DE102011106288A1

DE102011106288A1 - Device for non-contact measurement of eye parameters

Info

Publication number: DE102011106288A1
Application number: DE201110106288
Authority: DE
Inventors: Peter Klopfleisch; Frank Behrendt; Eberhard Hofmann; Roland Barth; Klaus-Ditmar Voigt; Wolfgang Haigis; Roland Bergner
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-01-03
Also published as: WO2013004592A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur berührungslosen Messung von Augenparametern, insbesondere der Achslänge und der Hornhautkrümmung eines Patientenauges zur Auswahl einer zu implantierenden Intraokularlinse vor einer Katarakt-Operation. Dazu besteht das Messgerät aus einem transportablen Basisgerät und einem mit diesem verbundenen frei beweglichen Handgerät, wobei diese Verbindung über ein lichtübertragendes Element und eine elektrische Verbindung verfügtThe invention relates to a device for non-contact measurement of eye parameters, in particular the axial length and the corneal curvature of a patient's eye for selecting an intraocular lens to be implanted prior to a cataract operation. For this purpose, the meter consists of a portable base unit and connected to this freely movable handset, said compound has a light-transmitting element and an electrical connection

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur berührungslosen Messung von Augenparametern, insbesondere der Achslänge und der Hornhautkrümmung eines Patientenauges zur Auswahl einer zu implantierenden Intraokularlinse vor einer Katarakt-Operation, zur ergänzenden Vermessung von Teilabschnitten des Patientenauges, wie Vorderkammertiefe, Linsendicke, Hornhautdicke sowie Pupillendurchmesser und zur Ermittlung des horizontalen weiss zu weiss Abstandes des Patientenauges.The invention relates to a device for non-contact measurement of eye parameters, in particular the axial length and the corneal curvature of a patient's eye for selecting an intraocular lens to be implanted prior to a cataract surgery, for supplementary measurement of sections of the patient's eye, such as anterior chamber depth, lens thickness, corneal thickness and pupil diameter and for determination the horizontal white to white distance of the patient's eye.

Aus dem Stand der Technik sind Messverfahren zur Bestimmung der Achslänge des menschlichen Auges mittels Ultraschall im Kontaktverfahren und die Messung der Vorderkammertiefe mittels Ultraschall oder einer Zusatzeinheit zu einer Spaltlampe durch die Einstellung über das Spaltlampenbild bekannt. Die Hornhautkrümmung wird mittels bekannter Keratometer/Ophthalmometer bestimmt. Um vor einer Katarakt-Operation die Augenparameter zur Auswahl der zu implantierenden Intraokularlinse (IOL) zu bestimmen, werden diese Messgrößen der Augenparameter in der klinischen Praxis z. B. mittels Ultraschall und einem automatischen Keratometer ermittelt und zur Berechnung der optischen Daten der zu implantierenden Intraokularlinse genutzt. In der WO 00/33729 wird ein Kombinationsgerät mit einer Anordnung und einem Verfahren zur berührungslosen Messung der Achslänge und/oder der Hornhautkrümmung und/oder der Vorderkammertiefe des Auges für die Bestimmung und Auswahl einer zu implantierenden Intraokularlinse beschrieben, mit einer Anordnung, mittels der die Fixierung des Auges über eine Fixierlampe und/oder die Beleuchtung durch exzentrisch um die Beobachtungsachse gruppierte Lichtquellen erfolgt. Durch den Aufbau des Kombinationsgerätes werden geräteabhängige Messfehler auf ein Minimum reduziert, indem die zu bestimmenden notwendigen Augenparameter mittels der Geräteanordnung und entsprechender Messverfahren bestimmt werden. Das Kombinationsgerät ist dazu stationär zu betreiben. Zur Vermessung der Hornhautradien ist weiterhin, wie in der DD 251 497 A1 beschrieben, ein Gerät zur Messung der Krümmung torischer reflektierender Flächen, insbesondere der Augenhornhaut bekannt, mittels dem die Abbildung von Testobjekten auf die torische Fläche durch auf drei Meridianebenen zum Beobachtungsstrahlengang liegende Kollimatoren erfolgt, deren Strahlengang mit dem Beobachtungsstrahlengang jeweils einen Winkel einschließt. Dadurch wird eine hochgenaue Messung des Krümmungszustandes torischer Oberflächen erhalten. Zur Auswahl zu implantierender Intraokularlinsen wird bei einigen Intraokluarlinsen-Berechnungsformeln als Augenparameter der horizontale Durchmesser der Iris, der sogenannte horizontale weiss zu weiss Abstand des Auges benötigt. Neben den bekannten Methoden zur Bestimmung dieses Abstandes mittels Schablonen, Messokularen, Gonioskopen ist aus der DE 101 08 797 A1 weiterhin ein Verfahren zur Ermittlung von Abständen am vorderen Augenabschnitt, vorzugsweise des Pupillen- und/oder Irisdurchmessers bekannt, indem mittels einer Bildaufnahmeeinheit und einer Augenbeleuchtungsanordnung das Bild mindestens eines Teiles des Auges erfasst, und aus dem digitalen Bild über eine Bestimmung der Lage der Pupille und eine Feindetektion der Lage der Pupillenkanten und/oder (riskanten durchgeführt wird und zusätzlich der Winkel zwischen Sehachse und optischer Achse bestimmt wird.From the prior art measuring methods for determining the axial length of the human eye by means of ultrasound in the contact method and the measurement of the anterior chamber depth by means of ultrasound or an auxiliary unit to a slit lamp by adjusting the slit lamp image are known. The corneal curvature is determined by means of known keratometer / ophthalmometers. In order to determine the eye parameters for the selection of the intraocular lens (IOL) to be implanted before a cataract operation, these parameters of the eye parameters in clinical practice, for. Example by means of ultrasound and an automatic keratometer and used to calculate the optical data of the implanted intraocular lens. In the WO 00/33729 a combination device is described with an arrangement and a method for non-contact measurement of the axial length and / or the corneal curvature and / or the anterior chamber depth of the eye for the determination and selection of an intraocular lens to be implanted, with an arrangement by which the fixation of the eye via a fixation lamp and / or the illumination by eccentrically grouped around the observation axis light sources takes place. The construction of the combination device device-dependent measurement errors are reduced to a minimum by determining the necessary eye parameters to be determined by means of the device arrangement and corresponding measurement methods. The combination device is to operate stationary. To measure the corneal radii is still, as in the DD 251 497 A1 described a device for measuring the curvature of toric reflective surfaces, in particular the cornea, by means of which the imaging of test objects on the toric surface by three meridian planes to the observation beam path collimators takes place, the beam path with the observation beam path in each case includes an angle. Thereby, a highly accurate measurement of the curvature state of toric surfaces is obtained. For the selection of intraocular lenses to be implanted, in some intraocular lens calculation formulas the eye diameter is the horizontal diameter of the iris, the so-called horizontal white to white distance of the eye. Beside the well-known methods for the determination of this distance by means of templates, Messokularen, Gonioskopen is from the DE 101 08 797 A1 Furthermore, a method for determining distances at the anterior eye portion, preferably of the pupil and / or iris diameter, by detecting the image of at least a part of the eye by means of an image acquisition unit and an eye illumination arrangement, and from the digital image via a determination of the position of the pupil and an enemy detection of the position of the pupil edges and / or (risky is performed and additionally the angle between visual axis and optical axis is determined.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein universell einsetzbares Gerät zur berührungslosen Messung von Augenparametern, insbesondere der Achslänge und Hornhautkrümmung eines Patientenauges zur Auswahl einer zu implantierenden Intraokularlinse zu schaffen. Darüberhinaus kann optional ergänzend auch eine berührungslose Messung von Teilabschnitten des Patientenauges, wie Vorderkammertiefe, Linsendicke, Hornhautdicke sowie Pupillendurchmesser, oder eine Ermittlung des horizontalen weiss zu weiss Abstandes eines Auges, des Irisdurchmessers ermöglicht werden.Based on this prior art, the present invention seeks to provide a universal device for non-contact measurement of eye parameters, in particular the axial length and corneal curvature of a patient's eye for selecting an intraocular lens to be implanted. In addition, an optional non-contact measurement of sections of the patient's eye, such as anterior chamber depth, lens thickness, corneal thickness and pupil diameter, or a determination of the horizontal white to white distance of an eye, the iris diameter can be made possible.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, das Gerät für einen Gerätebenutzer einfach bedienbar und darüber hinaus je nach Einsatzgebiet in Verbindung mit der Messung unterschiedlicher Augenparameter durch den Einsatz spezieller optischer Bauelemente so zu gestalten, dass eine kostengünstige Herstellung ermöglicht wird.Another object is to make the device for a device user easy to use and beyond depending on the application in conjunction with the measurement of different eye parameters through the use of special optical components so that a cost-effective production is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Messgerät aus einem transportablen Basisgerät und einem mit diesem verbundenen Handgerät besteht. Das Basisgerät ist mit dem Handgerät sowohl über ein lichtübertragendes Element als auch durch eine elektrische Verbindung verbunden, wobei das Handgerät von einem Gerätebenutzer mittels eines an dem Handgerät vorgesehenen Handgriffes zur Messung der Augenparameter entweder direkt vor ein Patientenauge gehalten wird oder das Handgerät wird zur Fixierung mittels einer mechanischen Einrichtung abgestützt gehalten, und wobei die Einstellung des Handgerätes zu dem Patientenauge mittels einer integrierten Kamera mit Display zur Darstellung des Patientenauges oder mittels eines optischen Visiers für einen Gerätebenutzer vorgesehen ist. Dadurch, dass das Messgerät aus einem transportablen Basisgerät und einem mit diesem über ein lichtübertragendes Element und eine elektrische Verbindung verbundenen Handgerät besteht, kann das Messgerät z. B. in der klinischen Praxis an verschiedenen Standorten zur Augenvermessung eingesetzt werden. Da das frei bewegliche Handgerät direkt vor das Auge eines Patienten gehalten wird und mittels der integrierten Kamera mit Display oder mittels des optischen Visiers genau einstellbar ist, müssen für mehrere Augenvermessungen an liegenden Patienten, (z. B. intraoperativ) oder Kindern keine aufwendigen Justiereinstellungen vorgenommen werden. Je nach Bedarf und Einsatzgebiet ist das Handgerät entweder einfach mittels eines Gurtes als tragbares Handgerät an unterschiedlichen Einsatzorten einsetzbar oder das Handgerät wird zur Fixierung mittels einer einfachen mechanischen Einrichtung abgestützt gehalten. Das Messgerät zur Bestimmung der Parameter einer Intraokularlinse, die operativ in ein Patientenauge eingesetzt wird, zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass es aufgrund seines einfachen Aufbaus von einem Benutzer leicht zu handhaben und damit universell in unterschiedlichen klinischen Bereichen einsetzbar ist. Die zur Berechnung der Intraokularlinse notwendigen Augenparameter sind mittels des Messgerätes einfach unter Verwendung bekannter Methoden, beispielsweise durch Anwendung des dualbeam Verfahrens zu ermitteln, wobei das Basisgerät mittels Netzteil oder mittels Batterie betrieben wird und dadurch transportabel an unterschiedlichen Standorten einsetzbar vorgesehen ist.This object is achieved in that the meter consists of a portable base unit and connected to this handset. The base unit is connected to the handset both via a light-transmitting element and by an electrical connection, wherein the handset is held by a device user by means of a provided on the handset handle for measuring the eye parameters either directly in front of a patient's eye or the handset is for fixation means held a mechanical device supported, and wherein the adjustment of the handset is provided to the patient's eye by means of an integrated camera with display for displaying the patient's eye or by means of an optical sight for a device user. Due to the fact that the measuring device consists of a portable base device and a handheld device connected to the latter via a light-transmitting element and an electrical connection, the measuring device can, for. B. be used in clinical practice at different locations for eye measurement. Because the free-moving handset directly in front of the eye of a patient and is precisely adjustable by means of the integrated camera with display or by means of the optical sight, no complex adjustment adjustments have to be made for several eye measurements on lying patients (eg intraoperatively) or children. Depending on the needs and application, the handset is either easy to use by means of a belt as a portable handset at different locations or the handset is held supported by a simple mechanical device for fixation. The measuring device for determining the parameters of an intraocular lens, which is used operationally in a patient's eye, is further distinguished by the fact that it is easy to handle by a user due to its simple structure and thus can be used universally in different clinical areas. The eye parameters necessary for the calculation of the intraocular lens can be easily determined by means of the measuring device using known methods, for example by using the dual beam method, wherein the base unit is operated by means of a power supply unit or by means of a battery and is thereby provided for transportable use at different locations.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das transportable Basisgerät einen Rechner und ein Interferometer umfasst, wobei zur Messung der Achslänge des Patientenauges sowie anderer Augenparameter im vorderen Augenabschnitt an dem Interferometer mindestens eine Laserdiode vorgesehen ist, deren ausgesendete Strahlung über eine Teileroptik, eine Kollimatorlinse und das lichtübertragende Element in das Handgerät eingekoppelt und über eine Kollimatorlinse sowie eine im Beobachtungsstrahlengang vorgesehene Teileroptik auf das Patientenauge abgebildet und als vom Patientenauge reflektiertes bzw. gestreutes Licht interferiert über die Kollimatorlinse in das lichtübertragende Element rückkoppelbar vorgesehen ist. Mittels einer im Basisgerät angeordnete Abbildungsoptik in Verbindung mit einer Teileroptik wird das reflektierte und rückgestreute Licht auf einen lichtempfindlichen Detektor geleitet oder abgebildet. Ferner wird das sogenannte Dual-beam Verfahrens verwendet. Dabei werden zwei zeitlich versetzte Messstrahlen erzeugt, auf das Patientenauge gesandt und die von Cornea und Retina des Patientenauges reflektierten bzw. gestreuten Lichtbündel mittels der Abbildungsoptik auf dem lichtempfindlichen Detektor interferierend überlagert. Die Bestimmung der Achslänge des Patientenauges erfolgt durch Korrelation der Messinformation des Detektors mit der Position einer in einem Interferometerarm angeordneten Interferometerverstelleinheit zum Zeitpunkt der Interferenz.It is advantageously provided that the portable base unit comprises a computer and an interferometer, wherein at least one laser diode is provided for measuring the axial length of the patient's eye and other eye parameters in the anterior segment on the interferometer whose emitted radiation via a splitter optics, a collimator lens and the light-transmitting element coupled into the handset and imaged via a collimator lens and provided in the observation beam splitter optics on the patient's eye and as reflected by the patient's eye or scattered light interfering via the collimator lens in the light-transmitting element is provided rückkoppelbar. By means arranged in the base unit imaging optics in conjunction with a splitter optics, the reflected and backscattered light is directed or imaged on a photosensitive detector. Furthermore, the so-called dual-beam method is used. In this case, two temporally offset measuring beams are generated, sent to the patient's eye and superimposed on the light reflected by the cornea and retina of the patient's eye or scattered light bundles by means of the imaging optics on the photosensitive detector. The determination of the axial length of the patient's eye is effected by correlating the measurement information of the detector with the position of an interferometer adjusting unit arranged in an interferometer arm at the time of the interference.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die im Basisgerät vorgesehene Laserdiode zur Messung der Achslänge des Patientenauges vorzugsweise als Multimode-Laserdiode ausgebildet ist.It is preferably provided that the laser diode provided in the base unit for measuring the axial length of the patient's eye is preferably designed as a multimode laser diode.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass zur Messung unterschiedlicher Augenparameter, insbesondere im vorderen Augenabschnitt, die im Basisgerät vorgesehene Laserdiode vorzugsweise als Superlumineszenzdiode ausgebildet ist, wobei dass zum Patientenauge geführte Strahlenbündel konvergent ist und wobei mittels einer im Handgerät vorgesehenen in den Beobachtungsstrahlengang einschwenkbaren Fokussierlinse das von dem Patientenauge reflektierte bzw. gestreute Lichtbündel auf den lichtempfindlichen Detektor abgebildet wird. Die Superlumineszenzdiode ist dabei speziell für Messungen der Hornhautdicke, Vorderkammertiefe oder Linsendicke vorgesehen, da durch diese Laserdiode keine störenden Sekundärpeaks die Messgrößen verfälschen. In Abhängigkeit von den zu messenden Augenparametern ist die Multimode-Laserdiode und/oder die Superlumineszenzdiode im Basisgerät vorgesehen, wobei mittels des im Basisgerät vorgesehen Rechners die einzelnen Laserdioden wechselseitig einschaltbar vorgesehen sind.A preferred development is seen in that for measuring different eye parameters, especially in the anterior segment, the laser diode provided in the base unit is preferably designed as a super-luminescent diode, wherein that led to the patient eye beam is convergent and wherein by means provided in the hand-held device in the observation beam focussing focussing lens is reflected or scattered light beam from the patient's eye on the photosensitive detector. The superluminescent diode is specially designed for measurements of corneal thickness, anterior chamber depth or lens thickness, as no interfering secondary peaks distort the measured variables due to this laser diode. Depending on the eye parameters to be measured, the multimode laser diode and / or the superluminescent diode is provided in the base unit, wherein the individual laser diodes are provided alternately switchable by means of the computer provided in the base unit.

Eine vorteilhafte Ausführungsform wird darin gesehen, dass zur Vermessung der Hornhautkrümmung in dem Handgerät Kollimatoren und Lichtquellen in mehreren feststehenden Meridianebenen und in einem Winkel so zueinander angeordnet sind, dass die durch sie gebildeten Testobjekte von der Hornhaut des Patientenauges abgebildet und das virtuelle Bild mittels eines optischen Abbildungssystems in eine Bildebene im Handgerät abbildbar ist.An advantageous embodiment is seen in that for measuring the corneal curvature in the handset collimators and light sources in several fixed meridian planes and at an angle to each other are arranged so that the test objects formed by them of the cornea of the patient's eye imaged and the virtual image by means of an optical Imaging system is imaged in an image plane in the handset.

In der Bildebene des Handgerätes ist als ortsauflösender Photoempfänger vorzugsweise eine CMOS-Kamera zur Messung der Größe des Bildes vorgesehen, wobei mittels des im Basisgerät angeordneten Rechners die Bestimmung der Krümmungsradien der Hornhaut des Patientenauges in ihren Hauptschnitten oder der Achslage aus den Messwerten des ortsauflösenden Photoempfängers vorgesehen ist.In the image plane of the hand-held device, a CMOS camera for measuring the size of the image is preferably provided as a spatially resolving photoreceptor, wherein the determination of the radii of curvature of the cornea of the patient's eye in their main sections or the axial position from the measured values of the spatially resolved photoreceiver is provided by means of the calculator arranged in the base device is.

Eine ebenso vorteilhafte Weiterbildung wird darin gesehen, dass zur Vermessung der Hornhautradien im Abbildungsstrahlengang des Handgerätes eine Blende zum Erhalt von telezentrischen Hauptstrahlen vom Patientenauge vorgesehen ist, um eine weitestgehende Entfernungsunabhängigkeit der Messdaten zu erhalten.An equally advantageous development is seen in that for measuring the corneal radii in the imaging beam path of the hand-held device, a diaphragm is provided for obtaining telecentric main beams from the patient's eye in order to obtain the greatest possible distance independence of the measurement data.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform wird darin gesehen, dass durch Auswertung des Bildes des Patientenauges auf dem ortsauflösenden Photoempfänger und der Anzeige in einem Beobachtungsdisplay des Handgerätes eine Bestimmung des horizontalen weiss zu weiss Abstandes und/oder des Pupillendurchmessers des Patientenauges und/oder des Winkels zwischen Sehachse und optischer Achse vorgesehen ist.A further preferred embodiment is seen in that by determining the image of the patient's eye on the spatially resolving photoreceiver and the display in an observation display of the handset, a determination of the horizontal white to white distance and / or the Pupil diameter of the patient's eye and / or the angle between visual axis and optical axis is provided.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in a drawing.

Es zeigt:It shows:

1 eine schematische Darstellung eines Messgerätes zur berührungslosen Messung von Augenparametern. 1 a schematic representation of a measuring device for non-contact measurement of eye parameters.

Das in 1 dargestellte erfindungsgemäße Gerät zur berührungslosen Messung von Augenparametern, wie der Achslänge und Hornhautkrümmung eines Patientenauges zur Auswahl einer zu implantierenden Intraokularlinse insbesondere vor einer Katarakt-Operation und/oder ergänzenden Vermessungen von Teilabschnitten des Patientenauges, wie Vorderkammertiefe, Linsendicke, Hornhautdicke, Pupillendurchmesser, oder zur Ermittlung des horizontalen weiss zu weiss Abstandes eines Auges besteht aus einem Basisgerät 1 und einem Handgerät 2. Das Basisgerät 1 und das Handgerät 2 sind über ein flexibles lichtübertragendes Element 3 miteinander verbunden. Das flexible lichtübertragende Element 3, für das unterschiedliche Lichtleitfasern entsprechend unterschiedlicher Messaufgaben eingesetzt werden können, ist in diesem Ausführungsbeispiel vorteilhaft als Singlemode-Faser ausgebildet. Das Handgerät 2 wird von einem Gerätebenutzer mittels eines an dem Handgerät 2 vorgesehenen Handgriffes 4, durch den die Singlemode-Faser 3 hindurchgeht, zur Messung der Augenparameter entweder direkt vor ein Patientenauge 5 gehalten oder das Handgerät 2 wird zur Fixierung mittels einer einfachen nicht näher dargestellten mechanischen Einrichtung, z. B. eine Stirnanlage abgestützt gehalten. Die Einstellung des Handgerätes 2 zu dem Patientenauge 5 erfolgt dazu entweder über eine nicht näher dargestellte integrierte Kamera mit einem Display zur Darstellung des Patientenauges 5, um eventuell einen größeren Bildausschnitt zu erhalten oder mittels eines optischen Visiers 6 für einen Gerätebenutzer 7. Das Basisgerät 1 ist als transportables Gerät ausgebildet, das einen Rechner 8 in Verbindung mit Datenspeicher- und Verarbeitungseinheiten sowie Datenausgabe an einen Drucker und ein Interferometer 9 umfasst und je nach Einsatzgebiet im klinischen Bereich oder an anderen Standorten mittels eines Netzteils oder einer Batterie betrieben wird. Das Interferometer 9 kann sowohl aus diskreten optischen Elementen als auch alternativ aus faseroptischen Elementen bestehen. Zur Messung der Achslänge des Patientenauges 5 ist am Interferometer 9 mindestens eine Laserdiode 10 und zur Messung von Augenparametern im vorderen Augenabschnitt mindestens eine Laserdiode 11 angeordnet, deren ausgesendete Strahlung – zur Realisierung des Dual-Beam Prinzips – durch ein Strahlteiler bzw Strahlteilerwürfel in zwei Teilstrahlen geteilt werden – siehe Interferometer 9 –. Einer der beiden Strahlen wird durch eine Interferometerstelleinheit 20 zeitlich versetzt bevor beide Teilstrahlen wieder über den Strahlteiler vereinigt werden. Beide Teilstrahlen gemeinsam werden über einen Strahlteilenwürfel 14, eine Kollimatorlinse 15 und das lichtübertragende Element, die Singlemode-Faser 3 in das Handgerät 2 eingekoppelt und über eine Kollimatorlinse 16 und eine Teilerplatte 17 auf das Patientenauge 5 abgebildet. Das von der Hornhaut und der Netzhaut des Patientenauges 5 reflektierte bzw. gestreute Licht beider Teilstrahlen wird dann über die Kollimatorlinse 16 interferiert in bekannter Weise wieder in die Singlemode-Faser 3 rückgekoppelt. Von dem Ausgang der Singlemode-Faser 3 in dem Basisgerät 1 erfolgt dann über die Kollimatorlinse 15, den Strahlteilerwürfel 14 und eine Abbildungsoptik 18 die Abbildung des interferierten Lichtes auf einen lichtempfindlichen Detektor 19. Der lichtempfindliche Detektor 19 ist vorteilhaft als Avalanche Photodiode insbesondere für lichtschwache Signale oder als Pin-Diode ausgebildet. Durch Korrelation mit der Information über die Position der Interferometerverstelleinheit 20 im Basisgerät 1 zum Zeitpunkt der Interferenz wird mittels bekannter Verfahren die Achslänge des Patientenauges 5 mittels des im Basisgerät 1 angeordneten Rechners 8 ermittelt.This in 1 Device according to the invention for non-contact measurement of eye parameters, such as the axial length and corneal curvature of a patient's eye for selecting an intraocular lens to be implanted, in particular prior to a cataract surgery and / or additional measurements of portions of the patient's eye, such as anterior chamber depth, lens thickness, corneal thickness, pupil diameter, or for determination The horizontal white to white distance of an eye consists of a basic device 1 and a handset 2 , The basic device 1 and the handset 2 are via a flexible light-transmitting element 3 connected with each other. The flexible light-transmitting element 3 , can be used for the different optical fibers according to different measurement tasks, is advantageously formed in this embodiment as a single-mode fiber. The handset 2 is used by a device user by means of one on the handset 2 provided handle 4 through which the singlemode fiber 3 goes through to measure the eye parameters either directly in front of a patient's eye 5 held or the handset 2 is used for fixing by means of a simple mechanical device, not shown, for. B. held a forehead system supported. The setting of the handset 2 to the patient's eye 5 This is done either via an integrated camera, not shown, with a display for displaying the patient's eye 5 in order to obtain a larger image or possibly by means of an optical sight 6 for a device user 7 , The basic device 1 is designed as a portable device that has a computer 8th in connection with data storage and processing units as well as data output to a printer and an interferometer 9 and operated in the clinical area or at other locations by a power supply or a battery, depending on the application. The interferometer 9 can consist of both discrete optical elements and alternatively of fiber optic elements. For measuring the axis length of the patient's eye 5 is at the interferometer 9 at least one laser diode 10 and for measuring eye parameters in the anterior segment of the eye, at least one laser diode 11 arranged whose emitted radiation - to realize the dual-beam principle - are divided by a beam splitter or beam splitter cube into two sub-beams - see interferometer 9 -. One of the two beams is passed through an interferometer setting unit 20 offset in time before both partial beams are combined again via the beam splitter. Both partial beams are shared over a beam splitter cube 14 , a collimator lens 15 and the light-transmitting element, the singlemode fiber 3 in the handset 2 coupled and via a collimator lens 16 and a divider plate 17 on the patient's eye 5 displayed. That of the cornea and the retina of the patient's eye 5 reflected or scattered light of both partial beams is then transmitted through the collimator lens 16 interferes again in a known manner in the singlemode fiber 3 fed back. From the output of the singlemode fiber 3 in the base unit 1 then takes place via the collimator lens 15 , the beam splitter cube 14 and an imaging optics 18 the image of the interfered light on a photosensitive detector 19 , The photosensitive detector 19 is advantageous as an avalanche photodiode especially for light faint signals or designed as a pin diode. By correlation with the information about the position of the interferometer adjusting unit 20 in the base unit 1 At the time of interference, the axial length of the patient's eye is determined by known methods 5 by means of the in the base unit 1 arranged computer 8th determined.

Die im Basisgerät 1 angeordnete Laserdiode 10 ist vorzugsweise als kostengünstige Multimode-Laserdiode ausgebildet. Die Einkopplung der beiden Strahlenbündel in die Singlemode-Faser 3 mit einem vorzugsweise effektiven Modenfelddurchmesser von 6 μm kann z. B. mittels einer Asphäre (f = 10 mm) erfolgen. Eine Biegung der Singlemode-Faser 3 hat normalerweise einen Einfluss auf die Polarisation der Signalwellen. Da beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mit dem dual-beam Verfahren jedoch immer beide zur Interferenz beitragenden Signalwellen durch die Singlemode-Faser 3 geleitet werden, hat die Biegung der Singlemode-Faser 3 keinen Einfluss auf das Interferenzsignal.The in the base unit 1 arranged laser diode 10 is preferably designed as a cost-effective multimode laser diode. The coupling of the two beams into the singlemode fiber 3 with a preferably effective mode field diameter of 6 microns z. B. by means of an asphere (f = 10 mm). A bend in the singlemode fiber 3 normally has an influence on the polarization of the signal waves. However, in the present embodiment, with the dual-beam method, both the signal waves contributing to the interference by the singlemode fiber are always used 3 has the bend of singlemode fiber 3 no influence on the interference signal.

Für eine Erweiterung der Funktionalität des erfindungsgemäßen Messgerätes zur Messung unterschiedlicher Augenparameter, z. B. bei Messungen im vorderen Augenabschnitt, wie Hornhautdicke, Vorderkammertiefe, Linsendicke, ist im Basisgerät 1 statt der Multimode Laserdiode 10 (MMLD) die Superlumineszenzdiode 11 (SLD) vorgesehen. Zur Messung im vorderen Augenbereich wird dann im Handgerät 2 eine Fokussierlinse 21 in den Beobachtungsstrahlengang zum Patientenauge 5 eingeschwenkt. Das zum Patientenauge 5 geführte Strahlenbündel ist für diese Messaufgabe konvergent vorgesehen. Das vom Patientenauge 5 reflektierte bzw. gestreute Licht wird dabei vorteilhaft durch die gleiche Fokussierlinse 21 sowie Zusatzoptiken auf den lichtempfindlichen Detektor 19 im Basisgerät 1 abgebildet.For an extension of the functionality of the measuring device according to the invention for measuring different eye parameters, z. B. measurements in the anterior segment, such as corneal thickness, anterior chamber depth, lens thickness, is in the base unit 1 instead of the multimode laser diode 10 (MMLD) the superluminescent diode 11 (SLD) provided. To measure in the front eye area is then in the handset 2 a focusing lens 21 in the observation beam path to the patient's eye 5 pivoted. The to the patient's eye 5 Guided beams are intended convergent for this measurement task. That of the patient's eye 5 Reflected or scattered light is advantageous by the same focusing lens 21 as well as additional optics on the light-sensitive detector 19 in the base unit 1 displayed.

In Abhängigkeit von den zu messenden unterschiedlichen Augenparametern ist im Basisgerät 1 entsprechend den Anforderungen entweder die Laserdiode 10 oder die Laserdiode 11 vorgesehen. Alternativ sind beide Laserdioden 10 und 11 im Basisgerät 1 angeordnet und werden für die entsprechenden Messaufgaben mittels des Rechners 8 zugeschaltet.Depending on the different eye parameters to be measured is in the base unit 1 either the laser diode according to the requirements 10 or the laser diode 11 intended. Alternatively, both are laser diodes 10 and 11 in the base unit 1 are arranged and used for the corresponding measurement tasks by means of the computer 8th switched on.

Zur Vermessung der Hornhautkrümmung sind in dem Handgerät 2 in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Kollimatoren mit Lichtquellen 22 in mehreren feststehenden Meridianen und in einem Winkel von 60° zueinander angeordnet.To measure the corneal curvature are in the handset 2 in this embodiment, multiple collimators with light sources 22 arranged in several fixed meridians and at an angle of 60 ° to each other.

Die derart gebildeten Testobjekte werden von der Hornhaut des Patientenauges 5 abgebildet und dieses virtuelle Bild wird durch ein optisches Abbildungssystem 23 in eine Bildebene 24 abgebildet. In der Bildebene 24 des Handgerätes sind ortsauflösende Photoempfänger 25 angeordnet, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine CMOS-Kamera, mit der die Größe des Bildes gemessen wird.The test objects thus formed are of the cornea of the patient's eye 5 imaged and this virtual image is through an optical imaging system 23 into an image plane 24 displayed. In the picture plane 24 of the handset are spatially resolved photoreceivers 25 arranged, in the present embodiment, a CMOS camera, with which the size of the image is measured.

Die Messwerte des ortsauflösenden Photoempfängers 25 werden über eine elektrische Verbindung 26 an den im Basisgerät 1 angeordneten Rechner 8 übertragen und die Krümmungsradien der Hornhaut des Patientenauges 5 in ihren Hauptabschnitten oder der Achslage ermittelt.The measured values of the spatially resolved photoreceiver 25 be via an electrical connection 26 to the in the base unit 1 arranged computer 8th transmitted and the radii of curvature of the cornea of the patient's eye 5 determined in their main sections or the axle position.

Im Abbildungsstrahlengang des Handgerätes 2 ist weiterhin eine Blende 27 zum Erhalt von telezentrischen Hauptstrahlen vom Patientenauge 5 vorgesehen, um eine weitestgehende Entfernungsunabhängigkeit der Messdaten zu ermöglichen. Durch die Auswertung des Bildes des Patientenauges 5 auf dem ortsauflösenden Photoempfänger 25 des Handgerätes 2 ist weiterhin eine Bestimmung des horizontale weiss-zu-weiss Abstandes und/oder des Pupillendurchmessers des Patientenauges 5 und zusätzlich eine Bestimmung des Winkels zwischen Sehachse und optischer Achse vorgesehen.In the imaging beam path of the handheld device 2 is still a diaphragm 27 for obtaining telecentric chief rays from the patient's eye 5 provided in order to allow the greatest possible distance independence of the measured data. By evaluating the image of the patient's eye 5 on the spatially resolved photoreceiver 25 of the handset 2 is also a determination of the horizontal white-to-white distance and / or the pupil diameter of the patient's eye 5 and additionally providing a determination of the angle between the visual axis and the optical axis.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Ausführungsbeispiele, sondern ist in den angewandten Messverfahren und den optischen Gerätebauteilen variabel. Sie umfasst insbesondere auch Varianten, die durch Kombination von in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmale bzw. Elementen gebildet werden können. Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und in den Ansprüchen erwähnt sind.The invention is not limited to the exemplary embodiments, but is variable in the measuring methods used and the optical device components. In particular, it also includes variants that can be formed by combining features or elements described in connection with the present invention. All mentioned in the foregoing description and removable from the drawing features are further components of the invention, even if they are not particularly highlighted and mentioned in the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Basisgerätbasic unit
22: Handgeräthandset
33: lichtübertragendes Elementlight-transmitting element
44: Handgriffhandle
55: Patientenaugepatient's eye
66: optisches Visieroptical sight
77: Gerätebenutzerequipment user
88th: Rechnercomputer
99: Interferometerinterferometer
1010: Laserdiodelaser diode
1111: Laserdiodelaser diode
1212: Kollimatorlinsecollimator lens
1313: Kollimatorlinsecollimator lens
1414: StrahlteilerwürfelBeam splitter cube
1515: Kollimatorlinsecollimator lens
1616: Kollimatorlinsecollimator lens
1717: Teilerplattedivider plate
1818: Abbildungsoptikimaging optics
1919: lichtempfindlicher Detektorlight-sensitive detector
2020: InterferometerverstelleinheitInterferometerverstelleinheit
2121: Fokussierlinsefocusing lens
2222: Kollimator und LichtquelleCollimator and light source
2323: optisches Abbildungssystemoptical imaging system
2424: Bildebeneimage plane
2525: ortsauflösender PhotoempfängerSpatial photoreceptor
2626: elektrische Verbindungelectrical connection
2727: Blendecover
2828: Beobachtungsdisplaymonitoring display

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 00/33729 [0002]
DD 251497 A1 [0002]
DE 10108797 A1 [0002]

Claims

Apparatus for non-contact measurement of eye parameters, in particular for non-contact measurement of the axial length and corneal curvature of a patient's eye for selecting an intraocular lens to be implanted prior to a cataract operation, for optional complementary measurement of portions of the patient's eye, such as anterior chamber depth, lens thickness, corneal thickness, pupil diameter or determination of the horizontal white to white distance of a patient's eye, with means for the evaluation and display of measured data, characterized in that the measuring device consists of a basic device ( 1 ) and one, with this via a light-transmitting element ( 3 ) connected handset ( 2 ), the handset ( 2 ) by a device user by means of one on the handset ( 2 ) provided handle ( 4 ) for measuring the eye parameters either directly in front of a patient's eye ( 5 ) or the handset ( 2 ) is kept supported for fixing by means of a mechanical device, and wherein the setting of the hand-held device ( 2 ) to the patient's eye ( 5 ) by means of an integrated camera with display for displaying the patient's eye ( 5 ) or by means of an optical sight ( 6 ) for a device user ( 7 ) is provided.

Measuring device according to claim 1, characterized in that the base unit ( 1 ) as transportable, a computer ( 8th ) and an interferometer ( 9 ) comprehensive measuring device is formed, wherein for measuring the axial length of the patient's eye ( 5 ) at the interferometer ( 9 ) at least one laser diode ( 10 . 11 ) is arranged whose emitted radiation via a splitter optics ( 14 ), a collimator lens ( 15 ) and the light-transmitting element ( 3 ) into the handset ( 2 ) and via a collimator lens ( 16 ) as well as a splitter optics ( 17 ) on the patient's eye ( 5 ) and as from the patient's eye ( 5 ) reflected or scattered light interferes via the collimator lens ( 16 ) in the light-transmitting element ( 3 ) is provided rückkoppelbar.

Measuring device according to claim 1 and 2, characterized in that by means of a in the base unit ( 1 ) arranged imaging optics ( 18 ) in conjunction with the splitter optics ( 14 ) the imaging or transmission of the interfered light on a photosensitive detector ( 19 ) is provided such that the determination of the axial length of the patient's eye ( 5 ) by correlating this measurement information with the position of one within the intererometer ( 9 ) arranged Interferometerverstelleinheit ( 20 ) is provided at the time of interference.

Measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the laser diode ( 10 ) in the base unit ( 1 ) is preferably designed as a multimode laser diode, wherein the cornea and retina of the patient's eye ( 5 ) reflected or scattered light bundles by means of an imaging optics ( 18 ) on the photosensitive detector ( 19 ) is provided replicable.

Measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the laser diode ( 11 ) in the base unit ( 1 ) for measuring different eye parameters, such as cornea thickness, anterior chamber depth and lens thickness is preferably designed as a super-luminescence diode, wherein that to the patient's eye ( 5 ) guided beam is convergent, and wherein by means of a handheld device ( 2 ) provided in the observation beam path einschwenkbaren focusing lens ( 21 ) that of the patient's eye ( 5 ) reflected or scattered light bundles on the photosensitive detector ( 19 ) is mapped.

Measuring device according to one of claims 1 to 5, characterized in that for measuring different eye parameters, the laser diode ( 10 ) and / or the laser diode ( 11 ) in the base unit ( 1 ), whereby by means of the computer ( 8th ) the laser diode ( 10 ) and the laser diode ( 11 ) are provided alternately switched.

Measuring instrument according to one of claims 1 to 6, characterized in that for measuring the corneal curvature in the hand-held device ( 2 ) Collimators and light sources ( 22 ) are arranged in a plurality of fixed meridian planes and at an angle to one another, the test objects thus formed projecting from the cornea of the patient's eye (FIG. 5 ) and the virtual image by means of an optical imaging system ( 23 ) into an image plane ( 24 ) in the handset ( 2 ) is mapped.

Measuring device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the image plane ( 24 ) of the handheld device ( 2 ) a preferably designed as a CMOS camera spatially resolving photoreceiver ( 25 ) is provided for measuring the size of the image, wherein by means of the in the base unit ( 1 ) computer ( 8th ) the determination of the radii of curvature of the cornea of the patient's eye ( 5 ) in their main sections or the axial position from the measured values of the spatially resolving photoreceiver ( 25 ) is provided.

Measuring device according to one of claims 1 to 8, characterized in that for measuring the corneal radii in the imaging beam path of the hand-held device ( 2 ) an aperture ( 27 ) for obtaining telecentric chief rays from the patient's eye ( 5 ) is provided.

Measuring device according to one of claims 1 to 9, characterized in that by evaluating the image of the patient's eye ( 5 ) on the spatially resolving photoreceiver ( 25 ) of the handheld device ( 2 ) a determination of the horizontal white to white distance and / or the pupil diameter of the patient's eye ( 5 ) and / or the angle between visual axis and optical axis is provided.