Procedimiento y dispositivo para calibrar la energía de impulso de un dispositivo láser utilizando un dispositivo de medición interferométrico de óptica de coherencia.

Procedimiento para calibrar la energía de impulso de un dispositivo láser que proporciona una radiación láser de trabajo pulsada

, llevándose a cabo durante el procedimiento, mediante la radiación de láser de trabajo, varias ablaciones de prueba, en particular ablaciones de prueba de impulso múltiple, en uno o varios objetos de prueba con una energía de impulso diferente V, midiéndose además la profundidad de ablación de cada una de las ablaciones de prueba y determinándose, a continuación, una energía de impulso teórica correspondiente, sobre la base de las profundidades de ablación medidas y de una profundidad de ablación teórica predeterminada, y ajustándose en el dispositivo láser

caracterizado por que, las profundidades de ablación se miden mediante un dispositivo de medición interferométrico de óptica de coherencia, por que las profundidades de ablación se miden mediante un rayo de medición del dispositivo de medición que discurre a lo largo de la dirección de la radiación de láser de trabajo y por que se llevan a cabo varias ablaciones de prueba en el mismo objeto de prueba y éste es movido, entre las ablaciones de prueba consecutivas, con respecto al dispositivo de medición, siendo dispuestas las ablaciones de prueba a una distancia radial del centro del disco de un disco de prueba utilizado como objeto de prueba y siendo girado el disco de prueba según un ángulo de giro predeterminado entre las ablaciones de prueba consecutivas

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/007102.

Solicitante: WAVELIGHT GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: AM WOLFSMANTEL 5 91058 ERLANGEN ALEMANIA.

Inventor/es: DONITZKY, CHRISTOF, RIEDEL,Peter.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES... > Instrumentos según se especifica en los subgrupos... > G01B9/02 (Interferómetros)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/06 (Determinación de la configuración del haz de rayos, p. ej. con ayuda de máscaras o de focos múltiples)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/70 (Operaciones o equipo auxiliar)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/0622 (por impulsos de conformado)

PDF original: ES-2522619_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para calibrar la energía de impulso de un dispositivo láser utilizando un dispositivo de medición interferométrico de óptica de coherencia.

La presente invención se refiere a un procedimiento para calibrar la energía de impulso de un dispositivo láser que proporciona radiación de láser de trabajo pulsada. Durante el procedimiento se llevan a cabo, mediante la radiación de láser de trabajo, varias ablaciones de prueba, en especial ablaciones de prueba de impulso múltiple, en uno o varios objetos de prueba con en cada caso una energía de impulso diferente. Se mide la profundidad de ablación de cada una de las ablaciones de prueba y se determina una energía de impulso teórica correspondiente, sobre la base de las profundidades de ablación medidas y de una profundidad de ablación teórica predeterminada. Esta energía de impulso teórica se ajusta en el dispositivo láser (ver el documento US 24/14791 A).

La presente invención se refiere además a un dispositivo láser para realizar la calibración de la energía de un láser de trabajo, según el preámbulo de la reivindicación 5.

El procedimiento descrito anteriormente, así como el dispositivo láser mencionado se utilizan, entre otras cosas, en la cirugía láser refractiva oftalmológica.

Por cirugía láser refractiva debe entenderse aquí la modificación de las propiedades de representación de un sistema óptico "ojo" mediante radiación láser. La interacción de la radiación láser incidente con el ojo modifica las propiedades de refracción de uno o varios componentes del ojo. Dado que para las propiedades de representación del ojo la córnea es determinante, la cirugía láser del ojo incluye, en muchos casos, un tratamiento de la córnea. Mediante retirada de material (ablación de material) selectiva se da lugar al mismo tiempo a una modificación de la forma de la córnea. Por ello se habla también de una nueva conformación de la córnea.

Un ejemplo conocido de la cirugía oftalmológica refractiva es la LASIK (LASer-ln-Situ-Keratomileusis), en la cual se retira (ablaciona) tejido de la córnea, con el fin de conformar de nuevo la córnea para la corrección de problemas de visión. Para la ablación del tejido de la córnea se utiliza, por regla general, un láser excímero en el rango del UV (típicamente 193 mm). La radiación láser se conduce, en lo que respecta al tiempo y el lugar, de tal manera sobre el ojo que en puntos elegidos de la córnea se ablaciona una cantidad determinada de tejido, Esta ablación es descrita mediante el llamado perfil de ablación, es decir que el perfil de ablación indica la ablación que hay que llevar a cabo en cada punto de la córnea.

El perfil de ablación se calcula, por regla general, para el ojo que hay que corregir antes de la realización de la intervención quirúrgica. La base de este cálculo es una medición del ojo en su estado real. Para esta medición del ojo se conocen diferentes técnicas por el estado de la técnica, en particular, aparatos de medición topográfica (llamados Topolyser), analizadores de frente de ondas, aparatos de Scheimpflug, paquímetros así como la determinación subjetiva de la refracción.

El perfil de ablación se calcula de tal manera que después de la operación la córnea tenga una forma óptima para el ojo tratado y se hayan corregido lo más ampliamente posible distorsiones ópticas de la imagen existentes con anterioridad. Para el cálculo del perfil de ablación el mundo profesional dispone, desde hace tiempo, de métodos adecuados.

Si se ha determinado el perfil de ablación para el ojo que hay que tratar se calcula a continuación como se puede conseguir de la mejor manera posible la retirada deseada con la radiación láser de la que se dispone. Para ello hay que encontrar y tener en cuenta una relación entre la densidad de energía del impulso láser y la retirada de material a que se da lugar con ella. Esta relación constituye la base para una calibración el láser de trabajo para un material de hay que tratar y para una retirada de material definida. Además de la densidad de energía del impulso láser influye una serie de otros parámetros sobre la magnitud de la retirada de material como, por ejemplo, las propias propiedades del material, la temperatura del material, la estructuración superficial, etc., si bien en el presente caso hay que considerar en primer lugar una variación de la energía de impulso. El programa de control para los impulsos láser se calcula con la suposición de una retirada determinada constante por impulso. Por ello es importante que se ajuste siempre en el sistema láser la energía que dé lugar exactamente a esta retirada supuesta/exigida.

En la cirugía oftalmológica se conocen métodos estructurados de forma diferente para calibrar la energía de láseres en cuanto al efecto de la luz láser pulsada con la materia que hay que tratar:

En un primer método se lleva a cabo, mediante el rayo láser que hay que calibrar, una ablación sobre una lámina de condensador especial. La ablación provoca un cambio de color el cual sirve entonces como medida de la energía que se ha aplicado sobre la lámina para la ablación.

En otro método para calibrar la energía se aplica una ablación refractiva sobre una muestra de polimetilmetacrilato (PMMA). A continuación se determina la modificación de la refracción en el punto de ablación mediante un refractómetro del ángulo vertical.

Además se desarrolló un procedimiento en el cual sobre un disco de prueba de fluencia de PMMA se lleva a cabo una ablación de prueba definida. Por fluencia se entiende aquí la energía del rayo láser por superficie. La profundidad de ablación de la ablación de prueba se mide mediante un explorador mecánico. Si la profundidad de ablación se encuentra en un margen predeterminado la energía del sistema láser está correctamente ajustada.

Los procedimientos mencionados con anterioridad y los sistemas correspondientes presentan, sin embargo, diferentes desventajas. En caso de utilización de la medición mecánica descrita anteriormente de un disco de prueba de fluencia hecho de PMMA tiene que decidir el usuario, por ejemplo, después de cada ablación y medición, si la energía ajustada debe ser reajustada o si está ya ajustada correctamente. Con el fin de alcanzar el valor teórico a que se aspira para la energía del rayo láser puede suceder que el usuario tenga que repetir varias veces este procedimiento. Esto es parcialmente complicado para el usuario dado que debe "aproximarse" paso a paso, mediante aumento o reducción de la energía de rayo, a la profundidad de ablación óptima y con ello a la energía de rayo deseada.

La presente invención se plantea el problema de proponer un procedimiento de calibración de la energía mejorado así como un dispositivo láser correspondiente, los cuales eviten las desventajas mencionadas.

Un procedimiento y un dispositivo según la invención están definidos en las reivindicaciones 1 y 5.

La determinación sin contacto de la profundidad de ablación y la capacidad de integración del procedimiento de medición permiten un planteamiento completamente nuevo de la determinación de la profundidad de ablación en el objeto de prueba. De este modo se puede, por un lado, mejorar la calibración de la energía de impulso para que, por ejemplo, justo después de la ablación de prueba se mida el objeto de prueba, sin que para ello haya que mover el objeto de prueba y conseguir, de este modo, una automatización del procedimiento de calibración. Además, se mejora la precisión de la calibración, dado que mediante el dispositivo de medición interferométrico de óptica de coherencia se puede determinar y ajustar, simultáneamente a la profundidad de ablación,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para calibrar la energía de impulso de un dispositivo láser que proporciona una radiación láser de trabajo pulsada, llevándose a cabo durante el procedimiento, mediante la radiación de láser de trabajo, varias ablaciones de prueba, en particular ablaciones de prueba de impulso múltiple, en uno o varios objetos de prueba con una energía de impulso diferente V, midiéndose además la profundidad de ablación de cada una de las ablaciones de prueba y determinándose, a continuación, una energía de impulso teórica correspondiente, sobre la base de las profundidades de ablación medidas y de una profundidad de ablación teórica predeterminada, y ajustándose en el dispositivo láser

caracterizado por que, las profundidades de ablación se miden mediante un dispositivo de medición interferométrico de óptica de coherencia, por que las profundidades de ablación se miden mediante un rayo de medición del dispositivo de medición que discurre a lo largo de la dirección de la radiación de láser de trabajo y por que se llevan a cabo varias ablaciones de prueba en el mismo objeto de prueba y éste es movido, entre las ablaciones de prueba consecutivas, con respecto al dispositivo de medición, siendo dispuestas las ablaciones de prueba a una distancia radial del centro del disco de un disco de prueba utilizado como objeto de prueba y siendo girado el disco de prueba según un ángulo de giro predeterminado entre las ablaciones de prueba consecutivas,.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo de medición funciona de acuerdo con el principio de la OLCR.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en un objeto de prueba, en particular, un objeto de prueba provisto de por lo menos una de las ablaciones de prueba, se lleva a cabo una ablación de control con la energía de impulso teórica determinada y a continuación, se mide la profundidad de ablación de la ablación de control con el dispositivo de medición.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se genera una corriente de aire y se orienta por lo menos sobre la parte ablacionada del objeto de prueba.

5. Dispositivo láser, en particular para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende:

- una fuente de radiación láser (11), la cual proporciona radiación láser de trabajo pulsada para el tratamiento de un objeto, caracterizada por que comprende:

- un dispositivo de medición (13) interferométrico de óptica de coherencia para medir, por lo menos, una medida

de longitud mediante la utilización de un rayo de medición que discurre a lo largo de la dirección de la radiación

láser de trabajo,

- un módulo de posicionamiento (17) controlable para posicionar un objeto de prueba (18) en varias posiciones definidas con respecto a la fuente de radiación láser (11), presentando el módulo de posicionamiento una placa de alojamiento para alojar un disco de prueba que se utiliza como objeto de prueba así como un servomotor para el accionamiento de giro de la placa de alojamiento,

- un ordenador que controla la fuente de radiación láser (11), el dispositivo de medición (13) y el módulo de posicionamiento (17), el cual está concebido para llevar a cabo, bajo el control de un programa de control (2), las siguientes acciones para calibrar la fuente de radiación láser (11):

- la realización de varias ablaciones de prueba, en particular, ablaciones de prueba de impulso múltiple, en el

mismo objeto de prueba mediante la radiación láser de trabajo con una energía de impulso diferente en cada

caso, estando dispuestas las ablaciones de prueba a una distancia radial del centro del disco del disco utilizado como objeto de prueba,

- el control del módulo de posicionamiento, para mover el disco de prueba, entre las ablaciones de prueba consecutivas, mediante giro con un ángulo de giro predeterminado a diferentes posiciones relativas con respecto a la fuente de radiación láser,

- la medición de la profundidad de ablación de cada una de las ablaciones de prueba mediante el dispositivo de medición (13),

- la determinación de una energía de impulso teórica sobre la base de las profundidades de ablación medidas y de una profundidad de ablación teórica predeterminada y, en su caso, el ajuste de la energía de impulso teórica determinada para la radiación láser de trabajo.