der Applikationsarm 130 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 in die Parkposition 130b bewegt und es liegt kein Interrupt-Signal 186a mehr am Interrupt-Eingang 186 der Lasertherapievorrichtung 100 an. Der Applikationsarm 130 der Lasertherapievorrichtung 100 kann nunmehr in die Arbeitsposition 130a bewegt werden. In dieser Position des Applikationsarms 130 sendet nunmehr die Lasertherapievorrichtung 100 ein Interrupt-Signal 186a an den Interrupt-Eingang 186 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310.The
Der Abgleich der Ist-Lage 222 der beiden Referenzmarken 402 mit deren Soll-Lage 224 erfolgt durch die Lasertherapievorrichtung 100 analog zum oben beschriebenen Abgleich durch die weitere Lasertherapievorrichtung 310. Dies ist schematisch in
Im durch die Fig. (a) bis (d) dargestellten Ablauf verbleibt das Referenzobjekt 400 unbewegt an der gleichen Position. Beide Lasertherapievorrichtungen 100, 310 haben im, der jeweiligen Lasertherapievorrichtung 100, 310 eigenen Koordinatensystem 310a, 310b die Objektkoordinatendaten 121 des Referenzobjektes 400 gespeichert, wobei die Objektkoordinatendaten 121 des Referenzobjektes 400 in der jeweils anderen Lasertherapievorrichtung 310, 100 als weitere Objektkoordinatendaten 172 bezeichnet werden.In the sequence shown in Figs. (a) to (d), the
Über die Datenverbindung 170 (vgl.
Die Transformationsvorschrift 190 der Lasertherapievorrichtung 100 ermöglicht eine Transformation von Koordinaten der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 ins Koordinatensystem 310b der Lasertherapievorrichtung 100. Entsprechend ermöglicht die Transformationsvorschrift 190 der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 eine Transformation von Koordinaten der Lasertherapievorrichtung 100 ins Koordinatensystem 310a der weiteren Lasertherapievorrichtung 310.The transformation rule 190 of the
In den
Das Referenzobjekt 400 kann beispielsweise zwei 4-Quadrantendioden 410 umfassen. Jede der 4-Quadrantendioden 410 ist ausgestaltet ein Diodensignal 411 zu generieren, welches eine erzeugte Ladungsträgerverteilung 412 der vier Quadranten 413 der 4-Quadrantendiode 410 repräsentiert.The
Das Referenzobjekt 400 der
In einer weiteren (nicht gezeigten) Ausgestaltung kann das Referenzobjekt 400 neben den zwei 4-Quadrantendioden 410 ein Auswertemodul aufweisen, welches ausgestaltet ist, die Diodensignale 411 zu verarbeiten.In a further embodiment (not shown), the
Das Referenzobjekt 400 der
In der
In
In
Bei der Kopplung der Lasertherapievorrichtung 100 mit der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 erfolgt die Unterscheidung zwischen Objektkoordinatendaten 121 und weiteren Objektkoordinatendaten 172 in Abhängigkeit davon, ob die Lasertherapievorrichtung 100 oder die weitere Lasertherapievorrichtung 310 betrachtet wird. Zur Bereitstellung der Transformationsvorschrift 190 in bzw. durch die Lasertherapievorrichtung 100 werden somit von der Lasertherapievorrichtung 100 Objektkoordinatendaten 121 ermittelt und die weiteren Objektkoordinatendaten 172 von der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 bereitgestellt.When coupling the
Zur Bereitstellung der Transformationsvorschrift 190 in bzw. durch die weitere Lasertherapievorrichtung 310 werden die Objektkoordinatendaten 121 jedoch von der weiteren Lasertherapievorrichtung 310 ermittelt und entsprechend die weiteren Objektkoordinatendaten 172 von der Lasertherapievorrichtung 100 bereitgestellt.However, in order to provide the transformation rule 190 in or by the further
Folglich kann der in
In einem Verfahrensschritt S110 wird ein Meßdatensatz generiert. Ein solcher Meßdatensatz kann ein von der Kamera 184 aufgenommenes Bild des Bearbeitungsbereiches 160 oder das von den oder der 4-Quadrantendiode(n) erzeugte Diodensignal 411 sein.In a method step S110, a measurement data set is generated. Such a measurement data set can be an image of the
In einem zweiten Verfahrensschrittes S120 wird die Ist-Lage 222 der Referenzmarke 402 ermittelt. Dies kann, wie vorstehend erläutert, mit Hilfe der Kamera 184 und einer entsprechenden Auswertung der aufgenommenen Bilder, insbesondere der Objekterkennung erfolgen. Alternativ kann hierfür das durch die auf die 4-Quadrantendiode 410 auftreffenden Teilstrahlen der Positionierlaser 188 entstehende Diodensignal 411 durch die Auswerteeinheit 183a ausgewertet werden.In a second method step S120, the
Zwischen den Verfahrensschritten S110 und S120 kann optional der Verfahrensschritt S115 durchgeführt werden. Dieser betrifft die Ermittlung, für welche der beiden Referenzmarken 402 gerade die Teilobjektkoordinaten ermittelt werden.Between the method steps S110 and S120, the method step S115 can optionally be carried out. This concerns the determination of which of the two
Im Verfahrensschritt S130 wird automatisiert oder teilautomatisiert (mit Rückfrage an den Benutzer) überprüft, ob die Ist-Lage 222 der Referenzmarke 402 deren Soll-Lage 224 entspricht.In process step S130, it is checked automatically or partially automatically (with a query to the user) whether the
Wird dies verneint, so findet im Verfahrensschritt S140 eine Steuerung der Positioniervorrichtung 120 statt. Die Positioniervorrichtung 120 steuert dabei eine veränderte Position des Laseraustritts 132 zum Bearbeitungsbereich 160 an. Bevorzugt wird die Positioniervorrichtung 120 so gesteuert, dass sich ein Abstand Ist-Lage 222 zu Soll-Lage verringert, bzw. dieser Abstand minimiert wird. Nachfolgend werden die Schritte S110 bis S130 wiederholt. Während der Wiederholung ist eine nochmalige Ausführung des optionalen Verfahrensschrittes S115 nicht notwendig.If this is not the case, the
Wird im Verfahrensschritt S130 beim Abgleich Ist-Lage 222 zu Soll-Lage 224 eine Gleichheit festgestellt, so werden im weiteren Verfahrensschritt S150 die Teilkoordinatendaten der Referenzmarke 402 des Referenzobjektes 400 ausgelesen.If equality is determined in process step S130 when comparing the
Im Falle der Verwendung des Referenzobjektes 400 mit zwei Referenzmarken 402 erfolgt im Verfahrensschritt S160 die Abfrage, ob die Teilkoordinatendaten beider Referenzmarken 402 ermittelt wurden. Wird dies verneint, so wird im Verfahrensschritt S170 die Positioniervorrichtung 120 angesteuert, um eine veränderte Position des Laseraustritts 132 zum Bearbeitungsbereich 160 zu erhalten. Hierfür kann optional eine grobe, im Verfahrensschritt S115 ermittelte Position der verbleibenden Referenzmarke 402 genutzt werden. Die verbleibende Referenzmarke 402 ist jene Referenzmarke 402, deren Teilkoordinatendaten noch nicht ermittelt wurden.If the
Nach nochmaligem Durchführen der Verfahrensschritte S110 bis S150 sind die Teilobjektkoordinatendaten der beiden Referenzmarken 402 erfasst. Die Abfrage im Verfahrensschritt S160 wird bejaht und die Ermittlung der Objektkoordinatendaten 121 des Referenzobjektes 400 ist abgeschlossen. Die obige ausführliche Beschreibung der Verfahrensschritte S100 (bzw. S200) ist bei automatisierter Ermittlung der Objektkoordinatendaten 121 zutreffend.After repeating the process steps S110 to S150, the partial object coordinate data of the two
Alternativ kann bei manueller Ermittlung der Objektkoordinatendaten 121 der Verfahrensschritt S100 das zur Verfügung-Stellen eines Bildes des Bearbeitungsbereiches 160 auf einem Anzeigegerät 220 oder in einem Operationsmikroskop 210 für den Benutzer umfassen. In diesem Fall umfasst dieser Verfahrensschritt S100 auch das Positionieren des Laseraustritts 132 durch die Positioniervorrichtung 120 unter (manueller) Verwendung der Steuereinrichtung 185b und das Einlesen der Teilobjektkoordinatendaten beider Referenzmarken 402 bei Betätigung der Triggervorrichtung 185.Alternatively, when the object coordinate
Die Objektkoordinatendaten 121 und die weiteren Objektkoordinatendaten 172 können in beliebiger Kombination manuell und/oder automatisch und/oder halbautomatisch ermittelt werden.The object coordinate
Bezugszeichenreference sign
- 100100
- Lasertherapievorrichtunglaser therapy device
- 101101
- Sockelbase
- 102102
- KopfHead
- 120120
- Positioniervorrichtungpositioning device
- 121121
- Objektkoordinatendatenobject coordinate data
- 130130
- Applikationsarmapplication arm
- 130a130a
- Arbeitspositionwork position
- 130b130b
- Parkpositionparking position
- 131131
- EndeEnd
- 132132
- Laseraustrittlaser output
- 133133
- Bewegungsbereichrange of motion
- 134134
- Behandlungsentfernungtreatment distance
- 140140
- Laserlichtquellelaser light source
- 141141
- LaserlichtLaser light
- 150150
- Scanvorrichtungscanning device
- 151151
- Scanbereichscan area
- 160160
- Bearbeitungsbereichediting area
- 170170
- Datenverbindungdata connection
- 171171
- Datenkabeldata cable
- 172172
- weitere Objektkoordinatendatenadditional object coordinate data
- 180180
- Steuereinrichtungcontrol device
- 181181
- Transformationseinheittransformation unit
- 182182
- Autofokusmodulautofocus module
- 183183
- Kontrollmodulcontrol module
- 183a183a
- Auswerteeinheitevaluation unit
- 184184
- Kameracamera
- 184a184a
- dichroitischer Strahlteilerdichroic beam splitter
- 185185
- Triggervorrichtungtrigger device
- 185a185a
- FußschalterFoot switch
- 185b185b
- Positioniereinheitpositioning unit
- 186186
- Interrupt-Einganginterrupt input
- 186a186a
- Interrupt-Signalinterrupt signal
- 187187
- Interrupt-Ausganginterrupt output
- 188188
- Positionierlaserpositioning laser
- 188a188a
- Kreuzungspunktintersection point
- 188b188b
- Distanzlaserdistance laser
- 189189
- Sicherheitsvorrichtungsafety device
- 190190
- Transformationsvorschrifttransformation rule
- 191191
- Speichermodulmemory module
- 210210
- Operationsmikroskopsurgical microscope
- 220220
- Anzeigegerätdisplay device
- 222222
- Ist-Lagecurrent situation
- 224224
- Soll-Lagetarget position
- 226226
- Abgleichsmarkecomparison mark
- 221221
- Monitormonitor
- 230230
- Mikroskoparmmicroscope arm
- 300300
- Verbundassociation
- 310310
- weitere Lasertherapievorrichtungadditional laser therapy device
- 310a310a
- Koordinatensystem der weiteren Lasertherapievorrichtungcoordinate system of the other laser therapy device
- 310b310b
- Koordinatensystem der Lasertherapievorrichtungcoordinate system of the laser therapy device
- 320320
- Patientenliegepatient bed
- 321321
- KopfbereichHead area
- 330330
- AbstandDistance
- 340340
- AugeEye
- 341a341a
-
Koordinaten im Koordinatensystem 310acoordinates in the coordinate
system 310a - 341b341b
- Koordinaten im Koordinatensystem 310bcoordinates in the 310b coordinate system
- 400400
- Referenzobjektreference object
- 402402
- Referenzmarkereference mark
- 404404
- Abstand der Referenzmarkendistance between the reference marks
- 403403
- FadenkreuzCrosshair
- 410410
- 4-Quadrantendiode4-quadrant diode
- 411411
- Diodensignaldiode signal
- 412412
- Ladungsträgerverteilungcharge carrier distribution
- 413413
- Quadrantquadrant
- 414414
- Drehwinkelmarkeangle mark
- 415415
- AnschlusskabelConnection cable
- 416416
- Koordinaten eines Punktescoordinates of a point
- 417417
- Drehwinkelangle of rotation
- 418418
- QR-CodeQR code
- S100-S300S100-S300
- Verfahrensschritteprocedural steps
Claims (16)
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| DE102023203012.8A DE102023203012A1 (en) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | Laser therapy device, combination of at least two laser therapy devices and method for coupling laser therapy devices |
| EP24716102.9A EP4687792A1 (en) | 2023-03-31 | 2024-03-26 | Laser therapy device, combination of at least two laser therapy devices, and method for coupling laser therapy devices |
| PCT/EP2024/058053 WO2024200405A1 (en) | 2023-03-31 | 2024-03-26 | Laser therapy device, combination of at least two laser therapy devices, and method for coupling laser therapy devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023203012.8A DE102023203012A1 (en) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | Laser therapy device, combination of at least two laser therapy devices and method for coupling laser therapy devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102023203012A1 true DE102023203012A1 (en) | 2024-10-02 |
Family
ID=90717484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102023203012.8A Pending DE102023203012A1 (en) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | Laser therapy device, combination of at least two laser therapy devices and method for coupling laser therapy devices |
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| WO (1) | WO2024200405A1 (en) |
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- 2023-03-31 DE DE102023203012.8A patent/DE102023203012A1/en active Pending
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2024
- 2024-03-26 EP EP24716102.9A patent/EP4687792A1/en active Pending
- 2024-03-26 WO PCT/EP2024/058053 patent/WO2024200405A1/en not_active Ceased
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4687792A1 (en) | 2026-02-11 |
| WO2024200405A1 (en) | 2024-10-03 |
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Legal Events
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