DE102023212897A1 - Device and method for generating control data for correcting the refraction of an eye by displacing a tissue volume in the cornea - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung eine Planungseinheit (P) zum Erzeugen von Steuerdaten zur Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation, umfassend eine Schnittstelle (S1) zum Empfangen von Daten über einen hyperopen oder myopen Refraktionskorrekturbedarf eines Auges mit einer Hornhaut (50), und eine Berechnungseinrichtung (C), die mit der Schnittstelle (S1) verbunden und konfiguriert ist zum Empfangen der Daten über den Refraktionskorrekturbedarf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Vorrichtung und Verfahren zu beschreiben, die eine Fehlsichtigkeitskorrektur über einen weiten Dioptrie-Bereich gewährleisten können.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Planungseinheit (P), deren Berechnungseinrichtung (C) ausgebildet ist, ein erstes Gewebevolumens (110) der Hornhaut (50) und eine Schnittfläche (70) sowie eine Verlagerung des ersten Gewebevolumens (110) zu berechnen, wobei das erste Gewebevolumen (110) einen subtraktiven Refraktionsveränderungswert aufweist, das erste Gewebevolumen (110) in Verbindung mit der einen additiven Refraktionsveränderungswert aufweist, und der subtraktiven zusammen mit dem additiven Refraktionsveränderungswert den Refraktionskorrekturbedarf ergibt.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein entsprechendes Planungsverfahren sowie durch ein Computerprogrammprodukt.
The present invention relates to a planning unit (P) for generating control data for correcting the refraction of an eye by corneal modification, comprising an interface (S1) for receiving data on a hyperopic or myopic refraction correction requirement of an eye with a cornea (50), and a calculation device (C) which is connected to the interface (S1) and configured to receive the data on the refraction correction requirement.
The object of the present invention is to describe a device and method which can ensure a correction of ametropia over a wide diopter range.
The object is achieved by a planning unit (P), the calculation device (C) of which is designed to calculate a first tissue volume (110) of the cornea (50) and a cut surface (70) as well as a displacement of the first tissue volume (110), wherein the first tissue volume (110) has a subtractive refraction change value, the first tissue volume (110) in conjunction with the additive refraction change value, and the subtractive together with the additive refraction change value results in the refraction correction requirement.
The task is further solved by a corresponding planning procedure and by a computer program product.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Planungseinheit zum Erzeugen von Steuerdaten zur Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation sowie ein entsprechendes Planungsverfahren und eine Vorrichtung.The present invention relates to a planning unit for generating control data for correcting the refraction of an eye by corneal modification as well as a corresponding planning method and device.
Eine Fehlsichtigkeit des menschlichen Auges wird schon seit langem durch Vorsatzlinsen in Form von Brillen korrigiert. Seit einigen Jahren jedoch gibt es verschiedene Ansätze, die Fehlsichtigkeit durch eine Modifikation der Hornhaut (Kornea) zu beheben. Dabei wird durch die Modifikation die Krümmung der Hornhaut verändert und somit die Brechkraft des Auges. Dies erfolgt typischerweise durch Entnahme von Gewebe aus der Hornhaut. Zur Korrektur von Myopie (Kurzsichtigkeit) muss die Krümmung der Hornhaut verringert werden; dazu wird in der Mitte der Hornhaut - im Bereich der Sehachse des Auges - mehr Volumen der Hornhaut entfernt als am Rand. Umgekehrt muss zur Korrektur von Hyperopie (Weitsichtigkeit) die Krümmung der Hornhaut vergrößert werden; dazu wird in der Mitte der Hornhaut - im Bereich der Sehachse des Auges - weniger Volumen der Hornhaut entfernt als am Rand. Durch die Entnahme von Hornhautgewebe aus dem Auge wird die Brechkraft der Hornhaut derart verändert, dass - unter Berücksichtigung der gesamten Abbildungseigenschaften des Auges - die Fehlsichtigkeit vermindert oder sogar gänzlich ausgeglichen wird.Refractive errors in the human eye have long been corrected using lenses in the form of glasses. In recent years, however, there have been various approaches to correcting refractive errors by modifying the cornea. The modification changes the curvature of the cornea and thus the refractive power of the eye. This is typically done by removing tissue from the cornea. To correct myopia (nearsightedness), the curvature of the cornea must be reduced; this is done by removing more corneal volume from the center of the cornea - in the area of the eye's visual axis - than from the edges. Conversely, to correct hyperopia (farsightedness), the curvature of the cornea must be increased; this is done by removing less corneal volume from the center of the cornea - in the area of the eye's visual axis - than from the edges. By removing corneal tissue from the eye, the refractive power of the cornea is changed in such a way that - taking into account the overall imaging properties of the eye - the refractive error is reduced or even completely corrected.
In dem von der Carl Zeiss Meditec AG unter der Bezeichnung SMILE entwickelten Verfahren wird in der Hornhaut ein sogenanntes Lentikel mittels gepulster Laserstrahlung isoliert, das durch einen seitlichen Zugangsschnitt entnommen werden kann. Hinsichtlich der Formgestaltung des Lentikels gibt es viele Freiheitsgrade. Es kann so geformt sein, dass seine Entnahme aus der Hornhaut deren Brechkraft definiert ändert, so dass eine Korrektur von Myopie und Hyperopie mit oder ohne Astigmatismus ermöglicht wird. Dies ist beispielsweise in
Um die biomechanische Stabilität des Auges nach einer subtraktiven Korrektur zu gewährleisten, sind der Gewebeentnahme Grenzen gesetzt. Eine etablierte Sicherheitsmaßnahme zur Aufrechterhaltung einer ausreichenden biomechanischen Stabilität ist die Gewährleistung einer minimalen Restdicke des Stromas nach der Korrektur von 250 µm. Da die Ausgangsdicke des Stromas zwar unterschiedlich ist, typischerweise aber im Bereich um 500 µm beträgt, ist der Korrekturbereich für eine Myopie-Korrektur mittels Gewebeentfernung grundsätzlich auf bis zu etwa 20 Dioptrien (dpt) begrenzt. Es gibt allerdings weitere physiologische Aspekte, weshalb in der Praxis Korrekturen jenseits von 10 dpt eher selten durchgeführt werden.To ensure the biomechanical stability of the eye after a subtractive correction, there are limits to the amount of tissue removed. An established safety measure to maintain sufficient biomechanical stability is to ensure a minimal residual stromal thickness of 250 µm after the correction. Since the initial stromal thickness varies but is typically in the range of 500 µm, the correction range for myopia correction through tissue removal is generally limited to approximately 20 diopters (D). However, there are other physiological aspects that make corrections beyond 10 D rare in practice.
In einem anderen Ansatz kann die Fehlsichtigkeit des Auges durch Einfügen eines Implantates korrigiert werden. Dazu ist in
Solche additiven Korrekturen erlauben beispielsweise größere Hyperopie-Korrekturen von mehr als 5 dpt.Such additive corrections allow, for example, larger hyperopia corrections of more than 5 dpt.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass es bei künstlichen Implantaten und Transplantaten zahlreiche Herausforderungen zur Gewährleistung einer langfristigen Verträglichkeit beim Empfänger gibt. In der Publikation „
Bei synthetischen Implantaten ist insbesondere die mangelhafte langfristige funktionale Kompatibilität ein Problem. An geeignetem, humanem Gewebe für Transplantationen besteht andererseits ein erheblicher Mangel. Hinzu kommt der sachliche und bürokratische Aufwand bei der Übertragung von Gewebe eines Spenders auf einen Empfänger.A particular problem with synthetic implants is the lack of long-term functional compatibility. On the other hand, there is a significant shortage of suitable human tissue for transplantation. Added to this is the technical and bureaucratic effort involved in transferring tissue from a donor to a recipient.
Hier liegt ein Potenzial für autologe Transplantationen, bei denen Spender und Empfänger dieselbe Person sind. In der Veröffentlichung „
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten zur Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation sowie ein entsprechendes Verfahren anzugeben, mit der die Nachteile des Standes der Technik behoben sind, und mit der insbesondere eine Fehlsichtigkeitskorrektur über einen weiten Dioptrie-Bereich gewährleistet werden kann.The object of the present invention is therefore to provide a device for generating control data for correcting the refraction of an eye by corneal modification and a corresponding method with which the disadvantages of the prior art are eliminated and with which, in particular, a correction of ametropia over a wide dioptre range can be ensured.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, the object is achieved by the features of the independent claims. Preferred developments and refinements are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung kombiniert eine additive Korrektur eines myopen oder hyperopen Auges mittels Hornhautmodifikation mit einer subtraktiven Korrektur, wobei die additive Korrektur durch ein Gewebevolumen realisiert wird, das aus einem Gewebevolumen desselben Auges hervorgeht und das mittels Verlagerung im Auge die additive Korrektur bewirkt.The invention combines an additive correction of a myopic or hyperopic eye by means of corneal modification with a subtractive correction, wherein the additive correction is realized by a tissue volume that originates from a tissue volume of the same eye and that causes the additive correction by means of displacement in the eye.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Planungseinheit zum Erzeugen von Steuerdaten zur Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation. Die Planungseinheit umfasst eine Schnittstelle zum Empfangen von Daten, die einen hyperopen oder myopen Refraktionskorrekturbedarf eines Auges mit einer Hornhaut repräsentieren. Die erzeugten Steuerdaten dienen somit dazu, die Fehlsichtigkeit eines kurzsichtigen oder weitsichtigen Auges zu korrigieren. Dabei kann der Korrekturbedarf auch die Korrektur eines Astigmatismus oder anderer Bildfehler umfassen, die nicht rein rotationssymmetrisch sind. Bei der Schnittstelle der Planungseinheit kann es sich um einen Stecker oder eine Buchse für ein Kabel handeln (z.B. USB, Firewire, RS232, CAN-Bus, Ethernet etc.); es kann sich auch um eine kabellose Schnittstelle handeln wie beispielsweise ein WLAN-, UMTS- oder Bluetooth-Empfänger.A first aspect of the invention relates to a planning unit for generating control data for correcting the refraction of an eye through corneal modification. The planning unit comprises an interface for receiving data representing a hyperopic or myopic refraction correction requirement of an eye with a cornea. The generated control data thus serves to correct the refractive error of a nearsighted or farsighted eye. The correction requirement can also include the correction of astigmatism or other image defects that are not purely rotationally symmetrical. The interface of the planning unit can be a plug or socket for a cable (e.g., USB, Firewire, RS232, CAN bus, Ethernet, etc.); it can also be a wireless interface such as a WLAN, UMTS, or Bluetooth receiver.
Die Planungseinheit weist weiterhin eine Berechnungseinrichtung auf, die mit der Schnittstelle verbunden ist. Bei der Berechnungseinrichtung kann es sich um einen Computer handeln, der einen Prozessor und einen Speicher aufweist. Die Berechnungseinrichtung kann mindestens einen Prozessor oder ein Verarbeitungselement umfassen, z. B. eine CPU (engl. für central processing unit) (wahlweise in Form eines Mikroprozessors), eine GPU (engl. für graphics processing unit), eine TPU (engl. für tensor processing unit) und/oder einen FPGA (engl. für field programmable gate array). Die Berechnungseinrichtung kann einen Computerspeicher, optional einen Halbleiterspeicherchip, umfassen. Der Prozessor kann so konfiguriert sein, dass er ein Computerprogramm ausführt. Das Computerprogramm kann in dem Computerspeicher gespeichert sein.The planning unit further comprises a computing device connected to the interface. The computing device may be a computer having a processor and a memory. The computing device may comprise at least one processor or processing element, e.g., a CPU (central processing unit) (optionally in the form of a microprocessor), a GPU (graphics processing unit), a TPU (tensor processing unit), and/or an FPGA (field programmable gate array). The computing device may comprise a computer memory, optionally a semiconductor memory chip. The processor may be configured to execute a computer program. The computer program may be stored in the computer memory.
Die Berechnungseinrichtung ist mit der Schnittstelle verbunden und dazu konfiguriert, Daten über den Refraktionskorrekturbedarf zu empfangen. Weiterhin ist die Berechnungseinrichtung dazu konfiguriert, auf Basis des Refraktionskorrekturbedarfs, ein erstes Gewebevolumens der Hornhaut des Auges sowie eine Verlagerung des ersten Gewebevolumens in der Hornhaut zu berechnen. Dabei erfolgt die Berechnung erfindungsgemäß derart, dass das erste Gewebevolumen einen subtraktiven Refraktionsveränderungswert aufweist, und dass das erste Gewebevolumen in Verbindung mit der Verlagerung in der Hornhaut einen additiven Refraktionsveränderungswert aufweist.The calculation device is connected to the interface and configured to receive data about the refractive correction requirement. Furthermore, the calculation device is configured to calculate, based on the refractive correction requirement, a first tissue volume of the cornea of the eye and a displacement of the first tissue volume in the cornea. According to the invention, the calculation is performed such that the first tissue volume has a subtractive refractive change value, and the first tissue volume, in conjunction with the displacement in the cornea, has an additive refractive change value.
Würde das erste Gewebevolumen aus der Hornhaut entfernt, so ergäbe sich eine Änderung der Refraktion des Auges, die zum subtraktiven Refraktionsveränderungswert beiträgt. Das erste Gewebevolumen kann allein für den subtraktiven Refraktionsveränderungswert verantwortlich sein und diesen allein verursachen, bilden oder bereitstellen; dann gibt es keine weiteren Volumina, die zu einem subtraktiven Refraktionsveränderungswert beitragen. Erfindungsgemäß soll das erste Gewebevolumen jedoch nicht entfernt werden; vielmehr soll das erste Gewebevolumen in der Hornhaut verlagert werden. Das verlagerte erste Gewebevolumen verbleibt in der Hornhaut und erzeugt dort eine Änderung der Refraktion des Auges und stellt einen additiven Refraktionsveränderungswert bereit.If the first tissue volume were removed from the cornea, this would result in a change in the eye's refraction, which contributes to the subtractive refractive change value. The first tissue volume can be solely responsible for the subtractive refractive change value and can cause, form, or provide it alone; then there are no further volumes that contribute to a subtractive refractive change value. According to the invention, however, the first tissue volume is not to be removed; rather, the first tissue volume is to be displaced within the cornea. The displaced first tissue volume remains within the cornea, where it creates a change in the eye's refraction and provides an additive refractive change value.
Das erste Gewebevolumen trägt also zum subtraktiven Refraktionsveränderungswert und stellt den additiven Refraktionsveränderungswert bereit bzw. ist für diesen verantwortlich. Dies geschieht durch die berechnete Verlagerung, da sich das erste Gewebevolumen nach der Verlagerung nicht mehr am ursprünglichen Ort in der Hornhaut befindet und dort an mindestens einem Ort Gewebevolumen fehlt (subtraktiver Effekt); vielmehr befindet sich dadurch zusätzliches Gewebevolumen nach der Verlagerung an einem anderen Ort in der Hornhaut (additiver Effekt).The first tissue volume therefore contributes to the subtractive refractive change value and provides or is responsible for the additive refractive change value. This occurs due to the calculated displacement, since the first tissue volume is no longer located at its original location in the cornea after the displacement and there is a lack of tissue volume in at least one location there (subtractive effect). Rather, additional tissue volume is located at a different location in the cornea after the displacement (additive effect).
Zusätzlich ist die Berechnungseinrichtung zum Berechnen, auf Basis des Refraktionskorrekturbedarfs, des ersten Gewebevolumens der Hornhaut und der Verlagerung des ersten Gewebevolumens in der Hornhaut erfindungsgemäß derart konfiguriert, dass der subtraktive Refraktionsveränderungswert zusammen mit dem additiven Refraktionsveränderungswert den Refraktionskorrekturbedarf ergibt. Ist das erste Gewebevolumen allein für den subtraktiven und additiven Refraktionsveränderungswert verantwortlich, so bestimmt allein das erste Gewebevolumen durch seine Verlagerung in der Hornhaut sowohl den subtraktiven als auch den additiven Refraktionsveränderungswert und ist für die Erfüllung des Refraktionskorrekturbedarf verantwortlich.In addition, the calculation device for calculating, on the basis of the refraction correction requirement, the first tissue volume of the cornea and the displacement of the first tissue volume in the cornea is configured according to the invention such that the subtractive refraction change value together with the additive refraction change value results in the refraction correction requirement. Is If the first tissue volume is solely responsible for the subtractive and additive refractive change value, then the first tissue volume alone determines both the subtractive and the additive refractive change value through its displacement in the cornea and is responsible for fulfilling the refractive correction requirement.
Um eine systematische Überkorrektur oder Unterkorrektur zu vermeiden, ist darunter, dass „der subtraktive Refraktionsveränderungswert zusammen mit dem additiven Refraktionsveränderungswert den Refraktionskorrekturbedarf ergibt“, zu verstehen, dass der subtraktive Refraktionsveränderungswert zusammen mit dem additiven Refraktionsveränderungswert zwischen 40% und 160% des Refraktionskorrekturbedarf entsprechen, vorzugsweise zwischen 60% und 140%, oder zwischen 80% und 120%.In order to avoid systematic overcorrection or undercorrection, the statement that “the subtractive refractive change value together with the additive refractive change value results in the refractive correction requirement” is to be understood as meaning that the subtractive refractive change value together with the additive refractive change value correspond to between 40% and 160% of the refractive correction requirement, preferably between 60% and 140%, or between 80% and 120%.
Schließlich ist die Berechnungseinrichtung zum Berechnen, auf Basis des Refraktionskorrekturbedarfs, des ersten Gewebevolumens der Hornhaut und der Verlagerung des ersten Gewebevolumens in der Hornhaut erfindungsgemäß derart konfiguriert, dass die Verlagerung eine Rotation, eine Translation, eine Faltung und/oder ein Wenden ist. Es wird also eine örtliche Verlagerung des ersten Gewebevolumens in der Hornhaut berechnet; bei dieser Verlagerung handelt es sich nicht um eine identische Abbildung. Eine Rotation wird typischerweise durch eine Rotationsachse und einen Rotationswinkel (ungleich 0°) beschrieben; eine Translation kann durch einen Translationsvektor (mit einer Länge ungleich 0 µm) beschrieben werden; eine Faltung lässt sich beispielsweise durch eine Faltachse sowie ggf. einen Faltwinkel (ungleich 0°) beschreiben. Unter einem Wenden ist zu verstehen, dass eine (vor dem Wenden) der Vorderseite des Auges zugewandte Fläche des ersten Gewebevolumens nach dem Wenden der Retina des Auges zugewandt ist. Die genannten Parameter der Verlagerung können Teil der Steuerdaten sein.Finally, the calculation device for calculating, based on the refractive correction requirement, the first tissue volume of the cornea and the displacement of the first tissue volume in the cornea is configured according to the invention such that the displacement is a rotation, a translation, a folding, and/or a turning. Thus, a local displacement of the first tissue volume in the cornea is calculated; this displacement is not an identical mapping. A rotation is typically described by a rotation axis and a rotation angle (not equal to 0°); a translation can be described by a translation vector (with a length not equal to 0 µm); a folding can be described, for example, by a folding axis and, if applicable, a folding angle (not equal to 0°). Turning is understood to mean that a surface of the first tissue volume that (before turning) faced the front of the eye faces the retina of the eye after turning. The aforementioned displacement parameters can be part of the control data.
Weiterhin ist die Berechnungseinrichtung dazu konfiguriert, eine Schnittfläche zu berechnen. Dabei erfolgt die Berechnung der Schnittfläche durch die Berechnungseinrichtung erfindungsgemäß derart, dass die Schnittfläche in der Hornhaut das erste Gewebevolumen für die Verlagerung abgrenzt. Dazu kann die Schnittfläche das erste Gewebevolumen isolieren, d.h. dass das erste Gewebevolumen vollständig von der errechneten Schnittfläche umgeben ist. Ein isoliertes erstes Gewebevolumen ist nicht mehr mit der Hornhaut, aus der es isoliert wurde, verbunden (von kleinen Gewebebrücken abgesehen). Alternativ kann die Schnittfläche derart berechnet werden, dass die berechnete Verlagerung des ersten Gewebevolumens in der Hornhaut realisiert werden kann, ohne dabei das erste Gewebevolumen zu isolieren; auch dies ist unter dem Verb „abgrenzen“ zu verstehen. Eine derartige Abgrenzung ist besonders vorteilhaft, wenn die Verlagerung eine Faltung ist. In dem Fall kann die berechnete Schnittfläche an einer Faltkante enden, so dass die Faltung besonders präzise durchgeführt werden kann.Furthermore, the calculation device is configured to calculate a cutting surface. According to the invention, the calculation device calculates the cutting surface such that the cutting surface in the cornea delimits the first tissue volume for the displacement. To this end, the cutting surface can isolate the first tissue volume, i.e., the first tissue volume is completely surrounded by the calculated cutting surface. An isolated first tissue volume is no longer connected to the cornea from which it was isolated (apart from small tissue bridges). Alternatively, the cutting surface can be calculated such that the calculated displacement of the first tissue volume in the cornea can be realized without isolating the first tissue volume; this is also what is understood by the verb "delimit". Such a delimitation is particularly advantageous if the displacement is a fold. In this case, the calculated cutting surface can end at a fold edge, so that the folding can be carried out particularly precisely.
Zusätzlich ist die Berechnungseinrichtung dazu konfiguriert, die Schnittfläche derart zu berechnen, dass die Schnittfläche zugleich eine Kammer für das zu verlagernde erste Gewebevolumen umgrenzt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das erste Gewebevolumen über die berechnete Verlagerung an den gewünschten Ort in der Hornhaut bewegt werden kann, um dort die berechnete Wirkung für den additiven Refraktionsveränderungswert zu erzielen.Additionally, the calculation device is configured to calculate the cutting surface in such a way that the cutting surface simultaneously defines a chamber for the first tissue volume to be displaced. This ensures that the first tissue volume can be moved to the desired location in the cornea via the calculated displacement in order to achieve the calculated effect for the additive refractive change value.
Schließlich ist die Berechnungseinrichtung dazu konfiguriert, die Schnittfläche derart zu berechnen, dass die Schnittfläche einen ersten Zugang für die Verlagerung des ersten Gewebevolumens bereitstellt. Bei dem ersten Zugang kann es sich um einen Öffnungsschnitt handeln, durch den ein Werkzeug in die Hornhaut eingeführt werden kann, um die berechnete Verlagerung des ersten Gewebevolumens durchzuführen. Der erste Zugang erstreckt sich bis an die Vorderseite der Hornhaut. Derartige Schnitte sind beispielsweise in Dokument
Für eine dauerhafte Verlagerung kann es vorteilhaft sein, wenn das erste Gewebevolumen nach der Verlagerung an seinem neuen Ort in der Hornhaut zu fixieren oder dort festzukleben. Dies kann mit einem biokompatiblen Klebstoff wie Fibrin-Kleber erfolgen. Soll das erste Gewebevolumen nach der Verlagerung fixiert werden, so wird der erste Zugang vorteilhaft derart berechnet, dass er ein Fixieren erlaubt. Dazu kann der erste Zugang so groß sein, dass er das Einführen einer Spritzenspitze für Klebstoff erlaubt.For a permanent repositioning, it may be advantageous to fix or adhere the first tissue volume to its new location in the cornea after repositioning. This can be done with a biocompatible adhesive such as fibrin glue. If the first tissue volume is to be fixed after repositioning, the initial access is best designed to allow for fixation. To achieve this, the initial access can be large enough to allow the insertion of a syringe tip for the adhesive.
Schließlich ist die Berechnungseinrichtung zum Erzeugen von die Schnittfläche beschreibende Steuerdaten konfiguriert.Finally, the calculation device is configured to generate control data describing the cutting surface.
Vorteilhaft umfasst die Planungseinheit weiterhin eine weitere Schnittstelle, über die die erzeugten Steuerdaten, die die Schnittfläche beschreiben, bereitgestellt werden können. Die weitere Schnittstelle kann mit der oben beschriebenen Schnittstelle identisch sein, die zum Empfang der Daten über den Refraktionskorrekturbedarf ausgebildet ist. Über die weitere Schnittstelle können die erzeugten Steuerdaten an eine Steuereinheit eines ophthalmologischen Lasertherapiegerätes übermittelt werden. Dieses kann auf Basis der erzeugten Steuerdaten die Schnittfläche in der Hornhaut des Auges erzeugen.Advantageously, the planning unit further comprises a further interface via which the generated control data describing the cutting surface can be provided. The further interface can be identical to the interface described above, which is designed to receive the data on the refractive correction requirement. The generated control data can be transmitted to a control unit of an ophthalmological Laser therapy device. This device can create the incision surface in the cornea of the eye based on the generated control data.
Zusammenfassend ist somit die erfindungsgemäße Planungseinheit dazu eingerichtet, Steuerdaten zu Beschreibung einer Schnittfläche zu erzeugen, die in der Hornhaut ein erstes Gewebevolumen abgrenzt, das gemäß einer berechneten Verlagerung in der Hornhaut bewegt werden kann, dort somit sowohl zu einem subtraktiven (vor der Verlagerung) als auch zu einem additiven (nach der Verlagerung) Refraktionsveränderungswert beiträgt, wobei der subtraktive Refraktionsveränderungswert zusammen mit dem additiven Refraktionsveränderungswert den Refraktionskorrekturbedarf ergibt, über den die Refraktion des Auges korrigiert werden kann. Dabei bildet das verlagerte erste Gewebevolumen erfindungsgemäß ein autologes Transplantat und gewährleistet somit eine langfristige Verträglichkeit beim Empfänger. Weiterhin kann durch die Verlagerung des ersten Gewebevolumens eine größere Myopie- oder Hyperopie-Korrektur erzielt werden, als es durch eine subtraktive Korrektur bei gleichem isolierten Gewebevolumen möglich ist. Auf diese Weise wird also der Dioptrie-Bereich einer Fehlsichtigkeitskorrektur unter Wahrung der biomechanischen Stabilität erweitert, wobei gleichzeitig eine dauerhafte Korrektur sichergestellt ist.In summary, the planning unit according to the invention is configured to generate control data describing a cutting surface that delimits a first tissue volume in the cornea that can be moved according to a calculated displacement in the cornea, thus contributing to both a subtractive (before the displacement) and an additive (after the displacement) refraction change value. The subtractive refraction change value, together with the additive refraction change value, determines the refraction correction required by which the refraction of the eye can be corrected. According to the invention, the displaced first tissue volume forms an autologous transplant and thus ensures long-term compatibility in the recipient. Furthermore, the displacement of the first tissue volume can achieve a greater myopia or hyperopia correction than is possible with a subtractive correction for the same isolated tissue volume. In this way, the diopter range of a refractive error correction is expanded while maintaining biomechanical stability, while simultaneously ensuring a permanent correction.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Planungseinheit ist die Berechnungseinrichtung weiterhin konfiguriert zum Berechnen, auf Basis des Refraktionskorrekturbedarfs, eines zweiten Gewebevolumens der Hornhaut, wobei das erste und zweite Gewebevolumen zusammen den subtraktiven Refraktionsveränderungswert bereitstellen. Würden das erste und das zweite Gewebevolumen aus der Hornhaut entfernt, so ergäbe sich also eine Änderung der Refraktion des Auges, die dem subtraktiven Refraktionsveränderungswert entspricht. Das erste und zweite Gewebevolumen zusammen sind für den subtraktiven Refraktionsveränderungswert verantwortlich und verursachen diesen allein bzw. stellen ihn allein bereit; es gibt keine weiteren Volumina, die zum subtraktiven Refraktionsveränderungswert beitragen.According to an advantageous embodiment of the planning unit, the calculation device is further configured to calculate, based on the refractive correction requirement, a second tissue volume of the cornea, wherein the first and second tissue volumes together provide the subtractive refractive change value. If the first and second tissue volumes were removed from the cornea, this would result in a change in the refraction of the eye that corresponds to the subtractive refractive change value. The first and second tissue volumes together are responsible for the subtractive refractive change value and solely cause or solely provide it; there are no other volumes that contribute to the subtractive refractive change value.
Weiterhin ist in der genannten vorteilhaften Ausgestaltung der Planungseinheit die Berechnungseinrichtung konfiguriert zum Berechnen der Schnittfläche derart, dass sie in der Hornhaut das zweite Gewebevolumen isoliert, und dass die Schnittfläche einen zweiten Zugang bereitstellt, über den das zweite Gewebevolumen aus der Hornhaut entfernt werden kann, wobei der zweite Zugang mit dem ersten Zugang identisch sein kann.Furthermore, in the said advantageous embodiment of the planning unit, the calculation device is configured to calculate the cutting surface in such a way that it isolates the second tissue volume in the cornea, and that the cutting surface provides a second access via which the second tissue volume can be removed from the cornea, wherein the second access can be identical to the first access.
Die berechnete Schnittfläche isoliert somit zusätzlich das zweite Gewebevolumen, welches über den zweiten Zugang aus der Hornhaut entfernt werden kann. Das zweite Gewebevolumen ist somit nicht für eine Verlagerung in der Hornhaut vorgesehen; vielmehr ist es dazu vorgesehen, aus der Hornhaut entfernt zu werden. Das zweite Gewebevolumen trägt somit nur zum subtraktiven Refraktionsveränderungswert bei.The calculated cut surface thus additionally isolates the second tissue volume, which can be removed from the cornea via the second access point. The second tissue volume is therefore not intended for relocation within the cornea; rather, it is intended to be removed from the cornea. The second tissue volume therefore only contributes to the subtractive refractive change value.
Das Entfernen des zweiten Gewebevolumens muss dabei nicht einem mechanischen Werkzeug erfolgen. Dies kann auch über ein Abtragen beispielsweise mittels Excimer-Laser erfolgen. Ein solches Abtragen ist im Rahmen der Anmeldung ebenfalls unter einem Isolieren des zweiten Gewebevolumens zu verstehen.The removal of the second tissue volume does not have to be performed with a mechanical tool. This can also be achieved by ablation, for example, using an excimer laser. Such ablation is also understood in the context of the application as isolating the second tissue volume.
Eine relative Lage vom ersten Gewebevolumen zum zweiten Gewebevolumen innerhalb der Hornhaut ist unerheblich. Die berechnete Schnittfläche kann auch so berechnet sein, dass im chirurgischen Eingriff zunächst das erste Gewebevolumen aus der Hornhaut entnommen werden muss, um das zweite Gewebevolumen entfernen zu können (mechanisch oder durch Abtragen); anschließend wird das erste Gewebevolumen in die Kammer der Hornhaut wieder eingeführt und an die Position gemäß der berechneten Verlagerung gebracht (sowie ggf. dort fixiert).The relative position of the first tissue volume to the second tissue volume within the cornea is irrelevant. The calculated cutting area can also be calculated such that, during the surgical procedure, the first tissue volume must first be removed from the cornea in order to remove the second tissue volume (mechanically or by ablation). The first tissue volume is then reinserted into the corneal chamber and placed in the position according to the calculated displacement (and, if necessary, fixed there).
Die beschriebene Ausgestaltung der Planungseinheit bietet den Vorteil, dass durch das zweite Gewebevolumen, das aus der Hornhaut entnommen werden soll, für die Geometrie des ersten Gewebevolumens mehr Freiheitsgrade zur Verfügung stehen, die nach einer Verlagerung des ersten Gewebevolumens den additiven Refraktionsveränderungswert bereitstellen.The described design of the planning unit offers the advantage that the second tissue volume to be removed from the cornea provides more degrees of freedom for the geometry of the first tissue volume, which provide the additive refraction change value after a displacement of the first tissue volume.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Planungseinheit ist die Berechnungseinrichtung zum Berechnen der ersten und/oder zweiten Gewebevolumens derart konfiguriert, dass das erste Gewebevolumen zusammenhängend ist und/oder dass das zweite Gewebevolumen zusammenhängend ist.In a further advantageous embodiment of the planning unit, the calculation device for calculating the first and/or second tissue volume is configured such that the first tissue volume is contiguous and/or that the second tissue volume is contiguous.
Ist das erste Gewebevolumen zusammenhängend, so kann die Verlagerung des ersten Gewebevolumens vorteilhaft in einem einzelnen Schritt erfolgen. Dies vereinfacht den chirurgischen Eingriff und verringert das Risiko, dass die Platzierung des ersten Gewebevolumens nicht gemäß der errechneten Verlagerung erfolgt und somit nicht zum errechneten additiven Refraktionsveränderungswert führt. Ist das zweite Gewebevolumen zusammenhängend, so kann das Entfernen des zweiten Gewebevolumens durch den zweiten Zugang vorteilhaft in einem einzelnen Schritt erfolgen. Dies vereinfacht ebenfalls den chirurgischen Eingriff und vermindert das Risiko, dass Reste des zweiten Gewebevolumens in der Hornhaut zurückbleiben und somit das Ergebnis der Refraktionskorrektur verschlechtern.If the first tissue volume is continuous, the displacement of the first tissue volume can advantageously be performed in a single step. This simplifies the surgical procedure and reduces the risk that the placement of the first tissue volume will not be carried out in accordance with the calculated displacement and thus will not lead to the calculated additive refractive change value. If the second tissue volume is continuous, the removal of the second tissue volume through the second access can advantageously be performed in a single step. This also simplifies the surgical procedure and reduces the risk that remnants of the second tissue volume mens remain in the cornea and thus worsen the result of the refractive correction.
Gemäß einer ersten Ausprägung ist die Planungseinheit dadurch gekennzeichnet, dass der Refraktionskorrekturbedarf einen astigmatischen Anteil und einen rotationssymmetrischen Anteil aufweist. Das bedeutet, dass der rotationssymmetrischen Anteil bei einer Rotation um jeden beliebigen Winkel um die dazugehörige Rotationsachse (Symmetrieachse) in sich selbst übergeht; es handelt sich also um einen sphärischen oder asphärischen Anteil. Der rotationssymmetrische Anteil (oder auch „zweite Anteil“) des Refraktionskorrekturbedarfs ist dabei von null Dioptrie verschieden. Für den astigmatischen Anteil (oder auch „ersten Anteil“) gilt, dass er bei einer Rotation um 180° (oder π) um eine dazugehörige Symmetrieachse in sich selbst übergeht. Der rotationssymmetrische Anteil repräsentiert also den sphärischen oder asphärischen Bedarf der Refraktionskorrektur, während der astigmatische Anteil den astigmatischen Bedarf repräsentiert. Auch der astigmatische Anteil des Refraktionskorrekturbedarfs ist von null Dioptrie verschieden, d.h. er besitzt eine Schnittebene, die die Symmetrieachse umfasst, in der eine Brechkraftänderung erwünscht ist, die von null Dioptrie verschieden ist. Der Refraktionskorrekturbedarf entspricht also einer Myopie- oder Hyperopie-Korrektur, bei der gleichzeitig ein Astigmatismus korrigiert werden soll. Es sei angemerkt, dass der Refraktionskorrekturbedarf zusätzlich einen Anteil aufweisen kann, der einem höheren Bildfehler entspricht.According to a first embodiment, the planning unit is characterized by the fact that the refractive correction requirement has an astigmatic component and a rotationally symmetric component. This means that the rotationally symmetric component merges into itself upon rotation by any angle around the corresponding rotation axis (axis of symmetry); it is therefore a spherical or aspherical component. The rotationally symmetric component (or "second component") of the refractive correction requirement is different from zero diopter. The astigmatic component (or "first component") merges into itself upon rotation by 180° (or π) around an associated axis of symmetry. The rotationally symmetric component therefore represents the spherical or aspherical refractive correction requirement, while the astigmatic component represents the astigmatic requirement. The astigmatic portion of the refractive correction requirement is also different from zero diopters, i.e., it has a cross-section plane encompassing the axis of symmetry where a change in refractive power is desired that is different from zero diopters. The refractive correction requirement thus corresponds to a myopia or hyperopia correction that simultaneously corrects astigmatism. It should be noted that the refractive correction requirement may also include a portion corresponding to a higher image aberration.
Die Berechnungseinrichtung ist weiterhin konfiguriert, dass die Schnittfläche derart berechnet wird, dass das erste Gewebevolumen isoliert wird.The calculation device is further configured to calculate the cutting area in such a way that the first tissue volume is isolated.
Zusätzlich ist die Planungseinheit in der ersten Ausprägung dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung weiterhin konfiguriert ist, dem ersten Gewebevolumen eine astigmatische Brechkraft zuzuordnen und das erste Gewebevolumen derart zu berechnen, dass das erste Gewebevolumen eine astigmatische anteriore und/oder eine astigmatische posteriore Grenzfläche aufweist. Dabei ist die anteriore Grenzfläche des ersten Gewebevolumens der Vorderseite der Hornhaut zugewandt, während die posteriore Grenzfläche des ersten Gewebevolumens der Retina des Auges zugewandt ist. Das erste Gewebevolumen ist linsenförmig; es kann auch als „Lentikel“ bezeichnet werden. Dabei ist mindestens eine der Linsenflächen astigmatisch. Diese astigmatische Grenzfläche kann zusätzliche eine rotationssymmetrische (sphärische/asphärische) Krümmung aufweisen, die dem Zylinder zur Korrektur des Astigmatismus überlagert ist. Die Grenzflächen weist dabei der dem ersten Gewebevolumen zugeordneten astigmatischen Brechkraft auf.Additionally, the planning unit in the first embodiment is characterized in that the calculation device is further configured to assign an astigmatic refractive power to the first tissue volume and to calculate the first tissue volume such that the first tissue volume has an astigmatic anterior and/or an astigmatic posterior boundary surface. The anterior boundary surface of the first tissue volume faces the front of the cornea, while the posterior boundary surface of the first tissue volume faces the retina of the eye. The first tissue volume is lens-shaped; it can also be referred to as a “lenticule.” At least one of the lens surfaces is astigmatic. This astigmatic boundary surface can additionally have a rotationally symmetric (spherical/aspherical) curvature, which is superimposed on the cylinder to correct the astigmatism. The boundary surfaces have the astigmatic refractive power assigned to the first tissue volume.
Schließlich ist die Planungseinheit in der ersten Ausprägung dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung des ersten Gewebevolumens eine Rotation um eine erste Rotationsachse umfasst. Die Verlagerung kann eine reine Rotation sein (ohne eine Translation, eine Faltung und ein Wenden aufzuweisen), sie kann aber auch eine Rotation und ein Wenden sein (ohne eine Translation und eine Faltung aufzuweisen). Vorzugsweise ist die erste Rotationsachse mit der Rotationsachse (Symmetrieachse) des rotationssymmetrischen (zweiten) Anteils des Refraktionskorrekturbedarfs identisch und/oder mit der Symmetrieachse des astigmatischen (ersten) Anteils des Refraktionskorrekturbedarfs identisch. Damit eine Verlagerung mittels Rotation möglich ist, wird die Schnittfläche - wie oben beschrieben - derart berechnet, dass sie das erste Gewebevolumen isoliert.Finally, the planning unit in the first embodiment is characterized in that the displacement of the first tissue volume comprises a rotation about a first axis of rotation. The displacement can be a pure rotation (without any translation, folding, or turning), but it can also be a rotation and turning (without any translation and folding). Preferably, the first axis of rotation is identical to the axis of rotation (axis of symmetry) of the rotationally symmetrical (second) portion of the refractive correction requirement and/or identical to the axis of symmetry of the astigmatic (first) portion of the refractive correction requirement. To enable displacement by rotation, the cutting surface is calculated—as described above—in such a way that it isolates the first tissue volume.
Die von der Berechnungseinrichtung berechnete Rotation weist einen Rotationswinkel R1α von 90°±10° auf. Bei einer Rotation des ersten Gewebevolumens um einen Rotationswinkel von 90° kann dem astigmatischen Anteil des Refraktionskorrekturbedarfs genügt werden. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, einen von 90° verschiedenen Rotationswinkel R1α zu verwenden, um beispielsweise einer systematischen Achsdrehung entgegenzuwirken. Daher sind Abweichungen von 5°, 10° oder sogar 20° gegenüber einem Rotationswinkel von 90° möglich.The rotation calculated by the calculation device has a rotation angle R1α of 90°±10°. Rotating the first tissue volume by a rotation angle of 90° can satisfy the astigmatic component of the refractive correction requirement. However, it may also be advantageous to use a rotation angle R1α other than 90°, for example, to counteract systematic axial rotation. Therefore, deviations of 5°, 10°, or even 20° from a rotation angle of 90° are possible.
In dieser ersten Ausprägung kann somit der sphärische oder asphärische Refraktionskorrekturbedarf über das erste und zweite Gewebevolumen zusammen (bzw. den vom ersten und zweiten Gewebevolumen gemeinsam erzeugten subtraktiven Refraktionsveränderungswert) bereitgestellt werden. Nach einer Entnahme des zweiten Gewebevolumens sowie einer angenommenen Entnahme des ersten Gewebevolumens (die jedoch nicht durchgeführt wird, da das erste Gewebevolumen verlagert, bzw. hier rotiert und ggf. gewendet, wird; dabei kann für die Rotation bzw. das Wenden das erste Gewebevolumen aus der Hornhaut entnommen werden und anschließend rotiert/gewendet wieder eingesetzt werden) ist also dieser rotationssymmetrische (zweite) Anteil der Refraktionskorrektur realisiert.In this first form, the spherical or aspherical refractive correction requirement can be provided via the first and second tissue volumes together (or the subtractive refractive change value generated jointly by the first and second tissue volumes). After removing the second tissue volume and assumingly removing the first tissue volume (which, however, is not performed because the first tissue volume is displaced, or rotated and possibly turned; in this case, the first tissue volume can be removed from the cornea for the rotation or turning and then replaced in a rotated/turned state), this rotationally symmetrical (second) portion of the refractive correction is realized.
Der astigmatische (erste) Anteil des Refraktionskorrekturbedarfs wird in dieser Ausprägung durch das rotierte erste Gewebevolumen korrigiert: Durch die Verlagerung (Rotation ggf. mit Wenden) des ersten Gewebevolumens um die erste Rotationsachse wird über den dadurch erzeugten additiven Refraktionsveränderungswert der astigmatische Anteil der Refraktionskorrektur realisiert.In this case, the astigmatic (first) part of the refractive correction requirement is corrected by the rotated first tissue volume: By shifting (rotating, if necessary, turning) the first tissue volume around the first rotation axis, the astigmatic part of the refractive correction is realized via the additive refractive change value generated thereby.
Durch diese Aufteilung des Refraktionskorrekturbedarfs in die beiden Anteile mit (sphärisch/asphärisch und astigmatisch) kann vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik, bei dem ein Korrekturbedarf durch eine reine Entnahme von Gewebevolumen realisiert wird, weniger Gewebevolumen aus der Hornhaut entnommen werden, eine Fehlsichtigkeitskorrektur über einen weiten Dioptrie-Bereich gewährleistet werden bzw. bei höherer biomechanischer Stabilität erreicht werden.By dividing the need for refraction correction into the two parts (spherical/aspheric and astigmatic), it is possible to achieve less tissue volume from the cornea, ensure refractive error correction over a wide diopter range, and achieve it with greater biomechanical stability, compared to the state of the art, where the need for correction is met by simply removing tissue volume.
Es sei angemerkt, dass eine Verlagerung, die sowohl eine Rotation als auch ein Wenden (auch „Flip“ genannt) aufweist, besonders vorteilhaft sein kann, da durch das Wenden die Stabilität des Auges bzw. deren Hornhaut nach dem Eingriff verbessert wird.It should be noted that a relocation that includes both rotation and flipping (also called a “flip”) can be particularly beneficial because flipping improves the stability of the eye or its cornea after the procedure.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Planungseinheit nach der ersten Ausprägung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung weiterhin konfiguriert ist, das erste und das zweite Gewebevolumen derart zu berechnen, dass das erste Gewebevolumen und das zweite Gewebevolumen zumindest abschnittsweise eine gemeinsame Grenzfläche aufweisen. Dabei weist die gemeinsame Grenzfläche einen Beitrag von maximal 50% der dem ersten Gewebevolumen zugeordneten astigmatischen Brechkraft auf, bevorzugt maximal 20%, besonders bevorzugt maximal 10% oder 3%.According to an advantageous embodiment of the planning unit according to the first aspect, it is characterized in that the calculation device is further configured to calculate the first and second tissue volumes such that the first tissue volume and the second tissue volume have a common interface at least in sections. The common interface contributes a maximum of 50% of the astigmatic refractive power assigned to the first tissue volume, preferably a maximum of 20%, particularly preferably a maximum of 10% or 3%.
Unter „zumindest abschnittsweise“ ist zu verstehen, dass von der Grenzfläche des ersten Gewebevolumens, das dem zweiten Gewebevolumen zugewandt ist, mindestens 50% der gemeinsamen Grenzfläche entsprechen, vorzugsweise mindestens 70%, besonders bevorzugt mindestens 90%. Zusätzlich oder alternativ ist unter „zumindest abschnittsweise“ zu verstehen, dass von der Grenzfläche des zweiten Gewebevolumens, das dem ersten Gewebevolumen zugewandt ist, mindestens 50% der gemeinsamen Grenzfläche entsprechen, vorzugsweise mindestens 70%, besonders bevorzugt mindestens 90%."At least in sections" means that at least 50% of the interface of the first tissue volume facing the second tissue volume corresponds to the common interface, preferably at least 70%, particularly preferably at least 90%. Additionally or alternatively, "at least in sections" means that at least 50% of the interface of the second tissue volume facing the first tissue volume corresponds to the common interface, preferably at least 70%, particularly preferably at least 90%.
Ist beispielsweise das erste Gewebevolumen gegenüber dem zweiten Gewebevolumen posterior angeordnet, so ist die anteriore Grenzfläche des ersten Gewebevolumens (zumindest abschnittsweise) mit der posterioren Grenzfläche des zweite Gewebevolumens identisch. Beträgt der astigmatische Beitrag der Brechkraft der (gemeinsamen) anterioren Grenzfläche des ersten Gewebevolumens nur 3%, so trägt die posteriore Grenzfläche des ersten Gewebevolumens zu 97% zur zugeordneten astigmatischen Brechkraft bei. Dabei ist ein geringer astigmatischer Brechkraftbeitrag der gemeinsamen Grenzfläche vorteilhaft. Dies ergibt sich aus nachfolgend dargelegten Überlegungen:For example, if the first tissue volume is positioned posterior to the second tissue volume, the anterior interface of the first tissue volume is (at least partially) identical to the posterior interface of the second tissue volume. If the astigmatic contribution to the refractive power of the (common) anterior interface of the first tissue volume is only 3%, the posterior interface of the first tissue volume contributes 97% to the associated astigmatic refractive power. A small astigmatic contribution to the refractive power of the shared interface is advantageous. This results from the following considerations:
Betrage der astigmatische Anteil des Refraktionskorrekturbedarfs in einem ersten Beispiel 1 dpt; d.h. neben einer sphärischen/asphärischen Korrektur ist ein Astigmatismus (Zylinder) von einer Dioptrie zu korrigieren. Wird die posteriore Grenzfläche des ersten Gewebevolumens so ausgestaltet, dass ihr eine astigmatische Brechkraft von 0.5 dpt zugeordnet werden kann, so kann die anteriore Grenzfläche (die mit der posterioren Grenzfläche des zweiten Gewebevolumens zumindest abschnittsweise identisch ist) rein rotationssymmetrisch ausgestaltet sein. Durch eine Rotation des ersten Gewebevolumens um 90° wird dann der astigmatische Fehler des Auges gerade vollständig korrigiert. Der zusätzliche sphärischen/asphärischen Korrekturbedarf kann durch die Entnahme des zweiten Gewebevolumens bedient werden. Wird - wie in diesem Beispiel - die astigmatische Korrektur gerade durch die nicht-gemeinsame Grenzfläche des ersten Gewebevolumens realisiert, muss die dem ersten Gewebevolumen zugeordnete astigmatische Brechkraft gerade einmal 50% des astigmatischen Korrekturbedarfs entsprechen. Der Beitrag der gemeinsamen Fläche zur astigmatischen Brechkraft beträft hier also 0%. Die Grenzflächen des zweiten (zu entnehmenden) Gewebevolumens können beide rein rotationssymmetrisch sein. In a first example, the astigmatic component of the required refractive correction is 1 dpt; i.e., in addition to a spherical/aspherical correction, an astigmatism (cylinder) of one diopter must be corrected. If the posterior interface of the first tissue volume is designed so that it can be assigned an astigmatic refractive power of 0.5 dpt, the anterior interface (which is at least partially identical to the posterior interface of the second tissue volume) can be designed with purely rotational symmetry. By rotating the first tissue volume by 90°, the astigmatic error of the eye is then completely corrected. The additional spherical/aspherical correction requirement can be met by removing the second tissue volume. If, as in this example, the astigmatic correction is achieved precisely by the non-shared interface of the first tissue volume, the astigmatic power assigned to the first tissue volume must correspond to just 50% of the astigmatic correction required. The contribution of the shared surface to the astigmatic power is therefore 0%. The interfaces of the second (to be removed) tissue volume can both be purely rotationally symmetric.
Betrage in einem zweiten Beispiel der astigmatische Anteil des Refraktionskorrekturbedarfs wieder 1 dpt und werde nun die posteriore Grenzfläche des ersten Gewebevolumens so ausgestaltet, dass ihr eine astigmatische Brechkraft von lediglich 0.4 dpt zugeordnet werden kann. Durch eine Rotation des ersten Gewebevolumens um 90° wird über die posteriore Grenzfläche nun eine astigmatische Korrektur von 2 x 0.4 dpt. = 0.8 dpt erzeugt. Somit muss die anteriore (mit dem zweiten Gewebevolumen gemeinsame) Grenzfläche noch einen Beitrag von 0.2 dpt hinzufügen, um dem astigmatischen Refraktionskorrekturbedarf zu genügen. Der Beitrag der gemeinsamen Fläche beträgt in diesem Beispiel ein Drittel: 0.2 dpt / (0.4 dpt + 0.2 dpt) = 1/3.In a second example, the astigmatic component of the required refractive correction is again 1 D, and the posterior interface of the first tissue volume is now designed so that it can be assigned an astigmatic refractive power of only 0.4 D. By rotating the first tissue volume by 90°, an astigmatic correction of 2 x 0.4 D = 0.8 D is generated across the posterior interface. Thus, the anterior interface (shared with the second tissue volume) must add a further 0.2 D to meet the required astigmatic refractive correction. In this example, the contribution of the shared surface is one-third: 0.2 D / (0.4 D + 0.2 D) = 1/3.
Die Überlegung zeigt, dass in diesem zweiten Beispiel die dem ersten Gewebevolumen zugeordnete astigmatische Brechkraft größer sein muss als im ersten Beispiel (0.6 dpt. gegenüber 0.5 dpt.). Daraus folgt, dass auch das erste Gewebevolumen mehr Volumen benötigt, um dem astigmatischen Refraktionskorrekturbedarf zu genügen. Es ist also vorteilhaft, den astigmatischen Brechkraftbeitrag der gemeinsamen Grenzfläche gering zu halten.This reasoning shows that in this second example, the astigmatic power assigned to the first tissue volume must be greater than in the first example (0.6 D versus 0.5 D). This means that the first tissue volume also requires more volume to meet the astigmatic refractive correction requirement. It is therefore advantageous to keep the astigmatic power contribution of the common interface low.
Vorteilhaft ist weiterhin mindestens eine der Grenzflächen des zweiten Gewebevolumens rotationssymmetrisch; d.h. sie weist eine sphärische oder asphärische Form auf. Typischerweise ist mindestens die nicht-gemeinsame Grenzfläche rotationssymmetrisch. Bevorzugt sind beide Grenzflächen rotationssymmetrisch; in dem Fall trägt die gemeinsame Grenzfläche des ersten Gewebevolumens gerade 0% zur astigmatischen Brechkraft bei.Furthermore, at least one of the interfaces of the second tissue volume is advantageously rotationally symmetric; ie, it has a spherical or aspherical shape. Typically, at least the non-common interface is rotationally symmetric. Preferably, both interfaces are chen rotationally symmetric; in this case, the common interface of the first tissue volume contributes exactly 0% to the astigmatic refractive power.
Besonders vorteilhaft wird das zweite Gewebevolumen so berechnet, dass dieses bei seiner Entnahme aus der Hornhaut dem rotationssymmetrischen Anteil des Refraktionskorrekturbedarfs entspricht. In dem Fall lässt sich die rotationssymmetrische Korrektur allein über das zweite (zu entnehmende) Lentikel realisieren, während die astigmatische Korrektur über die Verlagerung des ersten Gewebevolumens erfolgen kann. Eine solche Zuordnung der Anteile des Korrekturbedarfs zu den Gewebevolumina erfordert besonders wenig zu verlagerndes erstes Gewebevolumen und besonders wenig zu entnehmendes zweites Gewebevolumen. In der Praxis können dieser strengen Aufteilung jedoch Grenzen gesetzt sein, da die Gewebevolumina nicht beliebig dünn sein können. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Grenzflächen des zweiten Gewebevolumens derart berechnet werden, dass eine den Grenzflächen zugeordnete rotationssymmetrische Brechkraft mindestens 50% des rotationssymmetrischen Anteils des Refraktionskorrekturbedarfs entspricht, vorzugsweise mindestens 70%, besonders bevorzugt mindestens 90%.It is particularly advantageous to calculate the second tissue volume such that, when removed from the cornea, it corresponds to the rotationally symmetric portion of the required refractive correction. In this case, the rotationally symmetric correction can be achieved solely via the second (to be removed) lenticule, while the astigmatic correction can be achieved by displacing the first tissue volume. Such an allocation of the portions of the required correction to the tissue volumes requires a particularly small first tissue volume to be displaced and a particularly small second tissue volume to be removed. In practice, however, there may be limits to this strict division, since the tissue volumes cannot be arbitrarily thin. Therefore, it is advantageous if the interfaces of the second tissue volume are calculated such that a rotationally symmetric refractive power assigned to the interfaces corresponds to at least 50% of the rotationally symmetric portion of the required refractive correction, preferably at least 70%, particularly preferably at least 90%.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Planungseinheit nach der ersten Ausprägung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung dazu konfiguriert ist, die anteriore und posteriore Grenzfläche des ersten Gewebevolumens derart zu berechnen, dass die zugeordnete astigmatische Brechkraft zwischen 20% und 90% des astigmatischen Anteils des Refraktionskorrekturbedarf entspricht, bevorzugt zwischen 30% und 80%, besonders bevorzugt zwischen 40% und 70%. Dabei wird die zugeordnete astigmatische Brechkraft nach der berechneten (und gedachten) Verlagerung bewertet.A particularly advantageous embodiment of the planning unit according to the first embodiment is characterized in that the calculation device is configured to calculate the anterior and posterior boundary surface of the first tissue volume such that the assigned astigmatic refractive power corresponds to between 20% and 90% of the astigmatic portion of the refractive correction requirement, preferably between 30% and 80%, particularly preferably between 40% and 70%. The assigned astigmatic refractive power is evaluated according to the calculated (and imaginary) displacement.
Vorzugsweise entspricht weiterhin eine astigmatische Brechkraft des zweiten Gewebevolumens (nach dem gedachten Entfernen) weniger als 20% des astigmatischen Anteils des Refraktionskorrekturbedarfs, vorzugsweise weniger als 10%, besonders bevorzugt weniger als 3%. Die größte „Einsparung“ von zu entnehmendem und zu verlagerndem Gewebe ergibt sich, wenn das zweite Gewebevolumen 0% des astigmatischen Anteils des Refraktionskorrekturbedarfs bereitstellt. Dies ist jedoch nicht immer möglich, da die Gewebevolumina endliche Dicken aufweisen sollten.Furthermore, the astigmatic refractive power of the second tissue volume (after the intended removal) preferably corresponds to less than 20% of the astigmatic portion of the refractive correction required, preferably less than 10%, and particularly preferably less than 3%. The greatest "saving" in terms of tissue removal and relocation occurs when the second tissue volume provides 0% of the astigmatic portion of the refractive correction required. However, this is not always possible, since the tissue volumes should have finite thicknesses.
Eine dem ersten Gewebevolumen zugeordnete astigmatische Brechkraft von 50% des astigmatischen Anteils des Refraktionskorrekturbedarfs erlaubt (nach der Verlagerung mit einem Drehwinkel von 90°) eine exakte Korrektur des astigmatischen Fehlers des Auges, wenn das zweite Gewebevolumen keinen Anteil am astigmatischen Refraktionskorrekturbedarf aufweist und wenn der Anteil der gemeinsamen Grenzfläche an der dem ersten Gewebevolumen zugeordneten astigmatischen Brechkraft 0% beträgt. Eine wie oben beschriebene Abweichung von den 50% ermöglicht jedoch vorteilhaft, eine systematische Unter- oder Überkorrektur des Astigmatismus zu vermeiden.An astigmatic power assigned to the first tissue volume of 50% of the astigmatic portion of the refractive correction requirement allows (after displacement with a rotation angle of 90°) an exact correction of the eye's astigmatic error if the second tissue volume does not contribute to the astigmatic refractive correction requirement and if the share of the common interface in the astigmatic power assigned to the first tissue volume is 0%. However, a deviation from the 50% as described above advantageously allows for the avoidance of systematic under- or overcorrection of astigmatism.
Eine weitere Ausgestaltung der Planungseinheit nach der ersten Ausprägung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung weiterhin konfiguriert ist, des ersten Gewebevolumens derart zu berechnen, dass es eine Markierung aufweist und/oder mit einem strukturierten Randschnitt versehen ist. Dabei werden die Markierungen und/oder Strukturen derart berechnet, dass sie eine korrekte Verlagerung gemäß dem berechneten Rotationswinkel R1α markieren.A further embodiment of the planning unit according to the first aspect is characterized in that the calculation device is further configured to calculate the first tissue volume such that it has a marking and/or is provided with a structured edge cut. The markings and/or structures are calculated such that they mark a correct displacement according to the calculated rotation angle R1α.
Da es schwierig sein kann, die Rotation um den berechneten Rotationswinkel exakt auszuführen, ist es hilfreich, wenn das zu rotierende erste Gewebevolumen derart ausgestaltet ist, dass es die exakte Positionierung unterstützt. Die erfindungsgemäßen Markierungen und/oder strukturierten Randschnitte erlauben gerade eine solche Präzision. Die Markierungen/Strukturen können als Rasterstruktur ausgestaltet sein; so kann zusätzlich auch nach dem eigentlichen Eingriff das autologe Transplantat (das erste Gewebevolumen) darin gehindert werden, sich zu verdrehen oder anderweitig seine Lage in der Hornhaut zu ändern. Die Markierungen können beispielsweise auch als sogenannte „Nasen“ ausgestaltet sein.Since it can be difficult to precisely execute the rotation around the calculated rotation angle, it is helpful if the first tissue volume to be rotated is designed to support exact positioning. The markings and/or structured edge cuts according to the invention allow precisely such precision. The markings/structures can be designed as a grid structure; this can also prevent the autologous transplant (the first tissue volume) from twisting or otherwise changing its position in the cornea even after the actual procedure. The markings can also be designed as so-called "noses," for example.
Bei den Markierungen/Strukturen kann es sich um vier Markierungen/Strukturen handeln, die in einem Winkel von 90° angeordnet sind. Dies stellt eine vollständige, passgenaue „Rastung“ des verlagerten ersten Gewebevolumens sicher.The markers/structures can be four, arranged at a 90° angle. This ensures complete, precise locking of the relocated first tissue volume.
Gemäß einer zweiten Ausprägung ist die Planungseinheit, deren Berechnungseinrichtung wie oben beschrieben auch zum Berechnen eines zweiten Gewebevolumens und einer entsprechenden Schnittfläche konfiguriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Refraktionskorrekturbedarf hyperop ist. Das bedeutet, dass die Korrektur einer Weitsichtigkeit gewünscht ist; der Refraktionskorrekturbedarf ist von null Dioptrie verschieden. Dabei kann der Refraktionskorrekturbedarf auch einem Astigmatismus (oder höhere Bildfehler) umfassen.According to a second embodiment, the planning unit, whose calculation device is also configured, as described above, to calculate a second tissue volume and a corresponding cut area, is characterized in that the refractive correction requirement is hyperopic. This means that the correction of hyperopia is desired; the refractive correction requirement is different from zero diopters. The refractive correction requirement may also include astigmatism (or higher image aberrations).
Weiterhin ist die Planungseinheit gemäß der zweiten Ausprägung dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung eine Faltung um eine Faltachse aufweist, die der Faltung zugeordnet ist. Die Berechnungseinrichtung ist also dazu ausgebildet, als Verlagerung eine Faltung zu berechnen, wobei die Faltung um eine Faltachse erfolgt. Dabei ist die Faltachse der berechneten Faltung zugeordnet. Die Verlagerung umfasst bevorzugt keine Rotation und auch keine Translation. Die Verlagerung kann jedoch zusätzlich zur Faltung noch ein Wenden aufweisen.Furthermore, the planning unit according to the second embodiment is characterized in that the displacement comprises a folding around a folding axis that is assigned to the folding. The calculation device is thus designed to act as a storage, a fold is calculated, whereby the folding occurs around a folding axis. The folding axis is assigned to the calculated fold. The displacement preferably does not include rotation or translation. However, the displacement may also include a turning in addition to the folding.
Vorteilhaft ist die Berechnungseinrichtung dazu konfiguriert, die Schnittfläche derart zu berechnen, dass die errechnete Faltachse mit einem Abschnitt eines Randes der Schnittfläche übereinstimmt.Advantageously, the calculation device is configured to calculate the cutting surface in such a way that the calculated folding axis coincides with a section of an edge of the cutting surface.
Eine Verlagerung mittels Faltung erlaubt eine besonders präzise Positionierung des ersten Gewebevolumens nach der Verlagerung, da über die Faltachse, die typischerweise mit einem Abschnitt eines Randes der Schnittfläche übereinstimmt, die gewünschte Position des ersten Gewebevolumens genau vordefiniert ist.A displacement by folding allows a particularly precise positioning of the first tissue volume after the displacement, since the desired position of the first tissue volume is precisely predefined via the folding axis, which typically coincides with a section of an edge of the cut surface.
Die Schnittfläche kann das erste Gewebevolumen isolieren. In dem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn das gefaltete Gewebevolumen anschließend fixiert (und/oder geklebt wird). Die Schnittfläche kann auch so berechnet werden, dass das erste Gewebevolumen im Bereich der Faltachse besonders dünn ist, so dass sich durch die Faltung keine ungewollte Wölbung ergibt. In diesem Fall wird das erste Gewebevolumen nicht isoliert (sondern nur abgegrenzt); auch hier kann es vorteilhaft sein, das verlagerte erste Gewebevolumen zu fixieren (zu kleben).The cut surface can isolate the first tissue volume. In this case, it is particularly advantageous if the folded tissue volume is subsequently fixed (and/or glued). The cut surface can also be calculated so that the first tissue volume is particularly thin in the area of the fold axis, so that no unwanted bulging occurs due to the folding. In this case, the first tissue volume is not isolated (but only delimited); here, too, it can be advantageous to fix (glue) the displaced first tissue volume.
Besteht ein hyperoper Refraktionskorrekturbedarf von S Dioptrien (dpt), so werden das erste und zweite Gewebevolumen vorzugsweise so berechnet, dass ihre Vereinigung einem Lentikel entspricht, der eine gegenüber S geringere Brechkraft SP aufweist (SP < S), würde das vereinigte Gewebevolumen aus der Hornhaut entfernt. Aufgrund der geringeren Brechkraft und der Tatsache, dass das erste Gewebevolumen (nach einer Verlagerung) in der Hornhaut verbleibt, wird klar, dass eine größere Hyperopie-Korrektur erzielt werden kann, als es durch eine subtraktive Korrektur allein unter Wahrung der biomechanischen Stabilität möglich ist. Auf diese Weise wird also der Dioptrie-Bereich einer Fehlsichtigkeitskorrektur erweitert, wobei gleichzeitig eine dauerhafte Korrektur sichergestellt ist.If hyperopic refractive correction of S diopters (D) is required, the first and second tissue volumes are preferably calculated such that their union corresponds to a lenticule with a lower refractive power than S, S P (S P < S), if the combined tissue volume were removed from the cornea. Due to the lower refractive power and the fact that the first tissue volume remains in the cornea (after displacement), it is clear that a greater hyperopia correction can be achieved than is possible with subtractive correction alone while maintaining biomechanical stability. In this way, the diopter range of a refractive error correction is expanded, while at the same time ensuring a permanent correction.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Planungseinheit nach der zweiten Ausprägung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung konfiguriert ist, das erste Gewebevolumen derart zu berechnen, dass das erste Gewebevolumen mindestens drei Teilvolumina aufweist, bevorzugt mindestens vier Teilvolumina, besonders bevorzugt mindestens acht Teilvolumina. Dabei ist jedem Teilvolumen eine Faltachse zugeordnet. Zu jedem der errechneten Teilvolumina des erste Gewebevolumens wird also eine Faltachse errechnet.An advantageous embodiment of the planning unit according to the second aspect is characterized in that the calculation device is configured to calculate the first tissue volume such that the first tissue volume has at least three sub-volumes, preferably at least four sub-volumes, particularly preferably at least eight sub-volumes. A folding axis is assigned to each sub-volume. Thus, a folding axis is calculated for each of the calculated sub-volumes of the first tissue volume.
Zusätzlich ist die Berechnungseinrichtung konfiguriert, das erste Gewebevolumen derart zu berechnen, dass die Teilvolumina symmetrisch um eine zweite Rotationsachse angeordnet sind. Das bedeutet, dass bei einer gedachten Drehung der Teilvolumina um die zweite Rotationsachse um einen Rotationswinkel, der von 0° (bzw. einem Vielfachen von 360° verschieden ist) die Teilvolumina in sich selbst überführt werden.Additionally, the calculation device is configured to calculate the first tissue volume such that the subvolumes are arranged symmetrically around a second rotation axis. This means that upon an imaginary rotation of the subvolumes around the second rotation axis by a rotation angle other than 0° (or a multiple of 360°), the subvolumes are transformed into themselves.
Schließlich ist die Berechnungseinrichtung konfiguriert, das erste Gewebevolumen derart zu berechnen, dass die den Teilvolumina zugeordneten Faltachsen ebenfalls symmetrisch um die zweite Rotationsachse angeordnet sind.Finally, the calculation device is configured to calculate the first tissue volume such that the folding axes assigned to the partial volumes are also arranged symmetrically around the second rotation axis.
Typischerweise durchstößt die zweite Rotationsachse den Scheitpunkt der Hornhaut des Auges, das den Refraktionskorrekturbedarf aufweist. Die zweite Rotationsachse kann zusätzlich oder alternativ parallel zu einer optischen Achse des Auges verlaufen.Typically, the second rotation axis traverses the corneal vertex of the eye requiring refractive correction. The second rotation axis may additionally or alternatively run parallel to an optical axis of the eye.
Werden beispielsweise drei Teilvolumina des ersten Gewebevolumens berechnet, so bilden die drei Faltachsen ein gleichseitiges Dreieck. Werden beispielsweise vier Teilvolumina des ersten Gewebevolumens berechnet, so bilden die vier Faltachsen ein Rechteck oder ein Quadrat. Analog gilt bei einer Berechnung von M Teilvolumina des ersten Gewebevolumens, dass die M Faltachsen ein symmetrisches (oder sogar gleichseitiges) M-Ecke bilden. For example, if three subvolumes of the first tissue volume are calculated, the three folding axes form an equilateral triangle. If, for example, four subvolumes of the first tissue volume are calculated, the four folding axes form a rectangle or a square. Similarly, if M subvolumes of the first tissue volume are calculated, the M folding axes form a symmetrical (or even equilateral) M-corner.
Vorteilhaft werden die Teilvolumina des ersten Gewebevolumens derart berechnet, dass sie sich - radial von der zweiten Rotationsachse aus betrachtet - von außen bis hin zur jeweilig zugeordneten Faltachse hin erstrecken. Es weist also kein Abschnitt eines Teilvolumens einen geringeren Abstand von der zweiten Rotationsachse auf als der Abstand der zugeordneten Faltachse zur zweiten Rotationsachse beträgt. Besonders vorteilhaft erstrecken sich die Teilvolumina - radial von der zweiten Rotationsachse aus betrachtet - maximal bis zum doppelten Abstand der zugeordneten Faltachse zur zweiten Rotationsachse. Werden die Teilvolumina und die Faltachsen derart berechnet, so können die jeweiligen Teilvolumina „nach innen“ (also zur zweiten Rotationsachse hin) über die jeweiligen Faltachsen gefaltet werden. Dabei kommt es nicht zu einer Überlagerung der gefalteten Teilvolumina im Bereich der zweiten Rotationsachse.Advantageously, the sub-volumes of the first tissue volume are calculated such that, viewed radially from the second rotation axis, they extend from the outside to the respective assigned folding axis. Therefore, no section of a sub-volume is closer to the second rotation axis than the distance between the assigned folding axis and the second rotation axis. Particularly advantageously, the sub-volumes extend, viewed radially from the second rotation axis, to a maximum of twice the distance between the assigned folding axis and the second rotation axis. If the sub-volumes and the folding axes are calculated in this way, the respective sub-volumes can be folded "inwards" (i.e., toward the second rotation axis) over the respective folding axes. This does not result in an overlap of the folded sub-volumes in the area of the second rotation axis.
Eine so beschriebene Verlagerung des ersten Gewebevolumens erlaubt es, Hornhautgewebe „von außen nach innen“ zu bewegen. Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft die Krümmung der Hornhaut vergrößern, so dass eine Korrektur von Hyperopie ermöglicht wird. Dabei ist das zweite Gewebevolumen vorteilhaft derart berechnet, dass die durch die Verlagerung des ersten Gewebevolumens entstandenen „Lücken“ (für Abstände von der zweiten Rotationsachse jenseits der Faltachsen) derart berücksichtigt werden, dass durch die Entnahme des zweiten Gewebevolumens höhere Bildfehler kompensiert bzw. vermieden werden, die entstehen würden, wenn lediglich das erste Gewebevolumen verlagert wird (ohne eine Entnahme des zweiten Gewebevolumens).A displacement of the first tissue volume described in this way allows corneal tissue to be moved “from the outside to the inside.” In this way, the curvature of the cornea can be advantageously skin, thus enabling the correction of hyperopia. The second tissue volume is advantageously calculated in such a way that the "gaps" created by the displacement of the first tissue volume (for distances from the second rotation axis beyond the folding axes) are taken into account in such a way that the removal of the second tissue volume compensates for or avoids greater image aberrations that would arise if only the first tissue volume were displaced (without removing the second tissue volume).
Eine Planungseinheit, die wie hier beschrieben gekennzeichnet ist, erlaubt eine besonders präzise Korrektur von Weitsichtigkeit.A planning unit marked as described here allows for particularly precise correction of hyperopia.
Eine Weitereinwicklung der Ausgestaltung der Planungseinheit nach der zweiten Ausprägung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Teilvolumina sternförmig um die zweite Rotationsachse angeordnet.A further development of the design of the planning unit according to the second embodiment is characterized in that the sub-volumes are arranged in a star shape around the second axis of rotation.
Weisen die Teilvolumina jeweils die Form eines Zackens eines Sterns auf, so lassen sich diese über die zugeordneten Faltachsen in Richtung der zweiten Rotationsachse falten, so dass nach allen Faltungen die Teilvolumina nicht überlappen, sondern nebeneinander zu liegenkommen. Dadurch kann die gewünschte Form der Hornhaut - nach der Verlagerung des ersten Gewebevolumens - besonders genau erreicht werden.If the subvolumes each have the shape of a star point, they can be folded along the assigned folding axes in the direction of the second rotation axis, so that after all folds, the subvolumes do not overlap but lie next to each other. This allows the desired shape of the cornea to be achieved with particular precision after the first tissue volume has been relocated.
Gemäß einer Ausgestaltung der Planungseinheit nach der zweiten Ausprägung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die Teilvolumina unterschiedliche Dicken aufweisen. Dabei ist unter der Dicke eines Teilvolumens die Ausdehnung des Teilvolumens in einer Richtung parallel zur zweiten Rotationsachse zu verstehen.According to an embodiment of the planning unit according to the second aspect, it is characterized in that the subvolumes have different thicknesses. The thickness of a subvolume is understood to be the extent of the subvolume in a direction parallel to the second rotation axis.
Auf diese Wiese können höhere Bildfehler (wie Astigmatismus), die über einen hyperopen Refraktionskorrekturbedarf vorhanden sind, korrigiert werden.In this way, higher image defects (such as astigmatism) that exist beyond the need for hyperopic refractive correction can be corrected.
Gemäß einer alternativen zweiten Ausprägung der Planungseinheit, deren Berechnungseinrichtung wie oben beschrieben auch zum Berechnen eines zweiten Gewebevolumens und einer entsprechenden Schnittfläche konfiguriert ist, ist diese dadurch gekennzeichnet, dass der Refraktionskorrekturbedarf myop ist. Abweichend zur oben beschriebenen zweiten Ausprägung erstrecken sich die (symmetrisch um eine Rotationsachse angeordneten) Teilvolumina von der Rotationsachse aus gesehen bis zu den zugeordneten (symmetrisch angeordneten) Faltachsen hin. Durch die Verlagerung werden die Teilvolumina „nach außen“ (zu größeren radialen Abständen von der Rotationsachse) bewegt. Auf diese Weise kann eine Abflachung der Hornhautvorderseite erreicht werden, die eine Myopie-Korrektur erlaubt.According to an alternative second embodiment of the planning unit, whose calculation device, as described above, is also configured to calculate a second tissue volume and a corresponding cross-sectional area, this is characterized in that the refractive correction requirement is myopic. Deviating from the second embodiment described above, the sub-volumes (arranged symmetrically around a rotation axis) extend from the rotation axis to the associated (symmetrically arranged) folding axes. By shifting them, the sub-volumes are moved "outwards" (to greater radial distances from the rotation axis). In this way, a flattening of the anterior surface of the cornea can be achieved, which allows for myopia correction.
Gemäß einer dritten Ausprägung ist die Planungseinheit dadurch gekennzeichnet, dass der Refraktionskorrekturbedarf myop ist. Das bedeutet, dass die Korrektur einer Kurzsichtigkeit gewünscht ist; der Refraktionskorrekturbedarf ist von null Dioptrie verschieden. Dabei kann der Refraktionskorrekturbedarf auch einem Astigmatismus (oder höhere Bildfehler) umfassen.According to a third variant, the planning unit is characterized by the need for refractive correction being myopic. This means that the correction of myopia is desired; the refractive correction need is different from zero diopters. The refractive correction need may also include astigmatism (or higher aberrations).
Weiterhin ist die Planungseinheit gemäß der dritten Ausprägung dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung eine Rotation um eine dritte Rotationsachse bei einer optionalen, gleichzeitigen Translation entlang der dritten Rotationsachse umfasst. Die Berechnungseinrichtung ist also dazu ausgebildet, als Verlagerung eine Rotation zu berechnen, wobei die Rotation um die dritte Rotationsachse erfolgt. Durch die Verlagerung mittels Rotation kann es gleichzeitig zu einer Translation entlang der dritten Rotationsachse kommen; dies muss aber nicht der Fall sein. Die Verlagerung umfasst keine Faltung. Die Verlagerung umfasst weiterhin bevorzugt kein Wenden.Furthermore, the planning unit according to the third embodiment is characterized in that the displacement comprises a rotation about a third axis of rotation with an optional, simultaneous translation along the third axis of rotation. The calculation device is thus designed to calculate a rotation as the displacement, wherein the rotation occurs about the third axis of rotation. The displacement by means of rotation can simultaneously result in a translation along the third axis of rotation; however, this does not have to be the case. The displacement does not comprise folding. Furthermore, the displacement preferably does not comprise turning.
Die Berechnungseinrichtung ist weiterhin derart konfiguriert, dass die Schnittfläche derart berechnet wird, dass das erste Gewebevolumen isoliert wird. Nur dann ist eine anschließende Verlagerung durch Rotation möglich.The calculation device is further configured to calculate the cut surface in such a way that the first tissue volume is isolated. Only then is subsequent displacement by rotation possible.
Darüber hinaus ist die Berechnungseinrichtung der Planungseinheit gemäß der dritten Ausprägung dazu konfiguriert, das erste Gewebevolumen derart zu berechnen, dass das erste Gewebevolumen in Verbindung mit der Rotation in der Hornhaut zusammen mit einem durch die Rotation entstehenden Hohlraum dem additiven Refraktionsveränderungswert entspricht. Dabei weist das erste Gewebevolumen für verschiedene Azimut-Winkel um die dritte Rotationsachse unterschiedliche Abstände zwischen einer anterioren und einer posterioren Grenzfläche aufweist.Furthermore, according to the third embodiment, the calculation device of the planning unit is configured to calculate the first tissue volume such that the first tissue volume, in conjunction with the rotation in the cornea, together with a cavity created by the rotation, corresponds to the additive refractive change value. The first tissue volume has different distances between an anterior and a posterior boundary surface for different azimuth angles around the third rotation axis.
Vorzugsweise weist das erste Gewebevolumen eine Symmetrie gegenüber der dritten Rotationsachse auf. Das bedeutet, dass das erste Gewebevolumen in sich selbst übergeht, wenn es um die dritte Rotationsachse um einen von Drehwinkel, der von 0° verschieden ist (bzw. einem Vielfachen von 360° verschieden ist), gedreht wird. Das erste Gewebevolumen kann beispielsweise vier Bereiche mit größerem Abstand zwischen der anterioren und der posterioren Grenzfläche aufweisen und dazwischen vier Bereiche mit geringerem Abstand. Diese Bereiche können so angeordnet sein, dass das erste Gewebevolumen bei einer Drehung um 90° um die dritte Rotationsachse in sich selbst übergeht.Preferably, the first tissue volume has a symmetry with respect to the third rotation axis. This means that the first tissue volume merges into itself when it is rotated about the third rotation axis by a rotation angle that is different from 0° (or a multiple of 360°). The first tissue volume can, for example, have four regions with a larger distance between the anterior and posterior interfaces and four regions with a smaller distance in between. These regions can be arranged such that the first Tissue volume merges into itself when rotated by 90° around the third rotation axis.
Vorteilhaft wird für die Verlagerung ein Rotationswinkel um die dritte Rotationsachse derart von der Berechnungseinrichtung der Planungseinheit gemäß der dritten Ausprägung berechnet, dass ein Bereich mit einem größeren Abstand (verglichen mit einem mittleren Abstand, beispielsweise gemittelt über alle Azimut-Winkel) zwischen der anterioren und posterioren Grenzfläche des ersten Gewebevolumens durch die Rotation in eine Lage rotiert wird, an der vor der Rotation ein geringerer Abstand (verglichen mit einem mittleren Abstand) zwischen der anterioren und posterioren Grenzfläche des ersten Gewebevolumens gewesen ist. Die Rotation kann aufgrund der Abstände zwischen den Grenzflächen mit einer Translation des ersten Gewebevolumens entlang der dritten Rotationsachse verbunden sein; die Translation des ersten Gewebevolumens erfolgt dann in Richtung einer anterioren Grenzfläche der Hornhaut. Auf diese Weise erhöhte sich in diesem Bereich die Menge von Gewebe der Hornhaut, so dass eine Formänderung der Kornea erzeugt werden kann, die dem angestrebten Refraktionskorrekturbedarf entspricht.Advantageously, for the displacement, a rotation angle about the third rotation axis is calculated by the calculation device of the planning unit according to the third embodiment such that an area with a greater distance (compared to an average distance, for example, averaged over all azimuth angles) between the anterior and posterior interfaces of the first tissue volume is rotated by the rotation into a position where, prior to the rotation, there was a smaller distance (compared to an average distance) between the anterior and posterior interfaces of the first tissue volume. Due to the distances between the interfaces, the rotation can be associated with a translation of the first tissue volume along the third rotation axis; the translation of the first tissue volume then occurs in the direction of an anterior interface of the cornea. In this way, the amount of corneal tissue increases in this area, so that a change in the shape of the cornea can be created that corresponds to the desired refractive correction requirement.
In den Regionen der Hornhaut, wo ein Bereich mit einem geringeren Abstand (verglichen mit einem mittleren Abstand) zwischen der anterioren und posterioren Grenzfläche des ersten Gewebevolumens durch die Rotation in eine Lage rotiert wird, an der vor der Rotation ein größerer Abstand (verglichen mit einem mittleren Abstand) zwischen der anterioren und posterioren Grenzfläche des ersten Gewebevolumens gewesen ist, entsteht nach der Verlagerung (Rotation) des ersten Gewebevolumens typischerweise ein Hohlraum. Ist dieser mit einem Material gefüllt, dessen Brechungsindex dem der Hornhaut entspricht, so trägt auch dieser Hohlraum zum additiven Refraktionsveränderungswert bei.In regions of the cornea where the rotation rotates an area with a smaller distance (compared to a mean distance) between the anterior and posterior interfaces of the first tissue volume to a position where, prior to the rotation, there was a larger distance (compared to a mean distance) between the anterior and posterior interfaces of the first tissue volume, a cavity typically forms after the displacement (rotation) of the first tissue volume. If this cavity is filled with a material whose refractive index corresponds to that of the cornea, this cavity also contributes to the additive refractive change value.
Da bei einer Myopiekorrektur die Brechkraft der kornealen Vorderseite durch Verringerung der Krümmung bzw. Vergrößerung des Krümmungsradius erfolgt, wurde im Stand der Technik stets eine stärkere Gewebeentnahme in der Mitte der Kornea im Vergleich zum Rand vorgenommen. Man kann aber auch durch eine „Aufpolsterung“ des peripheren Bereiches der Kornea eine Verringerung der Brechkraft erreichen. Erfindungsgemäß gelingt diese Aufpolsterung gemäß der oben ausgeführten Beschreibung. Dabei ist zu beachten, dass das erste Gewebevolumen, das die Form eines Lentikels variabler Dicke aufweist, im Stroma der Hornhaut auf Ober- und Unterseite von restlichen Gewebebrücken frei präpariert werden muss, d.h. dass das erste Gewebevolumen isoliert sein muss.Since the refractive power of the anterior corneal surface is achieved by reducing the curvature or increasing the radius of curvature during myopia correction, the prior art always involved a greater removal of tissue from the center of the cornea than from the edge. However, a reduction in refractive power can also be achieved by "padding" the peripheral region of the cornea. According to the invention, this padding is achieved as described above. It should be noted that the first tissue volume, which has the shape of a lenticule of variable thickness, must be prepared free of residual tissue bridges on the upper and lower sides of the corneal stroma, i.e., the first tissue volume must be isolated.
Im Bereich einer Übergangszone in der Hornhaut, in der radial von der dritten Rotationsachse aus gesehen das erste und/oder zweite Gewebevolumen enden, kann es nach der Verlagerung des ersten Gewebevolumens zu Spannungen kommen (verursacht durch die Aufpolsterung). Diese Spannungen können dadurch vermindert oder sogar vollständig gelöst werden, dass die Berechnungseinrichtung weiterhin konfiguriert ist, die Schnittfläche derart zu berechnen, dass sie einen Entlastungsschnitt bereitstellt. Vorzugsweise werden mehrere Entlastungsschnitte bereitgestellt, die azimutal um die dritte Rotationsachse verteilt sind - vorzugsweise gleichmäßig. Dabei ist ein Entlastungsschnitt keilförmig und/oder schräg zur Vorderfläche der Hornhaut ausgestaltet. Der Entlastungsschnitt erstreckt sich vorteilhaft bis zur Vorderfläche der Hornhaut und/oder bis zur Kammer (für das zu verlagernde erste Gewebevolumen). Ein keilförmiger Entlastungsschnitt weist einen Keilwinkel von mindestens 5°, bevorzugt mindestens 10°, besonders bevorzugt mindestens 15° auf. Ein schräger Entlastungsschnitt weist gegenüber der Flächennormalen der Vorderfläche der Hornhaut einen Winkel von mindestens 20° auf, vorzugsweise mindestens 30°, besonders bevorzugt mindestens 45°.In the region of a transition zone in the cornea, in which the first and/or second tissue volumes end, viewed radially from the third rotation axis, tensions (caused by the padding) can arise after the displacement of the first tissue volume. These tensions can be reduced or even completely eliminated if the calculation device is further configured to calculate the incision area in such a way that it provides a relief incision. Preferably, several relief incisions are provided, which are distributed azimuthally around the third rotation axis - preferably evenly. In this case, one relief incision is wedge-shaped and/or oblique to the anterior surface of the cornea. The relief incision advantageously extends to the anterior surface of the cornea and/or to the chamber (for the first tissue volume to be displaced). A wedge-shaped relief incision has a wedge angle of at least 5°, preferably at least 10°, particularly preferably at least 15°. An oblique relief incision has an angle of at least 20°, preferably at least 30°, particularly preferably at least 45°, relative to the surface normal of the anterior surface of the cornea.
Durch den Entlastungsschnitt kann eine Verschiebung des Gewebes der Hornhaut (nach einer Verlagerung des ersten Gewebevolumens) auf den Entlastungsschnitt ausgeglichen werden, ohne eine korneale Lücke zu erzeugen.The relief incision can compensate for a shift of the corneal tissue (after a shift of the first tissue volume) to the relief incision without creating a corneal gap.
Gemäß einer Ausgestaltung der Planungseinheit nach der dritten Ausprägung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Abstände entlang des Azimut-Winkels in Stufen ausgebildet sind. Durch die Stufen ist es möglich, die Rotation um die dritte Rotationsachse schrittweise durchzuführen, wobei bei den Schritten jeweils auch ein Schritt der Translation entlang der dritten Rotationsachse erfolgt. Dies vereinfacht den Prozess der Verlagerung des ersten Gewebevolumens und vermindert das Risiko, dass das erste Gewebevolumen beschädigt oder falsch positioniert wird.According to an embodiment of the planning unit according to the third aspect, it is characterized in that the different distances along the azimuth angle are formed in steps. These steps make it possible to perform the rotation around the third rotation axis step by step, with each step also including a translation step along the third rotation axis. This simplifies the process of relocating the first tissue volume and reduces the risk of damaging or incorrectly positioning the first tissue volume.
In einer weiteren Ausgestaltung der Planungseinheit nach der dritten Ausprägung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Abstände entlang des Azimut-Winkels Rasten aufweisen. Die Rasten können dabei in Form von Zacken oder einem Sägezahn ausgebildet sein. Durch die Rasten wird vorteilhaft verhindert, dass sich das erste Gewebevolumen in einem Zeitraum nach dem chirurgischen Eingriff selbständig wieder zurückdrehen kann. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das autologe Gewebe eine zeitlich stabile Korrektur der Refraktion ermöglicht.In a further embodiment of the planning unit according to the third aspect, it is characterized in that the different distances along the azimuth angle have notches. The notches can be in the form of spikes or a sawtooth. The notches advantageously prevent the first tissue volume from rotating back on its own in a period following the surgical procedure. This ensures that the autologous tissue enables a temporally stable refraction correction.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Planungseinheit nach der dritten Ausprägung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung des additiven Refraktionsveränderungswertes angenommen wird, dass der durch die Verlagerung des ersten Gewebevolumens entstehender Hohlraum mit Gewebsflüssigkeit, Hyaluronsäure und/oder mit einem künstlichen Füllmaterial gefüllt ist.According to a further embodiment of the planning unit according to the third embodiment, it is characterized in that for the calculation of the additive refraction change value it is assumed that the cavity resulting from the displacement of the first tissue volume is filled with tissue fluid, hyaluronic acid and/or with an artificial filling material.
Die genannten Flüssigkeiten können während des chirurgischen Eingriffs in den Hohlraum eingeführt werden; Gewebeflüssigkeit kann sich auch nach dem Eingriff im entstandenen Hohlraum ansammeln. Die Brechungsindizes der genannten Flüssigkeiten entsprechen (annähernd) dem der Hornhaut, so dass ein derart gefüllter Hohlraum nicht zu einer unerwünschten Lichtbrechung führen kann.These fluids can be introduced into the cavity during the surgical procedure; tissue fluid can also accumulate in the resulting cavity after the procedure. The refractive indices of these fluids correspond (approximately) to those of the cornea, so that a cavity filled in this way cannot lead to unwanted light refraction.
Zusätzlich kann in den Hohlraum auch ein Stützstruktur eingeführt werden, dessen Abmaße der Geometrie des Hohlraums entsprechen. Dieses Stützstruktur kann sich ebenfalls mit den genannten Flüssigkeiten füllen. Auf diese Weise kann die zeitliche Stabilität der Geometrie des Hohlraums verbessert werden.Additionally, a support structure can be inserted into the cavity, the dimensions of which correspond to the cavity's geometry. This support structure can also be filled with the aforementioned fluids. This can improve the temporal stability of the cavity's geometry.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein ophthalmologisches Lasertherapiegerät. Dieses umfasst erfindungsgemäß eine Planungseinheit nach einer der oben beschriebenen Ausprägungen und Ausgestaltungen.A second aspect of the invention relates to an ophthalmic laser therapy device. According to the invention, this device comprises a planning unit according to one of the embodiments and configurations described above.
Das ophthalmologische Lasertherapiegerät weist weiterhin eine Steuereinheit mit einer Schnittstelle zur Planungseinheit zum Empfang der Steuerdaten zur Steuerung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes auf. Die Steuereinheit ist dazu mit den nachfolgend beschriebenen Vorrichtungen des ophthalmologisches Lasertherapiegeräts verbunden, um diese zu steuern. Dazu kann die Steuereinheit die Steuerdaten in Signaldaten umwandeln und diese an die entsprechenden Vorrichtungen weiterleiten; die von der Planungseinheit bereitgestellten Steuerdaten können aber auch direkt an entsprechenden Vorrichtungen weitergeleitet werden.The ophthalmic laser therapy device further comprises a control unit with an interface to the planning unit for receiving the control data for controlling the ophthalmic laser therapy device. The control unit is connected to the devices of the ophthalmic laser therapy device described below in order to control them. For this purpose, the control unit can convert the control data into signal data and forward it to the corresponding devices; however, the control data provided by the planning unit can also be forwarded directly to the corresponding devices.
Die Steuereinheit, kann typischerweise auf alle steuerbaren Vorrichtungen des ophthalmologischen Lasertherapiegeräts zugreifen. Sie kann dabei einteilig oder mehrteilig aufgebaut sein, und mit den steuerbaren Vorrichtungen des ophthalmologischen Lasertherapiegeräts über drahtgebunden oder drahtlose Kommunikationswege kommunizieren. Die Schnittstelle der Steuereinheit zur Planungseinheit kann eine drahtgebundene oder auch drahtlose Übertragung der Steuerdaten erlauben.The control unit can typically access all controllable devices of the ophthalmic laser therapy device. It can be a single- or multi-part design and communicate with the controllable devices of the ophthalmic laser therapy device via wired or wireless communication channels. The interface between the control unit and the planning unit can allow wired or wireless transmission of control data.
Das ophthalmologische Lasertherapiegerät umfasst weiterhin eine Laservorrichtung zur Bereitstellung eines gepulsten Laserstrahls. Bei der Laservorrichtung handelt es sich bevorzugt um eine Vorrichtung, die Laserpulse mit einer Pulsdauer von Femtosekunden oder Pikosekunden bereitstellt, und deren fokussierter Laserstrahl imstande ist, das Gewebe eines Patientenauges mittels optischen Durchbruchs infolge nicht-linearer Absorption zu durchtrennen. Dazu kann die Laservorrichtung beispielsweise einen Femtosekunden-Laser oder einen Pikosekunden-Laser umfassen. Zusätzlich kann die Laservorrichtung dazu ausgebildet sein, Gewebe eines Patientenauges abzutragen (LASIC; für ein ggf. zu entfernendes zweites Gewebevolumen); dazu kann die Laservorrichtung eine zusätzliche Laserquelle aufweisen.The ophthalmic laser therapy device further comprises a laser device for providing a pulsed laser beam. The laser device is preferably a device that provides laser pulses with a pulse duration of femtoseconds or picoseconds, and whose focused laser beam is capable of severing the tissue of a patient's eye by means of optical breakdown due to nonlinear absorption. For this purpose, the laser device can comprise, for example, a femtosecond laser or a picosecond laser. In addition, the laser device can be configured to ablate tissue of a patient's eye (LASIC; for a second tissue volume that may be removed); for this purpose, the laser device can have an additional laser source.
Ein Femtosekunden-Laser weist beispielsweise eine Wellenlänge in einem Bereich von 750 nm bis 1100 nm auf. Der Einsatz von Femtosekunden-Lasern bei anderen Wellenlängen ist jedoch grundsätzlich ebenfalls denkbar. Die Pulsdauer eines Femtosekunden- oder Pikosekunden-Lasers, der hier einsetzbar ist, kann wählbar aus einem Pulsdauerbereich von 50 fs bis 5 ps sein. Die Pulsenergie eines hier einsetzbaren Femtosekunden- oder Pikosekunden-Lasers liegt vorteilhaft in einem Pulsenergiebereich von 20 nJ bis 2 µJ. Besonders bevorzugt ist eine Pulsenergie von ca. 130 nJ. Typischerweise kann eine Laservorrichtung Laserpulse mit einer Laserpulsfrequenz von bis zu 50 MHz bereitstellen. Die Laservorrichtung kann jedoch dazu ausgebildet sein, die Laserpulsfrequenz zu verringern.A femtosecond laser, for example, has a wavelength in a range from 750 nm to 1100 nm. However, the use of femtosecond lasers at other wavelengths is also conceivable in principle. The pulse duration of a femtosecond or picosecond laser that can be used here can be selected from a pulse duration range of 50 fs to 5 ps. The pulse energy of a femtosecond or picosecond laser that can be used here is advantageously in a pulse energy range of 20 nJ to 2 µJ. A pulse energy of approximately 130 nJ is particularly preferred. Typically, a laser device can provide laser pulses with a laser pulse frequency of up to 50 MHz. However, the laser device can be configured to reduce the laser pulse frequency.
Das ophthalmologische Lasertherapiegerät umfasst weiterhin eine Fokussiervorrichtung zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls in einem Fokus zum Durchtrennen der Hornhaut. Die Fokussiervorrichtung ist dazu ausgebildet, den gepulsten Laserstrahl im Gewebe des Patientenauges zu fokussieren, so dass im Fokus ein optischer Durchbruch erzielt wird. Die Fokussiervorrichtung ist bevorzugt so ausgebildet, dass die optischen Eigenschaften des Patientenauges (wie beispielsweise Krümmungsradien der optisch wirksamen Grenzflächen - beispielsweise an der Kornea oder der Augenlinse - oder die Brechungsindizes des durchstrahlten Gewebes) berücksichtigt werden. Weiterhin kann die Fokussiervorrichtung dazu ausgebildet sein, einen Fokus des gepulsten Laserstrahls im Gewebe des Patientenauges zu erzeugen, wobei im Strahlengang dem Patientenauge vorgelagert ein Kontaktglas angeordnet ist.The ophthalmic laser therapy device further comprises a focusing device for focusing the pulsed laser beam into a focus for severing the cornea. The focusing device is designed to focus the pulsed laser beam in the tissue of the patient's eye, so that an optical breakthrough is achieved at the focus. The focusing device is preferably designed to take into account the optical properties of the patient's eye (such as the radii of curvature of the optically effective interfaces—for example, on the cornea or the lens of the eye—or the refractive indices of the tissue being irradiated). Furthermore, the focusing device can be designed to generate a focus of the pulsed laser beam in the tissue of the patient's eye, with a contact lens arranged in the beam path upstream of the patient's eye.
Darüber hinaus umfasst das ophthalmologische Lasertherapiegerät eine Scanvorrichtung zum Verschieben des Fokus des gepulsten Laserstrahls in der Hornhaut des Auges zur Erzeugung der Schnittfläche.In addition, the ophthalmic laser therapy device includes a scanning device for shifting the focus of the pulsed laser beam in the cornea of the eye to create the cutting surface.
Die Scanvorrichtung des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes erlaubt es, den Fokus des gepulsten Laserstrahls im Gewebe des Auges zu verschieben bzw. zu scannen. Das Scannen des gepulsten Laserstrahls sollte dabei uneingeschränkt in allen drei Raumrichtungen x, y, z möglich sein. Die Scanvorrichtung sollte dementsprechend so ausgelegt sein, sowohl laterale Scans in x- und y-Richtung als auch z-Scans entlang der optischen Achse des gepulsten Laserstrahls zu vollführen.The scanning device of the ophthalmic laser therapy device allows the focus of the pulsed laser beam to be shifted or scanned within the tissue of the eye. Scanning of the pulsed laser beam should be possible without restriction in all three spatial directions: x, y, and z. Accordingly, the scanning device should be designed to perform both lateral scans in the x and y directions as well as z scans along the optical axis of the pulsed laser beam.
Das erfindungsgemäße ophthalmologische Lasertherapiegerät erlaubt es, die von der Planungseinheit generierten Steuerdaten derart zu verwenden, dass in einem Auge eine Schnittfläche mittels gepulster Laserstrahlung erzeugt werden kann, dass über einen ersten Zugang ein erstes Gewebevolumen verlagert werden kann (sowie ggf. über einen zweiten Zugang ein zweites Gewebevolumen aus der Hornhaut entfernt werden kann), so dass dem Refraktionskorrekturbedarf des Auges genügt wird.The ophthalmic laser therapy device according to the invention allows the control data generated by the planning unit to be used in such a way that a cutting surface can be created in an eye by means of pulsed laser radiation, that a first tissue volume can be displaced via a first access (and, if necessary, a second tissue volume can be removed from the cornea via a second access), so that the refractive correction requirement of the eye is met.
Es sei angemerkt, dass das ophthalmologische Lasertherapiegeräte gemäß der Beschreibung aufgrund seiner hohen Präzision besonders geeignet sind zur Erzeugung der berechneten Schnittfläche. Prinzipiell ist die erfindungsgemäße Planungseinheit (in ihren Ausprägungen und Ausgestaltungen) nicht auf eine Verwendung in einem Laser-basierten Gerät beschränkt. Die berechneten Steuerdaten können auch in einem Gerät Anwendung finden, das über einen anderen Wirkmechanismus eine Schnittfläche im Auge erzeugen kann.It should be noted that the ophthalmic laser therapy device described above is particularly suitable for generating the calculated incision surface due to its high precision. In principle, the planning unit according to the invention (in its forms and configurations) is not limited to use in a laser-based device. The calculated control data can also be used in a device that can generate an incision surface in the eye using a different mechanism of action.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft Planungsverfahren zum Erzeugen von Steuerdaten zur Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation. Das Planungsverfahren umfasst ein Empfangen von Daten über einen hyperopen oder myopen Refraktionskorrekturbedarf eines Auges mit einer Hornhaut. Der hyperopen oder myopen Refraktionskorrekturbedarf ist dabei von null Dioptrie verscheiden; er kann zusätzlich einen Bedarf zur Korrektur eines astigmatischen (oder höheren) Bildfehlers umfassen.A third aspect of the invention relates to planning methods for generating control data for correcting the refraction of an eye through corneal modification. The planning method comprises receiving data about a hyperopic or myopic refractive correction requirement of an eye with a cornea. The hyperopic or myopic refractive correction requirement is different from zero diopter; it may additionally include a requirement for correcting an astigmatic (or higher) image defect.
Weiterhin weist das Planungsverfahren ein Berechnen, auf Basis des Refraktionskorrekturbedarfs, eines ersten Gewebevolumens der Hornhaut und einer Verlagerung des ersten Gewebevolumens in der Hornhaut auf, wobei das erste Gewebevolumen einen subtraktiven Refraktionsveränderungswert aufweist, das erste Gewebevolumen in Verbindung mit der Verlagerung in der Hornhaut einen additiven Refraktionsveränderungswert bereitstellt, der subtraktiven Refraktionsveränderungswert zusammen mit dem additiven Refraktionsveränderungswert den Refraktionskorrekturbedarf ergibt, und wobei die Verlagerung eine Rotation, eine Translation, eine Faltung und/oder ein Wenden ist.Furthermore, the planning method comprises calculating, on the basis of the refractive correction requirement, a first tissue volume of the cornea and a displacement of the first tissue volume in the cornea, wherein the first tissue volume has a subtractive refractive change value, the first tissue volume in conjunction with the displacement in the cornea provides an additive refractive change value, the subtractive refractive change value together with the additive refractive change value results in the refractive correction requirement, and wherein the displacement is a rotation, a translation, a folding and/or a turning.
Darüber hinaus umfasst das Planungsverfahren als Verfahrensschritt ein Berechnen einer Schnittfläche derart, dass die Schnittfläche in der Hornhaut das erste Gewebevolumen für die Verlagerung abgrenzt, die Schnittfläche zugleich eine Kammer für das zu verlagernde erste Gewebevolumen umgrenzt, und dass die Schnittfläche einen ersten Zugang für die Verlagerung des ersten Gewebevolumens bereitstellt.Furthermore, the planning method comprises, as a method step, calculating a cutting surface such that the cutting surface in the cornea delimits the first tissue volume for the displacement, the cutting surface simultaneously delimits a chamber for the first tissue volume to be displaced, and that the cutting surface provides a first access for the displacement of the first tissue volume.
Schließlich umfasst das Planungsverfahren ein Erzeugen von die Schnittfläche beschreibende Steuerdaten.Finally, the planning process includes generating control data describing the cutting surface.
Das Planungsverfahren kann vor dem eigentlichen chirurgischen Eingriff in die Hornhaut des Auges abgearbeitet werden. Dazu sind lediglich die Daten über den Refraktionskorrekturbedarf des Auges erforderlich. Liegen weitere Messdaten zum Auge vor, so können diese beispielsweise im Planungsverfahren bei der Berechnung des ersten Gewebevolumens und/oder der Berechnung der Schnittfläche berücksichtigt werden. Bei solchen Messdaten kann es sich beispielsweise um Messungen einer Wellenfrontvermessungseinrichtung, eines optischen Kohärenztomographen (OCT), einer Scheimpflugkamera oder eines Ultraschall-Bildgebungssystems handeln.The planning process can be performed before the actual surgical intervention on the cornea. Only the data regarding the eye's refractive correction needs are required. If additional measurement data about the eye is available, these can be taken into account in the planning process, for example, when calculating the initial tissue volume and/or the incision area. Such measurement data can be, for example, measurements from a wavefront measurement device, an optical coherence tomography (OCT), a Scheimpflug camera, or an ultrasound imaging system.
Gemäß einer Weitereinwicklung des Planungsverfahrens ist dieses dadurch gekennzeichnet, dass der Refraktionskorrekturbedarf einen astigmatischen Anteil und einen rotationssymmetrischen Anteil aufweist, und dass die Verlagerung eine Rotation um eine erste Rotationsachse umfasst mit einem Rotationswinkel R1α von 90°±10°. Die Verlagerung kann zusätzlich ein Wenden aufweisen. Vorzugsweise weist die berechnete Verlagerung keine Translation oder Faltung auf.According to a further development of the planning method, it is characterized in that the refractive correction requirement has an astigmatic component and a rotationally symmetric component, and that the displacement comprises a rotation around a first rotation axis with a rotation angle R1α of 90°±10°. The displacement may additionally include a turning. Preferably, the calculated displacement does not include any translation or folding.
Das Planungsverfahren weist weiterhin den Verfahrensschritt einer Berechnung einer Schnittfläche auf, die das erste Gewebevolumen isoliert. Weiterhin umfasst das Verfahren den Schritt einer Zuordnung einer astigmatischen Brechkraft zum ersten Gewebevolumen. Das Verfahren weist außerdem ein Berechnen, einer astigmatischen anterioren Grenzfläche des ersten Gewebevolumens auf, so dass die Grenzflächen der zugeordneten astigmatischen Brechkraft genügen.The planning method further comprises the step of calculating a sectional area that isolates the first tissue volume. Furthermore, the method includes the step of assigning an astigmatic refractive power to the first tissue volume. The method also includes calculating an astigmatic anterior boundary surface of the first tissue volume such that the boundary surfaces satisfy the assigned astigmatic refractive power.
Weiterhin umfasst das Verfahren ein Berechnen, auf Basis des Refraktionskorrekturbedarfs, eines zweiten Gewebevolumens der Hornhaut, wobei das erste und zweite Gewebevolumen zusammen den subtraktiven Refraktionsveränderungswert bereitstellen.Furthermore, the method comprises calculating, based on the refractive correction requirement, a second tissue volume of the cornea, wherein the first and second tissue volumes together provide the subtractive refractive change value.
Das Planungsverfahren umfasst außerdem ein Berechnen der Schnittfläche derart, dass sie in der Hornhaut das zweite Gewebevolumen isoliert, und dass die Schnittfläche einen zweiten Zugang bereitstellt, über den das zweite Gewebevolumen aus der Hornhaut entfernt werden kann. Dabei kann der zweite Zugang mit dem ersten Zugang identisch sein.The planning method further includes calculating the incision surface such that it isolates the second tissue volume in the cornea, and such that the incision surface provides a second access through which the second tissue volume can be removed from the cornea. The second access may be identical to the first access.
Gemäß einer alternativen Weitereinwicklung des Planungsverfahrens ist dieses dadurch gekennzeichnet, dass der Refraktionskorrekturbedarf hyperop ist, und dass die Verlagerung eine Faltung um eine Faltachse aufweist, die der Faltung zugeordnet ist.According to an alternative further development of the planning method, this is characterized in that the refractive correction requirement is hyperopic and that the displacement comprises a folding around a folding axis which is associated with the folding.
Das Planungsverfahren weist weiterhin den Verfahrensschritt einer Berechnung, auf Basis des Refraktionskorrekturbedarfs, des ersten Gewebevolumens derart auf, dass das erste Gewebevolumen mindestens drei Teilvolumina aufweist, bevorzugt mindestens vier Teilvolumina, besonders bevorzugt mindestens acht Teilvolumina, wobei jedem Teilvolumen eine Faltachse zugeordnet ist, dass die Teilvolumina symmetrisch um eine zweite Rotationsachse angeordnet sind, und dass die den Teilvolumina zugeordneten Faltachsen ebenfalls symmetrisch um die zweite Rotationsachse angeordnet sind.The planning method further comprises the method step of calculating, on the basis of the refraction correction requirement, the first tissue volume such that the first tissue volume has at least three sub-volumes, preferably at least four sub-volumes, particularly preferably at least eight sub-volumes, wherein each sub-volume is assigned a folding axis, that the sub-volumes are arranged symmetrically about a second rotation axis, and that the folding axes assigned to the sub-volumes are also arranged symmetrically about the second rotation axis.
Das Planungsverfahren umfasst außerdem ein Berechnen, auf Basis des Refraktionskorrekturbedarfs, eines zweiten Gewebevolumens der Hornhaut, wobei das erste und zweite Gewebevolumen zusammen den subtraktiven Refraktionsveränderungswert bereitstellen, und es umfasst ein Berechnen der Schnittfläche derart, dass sie in der Hornhaut das zweite Gewebevolumen isoliert, und dass die Schnittfläche einen zweiten Zugang bereitstellt, über den das zweite Gewebevolumen aus der Hornhaut entfernt werden kann. Dabei kann der zweite Zugang mit dem ersten Zugang identisch sein.The planning method further includes calculating, based on the refractive correction requirement, a second tissue volume of the cornea, wherein the first and second tissue volumes together provide the subtractive refractive change value, and calculating the incision surface such that it isolates the second tissue volume in the cornea, and such that the incision surface provides a second access through which the second tissue volume can be removed from the cornea. The second access may be identical to the first access.
Gemäß einer weiteren alternativen Weitereinwicklung des Planungsverfahrens ist dieses dadurch gekennzeichnet, dass der Refraktionskorrekturbedarf myop ist, und dass die Verlagerung eine Rotation um eine dritte Rotationsachse bei einer optionalen, gleichzeitigen Translation entlang der dritten Rotationsachse aufweist. According to a further alternative development of the planning method, this is characterized in that the refractive correction requirement is myopic, and that the displacement comprises a rotation about a third rotation axis with an optional, simultaneous translation along the third rotation axis.
Das Planungsverfahren weist weiterhin den Verfahrensschritt einer Berechnung, auf Basis des Refraktionskorrekturbedarfs, des ersten Gewebevolumens derart auf, dass das erste Gewebevolumen in Verbindung mit der Rotation in der Hornhaut zusammen mit einem durch die Rotation entstehenden Hohlraum dem additiven Refraktionsveränderungswert entspricht. Dabei weist das erste Gewebevolumen für verschiedene Azimut-Winkel um die dritte Rotationsachse unterschiedliche Abstände zwischen einer anterioren und einer posterioren Grenzfläche auf.The planning method further includes the step of calculating the first tissue volume based on the refractive correction requirement such that the first tissue volume, in conjunction with the rotation in the cornea, together with a cavity created by the rotation, corresponds to the additive refractive change value. The first tissue volume has different distances between an anterior and a posterior interface for different azimuth angles around the third rotation axis.
Es sei angemerkt, dass die beschriebenen Planungsverfahren durchgeführt werden können, ohne dass das zu behandelnde Auge mit einem ophthalmologischen Therapiegerät verbunden sein muss. Vielmehr können alle Schritte der Planungsverfahren lange (z.B. Stunden oder Tage) vor einem chirurgischen Eingriff erfolgen, so dass die Steuerdaten bereits zu Verfügung stehen, bevor das Auge an das ophthalmologische Therapiegerät optisch angekoppelt wird.It should be noted that the planning procedures described can be performed without the eye to be treated being connected to an ophthalmic therapy device. Rather, all steps of the planning procedures can be performed well (e.g., hours or days) before a surgical procedure, so that the control data is already available before the eye is optically coupled to the ophthalmic therapy device.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft Computerprogrammprodukt. Erfindungsgemäß umfasst das Computerprogrammprodukt einen Programmcode. Wird diese Programmcode in einen Computer geladen, so bringt er ein wie oben beschriebenes Planungsverfahren zur Ausführung.A fourth aspect of the invention relates to a computer program product. According to the invention, the computer program product comprises program code. When this program code is loaded into a computer, it executes a planning method as described above.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Refraktion eines Auges durch Hornhautmodifikation. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren dabei Planungsschritte nach einem Planungsverfahren, wie sie weiter oben beschrieben wurden. Weiterhin weist das Verfahren ein Schneiden der Hornhaut des Auges gemäß der berechneten Schnittfläche auf. Außerdem umfasst das Verfahren ein Durchführen der Verlagerung des ersten Gewebevolumens in der Hornhaut gemäß den Berechnungen. Optional weist das Verfahren ein Entnehmen des zweiten Gewebevolumens aus der Hornhaut des Auges durch den zweiten Zugang auf. Das bedeutet, dass das zweite Gewebevolumen entfernt wird, wenn die Schnittfläche so berechnet ist, dass sie ein zweites Gewebevolumen isoliert. Das Schneiden des ersten Gewebevolumens kann vor oder nach der Entnahme des zweiten Gewebevolumens erfolgen. Das Verfahren kann weiterhin - nach dem Verlagern - ein Fixieren und/oder Kleben des ersten Gewebevolumens umfassen.A fifth aspect of the invention relates to a method for correcting the refraction of an eye by corneal modification. According to the invention, the method comprises planning steps according to a planning method as described above. Furthermore, the method comprises cutting the cornea of the eye according to the calculated cutting area. Furthermore, the method comprises performing the displacement of the first tissue volume in the cornea according to the calculations. Optionally, the method comprises removing the second tissue volume from the cornea of the eye through the second access. This means that the second tissue volume is removed if the cutting area is calculated to isolate a second tissue volume. Cutting the first tissue volume can take place before or after removing the second tissue volume. The method can further comprise—after the displacement—fixing and/or gluing the first tissue volume.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combinations indicated, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, näher erläutert. Es zeigen:
- -
1 ein Schema einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen ophthalmologischen Lasertherapiegerätes; - -
2 einen Schnitt durch die Hornhaut eines Auges mit einer Schnittfläche, die mit einer Planungseinheit nach der ersten Ausprägung gewonnen wurde, vor (2a) und nach (2c ) der Verlagerung des ersten Gewebevolumens und Entnahme des zweiten Gewebevolumens, sowie eine Aufsicht auf das erste Gewebevolumen (2b) ; - -
3 einen Schnitt durch die Hornhaut eines Auges mit einer Schnittfläche für ein Lentikel zur Korrektur von Hyperopie nach dem Stand der Technik; - -
4a und4b einen Schnitt durch die Hornhaut eines Auges mit einer Schnittfläche, die mit einer Planungseinheit nach der zweiten Ausprägung gewonnen wurde, vor (4a) und nach (4b) der Verlagerung des ersten Gewebevolumens und der Entnahme des zweiten Gewebevolumens; - -
5a bis5c eine Aufsicht auf die Hornhaut eines Auges mit Schnittflächen, wie sie in4A und4b dargestellt sind; - -
6a und6b Schnittflächen, die mit einer Planungseinheit nach der dritten Ausprägung gewonnen wurden, in einer Schnittebene (6a) sowie in einer Aufsicht (6b) mit dazugehörigen Seitenansichten aus zwei Richtungen; - -
7a und7b zwei verschiedene Schnitte durch das erste Gewebevolumen, wie es in6b dargestellt ist; - -
8a und8b Schnittflächen wie in6a und6b (die mit einer Planungseinheit nach der dritten Ausprägung gewonnen wurden) nach der Verlagerung des ersten Gewebevolumens; - -
9a und9b eine Seitenansicht einer Schnittfläche, die mit einer Planungseinheit nach der dritten Ausprägung gewonnen wurden, vor (9a) und nach (9b) der Verlagerung, wobei das erste Gewebevolumen Rasten aufweist.
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1 a diagram of an embodiment of an ophthalmological laser therapy device according to the invention; - -
2 a section through the cornea of an eye with a cutting surface covered with a pla tion unit was obtained after the first expression, before (2a) and after (2c ) the displacement of the first tissue volume and removal of the second tissue volume, as well as a top view of the first tissue volume (2b) ; - -
3 a section through the cornea of an eye with a cutting surface for a lenticule for correcting hyperopia according to the state of the art; - -
4a and4b a section through the cornea of an eye with a cut surface obtained with a planning unit after the second expression (4a) and after (4b) the relocation of the first tissue volume and the removal of the second tissue volume; - -
5a until5c a top view of the cornea of an eye with cut surfaces, as shown in4A and4b are shown; - -
6a and6b Sectional surfaces obtained with a planning unit according to the third characteristic in a section plane (6a) as well as in a supervision (6b) with corresponding side views from two directions; - -
7a and7b two different sections through the first tissue volume, as shown in6b is shown; - -
8a and8b Cutting surfaces as in6a and6b (obtained with a planning unit after the third expression) after the displacement of the first tissue volume; - -
9a and9b a side view of a section surface obtained with a planning unit according to the third characteristic (9a) and after (9b) the displacement, whereby the first tissue volume has notches.
In
Im Betrieb erfolgt die Steuerung der Laservorrichtung 10, der Scanvorrichtungen 30, 35 und der Fokussiervorrichtung 20 vollautomatisch über Signaldaten, die von der Steuereinheit 40 an die jeweiligen Vorrichtung 10, 20, 30, 35 übertragen werden. Dies ist durch Pfeile angedeutet, die jeweils von der Steuereinheit 40 auf die Vorrichtungen 10, 20, 30 und 35 weisen. Die Steuereinheit 40 sorgt für einen geeignet synchronen Betrieb der Laservorrichtung 10, der dreidimensionalen Scanvorrichtungen 30, 35 sowie ggf. der Fokussiervorrichtung 20. Die Übertragung der Signaldaten kann über Signaldatenleitungen oder drahtlos erfolgen. Die im Betrieb erforderlichen Signaldaten werden in der Steuereinheit 40 auf Basis der Steuerdaten ermittelt. Die Steuerdaten empfängt die Steuereinheit 40 zuvor von der Planungseinheit P als Steuerdatensatz über nicht näher bezeichnete Kommunikationswege wie beispielsweise eine Steuerleitung. Die Übertragung der Steuerdaten kann auch mittels Speicherchips (z.B. per USB oder memory stick), Magnetspeichern (z.B. Disketten), drahtlos per Funk (z.B. WLAN, UMTS, Bluetooth) oder drahtgebunden (z.B. USB, Firewire, RS232, CAN-Bus, Ethernet etc.) erfolgen. Alternativ zu einer direkten Kommunikation ist es auch möglich, die Planungseinrichtung P räumlich getrennt von der Steuereinheit 40 anzuordnen und einen entsprechenden Datenübertragungskanal vorzusehen. Die Übertragung findet vorzugsweise vor dem Betrieb des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes 1 statt, d.h. bevor Signaldaten an die Laservorrichtung 10, die Scanvorrichtungen 30, 35 und ggf. an die Fokussiervorrichtung 20 übertragen werden.During operation, the
Vorzugsweise wird der Steuerdatensatz zur Steuereinheit 40 des ophthalmologischen Lasertherapiegeräts 1 über eine Schnittstelle S2 (die „weitere“ Schnittstelle) der Planungseinrichtung P übertragen und weiter vorzugsweise ist ein Betrieb des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes 1 gesperrt, bis an der Steuereinheit 40 ein gültiger Steuerdatensatz vorliegt. Ein gültiger Steuerdatensatz kann ein Steuerdatensatz sein, der prinzipiell zur Verwendung mit der Steuereinheit 40 des ophthalmologischen Lasertherapiegeräts 1 geeignet ist. Zusätzlich kann die Gültigkeit aber auch daran geknüpft werden, dass weitere Prüfungen bestanden werden. Dazu kann beispielsweise geprüft werden, ob im Steuerdatensatz zusätzlich niedergelegte Angaben über das ophthalmologische Lasertherapiegerät 1, z. B. eine Geräteseriennummer, oder über den Patienten, z.B. eine Patientenidentifikationsnummer, mit anderen Angaben übereinstimmen, die beispielsweise am ophthalmologischen Lasertherapiegerät 1 ausgelesen oder separat eingegeben wurden, sobald der Patient in der korrekten Stellung für den Betrieb des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes 1 ist.Preferably, the control data record is transmitted to the
Die Planungseinrichtung P erzeugt die Steuerdaten bzw. den Steuerdatensatz, der der Steuereinheit 40 des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes 1 zur Ausführung des chirurgischen Eingriffs zur Verfügung gestellt wird. Die in dieser Ausführungsform beinhaltete Messeinrichtung M erzeugt Messdaten vom zu behandelnden Auge des Patienten (angedeutet durch einen Doppelpfeil mit einer Linie aus Punkten und Strichen). In der hier gezeigten Ausführungsform wird ein hyperoper oder myoper Refraktionskorrekturbedarf anhand der Messdaten von der Messeinrichtung M ermittelt und über eine (nicht eingezeichnete) Eingabevorrichtung durch den Bediener bestätigt bzw. der Refraktionskorrekturbedarf kann vom Bediener angepasst werden. Von der Messeinrichtung M kann anschließend der Refraktionskorrekturbedarf über eine Datenleitung an die Planungseinheit P übertragen werden. Die Planungseinheit P empfängt die Daten über den Refraktionskorrekturbedarf über eine Schnittstelle S1.The planning device P generates the control data or the control data set, which is made available to the
Die Planungseinheit P umfasst eine Berechnungseinrichtung C. Diese ist mit der Schnittstelle S1 verbunden und empfängt den Refraktionskorrekturbedarf des Auges. In der Berechnungseinrichtung C werden dann Steuerdaten zur Korrektur der Refraktion des Auges mittels Hornhautmodifikation berechnet. Die Steuerdaten werden über die weitere Schnittstelle S2 an die Steuereinheit 40 übertragen. Mit Hilfe der übertragenen Steuerdaten kann die Steuereinheit 40 Signaldaten erzeugen und an die Vorrichtungen 10, 20, 30, 35 übertragen, so dass eine Schnittfläche 70 in der Hornhaut 50 des Auges erzeugt werden kann.The planning unit P comprises a calculation device C. This is connected to the interface S1 and receives the refraction correction requirement of the eye. In the calculation device C, control data for correcting the refraction of the eye by means of corneal modification are then calculated. The control data are transmitted to the
Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass die Planungseinheit P die Steuerdaten unabhängig davon erzeugen kann, ob das Auge mit dem ophthalmologischen Lasertherapiegerät 1 verbunden ist.It should be noted again that the planning unit P can generate the control data regardless of whether the eye is connected to the ophthalmic
Das Vorhandensein der Messeinrichtung M ist optional. Der Refraktionskorrekturbedarf kann auch auf Basis von Messdaten bestimmt werden, die nicht mit einer Messeinrichtung gewonnen wurden, die Teil des ophthalmologischen Lasertherapiegerätes 1 ist.The presence of the measuring device M is optional. The need for refractive correction can also be determined based on measurement data that was not obtained with a measuring device that is part of the ophthalmic
In
Zur Korrektur der Refraktion des Auges sind die Gewebevolumina 110, 120 und die Schnittfläche 70 so berechnet, dass der Refraktionskorrekturbedarf über eine Entnahme des zweiten Gewebevolumens 120 durch den Zugang 130 sowie durch eine Verlagerung des ersten Gewebevolumens 110 in Form einer Rotation um eine erste Rotationsachse R1 um einen ersten Rotationswinkel R1α erzielt wird. Die Verlagerung wird hier ebenfalls über Zugang 130 ermöglicht. Der erste Zugang (für die Verlagerung/Rotation des ersten Gewebevolumens 110) und der zweite Zugang (für die Entnahme des zweiten Gewebevolumens 120) sind also identisch und entsprechen dem eingezeichneten Zugang 130.To correct the refraction of the eye, the
Im gezeigten Beispiel weist der Refraktionskorrekturbedarf einen asphärischen Anteil auf (also einen rotationssymmetrischen Anteil; hier eine Myopie) sowie einen astigmatischen Anteil. Die posteriore Grenzfläche 114 des ersten Gewebevolumens 110 sowie die anteriore Grenzfläche des zweiten Gewebevolumens 120 sind (als gemeinsame Grenzfläche) asphärisch geformt (weisen also jeweils eine reine Rotationssymmetrie). Somit beträgt in diesem Beispiel der Beitrag der gemeinsamen Grenzfläche zu der dem ersten Gewebevolumen (110) zugeordneten astigmatischen Brechkraft gerade 0%. Die posteriore Grenzfläche 114 des ersten Gewebevolumens 110 ist astigmatisch ausgestaltet; sie trägt 100% des Beitrags zu der dem ersten Gewebevolumen (110) zugeordneten astigmatischen Brechkraft. Das erste Gewebevolumen (110) genügt dem astigmatischen Anteil des Refraktionskorrekturbedarfs allein. Zusätzlichen sind die beiden Grenzflächen (112, 114) des ersten Gewebevolumens (110) so ausgestaltet, dass sie keinen Beitrag zum rotationssymmetrischen Anteil des Refraktionskorrekturbedarfs leisten.In the example shown, the refractive correction requirement has an aspherical component (i.e., a rotationally symmetric component; in this case, myopia) and an astigmatic component. The
Wie bereits beschrieben weist die posteriore Grenzfläche des zweiten Gewebevolumens (120) eine asphärische Form auf. Zusätzlich ist auch die anteriore Grenzfläche des zweiten Gewebevolumens (120) asphärisch geformt. Dabei sind die Krümmungen der beiden Grenzflächen des zweiten Gewebevolumens 120 gerade so berechnet, dass sie dem rotationssymmetrischen Anteil des Refraktionskorrekturbedarfs genügen; sie tragen nicht zum astigmatischen Anteil bei.As already described, the posterior interface of the second tissue volume (120) has an aspherical shape. In addition, the anterior interface of the second tissue volume (120) is also aspherically shaped. The curvatures of the two interfaces of the
Im vorliegenden Beispiel sind - wie bereits beschrieben - die anteriore 112 und posteriore 114 Grenzflächen des erste Gewebevolumens 110 gerade so geformt, dass sie eine rein astigmatische Wirkung erzielen (und keine sphärische oder asphärische Brechkraft aufweisen). Ein Schnitt durch die Hornhaut 50 in einer Ebene (durch die erste Rotationsachse R1) senkrecht zur in
In der Aufsicht hat das erste Gewebevolumen 110 eine kreisrunde Form und weist an vier Stellen des äußeren Randes eine Struktur 160 auf, die der Form einer „Nase“ 160 entspricht. Diese vier Nasen sind azimutal gleichmäßig verteilt; benachbarte Strukturen 160 weisen Winkel von 90° zueinander auf. Den Nasen 160 des ersten Gewebevolumens 110 entsprechen Lücken in der Hornhaut 50. Aufgrund der gewählten Anzahl der Nasen 160 ist es möglich, den gewünschten Rotationswinkel R1α bei der Verlagerung präzise einzustellen (in diesem Beispiel sind es gerade 90°), da sich die Nasen 160 auch nach einer Rotation wieder in Lücken einfügen. Sie helfen somit, das Ergebnis der Hornhautmodifikation zu verbessern.In plan view, the
In
Die Verlagerung des ersten Gewebevolumens 110' (in dieser und den nachfolgenden Figuren werden verlagerte erste Gewebevolumina durch einen Strich im Bezugszeichen kenntlich gemacht), der eine astigmatische Form aufweist, ist in
Anhand der
In
In den
Die Teilvolumina 110.i werden durch die Schnittfläche 70 nicht isoliert, sondern lediglich abgegrenzt. Dazu ist die Schnittfläche 70 so ausgestaltet, dass sich die anteriore Grenzfläche vom peripheren Rand (maximaler Abstand von der zweiten Rotationsachse R2) bis hin zur zweiten Rotationsachse R2 erstreckt. Die posteriore Grenzfläche hingegen unterschreitet einen endlichen (von Null verschiedenen) Abstand von der zweiten Rotationsachse R2 nicht. Die Teilvolumina 110.i des ersten Gewebevolumens bleiben somit mit der Hornhaut 50 fest verbunden. Die Verbindungen befindet sich im gezeigten Beispiel in der von der Schnittfläche 70 erzeugten Kammer auf der posterioren Seite. Dabei dienen die Verbindungen als Faltachsen für die Verlagerungen der Teilvolumina 110.i; dies wird in
An die Teilvolumina 110.i schließt sich radial nach außen das zweite Gewebevolumen 120 an. Das zweite Gewebevolumen 120 ist zusammenhängend, wie in den
In
Ein Vergleich von
Vorteilhaft sind die Teilvolumina 110.i so ausgestaltet, dass sie sich nach der Faltung nicht überlagern. Vielmehr ist es vorteilhaft, wenn sie nebeneinander zu liegen kommen und nach der Faltung lückenlos aneinander anschließen. Dies ist in
-
5a bis5c zeigen eine Aufsicht auf die Hornhaut eines Auges. Dabei befindet sich die Zeichenebene senkrecht zur zweiten Rotationsachse R2, deren Durchstoßpunkt durch die Zeichenebene als Kreuz dargestellt ist. In einer schrägen Schraffur sind in5a insgesamt acht Teilvolumina (110.1 bis 100.8) dargestellt, in die das erste Gewebevolumen unterteilt ist. Diese sind symmetrisch um die zweite Rotationsachse R2 angeordnet. Die Teilvolumina 110.i zeigen die Form eines Sterns. Während sich die Schnittfläche auf der anterioren Seite der Teilvolumina 110.i von einem maximalen Abstand von der zweiten Rotationsachse R2 bis hin zur zweiten Rotationsachse R2 erstreckt (vgl. auch4a und Beschreibung dazu), so reicht die Schnittfläche auf der posterioren Seite der Teilvolumina 110.i lediglich bis zu einem von Null verschiedenen Abstand zu zweiten Rotationsachse R2. Das ist dadurch dargestellt, dass die schraffiert dargestellten Teilvolumina 110.i lediglich die „Zacken“ des „Sterns“ umfassen.
-
5a until5c show a top view of the cornea of an eye. The drawing plane is perpendicular to the second rotation axis R2, whose intersection point is shown as a cross. In an oblique hatching,5a A total of eight subvolumes (110.1 to 100.8) are shown, into which the first tissue volume is divided. These are arranged symmetrically around the second rotation axis R2. The subvolumes 110.i show the shape of a star. While the section area on the anterior side of the subvolumes 110.i extends from a maximum Distance from the second rotation axis R2 to the second rotation axis R2 (see also4a and description thereof), the cutting surface on the posterior side of the subvolumes 110.i only extends to a distance different from zero to the second rotation axis R2. This is illustrated by the fact that the hatched subvolumes 110.i only encompass the "points" of the "star."
Ein innerer Bereich des „Sterns“ weist die Form eines gleichseitigen Achtecks auf. Die Schnittfläche reicht posterior bis zu diesem Achteck heran; dort befinden sich die jeweiligen Faltachsen F.i.An inner region of the "star" has the shape of an equilateral octagon. The cut surface extends posteriorly to this octagon; there, the respective folding axes F.i. are located.
Das zweite Gewebevolumen 120 (markiert über ein Muster aus horizontalen und vertikalen Streifen, Rechteck-Struktur) umgibt radial nach außen die sternförmig angeordneten Teilvolumina 110.i des ersten Gewebevolumens. Es erstreckt sich bis zu einem maximalen Abstand von der zweiten Rotationsachse R2.The second tissue volume 120 (marked by a pattern of horizontal and vertical stripes, rectangular structure) radially surrounds the star-shaped subvolumes 110.i of the first tissue volume. It extends to a maximum distance from the second rotation axis R2.
In
Anhand der
In
Die
In
Die Aufsicht auf das erste Gewebevolumen 110 zeigt, dass Anteile der anterioren Grenzfläche, die einen größeren bzw. kleineren Abstand zur posterioren Grenzfläche 114 aufweisen punktsymmetrisch zur dritten Rotationsachse R3 angeordnet sind. Das erste Gewebevolumen 110 weist vier Bereiche von Azimut-Winkeln auf, in denen ein größerer Abstand von der posterioren Grenzfläche 114 vorliegt, sowie vier Bereiche mit geringerem Abstand. Die unterschiedlichen Abstände entlang des Azimut-Winkels sind als Stufen ausgebildet. In einer zentralen Region um den Durchstoßpunkt der dritten Rotationsachse R3 durch das erste Gewebevolumen 110 treten keine unterschiedlichen Abstände auf.The top view of the
Es sei angemerkt, dass die Schnittfläche zusätzlich ein zweites Gewebevolumen in der Hornhaut 50 isolieren kann. Dieses wäre aus der Hornhaut 50 über einen Zugang zu entnehmen.It should be noted that the incision surface can additionally isolate a second tissue volume in the
In dem in
In
In
In
Zur Verdeutlichung der Lage des rotierten ersten Gewebevolumens 110' ist in den beiden Seitenansichten der
Die Aufpolsterung bewirkt, dass die Hornhaut 50 im Bereich größerer Abstände zur dritten Rotationsachse R3 „dicker“ wird; dadurch wird die Krümmung der Vorderfläche 52 der Hornhaut 50 geringer (vgl.
In
Durch die Verlagerung erfolgt eine Aufpolsterung um einen Betrag Δ, wie es in
Die vorstehend genannten und in verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale der Erfindung sind dabei nicht nur in den angegebenen beispielhaften Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder allein einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Eine auf Verfahrensmerkmale bezogene Beschreibung einer Vorrichtung gilt bezüglich dieser Merkmale analog für das entsprechende Verfahren, während Verfahrensmerkmale entsprechend funktionelle Merkmale der beschriebenen Vorrichtung darstellen.The features of the invention mentioned above and described in various exemplary embodiments can be used not only in the specified exemplary combinations, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention. A description of a device related to method features applies analogously to the corresponding method with respect to these features, while method features correspondingly represent functional features of the described device.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2008/055697 A1 [0003]WO 2008/055697 A1 [0003]
- DE 102013218415 A1 [0005]DE 102013218415 A1 [0005]
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- EP 3906903 A1 [0009]EP 3906903 A1 [0009]
- DE 102007019813 A1 [0023]DE 102007019813 A1 [0023]
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- Intrastromal Lenticule Rotation for Treatment of Astigmatism Up to 10.00 Diopters Ex Vivo in Human Corneas“ von I. B. Damgaard et al. (Journal of Refractive Surgery 2019; 35(7):451-458 [0009]Intrastromal Lenticule Rotation for Treatment of Astigmatism Up to 10.00 Diopters Ex Vivo in Human Corneas” by I. B. Damgaard et al. (Journal of Refractive Surgery 2019; 35(7):451-458 [0009]
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-
2023
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Patent Citations (2)
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