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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lösung zur Erzielung hochgenauer und reproduzierbarer Messwerte bei ophthalmologischer Biometrie und Bildgebung. Dies wird dadurch erreicht, dass die Wahrscheinlichkeit einer exakten Fixierung des zu untersuchenden Auges erhöht werden kann.
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In ophthalmologischen Geräten werden Fixierungsziele bzw. Fixiermarken zur sachgemäßen Orientierung und Stabilisierung des zu untersuchenden bzw. zu vermessenden Auges verwendet. Dies ist erforderlich, um Messungen mit guten Signaleigenschaften und unter stabilen Bedingungen durchzuführen und/oder verfälsche Diagnoseergebnisse bei Richtungsfehlern zu minimieren.
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Ein wichtiges Beispiel ist die Achslängenmessung der Augen zu Erleichterung der Anpassung einer Intraokularlinsen (kurz: IOL) für Katarakt-Patienten, wofür beispielsweise der IOLMaster® der Carl Zeiss Meditec AG, anwendbar ist. Hier ist es wichtig, dass die Messung exakt entlang der optischen Achse durchgeführt wird.
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Ein weiteres Beispiel sind wiederholte OCT-Vermessungen retinaler Strukturen, wie Nervenfaserschichten oder Ödemen zur Verfolgung von Krankheitsverläufen, wie beispielsweise Glaukom oder altersbedingter Makuladegeneration. Auch hierbei ist eine ausreichend gute Fixierung erforderlich, um Vergleichsmessungen durchführen zu können.
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Obwohl übliche Messzeiten nur Sekundenbruchteile bis mehrere Sekunden, meist bis 2 s, betragen, haben viele Patienten Schwierigkeiten ihr Auge für die erforderliche Justage- und Messzeit, die insgesamt bis zu Minuten in Anspruch nehmen kann, stabil zu fixieren. Andere Patienten sind überhaupt nicht in der Lage stabil zu fixieren. Die Gründe dafür sind beispielsweise:
- • zu geringes Sehvermögen (infolge von Katarakt o. ä.),
- • Müdigkeit,
- • Akkommodationsschwierigkeiten (infolge Presbyopie oder pupillenerweiternder Medikamente),
- • neurologische Probleme (Nystagmus o. ä.)
- • unkompensierte Refraktionsfehler oder
- • Unkonzentriertheit.
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Die fehlerhafte Fixierung auf die dargebotenen Fixiermarken führt allerdings dazu, dass die ermittelten Messwerte fehlerbehaftet sind. In dessen Folge kann keine ausreichende Diagnose getroffen oder im Fall von Katarakt-Patienten keine optimale IOL ausgewählt werden.
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Durch die weiterhin im Stand der Technik vorherrschende Unsicherheit, ob der Patient nach einer erfolgten Justage, weiterhin für eine Messung ausreichend stabil fixiert oder nicht, werden insbesondere automatisierte Messabläufe erschwert oder Messwiederholungen notwendig gemacht.
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Nach dem bekannten Stand der Technik sind verscheiden Lösungen bekannt, mit denen Fehlfixierungen vermieden werden sollen.
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So wird beispielsweise in der
DE 10 2005 003 443 A1 eine Löschung zur Blickführung des Patienten während der Untersuchung bzw. Dokumentation des Augenhintergrundes beschrieben. Hierbei wird die von einem Flächenlichtmodulator erzeugte Fixiermarke dazu benutzt, das Patientenauge so auszurichten, dass sich die zu beobachtende bzw. zu dokumentierende Stelle am Augenhintergrund auf der optischen Achse befindet. Die Überprüfung, ob der Patient sein Auge tatsächlich auf die Fixiermarke ausgerichtet hat, kann hierbei nur durch das Bedienpersonal erfolgen, welches den Augenhintergrund gleichzeitig beobachtet.
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Eine völlig andere Lösung zur Vermeidung einer fehlerhaften Fixierung des zu untersuchenden Auges auf dargebotene Fixiermarken wird in der noch nicht veröffentlichten
DE 10 2009 007 732.4 beschrieben. Hierbei wird dem Patienten eine vorzugsweise veränderliche, ermüdungshemmende und aufmerksamkeitsfördernde Fixiermarke dargeboten, ohne dass dazu größere Ansprüche an die Konzentrationsfähigkeit des Patienten zu stellen sind. Dazu verfügt die beschriebene Anordnung über mindestens ein DOE zur Modifizierung der Lichtstrahlung hoher Leuchtstärke, wobei die Lichtstrahlung dabei so modifiziert wird, dass die entstehende Strahlstruktur energetisch und/oder zeitlich und/oder örtlich und/oder spektral veränderbar ist.
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Auch das in der
DE 103 59 239 A1 vorgeschlagene Verfahren zur Darstellung einer Fixiermarke für ophthalmologische Behandlungsgeräte basiert einer Fixiermarke die die Aufmerksamkeit des Patienten fördern soll. Hierbei soll der Patient das zu behandelnden Auge durch foveale Fokussierung auf diese Fixiermarke 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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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. Das bevorzugte Fixierungsziel ist hierbei in seiner Größe variabel und bietet dem Auge sich rasch ändernde visuelle Reize dar.
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Ob bei den nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen eine exakte Ausrichtung des zu untersuchenden Auges vorliegt, kann nur festgestellt werden, indem die geeignete Ausrichtung des zu untersuchenden Zielgebietes im Auge durch den Bediener visuell beobachtet wird, oder indem der Patient die exakte Ausrichtung auf die Fixiermarke bestätigt. Bei beiden Varianten kann die Ermittlung fehlerhafter Messwerte trotzdem nicht ausgeschlossen werden.
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Deshalb haben sich bei den bekannten Lösungen zusätzliche, sogenannte Plausibilitätskontrollen durchgesetzt. Die erfassten Messwerte werden auf Plausibilität und Konsistenz geprüft, um Fehler bei falscher Fixierung zu beseitigen. Von dieser Methode werden allerdings lediglich grobe Fehler erkannt, da diese eben nicht plausibel sind. Geringfügige Abweichungen bei der Ausrichtung auf die Fixiermarke liefern Messwerte, die zwar fehlerhaft aber trotzdem plausibel sein können.
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Die nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen haben den Nachteil, dass automatisierte Messwertermittlungen mit diesen Systemen nicht möglich sind. Die Ansätze zur Vermeidung von Fehlfixierungen sind sehr zeitaufwendig, so dass die Untersuchung bzw. Messwerterfassung unnötig in die Länge gezogen werden, so dass sich die Konzentrationsfähigkeit des Patienten zusätzlich verringert. Außerdem bleibt die Wahrscheinlichkeit, dass Fehler bei der Messwerterfassung gemacht werden, doch relativ hoch.
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Bei den dem Stand der Technik bekannten Lösungen zur ophthalmologischen Laser-Behandlung werden sogenannte Tracking-Systemen eingesetzt, die ungewollte Augenbewegungen, d. h. eine fehlende Ausrichtung des Auges auf eine Fixiermarke, detektieren und den Laserstrahl dieser Augenbewegung nachführen. Dadurch wird zwar gewährleistet, dass der Laserstrahl die zuvor exakt bestimmte Stelle des Auges trifft, für eine gezielte Ausrichtung, zum Beispiel auf die optische Achse des zu untersuchenden Auges, ist ein Tracking-System nicht geeignet. Weiterhin sind derartige Systeme sehr aufwändig und kostenintensiv.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lösung zu entwickeln, mit der hochgenaue und reproduzierbare Messwerte am Auge erzielt werden. Dabei soll das ophthalmologische Gerät bei einem möglichst einfachen Grundaufbau eine einfache, vorzugsweise automatisierte Bedienung ermöglichen.
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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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Diese Aufgabe wird mit der Anordnung zur Erzielung hochgenauer, reproduzierbarer Messwerte am Auge, bestehend aus einer Beleuchtungseinheit zur Erzeugung einer Fixiermarke, einer Vorrichtung zur Übertragung des Lichtes der erzeugten Fixiermarke in das Auge, einer Messvorrichtung, sowie einer Steuereinheit, dadurch gelöst, dass die Beleuchtungseinheit über eine Vorrichtung zur gezielten Veränderung der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke verfügt, eine zusätzliche Kamera zur Detektion der Blickrichtung des Auges vorhanden ist, die wie die Beleuchtungseinheit und die Messvorrichtung mit der Steuereinheit verbunden ist, so dass von der Steuereinheit die ausreichende Übereinstimmung zwischen detektierter Blickrichtung und dargebotener Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke bestimmt und in Abhängigkeit von der Übereinstimmung ein Messvorgang ausgelöst werden kann.
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Die vorgeschlagene technische Anordnung stellt eine Lösung dar, mit der hochgenaue Messwerte am Auge erzielt werden können. Da es hierbei unerheblich ist, in welchen Bereichen des Auges die Messungen erfolgen sollen, ist die erfindungsgemäße Anordnung für jegliche ophthalmologischen Diagnosegeräte, die über eine Kamera und ein Messsystem verfügen einsetzbar. Die Messanordnung muss hierbei jedoch nicht auf ein optisches Messsystem beschränkt sein. Beispielsweise könnte es sich auch um ein Ultraschallmesssystem zur Biometrie oder Bildgebung handeln.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dazu zeigen die Prinzipdarstellungen der erfindungsgemäßen Anordnung in:
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1: eine Übereinstimmung zwischen der detektierten Blickrichtung und der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke und in
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2: eine Diskrepanz zwischen der detektierten Blickrichtung und der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zur Erzielung hochgenauer, reproduzierbarer Messwerte am Auge besteht aus einer Beleuchtungseinheit zur Erzeugung einer Fixiermarke, einer Vorrichtung zur Übertragung des Lichtes der erzeugten Fixiermarke in das Auge, einer Messvorrichtung, sowie einer Steuereinheit. Dabei verfügt die Beleuchtungseinheit über eine Vorrichtung zur gezielten Veränderung der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke. Zur Detektion der Blickrichtung des Auges ist eine zusätzliche Kamera vorhanden, die wie die Beleuchtungseinheit und die Messvorrichtung mit der Steuereinheit verbunden ist. Von der Steuereinheit wird die ausreichende Übereinstimmung zwischen detektierter Blickrichtung und dargebotener Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke bestimmt und in Abhängigkeit vom Grad der Wahrscheinlichkeit der Übereinstimmung ein Messvorgang ausgelöst.
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Die Beleuchtungseinheit zur Erzeugung einer Fixiermarke basiert in einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung auf sichtbarem Licht, bevorzugt im grünen bis roten Bereich, wobei als Beleuchtungseinheit eine Einzel- oder auch Flächenlichtquelle Verwendung findet. Vorzugsweise sind mit der Beleuchtungseinheit Fixiermarken darstellbar, die in Intensität, Form, Farbe und Größe veränderbar sind. Die vorhandene Vorrichtung zur gezielten Veränderung der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke ist hierbei so ausgebildet, dass die Einstrahlrichtung sprunghaft oder kontinuierlich verändert werden kann. Zur Übertragung des Lichtes der erzeugten Fixiermarke in das Auge wird vorzugsweise eine Abbildungsoptik verwendet.
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Von der Kamera wird die Blickrichtung des Auges durch Messung der Lage von Iris, skleralen Strukturen (wie Gefäßen) oder Pupille bzw. definierter Reflexionspunkte oder -muster detektiert. Dazu ist die Kamera zur Detektion der Blickrichtung des Auges vorzugsweise so ausgebildet, dass Einzelbilder und Videosequenzen aufgezeichnet und an die Steuereinheit weitergeleitete werden können. Neben der Kamera zur Detektion der Blickrichtung des Auges ist eine Umfeldbeleuchtung vorhanden, für die beispielsweise eine LED Verwendung findet, die auf infrarotem Licht basiert, bevorzugt im Bereich von 700 bis 950 nm. Diese Umfeldbeleuchtung kann während des Messvorgangs auch abgeschaltet werden, beispielsweise um die Messung nicht zu stören. Es ist weiterhin möglich, dass die Kamera eine Bildverarbeitung zur Bewegungsrichtungsermittlung enthält und Richtungsinformationen an die Steuereinheit weiterleitet.
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Von der Steuereinheit wird die Übereinstimmung zwischen detektierter Blickrichtung und dargebotener Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke bestimmt und ein Messvorgang ausgelöst, wenn die detektierte Blickrichtung mit hoher Wahrscheinlichkeit der dargebotenen Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke entspricht. In einer weiteren Ausführung wird von der Steuereinheit ein Messvorgang ausgelöst wird, wenn die detektierte Blickrichtung mit hoher Wahrscheinlichkeit der dargebotenen Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke entspricht. Die Wahrscheinlichkeit ist schon erhöht, wenn die Richtung der Veränderung der Augenlage konsistent zur Veränderung der Einstrahlrichtung infolge der geänderten Lage der Fixiermarke ist (rechts/links, oben/unten). Die Wahrscheinlichkeit ist noch höher, wenn die Veränderung der Augenlage überwiegend proportional zur Veränderung der Lage der Fixiermarke erfolgt.
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Hierzu zeigt die 1 zu einem ersten Ausführungsbeispiel eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Anordnung in der jeweils eine Übereinstimmung zwischen der detektierten Blickrichtung und der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke besteht. Die Anordnung zur Erzielung hochgenauer Messwerte am Auge besteht hierbei aus einer Beleuchtungseinheit 1 zur Erzeugung einer Fixiermarke 2, einer Abbildungsoptik 3 zur Übertragung des Lichtes der erzeugten Fixiermarke 2 in das Auge 4, einer Messvorrichtung 5, sowie einer Steuereinheit 6. Dabei verfügt die Beleuchtungseinheit 1 über eine Vorrichtung 7 zur gezielten Veränderung der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2. Zur Detektion der Blickrichtung des Auges 4 ist eine zusätzliche Kamera 8 vorhanden, die wie die Beleuchtungseinheit 1 und die Messvorrichtung 5 mit der Steuereinheit 6 verbunden ist. Von der Steuereinheit 6 wird die Übereinstimmung zwischen detektierter Blickrichtung und dargebotener Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2 bestimmt und in Abhängigkeit vom Grad der Wahrscheinlichkeit der Übereinstimmung ein Messvorgang ausgelöst. Der Einfachheit halber ist die Umfeldbeleuchtung hier nicht separat dargestellt. Diese könnte beispielsweise auch in die Kamera integriert sein. Die Abbildungsoptik 3 kann derart ausgelegt sein, dass eine fokussierte Abbildung der Fixiermarke auf der Netzhaut des Patientenauges auch bei Refraktionsfehlern des Patientenauges erfolgen kann. Hierzu können beispielsweise geeignete Anpassungen der Brennweite der Abbildungsoptik 3 durch Verschiebungen von Linsen, Veränderungen von Brechkräften variabler Linsen oder Krümmungen von Spiegeln genutzt werden. Alternativ können derartige Anpassungen der Divergenz des Fixiermarkenlichtes aber auch schon in der Beleuchtungseinrichtung 1 oder in der Vorrichtung 7 zur gezielten Veränderung der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2 mit erfolgen.
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Während der Kopf des Patienten in der Regel auf der Kinn- und/oder Stirnstütze des ophthalmologischen Untersuchungsgerätes fixiert ist, wird das zu untersuchende Auge des Patienten auf die optische Achse des ophthalmologischen Untersuchungsgerätes ausgerichtet. Von der Steuereinheit 6 wird sowohl die Beleuchtungseinheit 1 auch die Vorrichtung 7 zur gezielten Veränderung der Einstrahlrichtung der zu erzeugenden Fixiermarke 2 aktiviert, um eine Sequenz von Fixiermarken 2 zu erzeugen, die über die Abbildungsoptik 3 in das Auge 4 fokussiert werden.
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Als Vorrichtung 7 zur gezielten Veränderung der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2 kann beispielsweise ein variables diffraktives optisches Elemente (DOE) verendet werden, mit dem die Fixiermarke entsprechend form- und ablenkbar ist.
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Statt einer Beleuchtungseinheit 1 mit einer Vorrichtung 7 zur gezielten Veränderung der Einstrahlrichtung der Fixiermarke 2 können sowohl mehrere räumlich getrennte Lichtquellen oder auch eine Flächenlichtquelle in Form eines elektro-optischen Displays, z. B. eines TFT-LCD-Displays Verwendung finden.
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Gleichzeitig wird von der Steuereinheit 6 die Kamera 8 zur Detektion der Blickrichtung des Auges 4 aktiviert. Dies kann beispielsweise durch Messung der Lage der Iris (Strukturen) oder Pupille (Zentrum und/oder Rand) des Auges 4 erfolgen. Durch die fixierte Kopfhaltung ist die Lage der Pupille ein Maß für den Blickwinkel des zu untersuchenden Auges 4 dar, da eine Änderung der Blickrichtung somit ausschließlich durch Rotation des Auges 4 erzielt werden kann.
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Dabei könnte die folgende, einfache Reihenfolge für Korrelation der Einstrahlrichtung der dem Auge 4 darzubietenden Fixiermarke 2 ausreichend sein:
- – Fixiermarke 2' links,
- – Fixiermarke 2'' rechts und
- – Fixiermarke 2''' zentral.
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Die Änderungen der Einstrahlrichtungen würden hierbei bevorzugt zwischen ±2° und ±10° im Gesichtsfeld betragen, um einerseits eine ausreichende Reaktion zu provozieren und andererseits den Patienten nicht unnötig zu beanspruchen. Prinzipiell können auch größere oder kleinere Richtungsänderungen genutzt werden, wodurch aber der Aufwand und die Unsicherheit der Detektion der Blickrichtungsänderung steigt.
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Von der Kamera 8 wird dazu die entsprechende Blickrichtung (4', 4'' und 4''') des Auges 4 detektiert, wobei Einzelbilder und Videosequenzen aufgezeichnet werden können.
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Die Geschwindigkeit der Sequenz für die Veränderung der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2 sollte zum einen nur so schnell sein, dass der Patient diese ohne Mühe verfolgen kann und zum anderen die Gesamtzeit für die Messungen nicht unnötig in die Länge ziehen. Obwohl hierfür keine scharten Grenzen existieren, erscheinen Geschwindigkeiten von 0,5 bis 5 Hz günstig.
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Zusätzlich kann die Aufmerksamkeit des Patienten dadurch erhöht werden, dass Fixiermarken verwendet werden, deren Intensität, Form, Farbe und Größe veränderbar ist.
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Da Augenuntersuchungen in der Regel in abgedunkelten Räumen erfolgt, ist es zweckmäßig, wenn das zu untersuchende Auge 4 von einer Umfeldleuchte ausgeleuchtet wird, damit von der Kamera 8 die Pupille entsprechend sicher detektiert werden kann.
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Für die Umfeldbeleuchtung kann beispielsweise eine LED, vorzugsweise mit infrarotem Spektrum verwendet werden. Dies hat die Vorteile, dass der Patient nicht geblendet und von der Ausrichtung auf die Fixiermarke abgelenkt wird.
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Von der Steuereinheit 6 werden die von der Vorrichtung 7 gezeugten Einstrahlrichtungen der Fixiermarke 2 mit den von der Kamera 8 detektierten Blickrichtungen des Auges 4 verglichen. Wird von der der Steuereinheit 6 festgestellt, dass die detektierte Blickrichtung des Auges 4 mit hoher Wahrscheinlichkeit der dargebotenen Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2 entspricht, wird über die Messvorrichtung 5 ein Messvorgang, beispielsweise ein Augenlängenmessung ausgelöst.
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Während die Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2 in einer kontrollierten Reihenfolge wechselt, wird die Reaktion des Patienten durch Detektion der Blickrichtung seines Auges 4 festgestellt. Der Messvorgang wird von der Steuereinheit 6 über die Messvorrichtung 5 erst dann ausgelöst, wenn eine ordnungsgemäße Ausrichtung des Auges 6 auf die Fixiermarke besonders wahrscheinlich ist.
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Zur Verdeutlichung zeigt die 2 hierzu eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Anordnung bei der zwischen der detektierten Blickrichtung und der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke eine Diskrepanz besteht.
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Während die Einstrahlrichtung der dem Auge 4 darzubietenden Fixiermarke 2' von links erfolgt, wird von der Kamera 8 noch eine zentrale Blickrichtung (4''') des Auges 4 detektiert. Von der der Steuereinheit 6 wird in diesem Fall festgestellt, dass die detektierte Blickrichtung des Auges 4 nicht mit der dargebotenen Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2 übereinstimmt. Ein Messvorgang wird somit nicht ausgelöst.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird in einer ersten Phase die durchschnittliche Reaktionszeit des Patienten, d. h. die Zeit die verstreicht bis der Patient sein Auge auf die dargebotene Fixiermarke ausgerichtet hat, analysiert.
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Die dafür verwendete Anordnung entspricht auch hier der in 1 dargestellten und besteht aus einer Beleuchtungseinheit 1 zur Erzeugung einer Fixiermarke 2, einer Abbildungsoptik 3 zur Fokussierung der erzeugten Fixiermarke 2 in das Auge 4, einer Messvorrichtung 5, sowie einer Steuereinheit 6. Dabei verfügt die Beleuchtungseinheit 1 über eine Vorrichtung 7 zur gezielten Veränderung der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2. Zur Detektion der Blickrichtung des Auges 4 ist eine zusätzliche Kamera 8 vorhanden, die wie die Beleuchtungseinheit 1 und die Messvorrichtung 5 mit der Steuereinheit 6 verbunden ist. Von der Kamera 8 wird die entsprechende Blickrichtung (4', 4'' und 4''') des Auges 4 detektiert, wobei vorzugsweise Videosequenzen aufgezeichnet werden.
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Auch hier ist der Kopf des Patienten in der Regel auf der Kinn- und/oder Stirnstütze des ophthalmologischen Untersuchungsgerätes fixiert und das zu untersuchende Auge des Patienten auf dessen optische Achse ausgerichtet. Von der Steuereinheit 6 wird sowohl die Beleuchtungseinheit 1 auch die Vorrichtung 7 zur gezielten Veränderung der Einstrahlrichtung der zu erzeugenden Fixiermarke 2 aktiviert, um eine Sequenz von Fixiermarken 2 zu erzeugen, die über die Abbildungsoptik 3 in das Auge 4 fokussiert werden.
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Die Veränderung der Einstrahlrichtung der dem Auge 4 darzubietenden Fixiermarke 2 kann hierbei sowohl nach einer vorgegebenen Sequenz als auch zufällig erfolgen.
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Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel wird von der Steuereinheit 6 die durchschnittliche Reaktionszeit des Patienten, d. h. die Zeit bis zum Erreichen einer Übereinstimmung zwischen detektierter Blickrichtung und dargebotener Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2, analysiert. Hierzu werden die von der Kamera 8 übermittelten Videosequenzen verwendet, die beispielsweise mit Frequenzen von 1 bis 200 Hz aufgezeichnet werden.
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Die ermittelte, durchschnittliche Reaktionszeit des Patienten kann von der Steuereinheit 6 beispielsweise als gewichteter Mittelwert gespeichert werden.
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In der zweiten Phase wird die ermittelte durchschnittliche Reaktionszeit des Patienten von der Steuereinheit 6 dazu verwendet, um nach einer gezielten Veränderung der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2 über die Messvorrichtung 5 ein Messvorgang auszulösen.
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Dieses zweite Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass nach der Analyse der durchschnittlichen Reaktionszeit des Patienten die Messvorgänge kontinuierlich, zügig und ohne zusätzliche Unterbrechungen ablaufen können.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses zweiten Ausführungsbeispiels kann die Kamera 8 auch während der Messvorgänge dazu verwendet werden, die Blickrichtung des Auges 4 zusätzlich (zu Kontrollzwecken) zu detektieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die im zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Lösung dazu verwendet, um durch gezielte Steuerung der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2 und somit der Blickrichtung des Auges 4 Längenmessung am Auge außerhalb der optischen Achse durchführen zu können. Durch eine Vielzahl derartiger Messwerte ist eine Bestimmung der peripheren Augenform möglich.
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Die Erzielung hochgenauer Messwerte am Auge wird bei einem dritten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, dass Fixiermarken erzeugt und über eine Abbildungsoptik in das zu Auge fokussiert werden, auf die der Patient unabhängig von dessen Fehlsichtigkeit sein Auge ausrichten kann.
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Die Anordnung gemäß der 1 besteht hierbei ebenfalls aus einer Beleuchtungseinheit 1 zur Erzeugung einer Fixiermarke 2, mit einer Vorrichtung 7 zur gezielten Veränderung deren Einstrahlrichtung, einer Abbildungsoptik 3 zur Fokussierung der erzeugten Fixiermarke 2 in das Auge 4, einer Messvorrichtung 5, sowie einer Steuereinheit 6. Zur Detektion der Blickrichtung des Auges 4 ist eine zusätzliche Kamera 8 vorhanden, die wie die Beleuchtungseinheit 1 und die Messvorrichtung 5 mit der Steuereinheit 6 verbunden ist. Von der Steuereinheit 6 wird die Übereinstimmung zwischen detektierter Blickrichtung und dargebotener Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke 2 bestimmt und in Abhängigkeit vom Grad der Wahrscheinlichkeit der Übereinstimmung ein Messvorgang ausgelöst.
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Zusätzlich verfügt die Abbildungsoptik 3 über ein optisches, multifokales Element, mit dem die erzeugte Fixiermarke 2 gleichzeitig in unterschiedliche Ebenen des zu untersuchenden Auges 4 fokussiert wird.
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Als optisches, multifokales Element kann neben einem diffraktiven, optischen Element (DOE) auch eine Fresnel-Linse verwendet werden, die mehreren Foki realisiert.
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Das optische, multifokale Element kann hierbei sowohl diskrete Fixiermarken für unterschiedliche Brechungsfehler von z. B. –10, –50 und –100 Dioptrien als auch einen gesamten Bereich, etwa von +3 bis –15 Dioptrien erzeugen.
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Durch die Erzeugung multifokaler Fixiermarken soll die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, dass auch bei Patienten mit Brechungsfehlern eine präzise Ausrichtung auf die dargebotene Fixiermarke erreicht wird.
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Die Erzeugung einer multifokalen Fixiermarke ist möglich, da für die zu erzeugende Fixiermarke lediglich dazu dient, eine exakte Ausrichtung des zu untersuchenden Auges zu erreichen, um hochgenauer Messwerte erzielen zu können. Die Anforderungen an die erforderliche Auflösung sind dementsprechend eher gering.
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Unabhängig von der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Erzielung hochgenauer Messwerte am Auge ist es zweckdienlich, wenn sich die die Geschwindigkeit der Sequenz für die Veränderung der Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke variabel verändert werden kann. Dadurch wird es möglich auf die Individualitäten der einzelnen Patienten (Kinder, Erwachsene, Senioren, u. a.) besser einzugehen und die Messungen weiter zu optimieren.
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In einer letzten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung kann von der Kamera zusätzlich eine stattfindende Pupillenverengung erkannt und als Indikator dafür verwendet werden, dass das Auge exakt auf die dargebotene Fixiermarke ausgerichtet ist. Dies ist ebenfalls unabhängig von der Unabhängig von der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung jeweiligen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine Lösung zur Verfügung gestellt, mit der hochgenaue Messwerte am Auge auf einfache Weise erzielt werden können. Das ophthalmologische Gerät erlaubt bei einem möglichst einfachen Grundaufbau eine einfache, vorzugsweise automatisierte Bedienung.
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Hochgenaue Messwerte werden dadurch erreicht, das die Messvorgänge erst dann ausgelöst werden, wenn das zu vermessende Auge korrekt ausgerichtet ist, d. h. eine Übereinstimmung zwischen detektierter Blickrichtung und dargebotener Einstrahlrichtung der erzeugten Fixiermarke vorliegt. Die vorgeschlagene Lösung bildet somit die grundlegende Voraussetzung für die Entwicklung und Einführung halb- und vollautomatischer Messgeräte in der Ophthalmologie.
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Durch die zusätzliche Verwendung eines optischen, multifokalen Elementes als Bestandteil der Abbildungsoptik kann gewährleistet werden, dass die vorgeschlagene Lösung unabhängig von der Fehlsichtigkeit des zu vermessenden Auges anwendbar ist und hochgenaue Messwerte liefert.
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Durch die zusätzliche Berücksichtigung des Zeitpunktes des letzten Lidschlusses kann die Messauslösung weiterhin vorteilhaft derart ausgelöst werden, dass eine Messung mit hoher Wahrscheinlichkeit ohne das Auftreten eines störenden Lidschlusses oder einem Abriss des Tränenfilms erfolgt. Bevorzugt, wird hierzu ein Lidschluss über die Kamera und die Steuereinheit detektiert und die Messung 0,1 bis 0,5 s nach dem letzten Lidschluss ausgelöst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005003443 A1 [0009]
- DE 102009007732 [0010]
- DE 10359239 A1 [0011]
- US 2007/0291277 A1 [0012]
