DE212011100060U1 - Ophthalmosurgical laser system with a femtosecond laser - Google Patents
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Abstract
Ophthalmochirurgisches Lasersystem, das einen Femtosekunden-Laser, ein System zur Ausstrahlungzustellung (Zustellungslinie 7), ein Abstimmungsmodul (6) zur Umstellung eines Brennpunktes nach einem gewählten Algorithmus, ein Fokussierungssystem (Parabolspiegel 11), dessen optische Elemente einen bestimmten Umfang haben, und deren Projektion auf die Operationsebene (16) Grenzen hat, ein Steuersystem (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erlaubten Brennpunkte des Fokussierungssystems (Parabolspiegel 11) außer der Projektion der optischen Elemente des Systems auf der Operationsebene (16) liegen, von der Projektionsgrenze wenigstens über zwei Umfänge der Brennflecke entfernt und für eine Beobachtung (Mikroskop 15) im Laufe der Operation zugänglich sind.Ophthalmic surgical laser system that includes a femtosecond laser, a system for beam delivery (delivery line 7), a tuning module (6) for adjusting a focal point according to a selected algorithm, a focusing system (parabolic mirror 11), the optical elements of which have a certain size, and their projection has limits on the operating level (16), has a control system (14), characterized in that the permitted focal points of the focusing system (parabolic mirror 11) lie apart from the projection of the optical elements of the system on the operating level (16), at least above the projection limit two circumferences of the focal point removed and accessible for observation (microscope 15) in the course of the operation.
Description
Die Erfindung betrifft ein ophthalmochirurgisches Lasersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an ophthalmic surgical laser system according to the preamble of claim 1.
Die Erfindung mit einem Lasersystem ist für ophthalmochirurgische Operationen, insbesondere bei Systemen für eine intrastromale Einwirkung auf die Hornhaut, einsetzbar.The invention with a laser system is applicable to ophthalmic surgical operations, particularly in systems for intrastromal corneal impact.
Aus dem Patent
In der USA jVe 20080051772 ist eine Methode und ein Gerät für eine ventillose, intrastromale Keratomylesis für die Myopie-, Hypermetropie- und Astigmatimus-Korrektion beschrieben. Das System weist einen Laser auf und als Objektiv ist ein Parabolspiegel verwendet. Jedoch fällt die Ausstrahlung fast nach einer Tangente auf die Oberfläche der Hornhaut. Dies lässt nicht zu ähnliche Systeme für hochgenaue Laseroperationen zu verwenden, die eine genaue Fokussierung fordern. Da bei einem solchen Ausstrahlungsfall die Entstellungen des Laserstrahls groß sind, ist auch die Reflexion der Ausstrahlung groß. Außerdem fokussiert das ähnliche System den Laserstrahl in einen Punkt mit einem Umfang von etwa 50 Mikrometer, der für die Durchführung der Mehrheit von Operationen eine zu niedrige Genauigkeit bietet.In the US jVe 20080051772, a method and apparatus for valveless, intrastromal keratomylesis for myopia, hypermetropia and astigmatism correction is described. The system has a laser and a parabolic mirror is used as the lens. However, the radiance almost falls on a tangent to the surface of the cornea. This does not allow to use similar systems for high precision laser operations that require accurate focusing. Since the distortions of the laser beam are large in such a radiation case, the reflection of the radiation is large. In addition, the similar system focuses the laser beam into a spot about 50 microns in circumference, which provides too low an accuracy to perform the majority of operations.
Für die Verwirklichung von Operationen auf der Hornhaut, wie die Ventilbildung für eine nachfolgende Excimerlaser-Ablation, eine intrastromale Chirurgie, eine Anlage eines Hornhautimplantats, muss man den Laserstrahl mit einer sehr kurzen Impulsdauer in einem Fleck eines minimal möglichen Umfanges fokussieren. Dafür werden Fokussierungssysteme der Laserausstrahlung mit einer großen Zahlenapertur verwendet.To accomplish surgery on the cornea, such as valve formation for subsequent excimer laser ablation, intrastromal surgery, corneal implant placement, one must focus the laser beam in a spot of the least possible extent with a very short pulse duration. For this purpose, focusing systems of the laser emission with a large number aperture are used.
Es ist ein System Intralase bekannt (
Es ist ein ophthalmochirurgisches Lasersystem bekannt (
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Lasersystem mit einem Femtosekunden-Laser für die Durchführung von ophthalmochirurgischen Operationen zu schaffen, das eine direkte ununterbrochene Beobachtung des Operationprozesses zulässt.It is an object of the invention to provide a laser system with a femtosecond laser for the performance of ophthalmosurgical operations, which allows a direct uninterrupted observation of the surgical process.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The stated object is solved by the features of claim 1.
Das ophthalmochirurgische Lasersystem nach der Erfindung umfasst einen Femtosekunden-Laser, ein System der Ausstrahlungzustellung, ein Abtastungmodul für die Umstellung eines Brennpunktes nach einem gewählten Algorithmus und ein Fokussierungssystem, dessen optische Elemente einen bestimmten Umfang haben, deren Projektion auf die Operationsebene Grenzen hat. Erlaubte Brennpunkte des Fokussierungssystems sind außer der Projektion der optischen Elemente des Systems auf die Operationsebene gelegen. Sie sind von der Projektionsgrenze wenigstens um zwei Umfänge der Brennflecke entfernt und für die Beobachtung im Laufe der Operation zugänglich. Die Anordnung der erlaubten Brennpunkte außer der Projektion der optischen Elemente des Fokussierungssystems auf die Operationsebene lässt zu, ein Mikroskop einzustellen und das Operationsfeld ohne zusätzliche optische Elemente im Laufe der Vorbereitung auf die Operation, als auch im Laufe der Operation zu beobachten. Das heißt, ein solches System lässt zu, eine direkte Beobachtung des Operationsfeldes zu verwirklichen, was das System bequemer für den Chirurgen und sicherer für den Patienten macht. Außerdem unterscheidet sich der Einfallswinkel der Ausstrahlung des chirurgischen Lasers von der Senkrechten nach Augenmaß, deshalb hat die Ausstrahlung, die ins Auge gelangt keine Möglichkeit, zur Netzhaut zu geraten. Dies lässt zu, die Prozedur sicherer zu machen.The ophthalmic surgical laser system according to the invention comprises a femtosecond laser, a delivery system, a scanning module for the conversion of a focal point according to a chosen algorithm and a focusing system whose optical elements have a certain extent whose projection has limits on the operation plane. Permissible foci of the focusing system are located at the operational level other than the projection of the optical elements of the system. They are separated from the projection boundary by at least two circumferences of the focal spots and are accessible for observation during the operation. The arrangement of the allowed foci except the projection of the optical elements of the focusing system on the operation plane allows to set a microscope and to observe the operation field without additional optical elements in the course of preparation for the operation, as well as in the course of the operation. That is, such a system allows to realize a direct observation of the surgical field, which makes the system more convenient for the surgeon and safer for the patient. Besides, the angle of incidence of radiation of a surgical laser differs from vertical A sense of proportion, therefore, the radiation that comes into the eye has no way to get to the retina. This allows the procedure to be safer.
Der Einfallswinkel des zentralen Ausstrahlungteiles des Femtosekunden-Lasers auf die Operationsebene unterscheidet sich von der Senkrechten um einen Winkel größer als die Aperturhälfte des Fokussierungssystems und beträgt nicht mehr als 2°. Bei einer solchen Abweichung von der Senkrechten gerät der peripherische Teil des Bündels, das von den optischen Elementen des Fokussierungssystems gebündelt ist, zur Hornhaut unter einem Winkel, der sich von dem Brewster-Winkel wesentlich unterscheidet. Das lässt zu, die Operation mit einer hohen Genauigkeit durchzuführen, da die Durchdringung des in die Hornhaut fokussierten Strahls von der Polarisation des Einfallsstrahls tatsächlich nicht abhängt. Der Strahl trägt zu einer Fleckdeformation im Brennpunkt nicht bei.The angle of incidence of the central radiating part of the femtosecond laser on the operation plane differs from the perpendicular by an angle larger than the aperture half of the focusing system and is not more than 2 °. With such a deviation from the vertical, the peripheral part of the bundle, which is focused by the optical elements of the focusing system, comes to the cornea at an angle substantially different from the Brewster angle. This allows the operation to be performed with high accuracy, since the penetration of the cornea-focused beam does not actually depend on the polarization of the incident beam. The beam does not contribute to spot deformation at the focal point.
Das Hauptelement des Fokussierungssystems ist ein außeraxialer Parabolspiegel mit einer Zahlenapertur von mehr als 0,3 und mit einem Abweichungswinkel von weniger als 90°. Die Verwendung des Parabolspiegels mit der Zahlenapertur von weniger als 0,3 kann zum Entstehen eines Selbstfokussierungseffektes in der Hornhaut des Auges des Patienten führen. Der Parabolspiegel mit dem Abweichungswinkel von weniger als 90° lässt zu, die Ausstrahlung des Femtosekunden-Lasers in den gewählten Punkt des Auges mit der hohen Genauigkeit zu bündeln, die Abtastung mit hoher Genauigkeit der Fokussierung zu verwirklichen und eine direkte Beobachtung des Operationsfeldes zu gewährleisten. Die Verwendung des Linsenobjektives mit der hohen Zahlenapertur kann zum Entstehen einer chromatischen Aberrationen im Brennpunkt auf Kosten von Dispersionseigenschaften des Materials der Objektivlinse führen, was man mit dem Konstruktionsaufwand kompensieren muss. Die Verwendung des Parabolspiegels schließt als Hauptelement des Fokussierungssystems das Entstehen der Probleme aus, die mit den Dispersionseigenschaften der Materialien verbunden sind. Außerdem fordert der Parabolspiegel im Unterschied zu den Linsen kein kompliziertes Gestell, das das Operationsfeld von der äußerlichen Beobachtung teilweise überdecken kann. Die Projektion der optischen Elemente auf der Operationsebene ist vergrößert, was den Einfallswinkel des Strahls des chirurgischen Lasers zu der Senkrechten maximal annähert, vorbehaltlich einer direkten Beobachtung der Prozedur im Mikroskop. Die Verwendung des Parabolspiegels lässt zu, eine leichtere Konstruktion zu schaffen und das optische Schema zu vereinfachen, da im ähnlichen Schema das Vorhandensein eines Wendespiegels nicht gefordert wird. Außerdem macht es das System sicherer und leichter im Betrieb und in der Bedienung.The main element of the focusing system is an off-axis parabolic mirror with a numerical aperture of more than 0.3 and a deviation angle of less than 90 °. The use of the parabolic mirror with the numerical aperture of less than 0.3 can lead to the development of a self-focusing effect in the cornea of the patient's eye. The parabolic mirror with the deviation angle of less than 90 ° allows to combine the emission of the femtosecond laser in the selected point of the eye with high accuracy, to realize the scanning with high accuracy of the focus and to ensure a direct observation of the surgical field. The use of the lens objective with the high number aperture can lead to the development of chromatic aberrations at the focus at the expense of dispersion properties of the material of the objective lens, which must be compensated with the design effort. The use of the parabolic mirror excludes as the main element of the focusing system the emergence of the problems associated with the dispersion properties of the materials. In addition, unlike the lenses, the parabolic mirror does not require a complicated frame that can partially obscure the surgical field from external observation. The projection of the optical elements at the surgical level is increased, which maximally approaches the angle of incidence of the laser beam to the perpendicular, subject to direct observation of the procedure in the microscope. The use of the parabolic mirror allows to create a lighter construction and to simplify the optical scheme, since in the similar scheme the presence of a turning mirror is not required. It also makes the system safer and easier to operate and operate.
Das System enthält einen Pilotlaser. Das System enthält ein Operationsmikroskop. Die Verwendung des Parabolspiegels, bei dem Dispersionseigenschaften fehlen, lässt zu, in das existierende System einen Hilfslaser der Tinktur einzuführen, das heißt einen Pilotlaser, was zusammen mit der Beobachtung im Mikroskop die Arbeit des Chirurgen erleichtert und das System sicherer und vorhersehbarer macht.The system contains a pilot laser. The system contains a surgical microscope. The use of the parabolic mirror, which lacks dispersive properties, allows to introduce into the existing system an auxiliary laser of the tincture, that is a pilot laser, which, together with the observation in the microscope, facilitates the work of the surgeon and makes the system safer and more predictable.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Bildung eines sicheren und in der Anwendung bequemen Systems aufgrund des Femtosekunden-Lasers für die Durchführung der ophthalmochirurgischen Operationen, das, eine direkte Beobachtung der Operation zulässt.Another advantage of the invention is the formation of a safe and convenient system due to the femtosecond laser for performing ophthalmic surgery which allows direct observation of the operation.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Show it:
Das System nach der
In der
Ein solches System lässt zu, die Ausstrahlung in den Umfang des Augenstoffes des Patienten mit großer Genauigkeit zu fokussieren, da der Einfallswinkel maximal zu der Senkrechten angenähert ist. Das Operationsfeld befindet sich in der Zone einer direkten Sicht des Beobachtungssystems. Das lässt zu, verschiedene Typen der Operationen durchzuführen, wie Lappenbildung, die intrastromale Korrektion, Schnittbildung für die Implantation der Spenderhornhaut usw.Such a system allows to focus the radiation into the periphery of the ocular tissue of the patient with great accuracy, since the angle of incidence is maximally approximated to the vertical. The surgical field is located in the zone of direct vision of the observation system. This allows to perform different types of operations, such as flap formation, intrastromal correction, cut formation for donor cornea implantation, etc.
Die Verwendung des Parabolspiegels erlaubt, das Fokussierungssystem des Femtosekunden-Laserstrahls wegen der Abwesenheit der Dispersionseigenschaften des Spiegels zu vereinfachen und einen Pilotlaser festzustellen, was auch die Prozedur sicherer und vorhersehbar machen lässt.The use of the parabolic mirror makes it possible to simplify the focusing system of the femtosecond laser beam because of the absence of the dispersion properties of the mirror and to detect a pilot laser, which also makes the procedure safer and predictable.
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