Aparato para proporcionar un archivo de disparos láser.

Aparato para proporcionar un archivo de disparos láser para uso en un láser,

preferiblemente un láser excimer para realizar preferiblemente un tratamiento refractivo con láser de un ojo o para producir una lente de contacto personalizada o una lente intraocular incluyendo:

a) medios para proporcionar información con respecto a un perfil de ablación deseado;

b) medios para calcular una primera serie de posiciones de disparo láser en base al perfil de ablación deseado;

c) medios para generar un perfil de ablación simulado usando dicha primera serie de posiciones de disparo láser y usando información acerca de la distribución de energía sobre un pulso de un solo disparo láser;

d) medios para comparar el perfil de ablación simulado con el perfil de ablación deseado y determinar estructuras residuales;

e) medios para calcular una segunda serie de posiciones de disparo láser en base al perfil de ablación deseado y las estructuras residuales determinadas,

donde el perfil de ablación deseado se calcula en base a información de frente de onda obtenida para el ojo a tratar, donde la información de frente de onda se da en coeficientes de Zernike,

donde la información de frente de onda se da como un frente de onda de n-ésimo orden y donde dicha primera serie de posiciones de disparo láser se calcula en base a dicho frente de onda de n-ésimo orden, donde la diferencia entre el perfil de ablación simulado y el perfil de ablación deseado se determina calculando la diferencia del frente de onda simulado y el frente de onda deseado para obtener un frente de onda residual, donde el frente de onda residual se describe con coeficientes de Zernike,

donde para la iteración siguiente se añade el frente de onda residual al frente de onda previamente calculado, donde la diferencia de los frentes de onda simulado y deseado es filtrada para obtener frecuencias espaciales bajas y/o altas calculando coeficientes de Zernike hasta el orden N' y donde en cada paso de iteración se usa un N'-ésimo orden respectivo de los coeficientes de Zernike y donde

N' ≥ n-2 * iteration_counter,

siendo n el orden de la información de frente de onda e iteration_counter ≥ número de iteración.

Aparato para proporcionar un archivo de disparos láser Campo de la invención La invención se refiere a un aparato para proporcionar un archivo de disparos láser tomando en consideración información acerca de las características de pulso de un disparo láser individual. El archivo de disparos láser puede ser usado para extirpar la superficie de una córnea en un procedimiento de reconformación corneal o para producir una lente de contacto personalizada o una lente intraocular.

Antecedentes de la invención Los algoritmos actualmente usados para proporcionar un archivo de disparos láser usando tamaños de pulsos láser finitos, por ejemplo de 1 mm o 2 mm, suministran un archivo de disparos láser que es una aproximación al perfil de ablación teórico previsto. Esto se basa principalmente en el hecho de que los algoritmos usados solamente usan el volumen quitado teóricamente total por pulso, independientemente si se planifica un tratamiento estándar o personalizado.

El perfil de ablación teórico se refiere a la corrección refractiva deseada que compensa un error de visión determinado de un ojo. La corrección refractiva deseada se puede basar en datos de diagnóstico obtenidos por al menos uno de un error refractivo subjetivo y un error refractivo objetivo medido. El error refractivo medido se puede obtener por al menos uno de un sensor de frente de onda, dispositivo de medición topográfica o un dispositivo de medición paquimétrica. Las aberraciones de orden bajo pueden ser determinadas por un error refractivo subjetivo, por ejemplo, considerando la realimentación verbal de un paciente.

Los algoritmos de ablación clásicos inducen además efectos biodinámicos que en general son expresados por aberraciones de forma inducidas no intencionadas. Para compensar estas aberraciones de forma inducidas no intencionadas puede ser necesaria la ablación adicional de tejido corneal, que puede producir modificaciones incrementales en el perfil de ablación deseado. También el hecho de que el tamaño de los pulsos, que incluye el diámetro de pulso, no es infinitamente pequeño puede producir la necesidad de crear una zona de transición alrededor de la zona de ablación central realmente relevante.

La forma final de un frente de onda puede ser creada por una superposición de superficies bidimensionales conocidas de una forma conocida. Para cada una de estas formas conocidas se puede obtener un factor de escala, por ejemplo, por software, para obtener la mejor representación de la deformación de frente de onda. Hay varios conjuntos de funciones que crean las superficies bidimensionales conocidas ya indicadas. Aquí, a continuación se describirá brevemente el sistema polinomial de Zernike.

Las amplitudes A de los polinomios de Zernike se puede representar matemáticamente de la siguiente manera.

** (Ver fórmula) **

donde n representa el modo de Zernike, es decir, el orden principal del polinomio, que es el parámetro primario en la clasificación del comportamiento radial del polinomio. El parámetro n da más o menos la distribución radial. Cuanto mayor es el orden n, más fuera de la periferia están situadas las características principales.

La característica angular del polinomio es especificada por el parámetro m, que describe con qué frecuencia se repite una cierta estructura en dirección azimutal, es decir, el parámetro m da la simetría azimutal del polinomio. Cuanto mayor es el valor de m, más sofisticado es el perfil azimutal del polinomio, es decir, más estructuras a lo largo de un círculo azimutal pueden ser detectadas. El parámetro describe la característica de simetría del polinomio, es decir, par o impar.

Se hace referencia a la figura 15 que ilustra el comportamiento de una representación gráfica de polinomios de Zernike con los parámetros correspondientes. La notación estándar OSA (Thibos y colaboradores, 2000) usada en las figuras 14 y 15 para los polinomios de Zernike Z se define como sigue:

** (Ver fórmula) **

El error de frente de onda original W del ojo puede ser reconstruido por una combinación lineal de los polinomios de Zernike calculados Z, teniendo en cuenta sus amplitudes individuales

** (Ver fórmula) **

usando la ecuación siguiente:

** (Ver fórmula) **

La notación

** (Ver fórmula) **

corresponde a

** (Ver fórmula) **

de la notación estándar OSA. Los parámetros , representan los valores de coordenadas. A continuación se usa la notación Bausch & Lomb (notación B&L) .

US 6.090.100 se refiere a un sistema láser excimer para corrección de visión con efectos térmicos reducidos. Se refiere específicamente a un aparato y método para controlar el sistema láser excimer para quitar tejido del ojo para realizar varios tipos de correcciones, tal como corrección de miopía, hipermetropía y astigmatismo. En una realización descrita, el sistema láser excimer proporciona un tamaño de pulso relativamente grande que proporciona una cobertura relativamente grande de la zona de tratamiento por disparo. Cuando se usan dichos tamaños de pulso grandes, los disparos no son generalmente "adyacentes" uno a otro, sino que los pulsos se solapan generando el grado de ablación deseado en un punto concreto. Para calcular el resultado de los pulsos de solapamiento, se usa un algoritmo. En un método de calcular configuraciones de tratamiento usando tamaños de pulso fijos grandes distribuidos por toda la zona de tratamiento, se usa un algoritmo de oscilación. Se hace referencia específica a una oscilación rectangular, oscilación circular y una oscilación orientada línea a línea. Usando cualquier variedad de métodos de oscilación de disparo, se crea una serie de disparos para un tamaño de pulso fijo esparcido sobre una zona de tratamiento para corrección al grado de ablación deseado. Para la serie respectiva, se usa una rejilla con una anchura de rejilla constante entre posiciones de rejilla individuales. Con los métodos de oscilación conocidos, la forma del perfil de ablación deseado, que por lo general es un perfil continuo, tiene que ser transferida a una distribución de densidad discreta de número entero. Aquí, el perfil continuo representa una ablación planificada y la distribución de densidad discreta de número entero representa una serie de pulsos láser de punto volante de ablación. Hay que minimizar la estructura residual, es decir, la diferencia entre el perfil planificado y el logrado. Se puede hallar soluciones exactas principalmente numéricamente, pero no en un tiempo razonable. Por lo tanto, para esta finalidad, se usan algoritmos de oscilación. El perfil es discretizado en una rejilla dada. Usando una función de costo o función de mérito, el algoritmo decide con respecto a cada posición de la rejilla si hacer o no un disparo. Para esta decisión, por lo general solamente se toman en cuenta unas pocas posiciones contiguas de la rejilla. Este algoritmo de oscilación ahorra tiempo de cálculo sin que haya que tener en cuenta el tamaño real del pulso. Basta con conocer el volumen que se extirpa con un disparo láser. Sin embargo, en algunas condiciones, los algoritmos de oscilación conocidos producen artefactos en partes del perfil, por ejemplo, en regiones de densidad baja donde el siguiente disparo contiguo está demasiado lejos. También se pueden producir artefactos en regiones de densidad alta donde, casi en cada posición, se pone un disparo. Las posiciones sin disparo también tienen una distancia demasiado grande para el supuesto de que solamente sean necesarias unas pocas posiciones contiguas.

US 2008/0033408 A1 se refiere a un programa de ordenador para determinar un perfil de trabajo para controlar un sistema de radiación en cirugía refractiva ocular incluyendo una etapa de determinación para determinar los resultados del tratamiento. En caso de una determinación negativa, se genera otro perfil corregido en base a otros datos. El perfil obtenido es transferido a un sistema de radiación por ejemplo un láser excimer para tratamiento del ojo.

Resumen Un objeto de la invención es mejorar la operación de obtención de un archivo de disparos láser que se aproxime al perfil de ablación teórico hasta un grado predeterminado. Otro objeto de la invención es obtener un archivo de disparos láser que se aproxime al perfil de ablación teórico con láseres que tienen un rango grande de características de pulso, por ejemplo, que tienen diferente distribución de forma y/o tamaño y/o energía en el pulso láser. Este rango de características de pulso puede dar lugar a un rango correspondiente de perfiles del haz. Otro objeto de la invención es corregir más efectivamente aberraciones de orden alto del ojo.

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1. Aparato para proporcionar un archivo de disparos láser para uso en un láser, preferiblemente un láser excimer para realizar preferiblemente un tratamiento refractivo con láser de un ojo o para producir una lente de contacto 5 personalizada o una lente intraocular incluyendo:

a) medios para proporcionar información con respecto a un perfil de ablación deseado;

b) medios para calcular una primera serie de posiciones de disparo láser en base al perfil de ablación deseado;

c) medios para generar un perfil de ablación simulado usando dicha primera serie de posiciones de disparo láser y usando información acerca de la distribución de energía sobre un pulso de un solo disparo láser;

d) medios para comparar el perfil de ablación simulado con el perfil de ablación deseado y determinar estructuras 15 residuales;

e) medios para calcular una segunda serie de posiciones de disparo láser en base al perfil de ablación deseado y las estructuras residuales determinadas, donde el perfil de ablación deseado se calcula en base a información de frente de onda obtenida para el ojo a tratar, donde la información de frente de onda se da en coeficientes de Zernike, donde la información de frente de onda se da como un frente de onda de n-ésimo orden y donde dicha primera serie de posiciones de disparo láser se calcula en base a dicho frente de onda de n-ésimo orden, donde la diferencia entre el perfil de ablación simulado y el perfil de ablación deseado se determina calculando la diferencia del frente de onda simulado y el frente de onda deseado para obtener un frente de onda residual, donde el frente de onda residual se describe con coeficientes de Zernike, donde para la iteración siguiente se añade el frente de onda residual al frente de onda previamente calculado, donde la diferencia de los frentes de onda simulado y deseado es filtrada para obtener frecuencias espaciales bajas y/o altas calculando coeficientes de Zernike hasta el orden N' y donde en cada paso de iteración se usa un N'-ésimo orden respectivo de los coeficientes de Zernike y donde N' = n-2 * iteration_counter, siendo n el orden de la información de frente de onda e iteration_counter = número de iteración.

2. Sistema láser de tratamiento incluyendo un láser excimer y/o un láser de femtosegundo y un aparato según la 40 reivindicación 1.