DE102006030574B4 - Reference device for ophthalmological measurements - Google Patents

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Abstract

Referenzvorrichtung für ophthalmologische Messungen, mit zumindest einer Nachbildung (10) einer Kornea und/oder einer Nachbildung (12) einer Augenlinse mit Licht-Streumitteln (10a, 12a) derart, dass bei einer Spaltbeleuchtung und einer Aufnahme mit einer Kamera (24) das aufgenommene Bild eine Korneaform und/oder Linsenform und/oder Irisform zumindest teilweise wiedergibt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Nachbildungen (10, 12) eine Oberfläche aus Silikon mit Streueigenschaften aufweist und im Inneren keine Streuzentren aufweist.Reference device for ophthalmological measurements, with at least one replica (10) of a cornea and / or a replica (12) of an eye lens with light scattering means (10a, 12a) such that in a slit illumination and a photograph with a camera (24) the recorded Image represents a Korneaform and / or lens shape and / or iris shape at least partially, characterized in that at least one of the replicas (10, 12) has a surface of silicone with scattering properties and has no scattering centers inside.

Description

Die Erfindung betrifft eine Referenzvorrichtung für ophthalmologische Messungen, insbesondere mit einer Scheimpflugkamera.The invention relates to a reference device for ophthalmological measurements, in particular with a Scheimpflug camera.

In der ophthalmologischen Forschung und Praxis werden unterschiedlichste Messeinrichtungen eingesetzt, um Eigenschaften von Augen zu messen. Bei einer Vielzahl derartiger Messgeräte wird elektromagnetische Strahlung (im Folgenden kurz: Licht) auf und/oder in das zu untersuchende Auge gestrahlt und deren Beeinflussung durch die verschiedenen Elemente des Auges, insbesondere die Kornea und die Linse, wird durch Aufnahme der vom Auge zurückgestrahlten Strahlung ermittelt, um daraus auf Eigenschaften des Auges, insbesondere krankhafte Veränderungen, zu schließen. Die vom Auge zurückgestrahlte Strahlung wird bei einer Vielzahl von Messsystemen mittels einer Kamera, insbesondere einer elektronischen Kamera, vermessen.In ophthalmological research and practice, a wide variety of measuring devices are used to measure the properties of the eyes. In a large number of such measuring devices, electromagnetic radiation (hereinafter referred to as light) is radiated onto and / or into the eye to be examined, and its influence by the various elements of the eye, in particular the cornea and the lens, is recorded by recording the radiation reflected back from the eye determined in order to conclude on properties of the eye, in particular pathological changes. The radiation reflected back from the eye is measured in a large number of measuring systems by means of a camera, in particular an electronic camera.

Ein Beispiel für ein solches Gerät zur Augenuntersuchung ist das sogenannte Scheimpflug-Kamerasystem, mit dem insbesondere die Kornea und die Augenlinse untersucht werden.An example of such a device for eye examination is the so-called Scheimpflug camera system with which in particular the cornea and the lens of the eye are examined.

Bei der Scheimpflug-Fotografie wird die bekannte Scheimpflug-Bedingung eingehalten und damit eine scharte Abbildung von Objektebenen ermöglicht, die nicht senkrecht zur optischen Achse des Systems stehen. Besonders geeignet ist diese Technik zur Vermessung von Linsentrübungen (Katarakten). Linsentrübungen verursachen Blendungserscheinungen, die besonders ausgeprägt sind, wenn kleinere aber starke Streuzentren in der Linse vorliegen.Scheimpflug photography complies with the well-known Scheimpflug condition and thus allows a sharp imaging of object planes that are not perpendicular to the optical axis of the system. This technique is particularly suitable for the measurement of lens opacities (cataracts). Lens opacities cause glare, which is particularly pronounced when there are smaller but strong scattering centers in the lens.

Bei der ophthalmologischen Scheimpflug-Fotografie wird das Auge mit einem Spaltprojektor schichtartig durchleuchtet und schräg zur optischen Achse aus dem Auge durch Streuung austretendes Licht fotografiert, um Linsentrübungen zu erfassen, vgl. DE 299 13 602 U1 . Derart erzeugte Lichtschnittaufnahmen in der Scheimpflugtechnik benötigen häufig eine Überprüfung durch Referenzmessungen. Bedingt durch die Elastizität der Augen und andere Erscheinungen können Messungenauigkeiten entstehen, die durch Referenzmessungen erfasst und zumindest reduziert werden.In ophthalmological Scheimpflug photography, the eye is examined in a layer-like manner with a slit projector and photographs light emerging from the eye at an angle to the optical axis by scattering in order to detect lens opacities, cf. DE 299 13 602 U1 , Such light sections in the Scheimpflug technique often require a check by reference measurements. Due to the elasticity of the eyes and other phenomena, measurement inaccuracies can occur, which are detected by reference measurements and at least reduced.

Ein möglicher Referenzkörper für die beschriebenen Anwendungszwecke könnte z. B. ein biologisches Auge, wie z. B. ein Schweineauge oder ein vollvermessenes menschliches Auge, sein.A possible reference body for the described applications could, for. B. a biological eye, such as. A pig's eye or a fully measured human eye.

Die US 7 066 598 B2 und die US 2004/0189934 A1 offenbaren ein Augenmodell mit einem mit Flüssigkeit gefüllten Gehäuse. Ein die Kornea nachbildendes Element und ein die Augenlinse nachbildendes Element sind aus PMMA hergestellt.The US Pat. No. 7,066,598 B2 and the US 2004/0189934 A1 reveal an eye model with a liquid-filled housing. A corneal imaging element and an eye lens imaging element are made of PMMA.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Referenzvorrichtung für ophthalmologische Messungen mit insbesondere Scheimpflugkameras bereitzustellen.The invention has for its object to provide a reference device for ophthalmological measurements with particular Scheimpflugkameras.

Die Erfindung stellt eine Referenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 bereit. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.The invention provides a reference device according to claim 1. Preferred embodiments of the invention are mentioned in the dependent claims.

Es wird eine Referenzvorrichtung für ophthalmologische Messungen offenbart, mit zumindest einer Nachbildung einer Kornea und/oder einer Nachbildung einer Augenlinse und/oder einer Iris mit Licht-Streumitteln derart, dass bei einer Spaltbeleuchtung und einer Aufnahme mit einer Kamera das aufgenommene Bild eine Korneaform und/oder Linsenform zumindest teilweise wiedergibt.A reference device for ophthalmological measurements is disclosed, comprising at least one replica of a cornea and / or a replica of an eye lens and / or an iris with light scattering means such that in the case of slit illumination and a photograph taken with a camera the recorded image is a corneal shape and / or or lens shape at least partially reproduces.

Eine mögliche Ausgestaltung der Referenzvorrichtung sieht vor, dass die Kornea-Nachbildung und/oder die Linsen-Nachbildung Kunststoff aufweisen. Bevorzugt ist der Kunststoff homogen mit Streumitteln versehen, insbesondere homogen pigmentiert. Eine homogene Pigmentierung bedeutet, dass pro Volumeneinheit die gleiche Konzentration von als Streuzentren dienenden Pigmenten vorgesehen ist.A possible embodiment of the reference device provides that the corneal imitation and / or the lens imitation have plastic. Preferably, the plastic is homogeneously provided with scattering agents, in particular homogeneously pigmented. Homogeneous pigmentation means that the same concentration of pigments serving as scattering centers is provided per unit volume.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung können die Streumittel, insbesondere Pigmente, jeweils im Oberflächenbereich der Kornea-Nachbildung und/oder der Linsen-Nachbildung mit höherer Konzentration vorgesehen werden als in oberflächenfernen Bereichen dieser Elemente, um aufgrund der Streuwirkung eine stärkere Konturierung der gewonnenen Aufnahme zu erreichen.According to another embodiment, the scattering agents, in particular pigments, in each case in the surface region of the corneal imitation and / or the lens imitation can be provided with a higher concentration than in surfaces remote from these elements, in order to achieve a stronger contouring of the obtained image due to the scattering effect.

Mit solchen Referenzvorrichtungen ist es möglich, mit einer Scheimpflugkamera ein mit Hilfe des Spaltprojektors gewonnenes Schnittbild insbesondere der Augenlinse, aber auch der Kornea zu gewinnen. Der der Augenvorderkammer entsprechende Bereich in der Referenzvorrichtung ist (analog wie die Augenvorderkammer in natura) frei von Streumitteln, so dass der Bereich der Augenvorderkammer in der Aufnahme schwarz bleibt. Sichtbar und damit vermessbar hingegen werden in der Aufnahme zumindest die äußeren Formen der Augenlinse und gegebenenfalls der Kornea.With such reference devices, it is possible to use a Scheimpflug camera to obtain a slice image obtained, in particular, of the eye lens, but also of the cornea, using the slit projector. The area of the reference device corresponding to the anterior chamber of the eye is (analogously to the anterior chamber of the eye in nature) free of scattering agents, so that the area of the anterior chamber of the eye in the receptacle remains black. On the other hand, at least the outer forms of the eye lens and possibly the cornea are visible in the receptacle and therefore measurable.

Entsprechend sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass ein Kunststoffelement als Teil der Referenzvorrichtung die Augenvorderkammer nachbildet, ohne Licht zu streuen.Accordingly, a preferred embodiment provides that a plastic element as part of the reference device emulates the Augenvorderkammer without scattering light.

Grundsätzlich hat also die erfindungsgemäße Referenzvorrichtung einen Aufbau, der dem des menschlichen Auges entspricht. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Referenzkörper eine vordere Beschichtung (also eine Beschichtung auf der Vorderfläche der Kornea-Nachbildung) aufweist, die eine ähnliche Streuung verursacht wie die Kornea, insbesondere im blauen Wellenlängenbereich.Basically, therefore, the reference device according to the invention has a structure that of the corresponds to the human eye. It is preferably provided that the reference body has a front coating (that is, a coating on the front surface of the corneal imitation), which causes a similar scattering as the cornea, especially in the blue wavelength range.

Transparente Materialien, wie Glas oder bestimmte Kunststoffe, weisen häufig nur eine Reflexion oder Streuung an ihrer Oberfläche auf, also Flächen, an denen ein Sprung im Brechungsindex vorliegt.Transparent materials, such as glass or certain plastics, often have only a reflection or scattering on their surface, ie areas where there is a jump in the refractive index.

Eine nicht erfindungsgemäße Referenzvorrichtung verwendet deshalb künstliche Nachbildungen von Elementen des Auges mit im gesamten Körper verteilten Streuzentren, z. B. Pigmenten, um im Scheimpflug-Schnitt das gesamte Augenelement sichtbar zu machen.A non-inventive reference device therefore uses artificial replicas of elements of the eye with distributed throughout the body scattering centers, eg. As pigments to make in Scheimpflug section the entire eye element visible.

Erfindungsgemäß wird vorgesehen, einen optischen Körper als Nachbildung eines Augenelementes vorzusehen, der im Inneren keine Streuzentren hat, dessen Oberfläche aber aus transparentem Silikon mit Streueigenschaften besteht. Es kann auch auf der Oberfläche des Körpers eine Beschichtung aus einem transparenten Material, wie Silikon, mit Streueigenschaften vorgesehen sein. Ein solches System reicht aus, um als Referenzvorrichtung für die Messung der Radien an der Vorderseite und der Rückseite der Kornea zu dienen. Allgemein geht es bei den hier in Rede stehenden Scheimpflugmessungen insbesondere um die Bestimmung der Krümmungsradien der Kornea und/oder der Linse (jeweils vorne und hinten).According to the invention it is provided to provide an optical body as a replica of an eye element, which has no scattering centers in the interior, but whose surface is made of transparent silicone with scattering properties. It may also be provided on the surface of the body, a coating of a transparent material, such as silicone, with scattering properties. Such a system is sufficient to serve as a reference device for measuring radii on the front and back of the cornea. In general, the Scheimpflug measurements in question in particular involve the determination of the radii of curvature of the cornea and / or the lens (in each case in front and in the back).

Auch können mit einem solchen System pachymetrische Messungen durchgeführt werden.Also pachymetric measurements can be performed with such a system.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Referenzvorrichtung eine künstliche Iris aufweist, die aus lichtundurchlässigem Material besteht. Dabei ist die Oberfläche der künstlichen Iris so ausgestaltet, dass an ihr keine die Messung beeinträchtigenden Reflexionen auftreten.A further embodiment provides that the reference device has an artificial iris, which consists of opaque material. The surface of the artificial iris is designed in such a way that no reflections impairing the measurement occur on it.

Bei ophthalmologischen Messsystemen ist häufig eine Abstands- oder Apexdetektion erwünscht und hierfür werden typischerweise IR-Reflexe (Infrarot) auf der Korneaoberfläche verwendet. Hierzu muss das Material der Referenzvorrichtung eine Reflexion im vorgesehenen Wellenlängenbereich zulassen. Keratometer benötigen eine Spiegelung auf der Oberfläche. Deshalb ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Referenzvorrichtung auf ihrer Oberfläche, zumindest in ausgewählten Bereichen, entsprechend für eine Spiegelung bei bestimmten Wellenlängen beschichtet.In ophthalmic measurement systems, distance or apex detection is often desirable and typically IR (infrared) reflections are used on the corneal surface. For this purpose, the material of the reference device must allow a reflection in the intended wavelength range. Keratometers need a reflection on the surface. Therefore, according to a preferred embodiment, the reference device is coated on its surface, at least in selected areas, correspondingly for reflection at certain wavelengths.

Andere ophthalmologische Messsysteme zielen auf eine Detektion der Pupille bzw. der Iris. Deshalb ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung das Material der Kunstlinse so gewählt, dass es blaues Licht streut, aber im IR-Bereich einen hohen Kontrast gegenüber dem Material der künstlichen Iris aufweist (der Begriff „künstlich” nimmt hier Bezug auf die erfindungsgemäßen Nachbildungen). Das Material der künstlichen Iris (Iris-Nachbildung) sollte bevorzugt unter IR-Beleuchtung einen Kontrast zur Pupille bilden. Das Material der Iris-Nachbildung weist bevorzugt eine Struktur auf, die für Torsionsmessungen verwendet werden kann.Other ophthalmic measuring systems aim at a detection of the pupil or the iris. Therefore, according to a preferred embodiment, the material of the artificial lens is chosen so that it scatters blue light, but has a high contrast to the material of the artificial iris in the IR range (the term "artificial" here refers to the replicas according to the invention). The material of the artificial iris (iris replica) should preferably form a contrast to the pupil under IR illumination. The material of the iris replica preferably has a structure that can be used for torsion measurements.

Insgesamt entsprechen die Abmessungen der Referenzvorrichtung denen des typischen menschlichen Auges. Für Referenzmessungen können die Oberflächen mit pachymetrischen Methoden vermessen werden und so die Sollgrößen für eine Lichtschnittvermessung mit der Scheimpflugkamera ermittelt werden. Außerdem können Größen, wie Vorderkammertiefe, Linsendicke, Pupillendurchmesser oder Kammerwinkel vermessen werden.Overall, the dimensions of the reference device correspond to those of the typical human eye. For reference measurements, the surfaces can be measured with pachymetric methods and thus the nominal values for a light section measurement can be determined with the Scheimpflug camera. In addition, sizes such as anterior chamber depth, lens thickness, pupil diameter or chamber angle can be measured.

Die für die künstlichen Nachbildungen der genannten Augenelemente verwendeten Materialien sind unter zu erwartenden Umweltbedingungen formstabil und alterungsbeständig.The materials used for the artificial replicas of said eye elements are dimensionally stable and resistant to aging under expected environmental conditions.

Nachfolgend wird ein nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Referenzvorrichtung für die ophthalmologische Augenuntersuchung beispielhaft dargestellt.Hereinafter, a non-inventive embodiment of a reference device for the ophthalmological eye examination is exemplified.

Die Figur zeigt einen Schnitt durch die Referenzvorrichtung.The figure shows a section through the reference device.

Eine Kornea-Nachbildung 10 besteht aus einem homogen mit Streumitteln 10b versehenen Kunststoff. Entsprechend ist auch eine Augenlinse 12 aus Kunststoff mit Streumitteln 12a homogen versehen, wobei die Streumittel z. B. geeignete Pigmente sind.A cornea replica 10 consists of a homogeneous with scattering agents 10b provided plastic. Corresponding is also an eye lens 12 made of plastic with scattering agents 12a provided homogeneously, the scattering agent z. B. suitable pigments.

Die Figur zeigt die optische Achse 14 des Systems und die Referenzvorrichtung ist insgesamt im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die optische Achse, entsprechend dem natürlichen Auge.The figure shows the optical axis 14 of the system and the reference device is generally rotationally symmetrical about the optical axis, corresponding to the natural eye.

Eine Augenvorderkammer ist in der Figur mit dem Bezugszeichen 16 angedeutet. Sie kann aus einem Kunststoffmaterial nachgebildet sein, das, ähnlich wie die natürliche Augenvorderkammer, keine Streueigenschaften hat, also aus einem Kunststoff ohne Pigmentierungen oder dergleichen.A Augenvorderkammer is in the figure by the reference numeral 16 indicated. It can be modeled from a plastic material, which, similar to the natural Augenvorderkammer, has no scattering properties, ie from a plastic without pigmentation or the like.

Mit einem Spaltprojektor 18 wird in an sich bekannter Weise ein Spaltstrahl 20 (also eine „Lichtscheibe”) in das Auge gerichtet. Der Lichtstrahl 20 „durchschneidet” das Auge und gelangt auf die Netzhaut (nicht gezeigt). Beim „Durchschneiden” der künstlichen Augenelemente 10, 12 wird Licht an den Streumitteln 10a, 12a gestreut und gelangt seitwärts, wie durch den Pfeil 22 angedeutet ist, aus dem Auge heraus und wird mit einer Scheimpflugkamera 24 aufgenommen. Bei der Scheimpflugkamera 24 kann es sich z. B. um eine elektronische (digitale) Kamera handeln.With a split projector 18 is a splitting beam in a conventional manner 20 (ie a "lens") directed into the eye. The light beam 20 "Cuts through" the eye and reaches the retina (not shown). When "cutting through" the artificial eye elements 10 . 12 becomes light on the litter 10a . 12a scattered and passes sideways, as by the arrow 22 is implied out of the eye and is using a Scheimpflug camera 24 added. At the Scheimpflug camera 24 can it be z. B. to act an electronic (digital) camera.

Damit liefert die beschriebene Referenzvorrichtung Referenzbilder eines Auges, die herangezogen werden können, um zunächst festzustellen, ob das Scheimpflugkamerasystem unter Einschluss des Spaltprojektors richtige, d. h. dem zu vermessenden Objekt entsprechende Abbildungen liefert. Auch können die so gewonnenen Bilddaten verwendet werden, um Vergleiche mit in vivo gewonnenen Bilddaten durchzuführen.Thus, the reference device described provides reference images of an eye, which can be used to first determine whether the Scheimpflugkamerasystem including the slit projector right, d. H. provides the object to be measured corresponding mappings. Also, the image data thus obtained can be used to make comparisons with image data obtained in vivo.

Die beschriebene Referenzvorrichtung kann auch für andere ophthalmologische Messgeräte als eine Scheimpflugkamera eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die Referenzvorrichtung eingesetzt werden als Übungsobjekt für Spaltlampenuntersuchungen. Es können auch in die Augenlinse 12 künstliche Katarakte eingebracht werden, z. B. mit stark fokussierter Laserstrahlung hinreichender Leistung, um damit Messgeräte zu eichen.The described reference device can also be used for other ophthalmic measuring devices than a Scheimpflug camera. For example, the reference device can be used as a training object for slit lamp examinations. It can also be in the eye lens 12 artificial cataracts are introduced, for. B. with highly focused laser radiation of sufficient power to calibrate instruments.

Claims (5)

Referenzvorrichtung für ophthalmologische Messungen, mit zumindest einer Nachbildung (10) einer Kornea und/oder einer Nachbildung (12) einer Augenlinse mit Licht-Streumitteln (10a, 12a) derart, dass bei einer Spaltbeleuchtung und einer Aufnahme mit einer Kamera (24) das aufgenommene Bild eine Korneaform und/oder Linsenform und/oder Irisform zumindest teilweise wiedergibt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Nachbildungen (10, 12) eine Oberfläche aus Silikon mit Streueigenschaften aufweist und im Inneren keine Streuzentren aufweist.Reference device for ophthalmological measurements, with at least one replica ( 10 ) of a cornea and / or a replica ( 12 ) of an eye lens with light scattering means ( 10a . 12a ) such that when a slit illumination and a recording with a camera ( 24 ) the recorded image at least partially reflects a corneal shape and / or lens shape and / or iris shape, characterized in that at least one of the replicas ( 10 . 12 ) has a silicone surface with scattering properties and has no scattering centers inside. Referenzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kornea-Nachbildung (10) und/oder die Linsen-Nachbildung (12) Kunststoff aufweisen.Reference device according to claim 1, wherein the cornea replica ( 10 ) and / or the lens replica ( 12 ) Plastic. Referenzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Kunststoffelement eine Augenkammer (16) nachbildet.Reference device according to claim 1, wherein a plastic element comprises an eye chamber ( 16 ). Referenzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kornea-Nachbildung (10) eine Vorderfläche (10b) aufweist mit zumindest ähnlichen Streueigenschaften für blaues Licht wie die menschliche Kornea.Reference device according to one of the preceding claims, wherein the cornea replica ( 10 ) a front surface ( 10b ) having at least similar blue light scattering properties as the human cornea. Referenzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Iris-Nachbildung (26) aus lichtundurchlässigem Material und mit geringer Oberflächenreflexion.Reference device according to one of the preceding claims with an iris replica ( 26 ) made of opaque material and with low surface reflection.
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