MÉTODO Y APARATO PARA CALCULAR UN ARCHIVO DE IMPACTO LÁSER PARA SU USO EN UN LÁSER EXCIMER DE REFRACCIÓN.

Un método para calcular un archivo de impacto láser, para su uso en un láser excimer,

preferiblemente para realizar un tratamiento con láser de refracción de un ojo, o para producir una lente de contacto o una lente intraocular personalizada, que comprende las etapas de usar un medio para proporcionar información con respecto a un perfil de ablación deseado, usando un medio para calcular una densidad de impacto para obtener el perfil de ablación deseado, en el que la densidad de impacto es el número de impactos láser a aplicar a una parte de una zona de tratamiento, usando un medio para determinar una anchura de cuadrícula de una cuadrícula que se usa para situar los impactos láser del láser excimer en las posiciones de la cuadrícula en las que la anchura de cuadrícula es la distancia entre dos puntos de cuadrícula cercanos de la cuadrícula, y en el que la anchura de cuadrícula se determina basándose en la densidad de impacto calculada del perfil de ablación deseado para calcular dicho archivo de impacto láser usando un algoritmo de iteración, en el que la anchura de la cuadrícula se determina de manera que, dentro de una zona de tratamiento, un número mínimo de posiciones de la cuadrícula reciben un impacto láser en sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es baja y/o de manera que un número máximo de posiciones de la cuadrícula reciben un impacto láser en sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es alta

Campo de la invención

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La presente invención se refiere a un método y aparato para calcular un archivo de impacto láser, para su uso en un 5 láser excimer de refracción, en particular usando un algoritmo iteración. La invención es específicamente adecuada para aplicar el archivo de impacto láser cuando se realiza el tratamiento láser de un ojo o cuando se produce una lente de contacto o una lente intraocular (IOL) personalizada, por ablación láser.

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Descripción de la técnica relacionada

El documento US 6.090.100 se refiere a un sistema de láser excimer para corrección de la visión con efectos térmicos 10 reducidos. Se refiere específicamente a un aparato y método para controlar el sistema de láser excimer para retirar el tejido del ojo, para realizar diversos tipos de correcciones, tales como corrección de miopía, hipermetropía y astigmatismo. En una de las realizaciones descritas, el sistema de láser excimer proporciona un tamaño de punto relativamente grande, que proporciona un cubrimiento relativamente grande del área de tratamiento por impacto. Aunque se usan dichos tamaños de punto grandes, los impactos generalmente no son “adyacentes” entre sí, sino que 15 en lugar de ello solapan para generar el grado de ablación deseado en un punto particular. Para calcular el resultado de los impactos solapantes, se usa un algoritmo. En un método de cálculo, se usan patrones de tratamiento que usan tamaños de punto grandes y fijos, distribuidos a lo largo del área de tratamiento, con un algoritmo de interpolación. Se hace referencia específica a una interpolación rectangular, interpolación circular e interpolación orientada línea a línea. Usando cualquiera de la variedad de métodos de interpolación de iteración por impacto, se crea una serie de impactos 20 para un tamaño de punto fijo, dispersados sobre un área de tratamiento, para corregir el grado deseado de ablación. Para la serie respectiva, se usa una cuadrícula, con una anchura de constante de cuadrícula, entre las posiciones individuales de la cuadrícula. Con los métodos de iteración conocidos, la forma del perfil de ablación deseado, que normalmente es un perfil continuo, tiene que transferirse a una distribución de densidad discreta totalmente numerada. Aquí, el perfil continuo representa una ablación planeada y la distribución de densidad discreta, totalmente numerada, 25 representa una serie de pulsos láser de ablación de punto móvil. La estructura residual, es decir, la diferencia entre el perfil planeado y conseguido, tiene que minimizarse. Las soluciones exactas pueden encontrarse principalmente numéricamente, aunque no en un tiempo razonable. Por lo tanto, para este fin, se usan algoritmos de iteración. El perfil se discretiza en una cuadrícula dada. Usando una función de coste, o función de mérito, el algoritmo decide para cada posición de la cuadrícula si poner un impacto o no. Para esta decisión, normalmente sólo se tienen en cuenta unas 30 pocas posiciones próximas de la cuadrícula. Este algoritmo de iteración ahorra tiempo de cálculo, sin necesidad de que se tenga en cuenta el tamaño real del impacto. Es suficiente con saber el volumen de impacto que se erosiona con un impacto láser. Sin embargo, en ciertas condiciones, los algoritmos de iteración conocidos producen aberraciones en partes del perfil, por ejemplo, en regiones de baja densidad donde el siguiente impacto cercano está demasiado lejos. Las aberraciones pueden producirse también en regiones de alta densidad donde, casi en cada posición, se pone un 35 impacto. Las posiciones sin impacto también están a una distancia demasiado grande para suponer que sólo son necesarias unas pocas posiciones próximas.

Respecto a los antecedentes generales de los algoritmos de iteración, se hace referencia al documento US 6.271.936 B1, que se refiere al campo del procesamiento de imágenes digitales. En particular, se refiere a un método para multiajustar digitalmente una imagen de señal continua, usando métodos de difusión del error, iteración y sobre-40 modulación. Se hace referencia al problema de que puede ocurrir una aberración, tal como espirales, que se forman cuando los píxeles de salida, blancos o negros, parecen encadenarse juntos en un área que, de lo contrario, sería uniforme. Aunque esta patente de Estados Unidos da una descripción detallada de estos métodos conocidos, se refiere a un campo técnico completamente diferente. Entre otras diferencias, los sistemas de impresora láser conocidos están usando una resolución fija dada como un número de puntos por pulgada, es decir, un mayor número de puntos por 45 pulgada da como resultado una mejor resolución. Además, una impresora láser conocida no tiene problemas de solapamiento y roce de puntos, porque esto no da como resultado un ennegrecimiento adicional cuando se golpea un punto dos veces o más a menudo. En lugar de ello, para producir una imagen, puede crearse una cierta área local de la imagen, que tiene un cierto nivel de gris, aplicando un número correspondiente de puntos en esta área local.

Finalmente, el documento US 2003/023233 describe la determinación de una anchura de cuadrícula, aunque esta 50 anchura de cuadrícula no está basada en la densidad de impacto calculada y no se usa un algoritmo de iteración.

Sumario de la invención

El objeto subyacente de la presente invención es proporcionar un método y aparato para calcular un archivo de impacto láser para usarlo en un láser excimer de refracción, en el que se minimiza la diferencia entre el perfil planeado y conseguido. Este objeto se resuelve con las características de las reivindicaciones 1 y 11. 55

Un perfil de ablación deseado para corregir, por ejemplo, miopía, tiene una densidad de impacto máxima en la parte central de la zona de tratamiento, mientras que una densidad de impacto mínima está presente a lo largo de un borde

circunferencial de la zona de tratamiento. De esta manera, el número de impactos de láser a aplicar a la parte central de la zona de tratamiento es mayor que en otras sub-áreas, en particular a lo largo del borde de la zona de tratamiento.

Para la corrección de, por ejemplo, hipermetropía, la densidad de impacto mínima está presente en la parte central de la zona de tratamiento. Por otro lado, el perfil de ablación requiere un mayor número de impactos láser a lo largo de un borde circunferencial de la zona de tratamiento. 5

La invención generalmente es aplicable para cualquier perfil de ablación, en el que se investigan sub-áreas que tienen diferentes densidades de impacto, para determinar cualquier sub-área que tenga una densidad de impacto máxima y/o cualquier sub-área que tenga una densidad de impacto mínima.

El concepto general de la presente invención se basa en la idea de optimizar la cuadrícula, en particular optimizar la anchura de la cuadrícula, de una cuadrícula que se usa para poner impactos láser del láser excimer. Más 10 específicamente, la densidad de impacto para obtener un perfil de ablación deseado, predeterminado, se calcula en primer lugar. Dependiendo de la densidad de impacto calculada del perfil de ablación deseado, se determina una cuadrícula óptima, es decir, una anchura de cuadrícula óptima.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, la anchura de cuadrícula se optimiza dependiendo de la densidad de impacto mínima, y/o la densidad de impacto máxima, del perfil de ablación deseado. Generalmente, 15 para un perfil de ablación deseado que tiene bajas densidades de impacto, se usa una cuadrícula que tiene una mayor anchura de cuadrícula. Para un perfil de ablación deseado, que tiene altas densidades de impacto, se usa una cuadrícula que tiene una anchura de cuadrícula estrecha. Preferiblemente, se selecciona una anchura de cuadrícula que satisfaga el requisito de que el número mínimo de posiciones de cuadrícula ocupadas sea de al menos el 4% de todas las posiciones de la cuadrícula disponibles en cualquier región y/o que el número máximo de posiciones de la cuadrícula 20 ocupadas no sea mayor del 96% de todas las posiciones de cuadrícula disponibles en cualquier sub-área de una zona de tratamiento. Una posición de cuadrícula ocupada, preferiblemente, sólo recibe un impacto láser. Preferiblemente, el intervalo es del 10% al 90% y más preferiblemente el intervalo es del 20% al 80%.

La...

1. Un método para calcular un archivo de impacto láser, para su uso en un láser excimer, preferiblemente para realizar un tratamiento con láser de refracción de un ojo, o para producir una lente de contacto o una lente intraocular personalizada, que comprende las etapas de usar un medio para proporcionar información con respecto a un perfil de 5 ablación deseado, usando un medio para calcular una densidad de impacto para obtener el perfil de ablación deseado, en el que la densidad de impacto es el número de impactos láser a aplicar a una parte de una zona de tratamiento, usando un medio para determinar una anchura de cuadrícula de una cuadrícula que se usa para situar los impactos láser del láser excimer en las posiciones de la cuadrícula en las que la anchura de cuadrícula es la distancia entre dos puntos de cuadrícula cercanos de la cuadrícula, y en el que la anchura de cuadrícula se determina basándose en la 10 densidad de impacto calculada del perfil de ablación deseado para calcular dicho archivo de impacto láser usando un algoritmo de iteración, en el que la anchura de la cuadrícula se determina de manera que, dentro de una zona de tratamiento, un número mínimo de posiciones de la cuadrícula reciben un impacto láser en sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es baja y/o de manera que un número máximo de posiciones de la cuadrícula reciben un impacto láser en sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es alta. 15

2. El método de la reivindicación 1, en el que dentro de la zona de tratamiento, el número mínimo de posiciones de la cuadrícula en las sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es baja, es de al menos el 4 por ciento, preferiblemente al menos el 10 por ciento y más preferiblemente al menos el 20 por ciento de las posiciones de la cuadrícula en dichas sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es baja.

3. El método de la reivindicación 1 ó 2, en la que dentro de la zona de tratamiento, el número máximo de posiciones de 20 la cuadrícula en las sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es alta no es mayor del 96 por ciento, preferiblemente no mayor del 90 por ciento y más preferiblemente no mayor del 80 por ciento de las posiciones de la cuadrícula en dichas sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es alta.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la anchura de cuadrícula G se determina usando la ecuación: 25

en la que

VImpacto es el volumen de ablación de un solo impacto láser,

Dmáx(x, y) es la densidad de impacto máxima local en una posición de cuadrícula P(x, y),

zmáx(x, y) es el valor máximo del perfil de ablación en la posición de la cuadrícula P(x, y). 30

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente la etapa de calcular la colocación de los impactos láser, del láser excimer, en las posiciones de la cuadrícula, usando dicho algoritmo de iteración.

6. El método de la reivindicación 5, que comprende adicionalmente la etapa de decidir, para cada posición de la cuadrícula, si poner un impacto láser o no, usando una función de coste del algoritmo de iteración. 35

7. El método de la reivindicación 6, en el que se tiene en cuenta la etapa de decidir si poner un impacto en una posición de cuadrícula dada, una decisión correspondiente con respecto a las posiciones de la cuadrícula en la cercanía de la posición de cuadrícula dada.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente la etapa de dividir un perfil de ablación deseado en al menos dos sub-perfiles de ablación, calculando la densidad de impacto de cada uno de 40 dichos sub-perfiles de ablación, determinando una anchura de cuadrícula respectiva basada en la densidad de impacto calculada respectiva de cada uno de los sub-perfiles de ablación.

9. El método de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, que comprende adicionalmente la etapa de clasificar los impactos láser situados calculados.

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el láser excimer de refracción proporciona un 45 rayo láser a un tamaño de punto fijo entre 0,5 mm y 3,5 mm de diámetro, preferiblemente a un tamaño de punto fijo entre 1,0 y 2,0 mm de diámetro.

11. Un aparato para calcular un archivo de impacto láser, para su uso en un láser excimer de refracción, preferiblemente para realizar un tratamiento con láser de refracción de un ojo o para producir una lente de contacto o una lente intraocular personalizada, que comprende un medio para proporcionar información con respecto a un perfil de ablación 50 deseado, un medio para calcular una densidad de impacto, para obtener el perfil de ablación deseado, en el que la densidad de impacto es el número de impactos láser a aplicar a una parte de una zona de tratamiento, un medio para

determinar una anchura de cuadrícula, de una cuadrícula que se está usando para colocar los impactos láser del láser excimer en las posiciones de la cuadrícula, en el que la anchura de la cuadrícula es la distancia entre dos puntos de cuadrícula cercanos de la cuadrícula y en el que la anchura de la cuadrícula se determina basándose en la densidad de impacto calculada del perfil de ablación deseado, para calcular dicho archivo de impacto láser usando un algoritmo de iteración, en el que la anchura de la cuadrícula se determina de manera que, dentro de una zona de tratamiento, un 5 número mínimo de posiciones de la cuadrícula reciben un impacto láser en las sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es baja y/o de manera que un número máximo de posiciones de la cuadrícula reciben un impacto láser en las sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es alta.

12. El aparato de la reivindicación 11, en el que dentro de la zona de tratamiento, el número mínimo de posiciones de la cuadrícula en las sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es baja, es de al menos el 4 por ciento, 10 preferiblemente al menos el 10 por ciento y más preferiblemente al menos el 20 por ciento de las posiciones de la cuadrícula en dichas sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es baja.

13. El aparato de la reivindicación 11 ó 12, en el que dentro de la zona de tratamiento, el número máximo de posiciones de la cuadrícula en las sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es alta, no es mayor del 96 por ciento; preferiblemente no mayor del 90 por ciento y más preferiblemente no mayor del 80 por ciento de las posiciones de la 15 cuadrícula en dichas sub-áreas donde la densidad de impacto calculada es alta.

14. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que la anchura de cuadrícula G se determina usando la ecuación

en la que 20

VImpacto es el volumen de ablación de un solo impacto láser,

Dmáx(x, y) es la densidad de impacto máxima local en una posición de la cuadrícula P(x, y),

zmáx (x, y) es el valor máximo del perfil de ablación en la posición de la cuadrícula P(x, y).

15. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, que comprende adicionalmente un medio para calcular la colocación de los impactos láser del láser excimer en las posiciones de la cuadrícula usando dicho algoritmo de 25 iteración.

16. El aparato de la reivindicación 15, que comprende adicionalmente un medio para decidir, para cada posición de la cuadrícula, si poner un impacto láser o no, usando una función de coste del algoritmo de iteración.

17. El aparato de la reivindicación 16 en el que el medio para decidir si poner un impacto en una posición de cuadrícula dada recibe información de una decisión correspondiente, con respecto a las posiciones de cuadrícula en la cercanía de 30 la posición de cuadrícula dada.

18. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, que comprende adicionalmente un medio para dividir un perfil de ablación deseado en al menos dos sub-perfiles de ablación, calcular la densidad de impacto de cada uno de dichos sub-perfiles de ablación, en el que dicho medio para determinar una anchura de cuadrícula recibe la densidad de impacto calculada respectiva de cada sub-perfil de ablación y determina la anchura de cuadrícula respectiva. 35

19. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, que comprende adicionalmente un medio para clasificar los impactos láser colocados calculados.

20. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19, en el que el láser excimer de refracción proporciona un rayo láser a un tamaño de punto fijo entre 0,5 mm y 3,5 mm de diámetro, preferiblemente a un tamaño de punto fijo entre 1,0 y 2,0 mm de diámetro. 40