用于为治疗设备的眼科激光器提供控制数据的方法、治疗设备、计算机程序和计算机可读介质与流程

本发明涉及用于为治疗设备的眼科激光器提供控制数据的方法、治疗设备、计算机程序以及计算机可读介质。

背景技术：

1、用于控制眼科手术激光器以矫正患者的光学视觉障碍和/或病理性或非自然改变的角膜区域的治疗设备和方法在现有技术中是已知的。其中，脉冲激光器和光束聚焦装置可以例如被形成为使得激光脉冲在位于有机组织内的焦点中实现光致破裂和/或光消融，以从角膜去除组织。为了使从移除的组织到角膜的过渡不会太突然，例如太陡，通常在待移除的组织的边缘区域中提供过渡区，这为角膜中的待移除组织中提供平坦的过渡。

2、其中，当今的系统和方法例如允许通用治疗方法或适合于相应治疗的患者的治疗方法。例如，适配的治疗方法考虑相应患者的角膜的地形信息或成像误差的信息或波前的信息(与入射在相应患者的眼睛上的光相关)。

3、然而，通常变得明显的是，实际实现的眼睛角膜曲率的矫正偏离计划的矫正和/或通过治疗产生不期望的像差。因此，矫正的结果可能不令人满意。

技术实现思路

0、发明概述

1、在一方面，本公开提供了用于角膜治疗的矫正轮廓，通过该矫正轮廓实现了角膜的改进矫正。

2、本发明的目的通过独立权利要求来解决。本发明的进一步有利的实施方案和修改在从属权利要求中限定和/或在说明书和附图中公开。

3、本发明基于以下思想：基于治疗计划中的检查数据对角膜的再生过程、特别是上皮层的再生进行建模，从而获得用于实现计划的矫正的适配的矫正轮廓。

4、本发明的一方面涉及用于为治疗设备的眼科激光器提供控制数据的方法，其中该方法包括由控制装置执行的以下步骤。该方法包括：根据预定检查数据确定用于矫正角膜视觉障碍的初始矫正值、根据预定检查数据确定上皮层参数以及提供上皮层再生模型，该模型描述根据所确定的上皮层参数再生上皮层。此外，该方法包括：根据初始矫正值和上皮层再生模型来确定适配的矫正值，并且提供用于眼科激光器的控制数据，该控制数据包括适配的矫正值。

5、换句话说，可以通过考虑上皮层的再生模型来改变可以从患者眼睛的检查数据确定的初始矫正值，以适当地考虑上皮层的再生，上皮层的再生可以发生在对患者眼睛角膜的治疗之后。通过该方法，可以提供适配的矫正值，基于该矫正值可以提供用于眼科激光器的控制数据。

6、控制数据可以包括用于在角膜中定位和/或聚焦各个激光脉冲的相应数据集。另外或替代地，用于调节至少一个光束装置以用于相应激光器的激光束的光束引导和/或光束成形和/或光束偏转和/或光束聚焦的相应数据集可以包括在控制数据中。

7、初始矫正值可以表征患者或其角膜所需的矫正。例如，初始矫正值可以从先前测量的角膜表面和/或从先前确定的视觉障碍导出。例如，矫正值可以指示以屈光度为单位的值，特别是对于球面和/或柱面矫正，并且相关联的矫正轮廓可以例如是消融轮廓或消融图。因此，矫正轮廓或矫正值提供了角膜的最初计划的矫正。例如，视觉障碍可能已经在所谓的折射测量的范围内被确定，例如在眼科医生处。因此，初始矫正值可以从折射测量的结果或从与折射测量相关的折射测量数据导出。作为初始矫正值或作为初始矫正值的一部分，例如确定角膜屈光力的期望变化、角膜曲率的期望变化、光学区的期望尺寸(例如直径或半径)和/或与角膜相关的光学区的期望位置。其中，可以以绝对值的形式或以相对值的形式来指示期望曲率。其中，绝对值可以直接指示在完成治疗之后，即在角膜矫正之后，角膜在光学区的区域中将具有何种曲率。曲率的绝对值例如可以直接由曲率半径指示或者间接由焦距或屈光力指示。曲率的相对值可以例如通过曲率半径的差异或者通过焦距或屈光力的差异来类似地指示。其中，该差异任选地可以分别与第一次角膜矫正之前或第一次角膜矫正之后的角膜状态有关。当然，曲率还可以通过任何其他合适的物理量来描述，无论是绝对的还是相对于当前曲率的。

8、其中，上皮层参数尤其可以描述治疗前上皮层的局部厚度，其是根据患者的检查数据确定的。此外，上皮层参数可以例如包括局部再生速率和/或局部消融速率。例如，局部上皮层厚度可以通过合适的测量方法来确定，例如高分辨率光学相干断层扫描(superoct)。局部再生率和/或局部消融率可以从统计数据确定或者可以从长期观察导出。此外，上皮层参数可以描述由于患者的年龄、治疗的表面、另外的个体患者参数等以及其他事项而引起的上皮层的预期时间发育或再生能力。

9、上皮层再生模型可以根据上皮层参数来确定，上皮层参数可以描述上皮层的再生，并且可以具体地描述角膜中上皮层的再生长和/或移位。换句话说，上皮层再生模型可以是这样的模型：该模型可以描述在上皮层完全或部分去除或损伤之后预定时间段内预期的上皮层再生，或者可以描述上皮层再生的时间进展。

10、上皮层的再生可能是一个过程，它可以从治疗区域的边缘传播，并且可能需要一些时间(通常几周到几个月)直到治疗后上皮层再生和被消融的上皮层再生达到平衡。例如，这可以在建模中考虑，因为通过上皮层再生模型模拟直到平衡时间点的上皮层或角膜的再生。

11、上皮层再生模型可以是数学模型，其可以通过数学公式或关系来描述再生过程，或者可以是可以用于通过考虑上皮层的再生过程而从初始矫正值确定适配的矫正值的过程，从而可以对角膜进行适应性改进的矫正。在最简单的情况下，例如可以假设线性模型用于上皮层的再生。任选地，再生可以被提供为非线性模型，通过该模型根据上皮层的局部消融的数量级来描述上皮层的再生速率。

12、使用上皮层再生模型，可以基于初始矫正值来确定适配的矫正值，该初始矫正值可以指示角膜的屈光力或角膜的曲率、光学区的尺寸(例如直径或半径)和/或如果考虑上皮层的再生则与角膜相关的光学区的位置。

13、如果不考虑上皮层再生模型，则可以预期通过激光治疗对视觉障碍的期望矫正在治疗后可能首先是理想的，即视觉障碍最初可以完全矫正或根据需要矫正。然而，在不考虑上皮层再生模型的情况下，期望的矫正可能随着时间的推移而退化，因为上皮层可能再生，这可能有助于眼睛的屈光力。这意味着角膜的曲率可能由于上皮层的再生过程而偏离所需的轮廓。

14、然而，如果考虑上皮层的再生过程，即考虑再生后预期上皮层的预期屈光力，则可以预期通过治疗实现的视觉障碍的矫正可能会通过上皮层的再生而从适配的矫正值发展到初始矫正值。为了确定适配的矫正值，模拟上皮层的轮廓可以例如被添加到可以由初始矫正值提供的计划初始矫正的轮廓，以补偿上皮层再生的影响。

15、通过本发明，可以实现视觉障碍的更好矫正，这提供了更好的矫正结果，尤其是从长远来看。

16、本发明还包括产生附加优点的实施方案。

17、在一个实施方案中，规定在用于根据上皮层再生模型确定适配的矫正值的方法中还可以执行以下步骤。这里，该方法包括：确定通过使用初始矫正值进行矫正所预期的虚拟术后角膜的数据，其中使用针对虚拟术后角膜的数据的上皮层再生模型对上皮层的再生进行建模，根据虚拟术后角膜的数据确定虚拟实现的矫正值，并根据虚拟实现的矫正值和初始矫正值确定适配的矫正值。

18、换言之，虚拟角膜可以被建模用于确定适配的矫正值，其中虚拟角膜可以表示在利用初始矫正值进行治疗之后(即术后)的角膜。其中，使用上皮层再生模型对虚拟术后角膜进行建模，使得在虚拟模型中清楚地看出角膜再生后达到哪个虚拟矫正值以及其偏离初始矫正值的程度。因此，根据由此产生的虚拟实现的矫正值和初始矫正值，可以确定适配的矫正值。

19、这里，虚拟可以意味着例如使用计算机辅助方法来模拟所实现的角膜矫正的模型，以能够以这种方式对计划的治疗的效果进行建模。

20、通过确定虚拟的术后角膜，可以更容易地确定适配的矫正值，由此可以实现视觉障碍的更好的矫正，这提供了更好的矫正结果，尤其是从长远来看。通过本发明，可以更简单地确定适配的矫正值，这另外甚至更好且更准确地考虑再生过程。

21、在另一实施方案中规定，在该方法中，虚拟术后角膜的数据以及由虚拟术后角膜的数据得到的虚拟矫正值的确定可以针对相应适配的矫正值而另外重复，直到虚拟实现的矫正值对应于初始矫正值。

22、换言之，可以使用虚拟实现的矫正值与初始矫正值或相应适配的矫正值的比较来迭代地重复适配的矫正值的确定，以实现矫正值的改进的适配。此外，本发明还实现了上述优点。

23、在另一实施方案中规定，在用于确定适配的矫正值的方法中确定虚拟实现的矫正值与初始矫正值之间的差值，其中矫正值的适配包括所确定的差值与初始矫正值的相加或相减。

24、换言之，可以计算虚拟实现的矫正值和适配的矫正值之间的差值以确定适配的矫正值。该差值或差异可以用于矫正值的适配以获得改进的适配的矫正值。

25、通过计算差值，可以实现矫正值的改进的适配。此外，本发明还实现了上述优点。

26、在另一实施方案中规定，在用于确定适配的矫正值的方法中确定虚拟实现的矫正值和初始矫正值之间的因子，其中矫正值的适配包括所确定的因子与初始矫正值的相乘或相除。

27、换句话说，可以执行矫正值与因子的适配，其基于虚拟实现的矫正值和初始矫正值。使用因子的适配可以具有这样的优点：与差值形成相比，可以实现虚拟实现的矫正值更快地收敛到初始矫正值。此外，本发明还实现了上述优点。

28、在另一实施方案中规定，根据虚拟实现的矫正值和初始矫正值，在该方法中迭代地或重复地执行适配的矫正值的确定。

29、具体地，如果虚拟实现的矫正值和初始矫正值之间的差值低于预定极限值，则可以中止该方法。

30、通过该实施方案，可以另外更简单地确定适配的矫正值，这另外甚至更准确地考虑再生过程。如果根据以上描述的方法被中止，则如果差值变得小于预定极限值，则可以在更短的时间内获得良好的结果。

31、在另一实施方案中，上皮层再生模型包括方法中的方程和/或数学过程。

32、例如，上皮层再生模型可以使用恒定值，该恒定值在剩余残余上皮层的每个位置处相加或者乘以残余上皮层的厚度(线性再生)，其中残余上皮层的厚度可以通过初始矫正值的上皮层参数来确定。此外，该值可以例如根据统计和/或经验测量确定，或者可以是非线性参数，其例如基于上皮层的再生速率和消融速率以时间指数函数的形式确定(例如，exp(-(再生速率)*(上皮层的消融)*t)，其中t是时间)。这是基于这样的假设：上皮层在被严重消融的位置上再生得更严重或更快。

33、通过该实施方案，上皮层的生长可以另外被更好地建模，从而能够确定更适配的矫正值，其另外甚至更准确地考虑再生过程。

34、在另一实施方案中规定，在用于确定虚拟术后角膜的数据的方法中确定在没有上皮层再生模型的情况下在矫正后的角膜表面，其中随后利用上皮层再生模型计算上皮层的再生。

35、换句话说，为了对上皮层进行建模，可以首先确定角膜表面，其不考虑上皮层的再生长，并且随后在其上通过上皮层再生模型对上皮层的再生长进行建模。

36、通过该实施方案，上皮层的生长可以另外被更好地建模，从而能够确定更适配的矫正值，更适配的矫正值另外甚至更准确地考虑再生过程。

37、在另一实施方案中规定，在用于矫正视觉障碍的方法中设置中央光学区和与其邻接的过渡区，其中仅修改过渡区以适配矫正值。

38、换句话说，中央光学区可以保持不变，并且矫正值的适配可以仅涉及过渡区，即中央光学区的边缘区域，以执行适配。

39、通过本实施方案，可以抑制像差和/或类似成像误差的产生，并且可以保证不改变对视觉障碍的良好矫正。

40、在另一实施方案中规定，在该方法中通过上皮层再生模型对上皮层再生为上皮层的原始形状(其由上皮层参数提供)进行建模。

41、换句话说，例如上皮层的局部厚度可用于对上皮层的再生进行建模和/或根据初始矫正值确定虚拟实现的矫正值。这是基于以下假设：由于再生和消融过程，再生上皮层可能达到与先前局部厚度相对应的术后局部厚度。

42、通过以这种方式对上皮层进行建模，可以另外以简单的方式容易地对上皮层的局部厚度进行建模。由此，可以简单地实现矫正值的改进的适配。

43、本发明的另一方面涉及用于控制治疗设备的方法。其中，该方法包括如先前所描述的方法的至少一个实施方案的方法步骤。此外，用于控制治疗设备的方法还包括将所提供的控制数据传送到治疗设备的至少一个眼科激光器的步骤。此外，随后可以利用控制数据来控制治疗设备和/或激光器以矫正角膜。

44、相应的方法可以包括至少一个附加步骤，当且仅当发生应用案例或应用情况时才执行该附加步骤，应用案例或应用情况在此未明确描述。例如，该步骤可以包括输出错误消息和/或输出输入用户反馈的请求。附加地或替代地，可以规定调节默认设置和/或预定初始状态。

45、本发明的另一方面涉及控制装置，其被形成为执行前述方法中的一个或两个的至少一个实施方案的步骤。此外，控制装置可以包括用于电子数据处理的计算单元，例如处理器。计算单元可以包括至少一个微控制器和/或至少一个微处理器。计算单元可以被配置为集成电路和/或微芯片。此外，控制装置可以包括(电子)数据存储器或存储单元。程序代码可以存储在数据存储器上，通过该程序代码对相应方法的相应实施方案的步骤进行编码。程序代码可以包括相应激光器的控制数据。程序代码可以通过计算单元来执行，由此使控制装置执行相应的实施方案。控制装置可以被形成为控制芯片或控制单元。控制装置例如可以被包括在计算机或计算机集群中。

46、本发明的另一方面涉及一种具有至少一个眼外科或眼科激光器和控制装置的治疗设备，该控制装置被形成为执行前述方法中的一个或两个的至少一个实施方案的步骤。相应的激光可以被形成为通过光学突破将人眼或动物眼睛的具有预定义界面的预定角膜体积至少部分地分离，特别是通过光致破裂将其至少部分地分离和/或通过利用(光)消融来烧蚀角膜层和/或引起角膜和/或眼晶状体中激光诱导的折射率变化。

47、本发明的另一方面涉及计算机程序。计算机程序包括例如形成程序代码的命令。程序代码可以包括至少一个控制数据集，其具有用于相应激光器的相应控制数据。当通过计算机或计算机集群执行程序代码时，导致执行先前描述的方法或其至少一个实施方案。

48、本发明的另一方面涉及计算机可读介质(存储介质)，其上分别存储上述计算机程序及其命令。为了执行计算机程序，计算机或计算机集群可以访问计算机可读介质并读出其内容。例如，存储介质被形成为数据存储器，特别是至少部分地被形成为易失性或非易失性数据存储器。非易失性数据存储器可以是闪存和/或ssd(固态驱动器)和/或硬盘。易失性数据存储器可以是ram(随机存取存储器)。例如，命令可以作为编程语言的源代码和/或作为汇编程序和/或作为二进制代码存在。

49、本发明所描述的方面之一的进一步的特征和优点可以由本发明的另一方面的实施方案产生。因此，如果本发明的实施方案的特征没有被明确地描述为相互排斥的话，则它们可以以彼此任意组合的方式存在。

技术特征：

1.用于为治疗设备(10)的眼科激光器(12)提供控制数据的方法，其中该方法包括由控制装置(18)执行的以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中为了根据所述上皮层再生模型确定所述适配的矫正值，执行以下步骤：

3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中对于相应适配的矫正值重复确定所述虚拟术后角膜的数据和由所述虚拟术后角膜的数据得到的虚拟矫正值的数据，直到所述虚拟实现的矫正值对应于所述初始矫正值。

4.根据权利要求2或3中的任一项所述的方法，其中为了确定适配的矫正值，确定所述虚拟实现的矫正值与所述初始矫正值之间的差值，其中所述矫正值的适配包括所确定的差值与所述初始矫正值的相加或相减。

5.根据权利要求2或3中的任一项所述的方法，其中为了确定所述适配的矫正值，确定所述虚拟实现的矫正值与所述初始矫正值之间的因子，其中所述矫正值的适配包括确定的因子与初始矫正值的相乘或相除。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的方法，其中根据所述虚拟实现的矫正值和所述初始矫正值来迭代地执行适配的矫正值的确定。

7.根据权利要求2至6中的任一项所述的方法，其中为了确定所述虚拟术后角膜的数据，确定在没有上皮层再生模型的情况下矫正后的角膜表面，其中随后利用所述上皮层再生模型计算所述上皮层的再生。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述上皮层再生模型包括方程和/或数学过程。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中提供中央光学区和与其邻接的过渡区用于矫正所述视觉障碍，其中仅修改所述过渡区以适配所述矫正值。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中由所述上皮层再生模型对所述上皮层到所述上皮层的原始形状的再生进行建模，所述上皮层的原始形状是由所述上皮层参数提供的。

11.用于控制治疗设备(10)的方法，其中该方法包括以下步骤：

12.控制装置(18)，其被配置为执行根据前述权利要求中的任一项所述的相应方法。

13.治疗设备(10)，具有至少一个眼科激光器(12)和根据权利要求12所述的至少一个控制装置(18)，所述眼科激光器用于通过光学突破、特别是通过光致破裂和/或光消融来分离人或动物眼睛的角膜体积。

14.包括命令的计算机程序，所述命令使得根据权利要求13所述的治疗设备(10)执行根据权利要求1至11中的任一项所述的方法。

15.计算机可读介质，其上存储有根据权利要求14所述的计算机程序。

技术总结
本发明涉及控制装置(18)、治疗设备(10)以及用于为治疗设备(10)的眼科激光器(12)提供控制数据的方法。作为步骤，该方法包括：根据预定的检查数据确定(S10)用于矫正角膜(16)的视觉障碍的初始矫正值；根据预定的检查数据确定(S12)上皮层参数并提供上皮层再生模型，该上皮层再生模型描述了具有所确定的上皮层参数的上皮层的再生；根据初始矫正值和上皮层再生模型来确定(S14)适配的矫正值；以及提供(S16)用于眼科激光器(12)的控制数据，控制数据包括适配的矫正值。

技术研发人员：S·阿巴·莫斯卡拉
受保护的技术使用者：施温德眼科技术解决方式有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23