AT400664B - Dynamische hornhaut-topographie-analyse - Google Patents

Description

AT 400 664 B

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zusatzgerät zu jenen Geräten, die mit unterschiedlichen Methoden (z.B. Video-Keratoskopie nach dem Placidoprinzip z.B. Patent Nr. US 5 110 200 Interferometrie, Rasterstereographie,...), eine Krümmungsmessung der Hornhautvorderfläche am lebenden Auge und im invitro Experiment durchführen können (in Folge werden alle kurz HH-Analysegerät genannt). 5 Es wird mit einer dünnen, besonders geformten Sonde die zu untersuchende Hornhaut (=Cornea) eingedeilt, dann ein Bild der eingedellten Oberfläche aufgenommen, und aus der Abweichung der Krümmung der gedellten von der Krümmung der unveränderten Hornhaut auf lokale Veränderungen im Corneagewebe bei verschiedenen Homhautleiden (z.B. Keratoconus) rückgeschlossen. io Stand der Technik

Die Methode der Comea-Untersuchung durch Verschieben einer Sonde gegen die Hornhaut ist beispielsweise bekannt aus Patent Nr. EP 0 409 784 A1 (Applationstonometer), wobei dort allerdings jener Druck gemessen wird, der benötigt wird, um eine genau bestimmte Fläche der Hornhaut abzuflachen (zu is "applanieren"). Aus dieser benötigten Kraft kann auf den Augeninnendruck rückgeschlossen werden.

Auch das aus Patent Nr. EP 0 315 160 A1 (Supersonic ophthalmic measuring apparatus) bekannte Gerät zur Augenlängenmessung und Feststellung der Homhautdicke verwendet eine gegen die Homhaut-vorderfläche gehaltene Ultraschall-Sonde, jedoch ohne Indentation.

Beide oben erwähnten Geräte dellen die Cornea nicht ein, um physikalische Eigenschaften der 20 gesamten Homhauttopographie darzustellen und zu messen, sondern um Eigenschaften des "unveränderten" Bulbus (Augeninnendruck, Augenlänge) zu messen oder punktförmig die Dicke der Hornhaut zu bestimmen.

Das aus Patent Nr. US 3 406 681 (Method of determination strain condition of the eye) bekannte Meßverfahren zur Bestimmung von mechanischen Belastungen der Cornea, hervorgerufen durch den 25 Augeninnendruck mittels ploarisiertem Licht, kann ebenso, wie z.B. das Videokeratoskop, mit der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.

Technische Beschreibung der vorliegenden Erfindung 30 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zusatzgerät zu den handelsüblichen HH-Analysegeräten, welches es ermöglichen wird, lokale Gewebeveränderungen in der Cornea viel genauer als bisher festzustellen. Dies ist von besonderer Bedeutung, da die Cornea, als die stärkste brechende Grenzfläche des Auges, für etwa zwei Drittel der Gesamtbrechkraft des optischen Systems "Auge" verantwortlich ist. Deshalb haben kleinste Veränderungen ihrer Oberfläche bereits große Auswirkungen auf die Sehkraft des Patienten. Eine frühzeitiss ge Erfassung verschiedener Leiden soll mit dieser Methode möglich werden.

Das hier beschriebene Gerät ist mit einem System zum Erfassen des Zeitpunktes des Kontaktes von Sonde und Corneaoberfläche (bzw. des Tränenfiims) ausgerüstet. Dieses System dient auch zur Vermeidung von Verletzungen des Patientenauges bei ungewollten Bewegungen. Ein Kontaktsensor, welcher bei Berührung der Cornea durch die Sonde vor der eigentlichen Messung alle Motoren stoppt um Verletzungen 40 zu vermeiden, verbessert die Betriebssicherheit und Genauigkeit des Systems wesentlich (Dies geschieht durch Nullpunkts-Kalibrierung der durchzuführenden Messung bei Kontakt Sonde-Tränenfilm).

Die Erfindung wird nun anhand eines in den Abbildungen #1-6 dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.

Abb. 1 ist eine schematische Darstellung der wesentlichen Teile des DCI-Gerätes (von oben aus 45 gesehen),

Abb. 2 ist die Aufsicht von Abb. 1 (von der Seite des Patienten aus gesehen),

Abb. 3 ist eine Funktionsskizze des Videokeratoskopes (hier nur als Variante des Prinzips nach Placido),

Abb. 4 und Abb. 5 zeigen das Funktionsprinzip der vorliegenden Erfindung,

Abb. 6 zeigt ein Blockschema der elektrischen Schaltung des Kontaktsensors (Sonde - Corneaoberflä-50 che)

Abb. 1 und Abb. 2 zeigen im Schema die wesentlichen Teile des DCI-Gerätes, welches in diesem Fall an ein handelsübliches Videokeratoskop (1) angeschlossen dargestellt wird. Ein in drei Achsen beweglicher Verschubtisch (2) wird an das Keratoskopgehäuse befestigt, wobei die Art der Befestigung je nach Einsatzzweck differieren kann; so kann die Befestigung beispielsweise über einen Schnellverschluß erfol-55 gen, der den Gebrauch eines Zusatzgerätes an mehreren Keratoskoptypen ermöglicht.

Die Bewegung des Verschubtisches erfolgt über drei Linearmotoren (3), deren Ansteuerung entweder händisch, mittels Eingabetastatur, oder über einen Computer, vorzugsweise gekoppelt an die Bilderfassung des Videokeratoskopes, erfolgen kann. Die gegen das Auge zu verschiebende Sonde (7) ist mit einer 2

-ii AT 400 664 B

Schraube in einer justierbaren Halterung (5) befestigt. Auch hier ist eine einfache Bedienung ohne Werkzeuggebrauch vorgesehen (z.B. eine Flügelmutter (6)), da die verwendete Sonde nach jedem untersuchten Patienten getauscht, bzw. frisch sterilisiert werden muß, bzw. je nach Ziel der durchzuführenden Untersuchung verschiedene Sondenformen eingesetzt werden. 5 Die Halterung (5) ist über mehrere Justiereinrichtungen an verschiedenste Keratoskope und an den Patienten individuell anpaßbar. Dies ist insofern von besonderer Bedeutung, da bei Fehlen dieser flexiblen Justiereinrichtung eine Messung durch anatomische Besonderheiten des Patienten (z.B. sehr große Nase, extrem tief liegende Augen, etc.) in Einzelfällen nicht mehr möglich sein könnte. Ein eingebauter Kontaktsensor, gekoppelt mit einem Magnetschalter, (Kabel zur Elektronik (8)), stoppt io automatisch alle Motorbewegungen, wenn die Sondenspitze mit der Patienten Cornea in Kontakt tritt. Diese Sicherheitseinrichtung vermeidet Verletzungen des Patienten vor der eigentlichen Untersuchung durch rasche Bewegungen des Auges oder vermehrte Pulsation im Bereich der Orbita. Eine weitere wichtige Aufgabe des Kontaktsensors ist die genaue Erfassung der Sondenposition, in der die Sonde die zu untersuchende Cornea gerade berührt, ohne Druck auf sie auszuüben ("Nullpunkt", Erfassung mittels 15 elektronischer Einstellung). Abb. 4 und Abb. 5 zeigen schematisch das Funktionsprinzip der vorliegenden Erfindung. Die zu untersuchende Cornea (1) ist im Querschnitt dargestellt. In Abb. 4 ist der oben erwähnte Nullpunkt der Messung dargestellt, die Sonde (4) ist nur auf die Cornea aufgesetzt, ohne diese einzudeiien. Deutlich ist im Querschnitt der erkrankte Gewebebereich (2) zu sehen, es kommt aber durch den "Gegendruck" des 20 Kammerwassers (Augeninnendruck) noch zu keiner Verformung der Cornea nach außen . In Abb. S ist die Sonde (4) bereits gegen die Cornea verschoben, d.h. die Cornea wurde eingedellt (5). Bei gesunder Hornhaut wäre die Dellung annähernd symmetrisch um den Aufsetzpunkt der Sonde, hier ist deutlich die Abweichung von der Symmetrie zu erkennen. Damit ist es dem behandelnden Arzt möglich, viel genauer als bisher, einen eventuellen Gewebedefekt, bzw. sonst nicht erkennbare Schwachstellen im Videokerato-25 skopbild aufzufinden. Meßvorgang Zur Messung wird wie folgt vorgegangen: Nach dem Einschalten des Videokeratoskopes wird das so Patientenauge durch einen vom Patienten fixierten Lichtpunkt zentriert; danach wird die Sonde des Zusatzgerätes in "Nullstellung" gebracht. Nun können, dem Untersuchungsprotokoll des Arztes entsprechend, ein Bild der ungedellten, sowie ein Bild der eingedellten Cornea, welche dann mathematisch voneinander subtrahiert werden, erfaßt werden, oder es kann eine Bildserie der eingedellten Cornea, aufgenommen werden. Dies führt zu einer deutlich stärkeren Verformung der eingedellten "Schwach-"stelle 35 der Hornhaut. Die Bilder können anschließend mit einem (Farb-)Drucker ausgedruckt, analysiert und elektronisch archiviert werden. Damit kann der Verlauf eines Homhautleidens mit Hilfe dieser neuen Methode sehr genau dokumentiert werden. Weiters wird die Operationsplanung bei refraktiven Eingriffen (Radiäre und tangentiale Keratotomie, Epikeratophakie, Keratomileusis, Excimer-Laser Behandlung, Ho:YAG-Laser-Therapie, Keilexzisionen,...) wesentlich erleichtert. 40 Das graphisch dargestellte und oben beschriebene Ausführungsbeispiel ist ausdrücklich nur als Beispiel anzusehen. Modifikationen der Erfindung 45 Verschiedene Elemente, können anders ausgebildet sein. 1. Anstelle eines Linearmotors kann beispielsweise ein Gleichstromdrehmotor zur Positionierung der Sonde am Auge verwendet werden. 2. Sowohl Sondenmaterial als auch Sondenform (Kontaktfläche plan, kegelförmig, plan mit abgerundeten Ecken,... ausgebildet) können variiert werden. Neben sterilisierbaren, mehrfach verwendbaren Materialien so (z.B. Metalle), kann die Sonde ebenso aus Kunststoff ausgeführt sein und nach einmaliger Verwendung entsorgt werden. 3. kann die im Ausführungsbeispiel beschriebene elektronische Erfassung des Kontaktes zwischen Sonde und Patientencornea auch mechanisch (z.B. über eine empfindliche Feder, die bei Kontakt Sonde - Cornea zusammengedrückt wird und dadurch einen Schalter betätigt, der über ein aufleuchtendes 55 Lämpchen dem untersuchenden Arzt den Kontakt signalisiert) erfolgen oder die Abstandskontrolle über die Keratoskop-Videokamera oder eine zusätzliche Kamera durch den Untersucher optisch vorgenommen werden. -\ΐφ_

-i H :i> ' :,:¾. A·.......

3

Claims (5)

1. AT 400 664 B Patentansprüche 1. Ein Zusatzgerät zu jenen Geräten, die mit unterschiedlichen Methoden (z.B. Video-Keratoskopie nach dem Placidoprinzip, Interferometrie, Rasterstereographie,...), eine Krümmungsmessung der Homhaut-vorderfläche am Auge ίη-vivo und in-vitro durchführen können, dadurch gekennzeichnet, daB in an sich bekannter Weise die zu untersuchende Hornhaut mittels einer Sonde genau definiert (im um-Bereich) eingedellt wird.
2. 2. Zusatzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontaktsensor den Auftreffzeitpunkt der Sonde auf die zu untersuchende Cornea (bzw. den Tränenfilm) feststellt.
3. 3. Zusatzgerät nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde computergesteuert mittels mehrerer Motoren an einen Punkt der Hornhautoberfiäche bewegt wird, an dem die Eindellung gezielt stattfinden soll.
4. 4. Zusatzgerät nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung der Sonde justierbar ist, sodaß unterschiedlichste Sondenformen und Ausführungen Verwendung finden können.
5. 5. Zusatzgerät nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktsensor zusätzlich als Auslöser einer Sicherheitsschaltung dient, wobei bei ungewollter Bewegung des Patienten vor der eigentlichen Messung alle Motoren gestoppt werden. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 4