Un sistema láser quirúrgico que puede ser calibrado (10) adaptado para calibración de la posición de un punto focal (54) del sistema láser (10),

que comprende:

una unidad de láser (12) para generar un haz de láser (14), en el que dicha unidad de láser (12) define una referencia de base (16);

un cuerpo de calibración (36) montado en dicha unidad de láser (12);

un miembro de calibración (18) que tiene una superficie curvada (46) con una curvatura predeterminada, en el que la superficie curvada (46) define un eje central (48) sustancialmente perpendicular a la misma, y en el que dicho miembro de calibración (18) está fijado a dicho cuerpo de calibración (36) para colocar la superficie (46) de dicho miembro de calibración (18) a una distancia predeterminada de la referencia de base (16) de dicha unidad de láser (12);

un medio óptico (22) para enfocar el haz de láser (14) a un punto focal (54) en una ubicación inicial preseleccionada (56) a una distancia de la superficie (46) del miembro de calibración (18);

un medio para desplazar el punto focal hacia la superficie (46) de dicho miembro de calibración (18) a lo largo de una distancia "d", hasta que se induce una descomposición óptica inducida por láser (LIOB) en una ubicación final (60) sobre la superficie (46) de dicho miembro de calibración (18); un medio para determinar la distancia "d"; y

un medio para comparar la distancia "d" con un valor predeterminado para calibrar el sistema láser (10)

Dispositivo y procedimiento para calibrar un sistema láser.

Campo de la invención

La presente invención está relacionada en general a procedimientos de calibración de sistemas láser. Más particularmente, la presente invención se refiere a sistemas y procedimientos para realizar la calibración de sistemas láser en los que el haz de láser causa descomposición óptica inducida por láser (LIOB) en un material de referencia. La presente invención es útil particularmente, pero no exclusivamente, como un sistema y procedimiento para calibración precisa de un sistema láser mediante la identificación y medición de ubicaciones donde se produce LIOB en un material de referencia.

Antecedentes de la invención

Para un sistema láser usado en cirugía oftálmica, es crítico que el haz de láser sea enfocado correctamente, y que se conozca la posición del punto focal del haz con respecto a la unidad generadora del láser. Además, debido a la naturaleza curvada de la córnea, un haz que haya de usarse en cirugía oftálmica debe presentar una profundidad correcta y evitar la inclinación y el desplazamiento lateral (descentramiento). Además, el punto focal del haz de láser debe tener una densidad de energía sustancialmente constante en todas las posiciones del área de tratamiento. La calibración correcta de los sistemas láser en este campo requiere la consideración colectiva de todos estos factores (es decir, la posición del punto focal, la densidad de energía, y la orientación global del haz). Esto es particularmente importante porque un haz de láser dirigido de manera inexacta o incorrectamente podría causar daño permanente a un área del ojo a la que no se pretende aplicar el tratamiento.

Aunque los sistemas láser calibrados correctamente son vitales para mejorar los resultados de la cirugía oftálmica, hasta ahora ha resultado difícil calibrar correctamente los sistemas láser hasta el elevado nivel de precisión deseado. A la luz de lo anterior, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo y procedimiento eficiente para calibrar un sistema de láser quirúrgico. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo y procedimiento en el que un desplazamiento lateral del haz se traduce en un desplazamiento del eje z en un miembro de calibración. Otro objeto de la invención es proporcionar un dispositivo y procedimiento para identificar la posición del punto focal en el eje z. Otro objeto más de la presente invención es proporcionar un dispositivo y procedimiento de calibración de láser que tenga en cuenta la identificación de la inclinación y el descentramiento del haz de láser. Otro objeto más de la presente invención es proporcionar un dispositivo y procedimiento para calibrar un sistema láser que sea fácil de llevar a cabo y sea comparativamente económico.

Se considera que el documento EP-A2-1169985 representa la técnica anterior más parecida y desvela un sistema láser que comprende una unidad de láser de pulso ultracorto para generar un haz de láser, medios ópticos para enfocar el haz de láser a un punto focal en un punto inicial preseleccionado, y medios para desplazar el punto focal en una dirección axial. Como el dispositivo de D1 está pensado para uso en cirugía ocular intraestromal, es esencial la colocación precisa (en tres dimensiones) del punto focal real, y como consecuencia el sistema habrá sido calibrado invariablemente en cuanto a la colocación del punto focal, pero este documento no dice nada en particular en cuanto a los medios de visualización de la calibración. El documento WO-A-9904220 desvela el uso de preformas de plástico erosionables con el propósito de calibrar un láser quirúrgico.

Resumen de la invención

La invención se define como el sistema de la reivindicación 1 adjunta y el procedimiento de la reivindicación 1 adjunta.

El sistema láser quirúrgico incluye una unidad láser para generar un haz de láser, preferentemente un haz de láser de femtosegundo. Dentro del contexto de la presente invención, se considera que la unidad de láser define una referencia de base que puede usarse como referencia espacial para procedimientos de calibración. Además, el sistema incluye un cuerpo de calibración que está montado en la unidad de láser. Para los propósitos de la presente invención, un miembro de calibración que está hecho de un material que tiene un umbral de energía predeterminado para LIOB está fijado al cuerpo de calibración.

Estructuralmente, el miembro de calibración incluye una superficie que define un eje central que es sustancialmente perpendicular a la misma. Preferentemente, la superficie del miembro de calibración tiene una curvatura predeterminada con un radio de curvatura comprendido entre aproximadamente ocho y doce milímetros. Cuando el miembro de calibración está fijado al cuerpo de calibración, y el cuerpo de calibración está montado en la unidad de láser, la superficie del miembro de calibración está colocada a una distancia predeterminada de la referencia de base de la unidad de láser. Además, el eje central del miembro de calibración está sustancialmente alineado con el recorrido esperado del haz de láser, y pasa por el vértice de la superficie del miembro de calibración.

Para la presente invención, el sistema también incluye un mecanismo para enfocar el haz de láser a un punto focal en una ubicación inicial preseleccionada, y luego desplazar el haz de láser en la dirección z hacia una ubicación final esperada. En este movimiento, cada ubicación de la mancha focal corresponde a una configuración específica C del mecanismo de enfoque. Por lo tanto, la ubicación inicial preseleccionada para la mancha focal corresponderá a una configuración inicial C₀ del mecanismo de enfoque. Una vez que se establece C₀, la mancha focal se desplaza entonces hacia la ubicación final esperada. De manera importante, si el haz de láser está calibrado correctamente, la ubicación final esperada del punto focal será incidente sobre la superficie del miembro de calibración, y el mecanismo de enfoque tendrá una configuración C_E. Si no, una aparición temprana o una completa ausencia, de LIOB sobre la superficie indica que la unidad de láser está sin calibración en una dirección z. Con una ausencia de LIOB, la ubicación final del punto focal (corresponde a C_E) tiene que ser desplazada otra vez en la dirección z (es decir, a lo largo del eje central) hasta que, de hecho, se produce LIOB en la superficie. Independientemente de si la LIOB se produce antes de lo esperado, o después del nuevo movimiento en la dirección z, la ubicación final donde puede observarse LIOB sobre la superficie se denomina en lo sucesivo la ubicación final real y corresponde a una configuración C_A del mecanismo de enfoque. En este procedimiento, si la superficie superior del miembro de calibración se está usando para una calibración en la dirección z, el punto focal se desplaza hacia el miembro de calibración y en dirección opuesta a la unidad de láser. Por otra parte, si es la superficie inferior del miembro de calibración la que se está usando, el punto focal se desplaza hacia atrás, hacia la unidad de láser. En cualquier caso, se determina la distancia "d" entre la ubicación final esperada (que corresponde a C_E) y la ubicación final real (que corresponde a C_A). De este modo, la distancia "d" se representa por la diferencia entre las configuraciones C_E y C_A del mecanismo de enfoque. Entonces es la distancia "d" la que se usa en la calibración del sistema láser para su ubicación en la dirección z. Esto, sin embargo, no termina el procedimiento de calibración. Una vez que ha sido calibrada la ubicación final real (es decir, la corrección en la dirección z que corresponde a C_A) para el sistema láser, aún es necesario calibrar la inclinación y el descentramiento.

Además, para todas las evaluaciones de calibración, el sistema está provisto de un dispositivo de formación de imágenes para identificar si se induce LIOB. También está provisto un dispositivo de medición para medir la distancia "d" y una distancia radial "r" de las ubicaciones de LIOB finales desde el eje central para calibrar el haz de láser. De esta manera, puede calibrarse el control del haz de láser.

Durante el funcionamiento del sistema, puede usarse una pluralidad de ubicaciones de LIOB finales para calibrar una "inclinación" y un "descentramiento" para el haz de láser. Además, puede usarse una pluralidad de ubicaciones de LIOB finales para crear patrones de prueba a...

1. Un sistema láser quirúrgico que puede ser calibrado (10) adaptado para calibración de la posición de un punto focal (54) del sistema láser (10), que comprende:

una unidad de láser (12) para generar un haz de láser (14), en el que dicha unidad de láser (12) define una referencia de base (16);

un cuerpo de calibración (36) montado en dicha unidad de láser (12);

un miembro de calibración (18) que tiene una superficie curvada (46) con una curvatura predeterminada, en el que la superficie curvada (46) define un eje central (48) sustancialmente perpendicular a la misma, y en el que dicho miembro de calibración (18) está fijado a dicho cuerpo de calibración (36) para colocar la superficie (46) de dicho miembro de calibración (18) a una distancia predeterminada de la referencia de base (16) de dicha unidad de láser (12);

un medio óptico (22) para enfocar el haz de láser (14) a un punto focal (54) en una ubicación inicial preseleccionada (56) a una distancia de la superficie (46) del miembro de calibración (18);

un medio para desplazar el punto focal hacia la superficie (46) de dicho miembro de calibración (18) a lo largo de una distancia "d", hasta que se induce una descomposición óptica inducida por láser (LIOB) en una ubicación final (60) sobre la superficie (46) de dicho miembro de calibración (18); un medio para determinar la distancia "d"; y

un medio para comparar la distancia "d" con un valor predeterminado para calibrar el sistema láser (10).

2. Un sistema (10) según la reivindicación 1 que además comprende un medio para medir una distancia radial "r" de la ubicación final (60) desde el eje central (48) para calibrar el sistema láser (10).

3. Un sistema (10) según la reivindicación 1, en el que la superficie (46) tiene un radio de curvatura comprendido entre aproximadamente ocho y doce milímetros.

4. Un sistema (10) según la reivindicación 1 en el que dicho miembro de calibración (18) está hecho de un material que tiene un umbral de energía predeterminado para LIOB.

5. Un sistema (10) según la reivindicación 1 en el que se usa una pluralidad de ubicaciones finales (60) para calibrar una "inclinación" y un "descentramiento" para el sistema láser (10), en el que, preferentemente, una pluralidad de ubicaciones finales (60) crea un patrón de prueba.

6. Un sistema (10) según la reivindicación 5 en el que cada patrón de prueba se crea respectivamente usando una energía diferente en el haz de láser (14), y en el que las diferentes energías respectivas están comprendidas entre una baja energía y una alta energía, produciendo una densidad de energía en el punto focal (54) inferior al umbral de densidad de energía para LIOB del miembro de calibración (18), y una alta densidad de energía en el punto focal (54) superior al umbral de densidad de energía para LIOB de dicho miembro de calibración (18) para determinar una densidad de energía para la mancha focal del haz de láser (14), en el que, preferentemente, se comparan entre sí una pluralidad de patrones de prueba para determinar una uniformidad para la densidad de energía en la mancha focal del haz de láser (14).

7. Un procedimiento para calibrar la posición de un punto focal (54) de un sistema láser quirúrgico (10), que comprende las etapas de:

suministrar un medio (12) para generar un haz de láser (14) en el que dicho medio generador (12) define una referencia de base (16);

montar un medio (36) para calibrar el haz de láser (14) en el medio generador (12), con dicho medio de calibración (36) incluyendo una superficie del miembro de calibración curvada (46) con una curvatura predeterminada, en el que la superficie (46) define un eje central (48) sustancialmente perpendicular a la misma, y en el que la superficie (46) está colocada a una distancia predeterminada de la referencia de base (16) de dicho medio generador (12);

generar el haz de láser (14) con el medio generador (12) para pasar el haz de láser (14) a través de dicha superficie del miembro de calibración (46);

enfocar el haz de láser (14) a un punto focal (54) en una ubicación inicial preseleccionada (56) a una distancia de la superficie del miembro de calibración (46);

desplazar el punto focal a lo largo de una distancia "d", hasta que sea inducida una descomposición óptica inducida por láser (LIOB) en una ubicación final (60) sobre la superficie (46) de dicho miembro de calibración (18); determinar la distancia "d"; y

comparar la distancia "d" con un valor predeterminado para calibrar el sistema láser (10).

8. Un procedimiento según la reivindicación 7 que además comprende la etapa de medir una distancia radial "r" de la ubicación final (60) desde el eje central (48) para calibrar el sistema láser (10).

9. Un procedimiento según la reivindicación 7 que además comprende las etapas de:

dirigir el punto focal (54) en dirección contraria a la superficie (46); y

repetir las etapas de desplazamiento y dirección para inducir LIOB en una pluralidad de ubicaciones finales (60) sobre la superficie (46) para calibrar una "inclinación" y un "descentramiento" para el haz de láser (14).

10. Un procedimiento según la reivindicación 9 en el que la pluralidad de ubicaciones finales (60) crea un patrón de prueba, y en el que las etapas de desplazamiento y dirección se realizan múltiples veces para crear una pluralidad de patrones de prueba, con cada patrón de prueba creado respectivamente usando una diferente energía en el haz de láser (14), y en el que las diferentes energías respectivas están comprendidas entre una baja energía y una alta energía, produciendo una densidad de energía en el punto focal (54) inferior al umbral de densidad de energía para LIOB del miembro de calibración (18), y una alta densidad de energía en el punto focal (54) superior al umbral de densidad de energía para LIOB de dicho miembro de calibración (18) para determinar una densidad de energía para la mancha focal del haz de láser (14), comprendiendo además preferentemente la etapa de comparar entre sí la pluralidad de patrones de prueba para determinar una uniformidad para la densidad de energía en la mancha focal del haz de láser (14).