(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T3 Int.Cl. A61F 9/008 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2015/41 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Urządzenie dostarczające plik strzału laserowego (30) Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2011/35 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2016/03 (73) Uprawniony z patentu: Technolas Perfect Vision GmbH, München, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 GERHARD YOUSSEFI, Landshut, DE ERNST HEGELS, Kirchheim, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Rafał Witek WTS RZECZNICY PATENTOWI WITEK, ŚNIEŻKO I PARTNERZY ul. R. Weigla Wrocław Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 1 Opis Dziedzina wynalazku [0001] Wynalazek dotyczy urządzenia dostarczającego plik strzału laserowego uwzględniający informacje o charakterystykach impulsu pojedynczego strzału laserowego. Plik strzału laserowego może być wykorzystany do ablacji powierzchni rogówki w procedurze regeneracyjnego kształtowania rogówki lub przy produkcji dostosowywanych soczewek kontaktowych lub soczewek wewnątrzgałkowych. Tło wynalazku [0002] Obecnie stosowane algorytmy dostarczające plik strzału laserowego używający impulsu laserowego o skończonych wymiarach takich jak 1 mm lub 2 mm, dostarczają plik strzału laserowego, który jest przybliżeniem zamierzonego teoretycznego profilu ablacji. Wynika to głównie z faktu, że używane algorytmy wykorzystują jedynie teoretycznie całkowitą objętość usuniętą na impuls, niezależnie od tego czy planowana jest zabieg standardowy czy dostosowany. [0003] Teoretyczny profil ablacji dotyczy pożądanej korekcji refrakcji kompensującej ustaloną wadę wzroku oka. Pożądana korekcja refrakcji może być ustalona na podstawie danych diagnostycznych uzyskanych z co najmniej jednego z: subiektywnego błędu refrakcji i zmierzonego obiektywnego błędu refrakcji. Zmierzony błąd refrakcji może być uzyskany za pomocą co najmniej jednego z: czujnika frontu fali, urządzenia do pomiaru topograficznego lub pachymetru. Rozbieżności małego rzędu mogą być ustalone na podstawie subiektywnego błędu refrakcji, np. z uwzględnieniem werbalnej odpowiedzi pacjenta. [0004] Klasyczne algorytmy ablacji dodatkowo powodują efekty biodynamiczne, które zwykle objawiają się jako wprowadzone niezamierzenie rozbieżności kształtu. Aby skompensować te wprowadzone niezamierzenie rozbieżności kształtu może być konieczna dodatkowa ablacja tkanki rogówki, która może spowodować przyrostowe zmiany pożądanego profilu ablacji. Również fakt, że wielkość impulsów, które zawierają się w średnicy impulsu, nie jest nieskończenie mała może powodować konieczność stworzenia strefy przejściowej wokół rzeczywiście istotnej centralnej strefy ablacji. [0005] Ostateczny kształt frontu fali może być wytworzony przez superpozycję znanych dwuwymiarowych powierzchni o znanym kształcie. Dla każdego z tych znanych kształtów może być uzyskany współczynnik skalowania, np. przez oprogramowanie, aby uzyskać najlepszą reprezentację deformacji frontu fali. Istnieje wiele zbiorów funkcji, które tworzą wspomniane znane dwuwymiarowe powierzchnie. Poniżej zostanie w skrócie opisany układ wielomianów Zenrike a. [0006] Amplitudy A wielomianów Zenrike a mogą być matematycznie określone następująco: π A n, m [0007] Gdzie n oznacza mod Zernike a, tj. główny rząd wielomianu, który jest głównym parametrem w klasyfikacji radialnego zachowania wielomianu. Parametr n określa w przybliżeniu rozkład radialny. Im wyższy jest rząd n, tym bardziej główne charakterystyki znajdują się na zewnątrz obrzeży. [0008] Charakterystyka kątowa wielomianu określona jest przez parametr m, który opisuje jak często pewna struktura powtarza się w kierunku azymutalnym, tj. parametr m określa symetrię azymutalną

3 2 wielomianu. Im większa wartość m, tym bardziej złożony jest profil azymutalny wielomianu, tj. tym więcej może być wykrytych struktur wzdłuż okręgu azymutalnego. Parametr π określa charakterystykę symetrii wielomianu, tj. parzystość lub nieparzystość. [0009] Wykonano odniesienie do figury 15, na której zilustrowano zachowanie graficznej reprezentacji wielomianów Zernike a z odpowiadającymi parametrami. Zapis standardu OSA (Thibos et al., 2000), użyty na figurze 14 i 15 dla wielomianów Zernike a Z jest zdefiniowany następująco: m Z π n [0010] Oryginalny błąd frontu fali W oka może być zrekonstruowany przez liniową kombinację obliczonych wielomianów Zernike a Z, biorąc pod uwagę ich indywidualne amplitudy wykorzystując następujące równanie: W π π ( ρ, ϕ) = A n, mzn, m( ρ, ϕ) n, m, π A, i π n m [0011] Zapis Z, odpowiada zapisowi π n m m Z π n standardu OSA. Parametry ρ, φ określają wartości współrzędnych. Poniżej zastosowano zapis Bausch & Lomb (notacja B&L). [0012] US 6,090,100 dotyczy układu lasera ekscymerowego do korekcji wzroku ze zredukowanymi efektami termicznymi. W szczególności, dotyczy urządzenia i sposobu sterowania układem lasera ekscymerowego do usuwania tkanki z oka, aby wykonać różne typy korekcji, takie jak korekcja krótkowzroczności, nadwzroczności i astygmatyzmu. W jednym ujawnieniu przykładu wykonania, układ lasera ekscymerowego dostarcza impuls o względnie dużym rozmiarze, który zapewnia względnie duże pokrycie obszaru poddanego na strzał. Przy używaniu strzałów o tak dużych rozmiarach impulsów, strzały zwykle nie sąsiadują ze sobą a impulsy nakładają się na siebie, aby wytworzyć pożądany stopień ablacji w konkretnym punkcie. Do obliczenia efektu nakładających się impulsów używany jest algorytm. W jednym sposobie obliczania modelu obróbki wykorzystującym duże, stałe wielkości impulsów rozproszonych na całej powierzchni obróbki, użyty jest algorytm rozsiewania (ang. dithering). Wykonano konkretne odniesienia do rozsiewania prostokątnego, rozsiewania kołowego i rozsiewania zorientowanego linia po linii. Używając sposobu rozsiewania dowolnego rodzaju, tworzona jest matryca strzałów dla impulsu o stałej wielkości rozproszonego na obszarze obróbki, aby skorygować ablację w pożądanym stopniu. Dla odpowiedniej matrycy użyta jest siatka o stałej odległości między węzłami siatki. W znanych sposobach rozsiewania, kształt pożądanego profilu ablacji, który zwykle jest profilem ciągłym, musi być przekształcony na dyskretny rozkład gęstości liczb całkowitych. Tutaj profil ciągły reprezentuje zaplanowaną ablację a dyskretny rozkład gęstości liczb całkowitych reprezentuje serię ruchomych ognisk impulsów laserowych. Struktura resztkowa, tj. różnica między zaplanowanym a uzyskanym profilem musi być zminimalizowana. Dokładne rozwiązania mogą zostać uzyskane głównie numerycznie, ale nie w rozsądnym czasie. Zatem, w tym celu użyte są algorytmy rozsiewania. Profil jest dyskretyzowany na zadanej siatce. Używając funkcji kosztu lub zysku, algorytm decyduje dla każdej z pozycji siatki, czy umieścić tam strzał czy nie. Przy tej decyzji brana jest pod uwagę zwykle jedynie niewielka ilość sąsiadujących pozycji siatki. Taki algorytm rozsiewania oszczędza czas obliczeń, bez konieczności brania pod uwagę rzeczywistej wielkości impulsu. Wystarczająca jest informacja o objętości, która jest

4 3 usuwana przy jednym strzale. Jednakże, dla niektórych warunków, znane algorytmy rozsiewania mogą tworzyć artefakty w obszarach profilu, np. w obszarach o małej gęstości, gdzie następny sąsiadujący strzał jest za daleko. Artefakty mogą się również tworzyć w obszarach o dużej gęstości, gdzie prawie na każdej pozycji umieszczany jest strzał. Również pozycje bez strzałów posiadają zbyt dużą odległość, aby założyć, że niezbędne jest tylko kilka sąsiadujących pozycji. [0013] US 2008/ A1 dotyczy programu komputerowego ustalającego profil pracy sterujący układem naświetlającym do refrakcyjnej chirurgii oka, zawierający etap oceny do oceny efektów obróbki. W przypadku negatywnej oceny, na podstawie innych danych, generowany jest kolejny poprawiony profil. Uzyskany profil jest przenoszony do układu naświetlającego na przykład lasera ekscymerowego do korekcji wzroku. Streszczenie [0014] Celem wynalazku jest poprawienie wydajności, aby uzyskać plik strzału laserowego zbliżony do teoretycznego profilu ablacji w ustalonym wcześniej stopniu. Kolejnym celem wynalazku jest uzyskanie pliku strzału laserowego zbliżonego do teoretycznego profilu ablacji dla laserów posiadających szeroki zakres charakterystyk impulsu, np. posiadających różne kształty i/lub rozmiary i/lub rozkłady energii impulsu laserowego. Z tego zakresu charakterystyk impulsu można uzyskać odpowiadający zakres profili wiązki. Kolejnym celem wynalazku jest bardziej efektywne korygowanie aberracji oka wysokiego rzędu. [0015] Powyższe cele są osiągnięte przez cechy z zastrzeżeń patentowych. Aspekty wynalazku są ukierunkowane na urządzenie dostarczające plik strzału laserowego używany przez laser jak i przez układ obróbki laserowej wykorzystujący plik strzału laserowego. Plik strzału laserowego może być użyty w laserze, np. laserze ekscymerowym do wykonywania refrakcyjnego zabiegu laserowego oka lub do wytwarzania dostosowanych soczewek kontaktowych lub soczewek wewnątrzgałkowych. Idea niniejszego wynalazku oparta jest na przetwarzaniu iteracyjnym danych wejściowych, aby uzyskać przybliżony plik strzału laserowego, który uwzględnia informacje o jednej lub wielu charakterystykach impulsu pojedynczego strzału laserowego. Zatem, charakterystyki impulsu określające plik strzału laserowego nie są założeniem teoretycznym, np. jedynie na podstawie usuniętej objętości na strzał. Charakterystyki impulsu pojedynczego strzału laserowego mogą być uzyskane poprzez wykonanie niezależnie pojedynczego strzału testowego lub serii strzałów testowych w materiał odniesienia, np. jednorazowo lub po konserwacji lasera, np. lasera ekscymerowego. Analiza efektu wspomnianych strzałów testowych dostarcza niezależnie informację dla jednej lub wielu charakterystyk impulsu, np. objętości ablacji. Rzeczywiste charakterystyki impulsu strzału laserowego mogą być również mierzone w konkretnych odstępach w czasie lub przed każdym zabiegiem, przed każdym częściowym zabiegiem lub aby sprawdzić profil wiązki. [0016] W kontekście zgłoszenia określenie impuls odnosi się do przestrzennego rozkładu natężenia odpowiadającego profilu wiązki a określenie strzał odnosi się do centralnej pozycji, tj. pozycji celu lasera. [0017] Dzięki cechom wynalazku, inter alia, możliwe jest uzyskanie pliku strzału laserowego przybliżającego teoretyczny profil ablacji w szerokim zakresie charakterystyk impulsu laserowego, np. posiadających różne rozmiary impulsu laserowego, np. średnica. Jest to korzystne w ten sposób, że do

5 4 ablacji względnie małych struktur może być wykorzystany laser posiadający względnie duży rozmiar impulsu, tj. można dostarczyć profil ablacji, który jest porównywalny z efektami uzyskanymi impulsami o mniejszych wymiarach. Impulsy laserowe posiadające względnie duże rozmiary mogą usunąć więcej tkanki na strzał i mogą wymagać względnie mniejszej liczby powtórzeń, co może prowadzić do zmniejszenia czasu pracy w porównaniu z impulsami laserowymi posiadającymi względnie małe rozmiary. Możliwość wykorzystania urządzenia laserowego posiadającego względnie duże rozmiary impulsu jest korzystna również dlatego, że mogą być wykorzystane istniejące urządzenia laserowe i nie jest konieczne użycie urządzenia laserowego posiadającego impulsy o małym rozmiarze. [0018] Zgodnie z jednym z aspektów wynalazku, profil strzału laserowego dostarczony jest poprzez obliczenie pierwszej serii pozycji strzałów laserowych na podstawie pożądanego profilu ablacji. Pierwsza seria pozycji strzałów laserowych jest wykorzystana do generacji zasymulowanego profilu ablacji, w którym symulacja uwzględnia rzeczywiste charakterystyki impulsu laserowego do obróbki refrakcyjnej. W ten sposób, możliwe jest zagwarantowanie dużego poziomu dokładności odnośnie wyniku obróbki laserowej, jak również duże przybliżenie wykonania do pożądanego profilu ablacji. Dzięki tej cesze możliwe jest określenie pliku strzału laserowego dla laserów posiadających różne charakterystyki impulsu, np. objętość ablacji i/lub kształt i/lub rozmiar i/lub rozkład energii podczas impulsu laserowego. [0019] Określona jest różnica między zasymulowanym profilem ablacji a pożądanym profilem ablacji reprezentowana współczynnikami Zernike a lub aberracjami Seidela. Druga seria pozycji strzałów laserowych jest obliczana na podstawie zarówno pożądanego profilu ablacji, jak i struktur resztkowych odpowiadających wspomnianej powyżej określonej różnicy. Druga seria pozycji strzałów laserowych optymalizuje pierwszą serię pozycji strzałów laserowych i minimalizuje struktury resztkowe, przynajmniej w obszarze zainteresowania, który może odpowiadać obszarowi obróbki. [0020] Drugi symulowany profil ablacji może być wygenerowany używając drugiej serii pozycji strzałów laserowych, która wykorzystuje informacje o charakterystykach impulsu pojedynczego strzału laserowego, tak jak pierwsza symulacja. Drugi symulowany profil ablacji może być porównany z pożądanym profilem ablacji i mogą być wyznaczone struktury resztkowe. Na podstawie pożądanego profilu ablacji i kolejnych wyznaczonych struktur resztkowych może być obliczona kolejna seria pozycji strzałów laserowych, a przetwarzanie może być powtarzane iteracyjnie aż do osiągniecia konkretnej dokładności, np. aż struktury resztkowe przestaną przekraczać jedną lub więcej zadanych wartości. [0021] Struktury resztkowe mogą być przepuszczone przez filtr, np. rozdzielone na struktury o dużej częstotliwości przestrzennej i struktury o małej częstotliwości przestrzennej w celu modyfikacji wejścia dla następujących obliczeń, aby uzyskać lepsze rezultaty. Może to być wykonane poprzez rozwinięcie struktury resztkowej we współczynniki Zernike a o konkretnym rzędzie tak, aby stworzył się resztkowy front falowy analogiczny do oryginalnego frontu falowego. Części o dużej częstotliwości przestrzennej mogą wprowadzać artefakty w częściach o małej częstotliwości przestrzennej z powodu obliczeń iteracyjnych. Można uniknąć tych artefaktów, zakładając, że z powodu ograniczeń rozmiaru impulsu laserowego części o dużej częstotliwości przestrzennej są wystarczające. [0022] Według aspektu wynalazku, niezamierzone wprowadzenie aberracji kształtu powodowanych efektami biodynamicznymi może być skompensowane podczas wyznaczania pliku strzału laserowego.

6 5 Według kolejnego aspektu wynalazku, podczas wyznaczania co najmniej jednej pozycji strzału laserowego wykorzystywany jest algorytm rozsiewania. [0023] Dane wejściowe urządzenia według niniejszego wynalazku mogą być danymi diagnostycznymi, korzystnie co najmniej jednym z subiektywnego błędu refrakcji i pomiaru błędu refrakcji. Zmierzony błąd refrakcji może być uzyskany za pomocą co najmniej jednego z: czujnika frontu fali, urządzenia do pomiaru topograficznego lub pachymetru. Aberracje niskiego rzędu zwykle rozumiane jako przykłady aberracji Zernike a drugiego rzędu przedstawiane na sferze, cylindrze i zależnych osiach mogą być ustalone za pomocą subiektywnego błędu refrakcji, np. uwzgledniającego werbalną odpowiedź pacjenta. Aberracje wysokiego rzędu zwykle rozumiane jako przykłady aberracji Zernike a trzeciego i wyższych rzędów takie jak koma i trefoil (trzeci rząd) oraz aberracje sferyczne i astygmatyzm wtórny (czwarty rząd) mogą być wykryte za pomocą środków pomiarowych i/lub matematycznie wyznaczonych parametrów zmiany kształtu. Matematycznie wyznaczone parametry zmiany kształtu mogą reprezentować niezamierzone wady wzroku, które są wprowadzane przez zabieg korekcji wzroku, takie jak wprowadzenie aberracji sferycznej przez proces ablacji laserem ekscymerowym. Według wynalazku, dane wejściowe mogą być połączone, np. aby uzyskać dwuwymiarowe mapy lub macierze na podstawie topografii, frontu falowego lub wyników empirycznych. [0024] Dane wyjściowe urządzenia według niniejszego wynalazku mogą być użyte do sterowania układem obróbki laserowej do wykonywania zabiegów korekcji wzroku oka lub wytwarzania dostosowanych soczewek kontaktowych lub soczewek wewnątrzgałkowych. Krótki opis figur rysunku [0025] Zostaną opisane ilustracyjne, nieograniczające przykłady wykonania niniejszego wynalazku z odniesieniami do załączonych figur rysunku, na których do oznaczenia tych samych lub zbliżonych elementów na różnych figurach użyty jest ten sam numer referencyjny, i na których: Fig. 1 przedstawia tabelę współczynników Zernike a i amplitud Zernike a odnoszących się do frontu falowego, który ma zostać skorygowany dla źrenicy o promieniu 2,5 mm; Fig. 2 ilustruje widok przekroju impulsu pojedynczego strzału laserowego o średnicy 1,0 mm; Fig. 3 ilustruje przekrój zasymulowanego profilu ablacji impulsu z Fig. 2 w kierunku X po pierwszym etapie iteracji; Fig. 4 ilustruje zasymulowany profil ablacji z Fig. 3 po drugim etapie iteracji; Fig. 5 ilustruje przekrój zasymulowanego profilu ablacji impulsu z Fig. 2 w kierunku Y po pierwszym etapie iteracji; Fig. 6 ilustruje zasymulowany profil ablacji z Fig. 5 po drugim etapie iteracji; Fig. 7. przedstawia tabelę współczynników Zernike a odnoszących się do resztkowego frontu falowego po pierwszym i drugim etapie iteracji zilustrowanych na Figurach 3 do 6; Fig. 8 ilustruje widok przekroju impulsu pojedynczego strzału laserowego o średnicy 1,6 mm; Fig. 9 ilustruje przekrój zasymulowanego profilu ablacji impulsu z Fig. 8 w kierunku X po pierwszym etapie iteracji; Fig. 10 ilustruje zasymulowany profil ablacji z Fig. 9 po drugim etapie iteracji;

7 6 Fig. 11 ilustruje przekrój zasymulowanego profilu ablacji impulsu z Fig. 8 w kierunku Y po pierwszym etapie iteracji; Fig. 12 ilustruje zasymulowany profil ablacji z Fig. 11 po drugim etapie iteracji; Fig. 13 przedstawia tabelę współczynników Zernike a odnoszących się do resztkowego frontu falowego po pierwszym i drugim etapie iteracji zilustrowanych na Figurach 9 do 12; Fig. 14 przedstawia mapę notacji wielomianów Zernike'a w odniesieniu do defektu znaku i notacji Bausch & Lomb, oraz Fig. 15 przedstawia wykres gęstości wielomianów Zernike a do siódmego rzędu. Szczegółowy opis [0026] W następującym szczegółowym opisie wynalazek jest wyjaśniony na podstawie dwóch różnych impulsów laserowych posiadających charakterystykę impulsu pojedynczego strzału laserowego, jak zilustrowano na Figurach 2 do 8. Na Figurze 1 przedstawiono przykładowy front falowy do skorygowania dwoma różnymi impulsami laserowymi. Front falowy na Figurze 1 jest zadany w notacji Zernike a dla źrenicy o promieniu 2,5 mm. W przypadku współczynników Zernike a, które są podane w notacji Bausch & Lomb (notacja B&L) i odpowiedniej wady wzroku, wykonane są odniesienia do Figury 14. [0027] Na Figurze 2 przedstawiono widok przekroju ablacji pojedynczym strzałem laserowym, w którym impuls miał średnicę 1,0 mm. Bardziej szczegółowo, głębokość ablacji (oś Y) jest pokazana wzdłuż przekroju centralnej części impulsu laserowego. W tym przykładzie, w centrum impulsu laserowego, które jest oznaczone jako 0 µm na osi X występuje maksimum głębokości ablacji równe około 0,4 µm. Każdy laser może mieć indywidualne charakterystyki impulsu, np. asymetryczne, które mogą się zmieniać z czasem pracy lasera. Charakterystyki impulsu pojedynczego strzału laserowego, takie jak ablacja, mogą być zmierzone, np. za pomocą środków światłoczułych lub strzału testowego lub serii strzałów testowych w materiał, który może mieć co najmniej częściowo te same charakterystyki jak materiał, który ma być poddany ablacji na podstawie uzyskanego pliku strzału laserowego. W przypadku refrakcyjnej chirurgii oka, materiałem testowym może być polimetakrylan metylu (PMMA). Aby uzyskać charakterystyki impulsu lasera, np. wielkość plamki lasera, kształt i rozkład energii, itp., analizowany jest impuls wywołany przez testowy strzał laserem. [0028] Na Figurze 3 linią przerywaną zilustrowany jest profil ablacji wyznaczony teoretycznie, tj. pożądany profil ablacji. Oś X Figury 3 odnosi się do kierunku X przekroju ablacji a oś Y odnosi się do głębokości ablacji. Celem wyznaczenia pozycji strzałów laserowych jest maksymalne możliwe zbliżenie, lub co najmniej w zadanym stopniu, do pożądanego profilu ablacji. Według wynalazku, wyznaczenie pozycji strzałów laserowych jest przeprowadzone z wykorzystaniem informacji o rzeczywistych charakterystykach pojedynczego strzału laserowego impulsu użytego lasera. Niekreskowana część na Figurze 3 odnosi się do średnicy źrenicy równej 5,0 mm, która może być strefą obróbki. Dane utworzone w części kreskowanej, które mogą oznaczać strefę przejściową nie muszą być brane pod uwagę przy określaniu pozycji strzałów laserowych w obszarze obróbki. [0029] Pierwsza seria pozycji strzałów laserowych jest obliczona na podstawie pożądanego profilu ablacji a zasymulowany profil ablacji jest generowany z użyciem wspomnianej pierwszej serii pozycji strzałów laserowych. Pierwsza seria pozycji strzałów laserowych może być oparta na ekstrapolowanym froncie

8 7 falowym, jak opisano powyżej. W symulacji użyta jest informacja o jednej lub więcej charakterystykach impulsu pojedynczego strzału laserowego, jak zilustrowano na Figurze 2. Zasymulowany profil ablacji oparty na pierwszej serii pozycji strzałów laserowych, który odpowiada pierwszej iteracji jest zilustrowany na Figurze 3 za pomocą linii ciągłej. Na podstawie porównania wyznaczane są struktury resztkowe. Jak można zauważyć na Figurze 3, już pierwsze wyznaczenie pozycji strzałów laserowych z użyciem informacji o charakterystykach impulsu pojedynczego strzału laserowego dostarcza wynik, który jest zbliżony do pożądanego profilu ablacji w obszarze zainteresowania, tj. w obszarze źrenicy. [0030] Informacje odnoszące się do frontu fali, który ma być skorygowany mogą być zadane jako front fali n-tego rzędu, np. piątego rzędu jak na Figurze 1, a pierwsza seria pozycji strzałów laserowych może być obliczona na podstawie wspomnianego frontu fali n-tego rzędu. [0031] Druga seria pozycji strzałów laserowych jest obliczona na podstawie pożądanego profilu ablacji i wyznaczonych struktur resztkowych, aby bardziej zoptymalizować pozycje strzałów laserowych i odpowiadający im efekt obróbki laserowej. Drugi zasymulowany profil ablacji może być wygenerowany, używając drugiej serii pozycji strzałów laserowych, jak zilustrowano na Figurze 4. Tak jak na Figurze 3, oś X odnosi się do kierunku X przekroju ablacji a oś Y odnosi się do głębokości ablacji. Pozostałe różnice między pożądanym profilem ablacji a zasymulowanym profilem ablacji, tj. kolejne struktury resztkowe mogą być wyznaczone poprzez porównanie drugiego zasymulowanego profilu ablacji z pożądanym profilem ablacji. Na podstawie pożądanego profilu ablacji i wyznaczonych kolejnych struktur resztkowych może być obliczona kolejna seria pozycji strzałów laserowych. [0032] Podczas wyznaczania struktur resztkowych na podstawie porównania zasymulowanego profilu ablacji z pożądanym profilem ablacji, front fali zasymulowanego profilu ablacji może być zsumowany z frontem fali pożądanego profilu ablacji lub mogą być dodane współczynniki Zernike a. Dodanie współczynników Zernike a jest mniej skomplikowane i może prowadzić do zwiększenia wydajności obliczeń. [0033] Opisana powyżej procedura może być powtarzana iteracyjnie aż do ustalonej maksymalnej różnicy między zasymulowanym profilem ablacji a pożądanym profilem ablacji, tj. uzyskana jest konkretna dokładność obróbki, dla której kolejna seria pozycji strzałów laserowych jest użyta jako druga seria pozycji strzałów laserowych. W następnej iteracji, resztkowy front falowy może być dodany do obliczonego poprzednio frontu falowego. [0034] Różnica między zasymulowanym a pożądanym frontem falowym może być poddana filtracji, aby uzyskać małe i/lub duże częstotliwości przestrzenne poprzez obliczanie współczynników Zernike a aż do rzędu N, gdzie w każdym etapie iteracji użyty jest odpowiedni N -ty rząd współczynników Zernike a i gdzie N = n-2* licznik_iteracji. n jest rzędem informacji frontu falowego a licznik_iteracji odpowiada numerowi iteracji. [0035] Odnosząc się do Figur 3 i 4, na których przedstawiono wynik zasymulowanego profilu ablacji względem pożądanego profilu ablacji w kierunku X, na Figurze 5 i 6 przedstawiono przybliżenie zasymulowanego profilu ablacji w kierunku Y. Oś X na Figurach 5 i 6 odnosi się do kierunku Y przekroju ablacji a oś Y odnosi się do głębokości ablacji.

9 8 [0036] W Tabeli z Figury 7 przedstawiono resztkowe fronty falowe jako amplitudy współczynników Zernike a po pierwszej iteracji i drugiej iteracji. Porównanie amplitud, np. współczynnika Zernike a Z110 z Figury 1 Z110 = 0,512 z pierwszą iteracją Z110 = 0,112 i drugą iteracją Z110 = -0,004 pokazuje wydajność przybliżenia zasymulowanego frontu falowego z pożądanym frontem falowym według wynalazku. [0037] Na Figurze 8 przedstawiono widok przekroju ablacji pojedynczym strzałem laserowym, w którym impuls laserowy miał średnicę 1,6 mm. Przedstawiona na Figurze 8 ablacja pojedynczym strzałem laserowym ma większą średnicę i jest płytsza w porównaniu z tą z Figury 2. Tak jak na Figurze 2, głębokość ablacji (oś Y) jest pokazana wzdłuż centralnego przekroju impulsu laserowego. W tym przykładzie, w centrum impulsu laserowego, które jest oznaczone jako 0 µm na osi X znajduje się maksimum głębokości ablacji równe około 0,175 µm. [0038] Przybliżenie, jak pokazano na Figurach 9 do 12, jest oparte na froncie falowym pokazanym na Figurze 1, tj. pożądany front falowy (linie przerywane) na Figurach 9 do 12 odpowiada temu zilustrowanemu odpowiednio na Figurach 3 do 6. [0039] Odnosząc się do powyższego, zasymulowany profil ablacji (linia ciągła) z Figury 9 jest oparty na pierwszej serii pozycji strzałów laserowych, używając informacji o charakterystykach impulsu pojedynczego strzału laserowego według Figury 8. Struktury resztkowe są określane poprzez porównanie zasymulowanego profilu ablacji z pożądanym profilem ablacji (linia kreskowa). Różnica między zasymulowanym profilem ablacji a pożądanym profilem ablacji jest większa niż ta zgodna z odpowiadającą Figurą 3, gdzie wykorzystano impuls laserowy o średnicy 1,0 mm. Na te różnice, tj. wydajność przybliżenia, mogą wpływać nie tylko różne charakterystyki impulsu laserowego, ale również wykorzystanie algorytmu rozsiewania do określenia pozycji strzałów laserowych, jak również front falowy do korekcji, np. posiadający głownie niski rząd aberracji lub wysoki rząd aberracji. [0040] Na Figurze 10 przedstawiono drugi etap iteracji w kierunku X odpowiadający Figurze 4 a Figury 11 i 12 odpowiadają odpowiednio Figurom 5 i 6. [0041] W Tabeli z Figury 13 przedstawiono resztkowe fronty falowe jako amplitudy współczynników Zernike a po pierwszej iteracji i drugiej iteracji, odpowiadające Figurze 7. Porównanie amplitud, np. współczynnika Zernike a Z110 z Figury 1 Z110 = 0,512 z pierwszą iteracją Z110 = 0,283 i drugą iteracją Z110 = -0,024 pokazuje, że wydajność przybliżenia, używając charakterystyk impulsu laserowego według Figury 8, jest mniejsza w porównaniu z tą z Figury 2. Jak już wcześniej zaznaczono wydajność może zależeć od co najmniej jednego z: charakterystyki impulsu laserowego, użytego algorytmu rozsiewania do wyznaczenia pozycji strzałów laserowych oraz frontu falowego do korekcji. [0042] Jak wynika ze streszczenia wynalazku, niniejszy wynalazek może być zastosowany w różnych dziedzinach obróbki laserowej a Figury i odpowiadające im opisy odnoszące się do zabiegu na oku są jedynie przykładem. Korzystnie, wynalazek ten zapewnia podstawę, aby lasery używające dużych średnic impulsu dostarczały profile ablacji, które są porównywalne z wynikami uzyskiwanymi laserami o małej plamce. Wynalazek jest zdefiniowany przez załączone zastrzeżenia patentowe i nie jest ograniczony opisem.

10 9 Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie dostarczające plik strzału laserowego do stosowania w laserze, korzystnie laserze ekscymerowym, korzystnie do wykonywania refrakcyjnego zabiegu laserowego oka lub do wytwarzania dostosowywanych soczewek kontaktowych lub soczewek wewnątrzgałkowych, zawierające: a) środki do dostarczania informacji w odniesieniu do pożądanego profilu ablacji; b) środki do obliczania pierwszej serii pozycji strzałów laserowych na podstawie pożądanego profilu ablacji; c) środki do generowania zasymulowanego profilu ablacji, przy użyciu wspomnianej pierwszej serii pozycji strzałów laserowych i informacji o rozkładzie energii w impulsie pojedynczego strzału laserowego; d) środki do porównywania zasymulowanego profilu ablacji z pożądanym profilem ablacji i wyznaczania struktur resztkowych; e) środki do obliczania drugiej serii pozycji strzałów laserowych na podstawie pożądanego profilu ablacji i wyznaczonych struktur resztkowych, przy czym pożądany profil ablacji jest obliczony na podstawie informacji o froncie falowym uzyskanej dla poddanego zabiegowi oka, która to informacja o froncie falowym jest podana jako współczynniki Zernike a, przy czym informacja o froncie falowym jest podana jako front falowy n-tego rzędu i przy czym wspomniana pierwsza seria pozycji strzałów laserowych jest obliczana na podstawie wspomnianego frontu falowego n-tego rzędu, przy czym różnica pomiędzy zasymulowanym profilem ablacji a pożądanym profilem ablacji jest wyznaczana poprzez obliczanie różnicy między zasymulowanym frontem falowym a pożądanym frontem falowym, aby uzyskać resztkowy front falowy, który to resztkowy front falowy jest opisywany współczynnikami Zernike a, przy czym w kolejnej iteracji resztkowy front falowy jest dodawany do obliczanego wcześniej frontu falowego, przy czym różnica pomiędzy zasymulowanym a pożądanym frontem falowym jest poddawana filtracji, aby zyskać małe i/lub duże częstotliwości przestrzenne poprzez obliczanie współczynników Zernike a aż do rzędu N, przy czym w każdym etapie iteracji używany jest odpowiedni współczynnik Zernike a N -tego rzędu, i gdzie N = n-2* licznik_iteracji, gdzie n jest rzędem informacji frontu falowego a licznik_iteracji = numerowi iteracji. 2. Układ obróbki laserowej zawierający laser ekscymerowy i/lub laser femtosekundowy oraz urządzenie, jak określono w zastrz. 1.

11 10 Współczynnik Zernike a Amplituda Zernike a

12 11 głę bo ko ść abl acji w µm przekrój ablacji w µm głę bo ko ść abl acji w µm przekrój ablacji w µm

13 12 głę bo ko ść abl acj i w µm przekrój ablacji w µm głę bo ko ść abl acj i w µm przekrój ablacji w µm

14 13 głę bo ko ść abl acj i w µm przekrój ablacji w µm

15 14 Współczynnik Zernike a Pierwsza iteracja Druga iteracja

16 15 głę bo ko ść abl acj i w µm przekrój ablacji w µm głę bo ko ść abl acj i w µm przekrój ablacji w µm

17 16 głę bo ko ść abl acj i w µm przekrój ablacji w µm głę bo ko ść abl acj i w µm przekrój ablacji w µm

18 17 głę bo ko ść abl acj i w µm przekrój ablacji w µm

19 18 Współczynnik Zernike a Pierwsza iteracja Druga iteracja

20 19 Notacja Zernike a (standard OSA) Wada wzroku strojnik falowodowy nachylenie poziome nachylenie pionowe przeogniskowanie astygmatyzm 0 astygmatyzm 45 pozioma koma pionowa koma poziomy trefoil pionowy trefoil aberracja sferyczna wtórny astygmatyzm 0 wtórny astygmatyzm 45 poziomy quatrofoil pionowy quatrofoil wtórna pozioma koma wtórna pionowa koma wtórny poziomy trefoil wtórny pionowy trefoil poziomy pentafoil pionowy pentafoil Notacja B&L

21 20

22 21 DOKUMENTY WYMIENIONE W OPISIE Lista wymienionych przez zgłaszającego dokumentów została dołączona wyłącznie dla informacji czytającego i nie jest częścią europejskiego dokumentu patentowego. Została zestawiona z największą starannością, Europejski Urząd Patentowy nie bierze jednak żadnej odpowiedzialności za ewentualne błędy lub braki. Dokumenty patentowe wymienione w opisie: