Analysis of the effects of Eye-Tracker performance on the pulse positioning errors during refractive surgery

PurposeTo analyze the effects of Eye-Tracker performance on the pulse positioning errors during refractive surgery.MethodsA comprehensive model, which directly considers eye movements, including saccades, vestibular, optokinetic, vergence, and miniature, as well as, eye-tracker acquisition rate, eye-tracker latency time, scanner positioning time, laser firing rate, and laser trigger delay have been developed.ResultsEye-tracker acquisition rates below 100 Hz correspond to pulse positioning errors above 1.5 mm. Eye-tracker latency times to about 15 ms correspond to pulse positioning errors of up to 3.5 mm. Scanner positioning times to about 9 ms correspond to pulse positioning errors of up to 2 mm. Laser firing rates faster than eye-tracker acquisition rates basically duplicate pulse-positioning errors. Laser trigger delays to about 300 μs have minor to no impact on pulse-positioning errors.ConclusionsThe proposed model can be used for comparison of laser systems used for ablation processes. Due to the pseudo-random nature of eye movements, positioning errors of single pulses are much larger than observed decentrations in the clinical settings. There is no single parameter that ‘alone’ minimizes the positioning error. It is the optimal combination of the several parameters that minimizes the error. The results of this analysis are important to understand the limitations of correcting very irregular ablation patterns.

ResumenObjetivoAnalizar los efectos del comportamiento con láser excímer en los errores de posicionamiento de pulso durante la cirugía refractiva.MétodosSe ha desarrollado un modelo amplio, que considera directamente los movimientos oculares, incluyendo los sacádicos, vestibulares, opto-quinéticos, de vergencia y miniatura, así como el porcentaje de adquisición del eye-tracker, tiempo de latencia del eye-tracker, tiempo de posicionamiento del escáner, porcentaje de disparos láser y demora del disparador láser.ResultadosLas tasas de adquisición del eye-tracker inferiores a 100 Hz se corresponden con los errores de posicionamiento de pulso superiores a 1,5 mm. Los tiempos de latencia del eye-tracker de alrededor de 15 ms se corresponden con errores de posicionamiento de pulso de hasta 3,5 mm. Los tiempos de posicionamiento del escáner de alrededor de 9 ms se corresponden con errores de posicionamiento de pulso de hasta 2 mm. Las tasas de disparo de disparos láser con más rápidas que las tasas de adquisición del eye-tracker duplican básicamente los errores de posicionamiento de pulso. Las demoras del disparador láser de alrededor de 300 μs tienen un impacto menor o nulo sobre los errores de posicionamiento de pulso.ConclusionesEl modelo propuesto puede utilizarse para comparar los sistemas láser utilizados en los procesos de ablación corneal en cirugía refractiva láser. Debido a la naturaleza pseudo-aleatoria de los movimientos oculares, los errores de posicionamiento de los pulsos individuales son mucho mayores que los descentramientos reportados a nivel clínico. No existe un único parámetro que minimice “por sí solo” el error de posicionamiento. Los resultados de este análisis son importantes para la comprensión de las limitaciones de la corrección con perfiles de ablación muy irregulares.