DE19943735B4 - Device for irradiating the eye - Google Patents
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- A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
- A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
Abstract
Vorrichtung zur Bestrahlung des Auges zwecks Korrektur von Sehfehlern, umfassend eine Lichtquelle (10), die Behandlungsstrahlung (11) aussendet mit Wellenlängen im langwelligen UV-A-Bereich oberhalb der Cornea-Absorption und/oder im sichtbaren und/oder nahinfraroten Spektralbereich, welche in der Augenlinse (77) absorbiert wird und örtlich irreversible Änderungen der Augenlinsensubstanz erzeugt, Mittel zur zeitlichen Modulation (12) und Intensitätsregelung der Behandlungsstrahlung (11), Mittel zu räumlichen Modulation (20) der Behandlungsstrahlung (11), eine Optik (30) mit mindestens einer optischen Achse zum Einbringen der modulierten Behandlungsstrahlung (11) in vorbestimmte Bereiche der Augenlinse, Mittel (71) zur Bestimmung der Orientierung der Augenlinsen-Achse sowie Mittel (72) zur Fixierung des Auges oder/und zum eye-tracking.contraption for irradiating the eye for correcting vision defects a light source (10), the treatment radiation (11) emits with wavelength in the long-wave UV-A region above the corneal absorption and / or in the visible and / or near-infrared spectral range, which in the eye lens (77) is absorbed and locally irreversible changes of the lens substance generates, means for temporal modulation (12) and intensity regulation the treatment radiation (11), spatial modulation means (20) Treatment radiation (11), an optical system (30) with at least one optical Axis for introducing the modulated treatment radiation (11) in predetermined areas of the eye lens, means (71) for determining the orientation of the eye lens axis and means (72) for fixation of the eye and / or eye-tracking.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestrahlung des Auges zwecks Korrektur von Sehfehlern und ist in der Ophthalmologie, der refraktiven Chirurgie bzw. Lasermedizin einsetzbar.The The invention relates to a device for irradiating the eye for the purpose of Correction of vision defects and is in ophthalmology, refractive surgery or laser medicine can be used.
Damit wir unsere Umgebung richtig sehen können, muss die optische Abbildung unserer Umgebung auf die Rezeptoren der Netzhaut fehlerfrei erfolgen. Die Flächenkrümmungen und Brechzahlübergänge im Auge müssen zur räumlichen Anordnung der Rezeptoren in der Netzhaut passen.In order to we need to be able to see our environment properly, the optical picture must our environment to the receptors of the retina done faultlessly. The surface curvatures and refractive index transitions in the eye have to to the spatial Fit arrangement of receptors in the retina.
Ist die fehlerfreie optische Abbildung gestört, so wird der Mangel auf traditionelle Weise mit einer Brille korrigiert. Ein gekrümmtes Glas mit bestimmten Brechzahl-, Dicken- und Krümmungsverhältnissen wird in definiertem Abstand vor das Auge gesetzt.is the faultless optical image disturbed, so the defect on corrected in the traditional way with glasses. A curved glass with certain refractive index, thickness and curvature ratios is defined in Distance in front of the eye.
Es ist auch bekannt, daß vergleichsweise dünne Linsen, „Kontaktlinsen" genannt, unmittelbar auf die Hornhaut des Auges aufgesetzt werden.It It is also known that comparatively thin lenses, called "contact lenses", are immediately on the cornea of the eye are put on.
Außer diesen Korrekturen durch vorgesetzte Optiken gibt es die Möglichkeit operativer Veränderungen am Auge selbst.Except these Corrections by superior optics, there is the possibility operational changes on the eye itself.
In der Hornhaut-Chirurgie wird entweder die Dicke der Hornhaut durch Abtragen (Ablation) oder die Krümmung der Hornhaut durch Einschneiden (Keratotomie) verändert. Ebenso ist das plastische Verformen der Hornhaut durch thermische Einwirkung (Thermokeratoplasty) möglich.In The corneal surgery is going through either the thickness of the cornea Ablation or curvature the cornea changed by incision (keratotomy). As well is the plastic deformation of the cornea by thermal action (Thermokeratoplasty) possible.
Aufgrund ihrer Lage „am weitesten vorn" ist die Cornea einer operativen Behandlung sehr gut zugängig und scheint deshalb auch am intensivsten erforscht zu sein.by virtue of their situation "on furthest ahead "is the Cornea is very accessible to surgical treatment and therefore seems so too to be most intensively researched.
Die Laser-Cornea-Chirurgie wird in einer Vielzahl von Dokumenten beschrieben, in der Regel als Laser-Ablation, hauptsächlich mit Excimerlasern, in verschiedenen Fällen als thermisches Schrumpfen der Hornhaut, mit einer Veränderung der Krümmung der optischen Grenzfläche.The Laser corneal surgery is described in a variety of documents usually as a laser ablation, mainly with excimer lasers, in different cases as a thermal shrinkage of the cornea, with a change the curvature of the optical interface.
Ein
Apparat der ophthalmologischen Chirurgie wird in
Die
Möglichkeiten
der Erosion von Oberflächen
mit einem Laser-Apparat, der Mittel zur Auswahl und Regelung von
Profil und Abmaßen
der bestrahlten Fläche
umfasst, durch jeden Puls der Laserenergie ohne Variation der Energiedichte
des Strahls, durch Variation der Abmaße der bestrahlten Fläche zwischen
den Pulsen, werden in
In
Verschiedene
Möglichkeiten
der Intensitätsvariation
der die Cornea erodierenden Strahlung mittels erodierbarer Masken
vordefinierten Erodierwiderstandes oder gradierter Intensitätsfilter,
mittels selektiv variierender Öffnungen
oder anderen Mechanismen selektiv belichteter Bereiche werden in
In
Das
Corneareprofilieren mittels eines Ringstrahles ablativer Strahlung,
um refraktive Sehfehler zu korrigieren, wird in
Die
Möglichkeit
der Modifizierung der Intensitätsverteilung
von Lichtstrahlen, wie auch Laserstrahlen zum Zwecke der Erodierung
von Oberflächen
mit vorgegebenen Profilen mittels einer rotierenden Maske, bestehend
aus einer oder mehreren Öffnungen,
wird in
Vorrichtungen
und Verfahren zur Laserchirurgie, bei denen gepulste UV-Excimerlaser
bei 193 nm mit Energiedichten von mehr als 20 mJ pro cm2 und
Wiederholraten von bis zu 25 Pulsen pro Sekunde verwendet werden,
um ihre Strahlung durch eine Maske hindurch auf das Hornhaut-Gewebe
zu richten, um darin eine Abtragung von vorgegebener Form und Tiefe
durch einen Prozess ablativer Photodekomposition vorzunehmen, werden
in
Eine
Möglichkeit
der Vereinigung von konkurrierenden sphärischen und zylindrischen Korrekturen
auf der Cornea-Oberfläche
mittels einer variablen Irisblende und eines beweglichen Spaltes,
um Myopia und Astigmatismus zu reduzieren, wird in
Um
die Lage des Zentrums der Augenpupille nach der Pupillenerweiterung
zu bestimmen, wird ein Verfahren und eine Vorrichtung in
Die
genaue Regelung und Bestimmung des Ortes der Wechselwirkung eines
Chirurgie-Lasers sowie die Kontrolle des Cornea-Profiles während der ophthalmologischen
Chirurgie mittels eines Applanators sind in
Die
günstige
Gestaltung des Strahlprofils mittels einer speziell hergestellten,
an unterschiedlichen Orten verschieden dicken, laserstrahlundurchlässigen Membran,
die während
der chirurgischen Behandlung zwischen Ablationslaser und Cornea
positioniert wird, ist in
In WO 98/19741 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur laserthermalen Keratoplasty vorgestellt, die das Scannen von Behandlungsbereichen der Cornea mit solchen Formen erlauben, welche die Regression vermindern. Die Veränderungen in der Cornea-Brechkraft werden durch ausgewählte lokale, längliche, spitz zulaufende, photothermale Schrumpfungsmuster im cornealen Collagen-Gewebe mittels Laserscannen erzeugt. Ziel ist die Stress-Optimierung in der Cornea. Als Behandlungslaser werden z.B. Laserdioden verwendet, die im Wellenlängenbereich von 1,3 bis 3,3 Mikrometern Absorptionslängen von 200 bis 800 Mikrometern im Cornea-Gewebe haben.In WO 98/19741 discloses an apparatus and a method for laser thermal Keratoplasty presented the scanning of treatment areas allow the cornea with such forms that diminish the regression. The changes in of corneal refractive power are selected by selected local, oblong, pointed, photothermal shrinkage patterns in corneal Collagen tissue generated by laser scanning. The goal is stress optimization in the cornea. As the treatment laser, e.g. Used laser diodes, in the wavelength range from 1.3 to 3.3 microns in absorption lengths of 200 to 800 microns in the corneal tissue.
All den genannten Methoden ist gemeinsam, dass sie das Abbildungsverhalten des Auges durch die Veränderung der Krümmung von optischen Grenzflächen (der Cornea) beeinflussen.Alles The methods mentioned have in common that they are the imaging behavior of the eye through the change the curvature of optical interfaces (the cornea) influence.
In
Von energiereicher Ultraviolett-Strahlung ist bekannt, dass sie speziell im Spektralbereich von 240 nm bis 280 nm ein sehr hohes mutagenes Risiko in sich trägt, durch Resonanzabsorptionen in RNA und DNA.From High-energy ultraviolet radiation is known to be special in the spectral range from 240 nm to 280 nm a very high mutagenic Carries risk, by resonance absorptions in RNA and DNA.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher mit einfachen Mitteln sicher und reproduzierbar Sehfehler korrigiert werden kann, ohne energiereiche UV-Strahlung mit dem ihr eigenen mutagenen Risiko zu verwenden.Of the Invention has for its object to provide a device with which by simple means safe and reproducible vision defects can be corrected without high-energy UV radiation with the to use their own mutagenic risk.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.These Task is according to the invention solved by a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments The invention are contained in the subclaims.
Die Vorrichtung zur Bestrahlung des Auges zur Korrektur von Sehfehlern kann insbesondere bestehen aus einer Behandlungsstrahlung aussendenden Lichtquelle, Mitteln zur zeitlichen Modulation der Behandlungsstrahlung, Mitteln zur Intensitätsregelung für die Behandlungsstrahlung, Mitteln zur räumlichen Modulation der Behandlungsstrahlung, Optik zur Transformation und Formung der Behandlungsstrahlung zum Einbringen der räumlich modulierten Strahlung in das Auge, Mitteln zur Bestimmung der Orientierung der Augenlinsen-Achse sowie Mitteln zur Fixierung des Auges oder/und zum eye-tracking, wobei die von der Lichtquelle emittierte Behandlungsstrahlung Wellenlängen im langwelligen UV-A-Bereich oberhalb der Cornea-Absorption und/oder im sichtbaren und/oder nahinfraroten Spektralbereich aufweist, welche in der Augenlinse absorbiert werden und dass die Mittel zur räumlichen Modulation der von der Lichtquelle emittierten Behandlungsstrahlung sowohl eine strukturierte Phasencharakteristik als auch eine strukturierte Amplitudencharakteristik aufprägen können und dass die Optik zur Transformation und Formung der Strahlung mindestens eine optischen Achse besitzt und die bezüglich Phasencharakteristik und Amplitudencharakteristik räumlich modulierte Behandlungsstrahlung in vorbestimmte Bereiche der Augenlinse transformiert wird, wodurch eine sowohl nach dem Betrage als auch nach der räumlichen Strukturierung erwünschte adäquate komplexe Brechungsindex-Variation und/oder Transmissions-Variation in der Augenlinse entsteht, an der eine im Anwendungsfalle auftreffende Nutzstrahlung derart beeinflusst wird, dass eine optimierte, fehlerreduzierte Abbildung entsteht.The device for irradiating the eye for the correction of visual defects may consist in particular of a treatment radiation emitting light source, means for temporal modulation of the treatment radiation, means for controlling the intensity of the treatment radiation, means for spatial modulation of the treatment radiation, optics for transforming and shaping the treatment radiation for introducing the spatially modulated radiation into the eye, means for determining the orientation of the eye lens axis and means for fixing the eye and / or eye-tracking, wherein the light source irradiated treatment radiation has wavelengths in the long-wave UV-A range above the corneal absorption and / or in the visible and / or near-infrared spectral range, which are absorbed in the eye lens and in that the means for spatial modulation of the treatment radiation emitted by the light source both a structured phase characteristic as well as a structured amplitude characteristic can imprint and that the optics for transformation and shaping of the radiation has at least one optical axis and the phase characteristic with respect to the amplitude characteristic and spatially modulated treatment radiation in predetermined e regions of the eye lens is transformed, whereby an adequate complex refractive index variation and / or transmission variation in the eye lens, which is desired both in terms of magnitude and spatial structuring, is produced, at which an effective radiation impinging in the application case is influenced in such a way that an optimized , error-reduced image arises.
Bei der Vorrichtung können die Mittel zur räumlichen Modulation und die Optik zur Transformation und Strahlenformung insbesondere derart zusammenwirken, dass ein fehlerreduziertes Sehen auch bei verschiedenen Akkomodationszuständen der Augenlinse möglich ist.at the device can the means of spatial Modulation and optics for transformation and beamforming in particular interact in such a way that a reduced-error vision also is possible at different accommodation states of the eye lens.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mutagene Risiken vermieden werden, indem die Augenlinse definiert mit Behandlungsstrahlung im langwelligen UV-A-Bereich ober halb der Cornea-Absorption und/oder im sichtbaren und/oder nahinfraroten Wellenlängenbereich bestrahlt werden kann, wobei örtlich photoinduzierte irreversible chemische Veränderungen der Augenlinsen- Substanz erzeugt werden derart, dass der Brechungsindex und/oder die Transmissions-Eigenschaft für sichtbare Nutz-Strahlung nach vorgegebenen Parametern verändert wird und ein fehlerreduziertes Sehen resultiert, wobei die definierte Behandlungsbestrahlung durch eine räumliche Strukturierung und zeitliche Modulation sowie eine Intensitätsregelung realisiert wird. Die räumliche Strukturierung resultiert aus räumlicher Modulation und optischer Transformation.One particular advantage of the invention is that mutagenic risks be avoided by the eye lens defined with treatment radiation in the long-wave UV-A region above the cornea absorption and / or can be irradiated in the visible and / or near-infrared wavelength range, being locally photoinduced irreversible chemical changes in the eye lens Substance can be generated such that the refractive index and / or the transmission property for visible useful radiation is changed according to predetermined parameters and a reduced-vision results, with the defined Treatment irradiation by a spatial structuring and temporal modulation and an intensity control is realized. The spatial Structuring results from spatial Modulation and optical transformation.
Die Erzeugung von Refraktionsänderungen im Auge erfolgt effektiv und mit einfachen Mitteln durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 und insbesondere eine Vorrichtung zur Bestrahlung des Auges, die aus einer Strahlung aussendenden Lichtquelle, Mitteln zur zeitlichen Modulation der Strahlung, Mitteln zur Intensitätsregelung für die Strahlung, Mitteln zur räumlichen Modulation der Strahlung, Optik zur Transformation und Formung der Strahlung zum Einbringen der räumlich modulierten Strahlung in das Auge, Mitteln zur Bestimmung der Orientierung der Augenlinsen-Achse sowie Mitteln zur Fixierung des Auges oder/und zum eye-tracking besteht, wobei die von der Lichtquelle emittierte Strahlung Wellenlängen im langwelligen UV-A-Bereich oberhalb der Cornea-Absorption und/oder im sichtbaren und/oder nahinfraroten Spektralbereich enthält, welche in der Augenlinse absorbiert werden und zu photoinduzierten chemischen Veränderungen der Augenlinsen-Substanz führen, was bei entsprechender Intensitätsregelung und bei entsprechender zeitlicher Modulation der Strahlung in der Augenlinse zu einer Brechungsindex-Veränderung für Strahlung führt, nicht aber zu starken, aus reinen Amplitudenanteilen bestehenden cataract-ähnlichen Trübungen im Augenlinsen-Bereich, und dass die Mittel zur räumlichen Modulation der von der Lichtquelle emittierten Strahlung sowohl eine strukturierte Phasencharakteristik als auch eine strukturierte Amplitudencharakteristik aufprägen können, und dass die Optik zur Transformation und Formung der Strahlung mindestens eine optische Achse besitzt und die bezüglich Phasencharakteristik und Amplitudencharakteristik räumlich modulierte Strahlung in vorbestimmte Bereiche der Augenlinse transformiert wird, wodurch eine sowohl nach dem Betrage als auch nach der räumlichen Strukturierung erwünschte adäquate Brechungsindex-Variation und/oder Transmissions-Variation in der Augenlinse entsteht.The Generation of refraction changes in Eye is done effectively and with simple means by the device according to claim 1 and in particular a device for irradiation of the eye, which consists of a radiation emitting light source, means for temporal modulation of the radiation, means for intensity control for the Radiation, means for spatial Modulation of radiation, optics for transformation and shaping of radiation for introducing the spatially modulated radiation into the eye, means for determining the orientation the eye-lens axis and means for fixing the eye and / or for eye tracking, wherein the radiation emitted by the light source wavelength in the long-wave UV-A region above the corneal absorption and / or contains in the visible and / or near-infrared spectral range, which be absorbed in the eye lens and become photoinduced chemical Changes in the Lead eye-lens substance, what with appropriate intensity control and with appropriate temporal modulation of the radiation in the Eye lens to a refractive index change for radiation, not but to strong, pure amplitude components cataract-like Turbidity in the Eye lens area, and that the means of spatial modulation of the The radiation emitted by the light source is both a structured one Phase characteristic as well as a structured amplitude characteristic impress can, and that the optics transform and shape the radiation has at least one optical axis and with respect to the phase characteristic and amplitude characteristic spatially modulated radiation transformed into predetermined areas of the eye lens becomes, whereby one both after the amount and after the spatial Structuring desired adequate Refractive index variation and / or transmission variation in the Eye lens is created.
Bei einem Verfahren zur Bestrahlung des Auges zur Korrektur von Sehfehlern durch Brechkraftveränderung kann dann die Augenlinse definiert mit Behandlungsstrahlung im langwelligen UV-A-Bereich oberhalb der Cornea-Absorption und/oder im sichtbaren und/oder nahinfraroten Wellenlängenbereich bestrahlt werden, wobei örtlich photoinduzierte irreversible chemische Veränderungen der Augenlinsen-Substanz erzeugt werden derart, dass der Brechungsindex und/oder die Transmissions-Eigenschaft für sichtbare Nutz-Strahlung nach vorgegebenen Parametern verändert wird und ein fehlerreduziertes Sehen resultiert.at a method of irradiating the eye to correct vision defects by refractive power change Then the eye lens can be defined with treatment radiation in the long-wave UV-A region above the cornea absorption and / or in the visible and / or near-infrared wavelength range irradiated be, being locally photoinduced irreversible chemical changes of the ophthalmic lens substance are generated such that the refractive index and / or the transmission property for visible Nutz radiation is changed according to predetermined parameters and a reduced error See results.
Dabei kann die definierte Behandlungsbestrahlung durch eine räumliche und zeitliche Modulation sowie eine Intensitätsregelung realisiert werden.there can the defined treatment irradiation by a spatial and temporal modulation and intensity control can be realized.
Insbesondere kann die räumliche Modulation der Behandlungsstrahlung sowohl eine strukturierte Phasencharakteristik als auch eine strukturierte Amplitudencharakteristik aufprägen.Especially can the spatial Modulation of treatment radiation both a structured phase characteristic as well as a structured amplitude characteristic imprint.
Bei dem Verfahren kann die bezüglich Phasencharakteristik und Amplitudencharakteristik räumlich modulierte Strahlung in vorbestimmte Bereiche der Augenlinse transformiert werden, wodurch die sowohl nach dem Betrage als auch nach der räumlichen Strukturierung erwünschte adäquate komplexe Brechungsindex-Variation und/oder Transmissions-Variation in der Augenlinse erzeugt wird, an der die im Anwendungsfalle auftreffende Nutzstrahlung derart beeinflusst wird, dass eine optimierte, fehlreduzierte Abbildung entsteht.In the method spatially modulated with respect to phase characteristic and amplitude characteristic radiation in a predetermined Berei the eye lens are transformed, whereby the adequate complex refractive index variation and / or transmission variation in the eye lens desired both in terms of magnitude and spatial structuring is produced, at which the useful radiation incident in the application case is influenced in such a way that an optimized , mismatched image emerges.
Die Ermittlung der vorzugebenden Parameter kann durch (Rück-)Transformationsrechnungen erfolgen. Hieraus kann die zur Korrektur der Fehlsichtigkeit erforderliche komplexe Brechzahlverteilung mit Phasen- und Amplituden-Komponenten ermittelt werden.The Determination of the parameters to be specified can be done by (re) transformation calculations. From this, the required to correct the refractive error complex refractive index distribution with phase and amplitude components be determined.
Die Laserstrahlung kann kontinuierlich oder zeitlich gepulst ausgesendet werden.The Laser radiation can be emitted continuously or with a time pulse become.
Darüber hinaus kann eine zusätzliche Sensibilisierung des Augenlinseninhalts für die Behandlungsstrahlung, insbesondere auf pharmakologischem oder biochemischem Wege erfolgen.Furthermore can be an extra Sensitization of the content of the eye lens for the treatment radiation, especially by pharmacological or biochemical means.
Bei dem Verfahren kann durch die Intensitätsregelung für die Behandlungsstrahlung das individuelle Optimum der Belichtungsenergie bestimmt werden, indem in einem Pilotstrahlengang mittels gepulster Strahlung in einem Randbereich der Augenlinse eine Probe-Brechungsindexvariation stufenweise aufgebaut und mit optischen Mitteln bezüglich ihres Betrages nachgewiesen wird.at The method can by the intensity control for the treatment radiation the individual optimum of the exposure energy is determined in a pilot beam path by means of pulsed radiation in an edge region of the eye lens a sample refractive index variation built in stages and with optical means regarding their Amount is proven.
Weiter kann die Wellenlänge der Behandlungsstrahlung, die deutlich oberhalb der Excimerlaser-Wellen liegt, vorzugsweise grösser als 600 nm sein.Further can the wavelength the treatment radiation, which is well above the excimer laser waves is, preferably larger to be 600 nm.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von zumindest teilweise in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The Invention will be described below with reference to at least partially in the Figures illustrated embodiments be explained in more detail.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
besteht gemäß
In
Nachstehend wird der prinzipielle Behandlungsablauf an drei ausgewählten Beispielen dargestellt.The basic treatment sequence of three selected examples will be presented below provides.
Beispiel 1example 1
Von einer Fehlsichtigkeit ist prinzipiell der Betrag und die azimutale Verteilung bekannt.From Defective vision is principally the amount and the azimuthal Distribution known.
Durch (Rück-)Transformationsrechnungen wird hieraus eine komplexe Brechzahlverteilung (Phasen- und Amplituden-Komponenten) ermittelt, welche in der Augenlinse vorhanden sein muss, um die Fehlsichtigkeit zu korrigieren.By (Re) transformation calculations will be from this a complex refractive index distribution (phase and amplitude components) determines which in the eye lens must be present to the To correct ametropia.
In Abhängigkeit von der Feinheit der erforderlichen Struktur sowie von der Modulationstiefe der Brechzahlverteilung wird die Art des optischen Systems (einfache Transformation der Strahlung mittels einer optischen Achse oder Superposition der Strahlung über mehrere optische Achsen, mit anderen Worten von einer einfachen Flachbildprojektion bis zur kohärenten Mehrstrahl-Überlagerung) festgelegt.In dependence the fineness of the required structure as well as the depth of modulation The refractive index distribution becomes the type of optical system (simple Transformation of the radiation by means of an optical axis or Superposition of radiation over several optical axes, in other words a simple one Flat-screen projection to coherent Multibeam overlay) established.
Die Wellenlänge der Strahlung und ihre Kohärenzeigenschaften werden in Abhängigkeit von der angestrebten Brechzahlstruktur festgelegt.The wavelength radiation and its coherence properties become dependent determined by the desired refractive index structure.
Der Leistungsbereich der Lichtquelle und ihr Zeitregime (Pulsdauer, Pulsfrequenz und Pulszahl) werden ebenfalls festgelegt. Durch entsprechende Festlegung der Applikationsparameter ist Sorge zu tragen, dass der „totale Cataract" vermieden wird.Of the Power range of the light source and its time regime (pulse duration, Pulse rate and pulse rate) are also set. By appropriate determination the application parameter is to ensure that the "total Cataract "avoided becomes.
Mittels Rechentechnik wird aus der notwendigen Brechzahlstruktur konkret bestimmt, welche räumlich modulierte Struktur der Strahlung im Zusammenwirken mit welcher Transformations- und Strahlformungsoptik diese Brechzahlstruktur am günstigsten in der Augenlinse realisiert. Dabei kann es sich durchaus als vorteilhaft erweisen, dass in verschiedenen Bereichen der Augenlinse so deutliche Amplitudenänderungen erzeugt werden müssen, die schon cataract-ähnliche Eigenschaften besitzen, jedoch im Zusammenwirken der gesamten Struktur in der Augenlinse zur Verbesserung der Sehkraft des Auges führen, welche gegenüber den geringen Transmissionsverlusten überwiegen.through Computer technology becomes concrete from the necessary refractive index structure determines which spatially modulated structure of the radiation in cooperation with which Transformation and beam shaping optics this refractive index structure the cheapest realized in the eye lens. It can be quite advantageous prove that in different areas of the eye lens so significant amplitude changes have to be generated already cataract-like Possess properties, but in the interaction of the entire structure in the eye lens lead to the improvement of the eye's vision, which across from outweigh the low transmission losses.
Die räumliche Modulation kann sowohl durch elektrooptische Wandler in Transmission oder Reflexion als auch durch Scanner erfolgen, wie auch in verschiedenen Koordinatensystemen beispielsweise karthesisch oder polar.The spatial Modulation can be achieved by both electro-optical transducers in transmission or reflection as well as by scanners, as well as in different ones Coordinate systems, for example, Cartesian or polar.
Ist die Struktur in der Augenlinse vorhanden, so wirkt sie mit ihren (beispielsweise vorwiegend vorhandenen) Phasenanteilen (Brechungsindexvariationen) und auch mit ihren (zum Teil vorhandenen) Amplitudenanteilen (Transmissionsvariationen) als komplexe abbildende Beugungsstruktur, welches die Brechkraft im Auge so verbessert, dass ein fehlerkorrigiertes Sehen möglich ist.is the structure in the eye lens exists, so it works with their (for example, predominantly existing) phase fractions (refractive index variations) and also with their (sometimes existing) amplitude components (transmission variations) as a complex imaging diffraction structure, which is the refractive power improved in the eye so that an error-corrected vision is possible.
Es lassen sich auch solche Strukturen realisieren, die bei Akkomodationsbewegungen der Augenlinse für einen größeren Akkomodationsbereich optimales Sehen ermöglichen.It It is also possible to realize structures such as accommodation movements the eye lens for a larger accommodation area optimal See enable.
Beispiel 2Example 2
Von der Fehlsichtigkeit eines Auges ist wiederum der Betrag und die azimutale Verteilung der Brechkraft-Abweichung bekannt. Sie werden auf konventionelle Weise ermittelt. Es ist nützlich, die Brechkraftstruktur im Auge in einem sehr engen Raster zu kennen. (viel kleiner als 0,1 mm)From the refractive error of an eye is in turn the amount and the Azimuthal distribution of refractive power deviation known. They become conventional Determined way. It is useful, to know the refractive power structure in the eye in a very narrow grid. (much smaller than 0.1 mm)
Weiterhin ist es sehr nützlich, die Veränderung der Fehlsichtigkeit in einem überschaubaren zurückliegenden Zeitraum zu kennen.Farther it is very useful the change the refractive error in a manageable past To know the period.
Ausgehend vom Betrag der Fehlsichtigkeit und vom Änderungsverhalten (relative Stabilität oder starke Verän derungen in einem bestimmten Zeitraum) wird die prinzipielle Möglichkeit der Behandlung festgelegt. Die Behandlung sollte nicht angewandt werden, wenn sich die Brechkraft innerhalb kurzer Zeit sehr stark veränderte. (z.B. in einem Jahr um mehr als 2 Dioptrien). Denn die ins Auge einzubringenden Korrekturen haben eine gute Langzeitstabilität.outgoing the amount of ametropia and change behavior (relative stability or strong changes in a certain period of time) becomes the principal possibility of treatment. The treatment should not be applied when the refractive power becomes very strong within a short time changed. (for example, more than 2 diopters in one year). Because the eye to be introduced corrections have a good long-term stability.
Die Behandlung ist sehr gut geeignet, wenn starke oder sehr unregelmäßige Abweichungen über dem Azimut oder über der Entfernung von der Sehachse vorliegen. Je komplizierter die Brechkraftstruktur ist, um so aussichtsreicher ist das Verfahren anwendbar.The Treatment is very suitable if strong or very irregular deviations above the Azimuth or over the distance from the visual axis. The more complicated the Refractive power structure is, the more promising is the method applicable.
Die Behandlung ist sehr gut geeignet, wenn die Sehleistung besonders bei geringer Helligkeit bzw. bei Beleuchtungen mit vorwiegend langwelliger Strahlung (Warmlicht-Beleuchtung) verbessert werden soll.The Treatment is very suitable if the visual performance is particularly at low brightness or in lighting with predominantly long-wave radiation (Warm lighting) should be improved.
Die Behandlung ist nicht-invasiv, enthält kein infektiöses Risiko, kein mutagenes Risiko aufgrund von energiereicher Strahlung und kann ambulant praktiziert werden.The Treatment is non-invasive, contains no infectious risk, no mutagenic risk due to high energy radiation and can be practiced on an outpatient basis.
Je
nach Betrag der erforderlichen Brechkraft-Korrektur wird entschieden,
ob die Behandlung als reine Projektion entlang einer optischen Achse
Der individuellen Indikation wird entnommen, für welchen Wellenlängen- und Winkel-Bereich die Korrektur bestmöglich angepasst sein soll. Davon ist die Festlegung der Lichtquellen-Wellenlänge abhängig.Of the individual indication is taken for which wavelength and Angle range the correction should be adjusted as best as possible. Of these, the determination of the light source wavelength is dependent.
Das zeitliche Einwirk-Regime (cw-, qcw- oder puls-Betrieb sowie die Pulslänge und Repetitionsfrequenz) sind gemäß der noch zu präzisierenden Untersuchungen festzulegen.The temporal action regime (cw, qcw or pulsed operation as well as the pulse length and Repetition frequency) are still according to to be specified Determine investigations.
Pulsbetrieb mit Frequenzen nahe dem Kilohertz-Bereich, mit Pulslängen von Mikro- bis Millisekunden wurden erfolgreich angewendet.pulse operation with frequencies near the kilohertz range, with pulse lengths of Micro to milliseconds were successfully used.
Unter
Zugrundelegen der erforderlichen Brechkraftveränderung, der Lichtquellen-Wellenlänge und
der Auswahl von Projektion oder Superposition wird eine geeignete
Optik ausgewählt.
Mit Vorgabe dieser Optik lässt
sich auf rechentechnischem Wege die Art der räumlichen Modulation
Engere Abstände in den Strukturen sind gleichbedeutend mit stärkerer Richtungsänderung von Lichtstrahlen, also mit stärkerer Brechkraft. Die Ablenkung erfolgt gemäß den Gesetzen der Beugungsoptik orthogonal zu den Strukturausdehnungen.Narrower distances in the structures are synonymous with stronger directional change of Light rays, so with stronger Power. The deflection is in accordance with the laws of diffraction optics orthogonal to the structure dimensions.
Zum
Zwecke einer effizienten Brechkraftkorrektur sind mehrere bis viele
solcher in der Tiefe der Augenlinse gestaffelter Brechzahlmuster
erforderlich. Das ist in einem schematischen Schnittbild in
Beispiel 3Example 3
Das
zu behandelnde Auge wird untersucht. In einem sehr engmaschigen,
flächigen
Raster parallel zur Augenlinsen-Ebene wird die Verteilung der Brechkraft
des Auges (nicht nur der Linse, sondern des gesamten optischen Weges
im Auge) ermittelt. Daraus entsteht ein erster Datensatz DS1 (z.B.
in einem Rechner) zum Zustand der Brechkraft-Verteilung im Auge
(siehe Schema in
Aus der Differenz des festgestellten Ist-Zustandes DS1 mit den Zielvorgaben ZV (wie die gewünschte Brechkraft nach der Korrektur sein soll) entsteht ein flächenhaftes Schema FS, welches die notwendigen Brechkraft-Veränderungen für konkrete Teilbereiche der Augenlinse beschreibt. Diese Teilbereiche können sehr klein sein, bei sehr unregelmäßiger Brechkraftstruktur müssen sie sogar sehr klein gegen die Augenlinsen-Größe sein. Für genauere Untersuchungen ist es vorteilhaft, verschiedene flächenhafte Schemata FS unter verschiedenen Neigungen gegen die optische Achse des Auges zu ermitteln.Out the difference of the detected actual state DS1 with the targets ZV (as the desired Refractive power after the correction should be) creates a planar Scheme FS, which shows the necessary refractive power changes for specific sections the eye lens describes. These subareas can be very small, at very irregular power structure have to they even be very small against the lens size. For more detailed investigations is it advantageous to different areal Schemes FS under different inclinations against the optical axis to determine the eye.
Das
flächenhafte
Schema FS wird an einem Rechner einer simulierten optischen Rück-Transformation
SOR unterzogen. Dafür
müssen
bestimmte Konkretisierungen zur Vorrichtung getroffen werden, mit
welcher das erfindungsgemäße Korrektur-Verfahren
durchgeführt
werden soll (auszuwählende
Optik, Wellenlänge
der Lichtquelle, Anzahl der Punkte im flächenhaften Schema FS und in
den Mitteln zur räumlichen
Modulation
Im
Ergebnis dessen liegt eine Gruppe von Datensätzen nach der Rück-Transformation
DRT vor. Jeder Datensatz dient der Erzeugung einer Struktur von
Brechungsindex-Variationen
in einer der verschiedenen Schichten AA bis ZZ in der Augenlinse (siehe
Das
konkrete Verfahren zum Behandeln des Auges setzt voraus, dass die
entsprechenden Datensätze
nach der Rück-Transformation
DRT in einem Rechner
Über eine
Optik
Es
ist nötig,
das Auge
Die
Mittel
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