Monitoring the cutting process of the laser-induced optical breakdown (LIOB) during femtosecond-laser in-situ keratomileusis (fs-LASIK)

In refractive eye surgery ultrashort laser pulses are increasingly used to cut inside transparent corneal tissue. Ultrashort laser pulses in the near-infrared range (NIR) can generate a laser-induced breakdown (LIOB) in the cornea which will cut the tissue.The femtosecond-laser in-situ keratomileusis (fs-LASIK) procedure takes advantage of this method and provides an opportunity to correct ametropia. During this cutting process only a certain amount of the pulse energy is deposited in the cornea, the remaining energy is propagated through the eye to interact with the retina and the strong absorbing tissue layers behind. The transmitted energy can cause damage to the retina due to absorption by the retinal pigment epithelium and the transfer of thermal energy to the surrounding tissue.In refractive surgery procedures, such as photorefractive keratectomy (PKR) and laser in-situ keratomileusis (LASIK), retina damage is reduced because of the complete absorption of ultraviolet irradiation from corneal tissue during ablation.The aim of this project was to investigate the amount of laser energy deposited during fs-LASIK leading to a laser-induced breakdown process.

ZusammenfassungIn der refraktiven Chirurgie werden immer häufiger ultrakurze Pulse eingesetzt um transparentes Kornea-Gewebe zu schneiden. Im NIR-Bereich erzeugen ultrakurze Laserpulse einen sogenannten laser-induzierten optischen Durchbruch (LIOB) um das Gewebe zu schneiden.Mit Hilfe dieser Technik können bei der fs-LASIK Fehlsichtigkeiten korrigiert werden, indem der Laserfokus während des chirurgischen Eingriffs sowohl den Hornhautlappen (Flap) als auch das zu präparierende Lentikel schneidet.Während des Schneidevorganges wird jedoch nur ein gewisser Anteil der Laserenergie in der Kornea deponiert, die verbleibende Restenergie des Laserstrahls propagiert weiter durch die klaren Augenmedien hindurch und trifft defokussiert auf die dahinter liegende Retina und die angrenzenden stark absorbierenden Schichten. Die transmittierte Energie kann am hinteren Augenabschnitt aufgrund der Absorptionseigenschaften des retinalen Pigmenepitheliums und des thermischen Transportes in angrenzende Schichten Schaden verursachen.Die Standardverfahren wie Photorefraktive Keratektomie und LASIK stellen für das Auge kein Netzhautrisikopotential dar, da die UV-Strahlung des Lasers während des Ablationsprozesses vollständig vom Kornea-Gewebe absorbiert wird.Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, wie viel Laserenergie im optischen Durchbruch während der fs-LASIK deponiert wird.