DE102013219788A1

DE102013219788A1 - Intra-corneal ring

Info

Publication number: DE102013219788A1
Application number: DE201310219788
Authority: DE
Inventors: Matthias Wottke
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-16

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen in die Hornhaut (Cornea) einsetzbaren Ring aus einem bio-kompatiblen Material welcher mindestens eine schlitzförmige Unterbrechung aufweist, wobei der Ring im Ausgangszustand mittels Formschluss vollständig geschlossen ist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Behandlungsvorrichtung, die mittels einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche zur Aufnahme des Intra-Cornealen Rings in der Hornhaut erzeugt, wobei die Planungseinrichtung die neue Hornhaut-Schnittfläche so bestimmt, dass diese den Ring formschlüssig fixiert. Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Behandlungsvorrichtung, die eine Planungseinrichtung der genannten Art aufweist.The invention relates to an insertable into the cornea (cornea) ring of a bio-compatible material which has at least one slot-shaped interruption, wherein the ring is completely closed in the initial state by means of positive locking. The invention further relates to a planning device for generating control data for a treatment device, which generates by means of a laser device at least one cut surface for receiving the intra-corneal ring in the cornea, wherein the planning device determines the new corneal cut surface, that this ring fixed in a form-fitting manner. The invention further relates to a treatment device having a planning device of the type mentioned.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen in die Hornhaut (Cornea) einsetzbaren Ring aus einem bio-kompatiblen Material. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten für eine Behandlungsvorrichtung, die mittels einer Lasereinrichtung zumindest eine Schnittfläche zur Aufnahme des Intra-Cornealen Rings in der Hornhaut erzeugt. Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Behandlungsvorrichtung, die eine Planungseinrichtung der genannten Art aufweist.The invention relates to an insertable into the cornea (cornea) ring of a bio-compatible material. The invention further relates to a planning device for generating control data for a treatment device, which generates by means of a laser device at least one cut surface for receiving the intra-corneal ring in the cornea. The invention further relates to a treatment device having a planning device of the type mentioned.

Im Stand der Technik sind verschiedenste Behandlungsverfahren mit dem Ziel der Refraktionskorrektur am menschlichen Auge bekannt. Ziel einer ersten Art von Operationsmethoden ist es dabei, die Hornhaut gezielt zu verändern, um so die Lichtbrechung im Auge zu beeinflussen. Hierfür werden mehrere Operationsmethoden eingesetzt. Am verbreitetsten ist gegenwärtig die sogenannte Laser-Insitu-Keratomileusis, die auch LASIK abgekürzt wird. Dabei wird zuerst eine Hornhaut-Lamelle von der Hornhautoberfläche einseitig gelöst und zur Seite geklappt. Das Lösen dieser Lamelle kann mittels eines mechanischen Mikrokeratoms erfolgen, oder auch mittels eines sogenannten Laserkeratoms, wie es z. B. von Intralase Corp., Irvine, USA, vertrieben wird. Nachdem die Lamelle gelöst und zur Seite geklappt wurde, ist bei der LASIK-Operation die Anwendung eines Excimer-Lasers vorgesehen, der das derart unter der Lamelle freigelegte Hornhautgewebe durch Ablation abträgt. Nachdem auf diese Art und Weise unter der Hornhautoberfläche liegendes Volumen verdampft wurde, wird die Hornhaut-Lamelle wieder auf den ursprünglichen Platz zurückgeklappt.In the prior art, a variety of treatment methods with the aim of refraction correction in the human eye are known. The aim of a first type of surgical method is to specifically modify the cornea so as to influence the refraction of light in the eye. For this purpose, several surgical methods are used. The most widespread currently is the so-called laser in situ keratomileusis, which is also abbreviated LASIK. First, a corneal flap is unilaterally detached from the corneal surface and folded to the side. The release of this lamella can be done by means of a mechanical Mikrokeratoms, or by means of a so-called laser keratome, as z. From Intralase Corp., Irvine, USA. After the lamella has been loosened and flipped aside, the LASIK operation involves the use of an excimer laser which ablates the corneal tissue thus exposed beneath the lamella. After vaporizing beneath the corneal surface in this manner, the corneal flap is folded back to its original location.

Bei einem weiteren Verfahren der ersten Art, das jüngst durch die Carl Zeiss Meditec AG implementiert wurde und mit der Bezeichnung FLEX abgekürzt wird, wird mittels eines Kurzpulslasers, vorzugsweise eines Femtosekundenlasers in der Augenhornhaut eine Schnittgeometrie gebildet, welche in der Hornhaut ein Hornhaut-Volumen (sog. Lentikel) separiert. Dieses wird dann manuell vom Operateur entnommen, nachdem die das Lentikel bedeckende Lamelle zur Seite geklappt wurde. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt zum einen darin, dass die Schnittqualität durch Anwendung des Femtosekundenlasers nochmals verbessert ist. Zum anderen ist nur noch eine Behandlungsvorrichtung erforderlich; der Excimer-Laser wird nicht mehr eingesetzt.In another method of the first type, which was recently implemented by Carl Zeiss Meditec AG and abbreviated to FLEX, a cut geometry is formed by means of a short pulse laser, preferably a femtosecond laser in the cornea, which has a corneal volume in the cornea. so-called lenticles) separated. This is then manually removed by the surgeon after the lenticle covering lamella has been flipped aside. The advantage of this method is, on the one hand, that the cut quality is further improved by the use of the femtosecond laser. On the other hand, only one treatment device is required; the excimer laser is no longer used.

Bei der Erzeugung von Schnittflächen in der Hornhaut mittels Laserstrahlung wird üblicherweise die optische Strahlungswirkung dadurch ausgenutzt, dass ein optischer Durchbruch durch einzelne optische Pulse, deren Dauer zwischen etwa 100 fs und 100 ns liegen kann, erzeugt wird. Auch ist es bekannt, einzelne Pulse, deren Energie unter einem Schwellwert für einen optischen Durchbruch liegt, derart überdeckt ins Gewebe bzw. Material einzubringen, dass auch damit eine Material- bzw. Gewebetrennung erreicht wird. Dieses Konzept der Schnitterzeugung im Hornhautgewebe erlaubt eine große Vielfalt an Schnitten.In the generation of cut surfaces in the cornea by means of laser radiation, the optical radiation effect is usually exploited in that an optical breakdown is produced by individual optical pulses whose duration can be between about 100 fs and 100 ns. It is also known to introduce individual pulses whose energy is below a threshold value for an optical breakthrough into the tissue or material in such a way that a material or tissue separation is achieved thereby. This concept of cut production in the corneal tissue allows a large variety of cuts.

Es ist ebenfalls Stand der Technik, in die Hornhaut einen Ring aus biokompatiblem Material einzubringen. Dabei haben sich zwei Varianten durchgesetzt. Zum einen wird ein durchsichtiger Ring mit einem speziellen Profil eingesetzt, wodurch die Hornhaut (mit Ring) eine den Refraktionsfehler behebende Form aufweist, also die Gesamtrefraktion gezielt verändert wird (z. B. US 5 824 086 ). Ein andere Variante nutzt einen undurchsichtigen Ring, welcher als Blende wirkt und so Presbyopie behandelt (z. B. KAMRA^®, US 7 628 810 ). Es ist für die gegenwärtig verfügbaren Ringe hierzu üblich, mittels Femtosekunden-Laserkeratom eine taschenartige Schnittgeometrie (Pocket) in Form eines Flaps in der Hornhaut zu erzeugen, welche zur Aufnahme des Implantats bestimmt ist und gleichzeitig die Einführung des Implantats durch den Arzt unterstützt. Dabei wird auch die Hornhaut im Zentrum durchtrennt, was zur Durchtrennung von Nervenfasern der Hornhaut und zu optischen Einbußen führen kann. Außerdem ist die exakte und stabile Positionierung des Intra-Cornealen Rings in der Tasche schwierig.It is also state of the art to introduce into the cornea a ring of biocompatible material. Two variants have prevailed. On the one hand, a transparent ring with a special profile is used, as a result of which the cornea (with ring) has a shape that eliminates the refractive error, that is, the total refraction is purposefully changed (eg. US 5,824,086 ). Another variant uses an opaque ring, which acts as a diaphragm and as presbyopia treated (eg. B. KAMRA ^®, US 7,628,810 ). It is common for the currently available rings to produce by femtosecond laser keratome a pocket-like cut geometry (Pocket) in the form of a flap in the cornea, which is intended to receive the implant and at the same time supports the implantation of the implant by the physician. The cornea in the center is severed, which can lead to the severing of nerve fibers of the cornea and optical loss. In addition, the exact and stable positioning of the intra-corneal ring in the pocket is difficult.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Intra-Cornealen Ring zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist sowie eine Planungseinrichtung zum Erzeugen von Steuerdaten, sowie ein Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten für eine solche Behandlungsvorrichtung anzugeben, bei dem ein optimale Positionierung eines Intra-Cornealen Rings gewährleistet wird.The invention is therefore based on the object to provide an intra-corneal ring, which does not have these disadvantages and to provide a planning device for generating control data, as well as a method for generating control data for such a treatment device, in which an optimal positioning of an intra-corneal ring Corneal ring is guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Intra-Cornealen Ring Art gelöst, welcher mindestens eine schlitzförmige Unterbrechung aufweist, wobei der Ring im Ausgangszustand mittels Formschluss vollständig geschlossen ist. Diese Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, dass die Planungseinrichtung Berechnungsmittel zum Festlegen mindestens einer Hornhaut-Schnittfläche aufweist, wobei die Berechnungsmittel die Hornhaut-Schnittfläche so bestimmen, dass diese den Ring formschlüssig fixiert.This object is achieved according to the invention with an intra-corneal ring type, which has at least one slot-shaped interruption, wherein the ring is completely closed in the initial state by means of positive locking. This object is further achieved in that the planning device has calculation means for defining at least one corneal cut surface, wherein the calculation means determine the corneal cut surface so that it fixes the ring in a form-fitting manner.

Die Erfindung wird weiter gelöst mit einer Behandlungsvorrichtung, die eine Lasereinrichtung aufweist, welche mittels Laserstrahlung gemäß Steuerdaten zumindest eine Schnittfläche in der Hornhaut trennt, und eine Planungseinrichtung nach der soeben genannten Art zum Erzeugen der Steuerdaten aufweist, wobei die Planungseinrichtung die neue Hornhaut-Schnittfläche so bestimmt, dass diese den Ring formschlüssig fixiert.The invention is further achieved with a treatment apparatus which has a laser device which, by means of laser radiation according to control data, separates at least one cut surface in the cornea, and has a planning device according to the type just mentioned for generating the control data, wherein the planning device thus uses the new cornea cut surface determines that this fixes the ring form-fitting.

Die Erfindung wird schließlich ebenfalls gelöst mit einem Verfahren zum Erzeugen von Steuerdaten gemäß der eingangs genannten Art, das aufweist: Erzeugen eines Steuerdatensatzes für die Hornhaut-Schnittfläche zur Ansteuerung der Lasereinrichtung, wobei die Planungseinrichtung die neue Hornhaut-Schnittfläche so bestimmt, dass diese den Ring formschlüssig fixiert. Finally, the invention is also achieved with a method for generating control data according to the aforementioned type, comprising: generating a control data record for the corneal cut surface for activating the laser device, wherein the planning device determines the new corneal cut surface so that it forms the ring fixed in a form-fitting manner.

Die Erfindung wird schließlich ebenfalls mit einem Verfahren gelöst, das umfasst: Erzeugen eines Steuerdatensatzes für die Hornhaut-Schnittfläche, Übertragen der Steuerdaten zur Behandlungsvorrichtung und Erzeugen der Schnittflächen durch Ansteuern der Lasereinrichtung mit dem Steuerdatensatz, wobei beim Erzeugen des Steuerdatensatzes die neue Hornhaut-Schnittfläche so bestimmt wird, dass diese den Ring formschlüssig fixiert.Finally, the invention is also achieved by a method which comprises: generating a control data record for the corneal cut surface, transferring the control data to the treatment device and generating the cut surfaces by driving the laser device with the control data set, wherein the new cornea cut surface is so when generating the control data set is determined that this fixes the ring form-fitting.

Auf diese Weise entsteht eine Schnittgeometrie, die die dabei entstehende Tasche (Pocket) so klein wie möglich hält, da nur genau ein der Größe des Rings entsprechender Tunnelschnitt ausgeführt wird. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Schnittgeometrie mindestens einen Zugangsschnitt auf, den Intra-Cornealen Ring einzuführen.This results in a cut geometry that keeps the resulting pocket as small as possible, since only one tunnel section corresponding to the size of the ring is executed. In addition, the cutting geometry according to the invention has at least one access cut to introduce the intra-corneal ring.

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 yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail for example with reference to the accompanying drawings, which also disclose characteristics essential to the invention. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung mit einer Planungseinrichtung für eine Behandlung mittels Laser, 1 a schematic representation of a treatment device with a planning device for a treatment by laser,

2 eine schematische Darstellung der Wirkung der Laserstrahlung, die in der Behandlungsvorrichtung der 1 verwendet wird, 2 a schematic representation of the effect of the laser radiation in the treatment device of 1 is used,

3 eine weitere Schemadarstellung des Behandlungsgerätes der 1 hinsichtlich der Einbringung der Laserstrahlung, 3 a further schematic representation of the treatment device of 1 with regard to the introduction of the laser radiation,

4 eine schematische Schnittdarstellung durch die Augenhornhaut zur Veranschaulichung der Positionierung eines Tunnelschnitts in der Hornhaut, 4 a schematic sectional view through the cornea to illustrate the positioning of a tunnel section in the cornea,

5 eine Schemadarstellung hinsichtlich des Aufbaus des Behandlungsgerätes der 1 mit besonderem Bezug auf die dort vorhandene Planungseinrichtung, 5 a schematic representation of the structure of the treatment device of 1 with particular reference to the planning equipment available there,

6 eine Schemadarstellung eines Intra-Cornealen Rings nach dem Stand der Technik 6 a schematic representation of an intra-corneal ring according to the prior art

7 eine Schemadarstellung eines Intra-Cornealen Rings gemäß der Erfindung 7 a schematic representation of an intra-corneal ring according to the invention

8 zeigt eine Schemadarstellung eines Tunnelschnitts in Draufsicht 8th shows a schematic representation of a tunnel section in plan view

9 zeigt eine Schemadarstellung eines Tunnelschnitts im Querschnitt 9 shows a schematic representation of a tunnel section in cross section

10 eine Schemadarstellung eines ersten erfindungsgemäßen Werkzeuges zur Eröffnung des Tunnelschnitts 10 a schematic representation of a first tool according to the invention for opening the tunnel section

11 eine Schemadarstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Werkzeuges zum Einbringen des Intra-Cornealen Rings 11 a schematic representation of a second inventive tool for introducing the intra-corneal ring

Eine Behandlungsvorrichtung für die Augenchirurgie ist in 1 dargestellt und mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 versehen. Die Behandlungsvorrichtung 1 ist für die Einbringung von Laserschnitten an einem Auge 2 eines Patienten 3 ausgebildet. Dazu weist die Behandlungsvorrichtung 1 eine Lasereinrichtung 4 auf, die aus einer Laserquelle 5 einen Laserstrahl 6 abgibt, welcher als fokussierter Strahl 7 in das Auge 2 bzw. die Augenhornhaut gerichtet wird. Vorzugsweise ist der Laserstrahl 6 ein gepulster Laserstrahl mit einer Wellenlänge zwischen 300 Nanometer und 10 Mikrometer. Weiter liegt die Pulslänge des Laserstrahls 6 im Bereich zwischen 1 Femtosekunde und 100 Nanosekunden, wobei Pulswiederholraten von 50 bis 5000 Kilohertz und Pulsenergien zwischen 0,01 Mikrojoule und 0,01 Millijoule möglich sind. Die Behandlungsvorrichtung 1 erzeugt somit in der Hornhaut des Auges 2 durch Ablenkung der gepulsten Laserstrahlung eine Schnittfläche. In der Lasereinrichtung 4 bzw. deren Laserquelle 5 ist deshalb dazu noch ein Scanner 8 sowie ein Strahlungsintensitätsmodulator 9 vorgesehen.A treatment device for eye surgery is in 1 represented and with the general reference numeral 1 Mistake. The treatment device 1 is for the introduction of laser cuts in one eye 2 a patient 3 educated. For this purpose, the treatment device 1 a laser device 4 on, coming from a laser source 5 a laser beam 6 which gives off as a focused beam 7 in the eye 2 or the cornea is directed. Preferably, the laser beam 6 a pulsed laser beam with a wavelength between 300 nanometers and 10 micrometers. Next lies the pulse length of the laser beam 6 in the range between 1 femtosecond and 100 nanoseconds, with pulse repetition rates of 50 to 5000 kilohertz and pulse energies between 0.01 microjoules and 0.01 millijoules are possible. The treatment device 1 thus produces in the cornea of the eye 2 by deflecting the pulsed laser radiation, a cut surface. In the laser device 4 or their laser source 5 is therefore still a scanner 8th and a radiation intensity modulator 9 intended.

Der Patient 3 befindet sich auf einer Liege 10, die in drei Raumrichtungen verstellbar ist, um das Auge 2 passend zum Einfall des Laserstrahls 6 auszurichten. In bevorzugter Bauweise ist die Liege 10 motorisch verstellbar. Die Ansteuerung kann insbesondere durch ein Steuergerät 11 erfolgen, das grundsätzlich den Betrieb der Behandlungsvorrichtung 1 steuert und dazu über geeignete Datenverbindungen, beispielsweise Verbindungsleitungen 12 mit der Behandlungsvorrichtung verbunden ist. Natürlich kann diese Kommunikation auch über andere Wege, beispielsweise Lichtleiter oder per Funk geschehen. Das Steuergerät 11 nimmt die entsprechenden Einstellungen, Zeitsteuerung an der Behandlungsvorrichtung 1, insbesondere der Lasereinrichtung 4 vor und bewerkstelligt damit entsprechende Funktionen der Behandlungsvorrichtung 1.The patient 3 is on a couch 10 , which is adjustable in three directions to the eye 2 suitable for the incidence of the laser beam 6 align. In preferred construction is the couch 10 motor adjustable. The control can in particular by a control unit 11 take place, in principle, the operation of the treatment device 1 controls and to do so via appropriate data connections, such as interconnections 12 connected to the treatment device. Of course, this communication can also be done by other means, such as fiber optics or by radio. The control unit 11 takes the appropriate settings, timing on the treatment device 1 , in particular the laser device 4 before and thus accomplished corresponding functions of the treatment device 1 ,

Die Behandlungsvorrichtung 1 weist weiter noch eine Fixiereinrichtung 15 auf, welche die Hornhaut des Auges 2 gegenüber der Lasereinrichtung 4 lagefixiert. Diese Fixiereinrichtung 15 kann dabei ein bekanntes Kontaktglas 45 umfassen, an das die Augenhornhaut durch Unterdruck angelegt wird und das der Augenhornhaut eine gewünschte geometrische Form verleiht. Solche Kontaktgläser sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 102005040338 A1 . Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird, soweit die Beschreibung einer Bauform des für die Behandlungsvorrichtung 1 möglichen Kontaktglases 45 betroffen ist, hier vollumfänglich einbezogen. The treatment device 1 also has a fixing device 15 on which the cornea of the eye 2 opposite the laser device 4 fixed in position. This fixing device 15 can be a known contact glass 45 to which the cornea is applied by negative pressure and which gives the cornea a desired geometric shape. Such contact lenses are known to those skilled in the art, for example from the DE 102005040338 A1 , The disclosure of this document is, as far as the description of a design of the for the treatment device 1 possible contact glass 45 affected is fully included here.

Die Behandlungseinrichtung 1 weist weiterhin eine hier nicht dargestellte Kamera auf, welche durch das Kontaktglas 45 hindurch ein Bild der Augenhornhaut 17 aufnehmen kann. Dabei kann die Beleuchtung für die Kamera sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Bereich des Lichtes erfolgen.The treatment facility 1 also has a camera, not shown here, which through the contact glass 45 through a picture of the cornea 17 can record. The illumination for the camera can take place both in the visible and in the infrared range of the light.

Das Steuergerät 11 der Behandlungsvorrichtung 1 weist weiter noch eine Planungseinrichtung 16 auf, die später noch näher erläutert werden wird.The control unit 11 the treatment device 1 still has a planning device 16 on, which will be explained later in more detail.

2 zeigt schematisch die Wirkungsweise des einfallenden Laserstrahls 6. Der Laserstrahl 6 wird fokussiert und fällt als der fokussierte Laserstrahl 7 in die Hornhaut 17 des Auges 2. Zur Fokussierung ist eine schematisch eingezeichnete Optik 18 vorgesehen. Sie bewirkt in der Hornhaut 17 einen Fokus, in dem die Laserstrahlungsenergiedichte so hoch ist, dass in Kombination mit der Pulslänge der gepulsten Laserstrahlung 6 ein nicht-linearer Effekt in der Hornhaut 17 auftritt. Beispielsweise kann jeder Puls der gepulsten Laserstrahlung 6 im Fokus 19 einen optischen Durchbruch in der Augenhornhaut 17 erzeugen, welche wiederum eine in 2 nur schematisch angedeutete Plasmablase initiiert. Bei Entstehung der Plasmablase umfasst die Gewebsschichttrennung ein größeres Gebiet als den Fokus 19, obwohl die Bedingungen zur Erzeugung des optischen Durchbruches nur im Fokus 19 erreicht werden. Damit von jedem Laserpuls ein optischer Durchbruch erzeugt wird, muss die Energiedichte, d. h. die Fluence der Laserstrahlung oberhalb eines gewissen, pulslängenabhängigen Schwellwertes liegen. Dieser Zusammenhang ist dem Fachmann beispielsweise aus der DE 69500997 T2 bekannt. Alternativ kann ein gewebetrennender Effekt auch durch gepulste Laserstrahlung erreicht werden, indem mehrere Laserstrahlungspulse in einem Bereich abgegeben werden, wobei sich die Fokus-Spots überlappen. Es wirken dann mehrere Laserstrahlungspulse zusammen, um einen gewebetrennenden Effekt zu erreichen. Die Art der Gewebetrennung, die die Behandlungsvorrichtung 1 einsetzt, ist jedoch für die nachfolgende Beschreibung nicht weiter relevant; wesentlich ist lediglich, dass eine Schnittflächenerzeugung in der Hornhaut 17 des Auges 2 stattfindet. 2 shows schematically the operation of the incident laser beam 6 , The laser beam 6 is focused and falls as the focused laser beam 7 in the cornea 17 of the eye 2 , For focusing is a schematically drawn optics 18 intended. It causes in the cornea 17 a focus in which the laser energy density is so high that in combination with the pulse length of the pulsed laser radiation 6 a non-linear effect in the cornea 17 occurs. For example, each pulse of the pulsed laser radiation 6 in focus 19 an optical breakthrough in the cornea 17 generate, which in turn a in 2 only schematically indicated plasma bubble initiated. When the plasma bubble is formed, the tissue layer separation comprises a larger area than the focus 19 although the conditions for generating the optical breakthrough are only in focus 19 be achieved. In order for an optical breakthrough to be generated by each laser pulse, the energy density, ie the fluence of the laser radiation, must be above a certain, pulse length-dependent threshold value. This connection is the expert from the example of DE 69500997 T2 known. Alternatively, a tissue-separating effect can also be achieved by pulsed laser radiation by emitting a plurality of laser radiation pulses in one area, with the focus spots overlapping. It then act together several laser radiation pulses to achieve a tissue-separating effect. The type of tissue separation that the treatment device 1 but is not relevant to the following description; only essential is that a cut surface generation in the cornea 17 of the eye 2 takes place.

Um einen augenchirurgischen Schnitt in der Hornhaut 17 zu erzeugen, werden mittels der Laserstrahlung 6 innerhalb der Hornhaut 17 Gewebeschichten getrennt. Zur Festlegung des gewünschten Schnittes wird z. B. im Falle der gepulst eingebrachten Laserstrahlung die Lage des Fokus 17 der fokussierten Laserstrahlung 7 in der Hornhaut 17 verstellt. Dies ist schematisch in 3 gezeigt.To have an ophthalmic surgical cut in the cornea 17 are generated by means of laser radiation 6 within the cornea 17 Tissue layers separated. To determine the desired cut z. B. in the case of pulsed laser radiation introduced the position of the focus 17 the focused laser radiation 7 in the cornea 17 adjusted. This is schematically in 3 shown.

In 3 sind die Elemente der Behandlungsvorrichtung 1 nur insoweit eingetragen, als sie zum Verständnis der Schnittflächenerzeugung erforderlich sind. Der Laserstrahl 6 wird, wie bereits erwähnt, in einem Fokus 19 in der Hornhaut 17 gebündelt, und die Lage des Fokus 19 in der Hornhaut wird verstellt, so dass zur Schnittflächenerzeugung an verschiedenen Stellen fokussierende Energie aus Laserstrahlungspulsen in das Gewebe der Hornhaut 17 eingetragen wird. Die Laserstrahlung 6 wird von der Laserquelle 5 vorzugsweise als gepulste Strahlung bereitgestellt. Der Scanner 8 ist in der Bauweise der 3 zweiteilig aufgebaut und besteht aus einem xy-Scanner 8a, der in einer Variante durch zwei im Wesentlichen orthogonal ablenkende Galvanometerspiegel realisiert ist. Der Scanner 8a lenkt den von der Laserquelle 5 kommenden Laserstrahl 6 zweidimensional ab, so dass nach dem Scanner 9 ein abgelenkter Laserstrahl 20 vorliegt. Der Scanner 8a bewirkt somit eine Verstellung der Lage des Fokus 19 im Wesentlichen senkrecht zur Haupteinfallsrichtung des Laserstrahls 6 in der Hornhaut 17. Zur Verstellung der Tiefenlage ist neben dem xy-Scanner 8a im Scanner 8 noch ein z-Scanner 8b vorgesehen, der beispielsweise als verstellbares Teleskop ausgebildet ist. Der z-Scanner 8b sorgt dafür, dass die z-Position der Lage des Fokus 19, d. h. dessen Position auf der optischen Achse des Einfalls verändert wird. Der z-Scanner 8b kann dem xy-Scanner 8a nach- oder vorgeordnet sein.In 3 are the elements of the treatment device 1 entered only insofar as they are necessary for the understanding of the cutting surface production. The laser beam 6 becomes, as already mentioned, in a focus 19 in the cornea 17 bundled, and the location of the focus 19 in the cornea is adjusted, so that the focal surface generation at different points focusing energy from laser radiation pulses into the tissue of the cornea 17 is registered. The laser radiation 6 is from the laser source 5 preferably provided as pulsed radiation. The scanner 8th is in the construction of the 3 constructed in two parts and consists of an xy scanner 8a which is realized in a variant by two substantially orthogonally deflecting galvanometer mirror. The scanner 8a directs the laser source 5 coming laser beam 6 two-dimensional, so after the scanner 9 a deflected laser beam 20 is present. The scanner 8a thus causes an adjustment of the position of the focus 19 substantially perpendicular to the main direction of incidence of the laser beam 6 in the cornea 17 , To adjust the depth position is next to the xy scanner 8a in the scanner 8th another z scanner 8b provided, which is designed for example as an adjustable telescope. The z scanner 8b ensures that the z position is the location of the focus 19 ie, whose position on the optical axis of incidence is changed. The z scanner 8b can the xy scanner 8a be downstream or upstream.

Für das Funktionsprinzip der Behandlungsvorrichtung 1 ist die Zuordnung der einzelnen Koordinaten zu dem Raumrichtungen nicht wesentlich, genau so wenig, dass der Scanner 8a um zueinander rechtwinklige Achsen ablenkt. Vielmehr kann jeder Scanner verwendet werden, der in der Lage ist, den Fokus 19 in einer Ebene zu verstellen, in der die Einfallsachse der optischen Strahlung nicht liegt. Weiter können auch beliebige nicht-karthesische Koordinatensystem zur Ablenkung bzw. Steuerung der Lage des Fokus 19 verwendet werden. Beispiele dafür sind Kugelkoordinaten oder zylindrische Koordinaten. Die Steuerung der Lage des Fokus 19 erfolgt mittels der Scanner 8a, 8b unter Ansteuerung durch das Steuergerät 11, das entsprechende Einstellungen an der Laserquelle 5, dem (in 3 nicht gezeigten) Modulator 9 sowie dem Scanner 8 vornimmt. Das Steuergerät 11 sorgt für einen geeigneten Betrieb der Laserquelle 5 sowie die hier exemplarisch geschilderte dreidimensionale Fokusverstellung, so dass letztendlich eine Schnittfläche ausgebildet wird, die ein bestimmtes Hornhaut-Volumen isoliert, das zur Refraktionskorrektur entfernt werden soll.For the operating principle of the treatment device 1 The assignment of the individual coordinates to the spatial directions is not essential, just as little as the scanner 8a deflects to each other at right angles axes. Rather, any scanner that is able to focus can be used 19 to adjust in a plane in which the axis of incidence of the optical radiation is not. Further, any non-Cartesian coordinate system can also be used to distract or control the position of the focus 19 be used. Examples of this are spherical coordinates or cylindrical coordinates. The control of the location of the focus 19 done by means of the scanner 8a . 8b under the control of the control unit 11 , the appropriate settings on the laser source 5 which (in 3 not shown) modulator 9 as well as the scanner 8th performs. The control unit 11 ensures proper operation of the laser source 5 as well as the three-dimensional focus adjustment described here by way of example, so that ultimately a cut surface is formed which isolates a specific corneal volume which is to be removed for refractive correction.

Die Steuereinrichtung 11 arbeitet nach vorgegebenen Steuerdaten, welche beispielsweise bei der hier lediglich exemplarisch geschilderten Lasereinrichtung 4 als Zielpunkte für die Fokusverstellung vorgegeben sind. Die Steuerdaten sind in der Regel in einem Steuerdatensatz zusammengefasst. Dies ergibt geometrische Vorgaben für die auszubildende Schnittfläche, beispielsweise die Koordinaten der Zielpunkte als Muster vor. Der Steuerdatensatz enthält dann in dieser Ausführungsform auch konkrete Stellenwerte für den Fokuslagenverstellmechanismus, z. B. für den Scanner 8.The control device 11 operates according to predetermined control data, which, for example, in the here only exemplarily described laser device 4 are specified as target points for the focus adjustment. The control data are usually combined in a control data record. This results in geometric specifications for the cut surface to be formed, for example the coordinates of the target points as a pattern. In this embodiment, the control data record then also contains specific values for the focus position adjustment mechanism, eg. B. for the scanner 8th ,

Die Erzeugung der Schnittfläche des Tunnelschnitts mit der Behandlungsvorrichtung 1 ist exemplarisch in 4 gezeigt. Ein Hornhaut-Volumen 21 in der Hornhaut 17 wird durch Verstellung des Fokus 19, in dem der fokussierte Strahl 7 gebündelt ist, isoliert. Dazu werden Schnittflächen ausgebildet, die hier exemplarisch als anteriore Tunnel-Schnittfläche 22 sowie als posteriore Tunnel-Schnittfläche 23 ausgebildet sind. Diese Begriffe sind hier lediglich exemplarisch zu verstehen. Wesentlich ist hier lediglich, dass die Schnittflächen 22 und 23 sowie nicht weiter bezeichnete Randschnitte, welche die Schnittflächen 22 und 23 an deren Rändern zusammenführen, das Tunnel-Volumen 21 isolieren. Dieses kann durch einen hier nicht dargestellten Öffnungsschnitt entnommen werden. Dabei hat der Tunnelschnitt in der bevorzugten Ausführung eine konstante Dicke, kann aber auch eine inhomogene, an die Form des Intra-Cornealen Rings angepasste Dicke haben. Im Falle eines sehr dünnen Intra-Cornealen Rings kann der Tunnel auch nur aus einem Schnitt 22 bestehen.The production of the cut surface of the tunnel section with the treatment device 1 is exemplary in 4 shown. A cornea volume 21 in the cornea 17 is by adjusting the focus 19 in which the focused beam 7 is bundled, isolated. For this purpose, cut surfaces are formed, here exemplified as an anterior tunnel cut surface 22 as well as a posterior tunnel cut surface 23 are formed. These terms are to be understood as exemplary only. The only important thing here is that the cut surfaces 22 and 23 and not further designated edge cuts, which the cut surfaces 22 and 23 merge at the edges, the tunnel volume 21 isolate. This can be removed by an opening section, not shown here. The tunnel cut in the preferred embodiment has a constant thickness, but may also have an inhomogeneous thickness adapted to the shape of the intra-corneal ring. In the case of a very thin intra-corneal ring, the tunnel can only consist of one cut 22 consist.

5 zeigt schematisch die Behandlungsvorrichtung 1, und anhand ihr soll die Bedeutung der Planungseinrichtung 16 näher erläutert werden. Die Behandlungsvorrichtung 1 weist in dieser Variante mindestens zwei Einrichtungen oder Module auf. Die bereits geschilderte Lasereinrichtung 4 gibt den Laserstrahl 6 auf das Auge 2 ab. Der Betrieb der Lasereinrichtung 4 erfolgt dabei, wie bereits geschildert, voll automatisch durch das Steuergerät 11, d. h. die Lasereinrichtung 4 startet auf ein entsprechendes Startsignal hin die Erzeugung und Ablenkung des Laserstrahls 6 und erzeugt dabei Schnittflächen, die auf die beschriebene Art und Weise aufgebaut sind,. Die für den Betrieb erforderlichen Steuersignale empfängt die Lasereinrichtung 5 vom Steuergerät 11, dem zuvor entsprechende Steuerdaten bereitgestellt wurden. Dies erfolgt mittels der Planungseinrichtung 16, die in 5 lediglich exemplarisch als Bestandteil des Steuergeräts 11 gezeigt ist. Natürlich kann die Planungseinrichtung 16 auch eigenständig ausgebildet sein und drahtgebunden oder drahtlos mit der Steuereinrichtung 11 kommunizieren. Wesentlich ist dann lediglich, dass ein entsprechender Datenübertragungskanal zwischen der Planungseinrichtung 16 und dem Steuergerät 11 vorgesehen ist. 5 shows schematically the treatment device 1 , and by her means the importance of the planning device 16 be explained in more detail. The treatment device 1 has at least two devices or modules in this variant. The already described laser device 4 gives the laser beam 6 on the eye 2 from. The operation of the laser device 4 takes place, as already described, fully automatically by the controller 11 ie the laser device 4 The generation and deflection of the laser beam starts in response to a corresponding start signal 6 and thereby generates cut surfaces, which are constructed in the manner described,. The control signals required for operation are received by the laser device 5 from the control unit 11 which previously provided appropriate control data. This is done by means of the planning device 16 , in the 5 merely as an example as part of the control unit 11 is shown. Of course, the planning facility 16 also be designed independently and wired or wirelessly with the controller 11 communicate. It is only essential then that a corresponding data transmission channel between the planning device 16 and the controller 11 is provided.

Die Planungseinrichtung 16 erzeugt einen Steuerdatensatz, der dem Steuergerät 11 zur Ausführung der augenchirurgischen Schnitte zur Verfügung gestellt wird. Dabei verwendet die Planungseinrichtung Messdaten über die Hornhaut des Auges. Diese Daten stammen in der hier beschriebenen Ausführungsform aus einer Messeinrichtung 28, die das Auge 2 des Patienten 2 zuvor vermessen hat. Natürlich kann die Messeinrichtung 28 auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und die entsprechenden Daten an die Schnittstelle 29 der Planungseinrichtung 16 übermitteln.The planning device 16 generates a control record to the controller 11 is provided for performing the ophthalmic surgical cuts. The planning device uses measured data about the cornea of the eye. These data come in the embodiment described here from a measuring device 28 that the eye 2 of the patient 2 measured before. Of course, the measuring device 28 be formed in any way and the appropriate data to the interface 29 the planning device 16 to transfer.

Die Planungseinrichtung unterstützt nun den Bediener der Behandlungsvorrichtung 1 bei der Festlegung der Schnittfläche zur Bildung des Tunnels in der Hornhaut 17. Dies kann bis zu einer vollautomatischen Festlegung der Schnittflächen gehen, die beispielsweise dadurch bewirkt werden kann, dass die Planungseinrichtung 16 aus den Messdaten das zu entnehmende Hornhaut-Volumen 21 ermittelt, dessen Begrenzungsflächen als Schnittflächen definiert und daraus entsprechende Steuerdaten für das Steuergerät 11 erzeugt. Am anderen Ende des Automatisierungsgrades kann die Planungseinrichtung 16 Eingabemöglichkeiten vorsehen, an denen ein Benutzer die Schnittflächen in Form von geometrischen Parametern etc. eingibt. Zwischenstufen sehen Vorschläge für die Schnittflächen vor, welche die Planungseinrichtung 16 automatisch generiert und die von einem Bearbeiter dann modifizierbar sind. Grundsätzlich können all diejenigen Konzepte, die im vorstehend allgemeineren Beschreibungsteil bereits erläutert wurden, hier in der Planungseinrichtung 16 zur Anwendung kommen.The scheduler now assists the operator of the treatment device 1 in determining the cutting surface to form the tunnel in the cornea 17 , This can go to a fully automatic definition of the cut surfaces, which can be effected, for example, that the planning device 16 From the measured data, the cornea volume to be taken 21 determined, defines the boundary surfaces as cutting surfaces and corresponding control data for the control unit 11 generated. At the other end of the automation level, the planning device 16 Provide input possibilities in which a user inputs the cut surfaces in the form of geometric parameters, etc. Intermediate stages provide suggestions for the cut surfaces which the planning device 16 automatically generated and then modified by an editor. In principle, all those concepts which have already been explained in the more general part of the description can be found here in the planning device 16 come into use.

Um eine Behandlung durchzuführen, erzeugt die Planungseinrichtung 16 Steuerdaten für die Schnittflächenerzeugung, die dann in der Behandlungsvorrichtung 1 verwendet werden.To perform a treatment, the scheduler generates 16 Control data for the cutting surface production, which then in the treatment device 1 be used.

6 zeigt eine Schemadarstellung eines Intra-Cornealen Rings 24 nach dem Stand der Technik, hier ein KAMRA^®-Ring, welcher einen Innendurchmesser von ca. 1,6 mm und einen Außendurchmesser von ca. 3,3 mm aufweist. Zur Implantation wird ein Flap in der Größe des Rings in die Hornhaut geschnitten, dieser zur Seite geklappt, der Ring eingesetzt und am Schluss der Flap wieder über den Ring zurückgeklappt. 6 shows a schematic representation of an intra-corneal ring 24 according to the prior art, here a KAMRA ^® ring, which has an inner diameter of about 1.6 mm and an outer diameter of about 3.3 mm. For implantation, a flap in the size of the ring is cut into the cornea, this is folded to the side, inserted the ring and at the end of the flap folded back over the ring.

7 zeigt eine Schemadarstellung eines Intra-Cornealen Rings gemäß der Erfindung. Dieser wird hier durch zwei schlitzförmige Unterbrechungen 25, 26 in Segmente 27, 28 geteilt, welche so geformt sind, dass der Ring 24 im Ausgangszustand formschlüssig verbunden ist. Weiterhin weist der Ring hier zwei Vertiefungen 29, 30 auf, in die ein geeignetes Instrument eingreifen kann um die Ringsegmente 27, 28 in den Tunnelschnitt 22 einzuführen. 7 shows a schematic representation of an intra-corneal ring according to the invention. This is here by two slit-shaped interruptions 25 . 26 in segments 27 . 28 divided, which are shaped so that the ring 24 is positively connected in the initial state. Furthermore, the ring here has two recesses 29 . 30 in which a suitable instrument can intervene around the ring segments 27 . 28 in the tunnel section 22 introduce.

8 zeigt eine Schemadarstellung eines Tunnelschnitts 22 in Draufsicht. Ebenfalls dargestellt sind hier zwei Öffnungsschnitte 30, 31, durch die der Tunnelschnitt 22 von der Oberfläche der Hornhaut 17 zugänglich ist. 8th shows a schematic representation of a tunnel section 22 in plan view. Also shown here are two opening sections 30 . 31 through which the tunnel cut 22 from the surface of the cornea 17 is accessible.

9 zeigt eine Schemadarstellung eines Tunnelschnitts 22 im Querschnitt der Hornhaut 17, hier als einziger Schnitt zur Implantation eines dünnen Rings ausgeführt. 9 shows a schematic representation of a tunnel section 22 in the cross section of the cornea 17 , executed here as the only cut for implantation of a thin ring.

Der Ring wird bevorzugt geschlitzt ausgeführt, kann aber auch mehrteilig überlappend sein. Zur Vorbereitung der Hornhaut wird ein Tunnelschnitt 22 mit einem oder mehreren Zugangsschnitten 30, 31 ausgeführt. Durch diese(n) Zugangsschnitt(e) wird der Intra-Corneale Ring 24 implantiert indem er um das schnittfreie Zentrum in den Tunnel hineingedreht wird. Dabei bleibt die Hornhaut im Zentrum der Behandlung unberührt, und die Zentrierung ist nur Abhängig von der Zentriergenauigkeit der Laserschnitte. Zur Vorbereitung wird zunächst der Zugangsschnitt 30, 31 z. B. mit einem Sinskey Hook geöffnet. Danach wird der Tunnelschnitt 22 mit einem Instrument A wie in 9 dargestellt geöffnet. Die Abmessungen und Geometrie des Instrumentes B sollen ähnlich sein, wie die Abmessungen eines Instrumentes 2 (10), das später zum Einbringen des Rings verwendet wird. Die Ausführung der Spitze von Instrument A ist so gewählt, dass eine möglichst leichte Gewebeseparation gewährleistet ist. Um die Gleitfähigkeit zu verbessern kann eine Zugabe von entsprechenden Flüssigkeiten hilfreich sein.The ring is preferably designed slotted, but may also be overlapping in several parts. To prepare the cornea is a tunnel cut 22 with one or more access sections 30 . 31 executed. Through this access cut (s) becomes the intra-corneal ring 24 implanted by screwing it around the cut-free center into the tunnel. The cornea remains untouched in the center of the treatment, and the centering is only dependent on the centering accuracy of the laser cuts. For preparation, the access section is initially 30 . 31 z. B. opened with a Sinskey Hook. After that, the tunnel cut 22 with an instrument A like in 9 shown opened. The dimensions and geometry of the instrument B should be similar to the dimensions of an instrument 2 ( 10 ), which will later be used to insert the ring. The execution of the tip of instrument A is chosen so that the easiest possible tissue separation is guaranteed. To improve lubricity, it may be helpful to add appropriate fluids.

Zum Einbringen des Rings ist an den Segmenten 27, 28 eine kleine Bohrung angebracht in die das Instrument B eingehakt werden kann (siehe 11). Das Instrument B, das zum Einsetzen des Rings benutzt wird ähnelt wie Instrument A einem Korkenzieher mit einem Gang. Zur Aufnahme des Inlays ist aber im Gegensatz zu Instrument A z. B. eine Mikrokugel 32 an der Spitze angebracht welche in die Vertiefungen 29, 30 der Segmente 27, 28 eingreift. Auch andere Formgebungen der Spitze des Instrumentes B zur Aufnahme der Segmente des Rings 24 sind denkbar.To insert the ring is on the segments 27 . 28 a small hole in which the instrument B can be hooked (see 11 ). Instrument B, which is used to insert the ring, resembles instrument A like a corkscrew with a gear. For receiving the inlay but in contrast to instrument A z. B. a microsphere 32 attached to the top which in the wells 29 . 30 the segments 27 . 28 intervenes. Other shapes of the tip of the instrument B for receiving the segments of the ring 24 are conceivable.

Um das Anheften des Inlays am Instrument B vor dem Einbringen zu verbessern ist eine z. B. elektrostatische oder magnetische Aufladung je nach Material des Rings denkbar. Dieses Instrument B wird mit angeheftetem Segment 27 über den Öffnungsschnitt 30 in den Tunnelschnitt 22 eingeführt und durch Drehung das Segment 27 platziert. Anschließend wird über den zweiten Öffnungsschnitt 31 das Instrument B mit angeheftetem Segment 28 über den Öffnungsschnitt 31 in den Tunnelschnitt 22 eingeführt und dass zweite Segment platziert. Durch den Formschluss der beiden Segmente wird der Ring 24 als vollständiger Ring in die Hornhaut 17 eingebracht.To improve the attachment of the inlay on the instrument B before insertion is a z. B. electrostatic or magnetic charge depending on the material of the ring conceivable. This instrument B is attached with segment 27 over the opening cut 30 in the tunnel section 22 introduced and by rotation the segment 27 placed. Subsequently, via the second opening section 31 the instrument B with attached segment 28 over the opening cut 31 in the tunnel section 22 introduced and placed that second segment. Due to the positive connection of the two segments of the ring 24 as a complete ring in the cornea 17 brought in.

Eine weitere Ausführungsform der Planungseinrichtung besteht in Form eines Computerprogramms bzw. eines entsprechenden Datenträgers mit einem Computerprogramm, der die Planungseinrichtung auf einem entsprechenden Computer realisiert, so dass die Eingabe der Messdaten über geeignete Datenübertragungsmittel an den Computer erfolgt und die Steuerdaten von diesem Computer an das Steuergerät 11 übertragen werden, wozu wiederum dem Fachmann bekannte Datenübertragungsmittel in Frage kommen.A further embodiment of the planning device is in the form of a computer program or a corresponding data carrier with a computer program that realizes the planning device on a corresponding computer, so that the input of the measured data via suitable data transmission means to the computer and the control data from this computer to the control unit 11 be transferred, which in turn come to the expert known data transmission means in question.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5824086 [0005]
US 7628810 [0005]
DE 102005040338 A1 [0027]
DE 69500997 T2 [0030]

Claims

Intra-corneal ring, which has at least one slot-shaped interruption, wherein the ring is completely closed in the initial state by means of positive locking.

Planning device for generating control data for a treatment device for eye surgery, which generates by means of a laser device at least one cut surface in the cornea, wherein the planning means comprises calculating means for defining a corneal cut surface, and generate a control data set for driving the laser device for the cornea cut surface, characterized in that the calculation means determine the new corneal cut surface in such a way that it fixes an intra-corneal ring in a form-fitting manner, in particular according to claim 1.

Treatment device for eye surgery, the - Has a laser device which generates at least one cut surface in the cornea by laser radiation according to control data, and - A planning device for generating the control data according to claim 2, wherein the planning means determines the new cornea-cut surface so that it fixes an intra-corneal ring in particular according to claim 1 positively.