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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fixiermarke, die dem Patienten
angeboten wird um ungewollte Augenbewegungen während einer
Untersuchung und/oder Behandlung eines Auges zu verhindern oder
zumindest zu verringern bzw. geeignet darauf reagieren zu können.
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Bei
ophthalmologischen Beobachtungs- bzw. Dokumentationsgeräten
vorzugsweise bei ophthalmologischen Messgeräten wird die
optische Achse des Auges des Patienten mit einer Fixiermarke unter
subjektiver Beteiligung des Patienten fixiert. Bei längeren
Untersuchungen, besonders von älteren Personen tritt das
Problem der Ermüdung auf. Dies ist insbesondere darin begründet,
dass das menschliche Sehen nicht für die andauernde Erfassung
statischer, visueller Reize geeignet ist.
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Außerdem
bewegt sich das Auge ständig in kleinen Winkelbereichen
(Mikrosukkaden), was der Bildfeldverbesserung dient.
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Ein
weiteres Problem besteht darin, dass bei einigen Augenerkrankungen,
wie beispielsweise Katarakt (Augentrübung), durch eine
abnehmende Transmission des Auges genügend helle Fixiermarken
zur Verfügung stehen.
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Nach
dem Stand der Technik sind Lösungen zur Darstellung von
Fixiermarken für ophthalmologische Untersuchungs- und/oder
Behandlungsgeräte bekannt, bei denen punkt- oder flächenförmige
Fixierelemente bzw. Fixierleuchten Verwendung finden.
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In
der
DE 31 43 882 wird
beispielsweise ein Verfahren zur Fixationssicherung bei ophthalmologischen
Untersuchungsgeräten, insbesondere für die Bestimmung
des Gesichtsfeldes beschrieben. Dabei wird ein Fixierpunkt auf eine
in Blickrichtung des Patienten liegende Fläche projiziert
und mit einem Markie rungspunkt gekoppelt, um dessen relative Position
dem zu ermittelnden Gesichtfeldschema zuordnen zu können.
Der Fixierpunkt wird dabei auf einer vorgegebenen Bahn periodisch
langsam bewegt, so dass der Patient dieser Bewegung problemlos folgen kann.
Die Bahn des Fixierpunktes kann beispielsweise eine Gerade, eine
gestreckte Ellipse oder auch eine Kreisbahn sein. Die vorteilhafte
Auslenkung liegt dabei bei +/–2° in horizontaler
und +/–0,2° in vertikaler Richtung, bei einer
Auslenkgeschwindigkeit von ca. 2° pro Sekunde. Die Übertragung
der momentanen Relativposition des Fixierpunktes zur Prüfmarke in
das Gesichtsfeldschema kann sowohl optisch als auch elektronisch
erfolgen. In Abhängigkeit von der Art der verwendeten Perimeterhalbkugel
kann die Projektion des Fixierpunktes und der Prüfmarke durch
Front- oder Rückprojektion erfolgen.
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Im
Gegensatz dazu wird in der
DE
41 08 435 eine Anordnung zur Fixationskontrolle beschrieben, die
zwar vorzugsweise ebenfalls für Geräte zur Gesichtsfelduntersuchung,
aber prinzipiell auch für andere ophthalmologische Untersuchungsgeräte
anwendbar ist. Dabei sind Mittel zur Drehung einer strukturierten
Fixiermarke um eine zentrale Achse vorgesehen, um einen funktionellen
und reproduzierbaren Fixationsanreiz zu schaffen. Die Fixiermarke soll
dabei nur bei fovealer Fixation des Probanden eine von ihm identifizierbare
Struktur und Vorzugsrichtung aufweisen. Dies wird dadurch erreicht,
dass die Fixiermarke beispielsweise als ein während der Drehung
diskrete Richtungsorientierungen annehmender Landoltring ausgebildet
ist. Ein Malteserkreuz-Getriebe erzeugt aus einer gleichmäßigen Drehbewegung
die diskreten Richtungsorientierungen der Fixiermarke in 90°-Drehungen
mit einer Ruhephase. Der Proband hat während der Untersuchung
den Schlitz des Landoltringes ständig zu verfolgen, was
er nur bei entsprechender fovealer Fixation realisieren kann.
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Bei
dem in
DE 103 59 239
A1 vorgeschlagenen Verfahren zur Darstellung einer Fixiermarke
für ophthalmologische Behandlungsgeräte wird die
darzustellende Fixiermarke in das Blickfeld des zu behandelnden
Auges projiziert, so dass der Patient das zu behandelnde Auge durch
foveale Fokussierung auf diese Fi xiermarke ausrichtet. Die Fixiermarke wird
im Blickfeld des Patienten bewegt, wobei die Bewegung so erfolgt,
dass der Patient der Fixiermarke problemlos folgen kann. Die Bewegung
der Fixiermarke im Blickfeld des Patienten erfolgt dabei stetig oder
sprungartig, nach einem vorbestimmten Ablauf oder zufallsabhängig.
Dadurch wird erreicht, dass keine ungewollten Augenbewegungen erfolgen.
In Abhängigkeit von der Art der Bewegung der Fixiermarke
kann eine Messung oder Therapie unterschiedlich erfolgen. Wird die
Fixiermarke beispielsweise sprunghaft im Blickfeld des Patienten
bewegt, so erfolgt eine Diagnose oder Therapie vorzugsweise nur
in den kurzen Ruhephasen der Fixiermarke. Im Gegensatz dazu kann
bei einer stetig bewegten Fixiermarke eine Diagnose oder Therapie
auch erfolgen, während das Auge der Bewegung der Fixiermarke
folgt.
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Die
DE 10 2005 003 443
A1 beschreibt eine opto-elektronische Einheit zur Blickführung
des Patienten während der Untersuchung bzw. Dokumentation
des Augenhintergrundes. Mit der Vorrichtung, die vorzugsweise für
Funduskameras vorgesehen ist, kann die Diagnose von Erkrankungen
des Augenhintergrundes dadurch erleichtert werden, dass die dokumentierten
Aufnahmen exakter reproduzierbar und damit exakter vergleichbar
sind. Insbesondere können auf diese Weise Krankheitsverläufe
besser verfolgt und dargestellt werden. Bei dieser Lösung
wird eine von einem Flächenlichtmodulator erzeugte Fixiermarke über
eine Abbildungsoptik, einen in einem Beobachtungsstrahlengang angeordneten
teildurchlässigen Spiegel und einen in einem Dokumentationsstrahlengang
angeordneten Klappspiegel auf den Augenhintergrund abgebildet. Als
Flächenlichtmodulator sind außer hochauflösenden
grafikfähigen LCD's (liquid crystal display) auch andere
Displays anwendbar. Diese können beispielsweise auf LCOS (liquid
crystal on silicon), LED (light emitting diode), O-LED (organic
light emitting diode) oder auch DMD (digital micromirror device)
basieren. Die vorgeschlagene technische Lösung ist insbesondere
in Funduskameras anwendbar, in denen zur internen Blickführung
Fixiermarken erzeugt und entsprechend positioniert werden. Prinzipiell
ist die Verwendung aber auch in anderen ophthalmologischen Geräten
denkbar.
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In
das in der
US
2007/0291277 A1 beschriebene ophthalmologische, bildgebende
Gerät sind eine Vielzahl ophthalmologischer Anwendungen bzw.
Einzelgeräte integriert. So verfügt das Gerät
neben einem Fundus-Imaging-System, einem Iris-Viewer und einem optischen
Kohärenz-Tomographie-System (OCT) auch über ein
optisches Kohärenz-Scanning-System. Für eine sichere
Handhabung und die Erzielung exakter Messwerte bzw. Bilder verfügt
das ophthalmologische Gerät über verschiedene
Test- und Fixiermarken. Das Fixiersystem hat die Aufgabe das Auge
durch foveale Fokussierung auf die dargebotene Fixiermarke auszurichten und
während der Untersuchung bzw. Abbildung möglichst
sicher zu fixieren. Dazu werden von dem Fixiersystem Fixiermarken
im sichtbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise zwischen
450 und 600 nm erzeugt und auf das Auge projiziert. Der Patient
hat sein Auge auf diese Fixiermarke fest auszurichten. Zur Erzeugung
der Fixiermarken verfügt das Fixiersystem in der beschriebenen
Lösung ein Display mit etwa 120×120 Pixel. Neben
einem LCD-Display können zur Erzeugung der Fixiermarken
aber auch sonstige Bildschirme Verwendung finden.
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Die
im Stand der Technik bekannten und zuvor beschriebenen Lösungen
haben jeweils spezifische Vor- und Nachteile.
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Die
punktförmigen Fixierelemente bzw. Fixierleuchten, die fest
oder auch beweglich sein können, ermöglichen zwar
durch die Verwendung von Lasern hohe Leuchtdichten. Allerdings ist
die Variabilität der dargestellten Fixiermarke eingeschränkt,
so dass mit einer schnellen Ermüdung des Patienten zu rechnen
ist.
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Im
Gegensatz lassen sich mit den flächenförmigen
Fixierelemente bzw. Fixierleuchten (beispielsweise in Form eines
Displays bzw. Bildschirms), die darstellbaren Fixiermarken in einer
großen Vielfalt verändern und verhindern so eine
schnelle Ermüdung des Patienten. Nachteilig bei den flächenförmigen
Fixier elemente bzw. Fixierleuchten wirkt sich aus, dass deren Leuchtdichte
begrenzt ist und dadurch eine breite Anwendung verhindert.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lösung
zur Darstellung einer Fixiermarke für ophthalmologische
Untersuchungs- und/oder Behandlungsgeräte zu entwickeln,
mit der dem Patienten eine vorzugsweise veränderliche,
ermüdungshemmende und aufmerksamkeitsfördernde Fixiermarke
dargeboten wird, ohne dass dazu größere Ansprüche
an die Konzentrationsfähigkeit des Patienten zu stellen
sind. Für eine möglichst breite Anwendung, insbesondere
auch bei Patienten mit Katarakten, soll die erzeugte Fixiermarke über
eine hohe Leuchtdichte verfügen.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche
gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung zur Darstellung einer
Fixiermarke für ophthalmologische Untersuchungs- und/oder
Behandlungsgeräte besteht aus einer Lichtquelle zur Erzeugung
einer Lichtstrahlung hoher Leuchtstärke, einer Abbildungsoptik
zur Fokussierung des Lichtstrahls auf das zu untersuchen bzw. zu
behandelnde Auge und einer Steuereinheit zur Steuerung der Intensität
der von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahlung, wobei zwischen der
Lichtquelle und der Abbildungsoptik mindestens ein DOE zur Modifizierung
der Lichtstrahlung hoher Leuchtstärke vorhanden ist. Die
Lichtstrahlung hoher Leuchtstärke wird dabei so modifiziert,
dass die entstehende Strahlstruktur energetisch und/oder zeitlich und/oder örtlich
und/oder spektral veränderbar ist. Unter energetischer
Veränderbarkeit ist hierbei die Veränderung der
Beleuchtungsstärke der erzeugten Fixiermarke zu verstehen.
Um die Aufmerksamkeit des Patienten weiter zu fördern wird
eine nichtlineare Veränderung der von der Lichtstrahlung
erzeugten Fixiermarke bevorzugt.
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Die
vorgeschlagene technische Lösung betrifft eine Fixiermarke,
welche sowohl in ophthalmologischen Untersuchungs- als auch Behandlungsgeräten
einsetzbar ist. Durch die bewegliche Fixiermarke wird erreicht,
dass der Patient sein Auge auf diese ausrichtet und diesem problemlos,
d. h. ohne größere Ansprüche an seine
Konzentrationsfähigkeit folgen kann. Da der Patient damit
beschäftigt ist der Fixiermarke mit den Augen zu folgen,
wird die Gefahr des Wegschauens wesentlich verringert.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
näher beschrieben. Dazu zeigen die
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1 bis 5:
bevorzugte Ausführungsformen mit beweglichen oder schwenkbaren
DOE bzw. Shuttern oder Filtern.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung zur Darstellung einer
Fixiermarke für ophthalmologische Untersuchungs- und/oder
Behandlungsgeräte besteht aus einer Lichtquelle zur Erzeugung
einer Lichtstrahlung hoher Leuchtstärke, einer Abbildungsoptik
zur Fokussierung des Lichtstrahls auf das zu untersuchende bzw.
zu behandelnde Auge und einer Steuereinheit zur Steuerung der Intensität
der von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahlung, wobei zwischen der
Lichtquelle und der Abbildungsoptik mindestens ein DOE zur Modifizierung
der Lichtstrahlung hoher Leuchtstärke vorhanden ist.
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Die
Strahlung einer leuchtstarken Lichtquelle, die beispielsweise kollimiert
sein kann, wird mittels mindestens eines diffraktiven optischen
Elementes (DOE) modifiziert, so dass eine ermüdungshemmende,
aufmerksamkeitsfördernde Struktur entsteht, die dem Auge
dargeboten wird. Bei der vorgeschlagenen Anordnung zur Darstellung
einer Fixiermarke für ophthalmologische Untersuchungs-
und/oder Behandlungsgeräte wird die darzustellende Fixiermarke
in das Blickfeld des zu behandelnden Auges projiziert, so dass der
Patient das zu behandelnde Auge durch foveale Fokussierung auf diese
Fixiermarke ausrichtet.
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In
einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist von der Steuereinheit
neben der Intensität auch die Wellenlänge der
von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahlung kontinuierlich oder
stufenweise steuerbar. Dies hat den Vorteil, dass die zu erzeugende
Fixiermarke nicht nur in seiner Intensität sondern auch
in seiner Farbe (Wellenlänge) variiert werden kann. Dadurch
kann die Aufmerksamkeit des Patienten gefördert werden,
wodurch sich ungewollte Augenbewegungen weiter reduzieren lassen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind das oder die vorhandenen
DOE so ausgebildet, dass die Lichtstrahlung hoher Leuchtstärke
so modifiziert wird, dass die entstehende Strahlstruktur energetisch
und/oder zeitlich und/oder örtlich und/oder spektral veränderbar
ist.
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Während
die energetische, zeitliche und die spektrale Veränderbarkeit
von der Lichtquelle realisiert werden, erfolgt die örtliche
Veränderung der entstehenden Strahlstruktur durch die Wirkung
des oder der DOE. Hierzu werden die optischen Eigenschaften diffraktiver,
optischer Elemente ausgenutzt. Da die räumliche Beugungserscheinung
diffraktiver optischer Elemente wellenlängenabhängig
ist, lässt sich die Starke der Auswirkungen einer Wellenlängenänderung über
das Design des diffraktiven optischen Elementes in weiten Grenzen
einstellen.
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Hierzu
zeigen 1 und 2 eine erste bevorzugte Ausführungsform,
bei der vom DOE 1 in Abhängigkeit von der Wellenlänge
der Lichtquelle 2 zwei unterschiedliche Fixiermarken 3 und 3' erzeugt und über
eine Abbildungsoptik 4 dem Auge 5 dargeboten werden.
Die der Lichtquelle 2 wird zur Variation der Wellenlänge
von einer Steuereinheit 6 gesteuert. Während in 1 das
Zentrum der Fixiermarke 3 und 3' erhalten bleibt,
wird bei der Lösung nach 2 die Lage
der Fixiermarken 3 bewusst verändert, um beispielsweise
Messergebnisse bewusst zu korrigieren. Dazu verfügt die
Lösung gemäß 2 über
ein ophthalmologisches Messsystem 7.
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Diese
vorteilhaften optischen Eigenschaften der DOE lassen sich dadurch
noch verstärken bzw. vervielfachen, indem die vorhandenen
DOE so ausgebildet sind, dass diese im Strahlengang beweglich bzw.
in den Strahlengang ein- und ausschwenkbar sind. Das DOE kann zur Änderung
der Strahlform ausgetauscht, umgeschaltet, gedreht oder verschoben
werden.
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Hierzu
zeigt 3 eine bevorzugte Ausführungsform, bei
der vom DOE 1 beispielsweise durch Drehung zwei Fixiermarken 3 und 3' unterschiedlicher
Wellenlänge erzeugt und über eine Abbildungsoptik 4 dem
Auge 5 dargeboten werde. Von der Lichtquelle 2 wird
dazu vorzugsweise weißes Licht ausgestrahlt. Die Drehung
des DOE 1 wird von einer Steuereinheit 6 gesteuert.
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Zur
Steuerung der Bewegung der DOE weisen diese, vorteilhafter Weise
Verbindungen zur Steuereinheit auf. Sind mehrere DOE im Strahlengang
angeordnet, so ist es weiterhin vorteilhaft, wenn nicht die DOE
selbst bewegt werden, sondern diese über einen oder mehrere
bewegliche Shutter, Polarisations- oder Spektralfilter o. ä.
in Funktion gebracht werden.
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Dazu
zeigt 4 eine bevorzugte Ausführungsform, bei
der mehrere DOE 1 und 1' über halbdurchlässige
Spiegel 9 im Strahlengang angeordnet sind, die mit Hilfe
von ein oder mehreren beweglichen Shuttern oder Filtern 8 in
Funktion gebracht werden, wobei von jedem DOE 1 eine örtlich
oder spektral andere Fixiermarke 3 und 3' erzeugt
und über eine Abbildungsoptik 4 dem Auge 5 dargeboten
wird. Auch hier wird von der Lichtquelle 2 vorzugsweise
weißes Licht ausgestrahlt. Die Bewegung der Shuttern oder Filtern 8 wird
von einer Steuereinheit 6 gesteuert.
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Die
Darbietung einer veränderlichen, ermüdungshemmenden
und aufmerksamkeitsfördernden Fixiermarke lässt
dahingehend noch optimieren, dass in die erfindungsgemäße
Anordnung eine zusätzliche Kamera zur Beobachtung der Iris
integriert wird, die ebenfalls eine Verbindung zur Steuereinheit aufweist.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung dieser Ausführung wird in 5 gezeigt.
Auch hier werden beispielsweise durch Drehung des DOE 1 zwei
Fixiermarken 3 und 3' unterschiedlicher Wellenlänge
erzeugt und über eine Abbildungsoptik 4 dem Auge 5 dargeboten.
Von einer Kamera 10 wird hier die Bewegung der Iris des
Auges 5 überwacht und zur Generierung einer energetisch,
zeitlich, örtlich oder spektral anderen Fixiermarke 3 oder 3' genutzt.
Werden von der Kamera 10 durch Beobachtung der Iris unbeabsichtigte
Bewegungen des Auges 5 des Patienten bemerkt, so werden
diese über eine Detektionseinheit 11 an die Steuereinheit 6 weitergeleitet.
Von der Steuereinheit 6 kann im Resultat der detektierten
Augenbewegung die Wellenlänge der Lichtquelle 2 variiert
oder auch eine Drehung des DOE 1 veranlasst werden. Durch
die Ändern der Fixationsstruktur, d. h. durch Variation
der Farbe, Größe, des Ortes o. ä. kann
die Aufmerksamkeit des Patienten wieder hergestellt werden.
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Diese
Ausgestaltungsvariante lässt sich durch bewusste Positionsveränderung
der Fixationsstruktur und zusätzliche Berücksichtigung
des Feedbacks des Patienten hinsichtlich der Erkennbarkeit bzw.
Nichterkennbarkeit der Fixiermarke für perimetrische Untersuchungen
verwenden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abbildungsoptik
so ausgebildet ist, dass durch Änderung der Fokusslage
der erzeugten Fixiermarken, die Fixiermarken auch als Akkomodationsanreiz Verwendung
finden können.
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Obwohl
die 1 bis 5 ausschließlich Lösungen
zeigen, bei denen die Wirkung der vorhandenen DOE transmissiv erzeugt
werden, sind auch Lösungen denkbar bei denen die vorhandenen
DOE reflexiv arbeiten.
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Mit
der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine Lösung
zur Darstellung einer Fixiermarke für ophthalmologische
Untersuchungs- und/oder Behandlungsgeräte zur Verfügung
gestellt, mit der dem Patienten eine vorzugsweise veränderliche,
ermüdungshemmende und aufmerksamkeitsfördernde
Fixiermarke darge boten wird, ohne dass dazu größere Ansprüche
an die Konzentrationsfähigkeit des Patienten zu stellen
sind.
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Die
vorgeschlagene Lösung vermeidet die Nachteile der nach
dem Stand der Technik bekannten Lösungen und gewährleistet
durch die Erzeugung von Fixiermarken hoher Leuchtdichte eine möglichst
breite Anwendung, wobei die Lösung insbesondere auch für
Patienten mit Katarakten anwendbar ist.
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Ein
sehr wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen technischen Lösung
ist in der Verwendung der DOE zu sehen, da diese selbst in der erforderlichen Qualität
in Kunststoff abformbar sind und dadurch der Kostenaufwand äußerst
gering bleibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3143882 [0006]
- - DE 4108435 [0007]
- - DE 10359239 A1 [0008]
- - DE 102005003443 A1 [0009]
- - US 2007/0291277 A1 [0010]