Un método para el cálculo de un archivo de descargas láser para el uso en un láser excimer preferiblemente para la realización de un tratamiento de láser refractivo de un ojo o para producir una lente de contacto personalizada o una lente intraocular que comprende las etapas de proporcionar información con respecto al perfil de ablación deseado utilizando un algoritmo de oscilación,

en el que el algoritmo de oscilación se adapta al perfil de ablación deseado mediante el uso de un umbral dinámico que depende de la densidad de descarga del perfil de ablación deseado para el cálculo del archivo de descargas láser

Procedimiento y aparato para calcular un fichero de descargas láser para utilización en un láser excimer.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método y aparato para calcular un archivo de descargas láser para su uso en particular en un láser excimer utilizando un algoritmo de oscilación. La invención es específicamente adecuada para la aplicación del archivo de descargas láser cuando se realiza un tratamiento láser de un ojo o cuando se produce una lente de contacto personalizada o una lente intraocular (IOL, del inglés "intraocular lens") mediante la ablación láser.

Descripción de las técnicas relacionadas

El documento de Estados Unidos US 6.090.100 se refiere a un sistema de láser excimer para la corrección de la visión con efectos térmicos reducidos. Se relaciona específicamente con un aparato y un método para controlar el sistema de láser excimer para retirar tejido del ojo para realizar varios tipos de correcciones tales como corrección de miopía, hipermetropía y astigmatismo. En una realización descrita, el sistema de láser excimer proporciona un tamaño de punto relativamente grande que proporciona una cobertura relativamente grande del área de tratamiento por descarga. Mientras se usan tales grandes tamaños de punto, las descargas son generalmente no "adyacentes" entre sí sino que en su lugar se solapan para generar el grado deseado de ablación en un punto particular. Para calcular el resultado de las descargas solapadas, se utiliza un algoritmo. En un método de cálculo de los patrones de tratamiento usando tamaños de puntos grandes, fijos, distribuidos a través del área de tratamiento, se utiliza un algoritmo de oscilación. Se hace referencia específica a una oscilación rectangular, una oscilación circular y una oscilación orientada línea por línea. Utilizando cualquier variedad de método de oscilación de la descarga, se crea una matriz de descargas para una oscilación de puntos de tamaño fijo sobre un área de tratamiento para una corrección hasta el grado deseado de ablación. Para la matriz respectiva, se utiliza una rejilla con un ancho de rejilla constante entre las posiciones de rejilla individuales. Con los métodos de oscilación conocidos, la forma del perfil de ablación deseado, que generalmente es un perfil continuo, ha de transferirse en una distribución de densidad discreta numerada. Aquí, el perfil continuo representa una ablación planificada y la distribución de densidad discreta numerada representa una serie de pulsos láser de puntos volantes de ablación. La estructura residual, es decir, la diferencia entre el perfil planificado y el obtenido, ha de minimizarse. Las soluciones exactas pueden encontrarse principalmente numéricamente pero no en un tiempo razonable. Por lo tanto, para esta finalidad, se utilizan los algoritmos de oscilación. El perfil se convierte en discreto en una rejilla dada. Utilizando una función de coste o función de mérito, el algoritmo decide para cada posición de la rejilla si situar o no una descarga. Para esta decisión, normalmente se tienen en cuenta solamente unas pocas posiciones colindantes de la rejilla. Este algoritmo de oscilación ahorra tiempo de cálculo sin necesidad de que se tenga en cuenta el tamaño real del punto. Es suficiente conocer el volumen de descarga que se extirpa con una descarga láser. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, los algoritmos de oscilación conocidos producen efectos artificiosos en partes del perfil, por ejemplo, en regiones de baja densidad donde la descarga colindante siguiente está demasiado alejada. Pueden producirse también efectos artificiosos en regiones de alta densidad donde casi en cada posición, se sitúa una descarga. Las posiciones sin descarga tienen también una distancia demasiado larga para la suposición de que sólo son necesarias unas pocas posiciones colindantes.

Con relación a los antecedentes generales de los algoritmos de oscilación, se hace referencia al documento US 6.271.936 B1, que se refiere al campo del procesamiento digital de imágenes. Se refiere particularmente a un método para multi-colorear digitalmente una imagen de tono continuo utilizando el error de difusión, oscilación y métodos de sobremodulación. Se hace referencia al problema de que puede tener lugar un efecto artificioso como un gusano que se forma cuando los píxeles de salida blancos o negros parecen encadenarse juntos en un área que debería ser, por todo lo demás, uniforme. En lo que esta Patente de Estados Unidos da una descripción detallada de estos métodos conocidos, se refieren a un campo técnico completamente diferente. Entre otras diferencias, los sistemas de impresión láser conocidos usan una resolución fija respectiva dada como un número de puntos por pulgada, es decir, un número de puntos por pulgada más alto da como resultado una mejor resolución. Más aún, una impresora láser conocida no tiene problemas con el solapado y puntos que se toquen debido a que esto no da como resultado un ennegrecimiento adicional cuando se da en un punto dos veces o más a menudo. Sino que más bien, para producir una imagen, una cierta área local de imagen que tenga un cierto nivel de gris puede crearse mediante la aplicación de un número correspondiente de puntos en esta área local.

Resumen de la invención

El objeto subyacente de la presente invención es proporcionar un método y un aparato para calcular un archivo de descargas láser para su uso en un láser excimer refractivo, en donde se minimiza la diferencia entre el perfil planificado y el obtenido. Este objeto se resuelve con las características de las reivindicaciones.

Un perfil de ablación deseado para la corrección por ejemplo de miopía tiene una densidad de descarga máxima en la parte central de la zona de tratamiento mientras que se presenta una densidad de descarga mínima a lo largo del borde circunferencial de la zona de tratamiento. Por ello, el número de descargas láser a ser aplicadas en la parte central de la zona de tratamiento es mayor que en otras áreas, en particular a lo largo del borde de la zona de tratamiento.

Para la corrección de, por ejemplo, hipermetropía la densidad de descarga mínima se presenta en la parte central de la zona de tratamiento. Por otro lado, el perfil de ablación requiere un número mayor de descargas láser a lo largo de un borde circunferencial de la zona de tratamiento. La invención es aplicable en general a cualquier perfil de ablación, en el que se investigan las subáreas que tienen diferentes densidades de descarga para determinar cualquier subárea que tenga una densidad máxima de descarga y/o cualquier subárea que tenga una mínima densidad de des- carga.

El concepto general de la presente invención se basa en la idea de adaptar el algoritmo de oscilación que se usa para colocar descargas láser del láser excimer cuando se convierte en discreto un perfil de ablación dado sobre una rejilla dada. Utilizando una función de coste, el algoritmo de oscilación decide para cada posición de una rejilla si situar una descarga. Más específicamente, se calcula primero la densidad de descarga para obtener un perfil de ablación deseado predeterminado. Dependiendo de la densidad de descarga calculada del perfil de ablación deseado, se adapta el algoritmo de oscilación mediante el uso de un valor de umbral dinámico que se usa en una función de coste para el cálculo de las descargas.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el valor de umbral se selecciona a partir de al menos dos valores diferentes de umbral dependiendo de la densidad de descarga mínima y/o de la densidad de descarga máxima del perfil de ablación deseado. Generalmente, para un perfil de ablación deseado que tenga bajas densidades de descarga, se utiliza un valor de umbral más bajo. Para un perfil de ablación deseado que tenga densidades de descarga altas, se utiliza un valor de umbral más alto.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, un primer valor de umbral es un valor dentro del intervalo del 0% al 20% de la máxima intensidad de descarga del perfil de ablación. Alternativamente o además un segundo valor de umbral es un valor dentro del intervalo del 20% al 80% de la densidad de descarga máxima. Alternativamente o además un tercer valor de umbral es un valor dentro del intervalo del 80% al 100% de la densidad de descarga máxima.

De acuerdo con una realización preferida adicional de la presente invención, se usan más de tres niveles de umbral diferentes y más preferiblemente el valor de umbral "TV(x, y)" se relaciona con la densidad de descarga "D(x, y)" de acuerdo...

1. Un método para el cálculo de un archivo de descargas láser para el uso en un láser excimer preferiblemente para la realización de un tratamiento de láser refractivo de un ojo o para producir una lente de contacto personalizada o una lente intraocular que comprende las etapas de proporcionar información con respecto al perfil de ablación deseado utilizando un algoritmo de oscilación, en el que el algoritmo de oscilación se adapta al perfil de ablación deseado mediante el uso de un umbral dinámico que depende de la densidad de descarga del perfil de ablación deseado para el cálculo del archivo de descargas láser.

2. El método de las reivindicaciones 1, que comprende además las etapas de utilizar el algoritmo de oscilación para hacer discreto el perfil de ablación deseado sobre una rejilla dada y decidir para cada posición de la rejilla si colocar una descarga láser del láser excimer sobre dicha posición de la rejilla.

3. El método de la reivindicación 2, en el que el algoritmo de oscilación utiliza una función de coste para la determinación, en cada posición de la rejilla, de si colocar una descarga láser del láser excimer sobre dicha posición de la rejilla.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además la etapa de calcular una densidad de las descargas para la obtención del perfil de ablación deseado en el que dicho umbral dinámico se define dependiendo de la densidad de las descargas calculada del perfil de ablación deseado.

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se utilizan al menos dos valores de umbral diferentes dependiendo del perfil de ablación deseado.

6. El método de la reivindicación 5, en el que se utiliza un primer valor de umbral para un perfil de ablación deseado que tiene bajas densidades de descarga y/o se utiliza un segundo valor de umbral para un perfil de ablación deseado que tiene altas densidades de descarga, en el que dicho primer valor de umbral es inferior a dicho segundo valor de umbral.

7. El método de la reivindicación 6, en el que el primer valor de umbral es un valor dentro del intervalo del 0% al 20% de la densidad de descarga máxima del perfil de ablación deseado y/o el segundo valor de umbral es un valor dentro del intervalo del 20% al 80% de la densidad de descarga máxima y/o un tercer valor de umbral es un valor dentro del intervalo del 80% al 100% de la densidad de descarga máxima.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el valor de umbral TV(x, y) se relaciona con la densidad de las descargas del perfil de ablación deseado D(x, y) de acuerdo con la ecuación:

TV(x, y) = f(D(x, y)).

9. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el valor de umbral TV(x, y) se relaciona linealmente con la densidad de las descargas del perfil de ablación deseado D(x, y) de acuerdo con la siguiente ecuación:

(2)TV(x, y) = a • D(x, y)

en la que a es un factor dentro del intervalo de 0 < a =q 1,5, más preferiblemente 0,8 =q a =q 1,1 y más preferiblemente a=1.

10. El método de la reivindicación 9, en el que el valor de umbral se fija en un valor igual o cercano al valor de la densidad de descarga.

11. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que un ancho de rejilla de la rejilla dada se determina basándose en la densidad de descarga calculada del perfil de ablación deseado.

12. El método de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, en el que en la etapa de decidir si colocar una descarga sobre una posición de rejilla dada se tiene en cuenta una decisión correspondiente con relación a las posiciones de la rejilla colindantes con la posición de rejilla dada.

13. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes comprendiendo además la etapa de la división de un perfil de ablación deseado en al menos dos subperfiles de ablación, el cálculo de la densidad de las descargas de cada uno de dichos subperfiles de ablación y la determinación de un ancho de rejilla respectivo basándose en la densidad de las descargas calculada respectiva de cada uno de los subperfiles de ablación.

14. El método de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 13 comprendiendo además la etapa de clasificar las descargas láser colocadas calculadas.

15. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que el láser excimer proporciona un haz láser con un tamaño de punto fijo entre 0,5 mm y 3,5 mm de diámetro, preferiblemente un tamaño del punto fijo entre 1,0 a 2,0 mm de diámetro.

16. Un aparato para el cálculo de un archivo de descargas láser para el uso en un láser excimer preferiblemente para la realización de un tratamiento de láser refractivo de un ojo o para producir una lente de contacto personalizada o una lente intraocular que comprende medios para proporcionar información con respecto al perfil de ablación deseado y utilizando un algoritmo de oscilación, en el que el algoritmo de oscilación se adapta al perfil de ablación deseado mediante el uso de un umbral dinámico que depende de una densidad de descarga del perfil de ablación deseado para el cálculo del archivo de descargas láser.

17. El aparato de la reivindicación 16, que comprende además, cuando utiliza el algoritmo de oscilación, medios para hacer discreto el perfil de ablación deseado sobre una rejilla dada y medios para decidir para cada posición de la rejilla si colocar una descarga láser del láser excimer sobre dicha posición de la rejilla.

18. El aparato de la reivindicación 17, en el que el algoritmo de oscilación utiliza una función de coste para la determinación, en cada posición de la rejilla, de si colocar una descarga láser del láser excimer sobre dicha posición de la rejilla.

19. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, que comprende además medios para calcular una densidad de las descargas para la obtención del perfil de ablación deseado en el que dicho umbral dinámico se define dependiendo de la densidad de las descargas calculada del perfil de ablación deseado.

20. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, que comprende además medios para seleccionar al menos dos valores de umbral diferentes dependiendo del perfil de ablación deseado.

21. El aparato de la reivindicación 20, en el que se selecciona un primer valor de umbral para un perfil de ablación deseado que tiene bajas densidades de descarga y/o se selecciona un segundo valor de umbral para un perfil de ablación deseado que tiene altas densidades de descarga, en el que dicho primer valor de umbral es inferior a dicho segundo valor de umbral.

22. El aparato de la reivindicación 21, en el que el primer valor de umbral es un valor dentro del intervalo del 0% al 20% de la densidad de descarga máxima del perfil de ablación deseado y/o el segundo valor de umbral es un valor dentro del intervalo del 20% al 80% de la densidad de descarga máxima y/o un tercer valor de umbral es un valor dentro del intervalo del 80% al 100% de la densidad de descarga máxima.

23. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 22, que comprende además medios para la determinación del valor de umbral TV(x, y) en relación con la densidad de las descargas del perfil de ablación deseado D(x, y) de acuerdo con la ecuación:

TV(x, y) = f(D(x, y)).

24. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 22, que comprende además medios para la determinación del valor de umbral TV(x, y) como una relación lineal con la densidad de las descargas del perfil de ablación deseado D(x, y) de acuerdo con la siguiente ecuación:

(2)TV(x, y) = a • D(x, y)

en la que a es un factor dentro del intervalo de 0 < a =q 1,5, más preferiblemente 0,8 =q a =q 1,1 y más preferiblemente a=1.

25. El aparato de la reivindicación 24, comprendiendo además medios para la fijación del valor de umbral en un valor igual o cercano al valor de la densidad de descarga.

26. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 25, que comprende además medios para la determinación de un ancho de rejilla de la rejilla dada basándose en la densidad de descarga calculada del perfil de ablación deseado.

27. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 26, en el que dichos medios para la decisión de si colocar una descarga sobre una posición de rejilla dada utiliza información con relación a una decisión correspondiente con relación a las posiciones de la rejilla colindantes con la posición de rejilla dada.

28. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 27 comprendiendo además medios para dividir un perfil de ablación deseado en al menos dos subperfiles de ablación, medios para el cálculo de la densidad de las descargas de cada uno de dichos subperfiles de ablación y medios para la determinación de un ancho de rejilla respectivo basándose en la densidad de las descargas calculada respectiva de cada uno de los subperfiles de ablación.

29. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 28 comprendiendo además medios para clasificar las descargas láser colocadas calculadas.

30. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 16 a 29, en el que el láser excimer proporciona un haz láser con un tamaño de punto fijo entre 0,5 mm y 3,5 mm de diámetro, preferiblemente con un tamaño de punto fijo entre 1,0 a 2,0 mm de diámetro.