CS218762B1 - Method and device for measuring the eye shape - Google Patents

Description

Pro aplikace - kontaktních čoček -má - podstatný význam znalost celkového tvaru - oka, a to - nejen v jeho- střední - rohovkové - ' části, nýbrž zejména v- místě - limbu a - i - vně - limbu až - do průměru, který - je alespoň - - o- -2' - -až3 mm větší, než - je průměr základny - největší kontaktní čočky. Úkolem - je tedy - vyšetření tvaru oka až do průměru 17 -až 18 mm.

Dosud běžné oftalmometrické vyšetření oka dává jen informaci o středovém zakřivení rohovky. Též všechny dosud aplikované fotokeramické metody mohou popsat jen centrální část rohovky do průměru asi 11až - 12 mm. V vyšetření vzdálenější periférie oka sloužilo zatím jen boční snímkování oka a vyhodnocení získaných fotografií. - Pro aplikační praxi je - však každé měření, které je- zprostředkováno fotografickým - . záznamem, velmi těžkopádné, protože - nedává okamžitou výpověď o tvaru pacientova oka.

K řešení tohoto úkolu lze - vycházet - . z - toho, že na rozdíl -od běžné keratometrie -nejde v tomto případě - o měření s opttckou přesností a ani nemůže jít, protože perifer2 ní sklerální plocha je pokryta- zvrásněnou spojivkovou tkání. Zcela přesné změření tvaru - oka v této - - oblasti - není- však pro aplikaci - měkkých - kontaktních - - čoček ani nutné, protože tvarová přizpůsobivost čoček- - stačí vyrovnávat i poměrně - velké- -tvarové -odchylky,.' - a - pro-racionální- .-výběr - může být'· prospěšný i poměrně hrubý odhad tvarového typu oka. ' ......

Předmětem vynálezu je způsob měření, tvaru - oka - pozorováním -reflexu světelných zdrojů,- při/kterém- - se -světelné, -zdroje pohybují v - horizontální - rovině- - po obou stranách optické osy - - -oka, kterého - podstata spočívá v tom, - že -Se --ve směru -optické osy oka pozorují - - reflexy- dvou- - ’ ' světelných nezávisle pohybl-ivých-zdrojů -a měří se vzdálenost mezi oběma'. - - .reflexy, - a - - - to - - zejména - v -té -poloze světelných -zdrojů,- ve které se vedle čistého reflexu - na- - ploše rohovky právě objeví reflex periferní Části oka, přičemž se z polohy světelných zdrojů odvodí směrnice oka v místech -reflexů a - .z těchto· - údajů,- jakož - i - ze zjištěného - - zakřivení ve - středu - rohovky se odvodí - - pomocí matematických modelů - oka základní -parametry tvaru oka -(objemy a sagitální - .výšky - úsečí daného -průměru),·

Řešení - je - odvozeno z - pozorování reflexu bodového- - světelného .zdroje - na - povrchu oka.

Sleduje-li se'- . reflex v -ose- pozorovaného -oka a posunuje-li se postupně bodový zdroj od osy, jeví se reflex až do krajiny limbu bodově, avšak pak se rázem změní - na reflex v podobě nepravidelné čáry směřující od limbu daleko do· okraje, v délce několika milimetrů. Tento čárový reflex při poměrně malém dalším posunu světelného zdroje mizí. Z tohoto- pozorování lze činit závěr, že zakřivená plocha rohovky v oblasti limbu přechází - do kuželovité plochy, jejíž povrchová přímka má směrnici blízkou směrnici zakřivené střední - rohovkové plochy na jejím okraji.

Zařízení k provádění uvedeného způsobu opatřené dalekohledem, jehož osa se shoduje s osou pozorovaného a pozorujícího oka, má v ' ose pozorovaného oka umístěnyt dva planparalelní hranoly přiléhající k sobě v horizontální rovině ležící v optické ose, otočné proti sobě do stejného úhlu k optické ose, jejichž rovnoběžné vertikální optické plochy jsou rovnoběžné s osou jejich otáčení, která protíná optickou osu, přičemž jeden hranol je pevně spojen s kruhovou stupnicí a -druhý -hranol je pevně spojen s indikátorem na této stupnici, a v horizontální rovině procházející optickou osou má upraveny nezávisle na sobě pohyblivé světelné - zdroje, jejichž poloha vzhledem k optické ose a pozorovanému oku je indikována na stupnici.

Otočná -stupnice spojená s hranolem je s výhodou nelineární podle vztahu d = ^2t [tg < — ^{tg -} ar osin (·^--·” & ) ] cos <5 (1) kde:

d - - je - na stupnici vyznačená rozteč dzvojeného obrazu - předmětu pozorovaného za hranoly, t - je - tloušťka ' - hranolů, .5 - - je - úhel, který hranoly mezi sebou svíraj_í, .á n je index lomu hranolů. __ __ i ...... ...... ...

Světelné - - zdroje jsou výhodně uloženy pohyblivě po- horizontálních kruhových drahách a jejich -poloha je na soustředných kruhových stupnicích udávajících směrnici oka v místě - reflexu nebo libovolnou matematickou - - funkci - této směrnice. Oba světelné zdroje - jsou s - výhodou uloženy nastavitelně koncovým dorazem do krajní polohy v blízkosti optické osy, přičemž na kruhové stupnici jsou podle této- krajní polohy obou světelných zdrojů vyneseny - poloměry zakřivení střední části oka.

Pohyb - obou světelných zdrojů může být uspořádán - i jinak, například translačně v podélných - drážkách podél rovnoběžně probíhající stupnice. Rovněž vzájemná poloha hranolů určující rozteč reflexů nemusí být odecí-tána tak, jak -bylo právě uvedeno, ale může - být též převáděna mechanickým převodem na jinak uspořádanou stupnici.

Dále je vynáléz.blíže -objasněn na výkresu, kterým je znázorněno zařízení ve vertikálním směru.

Optická osa O—0‘ přístroje splývá v měřicí poloze jak s optickou osou pacientova oka 1, tak i s - optickou osou pozorovatele 2. Vzdálenost pacientova oka 1 je přesně fixována vzhledem ke vzájemně pevně - spojeným částem přístroje. Tyto vzájemně - nepohyblivé -části jsou:

a) dvě horizontální kruhové stupnice 3 upevněné pod optickou osou O—O‘ po· -obou stranách a rovnoběžně s -touto osou, - v jejichž středu je pevné ložisko 4 pro - otočná ramena 8;

b) ložiska 5, 6 k vedení optických hranolů 11, 12. Tato ložiska, 5, 6 mají společnou osu, která stojí kolmo· k optické ose O—O‘ a protíná ji;

c) dalekohled 7 v optické ose O'—0‘.

V ložiskách 4 jsou uložena otočná ramena 8, na jejichž konci jsou připevněny světelné zdroje 9 tak, že se při - otáčení ramena 8 světla pohybují v horizontální rovině procházející optickou osou O—-O*. Na -otočném ramenu 8 je též připevněn indikátor 10 směřující ke kruhové stupnici 3.

V ložiskách 5, 6 jsou -uloženy otočné skleněné planparalelní hranoly 11, 12 tak, že vertikální -osa jejich -otáčení protíná optickou osu O—0‘. Jejich rovnoběžné vertikální optické plochy jsou rovnoběžné s osou jejich otáčení. Pohyb -obou hranolů 11, ' 12 je soukolím nebo soustavou pák mechanicky spřažen tak, že otáčení horního- hranolu 12 doprava je sledováno stejným -otáčením spodního hranolu 11 doleva a naopak. V poloze, ve které vertikální plochy obou hranolů 11, 12 splývají, - jsou tyto plochy postaveny přesně kolmo k optické ose O—0‘. Na horním hranolu 12 je připevněna kruhová stupnice 13, proti níž se otáčí indikátor 14 připevněný ke spodnímu hranolu 11 tak, -aby ne-zastiňoval zorné pole kolem optické osy O—0‘.

Sledují-li se reflexy světelných zdrojů 9 na povrchu oka dalekohledem 7, lze na stupnicích 3 přímo odečítat úhly a, které v místě reflexu svírají tečny merídiánu rohovky s rovinou kolmou- k ose oka. Příslušnou stupnici 3 lze -snadno odvodit ze vztahu (a + bcosJ) tg (90 — 2a) = b sin β + c (2) ve kterém:

β je odklon ramena 8 od roviny spojující osy otočných ramen 8, a je vzdálenost osy ramen 8 od osy

O—0‘, b je délka ramena, tj. vzdálenost světelného zdroje 9 - od osy ramena, c- je - vzdálenost roviny procházející osami otočných ramen 8 od místa reflexu na rohovce.

Čarami 15 je znázorněn chod paprsků vycházejících ze zdrojů 9 odrážejících se - 'povrchem oka 1 do směru optické osy a splývajících po průchodu hranoly do jediného paprsku 16.

Sleduje-li se se srovnanými hranoly 11,12 světelný reflex při postupném vzdalování světelného zdroje 9 od optické osy' O—0‘, je vidět nejprve jeho jediný reflex na opticky čisté ploše rohovky. Jakmile se ' však reflex dalším vytočením ramena 8 dostane až k oblasti limbu, uvidí se najednou vedle původního' rohovkového reflexu světelné pole na periférii oka. Vystihne-li se poloha světla, při které se tento efekt právě objeví, určuje reflex právě ono místo, kde na eliptickou střední část oka navazuje jeho· přibližně kuželová periférie. Jsou-li takto· vyhledány po· obou stranách oka tato místa přechodu, lze na, stupnicích 3 přímo odečíst úhel « stoupání periferní (kuželové) části horizontálního meridiánu oka jak , na nasální, tak i na temporální straně.

K tomu, -aby se mohl současně s tímto měřením vyšetřit i průměr přechodové zóny,· - tj. rozteč obou reflexů v kritickém místě, slouží otočné hranoly 11, 12. Jejich vzájemným vytočením se obraz -obou reflexů v dalekohledu 7 v horizontálním směru zdvojuje. Při určitém natočení obou hranolů 11, 12 do jejich vzájemného úhlu 5 dostane se pravý reflex do shodné polohy -s levým. Na stupnici 13 může potom být indikátorem 14 stanovena nejen vzájemná poloha hranolů 11, 12, ale přímo rozteč obou reflexů na oku na základě vztahu (1).

Zařízení podle vynálezu lze použít též ve funkci oftalmometru, kterým lze na stejně fixovaném oku pacienta změřit též středový rádius oka. Podle zavedené konvence se měří tzv. „středový rádius“ oka podle -reflexů v místech vzdálených od sebe 3 mm za přibližného předpokladu, že rohovka je ve středu kulová. Ve skutečnosti je vzhledem k ašférickému tvaru rohovky ve středu skutečný rádius o něco menší. Aby se zařízení této- konvenci přiblížilo, je třeba volit takové podmínky, za kterých je vzdálenost reflexů rovněž v blízkosti 3 mm. Zatímco u keratometrů běžného typu zůstává zdvojení obrazu a tedy i zaměřovaná rozteč reflexů konstantní (tj. 3 mm) a mění se poloha světelných zdrojů, bude při použití tohoto zařízení výhodnější, jestliže se konstantě nastaví souměrná poloha světelných zdrojů a bude-li se měnit zdvojení obrazu až do koincidence pravého reflexu s levým. Jelikož středový rádius prakticky všech očí zůstává v - poměrně úzkých mezích, tj. od 7 do 8,5 milimetru, lze - najít nastavení světelných zdrojů v-takovém úhlu k optické -ose, aby se - -rozteč - .-reflexů- nejprve pohybovala v samé -blízkosti - 3 . . mm. Potom - je odchylka ve středovém . - ' rádiu - naměřeném tímto- zařízením, - od - hodnoty - naměřené běžnými typy oftalmometřů maximálně několik setin mm, vzhledem - k - podřadnému významu středového - rádiu - rohovky pro aplikaci - kontaktních -. čoček - - je- to· přesnost dokonale postačující·

Zařízení - - podle- vynálezu - by mohlo sloužit i - k podrobnému vyšetření topografie rohovky, kdyby se vedle změření středového rádiu podle reflexů v blízkosti osy provedla ještě řada měření s postupně narůstajícími roztečemi . reflexů. - Pro velmi dobrou charakterizaci -tvaru - oka- - však stačí aproximovat meridián . rohovky - ke - křivce druhého řádu, tj. k - elipse, - k -čemuž lze použít hodnot nalezených - - pro- - reflex v místě - přechodu, tj. v samé - blízkosti limbu. - Byla-li zde naměřena rozteč reflexů d a - průměrná - směrnice tg a·, potom - při - středovém rádiu . oka Ro, je numerická excentricita ε elipsa, která nejlépe . odpovídá - tvaru - rohovky, dána vztahem

1/ —' 1 ~'^Ro ^ε r ^{- +} t^g% . d^{2 í3}}

Výhodnou vlastností navrženého zařízení je i - to, že naměřené hodnoty průměru přechodu a -směrnic zůstávají - na stupnicích uloženy a mohou být zapsány a vyhodnoceny už bez přítomnosti pacienta.

S pomocí přepočítávacích tabulek nebo pomocí jednoduchých programovatelných počítaček lze z naměřených tří základních parametrů oka, tj. ze středového rádiu, průměru přechodu zakřiveného meridiánu do jeho přímkové části a ze směrnice této přímkové části meridiánu, odvodit podle elipticko-kuželového modelu oka ke každému průměru kontaktní čočky dva tvarové parametry oka, které mají pro- správný výběr čočky nejpodstatnější význam: -objem a výšku stejně široké úseče změřeného oka. Podle těchto dvou hodnot lze potom vybrat takovou měkkou kontaktní čočku, která má o málo větším objemem své kavity a stejnou nebo o málo větší hloubkou než je výška odpovídající úseče -oka právě požadovaný přísavkový efekt a podle toho se v optimálních mezích na oku pohybuje a nepůsobí na oko nežádoucími tlaky.

Claims (5)

1. PREDMET

   1. Způsob měření tvaru oka zjišťováním reflexu světelných zdrojů, při kterém se světelné zdroje pohybují v horizontální rovině po obou stranách optické osy oka, vyznačený tím, že se nezávisle pohyblivé světelné zdroje nastaví do polohy, ve které se vedle čistého reflexu na ploše rohovky právě objeví reflex periferní části oka a z těchto poloh světelných zdrojů se vyhodnotí směrnice oka v místech těchto reflexů, kteréžto směrnice Spolu se vzájemnou vzdáleností těchto reflexů a se středovým zakřivením rohovky představují základní tvarové parametry tvaru oka podle elipsoidně-kuželové•ho modelu oka.
2. 2. Zařízení к provádění způsobu podle bodu 1 opatřené dalekohledem, jehož osa se shoduje s osou pozorovaného a pozorujícího oka, vyznačené tím, že v optické ose pozorovaného· oka jsou umístěny dva hranoly (11, 12) s rovnoběžnými vertikálně postavenými plochami přiléhající к sobě v horizontální rovině ležící v optické ose (O), které jsou uloženy vzájemně otočně kolem osy kolmé к optické ose (O), přičemž vždy svírají s optickou osou (O) stejný úhel a jejich rovnoběžné vertikální optické plochy jsou přitom rovnoběžné s osou jejich otáčení, přičemž jeden hranol (12) je pevně spojen s kruhovou stupnicí (13) a druhý hranol (11) je pevně spojen s indikátorem (14) na kruhové stupnici (13), a v horizontální rovině procházející optickou osou (O) jsou

   VYNALEZU upraveny nezávisle na sobě pohyblivé světelné zdroje (9), jejichž poloha vzhledem к optické ose (O) a pozorovanému oku je indikována na stupnicích (3).
3. 3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že kruhová stupnice (13) spojená s hranolem (12) je nelineární podle vztahu d = 2t [ tg δ — tg arcsin )j cos δ n

   kde:

   d je rozteč zdvojeného obrazu předmětu pozorovaného za hranoly (11, 12);

   t je tloušťka hranolů (11, 12);

   δ je úhel, který hranoly (11, 12) mezi sebou svírají, a n je index lomu hranolů (11, 12).
4. 4. Zařízení podle bodů 2 a 3, vyznačené tím, že světelné zdroje (9) jsou upraveny pohyblivě po horizontálních kruhových drahách a jejich poloha na soustředných kruhových stupnicích (3) udává směrnici oka v místě reflexu nebo libovolnou matematickou funkci této směrnice.
5. 5. Zařízení podle bodů 2 až 4, vyznačené tím, že oba Světelné zdroje (9) jsou upraveny nastavitelně koncovým dorazem do· krajní polohy stejně vzdálené od optické osy (O), přičemž na kruhové stupnici (13) jsou podle této krajní polohy obou světelných zdrojů (9) vyneseny poloměry zakřivení střední části oka.