DE102015014324A1

DE102015014324A1 - Augenmodell

Info

Publication number: DE102015014324A1
Application number: DE102015014324.7A
Authority: DE
Inventors: Mario Abraham; Peter Riedel
Original assignee: Novartis AG
Current assignee: Alcon Inc
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-05-11
Also published as: JP2018538566A; CA3000592A1; CN108352133B; TW201720395A; CN108352133A; TWI629978B; US20170134668A1; EP3338270A1; CA3000592C; JP7179904B2; WO2017077403A1; US20210281776A1; US11394901B2; TW201832743A; EP3338270B1; JP2021120751A; AU2016349126A1; AU2016349126B2

Abstract

Ein Augenmodell umfasst eine Skleranachbildung aus einem Polyvinylchlorid zumindest als Hauptbestandteil enthaltenden hellen Kunststoffmaterial und ein sich farblich von der Skleranachbildung abhebendes Muster, welches eine Augenpupille und/oder eine Irisstruktur nachbildet. Bei einem Verfahren zur Herstellung des Augenmodells wird ein platten- oder quaderförmiger Rohling des Kunststoffmaterials mit zwei einander gegenüberliegenden Rohling-Flachseiten verwendet, aus welchem durch schneidendes oder spanendes Bearbeiten ein Augenkörper herausgetrennt wird. Der herausgetrennte Augenkörper besitzt eine von einer ersten der Rohling-Flachseiten gebildete Abplattung und eine die Abplattung ringartig umschließende, konvex gekrümmte Umfangsfläche. Das Verfahren umfasst ferner ein Bilden des Musters auf einem der ersten Abplattung entsprechenden Bereich auf der ersten Rohling-Flachseite.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Augenmodell. Sie betrifft insbesondere ein mittels einer Infrarot-Kamera aufnehmbares Augenmodell sowie ein Verfahren zur Herstellung des Augenmodells und eine Vorrichtung zur Verwendung des Augenmodells in Zusammenwirkung mit einer Infrarot-Kamera.
Hintergrund
Bei einer Vielzahl von Messmethoden zur Vermessung von Augen wird elektromagnetische Strahlung (nachfolgend kurz: Licht) auf und/oder in das zu untersuchende Auge gestrahlt und die vom Auge zurückgeworfene Strahlung detektiert und ausgewertet. So werden beispielsweise im Bereich der refraktiven Laserbehandlung des humanen Auges Augennachverfolgungssysteme (sogenannte Eye-Tracker) mit mindestens einer Infrarot-Kamera genutzt, um vom Auge zurückgeworfenes Infrarotlicht aufzunehmen und aus den aufgenommenen Infrarotbildern eine Position und eine Orientierung des Auges zu bestimmen. Mittels geeigneter Verarbeitungssoftware kann auf diese Weise eine Bewegung des Auges im Behandlungsverlauf detektiert und quantifiziert werden.
Die Bestimmung der Position und der Orientierung des Auges mittels des Eye-Trackers basiert auf der Detektion von Augenstrukturen, wie der Augenpupille, der Irisstruktur, des Limbus und Blutgefäßen innerhalb der Sklera, innerhalb der aufgenommenen Infrarotbilder oder VIS-Bilder. Auch Testobjekte zur Verwendung bei Testmessungen (z. B. bei der Kalibrierung) des Eye-Trackers weisen daher derartige Augenstrukturen auf. Herkömmlicherweise liegen die Testobjekte als blatt- oder plattenförmige Objekte mit aufgedruckter Nachbildung einer oder mehrerer der Augenstrukturen (z. B. nur der Augenpupille) vor.
Durch Bewirken einer zweidimensionalen Relativbewegung zwischen dem Eye-Tracker und dem Testobjekt kann beispielsweise eine laterale Translation eines Auges simuliert und mittels des Eye-Trackers nachverfolgt werden. Es ist jedoch zu beachten, dass das Auge (z. B. während der refraktiven Laserbehandlung) auch Translationen entlang der optischen Achse des Auges und Rotationen sowohl um die optische Achse als auch um sich dazu senkrecht erstreckende Raumachsen durchführen kann. Eye-Tracker sind heutzutage dazu eingerichtet, die beschriebenen Bewegungen zu erfassen. Im Rahmen von Testmessungen können mittels der blatt- oder plattenförmigen Testobjekte jedoch nicht alle Freiheitsgrade der Augenbewegung ausreichend simuliert werden.
Zusammenfassung beispielhafter Ausführungsformen
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Augenmodell zur Verwendung als Testobjekt im Rahmen einer Testmessung eines Augennachverfolgungssystems bereitzustellen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Augenmodell, umfassend eine Skleranachbildung aus einem Polyvinylchlorid zumindest als Hauptbestandteil enthaltenden hellen Kunststoffmaterial und umfassend ein sich farblich von der Skleranachbildung abhebendes Muster, welches eine Augenpupille und/oder eine Irisstruktur nachbildet.
Durch die Verwendung von Polyvinylchlorid zumindest als Hauptbestandteil des Kunststoffmaterials tritt in der Skleranachbildung keine wesentliche diffuse Reflektion bei einer Infrarotbeleuchtung des Augenmodells auf. In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das Kunststoffmaterial aus einem Polyvinylchlorid.
Die Skleranachbildung aus dem Kunststoffmaterial erscheint unter Infrarotbeleuchtung hell. Somit hebt sich das Muster auch unter diffuser oder direkter Infrarotbeleuchtung farblich von der Skleranachbildung ab. Bevorzugt ist das Kunststoffmaterial im Bereich der Skleranachbildung weiß.
In einer Ausgestaltung wird das Augenmodell von einem Augenkörper gebildet, dessen Oberfläche im Bereich der Skleranachbildung eine der Form einer Kugel- oder Ellipsoidoberfläche folgende Ringfläche bildet. Durch die dreidimensionale Ausbildung des Augenkörpers, insbesondere durch die (z. B. einer Skleraoberfläche eines humanen Auges nachempfundene) konvexe Krümmung der Ringfläche, wird ermöglicht, mittels einer Rotation des Augenmodells eine Rotationsbewegung um die optische Achse des Auges (z-Achse) und um sich dazu senkrecht erstreckende Raumachsen (sogenannter Eyeroll um die x- und die y-Achse) zu simulieren.
Der Augenkörper des Augenmodells kann eine Abplattung besitzen, auf welcher sich zumindest ein Teil des Musters, vorzugsweise das vollständige Muster, befindet. Hierbei kann vorgesehen sein, dass sich das Muster nur auf einem Teilbereich der Abplattung befindet. Zumindest in diesem Fall kann das Muster beispielsweise nur die Augenpupille nachbilden, welche vorzugsweise mittig auf der Abplattung angeordnet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass sich das Muster auf im Wesentlichen dem gesamten Bereich der Abplattung befindet.
Der Übergang von der Ringfläche zu der Abplattung kann von einer Ringkante gebildet sein. Bevorzugt grenzt dabei das Muster an die Ringkante an. Hierbei kann das Muster zumindest die Irisstruktur nachbilden und deren äußerer Rand an die Ringkante angrenzen. Das Muster kann in jedem Fall durch Bedruckung oder Bemalung des Augenkörpers oder durch Beklebung des Augenkörpers mit einem das Muster tragenden Klebeelement gebildet sein.
In einer Ausgestaltung des Augenmodells weist der Augenkörper eine Gewindebohrung in der Ringfläche oder in der dem Muster entgegengesetzten Seite der Ringfläche auf. Ein Querschnitt der Gewindebohrung kann im Wesentlichen parallel oder im Wesentlichen senkrecht zur Abplattung, auf welcher sich zumindest ein Teil des Musters befindet, orientiert sein. Der Augenkörper weist bevorzugt eine Abplattung auf der dem Muster entgegengesetzten Seite der Ringfläche auf und ist im Bereich dieser Abplattung mit der Gewindebohrung versehen. Die Gewindebohrung kann zu Zwecken einer Befestigung des Augenmodells vorgesehen sein.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Augenmodell, insbesondere das hier beschriebene Augenmodell. Das Augenmodell umfasst einen Augenkörper mit einer Abplattung und einer ringartig die Abplattung umschließenden, hellen, insbesondere weißen Skleranachbildung, wobei auf der Abplattung ein sich farblich von der Skleranachbildung abhebendes, eine Augenpupille und/oder eine Irisstruktur nachbildendes Muster gebildet ist. Die Oberfläche des Augenkörpers im Bereich der Skleranachbildung bildet eine konvex gekrümmte Ringfläche.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Augenmodells, insbesondere zur Herstellung eines der hier beschriebenen Augenmodelle. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines platten- oder quaderförmigen Rohlings aus einem hellen, insbesondere weißen Kunststoffmaterial, welches Polyvinylchlorid zumindest als Hauptbestandteil enthält, wobei der Rohling zwei einander gegenüberliegende Rohling-Flachseiten besitzt. Das Verfahren umfasst ferner ein schneidendes oder spanendes Bearbeiten des Rohlings, um aus dem Rohling wenigstens einen Augenkörper herauszutrennen, wobei der herausgetrennte Augenkörper eine von einer ersten der Rohling-Flachseiten gebildete erste Abplattung und eine die erste Abplattung ringartig umschließende, konvex gekrümmte Umfangsfläche aufweist, und ein Bilden eines sich farblich von dem Kunststoffmaterial abhebenden, eine Augenpupille und/oder eine Irisstruktur nachbildenden Musters in einem der ersten Abplattung entsprechenden Bereich der ersten Rohling-Flachseite.
Es kann vorgesehen sein, aus dem Rohling einen einzigen Augenkörper oder eine Mehrzahl von Augenkörpern herauszutrennen. Das Heraustrennen der Mehrzahl von Augenkörpern kann beispielsweise im Wesentlichen gleichzeitig, innerhalb eines Teils der Mehrzahl von Augenkörpern im Wesentlichen gleichzeitig oder zeitlich hintereinander erfolgen.
Das Bilden des Musters auf der ersten Rohling-Flachseite kann erfolgen, nachdem der Augenkörper aus dem Rohling herausgetrennt wurde. Vorzugsweise wird das Muster aber vor dem Schritt des Heraustrennens des Augenkörpers aus dem Rohling auf der ersten Rohling-Flachseite gebildet. Dadurch wird insbesondere die Herstellung einer Mehrzahl von Augenmodellen auf Basis eines einzigen Rohlings vereinfacht und beschleunigt.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird auf der zweiten der Rohling-Flachseiten in Zuordnung zu jedem aus dem Rohling herauszutrennenden Augenkörper eine Gewindebohrung in den Rohling eingearbeitet, bevor der betreffende Augenkörper aus dem Rohling herausgetrennt wird. Der herausgetrennte Augenkörper kann zweite Abplattung aufweisen, welche von der zweiten Rohling-Flachseite gebildet werden kann und in der sich die Gewindebohrung befinden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung eines Augenmodells, insbesondere die Verwendung eines der hier beschriebenen Augenmodelle, zur Aufnahme von Bildern des Augenmodells mit einer Kamera. Als Kamera wird eine Infrarot-Kamera verwendet und für das Augenmodell wird ein Augenkörper verwendet, welcher eine Skleranachbildung aus einem Polyvinylchlorid zumindest als Hauptbestandteil enthaltenden hellen Kunststoffmaterial sowie ein sich farblich von der Skleranachbildung abhebendes Muster aufweist, welches eine Augenpupille und/oder eine Irisstruktur nachbildet. Es kann vorgesehen sein, dass die Bilder des Augenmodells zumindest das Muster und einen Teil der Skleranachbildung beinhalten.
Die Infrarot-Kamera kann Teil eines Augenverfolgungssystems sein, wobei das Augenmodell relativ zu der Infrarot-Kamera bewegt wird, während die Bilder aufgenommen werden, und das Augenverfolgungssystem auf Grundlage der aufgenommenen Bilder Augenbewegungen detektiert. Dazu kann vorgesehen sein, dass das Augenverfolgungssystem ferner eine Verarbeitungseinheit aufweist, welche eingerichtet ist, eine Position und/oder eine Orientierung des vom Augenmodell umfassten Musters innerhalb des aufgenommenen Infrarotbildes zu bestimmen.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Augenmodell zu dessen Verwendung auf einer Patientenliege im Bereich einer Kopfstütze der Patientenliege angeordnet ist, während die Bilder aufgenommen werden. Hierbei kann in die Kopfstütze beispielweise eine Positioniervorrichtung für das Augenmodell integrierbar sein, auf welcher das Augenmodell befestigt (z. B. aufgeschraubt) wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ergänzende Merkmale, Vorteile und Bestandteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnungen zu entnehmen, in welchen:
1A bis 1D ein Ausführungsbeispiel eines Augenmodells zeigen;
2A und 2B ein Ausführungsbeispiel eines Rohlings zur Herstellung des Augenmodells zeigen; und
3 eine Vorrichtung zur Verwendung des Augenmodells zeigt.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Die 1A bis 1D zeigen schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Augenmodells, allgemein mit 10 bezeichnet. Es zeigen 1A eine perspektivische Ansicht, 1B eine Draufsicht, 1C eine Seitenansicht und 1D eine Schnittansicht des Augenmodells 10 entlang einer in 1B angedeuteten Schnittlinie I.
In dem in den 1A bis 1D gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Augenmodell 10 von einem Augenkörper 12 gebildet. Der Augenkörper 12 weist eine erste Abplattung 14 auf, innerhalb welcher die Oberfläche des Augenkörpers 12 planar ausgebildet ist. Die erste Abplattung 14 bildet eine scheibenförmige (z. B. ellipsen- und insbesondere kreisförmige) Deckfläche des Augenmodells 10. Über eine erste Ringkante 16 ist eine die Deckfläche 14 ringartig umlaufende, konvex gekrümmte Umfangsfläche 18 mit der Deckfläche 14 verbunden. Die Umgangsfläche 18 ist als eine Ringfläche ausgebildet, welche der Form einer Ellipsoidoberfläche (z. B. einer Kugeloberfläche) folgt (oder entspricht).
Der Augenkörper 12 weist ferner eine, der Deckfläche 14 gegenüberliegende, zweite Abplattung 20 auf. Die zweite Abplattung 20 bildet eine scheibenförmige (z. B. ellipsen- und insbesondere kreisförmige) Grundfläche des Augenmodells 10. Es kann vorgesehen sein, dass die Grundfläche 20 (über eine Ringkante) an die Ringfläche 18 angrenzt. Im in den 1A bis 1D gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Augenkörper 12 aber eine sich zwischen der Ringfläche 18 und der Grundfläche 20 erstreckende Mantelfläche 22 auf. Die planar ausgebildete Mantelfläche 22 beschreibt die Form einer Zylinderoberfläche, welche über zwei denselben Ringumfang aufweisende Ringkanten 24, 26 jeweils an die Grundfläche 20 und die Ringfläche 18 angrenzt. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Mantelfläche 22 beispielsweise einer Kegeloberfläche folgend ausgebildet sein.
Das in den 1A bis 1D gezeigte Augenmodell 10 umfasst eine Nachbildung (d. h., eine Replik) einer humanen Sklera. Die Skleranachbildung wird vom Augenkörper 12, insbesondere dem durch die Ringfläche 18 begrenzten Teil des Augenkörpers 12, gebildet. Der Augenkörper 12 ist aus weißem Polyvinylchlorid hergestellt. Bei Beleuchtung des Augenkörpers 12 mit Infrarotlicht erfolgt keine wesentliche diffuse Reflektion innerhalb des Polyvinylchlorids. Der Augenkörper 12 erscheint somit auch unter Infrarotbeleuchtung weiß.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der Augenkörper 12 aus einem hellen, insbesondere weißen, Kunststoffmaterial besteht, welches (z. B. weißes) Polyvinylchlorid zumindest als Hauptbestandteil enthält. Das Kunststoffmaterial kann weitere Bestandteile, wie beispielsweise Weichmacher oder weitere Kunststoffe umfassen. In jedem Fall sollte das Kunststoffmaterial derart ausgebildet sein, dass das Kunststoffmaterial auch unter Infrarotbeleuchtung hell, insbesondere weiß, erscheint.
Von dem in den 1A bis 1D gezeigten Augenmodell 10 wird die Nachbildung nur eines Teils der humanen Sklera umfasst. Der die Skleranachbildung aufweisende Teil des Augenkörpers 12 bildet die Form einer Ellipsoidschicht (z. B. einer Kugelschicht). Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, den nachgebildeten Teil der Sklera bis hin zu einer Nachbildung der im Wesentlichen gesamten Sklera zu vergrößern. Dabei kann der Augenkörper 12 im letzten Fall die Form einer Ellipsoidkalotte (z. B. einer Kugelkalotte) annehmen.
Auf der Deckfläche 14 des Augenmodells 10 ist, wie in den 1A und 1B ersichtlich, ein Muster 28 aufgebracht. Das Muster 28 umfasst die Nachbildung einer Augenpupille 30 und einer Irisstruktur 32. Das Muster 28 erstreckt sich über die gesamte die Deckfläche 14 des Augenmodells 10 bildende Abplattung des Augenkörpers 12. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das Muster 28 nur die Irisstruktur 32 oder nur die Augenpupille 30 nachbildet. Zumindest in diesem Fall kann auf einem Bereich der Deckfläche 14 des Augenmodells 10 (z. B. im Fall einer bloßen Pupillennachbildung in einem Bereich um die Augenpupille 30 herum) kein Muster 28 aufgebracht sein.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass sich ein Teil des Musters 28 (z. B. die Nachbildung der Irisstruktur 32) in einen konvex gekrümmten Oberflächenbereich des Augenkörpers 12 erstreckt oder vollständig in einem konvex gekrümmten Oberflächenbereich des Augenkörpers 12 (z. B. der Form der Ringfläche 18 folgend) aufgebracht ist. Im letzten Fall kann vorgesehen sein, dass sich auf der Deckfläche 14 des Augenmodells 10 nur die Nachbildung der Augenpupille 30 befindet.
Wie in den 1A und 1B ersichtlich, heben sich die Nachbildung der Augenpupille 30 und die Nachbildung der Irisstruktur 32 farblich von der Skleranachbildung ab. Die Nachbildung der Augenpupille 30 und der Irisstruktur 32 kann in Grautönen, in Farben des RGB-Farbraums oder in Farben des CMYK-Farbraums realisiert sein.
Zumindest in dem in den 1B und 1C gezeigten Ausführungsbeispiel ist die das Muster 28 aufweisende Abplattung des Augenkörpers 12 als Kreisscheibe ausgebildet. Die Abplattung (und somit das Muster 28) weist einen Durchmesser ⌀_D von etwa 12 mm auf. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Durchmesser ⌀_D alternativ hierzu von 12 mm verschiedene Werte im Bereich von etwa 9 mm bis etwa 14 mm (insbesondere zwischen etwa 10 mm und etwa 13 mm) annehmen. Der Durchmesser ⌀_D er das Muster 28 aufweisenden Abplattung entspricht einem typischen Durchmesser eines äußeren Rands einer humanen Iris.
Ferner liegt die die Grundfläche 20 des Augenmodells 10 bildende Abplattung als Kreisscheibe vor. Ein Durchmesser ⌀_G der Grundfläche 20 beträgt zumindest im in den 1B und 1C gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 24 mm. Ferner weist der Augenkörper 12 eine sich im Bereich der Ringfläche 18 senkrecht zur Grundfläche 20 des Augenmodells 10 erstreckende Höhe h_U von etwa 7,8 mm auf. Eine sich senkrecht zur Grundfläche 20 erstreckende Höhe h_M des Augenkörpers 12 im Bereich der Mantelfläche 22 beträgt etwa 2,2 mm.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann zumindest einer der Werte des Durchmessers ⌀_G und der Höhen h_U, h_M des Augenkörpers 12 von den angegebenen Werten abweichen. So kann vorgesehen sein, dass der Durchmesser ⌀_G und die Höhe h_U im Fall der Nachbildung eines kleineren oder größeren Teils der humanen Sklera in Abhängigkeit voneinander variieren.
Wie in 1D deutlich wird, ist der Augenkörper 12 im Bereich der Abplattung auf der dem Muster 28 entgegengesetzten Seite der Ringfläche 18 mit einer Aussparung 30 versehen. Konkret handelt es sich bei der Aussparung 30 um eine in die Grundfläche 20 des Augenmodells 10 eingearbeitete Gewindebohrung. Die Gewindebohrung 30 kann beispielweise dazu dienen, das Augenmodell 10 auf einer (nicht gezeigten) Positioniervorrichtung anzuordnen (z. B. aufzuschrauben).
Im in 1D gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Gewindebohrung 30 ausgehend von einem Bereich mittig der Grundfläche 20 des Augenmodells 10 in den Augenkörper 12 hinein. Die Gewindebohrung 30 weist ferner eine sich senkrecht zur Grundfläche 20 erstreckende Höhe h_A von etwa 6,5 mm auf. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, eine Mehrzahl von Aussparungen (z. B. eine Mehrzahl von Gewindebohrungen 30) innerhalb des Augenkörpers 12 vorzusehen. Ferner kann die Aussparung oder können die Aussparungen eine Ausdehnung aufweisen, welche sich von der Ausdehnung, wie mit Bezug zum in 1D gezeigten Ausführungsbeispiel beschrieben, unterscheidet.
Die 2A und 2B zeigen schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Rohlings, allgemein mit 40 bezeichnet, aus dem zur Herstellung des Augenkörpers 12 (wie mit Bezug zu den vorangegangenen Figuren beschrieben) verwendeten Kunststoffmaterial. Dabei zeigen 2A eine perspektivische Ansicht und 2B eine (in Richtung des in 2A gezeigten gestrichelten Pfeils gerichtete) Seitenansicht des Rohlings 40.
Der plattenförmige Rohling 40 des Kunststoffmaterials (hier: weißes Polyvinylchlorid) weist zwei planar ausgebildete, einander gegenüberliegende Rohling-Flachseiten 42, 44 auf. Auf einer ersten der Rohling-Flachseiten 42 (einer Rohling-Oberseite 42) ist eine Mehrzahl von Mustern 28 (vgl. die 1A und 1B) aufgebracht.
Zur Herstellung des in den vorangegangenen Figuren gezeigten Augenmodells 10 wird aus dem Rohling 40 ein Augenkörper 12 oder eine Mehrzahl von Augenkörpern 12 (wie durch gestrichelte Linien in 2B markiert) herausgetrennt. Dabei wird jeweils eine die Abplattungen des Augenkörpers 12 verbindende Seitenfläche im Rohling 40 erzeugt. Die Deckfläche 14 und die Grundfläche 20 des Augenmodells 10 werden von den herausgetrennten Abschnitten der Rohling-Flachseiten 42, 44 gebildet. Eine sich zwischen den Rohling-Flachseiten 42, 44 erstreckende Höhe h_R entspricht somit im in 2B gezeigten Ausführungsbeispiel einer sich zwischen den Abplattungen des Augenkörpers 12 erstreckenden Höhe des Augenmodells 10 (vgl. 1C).
Die Mehrzahl der aus dem Rohling 40 herausgetrennten Augenkörper 12, also die Mehrzahl von hergestellten Augenmodellen 10, entspricht vorzugsweise der Mehrzahl der auf dem Rohling 40 aufgebrachten (d. h. auf dem Rohling 40 gebildeten) Muster 28. Dabei sind die Muster 28 gemäß dem in 2A gezeigten Ausführungsbeispiel des Rohlings 40 bereits vor dem Heraustrennen der Augenkörper 12 auf der Rohling-Oberseite 42 aufgebracht. Zum Heraustrennen des Augenkörpers 12 wird die das Muster 28 ringartig umschließende, konvex gekrümmte Umfangsfläche 18 im Rohling 40 erzeugt. Ferner wird im in 2B gezeigten Ausführungsbeispiel die an die Umfangsfläche 18 anschließende Mantelfläche 22 im Rohling 40 erzeugt.
Das dem Schritt des Heraustrennens vorgezogene Aufbringen der Muster 28 vereinfacht und beschleunigt die Herstellung der Augenmodelle 10 im Vergleich zum individuellen Aufbringen eines Musters 28 auf einen jeweils bereits herausgetrennten Augenkörper 12. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann dennoch vorgesehen sein, ein einzelnes Muster 28 oder eine Mehrzahl von Mustern 28 erst nach dem Heraustrennen (auf einen planar und/oder einen konvex gekrümmt ausgebildeten Bereich der Oberfläche) des Augenkörpers 12 oder der Mehrzahl von Augenkörpern 12 aufzubringen. Die Mehrzahl von Mustern 28 können sich im Wesentlichen gleichen. Zumindest in diesem Fall kann das Aufbringen der Mehrzahl von Mustern 28 auf die Augenkörper 12 oder auf den Rohling 40 automatisiert erfolgen.
Das Muster 28 wird vorzugsweise auf den Rohling 40 oder den bereits aus dem Rohling 40 herausgetrennten Augenkörper 12 aufgedruckt. Alternativ hierzu kann das Muster 28 auf andere Weise auf dem Rohling 40 oder dem bereits aus dem Rohling 40 herausgetrennten Augenkörper 12 gebildet werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, das Muster 28 aufzumalen oder ein das Muster 28 tragendes Klebeelement aufzubringen. Es kann ferner vorgesehen sein, ein anderes Muster, wie beispielsweise eine Nachbildung von Blutgefäßen, auf den Teil des Augenkörpers 12 mit der Skleranachbildung (wie mit Bezug zu den 1A bis 1D beschrieben) aufzubringen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann ferner vorgesehen sein, dass nur ein einzelner Augenkörper 12 zur Herstellung eines einzelnen Augenmodells 10 aus dem Rohling 40 herausgetrennt wird. Zumindest in diesem Fall kann der Rohling 40 beispielsweise auch quaderförmig ausgebildet sein.
Es ist vorgesehen, die Augenkörper 12 aus dem in den 2A und 2B gezeigten Rohling 40 herauszufräsen. Alternativ oder ergänzend hierzu kann das Heraustrennen der Augenkörper 12 (oder eines einzelnen Augenkörpers 12) anderes spanendes oder schneidendes Bearbeiten des Rohlings 40 umfassen. Es ist ferner vorgesehen, dass die Augenkörper 12 zeitlich hintereinander aus dem Rohling 40 herausgetrennt werden. Die Mehrzahl von Augenkörpern 12 kann aber auch teilweise gleichzeitig (z. B. paarweise gleichzeitig) oder gleichzeitig herausgetrennt werden.
Von der Herstellung des Augenmodells 10 können weitere Schritte umfasst sein. So ist vorgesehen, die in 1D gezeigte Gewindebohrung 30 (oder eine Mehrzahl von Gewindebohrungen 30) in Zuordnung zu jedem aus dem Rohling 40 herauszutrennenden Augenkörper 12 in den Rohling 40 einzuarbeiten. Konkret wird die Gewindebohrung 30 (z. B. durch Herausfräsen von Kunststoffmaterial) ausgehend von der der Rohling-Oberseite 42 gegenüberliegenden zweiten Rohling-Flachseite 44 in den Rohling 40 eingearbeitet. Alternativ hierzu kann die Gewindebohrung 30 auch nach dem Heraustrennen des Augenkörpers 12 ausgehend von dessen Grundfläche 20 in den Augenkörper 12 eingearbeitet werden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel können zumindest manche der Schritte des Herstellens des Augenmodells 10 durch 3D-Drucken ersetzt werden. Beispielsweise kann der Augenkörper mit dem Plastikmaterial (wie z. B. weißem Polyvinylchlorid) 3D-gedruckt werden. In diesem Fall kann das 3D-Drucken ferner den Schritt des Aufbringens des Musters 28 auf den Augenkörper 12 durch Drucken von farbigem Plastikmaterial (wie z. B. farbigem Polyvinylchlorid) beinhalten.
3 zeigt in einer stark schematisierten Blockdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, allgemein mit 50 bezeichnet, zur Verwendung des mit Bezug zu den 1A bis 2B beschriebenen Augenmodells 10.
Die Vorrichtung 50 umfasst ein Augenverfolgungssystem 52 sowie eine Lasereinrichtung 53 zur refraktiven Laserbehandlung eines humanen Auges. Bei dem Augenverfolgungssystem 52 kann es sich um einen Eye-Tracker handeln, welcher ausgebildet ist, eine translatorische und eine rotatorische Augenbewegung in mehreren Dimensionen, insbesondere in mehr als zwei Dimensionen, zu erfassen und zu quantifizieren. Der Eye-Tracker 52 kann beispielsweise Teil der stark schematisiert dargestellten Lasereinrichtung 53 sein.
Der Eye-Tracker 52 kann auf verschiedene dem Fachmann bekannte Arten realisiert sein. Im in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Eye-Tracker 52 eine Infrarot-Kameraeinheit 54 und eine Verarbeitungseinheit 56. Der Eye-Tracker 52 beinhaltet ferner (hier nicht dargestellte) Mittel zum Erhalten von Informationen, welche sich auf die Richtung entlang der optischen Achse des humanen Auges oder des Augenmodells 10 beziehen, wie beispielsweise Informationen über eine Bewegung des Auges oder des Augenmodells 10 entlang der optischen Achse. Die Mittel können beispielsweise einen Streifenprojektor beinhalten, welcher sich im Sichtfeld der Infrarot-Kameraeinheit 54 befindet.
Die Infrarot-Kameraeinheit 54 ist dazu eingerichtet, eine Mehrzahl von Infrarotbildern des Augenmodells 10 (und des Streifenprojektors) aufzunehmen, etwa mittels einer oder einer Mehrzahl von um das Augenmodell 10 herum positionierten Infrarot-Kameras. Dabei ist vorgesehen, dass ein solches Infrarotbild des Augenmodells 10 das Muster 28 sowie zumindest einen an das Muster 28 angrenzenden Teil der Skleranachbildung (also einen Bereich der Ringfläche 18 des Augenkörpers 12) beinhaltet. Durch das mit Bezug zu den 1A bis 2B beschriebene Kunststoffmaterial erscheint die Skleranachbildung auch unter Infrarotbeleuchtung durch die Infrarot-Kameraeinheit 54 hell. Somit hebt sich das Muster 28 auch unter Infrarotbeleuchtung, das heißt im Infrarotbild, farblich von der hellen Skleranachbildung ab.
Die Verarbeitungseinheit 56 ist dazu eingerichtet, eine Position des Zentrums der Nachbildung der Augenpupille 30 sowie eine Orientierung der Nachbildung der Irisstruktur 32 (vgl. die 1A, 1B und 2A) relativ zum Eye-Tracker 52 aus einem einzelnen und einer Mehrzahl von Infrarotbildern des Augenmodells 10 zu bestimmen. Je nach Ausgestaltung des Musters 28 kann in einem anderen Ausführungsbeispiel beispielsweise vorgesehen sein, dass die Verarbeitungseinheit 56 nur die Position des Zentrums der Nachbildung der Augenpupille 30, etwa durch Erkennung des Pupillenrands, bestimmt.
Im in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Eye-Tracker 52 bzw. die Verarbeitungseinheit 56 über eine geeignete Schnittstelle mit einer Steueranordnung 58 der Lasereinrichtung 53 verbunden, so dass die vom Eye-Tracker 52 erfassten Daten über die Bewegung des Augenmodells 10 an die Steueranordung 58 weitergegeben werden können, um die Steuerung von von der Lasereinrichtung 53 erzeugter Laserstrahlung unter Berücksichtigung der vom Eye-Tracker 53 ermittelten Augenposition und Augenorientierung vorzunehmen. Der Strahlengang der Laserstrahlung ist durch den mit 60 bezeichneten Pfeil angedeutet.
Im in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 50 ferner eine Positioniervorrichtung 62, an welcher das Augenmodell 10 angeordnet ist. So kann das Augenmodell 10 beispielsweise durch Aufschrauben des Augenmodells 10 auf (nicht gezeigte) Gewindeabschnitte (z. B. Schrauben) der Positioniervorrichtung 62 fixiert werden. Es ist vorgesehen, die Positioniervorrichtung 62, mit dem daran angeordneten Augenmodell 10, im Bereich einer Kopfstütze einer (hier nicht dargestellten) Patientenliege anzuordnen, etwa durch einfachen Formschluss in die Patientenliege einzusetzen.
Die Positioniervorrichtung 62 ist ferner ausgebildet, das Augenmodell 10 in Position und Orientierung mechanisch zu verstellen. Dadurch wird eine Relativbewegung zwischen dem Augenmodell 10 und dem Eye-Tracker 52 bewirkt. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Relativbewegung zwischen Eye-Tracker 52 und Augenmodell 10 alternativ oder zusätzlich hierzu durch Verändern der Position und Orientierung des Eye-Trackers 52 erfolgen.
Die dreidimensionale Skleranachbildung (wie mit Bezug zu den 1A bis 2B beschrieben) ermöglicht durch eine solche Relativbewegung zwischen Augenmodell 10 und Eye-Tracker 52 die Simulation sowohl einer Translationsbewegung eines humanen Auges entlang und senkrecht zur optischen Achse als auch einer Rotationsbewegung des Auges um die optische Achse (Eyeroll um die z-Achse) und die dazu senkrechten Raumachsen (Eyeroll um die x- und die y-Achse). Durch wiederholte Infrarotbild-Aufnahme und Infrarotbild-Verarbeitung mittels des Eye-Trackers 52 während der Bewegung kann die bewirkte Relativbewegung detektiert und quantifiziert werden. Somit lässt sich die Funktionsweise des Eye-Trackers 52 für alle Freiheitsgrade von Augenbewegungen (wie sie z. B. während einer refraktiven Laserbehandlung auftreten) testen, etwa kalibrieren.
Wird das Augenmodell 10 in Verbindung mit der in 3 gezeigten Vorrichtung verwendet, so kann ferner auf Basis von simulierten Bewegungen des Augenmodells 10, wie beispielsweise durch die Positioniervorrichtung 62 bewirkt, ein oder mehrere Funktionstests der Lasereinrichtung 53 durchgeführt werden und/oder die Lasereinrichtung 53 kalibriert werden und/oder eine Laserbehandlung eines humanen Auges mittels der Lasereinrichtung 53 bei gleichzeitigem Eye-Tracking simuliert werden.

Claims

Augenmodell, umfassend: eine Skleranachbildung aus einem Polyvinylchlorid zumindest als Hauptbestandteil enthaltenden hellen Kunststoffmaterial; und ein sich farblich von der Skleranachbildung abhebendes Muster, welches eine Augenpupille und/oder eine Irisstruktur nachbildet.
Augenmodell nach Anspruch 1, wobei das Kunststoffmaterial im Bereich der Skleranachbildung weiß ist.
Augenmodell nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Augenmodell von einem Augenkörper gebildet ist, dessen Oberfläche im Bereich der Skleranachbildung eine der Form einer Kugel- oder Ellipsoidoberfläche folgende Ringfläche bildet.
Augenmodell nach Anspruch 3, wobei der Augenkörper eine Abplattung besitzt, auf welcher sich zumindest ein Teil des Musters, vorzugsweise das vollständige Muster, befindet.
Augenmodell nach Anspruch 4, wobei der Übergang von der Ringfläche zu der Abplattung von einer Ringkante gebildet ist.
Augenmodell nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Muster durch Bedruckung oder Bemalung des Augenkörpers oder durch Beklebung des Augenkörpers mit einem das Muster tragenden Klebeelement gebildet ist.
Augenmodell nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Augenkörper eine Abplattung auf der dem Muster entgegengesetzten Seite der Ringfläche aufweist und im Bereich dieser Abplattung mit einer Gewindebohrung versehen ist.
Augenmodell, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend einen Augenkörper mit einer Abplattung und einer ringartig die Abplattung umschließenden, hellen, insbesondere weißen Skleranachbildung, wobei auf der Abplattung ein sich farblich von der Skleranachbildung abhebendes, eine Augenpupille und/oder eine Irisstruktur nachbildendes Muster gebildet ist und die Oberfläche des Augenkörpers im Bereich der Skleranachbildung eine konvex gekrümmte Ringfläche bildet.
Verfahren zur Herstellung eines Augenmodells, insbesondere eines Augenmodells nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend: Bereitstellen eines platten- oder quaderförmigen Rohlings aus einem hellen, insbesondere weißen Kunststoffmaterial, welches Polyvinylchlorid zumindest als Hauptbestandteil enthält, wobei der Rohling zwei einander gegenüberliegende Rohling-Flachseiten besitzt; schneidendes oder spanendes Bearbeiten des Rohlings, um aus dem Rohling wenigstens einen Augenkörper herauszutrennen, wobei der herausgetrennte Augenkörper eine von einer ersten der Rohling-Flachseiten gebildete erste Abplattung und eine die erste Abplattung ringartig umschließende, konvex gekrümmte Umfangsfläche besitzt; Bilden eines sich farblich von dem Kunststoffmaterial abhebenden, eine Augenpupille und/oder eine Irisstruktur nachbildenden Musters in einem der ersten Abplattung entsprechenden Bereich der ersten Rohling-Flachseite.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei aus dem Rohling eine Mehrzahl Augenkörper herausgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Muster auf der ersten Rohling-Flachseite gebildet wird, bevor der Augenkörper aus dem Rohling herausgetrennt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei auf der zweiten der Rohling-Flachseiten in Zuordnung zu jedem aus dem Rohling herauszutrennenden Augenkörper eine Gewindebohrung in den Rohling eingearbeitet wird, bevor der betreffende Augenkörper aus dem Rohling herausgetrennt wird, wobei der herausgetrennte Augenkörper eine von der zweiten Rohling-Flachseite gebildete zweite Abplattung besitzt, in der sich die Gewindebohrung befindet.
Verwendung eines Augenmodells, insbesondere eines Augenmodells nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Aufnahme von Bildern des Augenmodells mit einer Kamera, wobei als Kamera eine Infrarot-Kamera verwendet wird und für das Augenmodell ein Augenkörper verwendet wird, welcher eine Skleranachbildung aus einem Polyvinylchlorid zumindest als Hauptbestandteil enthaltenden hellen Kunststoffmaterial sowie ein sich farblich von der Skleranachbildung abhebendes Muster besitzt, welches eine Augenpupille und/oder eine Irisstruktur nachbildet.
Verwendung nach Anspruch 13, wobei die Infrarot-Kamera Teil eines Augenverfolgungssystems ist, wobei das Augenmodell relativ zu der Infrarot-Kamera bewegt wird, während die Bilder aufgenommen werden, und das Augenverfolgungssystem auf Grundlage der aufgenommenen Bilder Augenbewegungen detektiert.
Verwendung nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Augenmodell auf einer Patientenliege im Bereich einer Kopfstütze der Patientenliege angeordnet ist, während die Bilder aufgenommen werden.