Programa de control para el control temporal y espacial de impulsos láser.

Procedimiento para la generación de un programa de control destinado al control temporal y espacial deimpulsos láser que deben ser enfocados y posicionados en correspondencia con una forma objetivo o superficieobjetivo en un material que hay que tratar,

o sobre el mismo

que comprende las siguientes etapas:

- predefinir una rejilla de puntos con constantes de rejilla predefinidas,

- seleccionar aquellos puntos de rejilla que den lugar a una coincidencia con la forma objetivo o superficieobjetivo, según un criterio de coincidencia predefinido,

- establecer que los impulsos láser deben ser posicionados según los puntos de rejilla seleccionados,siendo las constantes de rejilla seleccionadas en función de un radio de acción fotodisruptivo, dependiente de ladirección, de los impulsos láser en el material,

caracterizado porque en la dirección de impulsos láser, la rejilla de puntos tiene una constante de rejilla que esdistinta a la constante de rejilla en la dirección perpendicular a ella.

Programa de control para el control temporal y espacial de impulsos láser.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la generación de un programa de control destinado al control temporal y espacial de impulsos láser que deben ser posicionados, en correspondencia con una forma objetivo o superficie objetivo, en un material que hay que tratar, o sobre el mismo.

En el tratamiento del material se utilizan de forma diversa sistemas láser pulsados, con el fin de conseguir variaciones sobre el material o en el mismo. A continuación se selecciona, a título de ejemplo para un tratamiento del material de este tipo, una aplicación en el campo de la oftalmología, para la cual es especialmente adecuada la presente invención.

La córnea del ojo humano puede ser conformada de nuevo, como es conocido, con impulsos láser en el rango del UV. En especial, se conoce el procedimiento LASIK.

En este procedimiento, se controlan por ejemplo impulsos láser espacial y temporalmente mediante un ordenador, de tal manera que un gran número de pulsos son posicionados, unos junto a otros, sobre el material o en el mismo. Estos efectos de los impulsos láser en los lugares de su posicionamiento, teniendo lugar el posicionamiento por ejemplo mediante enfoque, son de tipo distinto. En la tecnología LASIK se conocen, por ejemplo, los efectos fotodisruptivos y los efectos ablativos de los impulsos láser. Los efectos fotodisruptivos de los impulsos láser se aprovechan por ejemplo al cortar un "Flap" (tapita) en la córnea. Para ello, se posicionan impulsos láser, con longitudes de pulso en el rango de los femtosegundos (es decir, menores que un picosegundo) , en el tejido de la córnea uno tras otro temporal y espacialmente de tal manera que el efecto fotodisruptivo corte finalmente un Flap del tejido de la córnea. En esta técnica no se necesita un microqueratomo mecánico.

Un efecto fotoablativo se utiliza en el procedimiento LASIK en una segunda etapa. En esta etapa, se abate en primer lugar hacia el lado, sobre el punto de articulación, el Flap generado como se ha descrito anteriormente y acto seguido se conducen los puntos de luz del rayo láser, controlados por ordenador, punto a punto por encima del estroma puesto al descubierto de la córnea, con el fin de retirar tejido de la córnea y conferir de este modo una nueva forma, tras el abatimiento de vuelta del Flap de la córnea, con la cual se eliminan o por lo menos se reducen las distorsiones de la imagen y aberraciones de grado superior existentes con anterioridad.

En el procesamiento del material se conocen también, por ejemplo, los efectos fototérmicos de los impulsos láser posicionados, con el fin de conseguir, por ejemplo, transformaciones de material.

Las técnicas diseñadas con anterioridad tienen en común que los impulsos láser son controlados con un ordenador, temporal y espacialmente, en el material que hay que tratar o sobre el mismo. El control espacial tiene lugar, por ejemplo, a través de un espejo móvil de acuerdo con el principio del galvanómetro. Esto es como tal conocido para el experto en la materia.

Si se posicionan impulsos láser, en especial se enfocan, de la manera arriba descrita en un material, por ejemplo en el tejido de la córnea para la generación de un Flap, entonces los puntos individuales, en los cuales se aplican los impulsos láser, dependen de la zona de acción de la radiación láser en el material. Si, por ejemplo, un láser determinado tiene un efecto fotodisruptivo en el tejido de la córnea en una zona de varios micrómetros, entonces se sitúan los impulsos láser unos junto a otros, típicamente, a distancias con el mismo orden de magnitud para generar finalmente, mediante el efecto fotodisruptivo, un corte relativamente liso. Las finalidades son al mismo tiempo en especial: 1. un solapamiento suficiente y adecuado de zonas de acción de los impulsos láser individuales enfocados;

2. una fácil posibilidad de separación del material tras la formación del corte; 3. una superficie de corte lisa; 4. que no haya efectos térmicos secundarios; 5. una generación rápida del corte. Para facilitar todas estas finalidades, en parte contrapuestas, tiene lugar una optimización de las posiciones de los focos de los pulsos individuales unas con respecto a las otras. Al mismo tiempo el efecto de los impulsos láser puede depender de la dirección, dependiendo de las propiedades de la radiación láser y de su enfoque y de las propiedades del material. Por ejemplo, la extensión del efecto de un impulso láser en su dirección de radiación puede ser mayor que perpendicularmente con respecto a ella.

El documento US 2003/0023233 A1 describe un procedimiento para en especial la ablación de las córnea del ojo, en el cual el volumen que hay que retirar es subdividido en discos horizontales y, acto seguido, se comprueba si los puntos de una rejilla uniforme están situados en estos discos. No tiene lugar una adaptación de las constantes de rejilla al efecto anisótropo del láser.

El documento US 2003/0069566 A1 describe la ablación del tejido de la córnea mediante la utilización de polinomios de grado superior para la generación de superficies de corte lisas.

El documento DE 10334109 describe el cálculo de un corte lenticular mediante transformación de las superficies de corte en una rejilla bidimensional.

La invención se plantea el problema de reducir la complejidad de cálculo durante la generación de un programa de control del tipo mencionado al principio con una calidad de ablación elevada.

La solución según la invención de este problema está descrita en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se escriben estructuraciones ventajosas.

La invención proporciona por lo tanto un planteamiento matemático para la generación de un programa de control para un propósito físico concreto, es decir la generación de formas o superficies objetivo en un material. Con respecto a la técnica LASIK esto significa, por ejemplo, que con el programa de control se pueden enfocar impulsos láser de femtosegundos en el tejido de la córnea y se puede variar, pulso a pulso, de tal manera el lugar de dicho enfoque que se corte de forma fotodisruptiva un Flap (como forma objetivo) . Esto es válido, de manera análoga, para otras utilizaciones de radiación láser, por ejemplo la ablación mencionada más arriba o también transformaciones térmicas sobre o en los materiales, por ejemplo en aplicaciones que no sean médicas.

Si la zona de acción conseguida por cada impulso láser depende de la dirección sobre o en el material, la invención, según la cual la rejilla de puntos tiene en la dirección de los impulsos láser una constante de rejilla diferente que en una dirección perpendicular a ella, enseña una generación especialmente elegante (sencilla) del programa de control.

Una rejilla especialmente adecuada para los propósitos mencionados es la rejilla hexagonal.

A continuación, se explican con mayor detalle ejemplos de formas de realización de la invención sobre la base de los dibujos, en los que:

la Figura 1 muestra una estructura de rejilla hexagonal esquemática con constantes de rejilla;

la Figura 2 muestra una superficie de una estructura espacial hexagonal para la definición de puntos, y

las Figuras 3 y 4 muestran unos ejemplos de formas de realización para la determinación de posiciones de disparo de impulsos láser con respecto a una rejilla hexagonal.

La Figura 1 muestra una rejilla hexagonal. A continuación se utilizan coordenadas cartesianas x, y, z, siendo la dirección de la radiación láser paralela al eje z. El eje z es perpendicular al plano x-y. Si hay que tratar tejido de la córnea mediante radiación láser entonces se designa como plano x-y, como es en general habitual, el plano horizontal de la córnea con respecto al cual el eje óptico de la córnea es aproximadamente vertical. La radiación láser incide entonces, aproximadamente de forma vertical con respecto al plano x-y, sobre la córnea.

Las Figuras 1 y 2 muestran las designaciones utilizadas aquí. La Figura 1 muestra tres planos en la dirección del eje z, designados mediante zn, zn+1 y zn+2. La distancia entre los planos es fSv (v indica vertical) . La rejilla hexagonal, de la cual en la Figura 1 está representada una celda, tiene 6 puntos en el plano superior de la celda. Para del plano inferior se cumple lo correspondiente. Entre ellas están situados tres puntos de rejilla en un plano central. La distancia entre el plano central y uno de los planos inferior o superior se designa aquí como “constante de rejilla”. La distancia es fSv.

La Figura 2 muestra una vista superior (en la dirección... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la generación de un programa de control destinado al control temporal y espacial de impulsos láser que deben ser enfocados y posicionados en correspondencia con una forma objetivo o superficie 5 objetivo en un material que hay que tratar, o sobre el mismo que comprende las siguientes etapas:

-predefinir una rejilla de puntos con constantes de rejilla predefinidas,

-seleccionar aquellos puntos de rejilla que den lugar a una coincidencia con la forma objetivo o superficie objetivo, según un criterio de coincidencia predefinido,

-establecer que los impulsos láser deben ser posicionados según los puntos de rejilla seleccionados,

siendo las constantes de rejilla seleccionadas en función de un radio de acción fotodisruptivo, dependiente de la 15 dirección, de los impulsos láser en el material,

caracterizado porque en la dirección de impulsos láser, la rejilla de puntos tiene una constante de rejilla que es distinta a la constante de rejilla en la dirección perpendicular a ella.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la rejilla de puntos es hexagonal.