Funktionsweise des Excimer Lasers
Der Excimer Laser, der Ende der 70er Jahre entwickelt wurde, erzeugt Strahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich. Die Lichtpulse entstehen in einem Hochdruck-Gasgemisch, das durch eine Hochspannungsentladung von 25.000 Volt in einen energetisch angeregten Zustand versetzt wird.

In einer Kettenreaktion wird die aufgenommene Energie dann binnen 20 Milliardstel Sekunden in Laserstrahlung umgewandelt. Innerhalb dieser unvorstellbar kleinen Zeitspanne beträgt die Ausgangsleistung des Lasers 5 Millionen Watt und entspricht damit der Leistung eines kleinen Kraftwerks. Treffen die Laserpulse auf die Hornhaut, wird ihre Energie vollständig in einer nur etwa ein tausendstel Millimeter dicken Schicht absorbiert. Dieses Gewebe wird augenblicklich verdampft, ohne dass darunter liegende Schichten in irgendeiner Form beeinträchtigt werden. Diesen Vorgang nennt man auch Photoablation.

Die Laserpulse werden durch spezielle computergesteuerte Optiken geformt und so über die Hornhaut verteilt, dass die gewünschte Modellierung mit Beseitigung von Kurz- und Weitsichtigkeit, Hornhautverkrümmung sowie ggf. auch Sehfehlern höherer Ordnung (Aberrationen) erreicht wird.

Feature moderner Excimer Lasersysteme am Beispiel des VISX STAR S4 IR Excimer Lasers
Dieses moderne Lasersystem beinhaltet

(1) die vollautomatische VISX Iris-
     Erkennung zur optimalen Ausrichtung,
(2) Variable Spot Scanning,
(3) Variable Repetition Rate,
(4) ActiveTrack 3D Eye Tracking und
(5) die Integration des VISX Wavescan
     Wellenfront Systems.

Die vollautomatische VISX Iris-Erkennung
Das Muster der Iris oder Regenbogenhaut ist - wie auch ein Fingerabdruck - ein individuelles Merkmal. Wird im Rahmen der Voruntersuchung am sitzenden Patienten ein Bild der Regenbogenhaut aufgenommen, kann man später das Auge auch im Liegen danach ausrichten: Über die Iriserkennung ist es möglich, die bei der Wavefront Wellenfront Analyse gewonnenen Daten korrekt auf die Hornhaut des liegenden Patienten zu projizieren. Die Iriserkennung stellt somit eine Grundlage für die korrekte Ausrichtung der Behandlung dar.

Variable Spot Scanning, Variable Repetition Rate
Während die ersten Excimer Laser einen Laserstrahl mit großen Durchmessern aussendeten, verwenden modernere Geräte einen sehr kleinen Strahlendurchmesser, der sich mit hoher Frequenz über die Hornhaut bewegt ("flying spot"). Durch einen Feedbackmechanismus wird registriert, an welcher Stelle der Laser bereits Hornhautgewebe abgetragen hat. Durch den punktuellen Abtrag ist ein genaueres und schonenderes Bearbeiten der Hornhaut möglich, da die gleiche Stelle nie zweimal hintereinander getroffen wird.

Der VISX STAR S4 IR Excimer Laser verfügt über einen variablen Laserbeam, d.h. der Durchmesser kann von 0,65 mm bis 6,5 mm variieren. Darüber hinaus kann die Laserpuls-Rate von 6 bis 20 Hz angepaßt werden. Insgesamt kann mit weniger Hornhautabtrag das gleiche Ergebnis erzielt werden. Dies ist vor allem für Patienten mit präoperativ dünner Hornhaut von großem Vorteil.

ActiveTrack 3-D Eye Tracking System
Eye Tracker sind ein wichtiger Bestandteil moderner Lasersysteme. Eye Tracker erfassen selbst minimale und unwillkürliche Augenbewegungen und gleichen diese blitzschnell aus: Hochempfindliche Sensoren und Kameras beobachten die Position der Pupille mit ca. 120 – 240 Messungen pro Sekunde. Falls sich das Auge - oder der Kopf des Patienten - während der Laserbehandlung bewegt, sendet der Eye Tracker ein Signal zum Laser und meldet ihm die veränderte Position. Der Laser passt sein Ablationsprofil der neuen Position an und verfolgt sozusagen die Augenbewegung mit (daher auch die Bezeichnung Blickverfolgesystem).

Einfache Eyetracker sind nur in der Lage, horizontale und vertikale Bewegungen (in der x und y- Achse) festzuhalten. Neue Technologien - wie die im VISX STAR S4 IR Excimer Laser integrierte Iriserkennnung - ermöglichen es, zusätzlich rotatorische (kreisende) Augenbewegungen in der z Achse zu berücksichtigen.