CN102949173B - 眼科分析仪器和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及眼科分析仪器（10）和使用该分析仪器的分析方法，所述分析仪器具有用于测量眼睛（11）的角膜（20）的曲率的第一分析装置，特别是角膜曲率计等，并且具有包括投射设备（22）和监测设备（15）的第二分析装置（13），所述投射设备包括至少一个用于将狭缝光投射到所述眼睛的表面（19）的狭缝投射单元（21），通过所述监测设备记录所述狭缝光的图像，通过所述狭缝投射单元将所述狭缝光投射到所述眼睛的角膜缘（28）的区域上，所述角膜缘的所述区域中的所述表面的表面特征可从成像在所述表面上的所述狭缝光的所述图像推导出。

Description

眼科分析仪器和方法

技术领域

本发明涉及眼科分析仪器和使用眼科分析仪器的分析方法，所述仪器具有用于测量眼角膜曲率的第一分析装置，特别是角膜曲率计等，具有包括投射设备和监测设备的第二分析装置，该投射设备包括至少一个用于将狭缝光（lightslit）投射到眼睛表面的狭缝投射单元（slitprojectionunit），利用监测设备记录狭缝光的图像。

背景技术

一些用于确定角膜曲率的眼科分析仪器是众所周知的。这些分析仪器通常包括投射设备，通过投射设备能够将图像图案投射到眼角膜上。例如，在角膜曲率计的情况下，图像图案可以是点状图像图案或者也可以设计成环形。特别是视频角膜曲率计（videokeratometer），使用同心环或者“Placido环（Placidorings）”的图像图案。通常通过相机面向眼睛的光学轴记录这些图像图案，因此根据通过将有问题的图像图案成像而记录的角膜的图像能够计算出角膜的曲率，。除了角膜检查以外，例如关于圆锥角膜、角膜曲率计也用于接触透镜（contactlenses）的选择和拟合。用第二分析装置补充组成第一分析装置的角膜曲率计也是众所周知的。例如，第二分析装置可能是“测厚仪”，通过该测厚仪能够测量角膜的厚度。所述测厚仪或者第二分析装置通常包括后续（further）投射设备，通过该后续投射设备能够将狭缝光投射到眼睛的表面上。通过监测装置记录狭缝光或由狭缝光产生的角膜的断层图像。然后角膜的厚度能够从该狭缝光的图像计算出来。与利用角膜曲率计或者第一分析装置一样也可以根据断层图像确定角膜曲率半径。

在已知的分析仪器和分析方法中，仅仅能够确定一个角膜中心半径是不具任何优势的。由于缺少光学透明组织材料而不能产生断层图像，因此不可能使用厚度仪计算巩膜的曲率半径。狭缝灯也通常用于这些测量，所述灯的狭缝宽度减少到角膜的尺寸。由于用同心环作为图像图案不能检测角膜缘区域的曲率的突然改变，使用已知的角膜曲率计进行巩膜或角膜缘的测量几乎是不可能的。已知的角膜曲率计也主要用于具有基本恒定的曲率半径的角膜的测量。

软性接触透镜的拟合通常需要角膜中心半径的测量。然而，与眼睛的顶点相关的角膜厚度和包括角膜缘和巩膜的眼睛基本形状使用上述已知的测量方法无法确立。但是该基本形状可能是软性接触透镜拟合的关键。如果角膜曲率半径偏离巩膜的附近，则在角膜和各自的接触透镜中可能产生不良的压力。如果接触透镜的形状不符合角膜的形状，则所述接触透镜在角膜上施加不良力并可能使角膜变形。接触透镜的外边缘还可能扩大，例如由于更改曲率半径，并且接触透镜的边缘可以达到角膜缘的区域。当拟合接触透镜时，此类问题往往被忽视，而只能通过对有问题的眼睛进一步独立测量来确定和量化。

发明内容

因此本发明的目的是提出一种能够改善接触透镜与眼睛的拟合的眼科分析仪器和分析方法。

该目的通过具有权利要求1的特征的仪器及具有权利要求12的特征的方法完成的。

根据本发明的眼科分析仪器包括用于测量眼角膜曲率的第一分析装置，特别是角膜曲率计等，以及包括投射设备和监测设备的第二分析装置，所述投射设备包括至少一个用于将狭缝光投射到眼睛表面上的狭缝投射单元投射，通过监测设备记录狭缝光的图像，狭缝光能够通过狭缝投射单元被投射在眼睛角膜缘的区域，从角膜缘区域中的表面上成像的狭缝光的图像可推导出角膜缘区域中的表面的表面特征（topography）。

因此由两个分析装置形成所述分析仪器，第二分析装置特别用于测量角膜到巩膜过度区域中的外形。各个角膜缘区域的外形常识能够有利的用于软接触透镜的拟合，因为它能由此确定任何角膜边缘区域的曲率半径偏离是否导致接触透镜在角膜上施加压力以及接触透镜是否施力于角膜上或者接触透镜是否到达角膜缘的区域。因为第二分析仪器仅仅由狭缝投射单元和各自的监测装置（使用该监测装置监测角膜缘区域中的可见狭缝光）构成，因此能够以特别简单的方式构成。因此能够以非常精确的方式确定角膜缘相对于顶点或角膜的位置并从记录的图像导出或计算角膜、巩膜及角膜缘的曲率半径。

在第二分析装置的情况下，监测设备的光路或者仪器轴可以取向于眼睛的光轴方向，能够将狭缝投射单元的投射光路被布置成与监测设备的光路成角度α。因而第二分析装置的监测设备可以以朝向眼睛的光轴方向的方式布置。在这种情况下，狭缝投射单元横向被布置成与关于将狭缝光投射到眼睛上的投射光路的监测设备的光路成角度。因此投射光路可以定向成与监测设备的光路的矢状面（sagittalplane）成角度α。因而在角膜和巩膜上的狭缝光的图像在直线中不可见，但是从监测装置的方向其适合于各自的曲率半径是可见的。因为角度α是已知的，所以可以很容易的从确定的狭缝光的变形计算出各自的曲率半径。

在替代的分析仪器的实施方式中，监测设备的光路或者仪器轴可以被布置成与狭缝投射单元的投射光路或投射狭缝投射平面成角度α，可以将狭缝投射单元的狭缝投射平面定位在眼睛的光轴方向。如此狭缝投射单元能够一致于眼睛，或者眼睛能一致于狭缝投射单元，如此，狭缝光从狭缝投射单元的方向以直线呈现在角膜和巩膜上。可以通过狭缝光直接的照射眼睛的水平面或者中心平面。当然，然后同样的狭缝光从监测设备的方向呈现为非直线，但是因为狭缝光的顶点与眼睛的水平面一致，那么能够更为容易的计算处各自的曲率半径。因此能够使眼睛的视觉轴倾斜成与监测设备的光路或仪器轴成角度α。因此眼睛能够向下倾斜，一致于视轴的自然方向。

为了使眼睛相对于水平线或者相对于监测仪器的光路倾斜，投射设备可以包括固定单元，其中固定单元的固定光路可以被布置在子午面（meridionalplane）中并与监测设备的光路成角度α。因此进行检查的人能够容易的将各自的眼睛一致于固定单元的固定标记，使得固定光路与眼睛的光轴线一致。因为同样可以将狭缝投射单元取向于眼睛的光轴方向，所述固定光路也因此与狭缝投射单元的狭缝投射平面一致。因此狭缝投射单元的狭缝光能够照射眼睛的水平面和中心平面。

此外，狭缝投射单元的投射光路可以被布置成与矢状面成角度α，且与子午面成角度β。或者，当然也有可以将投射光路定向成与子午面平行。投影光路在角度α和角度β的方向能够更灵活的定位狭缝投射单元，例如假设具有Placido环的角膜曲率计用作第一分析装置。基于Placido环的投射设备需要特别大的安装空间，因此可能阻塞狭缝投射单元或者平行于监测设备光路的各个投射光路的布置。

可以在第一分析装置的后续投射设备中有利表面特征成开口以用于监测设备的光路投射。在第一分析装置的后续投射设备是Placido投射设备的情况下，从眼睛角度看，监测设备可以被布置在后续投射设备的后面，如此第一和第二分析仪器能够被同时使用。

第二分析装置的监测设备可以包括具有物镜的相机，其中监测设备也可以被用作第一分析装置的监测设备。如果第一分析装置是角膜曲率计，则然后使用监测设备能够记录角膜曲率计的后续投射设备的图像图形，且与此同时，能够监测第二分析装置的狭缝投射单元的狭缝光的图像。因此能够以如此特别划算的方式形成分析仪器，因为两个分析装置只需要一个具有物镜的相机。然后监测设备能够同时测量角膜的表面特征并确定角膜缘区域中的眼睛的表面表面特征。

此外，第一分析装置可以是视频角膜曲率计，例如具有Placido投射设备，其中第一分析装置和第二分析装置可以被布置在分析仪器的共同的空间。

如果投射设备具有两个狭缝投射单元是尤其有利的。使用两个狭缝投射单元，可以同时确立角膜缘的两个不同区域中的表面特征。因此还可以非常容易的获得相关于角膜缘或角膜的直径d的及时有效且尤为准确的测量数据。投射因此狭缝投射单元不必绕轴转动以为了两个区域的连续测量。

狭缝投射单元也可以对应于监测设备的仪器轴对称地布置。因此能够特别精确的确定角膜缘或者角膜的直径d。

另外，分析仪器可以具有用于两个分析装置的评估装置，通过所述评估装置能够分析图像。因此可以实现分析仪器的生产成本的进一步降低。而且，使用这两个分析装置得到的测量数据能够以有意义的方式联系在一起。评估装置可以有利地布置在分析仪器本身中，并且与确立的测量结果的形象化输出一样能够通过评估装置进行图像处理。尤其，评估装置可以包括用于数据处理的装置，该装置也处理数字图像。还可以想象到具有数据库的数据存储的数据处理装置，其中数据库可以包括图像的比较数据集或者测量参数。例如，从这种类型的比较数据集可以得到相关的可能测量结果的简单结论或者测量结果的校正。因此值的计算可以被极大的加速并且测量精度可以被进一步提高。

在根据本发明使用眼科分析仪器的分析方法中，眼科分析仪器具有用于测量眼角膜曲率的第一分析装置，特别是角膜曲率计等，并且具有包括投射设备和监测设备的第二分析装置，该投射设备包括至少一个狭缝投射单元，通过狭缝投射单元将狭缝光投射到眼睛表面上，通过检测设备记录成像在表面上的狭缝光的图像，通过狭缝投射单元将狭缝光投射到眼睛角膜缘的区域，从成像在角膜缘区域中的表面的狭缝光的图像推导出角膜缘区域中的表面的表面特征。关于根据本发明的方法的有益效果，参考了根据本发明的分析仪器的优点的描述。

在所述分析方法范围内，狭缝光对于眼睛的参考平面的相对位置可以从狭缝光的图像确定。因此眼睛的横断面可以定义为参考平面，然后其中狭缝光的相对位置及由此获得的测量结果可以以特别简单的方式确定。另外，所述参考平面也可以与第一分析装置的参考平面一致，由此测量结果的值的计算被极大地简化。

从狭缝光的图像可以确定角膜缘相对于眼睛矢状面中顶点的厚度t。厚度t的测量可以被特别有效的用于拟合和/或选择接触透镜并也可以被用于测量的角膜曲率半径的校正。因此可以使用第二分析装置校正使用第一分析装置测量的表面特征数据。

同样从狭缝光的图像可以确定角膜缘的直径d以用于接触透镜的选择和拟合。如上文所讨论的，对于透镜直径的选择，所述直径d的选择是非常重要的。

通过三角测量能够特别精确的计算角膜缘的表面特征。例如，由于第一分析装置的使用，因此分析仪器的相对位置或者从眼睛到仪器的间距是已知的，并且因此通过该数据的使用从狭缝光的各自的图像的可以导出角膜缘的表面特征。

在该方法的范围中，还可以获得狭缝光的多个图像以便在必要的情况下增加测量精度。

附图说明

以下参考附图将对本发明的优选实施方式进行更为详细的说明，其中：

图1示出矢状面中与眼睛一起的分析仪器的截面示意图；

图2示出横断面中的与眼睛一起的分析仪器的截面示意图；

图3示出被分析仪器的投射设备照射的眼睛的前视图；

图4示出矢状面中的与眼睛一起的后续分析仪器的截面示意图；

图5示出横断面中的与眼睛一起的后续分析仪器的截面示意图；

图6示出被后续分析仪器的投射设备照射的眼睛的前视图。

具体实施方式

图1和图2的概述示出同眼睛11一起的分析仪器10的示意图，另外在图3中被分析仪器照射的前视图中示出。由第一分析装置12和第二分析装置13构成分析仪器10。第一分析装置12以角膜曲率计的方式设计，该角膜曲率计具有Placido投射设备14（提示性示出）和由物镜17的相机16和视频传感器18组成的监测设备。从而可以通过Placido投射设备14能够将同心环的图像图案投射在眼睛11的角膜20的表面19上。然后该图像图案可以通过相机16被记录并通过评估装置被评估（未在这种情况中示出）以这样的方法确定角膜20的表面特征。

第二分析装置13包括第一分析装置12的监测设备15和两个狭缝投射单元21，该两个狭缝投射单元形成投射装置22。每一个狭缝投射单元21主要由物镜23、狭缝孔径24和形成光源的发光二级管25形成。所述狭缝投射单元还被布置成与眼睛11相对，这样各个狭缝投射单元21的投射光路26落在在眼睛11的角膜20和巩膜29之间的角膜缘28的区域27上。所述投射光路26被布置成与监测设备15的仪器轴30成角度，该仪器轴30取向与眼睛11的光学轴31在一条直线上。因此投射光路26被布置成与眼睛11的矢状面32成角度α并且与眼睛11的子午面成角度β。

如图3所示，示出了从监测装置15观察的眼睛11的前视图，各个狭缝投射装置的狭缝光34和狭缝光35成像在眼睛11的表面19上。然后利用相机16通过在Placido投射设备14中的开口37记录狭缝光34和35的图像36。然后评估装置可以从狭缝光34和35相对于参考平面38的位置以及狭缝光34和35的形状确定角膜缘28的区域27中角膜20和巩膜29的曲率。也很容易计算角膜20或者角膜缘28的直径d以及角膜缘28相对于眼睛11的顶点39的厚度t。

图4和图5的概述示出与眼睛11一起的后续分析仪器40的示意图，另外在图6中被分析仪器40照射的前视图中示出。分析仪器40也包括上述分析仪器的第一分析装置12和第二分析装置41。该第二分析装置41具有已知的构成投射设备42的狭缝投射单元21。在这种情况下，投射设备42还包括固定单元43，使用该固定单元43可以提供固定标记。固定单元43主要由物镜44、孔径45和形成光源的发光二极管46构成。

与图1和图2中描述的分析仪器相反，在分析仪器40的情况下，投射设备42被布置在仪器轴30下方角度α处。因此眼睛11以固定单元43的固定光路47直接与眼睛的光轴48对齐的方式取向或者面向于此取向。因为狭缝投射单元21与固定光路47及光轴48位于共同的狭缝投射平面49中，每一个狭缝光50和51成像成直线并成像在眼睛11的水平面52上（如图6所示）。

Claims (13)

1.一种眼科分析仪器(10，40)，该分析仪器(10，40)具有用于测量眼睛(11)的角膜(20)的曲率的第一分析装置(12)，该第一分析装置(12)是角膜曲率计，该分析仪器(10，40)还具有包括投射设备(22，42)和监测设备(15)的第二分析装置(13，41)，所述投射设备(22，42)包括至少一个用于将狭缝光(34，35，50，51)投射到所述眼睛(11)的表面(19)上的狭缝投射单元(21)，所述狭缝光(34，35，50，51)的图像(36)能够使用所述监测设备(15)来记录，其特征在于，所述狭缝光(34，35，50，51)能够利用所述狭缝投射单元(21)而被投射至所述眼睛(11)的角膜缘(28)的区域(27)上，所述角膜缘(28)的所述区域(27)中表面的表面特征能够从成像在所述表面上的所述狭缝光(34，35，50，51)的所述图像(36)得出，

其中，所述投射设备(22)具有两个狭缝投射单元(21)，所述狭缝投射单元(21)相对于所述监测设备(15)的仪器轴(30)对称地布置，所述监测设备(15)的光路或者仪器轴(30)被布置成与所述狭缝投射单元(21)的投射光路(26)或者狭缝投射平面(49)成角度α，能够将所述狭缝投射单元(21)的所述狭缝投射平面(49)定位成朝向所述眼睛(11)的光轴(48)的方向，所述角度α不等于零。

2.根据权利要求1所述的分析仪器(10，40)，其特征在于，所述监测设备(15)的光路或者仪器轴(30)能够朝向所述眼睛(11)的光轴(31)的方向，所述狭缝投射单元(21)的投射光路(26)被布置成与所述监测设备(15)的所述光路成角度α。

3.根据权利要求1所述的分析仪器(10，40)，其特征在于，所述投射设备(42)包括固定单元(43)，该固定单元(43)的固定光路(47)被布置成在子午面(33)中并与所述监测设备(15)的所述光路(30)成角度α。

4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的分析仪器(10，40)，其特征在于，所述狭缝投射单元(21)的所述投射光路(26)被布置成与矢状面(32)成角度α并与所述监测设备(15)的所述光路(30)的子午面(33)成角度β。

5.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的分析仪器(10，40)，其特征在于，在所述第一分析装置(12)的后续投射设备(14)中形成有开口(37)以用于所述监测设备(15)的所述光路(30)。

6.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的分析仪器(10，40)，其特征在于，所述监测设备(15)包括具有物镜(17)的相机(16)，所述监测设备(15)还用作所述第一分析装置(12)的监测设备。

7.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的分析仪器(10，40)，其特征在于，所述第一分析装置(12)是视频角膜曲率计。

8.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的分析仪器(10，40)，其特征在于，所述分析仪器(10，40)具有用于分析装置(12，13，41)的评估装置，通过所述评估装置能够分析所述图像(36)。

9.一种使用眼科分析仪器(10，40)的分析方法，所述分析仪器(10，40)具有用于测量眼睛(11)的角膜(20)曲率的第一分析装置(12)，所述第一分析装置(12)是角膜曲率计，所述分析仪器(10，40)还具有包括投射设备(22，42)和监测设备(15)的第二分析装置(13，41)，所述投射设备(22，42)包括至少一个狭缝投射单元(21)，狭缝光(34，35，50，51)通过该狭缝投射单元(21)被投射到所述眼睛(11)的表面(19)上，成像在所述表面(19)上的所述狭缝光(34，35，50，51)的图像(36)通过所述监测设备(15)被记录，其特征在于，所述狭缝光(34，35，50，51)通过所述狭缝投射单元(21)被投射至所述眼睛(11)的角膜缘(28)的区域(27)上，所述角膜缘(28)的所述区域(27)中表面的表面特征从成像在所述表面上的所述狭缝光(34，35，50，51)的所述图像(36)得出，

其中，所述投射设备(22)具有两个狭缝投射单元(21)，所述狭缝投射单元(21)相对于所述监测设备(15)的仪器轴(30)对称地布置，所述监测设备(15)的光路或者仪器轴(30)被布置成与所述狭缝投射单元(21)的投射光路(26)或者狭缝投射平面(49)成角度α，能够将所述狭缝投射单元(21)的所述狭缝投射平面(49)定位成朝向所述眼睛(11)的光轴(48)的方向，所述角度α不等于零。

10.根据权利要求9所述的分析方法，其特征在于，从所述图像(36)确定所述狭缝光(34，35，50，51)对于所述眼睛(11)的参考平面(38)的相对位置。

11.根据权利要求9或10所述的分析方法，其特征在于，从所述图像(36)确定所述角膜缘(28)相对于所述眼睛(11)的矢状面(32)中的顶点(39)的厚度t。

12.根据权利要求9或10所述的分析方法，其特征在于，从所述图像(36)确定所述角膜缘(28)的直径d。

13.根据权利要求9或10所述的分析方法，其特征在于，通过三角测量方式计算所述角膜缘(28)的所述表面特征。