Die Erfindung betrifft eine Lasereinrichtung für die ophthalmologische Chirurgie.

Die Chirurgie des humanen Auges kennt zahlreiche Behandlungsmethoden, bei denen Laserstrahlung auf das Auge gerichtet wird, um infolge der Wechselwirkung der eingestrahlten Laserstrahlung mit dem Auge einen indizierten Behandlungszweck zu erreichen. Ein beispielhafte Behandlungsart ist die refraktive Laserchirur- gie, bei der eine Änderung der Abbildungseigenschaften des optischen Systems „Auge" mittels der Laserstrahlung angestrebt wird. Da für die Abbildungseigenschaften des humanen Auges vor allem die Hornhaut (Kornea) maßgeblich ist, umfasst die refraktive Laserchirurgie des Auges in vielen Fällen eine Bearbeitung der Kornea. Durch gezieltes Einbringen von Schnitten und/oder durch gezielten Materialabtrag wird dabei eine Formänderung der Kornea bewirkt. Ein prominentes Beispiel der refraktiven Laserchirurgie ist die LASIK (Laser in-situ Keratomileusis).

Andere laserchirurgische Behandlungen des Auges können die Linse oder andere Elemente des Auges betreffen und beispielsweise zur Beseitigung von Katarakten oder anderen krankhaften Veränderungen dienen.

In der Regel ist eine präzise Fixierung des Auges erforderlich, bevor mit einer Laserbehandlung begonnen werden kann. Hierfür ist es bekannt, eine gesonderte Fixierlichtquelle vorzusehen, die einen schwachen Fixierlichtstrahl ausstrahlt und die der Patient fixieren soll. Vor Beginn der Behandlung prüft der behandelnde Arzt die korrekte Zentrierung des Auges, d.h. er prüft, ob der Patient mit seinem Auge wie vorgegeben die Fixierlichtquelle anvisiert. Ist der Arzt zufrieden, schaltet er die Lasereinrichtung frei, so dass die Laserbehandlung beginnen kann. Allerdings hat der Arzt bisher keine Möglichkeit, die korrekte Zentrierung des Auges objektiv zu messen und nachzuvollziehen. Er kann sich nur auf seinen eigenen subjektiven

Blick auf das zu behandelnde Auge verlassen. So kann es leicht passieren, dass der Patient, ohne dass dies der Arzt merkt, statt der Fixierlichtquelle einen andern, daneben liegenden Punkt fixiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine zuverlässige Beurteilung der Fixation des zu behandelnden Auges auf eine Fixierlichtquelle vor der Behandlung des Auges ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Lasereinrichtung für die ophthalmologische Chirurgie vorgesehen, umfassend:

- einen Arbeitslaser zur Bereitstellung von Arbeitslaserstrahlung, - eine Fixierlichtquelle,

- eine Teststrahlquelle zur Aussendung eines Teststrahls in Richtung auf ein zu behandelndes Auge,

- Detektionsmittel zur Erfassung eines von dem Auge längs der Strahlrichtung des Teststrahls reflektierten Rückreflexes des Teststrahls, - einen mit der Teststrahlquelle und den Detektionsmittel n gekoppelten Steuerrechner und

- ein Steuerprogramm für den Rechner, wobei das Steuerprogramm Instruktionen enthält, um vor einer mittels der Arbeitslaserstrahlung durchzuführenden Behandlung des Auges einen Zentriertest zur Überprüfung der Fixation des Auges auf die Fixierlichtquelle durchzuführen, wobei der Zentriertest die Aussendung eines Teststrahls durch die Teststrahlquelle, die anschließende Prüfung, ob durch die Detektionsmittel ein Rückreflex des Teststrahls erfassbar ist, und schließlich die Erzeugung eines Steuersignals durch den Steuerrechner in Abhängigkeit vom Prüfergebnis beinhaltet.

Der Teststrahl erzeugt einen Rückreflex auf dem zu behandelnden Auge, beispielsweise durch Reflexion an der Korneavorderfläche oder/und an der Grenzfläche zwischen Kornea und Augenvorderkammer. Die Detektionsmittel sind vorzugsweise so angeordnet und ausgebildet, dass sie nur solche Rückreflexe erfassen, die glei- chachsig zu dem einfallenden Teststrahl von dem Auge zurückgeworfen werden. Weil die Oberfläche des menschlichen Auges keine exakte Kugelfläche ist und das Drehzentrum des Auges in der Regel auch vom Krümmungsmittelpunkt der Augenoberfläche verschieden ist, erfolgt eine kollineare Reflexion des Teststrahls im wesentlichen nur in einer einzigen Position des Auges. Bewegt der Patient das Auge aus dieser einen Position heraus, beispielsweise indem er einen anderen

Punkt anvisiert, bewirkt dies eine mehr oder weniger starke Winkelverkippung des reflektierten Strahls gegenüber der Einfallsrichtung des Teststrahls. Nur wenn der Teststrahl orthogonal auf die Oberfläche des zu behandelnden Auges auftrifft, wird er genau in derselben Richtung zurückgeworfen und kann von den Detektionsmit- teln erfasst werden. Positioniert man die Fixierlichtquelle so, dass nur bei ordnungsgemäßer Fixierung des Fixierstrahls durch den Patienten die Bedingung für die gleichachsige Reflexion des Teststrahls erfüllt ist, ist gewährleistet, dass bei Detektion eines Rückreflexes hinreichender Stärke das Auges des Patienten tatsächlich ordnungsgemäß zentriert ist. Damit steht dem Arzt ein objektives Kriterium zur Prüfung der korrekten Zentrierung des Auges zur Verfügung.

5 Bevorzugt arbeiten die Detektionsmittel nach einem interferometrischen Messprinzip. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Teststrahlquelle und die Detektionsmittel Teil einer nach dem Prinzip der optischen Kurzkohärenz-Reflektometrie arbeitenden OLCR-Pachymeteranordnung sind. Ein Pachymeter dient generell zur berührungslosen Messung der Korneadicke des Auges. Zusätzlich kann es möglich lo sein, dass eine Abstandsmessung zu einem Referenzpunkt der Lasereinrichtung realisiert wird. Moderne Lasersysteme für die Augenchirurgie sind oftmals bereits mit einem OLCR-Pachymeter (OLCR: Optical Low Coherence Reflectometry) oder einer anderen kohärenzoptischen interferometrischen Messeinrichtung ausgerüstet, mit welcher vor, während oder nach der Laserbehandlung Messungen des Auges i5 durchgeführt werden können. Bisher wurden solche Pachymeter freilich nicht zur Feststellung der korrekten Zentrierung des Auges genutzt. Nutzt man den von einem OLCR-Pachymeter ausgesendeten Messstrahl als Teststrahl und das Interfe- rometer des Pachymeters mit den angeschlossenen Auswertemitteln als Detektormittel, bedarf es keiner weiteren apparatetechnischen Mittel zur Umsetzung der

2o Erfindung. Dies stellt somit eine besonders kostengünstige und einfach in bereits vorhandene Lasereinrichtungen zu integrierende Ausführungsform der Erfindung dar.

Das von dem Rechner erzeugte Steuersignal kann gemäß einer Ausführungsform 25 eine optische oder/und akustische Warnausgabe durch eine Ausgabeeinheit bewirken, falls durch die Detektionsmittel kein Rückreflex oder nur ein unterhalb einer vorgegebenen Mindeststärke liegender Rückreflex des Teststrahls erfasst wird. Dem Arzt kann so vor Beginn der Behandlung eine Meldung gegeben werden, ob das Auge korrekt fixiert ist oder nicht.

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Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal eine Sperrung der Laserbehandlung des Auges bewirken, falls durch die Detektionsmittel kein Rückreflex oder nur ein unterhalb einer vorgegebenen Mindeststärke liegender Rückreflex des Teststrahls erfasst wird. Falls dagegen ein die vorgegebene Mindeststärke besitzender 35 Rückreflex des Teststrahls durch die Detektionsmittel erfasst wird, kann das Steuersignal eine Freigabe der Behandlung bewirken. Der Zentriertest kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung unmittelbar mit einer Dicken- oder Abstandsmessung des Auges gekoppelt werden. Hierzu kann das Steuerprogramm Instruktionen enthalten, um auf Grundlage des im Rahmen des Zentriertests ausgesendeten Teststrahls und eines erfassten Rückreflexes des Teststrahls eine pachymetrische Dicken- oder Abstandsmessung durchzuführen. Somit kann beispielsweise im Rahmen einer regelmäßig erforderlichen Dickenmessung der Kornea gleichzeitig die Zentrierung des Auges überprüft werden. Es kann sich auch um eine Abstandsmessung zum Apex (Scheitelpunkt) der Kornea handeln. Da die Pachymetrie eine sehr sensible Messung darstellt, sind dabei nur Messwerte zu erlangen, wenn das Auge gut positioniert ist und ein Rückreflex von der Korneaoberfläche zum Pachymeter gelangt. Sobald der Patient zur Seite blickt, werden die Rückreflexe schwächer und es ist beispielsweise keine Dickenmessung mehr möglich. Insofern kann das Steuersignal auch als ein Hinweis darauf verstanden werden, ob die Durchführung der Pachymetrie erfolgreich war.

Für die Rückreflexdetektion eignet sich insbesondere der Rückreflex von der Vorderseite der Kornea. Dies hat den Vorteil, dass der Brechungsindexsprung zwischen dem Ausbreitungsmedium Luft und der Kornea besonders hoch ist und der erzeugte Rückreflex somit eine besonders hohe Intensität aufweist. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass der Rückreflex von der Rückseite der Kornea, das heißt von dem Brechungsindexsprung zwischen der Kornea und der vorderen Augenkammer, detektiert wird. Es ist sogar vorstellbar, sowohl den Rückreflex von der Korneavorderseite als auch den Rückreflex von der Kornearückseite zu erfassen. Dies ermöglicht eine besonders empfindliche Detektion der Winkelposition des Auges.

Um die Asphärizität der Augenoberfläche besonders gut auszunutzen und um die Empfindlichkeit der Fixationsüberprüfung zu steigern, kann vorgesehen sein, dass der Strahldurchmesser des Teststrahls klein gegenüber der Ausdehnung der Au- genoberfläche ist. Unter dieser Bedingung ist die für eine optimale Rückreflexion notwendige Orthogonalität zwischen Teststrahl und Augenoberfläche besonders selektiv und es entsteht ein gut zu detektierendes Zentriersignal.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläu- tert. Es stellen dar: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Lasereinrichtung, bei der der Rückreflex von der Kornea des Auges in im Wesentlichen längs der Strahlrichtung des Teststrahls zurück zu einem Pachymeter reflektiert wird;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Lasereinrichtung, bei der das Auge nicht zentriert ist und der von dem Teststrahl bewirkte Rückreflex auf der Kornea nicht längs der Strahlrichtung des Teststrahls reflektiert wird.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Lasereinrichtung für die ophthalmologische Chirurgie umfasst als Laserstrahlungsquelle einen z.B. für Korneaablationen geeigneten Arbeitslaser 110, der gepulste Laserstrahlung abgibt, einen Eye-Tracker 120, der zur Nachverfolgung von Augenbewegungen während einer Korneabehandlung dient, ein Pachymeter 130, das zur Erfassung des Abstandes zwischen Augenapex und Pachymeter sowie zur Messung der Korneadicke, beispielsweise mittels OLCR („Optical Low-Coherence Reflectometry7optische Kurzkohärenzreflektometrie), ausgelegt ist, sowie ein Fixierlicht 140, das vor und während der Korneabehandlung von dem Patienten zu fixieren ist, um mögliche Augenbewegungen möglichst gering zu halten. Alle genannten Komponenten 110-140 arbeiten auf einer gemeinsamen optischen Achse X, die durch verschiedene geeignete optische Komponen- ten, wie etwa Spiegel, Linsen, etc. realisiert wird. Diese optischen Komponenten sind in den Figuren 1 und 2 lediglich schematisch als Spiegel 160 angedeutet. Neben den genannten und an sich vorbekannten Komponenten weist die erfindungsgemäße Lasereinrichtung einen Rechner 150 mit einem Steuerprogramm 160 auf. Das Steuerprogramm 160 ist zur Steuerung der Komponenten 110-140 mittels geeigneter Steuersignale auf Steuerleitungen 170 ausgelegt.

Weiterhin ist in den Figuren 1 und 2 schematisch ein menschliches Auge 200 abgebildet. Die schematische Darstellung zeigt den Glaskörper 210 sowie die Lederhaut 220, die in dem vorderen Augenbereich an die Hornhaut (Kornea) 230 angrenzt. Weiterhin sind die Linse 240, die vordere Augenkammer 250, die Iris 260 sowie die hintere Augenkammer 270 dargestellt. Gegenüberliegend der Linse ist schematisch der Austritt des Sehnervs angedeutet.

Bei der Vorbereitung einer laserchirurgischen Behandlung des Auges 200 muss sichergestellt werden, dass der Patient das Fixierlicht 140 richtig fixiert. Dies stellt sicher, dass die Behandlungsebene 300, die nach der Präparation und dem Zurückklappen eines Hornhautscheibchens (Flap) - unter der Annahme einer LASIK- Behandlung - freigelegt ist, im wesentlichen orthogonal zu der optischen Achse X angeordnet ist. Um diese sogenannte Zentrierung zu überprüfen, sieht das Steuerprogramm 160 des Rechners 150 vor, dass mittels des Pachymeters 130 ein Teststrahl 310 entlang der optischen Achse X in Richtung auf das Auge 200, insbesondere auf die Behandlungsebene 300 gerichtet wird. Dort erzeugt der Teststrahl 310 einen Rückreflex 320, der im Falle der gewünschten orthogonalen Ausrichtung von Behandlungsebene 300 und optischer Achse X entlang der optischen Achse X zurück zum Pachymeter 130 reflektiert wird. In den Figuren sind die Strahlen 310 und 320 aus Gründen der Übersichtlichkeit nebeneinander dargestellt, können aber selbstverständlich auch direkt aufeinander liegen. Nur wenn die Or- thogonalitätsbedingung für den Winkel zwischen der Behandlungsebene 300 und der optischen Achse X innerhalb einer geringen Toleranz erfüllt ist, fällt der Rückreflex 320 so in das Pachymeter 130, dass dieses eine Pachymetrie durchführen kann. Diese kann beispielsweise in einer Abstandsmessung zwischen Pachymeter 130 und Auge 200 bestehen, bei der vornehmlich ein Rückreflex 320 von der Vorderseite der Kornea 230 verwendet wird. Eine noch winkelsensitivere Vorgehensweise stellt die Messung der Dicke der Kornea 230 dar, bei der sowohl Rückreflexe von der Vorderseite als auch von der Rückseite der Kornea 230 durch das Pachymeter 130 berücksichtigt werden.

Wenn also sichergestellt ist, das das Fixierlicht 140 und der Mess- bzw. Teststrahl 310 des Pachymeters 130 koaxial zueinander verlaufen und der Patient das Fixierlicht der Fixierlichtquelle 140 fixiert, kann bei einer erfolgreichen Abstands- bzw. Dickenmessung durch das Pachymeter 130 davon ausgegangen werden, dass Be- handlungsebene 300 und optische Achse X orthogonal zueinander ausgerichtet sind und eine Zentrierung des Auges vorliegt. Kann hingegen keine Pachymetrie mittels des Pachymeters 130 durchgeführt werden, muss davon ausgegangen werden, dass der Patient anstatt auf den Fixierlichtstrahl der Fixierlichtquelle 140 auf einen falschen Fixationspunkt blickt.

Diese Situation ist in Fig. 2 dargestellt. Der falsche, von dem Patienten gewählte Fixationspunkt 330 erzeugt im vorliegenden Fall eine Winkelabweichung des Rückreflexes 320 von dem Teststrahl 310 von cirka 5 Grad. Um den gleichen Winkel ist die Behandlungsebene 300 gegenüber der optischen Achse X verkippt. Es zeigt sich in der Praxis aber, dass bereits Winkelabweichungen von 1 bis 2 Grad ausreichen, um eine Pachymetrie durch das Pachymeter 130 unmöglich zu machen. Empfängt somit das Steuerprogramm 160 von dem Pachymeter 130 Daten bzw. Signale, die darauf hindeuten, dass die Pachymetrie nicht erfolgreich durchgeführt worden ist, gibt das Steuerprogramm 160 über seine Steuerleitung 170 den Arbeitslaser 110 nicht frei. Im Falle jedoch einer erfolgreichen Durchführung einer Pachymetrie durch das Pachymeter 130 gibt das Steuerprogramm 160 den Arbeitslaser 110 frei, und die laserchirurgische Behandlung des Auges 200 kann beginnen.

Neben der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform, bei der ein Pachymeter 130 zur Ermittlung der Orthogonalität von Behandlungsebene 300 und optischer Achse X eingesetzt wird, sind auch vereinfachte Anordnungen denkbar, bei denen lediglich ein Teststrahl 310 ausgesendet und der Rückreflex 320 empfangen werden, das heißt, ohne Einsatz von interferometrischen Messeinrichtungen. Hierbei würde lediglich die Intensität des Rückreflexes 320 zur Detektion der Orthogonalität herangezogen werden.