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DE3442019A1 - Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung von mikrochirurgischen eingriffen in ein auge mittels laserstrahlen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung von mikrochirurgischen eingriffen in ein auge mittels laserstrahlen

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DE3442019A1
DE3442019A1 DE19843442019 DE3442019A DE3442019A1 DE 3442019 A1 DE3442019 A1 DE 3442019A1 DE 19843442019 DE19843442019 DE 19843442019 DE 3442019 A DE3442019 A DE 3442019A DE 3442019 A1 DE3442019 A1 DE 3442019A1
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DE
Germany
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eye
axis
laser beam
images
image
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Application number
DE19843442019
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English (en)
Inventor
Richard T. Huntington N.Y. Daly
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Lasers for Medicine Inc
Original Assignee
Lasers for Medicine Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Lasers for Medicine Inc filed Critical Lasers for Medicine Inc
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Ceased legal-status Critical Current

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Augenchirurgie mittels Laser und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum genauen Fokussieren und Zielen eines L.a-·· · serstrahles in das Auge eines Patienten.
Die Augenchirurgie mittels eines nicht sichtbaren, energiereichen gepulsten Laserstrahles, der auf transparentes Geuebe des Auges fokussiert wird, hat sich als sehr wirkungsvoll eruiiesen. Derartige Operationen wurden erfolgreich durchgeführt, um verschiedene Defekte im Auge zu beheben, beispielsweise nach einer Kataraktomie, bei der die natürliche . Linse durch eine intraokulare Linse ersetzt wurde. Nach zwei bis vier Jahren wird das hintere Gewebe der Linsenkapsel häufig trüb und muß geöffnet werden. Laserchirurgie dieser Art wurde erfolgreich für diese Operation
angewandt. -' "
Zur ophthalmologischen Laser-Mikrochirurgie wird normalerweise ein SpaltlampengerMt ".modifiziert, um das genaue Zielen und Fokussieren des Laserstrahles auf das nahezu transparente Gewebe innerhalb des Auges (das "Zielgewebe11) zu ermöglichen. Ein ophthalmologisches Spaltlampengerät ist
ein Gerät, das seit langem benutzt wird, um sorgfältige Un-. tersuchungen innerhalb des Auges vorzunehmen. Ein derartiges Gerät wird von der TQPGOßl Corporation hergestellt' und * ist in deren Veröffentlichung B202-30SK beschrieben. Das Spaltlampengerät weist ein Binokular-Mikroskop und eine Lichtquelle (die Spaltlampe) auf. Die Spaltlampe projiziert ein beleuchtetes Spaltbild in das Auge,- das dann durch--Üas Mikroskop betrachtet /uird·. Das Binokularmikroskop ist an einem ersten Arm und ."die Spaltlampe ist an einem zweiten Arm angebracht. Die beiden Arme sind unabhängig voneinander um eine gemeinsame senkrechte ' ' Achse drehbar, in der ihr gemeinsamer Brennpunkt liegt. Das beleuchtete Spaltbild wird auf ein bestimmtes "transparentes" Gewebe (das Zielgewebe) fokussiert, wie z.B.
die Cornea, die vordere Linsenoberflache, die hintere Linsenoberflache oder transparente Bänder, das im allgemeinen . in einer Ebene liegt, die senkrecht zu den Strahlen dea Spaltbildes steht. Wenn die Strahlen von der Spaltlampe das Gewebe durchdringen, macht selbst eine geringe Lichtstreuung durch das Gewebe das Spaltbild sichtbar, wenn es durch ein Binokularmikroskop betrachtet iuird. Durch unterschiedliches Drehen des Spaltlampen- und/oder des Mikroskoparmes ist der Arzt
1D in der Lage, das ausgewählte Gewebe durch das Streü-
. licht in verschiedenen Aspekten zu betrachten. Das . Spaltbild und das Sichtfeld des Mikroskops werden in- · nerhalb des Auges mittels eines manuellen Einstellhebels" am Gerät entweder seitlich (für seitliches Zielen) oder vor und zurück (zur Scharfeinstellung) bewegt. Ein zweiter Einstellknopf dient zur senkrechten Einstellung.
Gegenwärtig wird dieses „vorstehend beschriebene Gerät zur Durchführung von mikrochirurgischen Eingriffen tnodifi-2D ziert j indem ein leistungsstarker .gepulster Laserstrahl
mitteis einer zusätzlichen optischen Einrichtung, die ν an., das Spaltlampengerät angesetzt wird, in das Auge gerichtet und fokussiert wird. Um den genauen Pfad und ) / die Brennpunktlage des Laserstrahles zu lokalisieren ode'r zu identifizieren, wird ein sichtbarer. Zielstrahl ;·* geringer Intensität mit dem Laserstrahl zusammenfallend vorgesehen, der auf einen Punkt im Raum fokussiert ist", - laelcHer mit dem Brennpunkt des Spaltbildes und des Laserstr-'ahles zusammenfällt. Dies wird dadurch erreicht, 3D daß an dem Spaltlampengerät ein dichr'oitischer Spiegel
angebracht wird,- der den Zielstrahl und den damit zu- \ · sammenfallenden Laserstrahl in das Auge entlang einer 'optischen Achse reflektiert, die in der gleichen Ebene liegt wie die optischen Achsen des Binokularmikroskops
und der Strahlen des Spaltbildes. Für den Zielstrahl wird normalerweise ein Helium-Neon Laser geringer Intensität verwendet.
Dieses Verfahren führt zu zwei größeren Schwierigkeiten.
Zunächst ist der Arzt oftmals gezwungen, das Augengewebe während der Operation durch den dichroitischen Spiegel zu betrachten. Solche Spiegel verursachen jedoch Astigmatis-• mus, wodurch die Sicht des Arztes beeinträchtigt wird. Da der Brennpunkt des Zielstrahles und des Spaltbildes im allgemeinen nicht genau in der Ebene des Zielgewebes liegt, sieht der Arzt zunächst einen nicht fokussierten Zielstrahl, der von dem Zielgewebe zerstreut ist, und er muß' ,zur Scharfeinstellung- das Spaltbild mi-t seinem Einstellhebel verschieben, bis die Streuung des Zielstrahles am geringsten ist. Da die: Größe" des Zielbildes sich nahe der korrekten Brennpunktstellung nur langsam verändert, ist es schwierig, schnell die korrekte Brennpunktlage einzustellen, da die gleiche Unscharfe auftritt, wenn sich das Zielgewebe vor oder hinter dem Brennpunkt des Ziel- .
s-tra'hies befindet. ,
Bei anderen Einrichtungen werden' zwei gegensinnig konvergierende Zielstrahlen verwendet, die symmetrisch zur Achse - des Laserstrahles angeordnet sind und an ihrer Schnitt-/ stelle den Brennpunkt des Laserstrahles definieren. Hier-25, bei sind im allgemeinen zunächst zwei verschwommene Abbildungen durch Streuung'von dem Gewebe zu sehen, die erst dann verschmelzen und scharf werden, wenn ihr. Schnittpunkt, in de,r. Ebene des Gewebes liegt. Auch in diesem Fall muß der Brennpunkt durch Vor- und Zurückf-ahren ermittelt werden, da auch mit zwei Zielstrahlbildern keine Anzeige der
Tiefenlage des Brennpunktes in Bezug auf das Zielgewebe '■värmittelt wird.
Eine Lösung dieses Problems ist in der älteren Patentanmeldung P 3k Zk 995.θ der Anmelderin beschrieben.
Die dort vorgeschlagene Vorrichtung weist eine -Spaltlampe auf, die das Abbild eines beleuchteten senkrechten Spaltes entlang einer ersten Achse fokussiert, ein Binokularmikroskop, das eine Betrachtung entlang einer zuieiten Achse und ein Laser/Zielsystem auf, welches einen Laserstrahl und einen Zielstrahl zusammenfallend entlang einer dritten Achse projiziert. Die erste und die zweite Achse liegen in einer gemeinsamen horizontalen Ebene (und können auch zusammenfallen) welche die dritte Achse nicht einschließt. Alle drei Achsen konvergieren in einem gemeinsamen Punkt, dem gemeinsamen Brennpunkt, wobei die genannte dritte Achse den gemeinsamen Brennpunkt vorzugsweise von unten her schneidet und mit der genannten horizontalen Ebene einen Idinkel von vorzugsweise 90° bildet. Daher kann die tatsächliche Lage des Spaltbildes in Bezug auf das Zielgewebe und das Zielbild von den scheinbaren relativen senkrechten Lagen des Zielbildes und einer Referenzmarke des
ZD länglichen Spaltbildes bestimmt werden. Diese Vorrichtung hat sich als sehr hilfreich für die Feineinstellung erwiesen, d.h., wenn die Ebene des Zielgewebes verhältnismäßig nahe dem gemeinsamen Brennpunkt liegt. Wenn jedoch der tatsächliche Abstand zwischen der Ebene des Brennpunk-
'25 tes und dem Zielgewebe größer als die Tiefenschärfe des Zielbildes ist, wird das wahrgenommene Zielbild zu verschwommen und unscharf, und eine relative Lage kann für .die Feineinstellung nicht verwendet werden.
Demzufolge ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren 3D und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der eine Information hinsichtlich einer groben Scharfeinstellung . . bezüglich der relativen Lagen des Zielbildes und des Zielgewebes erhalten wird, und zwar insbesondere, jedoch
nicht ausschließlich bei einer Vorrichtung nach der genannten Patentanmeldung P 3k Zk 995.8. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. 2 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird das Zielbild in eine Mehrzahl von Abbildern aufgelöst, die in Bezug auf den Strahlengang der Spaltlampe axial versetzt sind und den gemeinsamen Brennpunkt in der Tiefe einschließen. Jedes Abbild ist für sich identifizierbar. Wenn der gemeinsame Brennpunkt näher an das Zielgeuiebe heranbewegt wird, macht das von dem Zielgewebe erzeugte Streulicht des Spaltbildes die einzelnen Abbilder nacheinander scharf sichtbar, wodurch eine Anzeige des Abstandes zwischen dem gemeinsamen Brennpunkt und dem Zielgewebe gegeben ist.
Wenn das Abbild, das den gemeinsamen Brennpunkt anzeigen soll, scharf sichtbar ist, ist der Bereich des gemeinsamen Brennpunktes auf dem Zielgewebe erreicht. Die Feineinstellung kann dann mit der Vorrichtung gemäß der genannten Patentanmeldung erfolgen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Teil einer Spaltlampe, die für Augenchirur-/ gie mit Laser abgewandelt ist, Fig. 2 Mittel zur Erzeugung der Zielbildsr, und
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Auges mit den relativen Lagen der Abbildungen darin.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist die abgewandelte Spaltbild-Laser-Einrichtung ein optisches Spaltbildsystem 10 auf, durch welches ein Betrachter 20 das Auge 30 eines Patienten entlang einer ersten optischen Achse 40 betrachten kann. Das Spaltbild wird, wie bekannt, entweder entlang 'der optischen Achse 40 oder einer eigenen optischen Achse, die in der gleichen horizontalen Ebene wie die erste
optische Achse 40 liegt, in das Auge 3D projiziert. Die Vorrichtung enthält auch eine Laserstrahlführung 5G, welche einen Laserstrahl und Zielbildstrahlen in das Auge 3D entlang einer zweiten Achse 6D führt, die in einem spitzen Winkel zur Achse kO in einer nicht horizontalen Ebene verläuft, weiche die erste Achse 40 enthält. Um den Laserstrahl und die Zielbildstrahlen seitlich innerhalb des Auges zu schwenken, ist der nicht dargestellte Laser so angeordnet, daß er den Laserstrahl senkrecht nach oben entlang einer Achse 7D in die Führung 5D schickt,.die um die Achse 70 drehbar angeordnet ist. Der Laserstrahl tritt durch das Ende BO der Führung 5D ein und wird mittels Spiegeln 82, 84 und 86 durch die Führung hindurch geführt. Eine Linse 90 dient dazu, den Laserstrahl innerhalb des Auges 30 des Patienten zu fokussieren. Das optische System 10 ist unabhängig davon um die Achse 70 seitlich drehbar.
Ein Zielstrahl uird mit dem Laserstrahl zusammenfallend in das Auge gesandt. Dabei wird der Zielstrahl dem Laserstrahl beispielsweise in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise überlagert. Eine Lichtquelle 92 sendet das Licht von einem Faseroptikkabel 9Θ in mehreren Strahlen zu einem Spiegel 100. Der Spiegel 10D reflektiert die Strahlen auf eine dichroitisch^ Einrichtung 1D2 innerhalb der Füh-
^25 rung .50. Die Aufgabe der Einrichtung 102 ist es, die Strahlen von den Spiegeln Bk und 10D zusammenfallend zum Spiegel 86 hin durchzulassen bzw. zu reflektieren, wobei die Strahlen von der Lichtquelle 92 dem Laserstrahl über-'lagert-werden. Die Einrichtung 1D2 kann beispielsweise dichroitischer Kubus sein.
Die Lichtquelle 92, die dazu benutzt wird, den Zielstrahl " zu erzeugen, ist im einzelnen in Fig. 2 dargestellt. Sie weist eine Mehrzahl von relativ dünnen länglichen Platten 110, 112 und 114 aus einem lichtübertragenden Werkstoff,
beispielsweise Glas, auf. Licht von dem fiberoptischen Kabel 98 wird durch jede Platte in der angegebenen Richtung A, B bzw. C geleitet. Jede Platte endet mit einer lichtausendenden Stirnfläche 116. Jede Stirnfläche ist in Längsrichtung, d.h. in der Richtung der von den Flächen ausgesandten Lichtstrahlen, in Bezug auf die vorhergehende Platte versetzt, uiie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Platten werden durch Abstandshalter 118 in einem vorbestimmten seitlichen Abstand voneinander gehalten.
Der Zielstrahl enthält die Abbilder der Platten-Stirnflächen 116. Diese Abbilder werden entlang der Achse 6G in das Auge projiziert. Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Seitenansicht der verschiedenen in das Auge eintretenden Strahlen. Der Arzt betrachtet das Auge entlang der Achse kü. Das Abbild jeder Stirnfläche 116 der Platten 11D, 112 und 114 uird als horizontales Lichtband aufgelöst, das senkrecht zur Ebene von Fig. 3 liegt. In Fig. 3 sind diese Lichtbänder als Abbilder A, B und C bezeichnet. In Fig. 3 liegt das Zielgewebe 130 zunächst hinter den Abbildern A, B und C,. Wenn der gemeinsame Brennpunkt näher und näher an das Zielgewebe herangebracht wird, bewegt sich das Zielgewebe relativ zu den
Abbildern A, B und C. Wenn das Gewebe mit dem Abbild A / 'das
in einer Ebene liegt, kann der Arzt, der/Auge entlang der Achse UQ betrachtet, das Abbild A scharf sehen. Die Abbilder B und C sind außerhalb des Brennpunktes und da-
- her entweder verschwommen oder nicht sichtbar. Wenn die Relativbewegung des Gewebes fortschreitet, wird das Abbild A unscharf und das Abbild B erscheint. Wenn das Abbild B verhältnismäßig scharf ist, ist das Gewebe in einer Ebene mit dem Abbild B und mit dem gemeinsamen Brennpunkt des Spaltbildes und des Laserstrahles. Die letzte Scharfeinstellung kann nun durchgeführt werden durch Verwendung
des abgeteilten Spaltbildes 140, wie dies in der älteren Patentanmeldung P 3k 2k 995.8 beschrieben ist. LJenn das Abbild 8 unscharf wird und das Abbild C scharf wird, weiß der Arzt, daß er über die gewünschte Stellung hiTnausgeschössen ist.
Somit stellen die drei im Raum erzeugten Abbilder A, B und C innerhalb des Auges ein wertvolles Hilfsmittel zum groben Einstellen des Laserstrahls in einem weiten Bereich dar. Obgleich die Abbilder A, B und C identisch sein kön-
1D πεγ. , ist es nützlicher, wenn sie unterschiedlich sind, so daß sie eindeutig identifizierbar sind. Beispielsweise können die Abbilder verschiedene Farben haben. Dies kann dadurch erreicht werden, daß Platten 110, 112 und 114 mit verschiedenen Farben vorgesehen werden. Beispielsweise könnten die Platten 110 und 114 rot und die Platte 112 gelb sein, was zu roten, gelben und roten Abbildern führt. Alternativ könnten die Abbilder verschiedene Formen haben, indem die Stirnflächen 116 entsprechend ausgebildet sind. Beide Techniken könnten miteinander kombiniert werden, um Abbilder von verschiedenen Farben und Formen zu erhalten.
Der Abstand zwischen den Abbildern, gesehen entlang der Betrachtungsachse 40, sollten im Bereich der Feldtiefe jedes Abbildes sein, beispielsweise 200 Mikron. Dieser Abstand Γ lüi.Td .bestimmt durch den Abstand in Längsrichtung zwischen den entsprechenden Platten in der Lichtquelle 92. LJenn der Abstand in Längsrichtung zwischen den Abbildern A und B X1-. und der Abstand zwischen den Abbildern B und C X„ 'ISt11 wie in Fig. 3 dargestellt, dann sind die Abstände zwischen den Stirnflächen 116 der Platten bestimmt durch die Formel
L1 = Χ,,/Μ2 und
L2 = X2/M2 *
Darin ist L. der Abstand in Längsrichtung zwischen den Stirnflächen der Platten 110 und 112, L 2 der Abstand zwisehen den Stirnflächen der Platten 112 und 114 (wie in Fig. 2 gezeigt) und M ist der V/ergrößerungsfaktor des Systems vom Objekt zum Abbild.
Selbstv/erständlich sind verschiedene Abwandlungen der vorgeschriebenen Vorrichtung möglich ohne den Rahmen der Er-1G findung zu verlassen. Beispielsweise kann die Anzahl der Platten und die Abbilder verändert werden. Auch könnten alle Platten farblos sein,- jedoch die Strahlen gefärbt sein durch Verwendung einer entsprechenden Beschichtung auf den Flächen 116 oder entsprechender Filter.
- Leerseite -

Claims (10)

1. Uerfahren zum Senden eines Zielstrahles in ein Auge -zwecks fokussieren eines Laserstrahles auf ein Gewebe des Auges, dadurch gekennzeichnet, daß in das Auge eine Mehrzahl von Abbildern fokussiert wird, die in Bezug auf eine gemeinsame Achse in einem Abstand voneinander liegen, so daB bei einer Relativbewegung des Gewebes entlang dieser Achse jedes Abbild scharf sichtbar wird, wenn es im wesentlichen in der gleichen Ebene zu liegen kommt wie das Gewebe.
2. Vorrichtung zur Durchführung von mikrochirurgischen Eingriff en. in ein Auge unter Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, insbesondere nach Patent (Patentanmel-
' dung P,34 2k 995.8), gekennzeichnet dutch
a) Mittel zum Betrachten des Inneren des Auges (3D) ent-' ■ lang einer ersten Achse (kü),
Bankverbindung: Hypobank Gauting Konto Nr. 3750123448 (BLZ 700 260 01)
-Z-
b) Mittel zum Fokussieren des Laserstrahles entlang einer zweiten Achse (6ü) in das Auge (30) zur Durchführung des mikrDchirurgischen Eingriffes,
c) Mittel (10) zum Projizieren eines Spaltbildes mit einer Referenzmarke entlang einer dritten Achse (z.B.40) in das Auge (30), und
d) Mittel zum Fokussieren eines Zielstrahles in das Auge (30), der mehrere Abbilder (A,B,C) aufweist, die in einem Abstand voneinander entlang der zweiten Achse (SG) angeordnet sind und eine scheinbare V/erschiebung relativ zu der Referenzmarke des Spaltbildes (14D) haben.
3. V/orrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zielstrahl dem Laserstrahl überlagert ist.
4. V/orrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste, die zweite und die dritte Achse innerhalb des Auges (30) in einem gemeinsamen Brennpunkt schneiden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Abbilder (A1B1C-) eine Lichtquelle (92) vorgesehen ist, die eine der Anzahl der Abbilder entsprechende Anzahl zueinander parallelen Platten (110,112,114), deren Stirnflächen (116) in Längsrichtung zueinander versetzt sind, aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Abbild eine andere Farbe hat als die anderen Abbilder.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch .gekennzeichnet, daß zumindest ein Abbild eine andere Form hat als die anderen Abbilder.
3U2019
8. Vorrichtung zur Durchführung von mikrochirurgischen Eingriffen in ein Auge mit Mitteln zum Projizieren eines Spaltbildes mit einer Referenzmarke in das Auge entlang einer ersten Achse und Mitteln zum Projizieren eines Laserstrahles und eines Zielstrahles in das Auge entlang einer zueiten Achse, uelche die erste Achse in einem gemeinsamen Brennpunkt schneidet, insbesondere nach Patent (Patentanmeldung P 3k 2k 995.8), gekennzeichnet durch Mittel (9D) zum Fokussieren des Laserstrahles und des Zielstrahles in dem Auge (3D), wobei der Zielstrahl· von dem Fokussiermittel (9D) in eine Mehrzahl von Abbildern (A,B,C) aufgelöst wird, die in einem axialen Abstand voneinander relativ zu der ersten Achse liegen und den gemeinsamen Brennpunkt in der Tiefe einschließen.
9. Vorrichtung nach Anspruch-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Projizieren des Laserstrahles und des Zielstrahles eine für beide Strahlen gemeinsame Führung (50) mit Mitteln (1D2), um den Zielstrahl dem Laserstrahl zu überlagern, aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerungsmittel (102) einen dichroitischen tfubus aufweisen, der in der Führung (50) derart angeordnet ist, daß er den Laserstrahl in einer Richtung- durchläßt und
/ den Zielstrahl mit dem Laserstrahl zusammenfallend in die gleiche Richtung reflektiert.
DE19843442019 1983-11-22 1984-11-16 Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung von mikrochirurgischen eingriffen in ein auge mittels laserstrahlen Ceased DE3442019A1 (de)

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