DE102010022298A1

DE102010022298A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kataraktchirurgie

Info

Publication number: DE102010022298A1
Application number: DE102010022298A
Authority: DE
Inventors: Michael Kaschke; Ludwin Monz; Tobias Damm; Dirk Mühlhoff; Karlheinz Rein; Gregor Stobrawa; Manfred Dick; Martin Kühner; Artur Högele; Matthias Reich; Dieter Grebner
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2011-12-01
Also published as: US20130072917A1; EP2575712A1; EP2575712B1; WO2011147570A8; WO2011147570A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Verbesserungen bzgl. der Durchführung und des Ergebnisses von Kataraktoperationen durch ein Laser-System. Insbesondere betrifft sie eine Vorrichtung zur Kataraktchirurgie, welche ein Operations- oder Stereomikroskop und eine Laserquelle aufweist, bei der ein Modul bestehend aus Laser-Einkoppel/Umlenk-, -Scan-Einheit und Fokussiereinheit am Operationsmikroskop oder Stereomikroskop befestigbar ist, bei der zumindest eines dieser Einheiten zwischen Operationsmikroskop und Auge wahlweise eingebracht werden kann und bei der die Fokussiereinheit einen Fokus-Tiefen-Bereich größer als 1 mm überstreichen kann.

Description

Anwendungsgebiet:
Die Erfindung betrifft Verbesserungen bzgl. der Durchführung und des Ergebnisses von Kataraktoperationen durch ein Laser-System.
Stand der Technik:
Bei einer Kataraktoperation wird derzeit typischerweise am weitgetropften (d. h. durch Medikamente erweiterte Pupille) und lokalnarkotisierten Auge folgendes durchgeführt:

• Etwa 1,5–3 mm breiter, manuell gesetzter Schnitt in die Hornhaut mit einem Skalpell um für alles folgende einen Zugang zur Vorderkammer des Auges zu schaffen und
• Etwa 3–6 mm durchmessender, kreisförmiger manuell gesetzten Schnitt in den vorderen Kapselsack mit einem speziellen Skalpell; Entfernen des Kapselsackssegments um Zugang zur Linse zu schaffen.
• Zerschneiden und anschließendes weiteres Zerteilen der Linse bzw. der Linsenbruchstücke, kombiniert mit dem Absaugen der Bruchstücke mit einem Ultraschallgeräte-/Spül-Sauggerät unter Verwendung verschiedener Ultraschallenergien und Spülgeschwindigkeiten bzw. Saugdrücken (Phacoemulsifikation).
• Einsetzen der Intraokularlinse in den Kapselsack.

Alternativ oder ergänzend zu den bisherigen Instrumenten (Operationsmikroskop, Phacoemulsifikationseinrichtung, auch als Phaco-Maschine bezeichnet) wird ein Femtosekunden-Lasersystem (fs-Laser) verwendet für

• den Hornhaut-Schnitt,
• den Kapselsack-Schnitt,
• Zerschneiden und weiteres Zerteilen der Linse,
• Setzen von ggf. erwünschten oder notwendigen relaxierenden Schnitten in die Hornhaut (um Astigmatismus zu kompensieren).

Durch die Verwendung eines Schnittlasers lassen sich genauer positionierte, von ihrem Ausmaß genauer definierte Schnitte durchführen. Durch die zusätzliche Implementierung einer Navigation z. B. mittels optischer Kohärenztomographie in Verbindung mit dem Lasersystem lassen sich die Prozesse des Schneidens und Teilens automatisieren ohne daß erhaltenswertes Gewebe z. B. der hintere Kapselsack verletzt wird. Dadurch werden die erheblichen Risiken der manuellen/visuellen Schnittführung durch den Operateur vermieden und auch weniger operationserfahrene Ärzte erzielen eine geringere Komplikationsrate und bessere refraktive Ergebnisse.
In WO 09039302 wird ein solches Lasersystem beschrieben: Ein Laser wird über einen Umlenkspiegel und ein Objektiv auf das Auge gelenkt. Ein x/y/z-Scanner bewegt diesen Laserstrahl im Auge und führt Schnitte durch. Der z-Scan kann auch als Verschieben des Objektives entlang der optischen Achse ausgeführt werden. Als Navigation wird dort OCT (Optische Kohärenztomographie) verwendet. Als Laser wird ein fs-Laser oder ein ps-Laser ohne nähere Spezifikation erwähnt. Das Laser-System ist als selbständiges System konzipiert in das die für die Navigation notwendige Bildgebung integriert ist. Es arbeitet unabhängig von Phacomaschinen und Operationsmikroskopen. Dies erlaubt, daß die Laserschnitte vor dem Absaugen der Linsenbruchstücke und dem Einsetzen der Linse z. B. in einem anderen räumlichen Bereich durchgeführt werden können. Dies setzt jedoch eine geänderte Prozessorganisation im Krankenhaus bzw. der Chirurgischen Praxis voraus. Alternativ muss das Lasersystem kompliziert und aufwendig im klassisch organisierten OP hin- und hergeschoben werden. Zur Realisierung ist ein teurer fs-Laser notwendig, aufgrund des hohen Arbeitsabstandes ist die Apertur beschränkt, welches dazu führt, daß ein Großteil der Rest-Energie des Lasers in Richtung der Retina eingestrahlt wird und ein Sicherheitsrisiko darstellt.
Ein anderes Lasersystem ist in US 7621637 beschrieben, welches nur für die Refraktive Hornhautchirurgie ausgelegt ist. Es ist ein System, bei dem zwischen Mikroskoplinse des Operationsmikroskopes und dem Auge durch einen Schwenkarm ein Laser in das Operationsgebiet eingeschwenkt wird. Durch langsame Objektivbewegung entlang einer Richtung und schnelle Bewegung eines Kippspiegels, der in einem eigenständigen Modul untergebracht ist, wird eine horizontale Flap-Schnitt-Ebene in der Korea gesetzt. Der Vorteil dieses System liegt in der einfachen Integration in den Kornea-OP-Ablauf. Z. B. wird die Beobachtung durch den Operateur nur während des Einschwenkens und dem Flapschnitt unterbrochen.
Nachteilig erweisen sich die lange Scanzeit durch Objektivscan, was beim Kornea-Flap-Schneiden akzeptabel ist, da nur ein Schnitt gesetzt werden muss, sowie die Verwendung eines teueren fs-Lasers. Ferner ist bei diesem System prinzipbedingt die Fokustiefe nicht tief genug um Schnitte in der Linse durchführen zu können und es fehlt eine für Linseschnitte notwendige 3D-Navigation. Außerdem ist das Gesamtgerät für die typische OP-Situation (Operationsmikroskop, Phacomaschine) zu voluminös.
Beschreibung der Erfindung:
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lasersystem für die Kataraktchirurgie zu schaffen, das kompakter baut und daher leichter in die bestehende Systemumgebung integriert werden kann, kostengünstiger ist und trotzdem die Anforderungen der Laser-Linsen-Chirurgie, wie große Apertur (um die Retina nicht zu belasten und um ausreichend kleinen Fokus zu erzielen), hohe Scangeschwindigkeit (um innerhalb von etwa 1 Minute alle notwendigen Schnitte, insbesondere zum Zerkleinern der Linse, durchführen zu können) erfüllt.
In einer ersten Variante (A1) wird diese Aufgabe gelöst durch ein Laser- und Navigationssystem als Zusatzmodul für ein Operationsmikroskop, bestehend aus

1. Einem fs-Laser oder einem ps-Laser.
2. a) einem am Mikroskop schwenkbar gehaltenes und definiert zwischen Mikroskopobjektiv und Kontaktglas bzw. Auge positionierbares, zurüstbares Modul mit hochaperturigem Objektiv mit großem Fokusverstellbereich b) oder alternativ ein am Mikroskop fixes und definiert zwischen Mikroskopobjektiv und Kontaktglas bzw. Auge positionierbares, zurüstbares Modul mit hochaperturigem Objektiv, wobei das Modul zusätzlich eine Linse zur teilweisen Kompensation des Objektiv-Effektes bei Durchsicht durch das Objektiv aufweist.
3. Ggf. einem Kontaktglas (so daß das Gesamtsystem aus Objektiv und ggf. dem Kontaktglas eine NA > 0,2 aufweist).
4. Einer Umlenk/Ablenk-Einheit, die den Laser in das Objektiv einkoppelt, als Bestandteil des Moduls. Im Fall 2.b) ist dies als dichrotischer Spiegel (im sichtbaren Bereich transmitiv, im Bereich der Laserwellenlänge reflektiv) ausgelegt.
5. Zwei spiegelnd ausgelegten schnellen Scannern oder einem schnellen 2-Achsenscanner, die den Laserstrahl in x/y-Richtung ablenken oder einem Scanner und Elementen zur Strahlrotation als Bestandteil des Moduls.
6. Ggf. einer Detektionseinheit, die das vom Auge reflektierte/gestreute Laserlicht detektiert und daraus Navigationsdaten für die online-Steuerung und die Vororientierung des Schnittmusters gewinnt.
7. Eine Laserzuführung, bevorzugt einem Lichtleiter oder Freistrahlgelenkarm, welches den Laserstrahl von der Laserquelle dem Modul zuführt.

Diese Variante ist besonders geeignet für eine hohe Anzahl von Schnitten bei der Zerkleinerung der Linse.
In einer alternativen Variante (A2) wird diese Aufgabe gelöst durch ein Laser- und Navigationssystem mit Zusatzmodulen für ein Operationsmikroskop, bestehend aus

1. Einem fs-Laser oder einem ps-Laser.
2. einem am Mikroskop schwenkbar gehaltenes und definiert zwischen Mikroskopobjektiv und Kontaktglas bzw. Auge positionierbares, zurüstbares Modul mit hochaperturigem Objektiv mit großem Fokusverstellbereich
3. Ggf. einem Kontaktglas (so daß das Gesamtsystem aus Objektiv und ggf. dem Kontaktglas eine NA > 0,2 aufweist).
4. Einer Einheit, die den Laser in das Mikroskop einkoppelt, wobei die Mikroskop-Optik den Laser in das verfahrbare hochaperaturartige Objektiv einkoppelt
5. Einem Strahlscanner, bestehend z. B. aus zwei spiegelnd ausgelegten schnellen Scanner oder einem schnellen 2-Achsenscanner, die den Laserstrahl in x/y-Richtung ablenken oder einem Scanner und Elementen zur Strahlrotation als Bestandteil des zurüstbaren Objektiv-Moduls oder als separates Modul in der Lasterstrahlzuführung zum Operationsmikroskop.
6. Ggf. einer Detektionseinheit, die das vom Auge reflektierte/gestreute Laserlicht detektiert und daraus Navigationsdaten für die online-Steuerung und die Vororientierung des Schnittmusters gewinnt.

Diese Variante ist ebenfalls besonders geeignet ist für eine hohe Anzahl von Schnitten bei der Zerkleinerung der Linse, und wobei das Mikroskop bereits eine Einkopplung für einen Laser enthält z. B. auch über die optische Schnittstelle einer Mitbeobachtungsoptik.
In einer weiteren alternativen Variante (B1) wird diese Aufgabe gelöst durch ein Laser- und Navigationssystem als Zusatzmodul für ein Operationsmikroskop, bestehend aus

1. Einem fs-Laser oder einem ps-Laser.
2. Einem am Mikroskop schwenkbar gehaltenes und definiert zwischen Mikroskopobjektiv und Kontaktglas bzw Auge positionierbares, zurüstbares Modul mit in x/y/z-Richtung innerhalb des Moduls verfahrbarem hochaperturigem Objektiv.
3. Ggf. einem Kontaktglas (so daß das Gesamtsystem aus Objektiv und ggf. dem Kontaktglas eine NA > 0,2 aufweist).
4. Einer Einheit, die den Laser in das Objektiv einkoppelt, als Bestandteil des Moduls.
5. Einer 3-Achsen-Objektiv-Positioniereinheit, realisiert z. B. über Piezoantriebe oder Schritt- oder Servomotoren
6. Ggf. einer Detektionseinheit, die das vom Auge reflektierte Laserlicht detektiert und daraus Navigationsdaten für die online-Steuerung und die Vororientierung des Schnittmusters gewinnt.
7. Eine Laserzuführung, bevorzugt einem Lichtleiter oder Freistrahlgelenkarm, welches den Laserstrahl von der Quelle dem Modul zuführt.

Diese Variante ist insbesondere geeignet für eine geringere Anzahl von Schnitten, z. B. wenn nur ein Kreuzschnitt der Linse oder auch nur zähe, dichte Kataraktbereiche geschnitten werden sollen.
In einer weiteren Variante (B2) wird diese Aufgabe gelöst durch ein Laser- und Navigationssystem mit Zusatzmodulen für ein Operationsmikroskop, bestehend aus

1. Einem fs-Laser oder einem ps-Laser.
2. Einem am Mikroskop schwenkbar gehaltenes und definiert zwischen Mikroskopobjektiv und Kontaktglas bzw Auge positionierbares, zurüstbares Modul mit in x/y/z-Richtung innerhalb des Moduls verfahrbarem, hochaperturigem Objektiv.
3. Ggf. einem Kontaktglas (sodaß das Gesamtsystem aus Objektiv und ggf. dem Kontaktglas eine NA > 0,2 aufweist).
4. Einer Einheit, die den Laser in das Mikroskop einkoppelt, wobei die Mikroskop-Optik den Laser in das verfahrbare hochaperturige Objektiv einkoppelt.
5. Einer 3-Achsen/3D-Objektiv-Positioniereinheit, realisiert z. B. über Piezoantriebe oder Schritt- oder Servomotoren. Alternativ zum x/y bzw. x-Scan kann das Objektiv auch in x/y-Achsen bzw. in x-Achse motorisch gekippt werden.
6. Ggf. einer Detektionseinheit als Zusatz zum Mikroskop oder dem zurüstbaren Modul, die das vom Auge reflektierte Laserlicht detektiert und daraus Navigationsdaten für die online-Steuerung und die Vororientierung des Schnittmusters gewinnt.
7. Eine Laserzuführung, bevorzugt einem Lichtleiter oder Freistrahlgelenkarm, welches den Laserstrahl von der Quelle dem Mikroskop zuführt.

Diese Variante ist insbesondere geeignet für eine geringere Anzahl von Schnitten, z. B. wenn nur ein Kreuzschnitt der Linse oder auch nur die zähen, dichten Kataraktbereiche geschnitten werden sollen und wenn das Operations-Mikroskop schon eine Einkopplung für einen Laser enthält, z. B. auch über die optische Schnittstelle der Mitbeobachtungsoptik.
Dabei weist der fs-Laser bevorzugt eine Pulslänge zwischen 100 fs und 1000 fs bei einer Pulsenergie von 0,10 μJ bis 10,00 μJ und Repetitionsfreuenzen von 50 kHz bis 500 kHz auf. Durch diese Pulslängen und Energie wird erreicht, daß der Laser in einem Gewebevolumen von etwa 5 Mikrometer Durchmesser eine Dampf/Plasma-Blase erzeugen kann, wobei nur geringe Effekte außerhalb dieses Volumens induziert werden. Durch die hohe Repititionsfrequenz in Verbindung mit den schnellen Scanner wird erreicht, daß innerhalb einer Minute mindestens 8 vertikale/oder radiale und 2 horizontale Schnitte in der Linse, deren Dicke zwischen 3–6 mm beträgt, erzeugt werden können.
Der ps-Laser weist bevorzugt eine Pulslänge zwischen 1 ps und 20 ps bei einer Pulsenergie von 1 μJ bis 200 μJ und Repetitionsfreuenzen von 25 kHz bis 150 kHz auf. Durch diese Pulslängen und Energie wird erreicht, daß der Laser in einem Gewebevolumen von etwa 10–15 Mikrometer Durchmesser eine Dampf/Plasma-Blase erzeugt. Im Gegensatz zum fs-Laser wirkt sich jedoch der ps-Laser aufgrund der thermischen Effekte und der Druckeffekte auf ein größeres Volumen aus. Dies ist aber weitgehend unkritisch, da die Linse bei der Kataraktoperation sowieso ganz entfernt wird und die Schnitte an der Korea und im Kapselsack nicht einer für eine optische Abbildung notwendigen Präzision (z. B. bzgl. Rauhigkeit, Formgenauigkeit) genügen müssen. Allerdings sollten Pulsdauer und Energie nicht wesentlich über den angegebenen Werten liegen, da sonst die Gefahr einer Verletzung der Korneaendothelzellen durch Druckspitzen oder des nach dem Eingriff im Auge noch verbleibenden vorderen Kapselsackssegments signifikant erhöht wird.
Für beide Laser gilt, daß bei kleineren Linsen oder wenn die Schnitte nur in den dichten Bereichen der Linse erfolgen oder die Schnitte nur dazu dienen, den initialen Ultraschall-Kreuzschnitt zu ersetzen auch weniger Schnitte als die obigen etwa 8 angegebenen sinnvoll sind, sodaß die Repetitionsfrequenz oder die Gesamtzeit für die Schnitte erniedrigt werden kann
Bei dichtem oder zähem Katarakt oder Kataraktbereichen – erkennbar z. B. über die Streulichtdaten der Detektoreinheit – kann die Anzahl der Schnitte insgesamt jedoch auch höher liegen oder auch nur in den dichten oder zähen Kataraktbereichen die Schnittdichte lokal erhöht werden. Insbesondere kann der Abstand zwischen 2 Schnittflächen auf die typische Geometrie/Dimension des Saugkopfeingangs oder darunter reduziert werden.
Dadurch müssen die Bruchstücke der Linse nicht durch einen später erfolgenden Phacoschritt noch viel weiter zerkleinert werden. Dadurch kann die Ultraschallenergie erheblich verringert oder idealerweise ganz auf den Einsatz von Ultraschall verzichtet werden.
Zur Erfindung gehört weiterhin ein Verfahren zur lasergestützten Augenchirurgie, bei der die Laserstrahlquelle flexibel mit einem Scan- und Fokussiermodul verbunden ist, welches mechanisch ausbalanciert im direkten Kontakt mit dem Auge zur intraokularen Navigation und Therapie eingesetzt wird.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schematische Darstellung der Erfindung nach Variante A1
2 eine schematische Darstellung der Erfindung nach Variante A1 in einer 2. Ausführungsform
3 eine schematische Darstellung der Erfindung nach Variante A2
4 eine schematische Darstellung der Erfindung nach Variante A2 in einer 2. Ausführungsform
5 eine schematische Darstellung der Erfindung nach Variante B1
6 eine schematische Darstellung der Erfindung nach Variante B2
In 1 ist die Erfindung nach Variante A1 dargestellt. Diese beinhaltet das zu einem Operations- oder Stereomikroskop 1 zurüstbare Modul 2 ein Objektiv 3 mit hoher Verschiebung des Fokus entlang der optischen Achse 4 des Auges 5, eine Umlenkeinheit 6, 7 für die Einkopplung des Laserstrahls 8, wobei die Umlenkeinheit 6, 7 als Scaneinheit für die Ablenkung des Lasers in x/y-Richtung ausgebildet ist.
Das Objektiv 3 ist in der Lage bei einer Fokuslage auf die Rückseite der Augenlinse 9 und bei einer anderen Fokuslage auf die Vorderseite der Augenlinse 9 zu fokussieren, vorteilhafterweise auch zusätzlich auf die Vorderseite der Kornea 10. Zur Verschiebung der Fokuslage dient der Fokustrieb 12. Gleichzeitig muss das Objektiv 3 ein Scanfeld vom Durchmesser einer weitgetropften Pupille oder von der Pupillenmitte bis zur Sklera abdecken können. Ebenfalls muss es eine so große Apertur aufweisen, daß das Licht auf der Retina genügend defokussiert ist, damit bei einer Behandlungsdauer von etwa 1 min durch den Lichtkegel keine Schädigungsgrenze der Retina überschritten wird. D. h. der Durchfokussierungsbereich liegt bei größer 10–12 mm zumindest größer als 1 mm, bei einem Feld von größer 4 mm Durchmesser und einer Apertur von größer etwa 0,20. Um dies bei kleiner Baugröße und Gewicht zu erreichen können asphärische oder Freiform-Linsenflächen und/oder diffraktive Elemente und/oder ein Kontaktglas 12 (mit planer oder der Korneakrümmung angepasster Kontaktfläche) und/oder adaptive Spiegel-Flächen verwendet werden. Das Kontaktglas 11 wird mittels Unterdruck am Auge fixiert.
Als Scanner 6, 7 kommen z. B. 2 schnelle Galvo-Scanner in Betracht. Aber auch ein Scanner, der entlang der Meridiane scannt und der selbst mechanisch oder dessen Strahl z. B. durch ein Prisma gedreht wird (sodaß es zu einer Meridiandrehung kommt) ist alternativ möglich.
Weiter alternativ kann auch ein in 2 Achsen bewegliche MEMS-Scanner eingesetzt werden. In der in 1 dargestellten Ausführung ist das Objektiv 3 des Moduls 2 sowohl im abbildenden Strahlengang des Lasers (hier nicht dargestellt) als auch in dem des Mikroskops 1. Dies hat den Vorteil, daß die Apertur des Objektivs 3 sehr hoch gewählt werden kann, eine Relaylinse 13 dient der Anpassung des Laserstrahls 8 an den Beobachtungsstrahlengang 14 des Mikroskops 1.
Es ist jedoch auch möglich, daß das Objektiv 3 im Strahlengang des Lasers eingebaut wird, bevor dieser mit dem Beobachtungsstrahlengang 14 des Mikroskops 1 zusammengeführt wird, z. B. zwischen die beiden Scan-Spiegel 6, 7, wie in 2 dargestellt. Dadurch lassen sich die Foki von Laser und Beobachtungsstrahlengang 14 besser unabhängig von einander regeln.
Das Modul 2 ist über eine Befestigung 15 z. B. schwenkbar mit dem Mikroskop 1 verbunden. Es weist weiterhin ein Eintrittsfenster 16 für den Beobachtungsstrahlengang 14 auf, welches auch als Anpassungslinse ausgeführt sein kann. Der Laserstrahl 8 wird über eine Zuführung 17 in das Modul 2 eingekoppelt, welche als Faser oder auch Freistrahleinrichtung ausgeführt sein kann.
In Variante A2 wird der Laser zuerst in das Mikroskop eingekoppelt und dieses leitet den Laser in das Objektiv 3 weiter. Das ist in 3 dargestellt. Das Mikroskop 1 selbst weist somit die Umlenk- oder Strahlteilereinheit 18 auf. Scan-Elemente 6, 7 zum Laserstrahl-Scanning können vor der Einkopplung des Lasers in das Mikroskop oder wie dargestellt zwischen dem Mikroskop 1 und dem Objektiv 3 positioniert sein. Die Scaneinrichtung weist noch 2 weitere feststehende Reflektoren 19, 20 sowie eine Relaylinse 13 auf. Ansonsten weisen in 3 gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen wie in 1 und 2 auf, auf die dortige Beschreibung wird verwiesen.
4 zeigt eine weitere Ausführung der Variante A2. Dabei wird nur ein bewegliches Umlenkelement 6 benutzt, Umlenkelement 7 ist fest. Die notwendige zweite Bewegungsrichtung des gescannten Laserstrahls 8 wird durch Rotation des gesamten Moduls 2 um die optische Achse 4 mittels der Rundführung 21 realisiert. Sowohl in 3 als auch in 4 kann die Position der Umlenkelemente 6, 7 auch mit der Position der Reflektoren 19, 20 vertauscht werden.
In der Variante B1 und B2 beinhaltet das zu einem Operations- oder Stereomikroskop 1 zurüstbare Modul 2 ein Objektiv 3 mit mechanischer Verschiebung des Fokus sowohl entlang der optischen Achse des Auges als auch lateral in x/y-Richtung. Dabei gelten für die notwendigen Verstellwege des Fokus des Objektivs 3 die gleichen Bedingungen wie in den Varianten A1 und A2.
In 5 ist ein Aufbau des Moduls 2 nach Variante B1 dargestellt. Hierbei wird der Laserstrahl 8 in das Modul 2 über eine Umlenkeinheit 22 eingekoppelt (wie in 1 und 2). Die dreidimensionale Bewegung des Fokus des Laserstrahls 8 wird über eine x/y/z-Bewegung des Objektivs 3 realisiert, z. B. entlang von Führungen 23 durch Piezoelemente, Schritt- oder Servomotoren mit oder ohne Positionsrückmeldung.
6 zeigt einen Aufbau nach Variante B2. Dabei wird der Laserstrahl 8 zuerst in das Mikroskop 1 und von dort aus in das Objektiv 3 des Moduls 2 eingekoppelt. Wie in 5 wird die Fokusverstellung durch 3-dimensionale Bewegung des Objektivs 3 mittels der Führungen 23 realisiert. Im Unterschied zu Variante B1 fällt der Strahlkegel im Objekt, z. B. der Augenlinse, für x/y-Fokuspositionen abseits der optischen Achse des Auges schräg auf das Objekt und wird daher weniger durch die Iris gestört.
Als Detektionseinheit dient ein hier nicht dargestellter konfokaler Detektor oder ein Flächendetektor. Das konfokale Signal dient zur Bestimmung der Grenzflächen wie es in der DE 103 23 422 , auf deren kompletten Inhalt Bezug genommen wird, beschrieben ist.
Zusammen mit dem nichtkonfokalen Anteil läßt sich eine Streuintensität bestimmen, und sich anhand dieser Streuintensität der Laser in einem oder auch mehreren der Parameter Pulsenergie,- Dauer, Repetitionsfrequenz und/oder Scangeschwindigkeit steuern. Die Auskopplung des reflektierten Lichts kann ggf. über eine Kombination aus Wellenplatte und Polarisationsteiler erfolgen. Als Detektionseinheit kommt auch eine OCT-Einheit in Betracht.
Um das Gesamtmodul 2 mechanisch für einen Operateur handhabbar zu machen sind die Bauelemente des Moduls 2 so angeordnet und verteilt, daß der Schwerpunkt des Moduls 2 unterhalb des Objektivs des Operationsmikroskopkopfes 1 zumindest aber auf dessen Schwerpunktlot liegt.
Ferner ist in das Modul 2 eine Vorrichtung 24 zur Erzeugung eines Mindestanpressdrucks des Moduls 2 an das Kontaktglas 11 integriert. Realisieren lässt sich dies durch Druckgeber z. B. durch eine Feder oder einem elektromechanische Druckaktuator, die bzw. der vom Modul mit definierter ggf. über einen Sensor rückgekoppelter Kraft gegen das Kontaktglas oder das Auge presst. Diese Vorrichtung kann auch in der Lage sein über die kleine Entfernungen (1 mm) das das Kontaktglas 11 in Richtung Auge zu bewegen (Druck-Weggeber).
Um die Integration zu fördern und die Bedienung zu erleichtern, ist eine – in dem Modul integrierte oder extern zur Verfügung gestellte – Kontroller/Steuereinheit vorgesehen, welche den folgenden Arbeitsablauf unterstützt:

1. Der Operateur setzt ggf. (a) das Kontaktglas auf das weitgetropfte, narkotisierte Auge auf oder alternativ (b) das Kontaktglas wird auf das Zusatzmodul aufgesetzt.
2. Der Operateur bewegt den Mikroskopkopf über das Kontaktglas oder Auge. Über eine Zentrierung die ihm eingespiegelt wird oder die er anhand eines Monitorbildes erkennt, kann er die Position lateral und bzgl. der Entfernung (Größe der Zentrierung) zum Kontaktglas bzw. Auge einstellen. Bei geeigneter Entfernung wird das Modul manuell oder automatisch eingeschwenkt; Um im Fall (a) den Kontakt zwischen Modul und Kontaktglas herzustellen wird der Mikroskopkopf zum Auge gefahren und/oder der Druck-Weggeber verlängert, bis der notwendige Kontakt und Anpressdruck mit dem Auge besteht. Während dessen oder danach wird der Ansaugdruck appliziert. Um in Fall (b) den Kontakt zwischen Modul/Kontaktglas und Auge herzustellen können ebenfalls das Mikroskop oder der Druck-Weggeber zu in (a) analoger Weise eingesetzt werden.
3. Das Lasersystem scannt bei niedriger Energie den Augenraum in 3D ab. Über die Detektionseinheit werden Landmarken bestimmt und das vorgesehene Schneidmuster an der realen 3D Struktur orientiert. Ggf. wird der Schnittabstand entsprechend der Kataraktdichte gewonnen aus den Detektordaten so angepaßt, das die verbleibenden Bruchstücke bei geringer Ultraschall-Energie zerstört und eingesaugt werden können.
4. Der Laser zerschneidet die Linse von posterior nach anterior anhand der orientierten Schneidmusters unter online-Navigations-/Laserparameter-kontrolle.
5. Der Laser zerschneidet den Kapselsack
6. Der Laser macht den Hornhautschnitt, ggf. nach vorhergehender wiederholter 3D-Orientierung.
7. Anpress- und Ansaugdruck werden zurückgenommen. Mikroskop und/oder der Druck-Weggeber werden vom Auge weggezogen. Das Modul wird manuell oder automatisch ausgeschwenkt. Das Kontaktglas wird manuell entfernt.
8. ggf. werden Information über die Lage der Schnitte, insbesondere in der Hornhaut und im Kapselsack am Monitorbild angezeigt oder ins OPMI eingespiegelt
9. Operateur setzt manuell seine Katarakt-Operation fort.

Die Erfindung ist nicht an die dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden, fachmännische Weiterentwicklungen führen nicht aus dem Schutzbereich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 09039302 [0005]
US 7621637 [0006]
DE 10323422 [0042]

Claims

Vorrichtung zur Kataraktchirurgie, welche ein Operations- oder Stereomikroskop und eine Laserquelle aufweist, bei der ein Modul bevorzugt bestehend aus Laser-Einkoppel/Umlenk-, -Scan-Einheit und Fokussiereinheit am Operationsmikroskop oder Stereomikroskop befestigbar ist, bei der zumindest eines dieser Einheiten zwischen Operationsmikroskop und Auge wahlweise eingebracht werden kann und bei der die Fokussiereinheit einen Fokus-Tiefen-Bereich größer als 1 mm überstreichen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Fokuseinheit mindestens eine asphärische Fläche oder mindestens ein diffraktives Element oder einen adaptives Element enthält.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Schwerpunkt des am Mikroskop befestigten Moduls unterhalb des oder gleich dem Mikroskopkopfschwerpunktes oder auf der Schwerpunktslot des Mikroskopkopfes liegt.
Vorrichtung einem der vorherigen Ansprüche, bei der im Modul zwei reflektierende Scanner, oder ein Scanner und ein Rotationselement, oder ein 2-Achsen-Scanner, oder das Objektiv in in 2 Dimensionen lateral verschiebbare Elemente integriert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der einer der Scanner gleichzeitig als Umlenkeinheit ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Mikroskop selbst die Laser-Einkoppel/Umlenkeinheit aufweist und das Mikroskop den Laser in die Fokussiereinheit einkoppelt
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der ein fs-Laser mit Pulsdauer von 100–1000 fs oder ein ps-Laser mit Pulsdauern von 1–20 ps eingesetzt wird.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der eine Detektionseinheit das konfokal und/oder flächig reflektierte Licht detektiert und zur Vororientierung eines gewünschten Schnittmusters, einer Navigation oder einer Laserparametersteuerung benutzt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Detektionseinheit in das Modul integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das reflektierte Licht und die daraus gewonnenen aktuellen Daten mit preoperativ gewonnenen Daten aus der Biometrie verglichen werden.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der zusätzlich zum Objektiv ein Kontaktglas verwendet wird.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der im/am Mikroskop/Modul Justiermittel zur Positionierung des Mikroskops/Moduls über dem Kontaktglas oder dem Auge vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem Anpress- und/oder Ansaug-Vorrichtungen oder Anpress- und/oder Ansaug-Druck-Durchleitungen am/im Modul angebracht sind.
Verfahren zur lasergestützten Kataraktchirurgie bei dem der Schnitt- oder Schußabstand zumindest in einigen Linsenbereichen kleiner oder gleich der Einsaugöffnung der Absaugvorrichtung ist.
Verfahren zur lasergestützten Augenchirurgie bei der die Laserstrahlquelle flexibel mit einem Scan- und Fokussiermodul verbunden ist, welches mechanisch ausbalanciert im direkten Kontakt mit dem Auge zur intraokularen Navigation und Therapie eingesetzt wird.