生成眼科手术控制数据的方法， 以及眼科手术治疗仪和治 疗方法 技术领域 本发明涉及一种生成眼科手术治疗仪的控制数据的方法，其借助于激光设备将 眼角膜的组织层分离，其中，在激光设备操作期间，具有接触表面的接触镜片使角膜变 形为接触表面的形状，为了该目的，首先将具有接触表面顶点的接触表面设置在角膜顶 点上，并且为了使角膜变形的目的，随后接触面挤压后者，该方法包括以下步骤 ：激光 设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，在目标点 坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形。
本发明还涉及一种眼科手术治疗仪，其包括 ：激光设备，用于将眼角膜的组 织层分离，接触镜片，其具有接触表面并在激光设备操作期间使角膜变形为接触表面的 形状，为了该目的，首先将具有接触表面顶点的接触表面设置在角膜顶点上，并且为了 使角膜变形的目的，随后接触表面挤压后者，以及控制设备，其以此方式生成激光设备 的控制数据，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，并且其在目标点坐标的生成 中，考虑激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形。
本发明还涉及一种眼科手术治疗方法，其借助于激光设备将眼角膜的组织层分 离，其中首先设置具有接触表面的接触镜片，在角膜顶点上，接触表面具有接触表面定 点，并且为了使角膜变形的目的，随后接触表面挤压后者，使得接触镜片使角膜变形为 接触表面的形状，激光设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目 标点的坐标，并且在目标点坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的由接触镜片引 起的角膜变形。
最后，本发明还涉及一种眼科手术治疗方法，其借助于激光设备将眼角膜的组 织层分离，其中，为了变形的目的，具有接触表面的接触镜片挤压角膜，使得接触镜片 将角膜变形为接触表面的形状，激光设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定 位于角膜的目标点的坐标，并且在目标点坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的 由接触镜片引起的角膜变形。
背景技术 很长时间，眼镜已经构成了校正人眼缺陷视力的经典方式。 但是，现在越来越 多使用的是进行屈光手术，它通过修正眼角膜来校正缺陷视力。 在这种情况中，所有操 作方法的目的是为了改变光的折射有目的地修正角膜。 为这个目的，不同的操作方法众 所周知。 非常普及的是所谓的准分子激光原位角膜磨镶术，也缩写为 LASIK。 在这种情 况中，角膜瓣首先在一侧从角膜表面分开并折叠向该侧。 该瓣可借助于机械切割器被分 开，或者也可借助于所谓的激光角膜刀，例如，如同美国埃尔文 Intralase 公司所售出的。
后者通过激光辐射在角膜中产生切割表面。 在这种情况中，激光辐射引发的多 个进程在组织中连续进行。 如果辐射的功率密度大于阈值，发生光学击穿，在角膜产生 等离子体气泡，光学击穿发生之后，由于膨胀的气体而生成等离子体气泡。 如果光学击
穿没有修护，等离子体气泡中产生的气体由周围的物质吸收，气泡再次消失。 也有可能 的是发生没有等离子体气泡的组织分离效应。 简单起见，所有这些进程在 “光学击穿” 条件下在此组合，也就是说，该条件会包括不止光学击穿，也有由此在角膜中产生的效 应。
为了产生光学击穿的目的，以脉冲调制的方式施加激光辐射，脉冲宽度小于 1ps。 结果，对于各个脉冲，激发光学击穿所需要的功率密度只有在受限制的空间区域获 得。 US5984916 在这一方面清楚地示出了光学击穿的 ( 在该情况中，所产生相互作用的 ) 空间区域高度取决于脉冲持续时间。 激光束高的聚焦度，结合上述的短脉冲，从而使光 学击穿能够非常精确地应用在角膜中。
为了产生薄瓣的目的，借助于激光角膜刀随后在预定点产生一连串的光学击 穿，以便实现在后者下面从角膜将瓣分开的切割表面。
瓣被分开并折叠向该侧之后，在 LASIK 操作的情况下，提供使用准分子激光 器，它通过切除将现在所暴露的角膜组织移走。 位于角膜的堆积 (volume) 以这种方式蒸 发之后，角膜瓣再次折叠回原始的位置。 LASIK 方法已经作为激光角膜刀在使用，它也 被称作飞秒 -LASIK，从而显示一个帽状的角膜瓣，向后折叠后者并借助于切除激光切除 所显示的组织。 现有技术中也提到了缺陷视力的校正是由于角膜组织中透镜状的部分堆积借助 于脉冲激光辐射分离而产生。 该描述公开在，例如 WO 2005/011545 A1 中。 但是，设 备并不是市场中相应可获得的。
当然，切割表面产生的精度最终对光学校正起决定作用。 尤其用于校正缺陷视 力的先进的激光手术方法中，其中位于角膜的堆积通过三维切割表面分离并从而可移除 地提供。 不同于激光角膜刀的情况，切割表面的位置与光学校正直接相关。 在常规的 LASIK 方法的情况中，相比之下，毫无例外地激光切除操作的精度对光学校正的质量很 重要，从事实来看更加明显，在多种多样的手术中，角膜瓣的产生正在或已经受到借助 于操作相对不精确的机械刀片的影响。
从 WO 2005/011547 A1 中进一步了解到眼角膜压在其上的接触镜片可以用在激 光手术仪的情况中。 接触镜片用来赋予固定的、确定的形状给角膜，并同时对眼睛定 位。 接触镜片上的按压引起角膜的变形，其在目标点坐标的确定中被考虑，原因是在坐 标转换中考虑按压和变形，其在 WO 公开文本中被称作 “接触压力转换” 并允许目标 点的位移。 印刷公开文本给出了用于球形接触镜片和球形角膜前表面结合的情况的转换 等式。 尽管公开文本提到了借助于校正条件进一步的补充是可能的，但是没有描述该条 件。 其中提到的转换等式从而唯一地应用到球形接触镜片和球形角膜前表面，但是，不 总是这种情况。
发明内容
因此本发明基于说明一种用于生成控制数据的改进方法，一种改进的治疗设备 和一种改进的治疗方法的目的，甚至超出了 WO2005/01157 A1 所给出的边界条件，能可 靠地考虑由接触镜片引起的角膜变形，以及因此提供一个更精确的激光外科手术结果。
在本发明的第一个变型中，这一目的得以实现是借助于生成眼科手术治疗仪的控制数据的方法，其借助于激光设备将眼角膜的组织层分离，其中，激光设备操作期 间，具有接触表面的接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，为了该目的，接触面按压 角膜，该方法包括以下步骤 ：用于激光设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指 定位于角膜中的目标点的坐标，在目标点坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的 由接触镜片引起的角膜变形，为了确定未变形角膜中点 P 的位移，该位移是由变形引起 的，考虑变形中进行以下步骤 ：
1a) 在未变形角膜的参考表面 V 上，关于点 P，以使通过点 O 的曲面法线通过点 P 的方式确定点 O 的位置，参考表面是前表面本身或者通过前表面径向收缩弯曲线位移 (bend line displacement)L 获得的表面，
1b) 确定参考面顶点 S 和点 O 之间的距离距离是参考表面上的弧长， 处，接触1c) 在接触镜片参考表面上确定点 O′，其位于距离接触表面顶点镜片参考表面是接触表面本身或者通过接触表面径向收缩弯曲线位移和 / 或角膜上液体 膜 (fluid film) 的厚度 F′获得的表面，
1d) 在表面法线上，在点 O′确定点 P′，点 P′与点 O′的距离与点 P 与点 O 的距离相同，以及 1e) 点 P′作为因变形而移位的点 P ；
和 / 或为了确定变形角膜中点 Q′的位移，该位移是由松弛引起的，考虑变形的 情况下进行以下步骤 ：
2a) 在接触镜片参考表面上，关于点 Q ′，以使通过点 O ′的表面法线通过点 Q′的方式确定点 O′的位置，
2b) 确定顶点 S 和点 O ′之间的距离距离是接触镜片参考表面上的弧 处，长，
2c) 在参考表面上确定点 O，其位于与顶点 S 距离2d) 在表面法线上，在点 O 确定点 Q，点 Q 与点 O 的距离与点 Q′与点 O′的 距离相同，以及
2e) 点 Q 作为因松弛而移位的点 Q′。
在本发明的第二个变型中，该目的得以实现是借助于生成眼科手术治疗仪的控 制数据的方法，通过激光设备将眼角膜的组织层分离，其中，激光设备操作期间，具有 接触表面的接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，该方法包括以下步骤 ：激光设备 的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，而且在目标点 坐标的生成中，考虑到激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形，与未变形 角膜相关的球面坐标系
和抵靠接触镜片设置并由此变形的角膜的球面坐标系之间，使用以下转换 ：
其中， RKGL 是接触表面的半径， RCV 是角膜未变形前表面的半径， c5， c7， f4 和 f6 是实验确定的近似等于 1 的校正系数， K1 是 α 的高奇数次的可选校正项， K2 是 α 的 高奇数次的可选校正项。
在本发明的第三个变型中，该目的得以实现是借助于生成眼科手术治疗仪的控 制数据的方法，其通过激光设备将眼角膜的组织层分离，其中，激光设备操作期间，具 有接触表面的接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，该方法包括以下步骤 ：激光设备 的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，在目标点坐标 的生成中，考虑到激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形，与未变形角膜 相关的球面坐标系 之间，使用以下转换 ：
和抵靠接触镜片设置并变形的角膜的球面坐标系α′ (RKGL-F′ -L) ＝ α(RCV-L)
R′＝ R+RKGL-RCV
其中， RKGL 是接触表面的半径， RCV 是角膜未变形前表面的半径， F′是角膜和 按压它的接触表面之间的液体膜的厚度，且 L 是角膜表面到角膜内部的眼角膜弯曲线的 位移，该位移已经在实验上确定， F′或 L 也可以近似等于零。
在本发明的第一个变型中，该目的得以实现也可以借助于眼科手术治疗方法， 其借助于激光设备将眼角膜的组织层分离，具有接触表面的接触镜片使用后者按压角 膜，以便接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，激光设备的控制数据以此方式生成， 它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，在目标点坐标的生成中，考虑到激光设备 操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形，为了确定未变形角膜中点 P 的位移，该位 移是由变形引起的，考虑变形中进行以下步骤 ：
1a) 在未变形角膜的参考表面上，关于点 P，以使穿过点 O 的表面法线穿过点 P 的方式确定点 O 的位置，参考表面是前表面本身或者通过前表面径向收缩弯曲线位移 L 获得的表面，
1b) 确定参考表面顶点 S 和点 O 之间的距离距离是参考表面上的弧长， 处，接触1c) 在接触镜片参考面表上确定点 O′，其位于距离接触表面顶点镜片参考表面是接触表面本身或者通过接触表面径向收缩弯曲线位移和 / 或角膜上液体 膜的厚度 F′ [ 获得的表面 ]，
1d) 在表面法线上，在点 O′确定点 P′，点 P′与点 O′的距离与点 P 与点 O 的距离相同，以及
1e) 点 P′作为因变形而移位的点 P ；
和 / 或为了确定变形角膜中点 Q′的位移，该位移是由松弛引起的，考虑变形的 情况下进行以下步骤 ：
2a) 在接触镜片参考表面上，关于点 Q ′，以使穿过点 O ′的表面法线穿过点 Q′的方式确定点 O′的位置，
2b) 确定顶点 S 和点 O ′之间的距离9距离是接触镜片参考表面上的弧长，CN 102026601 A CN 102026616 A
说明书处，5/12 页2c) 在参考表面上确定点 O，其位于与顶点 S 距离2d) 在表面法线上，在点 O 确定点 Q，点 Q 与点 O 的距离与点 Q′与点 O′的 距离相同，以及
2e) 点 Q 作为因松弛而移位的点 Q′。
在本发明的第二个变型中，该目的得以实现同样可借助于眼科手术治疗方法， 其通过激光设备将眼角膜的组织层分离，其中，为了变形的目的，具有接触表面的接触 镜片挤压角膜，以便接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，用于激光设备的控制数据 以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，在目标点坐标的生成中， 考虑到激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形，与未变形角膜相关的球面 坐标系 用以下转换 ：
和用于抵靠接触面设置并变形的角膜的球面坐标系之间，使
其中， RKGL 是接触表面的半径， RCV 是角膜未变形的前表面的半径， c5， c7， f4 和 f6 是实验确定的近似等于 1 的校正系数， K1 是 α 的高奇数次的可选校正项， K2 是 α 的高奇数次的可选校正项。
最后，在第三个变型中，该目的得以实现也可以通过眼科手术治疗方法，其通 过激光设备将眼角膜的组织层分离，其中，为了变形的目的，具有接触表面的接触镜片 按压角膜，以便接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，用于激光设备的控制数据以此 方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，在目标点坐标的生成中，考虑 到激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形，与未变形角膜相关的球面坐标
系 以下转换 ：
和用于抵靠接触表面设置并变形的角膜的球面坐标系之间，使用α′ (RKGL-F′ -L) ＝ αRCV-L)
R′＝ R+RKGL-RCV
其中， RKGL 是接触表面的半径， RCV 是角膜未变形的前表面的半径， F′是角膜 和挤压它的接触表面之间的液体膜的厚度，L 是角膜表面到角膜内部的眼角膜弯曲线的位 移，该位移已经在实验上确定， F′或 L 也可以近似等于零。
该目的也可以借助于眼科手术治疗仪来实现，其包括 ：激光设备，用于将眼角 膜的组织层分离，接触镜片，其具有接触表面并在激光设备操作期间使角膜变形为接触 表面的形状，为了该目的，首先将具有接触表面顶点的接触表面设置在角膜顶点上，并 且为了使角膜变形的目的，随后接触表面按挤后者，以及控制设备，其以此方式生成用 于激光设备的控制数据，控制数据为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，并且其在
目标点坐标的生成中，考虑了激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形，控 制设备根据所涉及的三个发明变型之一执行该方法。
因此，本发明不再假设眼角膜是球形的，或者弯曲线严格位于眼角膜表面以及 泪膜厚度可以忽略。 根据本发明的方法使避免切割的预期过程和达到的过程之间的区别 成为可能，尤其在操作区域的边界地带。 在该情况中，提高的精确度具有这样的结果， 其可能对具有相当明显曲率的接触镜片或接触表面有效，反之，到目前为止的现有技术 倾向于使角膜尽可能的变得平坦，虽然出于各种原因这都是不利的，尤其由于眼内压的 增加。
在这种情况中，本发明的第一个变型具有优点，它也可以应用于任一形状，尤 其是非球面或非回转对称的接触镜片的情况中，因为在变形眼的情况中，也就是说，眼 抵靠接触表面设置，裸角膜 (freecomea) 中每个点 P 关于其坐标转换为相当于点 P 的点 P′。 在这种情况中，第一个变型的方法步骤描述了对于未变形角膜中每个给定点，角膜 变形之后相对应的坐标是如何确定的。 这构成了所谓的正向转换。 但是，类似的过程也 对这样的点产生逆转换，该点在变形角膜的坐标是已知的，且其在未变形角膜的相应的 坐标待定，例如通过移走接触镜片引起的松弛之后。 权利要求 1 及相对应的被包括的或 平行的权利要求由步骤 1a)-1e) 确定正向转换，以及由步骤 2a)-2e) 确定逆转换。 根据本 发明，在第一个变型中，进行两者中的一个。 第一个变型的方法具有通用于任意表面的优点。
对于角膜前表面的抛物面与接触镜片的球形接触面相结合的特殊情况，第二个 变型指定了一种坐标变换的简单近似。 为了更好的适应，该情况中所使用的校正系数可 以从实验数据确定，简单起见，它们也可以等于 1。
能产生由根据控制数据所预期的位置偏转的切割表面的实际位置的另一个因素 是液体膜的厚度，即使当角膜处于变形状态时，也能在角膜前表面和接触镜片的接触面 之间产生充满液体的间隙。 这种液体无需等同于自然泪膜，因为在手术的情况中，眼睛 通常由局部麻醉剂 ( 以滴状形式 ) 麻醉并使用人造泪液。 泪膜的自然厚度因此不是自动 存在的。 此外，液体厚度还由按压和变形改变。 因此本发明的第三个变型考虑了这种液 体膜的厚度 F′。 该厚度 F′的典型范围是 5-20μm。
进一步地，可选择地，也可能考虑到以下事实，在角膜变形中，弯曲线，也就 是说变形的中性相位不是精确地沿着角膜前表面，而是可能移位到角膜内，也就是，向 内部。 该位移可以由实验数据确定。 在简化的变型中，假定弯曲线位于角膜的中间厚 度，也就是说，该位移相当于角膜厚度的一半。
进一步地，液体膜厚度或弯曲线位移的考虑也可以用于其它变型。
附图说明 参考附图，通过实施例，在后面更充分的说明本发明，其中 ：
图 1 示出了治疗仪，或用于校正缺陷视力的治疗装置的示意图，
图 1a 示出了关于图 1 中治疗装置结构的示意图，
图 2 示出了关于借助于图 1 的治疗装置将脉冲激光辐射引入校正缺陷视力的眼睛 内的基本图示 ；
图 3 示出了图 1 中治疗装置的又一个示意图， 图 4 示出了解释图 1 中治疗装置中接触镜片功能的示意图， 图 5-7 示出了关于导致眼角膜变形的接触镜片的效果示意图， 图 8 示出了校正缺陷视力的准备和进行过程的示意图。具体实施方式
图 1 示 出 了 用 于 眼 科 手 术 方 法 的 治 疗 装 置 1， 其 类 似 于 EP1159986A1 或 US 5549632 中描述的装置。 借助于治疗激光辐射 2，治疗装置 1 在病人 4 的眼睛 3 上实施缺 陷视力的校正。 缺陷视力可能包括远视、近视、老花眼、散光、混合散光 ( 散光中一个 方向远视且其直角方向近视 )、非球面误差 (aspheric errors) 和高阶像差。 在描述的实施 方式中，治疗激光辐射 2 用作聚焦眼睛 3 内的脉冲激光束。 在该情况中，脉冲持续时间 例如在飞秒范围内，且激光辐射 2 借助于角膜内的非线性光学效应起作用。 例如，激光 束具有脉冲重复频率在 10 和 500kHz 之间的 50 到 800fs 的短激光脉冲 ( 优选 100-400fs)。 在所描述的具体实施例中，设备 1 的模块由集成控制单元控制，但很清楚地，该控制单 元也可以作为独立的单元。 在治疗仪使用之前，眼睛 3 的缺陷视力借助于一种或更多种测量设备测量。
图 1a 概略示出了治疗装置 1。 在该变型中，它至少具有两个设备或模块。 激 光设备 E 将激光束 2 发射向眼睛 3。 在该情况中激光设备 E 的操作是全自动的，也就是 说，基于相应的起始信号，激光设备 E 开始使激光束 2 偏斜并由此产生切割表面，以待描 述的方式，切割表面形成并隔离眼角膜中的堆积。 手术所需的控制数据预先由激光设备 E 从计划设备 P 通过没有特别详细描述的控制线获得，作为控制数据集。 该数据优先传 输至激光设备 E 的操作。 明显地，通信也可以无线实施。 作为直接通信的一个供替代的 选择，也可设置计划单元 P 以便它与激光设备 E 空间分离，以及提供一个相应的数据传输 通道。
优选地，控制数据集传输至治疗装置 1，进一步优选地，激光设备 E 的操作被限 制，直到有效的控制数据集出现在激光设备 E。 原则上，有效的控制数据集可以是适合 治疗仪 1 的激光设备 E 使用的控制数据集。 但此外，有效性也可与进一步测试的通过相 关，例如额外储存在控制数据集中关于治疗装置 1，如装置序列号，或关于病人，如病人 身份证号的信息是否与其它信息相一致，例如，病人位于激光设备 E 操作的校正位置时 在治疗仪处已经分别读出或输入的信息。
为了进行手术的 - 目的，使激光设备 E 可用的控制数据集由计划单元 P 从测量 数据和为待治疗的眼睛已经确定的缺陷视力数据生成。 该数据通过界面 S 提供给计划单 元 P，而且在所描述的具体实施例中，它起始于之前为病人 4 的眼睛进行测量的测量设备 M。 明显地，测量设备 M 可将相应的测量和缺陷视力数据以任一方式传输给计划设备 M。
图 2 概略说明了激光束 2 的功能。 治疗激光束 2 借助于没有特别详细描述的光 学组件 (optical train) 聚焦在眼睛 6 的角膜 5 内。 因此在角膜 5 内产生覆盖斑点 (spot)6 的焦点，且在该处激光辐射的能量密度如此大以使与脉波长相结合，在眼睛内产生非线 性效应。 例如，在各个斑点 6 处，脉冲激光辐射 2 的每个脉冲会在眼角膜 5 内产生光学
击穿，该击穿依次引发等离子体气泡，如图 2 中概略说明。 结果，借助于激光脉冲角膜 5 内组织被分离。 虽然产生击穿的条件只在焦点中达到，基于等离子体气泡的发展，组织 层分离包括比激光辐射 2 焦点所覆盖的斑点 6 更大的区域。 为了每个激光脉冲产生光学 击穿，激光辐射的能量密度，也就是积分通量，必须大于特定的阈值，该阈值取决于脉 波长。 本领域技术人员从，例如 DE 69500997 T2 中了解该关联。
二者择一地，组织分离效果也可以通过脉冲激光辐射产生，因为多个激光辐射 脉冲发射进入一个区域，斑点 6 覆盖多个激光辐射脉冲。 然后多个激光辐射脉冲一起作 用以达到组织分离效果。
但是，治疗装置 1 所使用的组织分离的本质与该描述没有进一步的关联。 只有 治疗装置 1 在组织中实现形状由组织中的点特征化的切割表面，它才具有实质性。 这些 点可以指定，例如焦点位置的目标点，一个或更多个在目标点处发射的激光脉冲。组织 / 材料中点的定义对于下面所阐述的且要特别详细描述的方法和仪器很重要。 该描述基于 点，仅通过实施例，用于脉冲激光辐射的目标点。
为了进行缺陷视力校正，脉冲激光辐射用于将物质由角膜 5 内区域移走，因为 组织层在其中分离，其将物质隔离并随后使物质被移走。 物质的移走引起角膜堆积被改 变，导致角膜 5 的光学成像作用改变，这种改变经精确的计算使之前确定的缺陷视力在 可能的范围内由此被 / 变为被校正。 为了隔离待移走的堆积，激光辐射 2 直接聚焦在角 膜 5 的目标点上，通常在位于上皮细胞和前弹性层 (Bowman′ smembrane) 下方且后弹性 层 (Decemet′ s membrane) 和内皮上方的区域。 为了该目的，治疗装置 1 具有调整角膜 5 内激光辐射 2 的焦点位置的机构。 图 3 中概略示出。
在图 3 中，仅在理解焦点调整所需的程度示出了治疗装置 1 的原理。 如同已经 提及的，激光辐射 2 射入 (bundle in) 角膜 5 的焦点 7，并调整角膜的焦点 7 的位置，以便 为了产生切割表面的目的，激光辐射脉冲的能量在各个位置以焦点对准的方式引入角膜 5 的组织。 激光器 8 提供激光辐射 2 作为脉冲辐射。 在变型中，通过两个实质上正交的偏 转检流计反光镜 (denecting galvanometric mirrors) 实现了 xy 扫描仪 9，其实现了来自激光 器 8 的激光束的二维偏转，所以在 xy 扫描仪 9 之后，出现了偏转的激光束 10。 因此扫描 仪 9 引起焦点 7 的位置被调整到实质上垂直于激光辐射 2 入射到角膜 5 内的主方向。 除 了 xy 扫描仪 9，提供了 z 扫描仪 11 来调整深度位置，其作为例如可调整的望远镜实施。 z 扫描仪 11 用于改变焦点 7 的 z 位置，也就是说，它在光入射轴上的位置。 z 扫描仪 11 可以设置在 xy 扫描仪 9 之前或之后。 后面 x，y，z 所指示的坐标与焦点 7 的位置偏转有 关。
空间方向单个坐标的分配不受角膜 5 内点的定义限制 ；但在后面，为简单描 述，沿着辐射 2 的光入射轴的坐标始终由 z 指示，而 x 和 y 指示垂直于激光束入射方向的 平面内彼此相互正交的两个坐标。 明显地，本领域技术人员了解到角膜 5 内点的位置也 可以通过其它坐标系进行三维描述，尤其是不需要是直角坐标系的坐标系。 同样地，由 xy 扫描仪 9 来偏转彼此成直角的轴不是完全必要的 ；还有，可能使用在不存在光辐射的 入射轴的平面内能够调整焦点 7 的任一扫描仪。 因此斜角 (Oblique-angled) 坐标系也是 可能的。
此外，非笛卡尔坐标系也可以用来描述或控制焦点 7 的位置，这在后面也会做进一步的解释。 类似的坐标系的例子有球坐标 ( 也称为球面坐标 ) 和柱坐标。
为了控制焦点 7 的位置在目标点上，共同实现三维焦点调整设备的实际实施例 的 xy 扫描仪 9 和 z 扫描仪 11 由控制设备 12 通过没有特别详细指示的线路控制。 同样适 用于激光器 8。 控制设备 12 提供了激光器 8 和三维焦点调整设备的合适地同步操作，示 例性地通过 xy 扫描仪 9 和 z 扫描仪 11 实现，因此，角膜 5 内焦点 7 的位置以这样的方式 进行调整，使得最终地，确定的物质堆积被隔离，随后堆积的移除实现了期望的缺陷视 力校正。
控制设备 12 根据所指定的控制数据操作，控制数据确定了用于焦点调整的目标 点。 控制数据通常组合成控制数据集。 在一个具体实施方式中，控制数据集将目标点的 坐标指定为一个图案，控制数据集中目标点的顺序指定焦点位置的连续设置，最后即为 轨迹线 ( 在此简言之也指路径 )。 在一个具体实施方式中，控制数据集包括作为焦点位置 调整机构，例如 xy 扫描仪 9 和 z 扫描仪 11 的实际校正变量值的目标点。 为了准备眼科 手术方法，也就是说，在实际操作方法可以进行之前，目标点以及优选它们在图案中的 顺序被确定。 必须对操作预先计划以确定用于治疗仪 1 的控制数据，在应用时，治疗仪 1 实现对病人 4 的缺陷视力的光学校正。
控制数据最终引起要产生的切割表面，因为目标点由适当的方式指定在角膜 内。 现有技术中描述了，例如 WO 2005/011546，为了在眼角膜产生切割表面的目的，可 以使用专门的螺旋 (spirals)，其沿着实质上垂直于光轴 (z 轴 ) 的主轴旋转，例如以螺旋方 式。 使用将扫描点成排设置的扫描图案也是已知的 ( 比照 WO 2005/011545)。 明显地， 这些可能性可以用于产生以上说明的切割表面并可用于后面解释的转换。
眼角膜焦点位置的调整借助于三维偏转设备实现，图 3 中概略描述，为了在 z 方 向调整焦点的目的，三维偏转设备使用透镜位移或其它光学作用原理。
目标点的确定中，当然，尤其在缺陷视力校正的情况中，必需考虑要移走的堆 积是最终眼睛处于正常状态下确定的。 因此最终有益的切割表面与正常眼睛相关。 但 是，必需考虑到，由于定位眼睛的原因，治疗装置 1 与接触镜片 2 结合使用，如图 4 所 示，接触镜片 25 位于眼角膜 5 的前表面 15 上。 但是，关于治疗装置 1 或与之相关的准 备和 / 或进行手术操作的方法的现有描述，已经构成多个专利公开 ( 参考是示例性地， 例如 WO 2005/048895) 主题的接触镜片 25 只对将确定的曲率给予角膜前表面 15 的这 一方面有益。 但是，关于接触镜片 25 接触面的球面曲率，此处描述的方法与例如 WO 2003/002008 中描述的方法显著不同，其使用将眼角膜压平的平面接触镜片。
当眼睛被压在具有球形接触表面的接触镜片 25 上时，出现眼睛的空间变形。 按 压对应于如图 5 中示例性地描述的眼睛坐标系到图 6 中实施例所示的接触镜片的坐标系的 转换。 本领域技术人员从 WO2005/011547 了解到这一关系，其所公开的内容以参考的方 式并入于此。 图 5 和 6 中，标记有撇号的坐标指示与接触镜片 25 或与面向眼睛的接触镜 片下侧 26 相关的量的坐标。 当压在接触表面 25( 图 7，左侧 ) 上时，裸角膜 ( 图 5) 中特 定点 P 对应于角膜中的点 P′。
但是，接触镜片具有进一步的优点。 通过压在接触镜片下侧 26 上，角膜前表面 15 也自动为球形。 当接触镜片已经压上时，以恒定距离位于角膜前表面 15 下方的表面因 此同样为球形，所以控制相当简单。 由于该原因，迄今为止一直都在尝试使用具有球形接触镜片下侧 26 的接触镜片 25，并至少为一个切割表面指定目标点，目标点将该切割表 面确定为以恒定距离位于角膜前表面 15 下方的球形面。
图 5 和 6 中的描述示出了由于接触镜片的设置或移走发生在眼睛上的坐标转换。 它们包括关于曲面 ( 角膜前表面 15，或接触镜片下侧 26) 原点的球面坐标 于角膜前表面 15、或接触镜片下侧 26 的顶点的柱面坐标 和关 该顶点由光轴 OA 的穿过点 (through-passage point) 限定。
但是，如果裸 ( 或受压 ) 眼角膜的点已经给定且要在受压 ( 或裸 ) 眼中描述，那 么产生的坐标转换独立于所选择的坐标系。
图 7 中描述的与裸眼相关的坐标系到根据图 7 的接触镜片相关的受压眼的坐标系 的坐标转换情况中，弧长，也就是说 α · R，径向厚度 (RCV-R) 和角度 被保持。 作为 自然眼的基础，也就是说，图 7 的坐标系中的目标点转换，是为三维焦点调整设备计算 控制量的重要步骤。 它的实现从根本上不同于平面接触镜片，例如，其中球形面退化为 了平面。
图 7 描述了眼睛 3 的角膜 5 压到球形弯曲接触镜片下侧 26 上。 右侧的描述概略 示出了接触镜片下侧 26 只在顶点处与角膜前表面 15 相接触的情况。 角膜仍然未变形。 为了说明几何关系的目的，图 7 中角膜前表面 15 示意性地描绘成了圆。 接触镜片 25 压 到角膜 5 上实现了到图 7 左侧情况的转换，该转换由箭头 27 体现。 接触镜片 25 的移走 实现了眼睛 3 朝反向于箭头 27 的方向的松弛。 由于所描述的边界条件，对于眼角膜 5 的每个点，坐标从图 5 描述的系统转换到 图 6 的系统。 因为角膜前表面 15 的位置 (placing-on) 通常通过负压的方式由吸力实现， 后面的转换称为吸引转换 (suctiontransformation)。
下面的方法提供了一种松弛眼 ( 不受吸力 ) 的点 P 的坐标到承受吸力的眼的相应 点 P′的坐标的普通转换。 随后会描述逆转换。 这种普通方法不需要任何特殊几何形状 的接触镜片或角膜前表面，但是它使用角膜前表面，其是没有泪液的角膜的前表面 ：
1. 在任一坐标系中，角膜的前表面 15 使用实验决定的数字性或分析性描述，如 果必要时，使用适当的滤波方法。 考虑角膜的前表面 15 下方距离 L 处的弯曲线 ( 或中 线相位 ) 的位置的情况中，吸引转换的情况下，相对于前表面 15 放射状收缩 L 的参考表 面 V 代替前表面 15 使用。 如果弯曲线不予以考虑，参考表面 V 与角膜 5 的前表面 15 相 同。
2. 在任一坐标系中，接触镜片 25 的接触表面 26 使用实验决定的数字性或分析性 描述，如果必要时，使用适当的滤波方法。 在转换中，接触表面 26 被认为是由受压眼的 角膜 5 的前表面 15 所假定的表面。 但是，考虑到液体膜厚度 F′和 / 或弯曲线位移 L 的 情况中，相对于接触表面 26 放射状收缩 F′ +L 的接触镜片参考表面 G 替代接触表面 26 使用。 如果液体膜厚度 F′和 / 或弯曲线位移 L 不予以考虑，那么在同样的情况中，接 触表面 26 和接触镜片参考表面 G 相一致。
3. 转换中原点 A 的确定，该原点位于参考表面 V 上且转换期间不改变其坐标。 该点优选为光轴和参考表面 V 的交叉点或参考表面 V 的几何顶点。 在此，这些点组合在 术语 “顶点” 下。
4. 接触镜片参考表面 G 上点 M 的确定，其在吸引后距离原点 A 最近。 很好的
近似为 A ＝ M。
5. 点位于其表面法线上的参考表面 V 上的所有点的确定。 该情况中表面法线理解为垂直于参考表面 V 并包括点 Oi 的直线。
6. 确定点 O ∈ Oi，对该点线段是最小值。 因而这就是表面法线和参考表面V 之间的交叉点。
7. 计算由圆柱角 的相交面中从 O 到 A 的曲线长度 8. 计算点 O′∈ G，对该点，下式是适用的 ： 9. 计算点 对该点，适用于 和
10. 下式一直适用 ：逆转换使用以下步骤进行 ：
1. 数值性或分析性描述以类似于上面点 1 和 2 的方式。
2. 上面第三项陈述的方法用于原点。
3. 接触镜片参考表面 G 上点 M 的确定，其距离转换中原点 A 最近。 很好的近 似为 A ＝ M。
4. 点位于其表面法线上的参考表面 G 上的所有点 是最小值。的确定。 表面法线还是垂直于接触镜片参考表面 G 并包括点 Oi′的直线。
5. 确定点 O′∈ Oi′，对该点线段6. 计算由圆柱角 确定的交叉面中从 O′到 A′的曲线长度 7. 计算点 O ∈ V，对该点，下式是适用的 ： 8. 计算点 对该点，适用于 和
9. 下式一直适用 ：上述方法可以用于进行角膜前表面 15 和接触镜片接触表面 26 中任一表面形式的 吸引转换。
如果待转换的点与各自的参考表面的距离小于参考表面的局部曲率半径，正向 转换中的第 5 点和逆转换中的第 4 点可以忽略。 局部曲率半径从相应点处最佳匹配球体 获得，并以简单化的方式可以近似为表面的最小曲率半径。 在眼科手术的情况中，因为 角膜明显比其曲率半径薄，忽略第 5 点或第 4 点的情形通常能实现。
对于角膜前表面的抛物状表面和球形接触镜片形状的特定情形有特定解决方 法，其示出了放射状双象中的抛物线。 对任一给定的球体，抛物线对眼睛 5 的自然形状 的对应或多或少比与现有技术中已知解决方法的对应更好。
明 显 节 约 计 算 的 该 特 定 方 法 的 简 化 由 后 面 吸 引 转 换 的 扩 展 提 供， 从 WO 2005/011547 获知，吸引转换用于球形接触镜片上球形角膜前表面到抛物线形角膜前表 面：
从而改进已知的球形方法，以便考虑角膜 5( 或接触镜片 25) 的前表面 15 从理想 球形向抛物线形的偏离。
有时候，分析推理的前因子必需经过基于实验数据的进一步的适应。 实验确定 的除了 1 之外的数值可以分配给前因子 ci，fi，以便考虑角膜前表面 15 由抛物面在球体或 椭圆体方向的偏离。
在受压状态下，如果考虑到液体膜厚度 F′和从角膜 5 的前表面 15 向内位移距 离 L 的弯曲线，用于球形接触镜片和球形角膜前表面的吸引转换可以写成以下形式。
α′ · (RKGL-F′ -L) ＝ α · (RCV-L)
RKGL-R′＝ RCV-R
多种测量设备测量角膜前表面 15 的曲率半径，包括自然泪膜厚度 T，因为上述 等式基于 RCV，从而直接提供必须相应地校正的 RCV+T 的值。 明显地注意到该方法可以 与所描述的转换相结合。 还有， T， F 和 / 或 L 为简单起见可以忽略。
图 8 中概要地例示了应用于缺陷视力眼科手术操作的情况中的设备 1 的准备顺 序。 步骤 S1 中，进行眼睛 3 的测量。 该步骤中，为病人 4 的缺陷视力获得校正参数。 步骤 S2 中编辑的参数随后用于步骤 S3 中，以确定校正必需的角膜 5 的新曲率。 当在步 骤 S3 中完成这一计算时，为了改变曲率必须从角膜移走的堆积在 S4 中确定。 为了该目 的，在步骤 S5 中，确定了限制堆积的切割表面。 一旦获得这些表面相对应的功能性描 述，当眼睛由吸力吸引到接触镜片上时产生的吸引转换在步骤 S6 中被考虑。 以上描述的 关系之一在该情况中使用。
接下来是轨迹线坐标的确定，切割面由轨迹线组成。 在步骤 S7 中通过 R， z 示例性的说明了这一点。 步骤 S7 的最后，获得具有点的坐标的点图案，激光辐射脉冲可 以毫不费力地应用于此。 在这个阶段，为了简化计算量，目标点的密度可以减小。
使用由此确定的控制参数，实际操作随后在步骤 S8 中进行，要移走的堆积由切 割表面限制。