DE102010013986A1

DE102010013986A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Werts eines einen Abbildungsfehler eines Auges beschreibenden Parameters

Info

Publication number: DE102010013986A1
Application number: DE102010013986A
Authority: DE
Inventors: Dr. Eichler Michael J.; Peter Reimer; Peter Andrews
Original assignee: Carl Zeiss Surgical GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2011-10-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Wertes eines einen Abbildungsfehler eines Auges (4) beschreibenden Parameters, bei welchem folgende Schritte durchgeführt werden: a) Beleuchten der Hornhaut (9) des Auges (4) mittels einer Leuchteinrichtung (6) und Erzeugen zumindest eines bestimmten Lichtbildes (22 bis 25) mit bestimmter geometrischer Form auf der Hornhaut (9); b) Erfassen des von der Hornhaut (9) reflektierten Lichtmusters (11) des Lichtbildes mit einem Detektor (3); c) Bestimmen von durch die Leuchteinrichtung (6) erzeugten Reflexionspartikelanhäufung (14) im Lichtmuster (11); d) Bestimmen von Flächenschwerpunkten (15) der bestimmten Reflexionspartikelanhäufung (14); e) Bestimmen der Punktkoordinaten der bestimmten Flächenschwerpunkte (15) der Reflexionspartikelanhäufung (14); f) Bestimmen des Parameterwertes des Abbildungsfehlers abhängig von den Punktkoordinaten.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Wertes eines einen Abbildungsfehler eines Auges beschreibenden Parameters. Bei dem Verfahren wird die Hornhaut des Auges mit einem Lichtbild beleuchtet und das durch die von der Hornhaut reflektierten Lichtstrahlen erzeugte Reflexionsbild erfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Wertes eines einen Abbildungsfehler eines Auges beschreibenden Parameters.
Stand der Technik
In der Ophthalmologie werden zur Behandlung des Grauen Stars Intraokularlinsen implantiert. Zunehmend wird mit besonderen Intraokularlinsen, den torischen Intraokularlinsen, auch der Astigmatismus (Stabsichtigkeit, Hornhautverkrümmung) behandelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Intraokularlinsen ist bei der Implantation der torischen Intraokularlinsen zur Behandlung des Astigmatismus die korrekte Lage und somit die Winkelposition erforderlich. Diese wird im Rahmen der präoperativen Untersuchung der Augen (Bestimmung der Abbildungsfehler) bei herkömmlichen Vorgehensweisen ermittelt. Diese Winkelposition der Zylinderachse wird mit einer Markierung auf der Sclera (Lederhaut) markiert.
Ohne eine intraoperative Bestimmung der Zylinderachse des Astigmatismus ist eine präoperative Ermittlung der Achse inklusive der genannten Markierung erforderlich, da sich z. B. durch Zyklotorsion (Verdrehung der Augen durch Gravitationseinfluss) Winkelfehler einstellen. Bei der präoperativen Ermittlung sitzt der Patient üblicherweise aufrecht oder ist stehend positioniert. Während eines operativen Eingriffs liegt der Patient üblicherweise. Diese Zyklotorsion kann bis zu +/–15° betragen und ist von Patient zu Patient verschieden. Heutzutage wird bei der Implantation torischer Intraokularlinsen meist eine Winkelskala am Auge angelegt, um die korrekte Winkelposition näherungsweise zu erhalten. Die Genauigkeit dieses Verfahrens ist jedoch sehr eingeschränkt. Außerdem ist eine postoperative Untersuchung und unter Umständen eine Nachbehandlung notwendig, um die korrekte Position der Intraokularlinse verifizieren zu können.
Darüber hinaus ist es bekannt, mittels eines Keratometers und einer entsprechenden Auswertung den Hornhaut-Astigmatismus (Hornhautverkrümmung) zu messen und in Dioptrien anzugeben. Für die Bestimmung des Hornhaut-Astigmatismus ist sowohl der Wert des Astigmatismus, als auch die Angabe der Orientierung notwendig. Während dem operativen Eingriff, insbesondere durch Inzisionen, um die Intraokularlinse implantieren zu können, wird jedoch der Hornhaut-Astigmatismus verändert, sodass die präoperativen Werte nicht mehr korrekt sind. Darüber hinaus werden auch bewusst Inzisionen quasi gesetzt (Limbal Relaxing Incision), um so gezielt den Hornhaut-Astigmatismus reduzieren zu können. Diese Vorgehensweise ist jedoch relativ ungenau und darüber hinaus „handwerkliche” Methode, da der Operateur keine Messmöglichkeit hat.
Bei einer herkömmlichen Vorgehensweise wird also vor der Operation ein Patient im Sitzen mit einem Messgerät beim Optiker oder Augenarzt untersucht. Eine derartige Messung erfolgt üblicherweise mehrere Tage oder Wochen vor der geplanten Operation. Der Grund liegt darin, dass die den vorhandenen Abbildungsfehler des Auges korrigierende Intraokularlinse erst angefertigt oder ausgewählt werden muss. Wenn sie dann vorliegt, kann ein Operationstermin bestimmt werden. Die Messung des Astigmatismus kann derart erfolgen, dass mittels eines Keratometers das Licht einer Ringleuchte mit einer Mehrzahl von Lichtquellen auf die Hornhaut projiziert wird. Wäre die Hornhaut ideal, was im Realen nicht vorkommt, ist die reflektierte Form ein Kreis, wie bei der Ringleuchte. In der Realität ist sie jedoch eher eine Ellipse. Bei realen Größenverhältnissen können darüber hinaus störende Reflexionen von Umgebungslicht auftreten und im erfassten Bild erscheinen.
Kurz vor der Operation wird die Messung noch mal durchgeführt, und versucht, anhand der Lage der Ellipse eine Ellipsen-Hauptachse und somit die Zylinderachse zu bestimmen. Dies ist jedoch eine sehr grobe Schätzung und sehr fehleranfällig. Diese Zylinderachse bzw. Hauptachse ist in der Regel nicht senkrecht, sondern irgendwie schräg orientiert.
Die beiden Endpunkte der geschätzten Hauptachse markiert dann der Operateur auf der Leder- bzw. Hornhaut des Auges mit zwei kleinen Punkten. Zusätzlich markiert er noch die senkrechte „Referenzlinie”, sodass sich eine Hauptachsenlage abweichend zur Referenzlinie ergibt. Problematisch ist es, die Hauptachse genau festzulegen, sodass es oft zu erheblichen Abweichungen zwischen Messung und Realität kommt.
Ein operativer Eingriff zur Korrektur des Abbildungsfehlers des Auges geschieht üblicherweise im Liegen. Das Auge ändert dadurch seine Lage und verdreht sich etwas, was als Zyklotorsion bezeichnet wird, so dass im Liegen nicht mehr die oben bei der präoperativen Messung bestimmten Lagen der Hauptachse und der „Referenzlinie” gegeben sind, sondern eine Abweichung davon.
Diese Vorgehensweise mit der Messung vor der Operation, der Markierung und dem Schätzen der Hauptachse, ist relativ umständlich, ziemlich ungenau und fehleranfällig, da die Intraokularlinse gar nicht richtig sitzt und der Patient nicht viel besser sieht. Dann muss es eventuell noch mal zu operativen Eingriffen kommen, was für den Patienten eine Belastung ist und die Behandlung insgesamt erheblich kostenintensiver macht.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Bestimmung eines Wertes eines einen Abbildungsfehler eines Auges beschreibenden Parameters einfacher und dennoch sehr präzise gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, und eine Vorrichtung, welche die Merkmale nach Anspruch 11 aufweist, gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen eines Wertes eines einen Abbildungsfehler eines Auges beschreibenden Parameters wird zunächst die Hornhaut des Auges mittels einer Leuchteinrichtung beleuchtet. Dabei wird ein bestimmtes Lichtbild auf der Hornhaut mit einer bestimmten geometrischen Form erzeugt. Das von der Hornhaut reflektierte Lichtmuster des Lichtbildes wird mit einem Detektor erfasst. Im Weiteren wird dann ein Bestimmen von durch die Leuchteinrichtung erzeugten Reflexionspartikelanhäufungen im Lichtmuster durchgeführt. Es wird dann ein Bestimmen von Koordinaten der Reflexionspartikelanhäufungen durchgeführt. Es wird dann ein Bestimmen des Wertes des den Abbildungsfehler des Auges charakterisierenden Parameters aus den Koordinaten der Reflexionspartikelanhäufungen durchgeführt. Durch eine derartige Vorgehensweise kann ein sehr präzises Bestimmen des Parameterwertes ermöglicht werden. Darüber hinaus ist es wesentlich weniger aufwändig als herkömmliche Vorgehensweisen, so dass zum einen die Fehleranfälligkeit deutlich reduziert wird und zum anderen der Zeitaufwand minimiert wird. Dies eröffnet wesentliche Vorteile im Hinblick auf das Bestimmen und Behandeln von Abbildungsfehlern eines Auges.
Insbesondere werden die Schritte, insbesondere alle Schritte durch ein Gerät oder einen Software-Algorithmus durchgeführt.
Die Koordinaten werden zumindest von einigen Reflexionspartikelanhäufungen bestimmt, insbesondere von allen Reflexionspartikelanhäufungen. Als Koordinaten werden dabei Positionen in einem Referenzfeld umfasst. Das Referenzfeld wird vorzugsweise in einem Maßstab kalibriert und bemaßt. Das Referenzfeld kann insbesondere ein vorab festgelegtes Feld sein, beispielsweise die auf eine Ebene projizierte Oberfläche eines Hornhautbereichs des zu untersuchenden Auges bzw. die Abbildungsfläche des Auges. Es kann jedoch beispielsweise auch ein Teilbereich davon vorgesehen sein und als Referenzfeld dienen.
Vorzugsweise wird von zumindest einigen, insbesondere allen, bestimmten Reflexionspartikelanhäufungen ein Flächenschwerpunkt bestimmt und dann werden Punktkoordinaten eines Bezugsfeldes, insbesondere der Abbildungsfläche des Auges, eines bestimmten Flächenschwerpunktes einer Reflexionspartikelanhäufung ermittelt. Abhängig von diesen Punktkoordinaten wird dann der Parameterwert des Abbildungsfehlers bestimmt. Eine derartige Vorgehensweise präzisiert die Parameterwertbestimmung nochmals wesentlich.
Vorzugsweise wird in den Lichtmustern ein Fremdlichtanteil bestimmt. Dieser kann beispielsweise von einer Raumbeleuchtung in einem Zimmer, beispielsweise eines Operationsraums, stammen. Dieser Anteil an Reflexionen von Fremdlicht, welches nicht von der Leuchteinrichtung stammt, wird insbesondere durch eine entsprechende Bildverarbeitung in einer Auswerteeinheit des Mikroskops eliminiert. Die Pixel des Fremdlichts werden dabei erkannt und bei der Bestimmung der Reflexionspartikelanhäufung bleiben sie unberücksichtigt. Dadurch wird die Parameterwertbestimmung exakter.
Zum Bestimmen einer Reflexionspartikelanhäufung wird insbesondere eine Dichteverteilung und/oder die Größe und/oder die Leuchtstärke der einzelnen Pixel in dem ausgewählten Bereich des Lichtmusters berücksichtigt. Eine entsprechende Gewichtung kann zusätzlich erfolgen. Entsprechend kann diese Vorgehensweise auch bei der Bestimmung von Fremdlichtanteilen im Lichtmuster zu Grunde gelegt werden. Insbesondere bei der Bestimmung des Fremdlichtanteils in dem Lichtmuster kann zusätzlich oder anstatt dazu auch vorgesehen sein, dass die Lichtfarbe der Pixel im Lichtmuster auszuwerten. Insbesondere wenn die Lichtquellen der Leuchteinrichtung Leuchtdioden sind, weisen sie eine ganz spezifische Lichtfarbe bzw. Farbtemperatur auf. Dies ist im Vergleich zu einer Raumbeleuchtung, beispielsweise einer Halogenlichtquelle oder einer Gasentladungslampe, unterschiedlich, so dass derartiges Fremdlicht in dem Lichtmuster erkannt wird. Darüber hinaus kann zusätzlich oder anstatt dazu auch die Anzahl der Lichtquellen der Leuchteinrichtung berücksichtigt werden. Diese ist bekannt. Abhängig davon, wie viele entsprechende Reflexionen in dem Lichtmuster enthalten sind, kann dann Fremdlicht beispielsweise dadurch erkannt werden, wenn die Anzahl in dem Lichtmuster größer als die Anzahl der tatsächlich vorhandenen Lichtquellen der Leuchteinrichtung ist.
Insbesondere wird als Abbildungsfehler ein Astigmatismus des Auges betrachtet und als Parameterwert wird die Lage einer Zylinderachse und/oder ein Zylinderwert bestimmt. Gerade bei diesem spezifischen Abbildungsfehler können somit die zentralen Parameter wesentlich präziser und aufwandsärmer bestimmt werden.
Vorzugsweise wird das Lichtbild von einer ringförmigen Leuchteinrichtung erzeugt, und im Anschluss an das Bestimmen der Punktkoordinaten eines bestimmten Flächenschwerpunkts einer Reflexionspartikelanhäufung wird eine die Punktkoordinaten verbindende geometrische Kurve erzeugt. Abhängig von der Form der geometrischen Kurve wird dann der Parameterwert des Abbildungsfehlers bestimmt. Die Präzision kann dadurch nochmals erhöht werden. Gerade bei einem astigmatischen Auge werden somit die Parameterwerte der Lage der Zylinderachse und/oder eines Zylinders in aufwandsärmerer und dennoch sehr zuverlässiger und präziser Weise bestimmt.
Vorzugsweise wird als Form der geometrischen Kurve eine Ellipse erzeugt und als Parameterwert wird die Lage der die Zylinderachse darstellenden Hauptachse der Ellipse bestimmt. Da gerade bei einem astigmatischen Auge die Zylinderachse zentraler Parameter ist, ist die hier genannte Vorgehensweise von besonderer Vorteilhaftigkeit. Gerade dann, wenn dieser Abbildungsfehler des Astigmatismus durch Implantation einer Intraokularlinse, insbesondere einer torischen Intraokularlinse, korrigiert werden soll, ist es von zentraler Bedeutung, dass diese Intraokularlinse auch im Hinblick auf die Lage der Zylinderachse äußerst präzise im Auge eingesetzt ist. Durch das hier erläuterte Verfahren kann gerade eine derartige Orientierung der Intraokularlinse im Auge zur Korrektur eines Astigmatismus sehr exakt ermittelt werden, indem die exakte Bestimmung der Zylinderachse sehr einfach oder aufwandsarm erfolgen kann.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Lichtbild von einer Spalt-Leuchteinrichtung mit zumindest zwei in einem Winkel zueinander angeordneten Spalte erzeugt wird. Im Anschluss an das Bestimmen der Punktkoordinaten eines bestimmten Flächenschwerpunktes einer Reflexionspartikelanhäufung werden die die jeweiligen Punktkoordinaten der einzelnen Spaltbilder verbindenden geometrischen Kurven erzeugt. Abhängig von der Form der geometrischen Kurven wird der Parameterwert des Abbildungsfehlers bestimmt.
In besonders vorteilhafter Weise kann bei einer derartigen Ausgestaltung eine quasi sternförmige Spalt-Leuchteinrichtung verwendet werden. Diese erzeugt mehrere in einem Winkel zueinander angeordnete Längsstreifen als Lichtbilder, die durch die spezifische Wölbung der Hornhaut als Bögen reflektiert werden. Durch die in einem Winkel zueinander angeordneten Lichtbilder kann die Hornhaut des Auges diesbezüglich besonders exakt vermessen werden. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist es, dass auch während eines operativen Eingriffs sehr wenig Platz für eine derartige Ausgestaltung benötigt wird und dennoch das gesamte Auge entsprechend beleuchtet und ein entsprechendes reflektierendes Lichtmuster erhalten werden kann. Es ist daher quasi mit einer einzigen Messung möglich, das gesamte Auge mit seiner Hornhaut im Hinblick auf einen spezifischen Parameterwert des Astigmatismus vermessen zu können. Darüber hinaus kann das Auge während dieser Messung an der gleichen Position verweilen und die gesamte Hornhautoberfläche kann quasi vermessen werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass insbesondere ein horizontales Spaltbild und somit das horizontal orientierte Lichtbild segmentiert ist. Da der waagrechte Spalt aufgrund der optischen Verhältnisse bei der Beleuchtung von der Seite eine gerade Linie darstellt, ist eine derartige Segmentierung von besonderer Vorteilhaftigkeit, um auch in dieser Richtung eine Information über den Krümmungsradius der Hornhaut zu gewinnen. Durch die Segmentierung erscheinen diese einzelnen Segmente auf der Hornhaut abhängig vom Radius unterschiedlich groß.
Durch eine derartige Spalt-Leuchteinrichtung mit zumindest zwei in einem Winkel zueinander angeordneten Spaltbildern, insbesondere einer sternförmig dargestellten Spaltbildanordnung, lassen sich gleichzeitig mehrere Schnitte durch die Hornhaut darstellen und damit die Radien in verschiedenen Richtungen bestimmen.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der zentrale mittige Bereich dieser Spalt-Leuchteinrichtung und des damit zu erzeugenden Lichtbildes ohne einen Spalt ausgebildet ist. Dies wirkt zum einen für die mechanische Stabilität der Blende vorteilhaft. Darüber hinaus bringt dieser zentrale Bereich aufgrund der Lichtbildüberlappung der einzelnen Lichtbilder keine wesentliche Information für die Berechnung der Radien, da die Überlagerung sehr schwer auflösbar ist.
Aufgrund der gekrümmten Oberfläche und der Beleuchtung von der Seite wird der Spalt auf der Hornhautoberfläche als gekrümmte Linie sichtbar. Die Krümmung ist bei bekanntem Abstand der Leuchteinrichtung zum Auge und dem Beleuchtungswinkel ein Maß für den Krümmungsradius der Hornhaut.
In besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Bestimmung des Parameterwerts während eines operativen Eingriffs am Auge durchgeführt wird. Insbesondere wird die Bestimmung des Parameterwerts ohne präoperative Messung von Parameterwerten durchgeführt. Dies bedeutet, dass es nach dem prinzipiellen Erkennen eines Sehfehlers des Auges nicht mehr erforderlich ist, dass zur Vorbereitung des entschiedenen operativen Eingriffs an dem Auge weitere Messungen, wie es im Stand der Technik erforderlich und eingangs erläutert wurde, erforderlich sind. Es müssen daher nicht in aufwändiger Weise und zeitlich Wochen vor dem beschlossenen operativen Eingriff mehrere Messung im Sitzen oder Stehen an dem Patienten durchgeführt werden. Vielmehr wird durch die besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung erreicht, dass praktisch nach der Entscheidung, dass ein operativer Eingriff an dem Auge durchgeführt wird, erst beim operativen Eingriff Messungen über den Parameterwert des Abbildungsfehlers, der korrigiert werden soll, durchgeführt werden. Messungenauigkeiten oder Abweichungen, wie sie bei der Vorgehensweise im Stand der Technik durch erforderliche präoperative Messungen vorkommen, können dadurch vermieden oder zumindest deutlich reduziert werden.
Es kann daher mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht werden, auf eine unmittelbar präoperative Messung des Parameterwerts zu verzichten. Nicht zuletzt kann durch diese Vorgehensweise während des operativen Eingriffs auch keine unerwünschte Messwertverfälschung aufgrund der Lageänderung des Patienten, wie sie im Stand der Technik bei Vermessung einer sitzenden oder stehenden Person und einer dann beim operativen Eingriff liegenden Person auftreten, einhergehen. Dadurch kann die Genauigkeit der Lagebestimmung der Zylinderachse und/oder eines Zylinderwerts eines astigmatischen Auges verbessert werden. Die Wahrscheinlichkeit, dass Nachoperationen erforderlich sind, kann dadurch ebenfalls reduziert werden.
Vorzugsweise wird die Leuchtvorrichtung zum Erzeugen des Lichtbildes mit einem Durchmesser kleiner oder gleich 120 mm, insbesondere mit etwa 100 mm, ausgebildet. Diese Leuchtvorrichtung wird an einem Mikroskop zum Untersuchen des Auges, insbesondere einem Operationsmikroskop, angeordnet oder in einem Abstand kleiner 350 mm, vorzugsweise zwischen 100 mm und 300 mm zum Auge positioniert. Gerade dann, wenn ein Operateur einen operativen Eingriff durchführt, wird somit automatisch und zugleich durch eine derartige Ausgestaltung der Bewegungsraum des Operateurs nicht eingeschränkt durch unnötig große Leuchtvorrichtungen. Darüber hinaus wird durch eine derartige Ausgestaltung jedoch ermöglicht, dass diese Parameterwertbestimmung quasi online während des operativen Eingriffs durchgeführt werden kann.
Insbesondere bei derartigen Größenverhältnissen der Komponenten sowie der Positionierung zum Auge wird das reflektierte Lichtmuster mit einem Durchmesser kleiner 4 mm insbesondere zwischen 1 mm und 3 mm erzeugt. So wird zur Detektion von Lichtmustern der gesamten Pupillenfläche des Auges und/oder von Hornhautbereichen außerhalb der Pupille bei derartigen Ausgestaltungen, insbesondere mit einer ringförmigen Leuchtvorrichtung, das Auge relativ zur Leuchtvorrichtung gedreht. Dadurch kann die Bestimmung des Parameterwerts präzisiert werden, da über eine möglichst große Fläche der Pupille und insbesondere auch eine außerhalb der Pupillenfläche ausgebildete Hornhautfläche eine sehr präzise Aussage über den Parameterwert getroffen werden kann.
Vorzugsweise wird die Bewegung des Auges und/oder die jeweilige Blickrichtung des Auges erfasst und ein jeweils an einer jeweiligen Blickrichtung des Auges erfasstes reflektiertes Lichtmuster im Hinblick auf den Parameterwert in dieser Blickrichtung des Auges ausgewertet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass daraus eine Topografie der Parameterwerte abhängig von den Blickrichtungen ermittelt wird. Anhand dieser Topografie wird dann der gewünschte Gesamt-Parameterwert bestimmt. So kann beispielsweise für die Lage der Zylinderachse eines astigmatischen Auges nach Auswertung von Lichtmustern, die von verschiedenen Oberflächenbereichen der Hornhaut reflektiert wurden, indem beispielsweise das Auge gegenüber der feststehenden Leuchteinrichtung definiert gedreht wird, eine derartige Topografie der Zylinderachsenwerte ermittelt werden. Daraus kann dann die spezifische Lage der Zylinderachse bestimmt werden.
Vorzugsweise wird der Parameterwert an einem chirurgischen System, insbesondere einem Mikroskop zum Untersuchen eines Auges oder einer separaten Anzeigeeinheit, angezeigt. Insbesondere kann diese Information als Bildüberblendungsinformation (video overlay) im Sichtfeld durch das Mikroskop angezeigt werden. Der Operateur kann somit auch bei der Betrachtung des Auges durch das Operationsmikroskop die sehr exakt bestimmten Parameterwerte gleich ablesen. Dies ist besonders hilfreich im Hinblick auf die weitere Vorgehensweise während des operativen Eingriffs.
Vorzugsweise wird die Bestimmung des Parameterwerts des Abbildungsfehlers bei der Implantation einer Intraokularlinse in das Auge oder bei einer Hornhauttransplantation durchgeführt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Wertes eines einen Abbildungsfehler eines Auges beschreibenden Parameters, welche Mittel zum Beleuchten der Hornhaut des Auges und zum Erzeugen zumindest eines bestimmten Lichtbildes mit bestimmter geometrischer Form auf der Hornhaut umfasst. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung Mittel zum Erfassen des von der Hornhaut reflektierten Lichtmusters des Lichtbildes sowie Mittel zum Bestimmen von erzeugten Reflexionspartikelanhäufungen im Lichtmuster. Darüber hinaus weist die Vorrichtung Mittel zum Bestimmen der Koordinaten der Reflexionspartikelanhäufungen und Mittel zum Bestimmen des Wertes des den Abbildungsfehler des Auges charakterisierenden Parameters aus den Koordinaten der Reflexionspartikelanhäufungen auf.
Insbesondere weist die Vorrichtung ein Mikroskop zur Untersuchung eines Auges, welches zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer vorteilhaften Ausgestaltung davon ausgebildet ist auf. Insbesondere ist das Mikroskop die Vorrichtung.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung, insbesondere das Mikroskop, dazu eine Leuchteinrichtung auf, die ringförmig um einen Detektor und ein Objektiv angeordnet ist.
Für eine korrekte Implantation torischer Intraokularlinsen ist eine intraoperative Methode zur Bestimmung der Zylinderachse des Astigmatismus mittels der Erfindung ermöglicht. Durch diese Methode kann die optimale Position der Linse insbesondere während des operativen Eingriffs erfolgen und darüber hinaus auch lageunabhängig und somit ohne Einflüsse von Zyklotorsion erfolgen. Es kann somit durch einfaches Verdrehen der Intraokularlinse eine entsprechende Optimallage erfolgen. Darüber hinaus erübrigt sich zusätzlich auch insbesondere die postoperative Verifikation mit eventuellen Nachbehandlungen.
Insbesondere beruht das Verfahren zur Bestimmung des Parameterwerts der Lage der Zylinderachse des Astigmatismus auf dem Prinzip des Keratoskops, mit dem eine meist ringförmige Leuchteinrichtung an der Hornhaut reflektiert wird. Je nach Grad des Astigmatismus wird das reflektierte Bild und somit das reflektierte Lichtmuster mehr oder weniger quasi verformt. Aus dieser Verformung kann somit die Lage der Zylinderachse bestimmt werden.
Keratometer, wie sie bekannt und präoperativ verwendet werden, sind intraoperativ-, applikativ- und systembedingt nicht geeignet aufgrund der unhandlichen Größe, die das Operationsfeld zu sehr behindert. Dabei ist es gemäß oben genannter vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen, die maximale Größe und somit den Durchmesser der ringförmigen Leuchtvorrichtung in etwa bei 100 mm zu bemessen. Dies ermöglicht dem Operateur eine gleichzeitige Observation des Auges mittels eines Operationsmikroskops und der Behandlung am Auge, ohne das Arbeitsfeld des Operateurs zu behindern.
Aufgrund der gegebenen Abstände und Größen ergibt sich ein Durchmesser des an der Hornhaut reflektierten Lichtmusters von etwa 1 mm bis 3 mm. Für eine „Momentaufnahme” ist dieser Durchmesser zu klein, um die für das Sehen relevante Pupillenfläche der Hornhaut mit einem Durchmesser von etwa 8 mm abbilden zu können. Jedoch kann durch Kippen oder Drehen des Auges, was vom Patienten oder vom Operateur induziert werden kann, diese Fläche Punkt für Punkt abgescannt werden, wie dies bereits oben als vorteilhafte Ausführung des Verfahrens angegeben wurde. Man erhält somit für jede Blickrichtung einen neuen Wert der Lage der Zylinderachse. Insbesondere kann dann mittels eines geeigneten Nachfolgeverfahrens (Eye-Tracking-Verfahren), mit dem die Position der Pupille erfasst werden kann, dann die erwähnte Topografie der Lage der Zylinderachse aufgestellt werden.
Es kann zusätzlich auch vorgesehen sein, dass anhand von präoperativen Daten, insbesondere dem mittleren Hornhautradius und durch eine intraoperative Ermittlung des Astigmatismus in Dioptrie und somit der Zylinderwert, der Grad der Hornhautverkrümmung angegeben wird. Dazu wird das reflektierte Lichtmuster, das sich als mehr oder weniger stark verformter Kreis in Form einer Ellipse (bei ringförmiger Leuchteinrichtung) zeigt, rechnergestützt ausgewertet. Hierzu werden die Hauptachse und somit die Zylinderachse und auch die Nebenachse bestimmt, die somit auch auf die Exzentrizität der Ellipse führen.
Durch eine Kalibrierung des Systems und weitere optische Berechnungen kann man somit auf den Wert des Hornhaut-Astigmatismus in Dioptrien schließen. Die Kalibrierung des Systems wird vorzugsweise anhand von Kalibrierkugeln durchgeführt. Damit erhält man einen Abbildungsmaßstab für die aufgezeichneten Lichtmuster. Mit diesem Maßstab können somit die Messbilder zur Bestimmung des Hornhaut-Astigmatismus dimensioniert werden. Dadurch lassen sich auch die Punktkoordinaten der Flächenschwerpunkte der Reflexionspartikelanhäufung bestimmen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer vorteilhaften Ausführung davon kann die Zylinderachsen-Lage (Hauptachsen-Lage der Ellipse) auf plus/minus 0,10° genau und der Zylinderwert des Astigmatismus auf plus/minus 0,1 Dioptrie ermittelt werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren oder eine vorteilhafte Ausgestaltung davon ist es zur Bestimmung der Lage der Zylinderachse nicht mehr erforderlich, vorher irgendeine Markierung zu setzen, da die korrekte Hauptachse und Nebenachse einer Ellipse nun bekannt sind, so dass die Intraokularlinse genau richtig positioniert eingesetzt werden kann.
Die Länge a der Hauptachse und die Länge b der Nebenachse lässt sich sehr genau berechnen. Mittels der nachfolgenden Gleichung kann damit die Exzentrizität der Ellipse berechnet werden:
Streng genommen ist es eigentlich nicht erforderlich, die Länge der beiden Achsen zu kennen, denn gemäß der Gleichung reicht schon das Verhältnis der Längen aus. Da ferner bekannt ist, dass die Exzentrizität proportional zur Dioptrie ist, ermöglicht diese Berechnung der Hauptachse und der Nebenachse auch eine Dioptrieberechnung und somit eine Bestimmung des Zylinderwerts.
Wenn der Operateur die Intraokularlinse einsetzen will, muss er zunächst die getrübte humane Linse, beispielsweise mittels Phacoemulsifikation entfernen, wozu er am Rand der Hornhaut einen Schnitt (Inzision) für die Phaco-Nadel setzen musste, der möglichst klein gehalten wird. Durch die genaue Kenntnis der Lage der Zylinderachse und der Nebenachse kann der Operateur bevorzugt am Schnittpunkt zwischen der Zylinderachse und somit der Hauptachse und dem Ellipsenrand den Schnitt durchführen, so dass die Verletzung möglichst gering ausfällt („Limbal Relaxing Incision”). Wenn er am Schnittpunkt zwischen der Nebenachse und dem Ellipsenrand den Schnitt durchführen würde, würde die Flächenspannung der Oberfläche der Hornhaut erheblich stärker verändert. Durch den Hauptachsenschnitt ist es aber unvermeidbar, dass sich trotzdem die Flächenspannung der Hornhaut verändert, so dass sich die Dioptrie ändert vom Zustand, der vor der Operation gemessen wurde im Vergleich zum Zustand, der während und nach der Operation vorliegt.
Eine Dioptrie von ca. 2,5 vor der Operation kann sich beispielsweise nur aufgrund des Schnitts auf 1,0 während und nach der Operation verringern. Der Operateur kennt diesen Effekt und richtet sich bereits darauf ein, dass er beispielsweise nur eine torische Linse mit Dioptrie 1,0 benötigt, obwohl vor der Operation eine Dioptrie von 2,5 gemessen wurde. Der Operateur kann nun während der Operation bzw. der Inzision feststellen, wo gemäß dem obigen Verfahren die Lage der Zylinderachse und somit der Hauptachse ist und darüber hinaus auch die Nebenachse erkennen. Er weiß darüber hinaus auch, wie sich beim Schneiden der Exzentrizitätswert und damit der Dioptriewert verändert. Der Dioptriewert kann sich dann durch geschicktes Schneiden der Inzision so weit verringern lassen, dass es nicht mehr notwendig ist, unbedingt eine torische Linse, die relativ teuer ist, einzusetzen. Statt dessen kann auch eine nicht-torische Intraokolarlinse, die kostengünstiger ist, eingesetzt werden, so dass der Patient noch recht gut sieht und die aufwändige Markierung vor der Operation nicht nötig war. Das bis jetzt bei der herkömmlichen Vorgehensweise noch große handwerkliche Geschick eines Operateurs bei der Limbal Relaxing Incision ist nun nicht mehr erforderlich, da er insbesondere während der Operation jeweils eine Messung und somit eine Bestimmung des Parameterwerts des Abbildungsfehlers durchführen kann und die Wirkung auch quasi dann unverzüglich während des operativen Eingriffs erkennen kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise mit einem Mikroskop zum Untersuchen eines Auges durchgeführt werden, wobei das Mikroskop dazu entsprechende Mittel aufweist. Insbesondere ist dazu eine Leuchteinrichtung und ein Detektor vorgesehen. Dazu kann einerseits das auf die Hornhaut erzeugte Lichtbild generiert werden und andererseits die reflektierten Lichtmuster detektiert werden. Darüber hinaus ist auch eine Auswerteeinheit vorgesehen. Das Mikroskop umfasst auch ein Okular. Insbesondere kann zur Durchführung des Verfahrens ein entsprechender Algorithmus insbesondere in der Auswerteeinheit abgelegt werden.
Wenn nun die Intraokularlinse eingesetzt ist, kann der Operateur während des operativen Eingriffs mittels der im Okular sichtbar eingespiegelten Zylinderachsenlage und auch der Nebenachse die Intraokularlinse genau zur richtigen Achse ausrichten. Vorzugsweise besitzt die Intraokularlinse als Einsetz-Hilfe zwei Markierungen im Bereich der Haptik.
Bevorzugt werden die Hauptachse bzw. die Zylinderachse, ein Exzentrizitätswert und ein Dioptriewert während der Operation in das Sichtfeld des Mikroskops eingespiegelt oder elektronisch einem Bild überlagert, so dass der Operateur immer alle Informationen, nämlich das reale Auge und die berechneten Werte, im Blick hat. Insbesondere dann, wenn die reflektierten Lichtmuster nicht nur im Bereich der Pupillenfläche des Auges aufgenommen werden, sondern der Augapfel gekippt oder gedreht wird derart, dass auch Ellipsen und Hauptachsen außerhalb der Pupille erfasst werden können, können auch Exzentrizitäten und Dioptriewerte entlang der Hornhaut gemessen werden. Dadurch können für den Operateur zusätzliche Informationen und diese genauer erhalten werden, wodurch er auch präzisere Aussagen dahingehend erfährt, wie sich seine Inzision ausgewirkt hat und wie auch bei weit geöffneter Pupille der Patient wohl sehen können wird.
Gerade bei der Anwendung des Verfahrens beim Implantieren einer Intraokularlinse ergeben sich die wesentlichen Vorteile eines präziseren Setzens einer Inzision. Darüber hinaus kann während der Operation der Operateur Veränderungen beobachten und er bekommt ein besseres Gefühl für seinen Eingriff und die Folgen. Darüber hinaus kann auch während der Operation die Intraokularlinse aufgrund der erhaltenen Parameterwerte präzise ausgerichtet werden.
Das Durchführen von späteren Nachoperationen ist daher nicht mehr erforderlich.
Ein weiteres Anwendungsfeld des Verfahrens ist die Keratoplastik und somit die Hornhauttransplantation. Diese neu eingesetzte Hornhaut muss mit dem verbliebenen Hornhautrest vernäht werden. Dabei entstehen sehr viele Spannungen und Verzerrungen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer vorteilhaften Ausgestaltung davon kann der Operateur die Spannungen aufgrund der Ellipsenform sowie gegebenenfalls der Exzentrizität und des Dioptriewerts, erkennen und somit durch gezieltes Nähen bei der Anbringung der neuen Hornhaut die Flächenspannung beeinflussen. Es ist auch während des operativen Eingriffs möglich, die Geometrieänderung der Hornhaut zu erkennen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des Mikroskops anzusehen, wobei dabei die entsprechend genannten gegenständlichen Mittel zur Durchführung der entsprechenden Verfahrensschritte ausgebildet sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Anordnung mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mikroskops und einem Auge;
2a bis 2g schematische Darstellungen der jeweiligen Vorgänge beim Durchführen eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
3 eine schematische Darstellung von möglichen Einschnitten in einem Auge bei einem operativen Eingriff; und
4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführung eines Bildes einer Leuchteinrichtung des Mikroskops.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist in einer vereinfachten Darstellung ein Mikroskop 1 gezeigt, welches als Operationsmikroskop und zum Untersuchen eines Auges 4 ausgebildet ist. Das Mikroskop 1 umfasst eine Auswerteeinheit 2, welche beispielsweise ein Mikroprozessor sein kann. Darüber hinaus umfasst das Mikroskop 1 einen Detektor 3, welcher zum Erfassen des von einer Hornhaut 9 des Auges 4 reflektierten Lichtmusters ausgebildet ist. Das Mikroskop 1 umfasst darüber hinaus ein Objektiv 5. Ebenfalls ist ein Okular am Mikroskop 1 vorgesehen, welches nicht dargestellt ist.
Des Weiteren ist eine Leuchteinrichtung 6 zum Mikroskop 1 zugehörig, welche beispielhaft an einem Gehäuse 7 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel ist diesbezüglich ein Keratometer vorgesehen und die Leuchteinrichtung 6 ist ringförmig ausgebildet. Sie umfasst im Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Lichtquellen, welche als Leuchtdioden 8 ausgebildet sind. Insbesondere ist die Anzahl der Lichtquellen größer 10, vorzugsweise größer 20 und insbesondere zwischen 40 und 50.
Mittels der Leuchteinrichtung 6 wird ein Lichtbild erzeugt, welches auf der Hornhaut 9 des Auges 4 abgebildet und entsprechend reflektiert wird.
Mittels des Mikroskops 1 wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Lage der Zylinderachse des einen Astigmatismus aufweisenden Auges 4 während eines operativen Eingriffs durchgeführt. Da das Arbeitsumfeld des Operateurs während eines derartigen chirurgischen Eingriffs nicht durch große und unhandliche Gerätschaften eingeschränkt werden soll, ist das Mikroskop 1 relativ kompakt ausgebildet. In diesem Zusammenhang ist auch die daran angeordnete Leuchteinrichtung 6 relativ platzsparend und kompakt ausgebildet. Sie weist vorzugsweise einen Durchmesser d2 auf, der etwa 100 mm beträgt. Darüber hinaus ist bei einem derartigen operativen Eingriff das Mikroskop 1 relativ nahe zum Auge 4 positioniert und es ist insbesondere ein Abstand d1 vorgesehen, der zwischen 100 mm und 300 mm beträgt.
Wird nun während eines derartigen operativen Eingriffs das Messen und Bestimmen der Lage der Zylinderachse durchgeführt, so wird gemäß der weiteren Erläuterung zu den 2a bis 2g zunächst, wie bereits erwähnt, ein ringförmiges Lichtbild auf die Hornhaut 9, vorzugsweise im Bereich der Pupillenfläche des Auges 4 abgestrahlt. Dies ist durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet.
Gemäß der Darstellung in 2a wird dann durch den Detektor 3 ein reflektiertes Lichtmuster 11 detektiert. Das von der Leuchteinrichtung 6 abgestrahlte streng kreisförmige Lichtbild wird aufgrund der Wölbung des Auges 4 und somit auch der Hornhautfläche verformt.
In 2b ist eine vergrößerte Darstellung eines kleinen Bildbereichs 12 des Lichtmusters 11 gezeigt. Dieser Bereich 12 umfasst eine Vielzahl von Reflexionspixeln, die mit einer Verteilung 13 angeordnet sind.
In einem Schritt gemäß der Darstellung in 2c wird dann von einer derartigen Verteilung 13 eines Bereichs 12 eine Reflexionspartikelanhäufung 14 gebildet. Dies erfolgt im Hinblick auf die Dichteverteilung und/oder die Größe und/oder die Leuchtstärke der einzelnen Pixel. Eine entsprechende Gewichtung kann zusätzlich erfolgen.
Ist dann eine derartige Reflexionspartikelanhäufung 14 bestimmt, wird in einem weiteren Schritt gemäß 2d ein Flächenschwerpunkt 15 dieser Reflexionspartikelanhäufung gebildet.
Eine derartige Vorgehensweise gemäß der Darstellung in 2a bis 2d wird dann für jeden der gebildeten Bereiche 12 des Lichtmusters 11 durchgeführt. Vorzugsweise wird das gesamte Lichtmuster 11 in eine Vielzahl derartiger Bereiche 12 unterteilt, die dann entsprechend ausgewertet werden.
Daraus ergibt sich dann eine entsprechende Mehrzahl von derartigen Schwerpunkten 15. In einem weiteren Schritt gemäß 2e werden für jeden Flächenschwerpunkt 15 die Punktkoordinaten in dem definierten und mit einem Referenzmaßstab versehenen Feld bestimmt. Es ergibt sich daraus dann eine Anordnung dieser Flächenschwerpunkte 15, wie sie in 2e dargestellt ist. In einem weiteren Schritt gemäß 2f werden dann die Punktkoordinaten der Flächenschwerpunkte 15 durch eine geometrische Kurve 16 miteinander verbunden, so dass sich die in 2f gezeigte Formgebung ergibt. Dies kann beispielweise durch Interpolation erfolgen. Diese Kurve 16 ist in etwa ellipsenförmig. Von einer derartigen Ellipsenform gemäß der geometrischen Kurve 16 wird dann in einem weiteren Schritt gemäß 2g die Lage der Hauptachse und somit die Zylinderachse des astigmatischen Auges 4, wie sie durch die Achse 17 gekennzeichnet ist, und die Nebenachse 18 bestimmt. Dadurch kann durch dieses Verfahren und die Vorgehensweise die Lage der Hauptachse und somit der Zylinderachse 17 während des operativen Eingriffs schnell und sehr präzise bestimmt werden.
In 3 ist in einer schematischen Darstellung die ellipsenförmige geometrische Kurve 16 mit der Zylinderachse 17 und der Nebenachse 18 gezeigt. Darüber hinaus sind zwei Einschnittbereiche 19 und 20 gezeigt. Der Einschnittbereich 19 ist dabei im Kreuzungsbereich der geometrischen Kurve 16 mit der Zylinderachse 17. Wird hier eine Inzision bzw. ein Einschnitt in die Hornhaut 9 des Auges 4 durch den Operateur durchgeführt, so tritt eine relativ geringe Verletzung der Hornhaut 9 auf. Dadurch wird eine relativ geringe Dioptrieänderung hervorgerufen. Wird jedoch eine Inzision bzw. ein Einschnitt an der Stelle 20 und somit im Kreuzungsbereich der geometrischen Kurve 16 mit der Nebenachse 18 durchgeführt, so tritt eine relativ starke Verletzung der Hornhaut 9 auf, da dort relativ hohe Flächenspannungen vorhanden sind. Mit einem Einschnitt im Bereich 20 tritt eine relativ starke Dioptrieänderung auf.
Im Hinblick auf die Ausgestaltung und Vorgehensweise der Bestimmung des Parameterwerts mit dem Mikroskop 1 gemäß der Darstellung in 1 und deren örtliche Positionierung beim operativen Eingriff zum Auge 4 gemäß dem Abstand d1, tritt aufgrund dieser gegebenen Abstände und der Größe der Leuchteinrichtung 6 ein Durchmesser des an der Hornhaut 9 reflektierten Lichtmusters 11 von etwa 1 mm bis 3 mm auf. Insbesondere kann aufgrund der Größe der Pupillenfläche des Auges 4 dann vorgesehen sein, dass das Auge 4 relativ zum Mikroskop 1 definiert stimuliert gedreht oder gekippt wird. Dadurch wird auch auf anderen Oberflächenbereichen der Hornhaut 9 ein Lichtbild erzeugt und ein entsprechend reflektiertes Lichtmuster detektiert. Dadurch kann quasi die Oberfläche der Hornhaut 9 auch außerhalb des Pupillenbereichs und insbesondere auch über den gesamten Pupillenflächenbereich quasi gescannt werden. Man erhält somit für jede Blickrichtung des Auges 4 einen neuen Wert der Lage der Zylinderachse. In diesem Zusammenhang kann das Mikroskop 1 auch zusätzlich dazu ausgebildet werden, dass diese Bewegung des Auges 4 und somit die Änderung der Blickrichtung relativ zum Mikroskop 1 ebenfalls erfasst wird. Somit kann dann an vielen unterschiedlichen Stellen der Hornhaut 9 eine entsprechende Lage der Zylinderachse bestimmt werden und diese in entsprechender Zuordnung zu der jeweiligen Blickrichtung des Auges gesetzt werden. Dadurch kann eine Topografie der Zylinderachse im Hinblick auf deren Lage erstellt werden. Aus dieser Topografie kann dann schließlich auf die tatsächliche Lage der Zylinderachse des astigmatischen Auges 4 geschlossen werden.
Vorzugsweise ist das Mikroskop 1 dahingehend ausgebildet, dass die bestimmten Parameterwerte des astigmatischen Auges und somit insbesondere die Lage der Zylinderachse und gegebenenfalls auch die Exzentrizität der Ellipse gemäß der geometrischen Kurve 16 als auch der Zylinderwert in Dioptrien in das Sichtfeld des Operateurs eingeblendet bzw. einem Bild des tatsächlichen Auges 4 überblendet werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann entsprechend der Darstellung in 4, welches eine sehr vereinfachte Darstellung zeigt, anstelle der ringförmigen Leuchteinrichtung auch eine Spalt-Leuchteinrichtung vorgesehen sein. Vorzugsweise weist diese Spalt-Leuchteinrichtung zumindest zwei, insbesondere mehrere in einem Winkel zueinander angeordnete Spalte auf. Dadurch werden als Lichtbilder Spaltbilder 22, 23, 24 und 25 erzeugt. Im Ausführungsbeispiel ist eine sternförmige Spalt-Leuchteinrichtung ausgebildet, so dass ein sternförmiges Lichtbild erzeugt wird. Durch die Krümmung der Oberfläche der Hornhaut 9 werden diese Spaltbilder, welche quasi Lichtstreifen erzeugen, als Bogenlinien reflektiert und entsprechend bogenförmige Linien als Lichtmuster von dem Detektor 3 detektiert. Auch hier kann gemäß dem Verfahren, wie es in 2a bis 2g allgemein erläutert wurde, eine entsprechende Parameterwertbestimmung durchgeführt werden, wobei hier dann die geometrische Kurve keine Ellipse ist, sondern bogenförmige Streifen, die in Sternform angeordnet sind.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in einem mittleren zentralen Bereich 26 die Spalt-Leuchteinrichtung spaltfrei und somit ohne Spalte ausgebildet ist. Dadurch kann erreicht werden, dass in diesem zentralen Bereich 26 keine vielfältige Überlagerung von Pixeln aller Spaltbilder 22 bis 25 erfolgt, die dann sehr schwer auswertbar wären.
Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus auch, dass der Spalt zur Erzeugung des horizontalen Spaltbildes 24 als Lichtbild segmentiert ist. Dies bedeutet, dass kein durchgehendes streifenförmiges Lichtbild erzeugt wird, sondern einzelne Streifenabschnitte generiert werden. Da dieses waagrechte Spaltbild 24 aufgrund der optischen Verhältnisse bei der Beleuchtung von einer Seite ohnehin eine gerade Linie bleibt, kann durch diese Segmentierung auch in dieser Richtung eine Information über den Krümmungsradius der Hornhaut 9 gewonnen werden. Durch die Segmentierung erscheinen die dann auf der Hornhaut 9 abhängig vom Radius ausgebildeten Lichtbildsegmente unterschiedlich groß.
Durch die Vorgehensweise gemäß 4 ist es darüber hinaus möglich, mit einer einzigen Messung die gesamte Hornhaut abzudecken, so dass auch hier bei relativ naher Positionierung des Mikroskops 1 zum Auge 4 während des operativen Eingriffs kein Drehen oder Kippen 4 stimuliert werden muss.
Das Verfahren ermöglicht die exakte Bestimmung der Lage der Zylinderachse des astigmatischen Auges 4 und ermöglicht daher die exakte Lageanordnung einer Intraokularlinse 21 (1) im Auge. Ebenso ist dies bei einer Hornhauttransplantation durchführbar.

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Wertes eines einen Abbildungsfehler eines Auges (4) beschreibenden Parameters, bei welchem folgende Schritte durchgeführt werden: a) Beleuchten der Hornhaut (9) des Auges (4) mittels einer Leuchteinrichtung (6) und Erzeugen zumindest eines bestimmten Lichtbildes (22 bis 25) mit bestimmter geometrischer Form auf der Hornhaut (9); b) Erfassen des von der Hornhaut (9) reflektierten Lichtmusters (11) des Lichtbildes mit einem Detektor (3); c) Bestimmen von durch die Leuchteinrichtung (6) erzeugten Reflexionspartikelanhäufungen (14) im Lichtmuster (11); d) Bestimmen der Koordinaten der Reflexionspartikelanhäufungen (14); e) Bestimmen des Wertes des den Abbildungsfehler des Auges (4) charakterisierenden Parameters aus den Koordinaten der Reflexionspartikelanhäufung (14).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Koordinaten gemäß Schritt d) Flächenschwerpunkte (15) der Reflexionspartikelanhäufungen (14) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest einige Flächenschwerpunkte (15) deren Punktkoordinaten bestimmt werden und aus den Punktkoordinaten der Wert des den Abbildungsfehler des Auges (4) bestimmenden Parameters bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbildungsfehler ein Astigmatismus ist und als Parameterwert die Lage einer Zylinderachse (17) und/oder ein Zylinderwert bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtbild von einer ringförmigen Leuchteinrichtung (6) erzeugt wird und im Anschluss an Schritt e) eine die Punktkoordinaten der Flächenschwerpunkte (15) verbindende geometrische Kurve (16) erzeugt wird, wobei abhängig von der Form der geometrischen Kurve (16) der Parameterwert des Abbildungsfehlers bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Form eine Ellipse (16) erzeugt wird und als Parameterwert die Lage der die Zylinderachse (17) darstellenden Hauptachse der Ellipse (16) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtbild (22 bis 25) von einer Spalt-Leuchteinrichtung mit zumindest zwei in einem Winkel zueinander angeordneten Spalte erzeugt wird und im Anschluss an Schritt e) die die jeweiligen Punktkoordinaten eines jeweiligen reflektierten Spaltbildes verbindende geometrische Kurve erzeugt wird, wobei abhängig von der Form der jeweiligen geometrischen Kurve der Parameterwert des Abbildungsfehlers aus den geometrischen Kurven bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Parameterwerts während eines operativen Eingriffs am Auge (4) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameterwert an einem chirurgischen System, insbesondere einem Mikroskop (1) oder einer separaten Anzeigeeinheit, angezeigt wird, insbesondere als Bildüberblendungsinformation angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Bestimmung des Parameterwerts des Abbildungsfehlers bei der Implantation einer Intraokularlinse (21) in das Auge (4) oder bei einer Hornhauttransplantation durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Bestimmen eines Wertes eines einen Abbildungsfehler eines Auges (4) beschreibenden Parameters, mit: – Mittel (6) zum Beleuchten der Hornhaut (9) des Auges (4) und Erzeugen zumindest eines bestimmten Lichtbildes (22 bis 25) mit bestimmter geometrischer Form auf der Hornhaut (9); – Mittel (3) zum Erfassen des von der Hornhaut (9) reflektierten Lichtmusters (11) des Lichtbildes; – Mittel zum Bestimmen von erzeugten Reflexionspartikelanhäufungen (14) im Lichtmuster (11); – Mittel zum Bestimmen der Koordinaten der Reflexionspartikelanhäufungen (14); – Mittel zum Bestimmen des Wertes des den Abbildungsfehler des Auges (4) charakterisierenden Parameters aus den Koordinaten der Reflexionspartikelanhäufungen (14).
Vorrichtung nach Anspruch 11, welches ein Mikroskop (1) zur Untersuchung eines Auges (4) aufweist, insbesondere ein Mikroskop (14) ist.