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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine korneal-chirugische Vorrichtung
zum Einschneiden der Hornhaut eines Auges eines Patienten in einer
geschichteten Art zum Zeitpunkt einer refraktiven Keratektomieoperation
oder dergleichen.
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Beschreibung des Standes der Technik:
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In
den letzten Jahren hat sich die Aufmerksamkeit auf LASIK (Laser
in situ Kertomileusis) Eingriffe zur Durchführung einer refraktiven Keratektomiebehandlung
konzentriert, wobei, nachdem eine Klappe durch Einschneiden eines
Hornhautbereichs mit einer Dicke von 150 μm vom Hornhautepithel zum Hornhautstroma
ausgebildet wurde, wobei ein Ende der Hornhaut wie ein Scharnier
verbunden bleibt, die Hornhautstroma mittels Excimer-Laserlicht in einem refraktiven
Korrekturbereich weggeschnitten oder abgetragen wird, und die Klappe
danach in ihre ursprüngliche
Position zurückgebracht
wird. Bei dieser LASIK-Operation
wird eine korneal-chirurgische Vorrichtung namens Mikrokeratom verwendet,
um die Hornhaut in einer geschichteten Art einzuschneiden.
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Ein
solches Mikrokeratom ist verfügbar,
das umfasst: einen Ansaugring, der mittels Vakuum an einem Bereich
der Hornhaut von einem Hornhautringbereich zur Oberfläche der
Bindehaut fixiert ist, ein Hornhaut-Einebnungselement zum flachen
Einebnen der Hornhaut, und eine Klinge, die, während sie in der Längsrichtung
schwingt, linear oder drehend in eine Richtung zum Scharnier hin
bewegt wird, entlang einer Führungseinrichtung,
die auf dem Saugring vorgesehen ist, um so die Hornhaut in einer
geschichteten Art mit einer im Wesentlichen einheitlichen Dicke
einzuschneiden.
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Die
Führungseinrichtung
ist so angeordnet, dass eine Halterung auf dem Ansaugring vorgesehen ist,
während
ein drehendes Zahnrad, das mit dem Gestell in Eingriff gelangt,
auf der Klingenseite vorgesehen ist, so dass die Klinge bewegt wird,
während sie
von dem Gestell geführt
wird, wenn das drehende Zahnrad dreht. Eine weitere bekannte Führungseinrichtung
ist so angeordnet, dass die Klinge entlang einer Führungsnut,
die auf dem Ansaugring vorgesehen ist, bewegt wird.
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Zusätzlich sind
auch die folgenden Einrichtungen bekannt: eine, bei der die seitliche
Schwingung der Klinge und die Bewegung der Klinge in Richtung zum
Scharnier durch einen einzelnen Motor bewirkt wird, der in einem
Vorrichtungskörper
vorgesehen ist; eine, bei der drehende Antriebskräfte von zwei
Motoren in einer Steuerung, die getrennt vom Vorrichtungskörper vorgesehen
ist, jeweils zu einer Klingenschwingeinrichtung und einer Klingenbewegungseinrichtung
im Vorrichtungskörper über zwei Drähte übertragen
werden, um so die Schwingung und die Bewegung der Klinge getrennt
zu steuern; und eine, bei der die Schwingungsgeschwindigkeit und
die Übersetzungsgeschwindigkeit
der Klinge jeweils variabel festgelegt werden können.
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Jedoch
gibt es bei dem Mikrokeratom, das eine Führungseinrichtung oder einen
Zahnradmechanismus auf dem Ansaugring umfasst, Fälle, bei denen sich die Wimpern
des Patienten während
der Operation in der Führungseinrichtung
verfangen, so dass die Bewegung der Klinge gestoppt wird. In diesem
Fall ist es nötig,
die Operation nach Entfernen der Wimpern fortzusetzen, aber dies
hat eine nachteilige Auswirkung auf das Auge des Patienten. Außerdem kann
ein geschichtetes Einschneiden mit einer gleichen Dicke durch die
erneute Operation nicht reali siert werden. Da die Führungseinrichtung
Abrieb verursacht, besteht die Möglichkeit,
dass der Abrieb in das Auge des Patienten gelangt, wenn die Führungseinrichtung
auf dem Ansaugring vorhanden ist.
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Die
Eigenschaften der Hornhaut und der Innenaugendruck unterscheiden
sich in Abhängigkeit vom
Auge des Patienten, aber in dem Fall des Mikrokeratoms, bei dem
die seitliche Schwingung und die Bewegung der Klinge durch einen
Motor bewirkt wird, ist es schwierig, das Verhältnis zwischen der Zustellbewegung
und der seitlichen Schwingung zu optimieren, um eine zufriedenstellend
glatte Oberfläche
als eingeschnittene Oberfläche
zu erhalten.
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In
dem Fall des Mikrokeratoms, bei dem die drehenden Antriebskräfte von
zwei Motoren in einer Steuerung über
zwei Drähte
zur Klingenschwingeinrichtung und der Klingenbewegungseinrichtung übertragen
werden, behindern die Drähte
die Operation.
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Wenn
das Verhältnis
zwischen der eingestellten Schwingungsgeschwindigkeit und der eingestellten Übersetzungsgeschwindigkeit
der Klinge nicht passend ist, können
außerdem
die folgenden Probleme auftreten. Wenn die Übersetzungsgeschwindigkeit
deutlich höher
ist als die Schwingungsgeschwindigkeit (die Schwingungsgeschwindigkeit ist
deutlich geringer als die Übersetzungsgeschwindigkeit),
kann die eingeschnittene Oberfläche
der Hornhaut uneinheitlich werden. Andererseits, wenn die Übersetzungsgeschwindigkeit
deutlich geringer als die Schwingungsgeschwindigkeit ist (die Schwingungsgeschwindigkeit
ist deutlich höher
als die Übersetzungsgeschwindigkeit),
kann eine Reibungswärme
auf der eingeschnittenen Oberfläche
auftreten, oder zusätzliche
Zeit wird benötigt,
bis der Einschnitt vollendet ist, so dass die Effizienz schlecht
ist.
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Die
EP0895764A , welche
Stand der Technik gemäß Art. 54(3)
EPÜ darstellt,
offenbart ein Mikrokeratom zum Durchführen einer LASIK-Operation
mit zwei Motoren, wobei ein Motor innerhalb des Keratom-Gehäuses befestigt
ist, um den Schlitten zu bewegen, und ein weiterer Motor auf dem
Schlitten befestigt ist, um eine Klinge schwingen zu lassen. Die Vorrichtung
muss mit einer zusätzlichen
Führungsvorrichtung
ausgestattet sein, um den Schlitten über einem Ansaugring zu bewegen.
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Im
Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine korneal-chirurgische Vorrichtung
bereitzustellen, welche die Möglichkeit
einer Unterbrechung der Operation beseitigt, die in Verbindung mit
einer Führungseinrichtung
verursacht wird, und welche eine zufriedenstellende Operation gemäß dem Zustand
des Auges des Patienten ermöglicht,
ohne eine nachteilige Auswirkung auf das Auge des Patienten zu haben.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine korneal-chirurgische
Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, das Einschneiden der Hornhaut
effizient und zufriedenstellend durchzuführen, indem die Schwingungsgeschwindigkeit
und die Übersetzungsgeschwindigkeit
der Klinge geeignet eingestellt werden.
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Gemäß der Erfindung
wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Die Unteransprüche enthalten
weitere bevorzugte Entwicklungen der Erfindung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In
den beigefügten
Zeichnungen gilt:
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1A ist
eine Draufsicht auf eine korneal-chirurgische Vorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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1B ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 1A,
welche ein schematisches Diagramm eines Steuersystems darstellt;
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2 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der 1B,
welche eine Keilwelle der Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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3A und 3B sind
vergrößerte, erläuternde
Diagramme einer Schneideinrichtung und einer Ansaugeinheit der Vorrichtung
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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4 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C der 3B,
welche die Schneideinrichtung der Vorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
darstellt;
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5 ist
ein Beispiel einer Anzeige, welche einen erlaubten Einstellbereich
einer Übersetzungsgeschwindigkeit
zeigt, wenn eine Schwingungsgeschwindigkeit festgelegt ist;
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6A ist
eine Draufsicht auf eine korneal-chirurgische Vorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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6B ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 6A,
welche ein schematisches Diagramm eines Steuersystems darstellt.
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Beschreibung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Bezugnehmend
auf die beigefügten
Zeichnungen wird ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1A ist
eine Draufsicht auf einen Körper
der korneal-chirurgischen
Vorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und 1B ist eine
Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1A und
zeigt den schematischen Aufbau eines Steuersystems.
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Bezugszeichen 1 bezeichnet
einen Hauptkörper
des Mikrokeratoms, und Bezugszeichen 1a bezeichnet einen
Griffbereich, der während
einer Operation von einem Chirurgen zu halten ist. Eine Ansaugeinheit 3 zum
Fixieren der Vorrichtung am Auge des Patienten und eine Schneideinrichtung 2, die
eine Klinge 20 (die später
beschrieben wird) zum Einschneiden der Hornhaut aufweist und ausgelegt ist,
sich geradlinig auf der Ansaugeinheit 3 zu bewegen, sind
auf der Vorderseite (linke Seite in der Zeichnung) des Hauptkörpers 1 vorgesehen.
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Ein
Vorschubmotor 11 zum geradlinigen Bewegen oder Übersetzen
der Schneideinrichtung 2 in der Richtung des Einschnitts
und ein Schwenkmotor 12 zum Aufbringen von seitlichen Schwingungen
auf die Klinge 20 sind feststehend im Hauptkörper 1 vorgesehen.
Eine Vorschubspindel 13 ist mit einer Drehwelle des Motors 11 verbunden.
Die Vorschubspindel 13 hat einen Gewindebereich, der in
der Länge
einer Entfernung entspricht, um die die Schneideinrichtung 2 versetzt
wird. Ein Befestigungselement 14, an dem ein mit der Schneideinrichtung 2 verbundenes
rohrförmiges
Verbindungselement 17 befestigt ist, ist über ein
Gewinde auf der Spindel 13 in Eingriff. Wenn der Motor 11 vorwärts oder
rückwärts gedreht
wird, bewegt sich das Verbin dungselement 17 durch die Spindel 13 und
das Befestigungselement 14 vorwärts und rückwärts, wodurch die Schneideinrichtung 2 vorwärts und
rückwärts bewegt
wird. Eine Drehwelle 15 wird von dem Verbindungselement 17 derart
gehalten, dass sie drehbar und axial beweglich ist (vorwärts oder
rückwärts). Eine
Exzenterwelle 16 ist auf einem distalen Ende der Drehwelle 15 integriert,
an einer Position versetzt vom Drehmittelpunkt, und die Exzenterwelle 16 überträgt die seitlichen
Schwingungen auf die Klinge 20 (was später beschrieben wird).
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Eine
sog. Keilwelle wird als die Drehwelle 15 verwendet, und
ihr Drehmechanismus ist wie folgt angeordnet. Ein vorderer Bereich 15a der
Drehwelle 15 ist in einer kreisförmigen Querschnittsform ausgebildet
und in Bezug auf die Innenseite des Verbindungselements 17 über ein
Lager drehbar. Ein hinterer Bereich 15b der Drehwelle 15 ist
insgesamt in einer ovalen Querschnittsform aufgebildet, die nicht kreisförmig ist,
wie in 2 gezeigt (eine Querschnittsansicht entlang der
Linie B-B der 1B). Ein Antriebszahnrad 18 ist
an einer Drehwelle 12a des Motors 12 befestigt
und ein drehendes Zahnrad 19, das innerhalb des Hauptkörpers 1 drehbar
gehalten ist, ist mit dem Antriebszahnrad 18 in Eingriff.
Ein Wellenloch 19a, durch welches der hintere Bereich 15b der
Drehwelle 15 eingesetzt wird, ist im Drehmittelpunkt des
drehenden Zahnrads 19 vorgesehen, und das Wellenloch 19a ist
in der gleichen ovalen Querschnittsform wie der hintere Bereich 15b ausgebildet
(siehe 2). Mit dieser Anordnung wird die Drehung des
Motors 12 über
das Antriebszahnrad 18 und das drehende Zahnrad 19 auf
die Drehwelle 15 übertragen.
Wenn der Motor 11 angetrieben wird, gleitet die Drehwelle 15 relativ
zum Wellenloch 19a des drehenden Zahnrads 19,
um zusammen mit dem Verbindungselement 17 eine Übersetzungsbewegung
durchzuführen.
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Die
Verwendung der Keilwelle ermöglicht
es, die seitliche Schwingung über
die Drehbewegung der Drehwelle 15 auf die Klinge 20 zu übertragen,
ohne eine Übersetzung
des Motors 12, auch wenn die Übersetzungsbewegung der Schneideinrichtung 2 dazu
beiträgt.
Da der Motor 12 am Hauptkörper 1 fixiert sein
kann, wird keine Last des Motors 12 auf den Befestigungsbereich 14 aufgebracht,
wodurch es möglich
ist, die auf den Motor 11 wirkende Last zu verringern.
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Da
die Drehwelle 15 auch als eine Führung für die Übersetzungsbewegung wirkt,
ist es außerdem
unnötig,
eine Führung
auf dem Ansaugring 31 (der später beschrieben wird) vorzusehen.
Da die meisten Kontaktbereiche, die einen Abrieb verursachen könnten, zusammen
mit den Motoren innerhalb des Hauptkörpers 1 angeordnet
sind, findet ferner die Verteilung von Abrieb aufgrund der hohen
Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 15 innerhalb des Hauptkörpers 1 statt.
Somit ist das Auge des Patienten vor Abrieb geschützt.
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Bezugnehmend
auf 3A, 3B und 4 wird als
Nächstes
die Anordnung der Schneideinrichtung 2 und der Ansaugeinheit 3 beschrieben. 2A und 2B sind
vergrößerte Ansichten
der in 1A und 1B gezeigten
Schneideinrichtung 2 und Ansaugeinheit 3. 4 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C der 3B.
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Die
Schneideinrichtung 2 besteht aus einer Klinge 20 zum
Einschneiden der Hornhaut, einem Klingenhalter 21a und
einem Halteblock 21b zum Halten der Klinge 20 in
einer solchen Weise, um laterale Oszillationen zu ermöglichen,
einem Oszillationsübertragungselement 22 zum Übertragen
der von der Exzenterwelle 16 erzeugten lateralen Oszillationen
zur Klinge 20, und einem Hornhauteinebnungsbereich 23,
der mittels eines Befestigungselements 23c am Block 21b befestigt
ist. Ein Drehloch, in welches die Drehwelle 15 eingesetzt
ist, ist innerhalb des Blocks 21b vorgesehen, und ein Spitzenbereich
des Verbindungselements 17 ist daran befestigt.
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Eine
Metallklinge mit einer Klingenkante aus rostfreiem Stahl, Stahl
oder dergleichen oder eine mineralische Klinge mit einer Klingenkante
aus Diamant, Saphir oder dergleichen wird als die Klinge 20 verwendet,
und die Klinge 20 wird zwischen dem Halter 21a und
dem Block 21b in einem geeigneten Winkel in Bezug auf die
horizontale Ebene in einer solchen Weise gehalten, dass sie lateralen
Oszillationen ausgesetzt sein kann. Auf der Seite des Halters 21a ist
eine flache Vertiefung 210a an einem Bereich ausgebildet,
an dem die Klinge 20 angeordnet ist, und die seitliche
Breite der Vertiefung 210a ist so festgelegt, dass sie
größer ist
als die Oszillationsbreite für die
lateralen Oszillationen der Klinge 20.
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Das Übertragungselement 22 ist
an der Klinge 20 gesichert und ist in der seitlichen Richtung
innerhalb einer Aufnahmenut 210b, die in dem Block 21b ausgebildet
ist, beweglich. Eine vertikale Nut 22a zum Eingriff mit
der Exzenterwelle 16 ist in dem Übertragungselement 22 ausgebildet.
Wenn die Drehwelle 15 vom drehenden Antrieb des Motors 12 gedreht wird, übt die Exzenterwelle 16,
die an der Spitze der Drehwelle 15 angeordnet und mit der
vertikalen Nut 22a in Eingriff ist, eine seitliche Antriebskraft
auf das Übertragungselement 22 aus.
Dies verursacht, dass die Klinge 20 zusammen mit dem Übertragungselement 22 seitlich
schwingt bzw. lateral oszilliert.
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Der
Einebnungsbereich 23 ist auf der Vorderseite (linke Seite
in der Zeichnung) der Klinge 20 vorgesehen, um so die Hornhaut
des Auges eines Patienten vor dem Einschnitt in die Hornhaut durch
die Klinge 20 flach einzuebnen, während die Schneideinrichtung 2 vorwärts bewegt
wird. Da die Klinge 20 die Hornhaut einschneidet, die somit
vom Einebnungsbereich 23 flach eingeebnet wurde, wird eine
Klappe einer einheitlichen Schicht ausgebildet.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist der Abstand zwischen der Kante der am Halter 21a befestigten
Klinge 20 und der unteren Oberfläche des Einebnungsbereichs 23 so
festgelegt, dass er ungefähr 150
Mikron (μm)
beträgt,
so dass das Hornhautepithel mit dieser Dicke in einer geschichteten
Weise eingeschnitten werden kann.
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Die
Ansaugeinheit 3 umfasst ein Befestigungselement 30,
einen Ansaugring 31 und ein Ansaugrohr 32. Der
Ansaugring 31 wird durch das Befestigungselement 30 am
Hauptkörper 1 fixiert.
Der Ansaugring 31 hat eine im Wesentlichen hohle zylindrische
Form (einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt)
mit einem kreisförmig
vertieften Bereich 31a, der gegen das Auge des Patienten
anliegen kann, und einer Öffnung 31b,
die konzentrisch zum vertieften Bereich 31a ist. Wenn der
Ansaugring 31 in Position auf dem Auge des Patienten für die Operation
befestigt ist, steht die Hornhaut des Auges des Patienten von der Öffnung 31b nach
oben vor, und ein unterer Endbereich des Ansaugrings 31 und
ein Öffnungs-Endbereich
(ein Umfangsbereich) der Öffnung 31b werden
veranlasst, gegen das Auge des Patienten anzuliegen, um einen Bereich
S zum Ansaugen zu definieren.
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Das
Ansaugrohr 32 ist im Ansaugring 31 integriert
und über
ein nicht dargestelltes Vakuumrohr mit einer Pumpe 41 verbunden.
Ein innerhalb des Ansaugrohrs 32 vorgesehener Ansaugdurchgang 32a steht
mit dem vertieften Bereich 31a in Verbindung, und wenn
die Luft innerhalb des Bereichs S angesaugt und von der Pumpe 41 durch
den Durchgang 32a ausgegeben wird, wird der Ansaugring 31 mittels Vakuum
am Auge des Patienten fixiert. Durch diese Fixierung kann die Positionierung
der Öffnung 31b erleichtert
werden und die Vorrichtung kann stabil gehalten werden, wenn der
Chirurg den Griffbereich 1a des Hauptkörpers 1 hält.
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Zusätzlich ist
ein Rohr 33a zur Druckerfassung in dem Ansaugring 31 integriert,
und das Rohr 33a ist über
ein nicht dargestelltes Rohr mit einem Druckdetektor 33 verbunden.
Der Detektor 33 erfasst den Luftdruck innerhalb des Bereichs
S, der von der Pumpe 41 angesaugt wird. Eine Steuereinheit 40 steuert
den Betrieb der Vorrichtung auf der Grundlage des vom Detektor 33 erfassten
Luftdrucks. Wenn der Luftdruck innerhalb des Bereichs S nicht auf
einen ausreichenden Unterdruck gesetzt ist, aufgrund der Existenz
eines Spalts zwischen dem Ansaugring 31 und dem Auge des
Patienten oder aufgrund der Verstopfung des Durchgangs 32a oder
dergleichen durch ein Fremdobjekt, besteht die Möglichkeit, dass die Biegesteifigkeit
der Hornhaut nicht angemessen gesichert ist. Aus diesem Grund wird
ein vorbestimmter Wert als eine Obergrenze für den Luftdruck, der nötig ist,
um die Biegesteifigkeit der Hornhaut bis zu einem gewissen Ausmaß sicherzustellen,
vorab festgelegt, und wenn der erfasste Luftdruck höher ist
als dieser vorbestimmte Wert der Obergrenze, dann wird der Betrieb
der Vorrichtung (die Zustellung oder Schwingung der Klinge 20)
gestoppt (der Start der Vorrichtung wird verhindert, wenn dies vor
der Operation erfasst wird, und der Betrieb der Vorrichtung wird
gestoppt, wenn dies während
der Operation erfasst wird). In diesem Fall stoppt der Chirurg die
Eingabe eines Antriebsbefehlssignals durch einen Fußschalter 42 und überprüft den Zustand
des Anliegens des Ansaugrings 31, den Blockadezustand des Durchgangs 32a und
dergleichen. Wenn der erfasste Luftdruck einen Wert unter dem vorbestimmten Druck
der Obergrenze erreicht und der Chirurg das Antriebsbefehlssignals
erneut durch den Fußschalter 42 eingibt,
kann die Vorrichtung starten oder den Betrieb wiederaufnehmen. Der
Einfachheit halber kann eine Alarmvorrichtung 46 verwendet
werden, um den Chirurgen sichtbar oder hörbar darüber zu informieren, dass der
erfasste Luftdruck einen Wert unterhalb des vorbestimmten Werts
der Obergrenze erreicht hat. Zum Beispiel kann ein Summer vorgesehen
sein, um ständig
einen Ton zu erzeugen, wenn der erfasste Luftdruck auf einem Wert
oberhalb des vorbestimmten Werts der Obergrenze liegt, und die Erzeugung des
Tons stoppen, wenn der erfasste Luftdruck einen Wert unterhalb des
vorbestimmten Werts der Obergrenze erreicht (im Gegensatz dazu kann
der Summer so ausgelegt sein, dass er einen Ton für einen festen
Zeitraum nach einem Zeitpunkt, an dem der Unterdruck erreicht wurde,
erzeugt). Weiterhin kann die Vorrichtung so ausgelegt sein, dass
sie den Einschnitt starten kann, nachdem der erfasste Luftdruck einen
Wert unterhalb des vorbestimmten Werts der Obergrenze erreicht hat.
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Andererseits
ist ein übermäßiger Unterdruck innerhalb
des Bereichs S, verursacht durch eine übermäßig lange Ansaugzeit oder dergleichen,
nicht vorteilhaft, da der Innenaugendruck des Patienten zu hoch
wird. Aus diesem Grund ist ein vorbestimmter Wert vorab als eine
Untergrenze des Luftdrucks festgelegt, um eine solche Situation
zu vermeiden. Das heißt,
der Betrieb der Vorrichtung wird gestoppt, wenn der erfasste Luftdruck
einen Wert unterhalb des vorbestimmten Werts dieser Untergrenze
erreicht hat. Dies ermöglicht
es, die Operation ohne die nachteilige Wirkung auf das Auge des
Patienten durchzuführen.
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Zusätzlich können die
oben beschriebenen vorbestimmten Werte der Obergrenze und der Untergrenze
für den
Luftdruck als feststehende Werte vorab eingestellt werden, oder
können
vom Chirurgen unter Verwendung eines nicht dargestellten Schalters
oder dergleichen variabel festgelegt werden.
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Die
Steuereinheit 40 ist mit dem Detektor 33, dem
Fußschalter 42 und
dergleichen verbunden. Die Steuereinheit 40 steuert und
regelt den Betrieb der Motoren 11 und 12 und der
Pumpe 41. Das Bezugszeichen 43 bezeichnet eine
Eingabeeinrichtung, mit der die Oszillationsgeschwindigkeit der
Klinge 20, die Zustellgeschwindigkeit der Klinge 20 usw.
eingestellt und eingegeben werden können. Als Eingabeeinrichtung 43 können Schalter
vorgesehen sein, um die Drehgeschwindigkeit der Motoren 11 und 12 schrittweise
zu verändern,
um die Oszillationsgeschwindigkeit bzw. die Zustellgeschwindigkeit
(Übersetzungsgeschwindigkeit)
der Klinge 20 zu bestimmen. Variable Widerstände können vorgesehen
sein, um nacheinander die Drehgeschwindigkeit des Motors 11 bzw. 12 zu
verändern.
Jede dieser Einrichtungen kann auf der Seite des Hauptkörpers 1 vorgesehen sein.
Die Einzelheiten der Eingabeeinrichtung 43 werden später beschrieben.
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Nachfolgend
wird die Funktionsweise der Vorrichtung mit dem oben beschriebenen
Aufbau beschrieben. Als Erstes stellt der Chirurg die Oszillationsgeschwindigkeit
bzw. die Übersetzungsgeschwindigkeit
der Klinge 20 ein, indem er die Eingabeeinrichtung 43 betätigt. Ein
relativ zulässiger
Einstellbereich der Oszillationsgeschwindigkeit und der Übersetzungsgeschwindigkeit
ist in einem Speicher 47 gespeichert, der mit der Steuereinheit 40 in
der Form einer Tabelle oder Berechnungsformel verbunden ist. Die
Steuereinheit 40 bestimmt, ob die eingestellte Übersetzungsgeschwindigkeit
innerhalb des zulässigen
Einstellbereichs in Bezug auf die eingestellte Oszillationsgeschwindigkeit
liegt. Wenn bestimmt wird, dass die eingestellte Übersetzungsgeschwindigkeit
innerhalb des zulässigen
Einstellbereichs liegt, kann wird kein Alarm 48, d. h.
eine Fehlerlampe, eingeschaltet, und die Betätigung eines Fußschalters 42 verursacht,
dass der Motor 11 und der Motor 12 drehend angetrieben
werden. Wenn bestimmt wird, dass die eingestellte Übersetzungsgeschwindigkeit
außerhalb
des zulässigen
Einstellbereichs liegt, wird der Alarm 48, d. h. die Fehlerlampe, eingeschaltet.
In diesem Fall verhindert die Steuereinheit 40 den drehenden
Antrieb der Motoren, indem sie ein Antriebsbefehlssignal von dem
Fußschalter 42 nicht
annimmt, oder indem sie keine Antriebssignale an die Motoren 11 und 12 ausgibt,
oder durch Blockieren der Motoren 11 und 12. Gleichzeitig
steuert die Steuereinheit 40 eine Anzeige 49 an,
um den zulässigen Einstellbereich
der Übersetzungsgeschwindigkeit
in Bezug auf die eingestellte Oszillationsgeschwindigkeit anzuzeigen
(siehe 5). Folglich kann der Chirurg die Übersetzungsgeschwindigkeit,
die nicht im zulässigen
Einstellbereich liegt, erneut einstellen. Zusätzlich kann die Meldung eines Fehlers
durch den Alarm 48 hörbar
gemacht werden.
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Die
Bestimmung, ob der drehende Antrieb der Motoren 11 und 12 gestartet
werden kann, kann aufgrund einer Bestimmung getroffen werden, ob
die eingestellte Oszillationsgeschwindigkeit innerhalb des zulässigen Einstellbereichs
in Bezug auf die eingestellte Übersetzungsgeschwindigkeit
liegt. Wenn in diesem Fall bestimmt wird, dass die eingestellte Oszillationsgeschwindigkeit
außerhalb
des zulässigen
Einstellbereichs liegt, steuert die Steuereinheit 40 die
Anzeige 49 an, um den zulässigen Einstellbereich der
Oszillationsgeschwindigkeit in Bezug auf die eingestellte Übersetzungsgeschwindigkeit
anzuzeigen. Außerdem
kann die Steuereinheit 40 in beiden Fällen, wenn die Oszillationsgeschwindigkeit oder
die Übersetzungsgeschwindigkeit
als Kriterium festgelegt ist, die Anzeige 49 ansteuern,
um den zulässigen
Einstellbereich sowohl der Oszillationsgeschwindigkeit als auch
der Übersetzungsgeschwindigkeit
anzuzeigen, damit der Chirurg beide Geschwindigkeiten erneut einstellen
kann.
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Ferner
ist es möglich,
dass nur die Übersetzungsgeschwindigkeit
eingestellt werden kann, während
die Oszillationsgeschwindigkeit feststeht (der Speicher 47 speichert
nur den zulässigen
Einstellbereich der Übersetzungsgeschwindigkeit
in Bezug auf die feststehende Oszillationsgeschwindigkeit, und die
Anzeige 49 zeigt den zulässigen Einstellbereich der Übersetzungsgeschwindigkeit
an) oder umkehrt, dass nur die Oszillationsgeschwindigkeit eingestellt werden
kann, während
die Übersetzungsgeschwindigkeit
feststeht (der Speicher 47 speichert nur den zulässigen Einstellbereich
der Oszillations geschwindigkeit in Bezug auf die feststehende Übersetzungsgeschwindigkeit,
und die Anzeige 49 zeigt den zulässigen Einstellbereich der
Oszillationsgeschwindigkeit an).
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Wenn
bestimmt wird, dass die eingestellte Übersetzungsgeschwindigkeit
außerhalb
des zulässigen
Einstellbereichs in Bezug auf die eingestellte (oder festgelegte)
Oszillationsgeschwindigkeit liegt, kann außerdem die Steuereinheit 40 automatisch
einen Wert Wiedereinstellen, der der eingestellten Übersetzungsgeschwindigkeit
innerhalb des zulässigen
Einstellbereichs am nächsten
kommt. Es ist klar, dass dies auch auf einen Fall zutrifft, bei
dem die Oszillationsgeschwindigkeit und die Übersetzungsgeschwindigkeit
umgekehrt festgelegt sind.
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Als
weiteres Verfahren, wenn die Oszillationsgeschwindigkeit zuerst
von der Eingabeeinrichtung 43 festgelegt wird, ruft die
Steuereinheit 40 einen zulässigen Einstellbereich der Übersetzungsgeschwindigkeit
in Bezug auf die festgelegte Oszillationsgeschwindigkeit ab und
steuert dann die Anzeige 49 an, um den so abgerufenen zulässigen Einstellbereich
der Übersetzungsgeschwindigkeit
anzuzeigen, wodurch dem Chirurgen ermöglicht wird, die Übersetzungsgeschwindigkeit
innerhalb des zulässigen
Einstellbereichs einzugeben, wobei er die Anzeige konsultiert. Die
Eingabeeinrichtung 43 oder die Steuereinrichtung 40 kann
so ausgelegt sein, dass Werte außerhalb des so abgerufenen
zulässigen
Einstellbereichs der Übersetzungsgeschwindigkeit
nicht eingestellt werden können.
Wenn, in diesem Fall, ein Wert außerhalb des zulässigen Einstellbereichs
eingestellt wird, kann das eingestellte Signal nicht akzeptiert werden
und ein Fehler wird auf der Anzeige 49 ausgegeben (oder
ein Fehler wird durch den Alarm 46 oder 48 angezeigt).
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Als
noch weiteres Verfahren, wenn die Oszillationsgeschwindigkeit zuerst
von der Eingabeeinrichtung 43 festgelegt wird, kann die
Steuereinheit 40 einen Optimalwert der Übersetzungs geschwindigkeit in
Bezug auf die festgelegte Oszillationsgeschwindigkeit auf der Grundlage
einer im Speicher 47 gespeicherten Tabelle oder Berechnungsformel
abrufen und den abgerufenen Optimalwert als Übersetzungsgeschwindigkeit
einstellen. Außerdem
ist es offensichtlich, dass die Oszillationsgeschwindigkeit und die Übersetzungsgeschwindigkeit
in diesen Modifikationen umgekehrt festgelegt sein können.
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Nachdem
die Oszillationsgeschwindigkeit der Klinge 20 und die Übersetzungsgeschwindigkeit der
Klinge 20 festgelegt wurden, richtet der Chirurg die Mitte
der Öffnung 31b mit
der Pupillenmitte aus, wobei er auch den Zustand der Neigung des
Ansaugrings 31 (Hauptkörper 1),
die Position der Pupillenmitte und dergleichen auf der Grundlage
einer Markierung bestätigt,
die vorab auf der Hornhaut des Patienten unter Verwendung eines
Instruments wie eines Markers aufgebracht wurde, und platziert den Ansaugring 31 auf
dem Auge des Patienten.
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Nach
der Anbringung des Ansaugrings 31 betätigt der Chirurg die Pumpe 41,
um die Luft in dem Bereich S zwischen dem Ansaugring 31 und
dem Auge des Patienten anzusaugen, um somit den Luftdruck zu verringern
(hin zum Unterdruck), während die
Position und die Stellung des Hauptkörpers 1 beibehalten
werden. Wenn der Luftdruck im Bereich S auf einen festen Wert verringert
ist (wenn er einen ausreichenden Unterdruck erreicht), wird der
Betrieb der Pumpe 41 von der Steuereinheit 40 so
gesteuert, dass dieser Luftdruck und die Vakuumfixierung des Ansaugrings 31 auf
dem Auge des Patienten beibehalten wird.
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Nach
Beendigung der Fixierung der Vorrichtung betätigt der Chirurg den Fußschalter 42,
um den Motor 11 und den Motor 12 drehend anzutreiben.
Die Steuereinheit 40 steuert bei Empfang des Antriebsbefehlssignals
vom Fußschalter 42 den
Drehantrieb des Motors 12, um die Klinge 20 mit
der Oszillationsgeschwin digkeit, die mit dem vorher beschriebenen Verfahren
eingestellt wurde (oder mit der feststehenden Oszillationsgeschwindigkeit),
seitlich zu schwingen. Da die Klinge 20 eine Oszillation
pro einer Umdrehung der Drehwelle 15 durchläuft, kann
die Oszillationsgeschwindigkeit der Klinge 20 einfach durch Verändern der
Drehgeschwindigkeit des Motors 12 gesteuert werden, wobei
ein Übersetzungsverhältnis zwischen
dem Antriebszahnrad 18 und dem drehenden Zahnrad 19 berücksichtigt
werden muss.
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In ähnlicher
Weise steuert die Steuereinheit 40 den Drehantrieb des
Motors 11, um die Schneideinrichtung 2 mit der Übersetzungsgeschwindigkeit, die
mit dem oben beschriebenen Verfahren eingestellt wurde (oder mit
der feststehenden Übersetzungsgeschwindigkeit)
in Richtung zum Scharnier zu übersetzen
oder geradlinig zu bewegen. Gleichzeitig gleitet die Drehwelle 15 in
der Vorschubrichtung einstückig
mit der Schneideinrichtung 2, während sie eine Drehbewegung
durchführt,
um laterale Oszillationen auf die Klinge 20 aufzubringen.
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Infolge
der unabhängigen
Steuerung der Motoren 11 und 12, wie oben beschrieben,
schneidet die Klinge 20 allmählich die Hornhaut des Auges
des Patienten ein, die nachfolgend von dem Einebnungsbereich 23 flach
eingeebnet wird. Die Operation geht auf diese Weise weiter. Da kein
Führungsmechanismus
am Ansaugring 31 vorgesehen ist, bewegt sich die Schneideinrichtung 2 problemlos
ohne die Erzeugung von Staub oder ein Verklemmen der Wimpern während dieses
Eingriffs.
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Wenn
die Ausbildung der Klappe beendet ist, d. h. die Kante der Klinge 20 hat
die Hornhaut eingeschnitten, wobei der Scharnierbereich zurückbleibt, wird
der Motor 11 rückwärts gedreht,
um die Schneideinrichtung 2 zu ihrer ursprünglichen
Position zurückzuführen. Für diesen
Rückführungsvorgang
wird nur die Drehung des Motors 12 unter Verwendung der unabhängigen Steuerung
der Motoren 11 und 12 gestoppt, um dadurch die
Klinge 20 von der Klappe zurückzuziehen oder zu entfernen,
während
die unnötige
Schwingung der Klinge 20 vermieden wird. Dies verringert
die Möglichkeit,
dass die so ausgebildete Klappe während des Rückführungsvorgangs abgeschnitten
wird.
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Nachdem
die Schneideinrichtung 2 zu ihrer ursprünglichen Position zurückgeführt wurde,
wird Luft in den Bereich S eingeleitet, um den Sog abzubauen, und
die Vorrichtung wird entfernt. Nachfolgend wird ein refraktiver
Korrekturbereich der Hornhautstroma abgetragen und unter Verwendung
von Laserlicht entfernt, und dann wird die Klappe in ihre ursprüngliche
Position zurückgeführt, wodurch
die Operation beendet ist.
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Für die Form
des hinteren Bereichs 15b der oben beschriebenen Drehwelle 15 ist
es möglich, eine
solche Querschnittsform zu verwenden, dass eine Vielzahl von Nuten
oder dergleichen, die sich in der axialen Richtung erstrecken, vorhanden
ist. Ein Gleitkeil kann an Stelle der Keilwelle verwendet werden.
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Weiterhin
kann ein Detektor, wie ein Sensor 44 zum Erfassen der Position
der Klinge 20 in der Zustellrichtung, an Stelle der Eingabeeinrichtung 43 vorgesehen
sein, so dass die Übersetzungsgeschwindigkeit
und die Oszillationsgeschwindigkeit auf der Grundlage der erfassten
Position der Klinge 20 gesteuert werden kann. Da der Einschnitt
an der Hornhauteinschnitt-Startposition
relativ schwierig ist (d. h. in der Anfangsphase des Einschneidens
der Hornhaut), kann die Steuerung zum Beispiel so durchgeführt werden,
dass die Übersetzungsgeschwindigkeit
in der Anfangsphase langsam ist und die Übersetzungsgeschwindigkeit
dann ab einer bestimmten Position, an der der Sensor 44 erfasst,
dass der Einschnitt bis zu einem gewissen Maß fortgeschritten ist, schneller
wird. Weiterhin können
die Übersetzungsgeschwindigkeit
und die Oszillationsgeschwindigkeit der Klinge 20 unter
Verwendung eines Umschaltschalters 45 oder dergleichen
gesteuert werden, um die Übersetzungsgeschwindigkeit und
die Oszillationsgeschwindigkeit der Klinge 20 in einer
Vielzahl von Stufen umzuschalten. Das heißt, der Chirurg kann die Übersetzungsgeschwindigkeit und
die Oszillationsgeschwindigkeit der Klinge 20 unter Verwendung
des Umschaltschalters 45 in Abhängigkeit vom Fortschritt der
Operation manuell verändern.
Es ist offensichtlich, dass die Eingabeeinrichtung 43,
der Sensor 44 und der Umschaltschalter 45 in Kombination
miteinander verwendet werden können.
Zum Beispiel wird, nachdem die Übersetzungsgeschwindigkeit
und die Oszillationsgeschwindigkeit von der Eingabeeinrichtung 43 eingestellt
wurden, die Position der Klinge vom Sensor 44 erfasst oder das
Umschalten des Schalters 45 wird bewirkt, um die Übersetzungsgeschwindigkeit
und die Oszillationsgeschwindigkeit innerhalb des zulässigen Einstellbereichs,
der von der Eingabeeinrichtung 43 bestimmt wurde, zu steuern.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Bezugnehmend
auf 6A und 6B wird nun
ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6A ist
eine Draufsicht auf eine korneal-chirurgische Vorrichtung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 6B ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 6A und
zeigt eine schematische Darstellung eines Steuersystems. In der
nachfolgenden Beschreibung und in diesen Zeichnungen bezeichnen
die gleichen Bezugszeichen wie die des ersten Ausführungsbeispiels
die gleichen oder funktional äquivalente
Bauteile.
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Eine
Vorschubspindel 13 ist mit einer Drehwelle des Motors 11 gekoppelt
und weist einen Gewindebereich auf, der in der Länge der geradlinigen Bewegung
oder dem Schwenkbereich der Schneideinrichtung 2 entspricht.
Der Motor 11 ist feststehend innerhalb des Hauptkörpers 1 vorgesehen.
Ein Befestigungselement 14 ist über ein Gewinde mit der Spindel 13 in
Eingriff. Der Motor 12 sowie ein Verbindungselement 17 zum
Verbinden des Motors 12 mit der Schneideinrichtung 2 sind
am Befestigungselement 14 fixiert. Wenn der Motor 11 vorwärts oder rückwärts gedreht
wird, bewegen sich der Motor 12 und das Verbindungselement 17 über die
Spindel 13 und das Befestigungselement 14 vorwärts oder
rückwärts, wodurch
verursacht wird, dass sich die Schneideinrichtung 2 vorwärts oder
rückwärts bewegt.
Außerdem
wird eine Drehwelle 15 von dem Verbindungselement 17 drehbar
gehalten. Eine Exzenterwelle 16 ist auf einem distalen
Ende der Drehwelle 15 an einer Position versetzt von der
Drehmitte integriert, und die Exzenterwelle 16 bringt laterale Schwingungen
auf die Klinge 20 auf.
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Somit
nutzt das zweite Ausführungsbeispiel keine
Keilwelle als die Drehwelle 15 und ist so ausgelegt, dass
der Motor 12 in Verbindung mit der Übersetzungsbewegung der Schneideinrichtung 2 bewegt wird.
Dementsprechend wird die Last oder das Gewicht des Motors 12 auf
das Befestigungselement 14 aufgebracht, und somit ist mehr
Leistung für
den Motor 11 erforderlich, im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel.
Da jedoch das zweite Ausführungsbeispiel
auf das Antriebszahnrad 18 und das drehende Zahnrad 19 verzichten
kann, kann der Aufbau einfach sein, und die Kosten können im
Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel
verringert werden.
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Wie
oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Einschnitt durchgeführt werden, indem die Klinge
mittels einer einfachen Anordnung seitlich schwingt (bzw. lateral
oszilliert), ohne dass eine Klingenzufuhreinrichtung auf dem Ansaugring
vorgesehen ist. Da es außerdem
möglich
ist, ein Verklemmen von Wimpern oder dergleichen in die Zufuhreinrichtung
zu verhindern und das Verstreuen von Abrieb aufgrund der Zufuhreinrichtung
und der Dreheinrichtung zu unterdrücken, kann die Operation problemlos
durchgeführt
werden.
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Ferner
kann eine zufriedenstellende Klappe gemäß dem Zustand des Auges des
Patienten ausgebildet werden, indem die Übersetzung und die Oszillation
der Klinge unabhängig
gesteuert werden.
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Weiterhin
kann das Einschneiden der Hornhaut effizient und zufriedenstellend
durchgeführt
werden, indem die Oszillationsgeschwindigkeit und die Übersetzungsgeschwindigkeit
der Klinge passend eingestellt werden.