DE10219698A1

DE10219698A1 - Eye surface irregularity visualization method in which the eye is irradiated with an excitation beam pattern and a corresponding fluorescence beam pattern is captured and analyzed for pattern irregularities

Info

Publication number: DE10219698A1
Application number: DE2002119698
Authority: DE
Inventors: Stephan Schruender; Francesco Carones
Original assignee: Bioshape AG
Current assignee: Bioshape AG
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2003-11-13

Abstract

Method for visualizing dirt, tissue remains or other irregularities on the surface of the eye (8b), whereby the eye is irradiated with an excitation beam pattern. The beam pattern generates a fluorescence emitting pattern that is detected by a detection device (12) and displayed on a screen (16) so that said irregularities appear as irregularities in the radiation pattern (18). The invention also relates to a corresponding device for method implementation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Visualisierung von Verunreinigungen, Geweberesten oder anderen Irregularitäten im Bereich der Oberfläche eines Auges. The invention relates to a method and a device for visualization of contamination, tissue remnants or other irregularities in the Area of the surface of an eye.

Die menschliche Hornhaut trägt mit ihrer stark gekrümmten Oberfläche wesentlich zur Brechkraft des Auges und somit zur Abbildung von Objekten auf die Retina bei. Bei der refraktiven Laserchirurgie wird mit einem UV-Laser Gewebe der Hornhaut abgetragen, um ihre Oberflächenform derart zu verändern, daß der Patient ohne Sehhilfe wieder scharf sehen kann. Vor und nach einer solchen Behandlung möchte der Arzt oder eine technisch eingewiesene Person die Beschaffenheit der Hornhautoberfläche optisch begutachten. Dabei will man die Anwesenheit von Verunreinigungen, Geweberesten oder anderen Irregularitäten kontrollieren. Insbesondere bei Patienten, die nach bereits erfolgter Laser-Behandlung Wundheilungsstörungen aufweisen, welche ihr Sehvermögen beeinträchtigen, ist man an der Erkennung solcher Irregularitäten interessiert, um insbesondere Erfahrungen für zukünftige Operationen zu sammeln. Bei den genannten Irregularitäten kann es sich um Ansammlungen von Epithelzellen handeln, die nach einer Lasik- Behandlung unter die mit einem Messer erzeugte Hornhautlamelle - auch Flap genannt - gewandert, d. h. proliferiert sind. Auch ist es möglich, daß die Flapkante nicht bündig an ihrem Gegenstück auf der Hornhaut anliegt. Durch den zurückbleibenden Spalt können die Epithelzellen unter den Flap penetrieren. The human cornea bears with its strongly curved surface essential for the refractive power of the eye and thus for imaging objects the retina. Refractive laser surgery uses a UV laser Tissues of the cornea are removed to give their surface shape in this way change so that the patient can see clearly again without visual aids. Before and after such treatment, the doctor or a technician would like instructed person visually the nature of the corneal surface examine. You want the presence of impurities, Check tissue remnants or other irregularities. Especially in patients wound healing disorders after laser treatment have impaired vision, one is at recognition interested in such irregularities, in particular experiences for collect future operations. With the mentioned irregularities it can are collections of epithelial cells that develop after a Lasik Treatment under the corneal lamella created with a knife - too Called flap - hiked, d. H. have proliferated. It is also possible that the Flap edge is not flush with its counterpart on the cornea. By the epithelial cells under the flap can leave the remaining gap penetrate.

Die Epithelzellschichten verändern aufgrund ihrer Höhenausdehnung die Oberflächenform der Hornhaut und führen somit zu einer Beeinträchtigung des Seheindrucks. Darüber hinaus können sie eine Eintrübung der Hornhaut bewirken und dadurch Blendungserscheinungen hervorrufen. The epithelial cell layers change because of their height Surface shape of the cornea and thus lead to impairment of the visual impression. In addition, they can cloud the cornea cause and thereby cause glare.

Die Lokalisierung der eingewachsenen Zellen unter der Hornhaut erfolgt im Stand der Technik qualitativ visuell unter Verwendung eines Lichtmikroskops. Da die Einwachsungen aber bei Beleuchtung mit sichtbarem Licht nahezu transparent sind, fällt es schwer, die genaue Lage und Dicke der Schichten zu bestimmen. Daher kann eine vollständige Beseitigung des Materials oftmals nicht erreicht werden, so daß die Symptome in abgeschwächter Form erhalten bleiben. Es besteht daher ein Interesse daran, derartige durch eine vorhergehende Operation induzierte Zelleinwachsungen zu visualisieren und ggf. auch zu beseitigen. The ingrown cells under the cornea are located in the State of the art qualitatively visually using a light microscope. Since the ingrowths almost when illuminated with visible light are transparent, it is difficult to determine the exact location and thickness of the layers to determine. Therefore, a complete removal of the material often cannot be achieved, so that the symptoms are reduced remain. There is therefore an interest in such through an previous operation to visualize induced cell ingrowths and if necessary also to eliminate.

Auch andere Schritte werden bisher mit sichtbarem Licht visualisiert. So wird nach der Behandlung das stromale Hornhautgewebe, auf dem der Laserabtrag erfolgte, mit Flüssigkeiten gespült. Dadurch sollen Fremdkörper entfernt werden, bevor der Flap wieder in seine ursprüngliche Position angelegt wird. Auch wird zuweilen unter den bereits geschlossenen Flap Flüssigkeit mit speziellen Kanülen zu Spülzwecken eingebracht. Diese Flüssigkeit hilft, den Flap faltenfrei zu positionieren. Sämtliche dieser Manipulationen werden mit dem Mikroskop unter sichtbarem Licht beobachtet. Da jedoch der Flap und auch das stromale Hornhautbett transparent sind, ist es schwer, Details zu erkennen, die auf eventuelle Fehlpositionierungen des Flaps oder Oberflächenunregelmäßigkeiten wie Falten hinweisen könnten. So far, other steps have also been visualized with visible light. So will after treatment the stromal corneal tissue on which the Laser ablation took place, rinsed with liquids. This is supposed to remove foreign bodies before the flap is put back in its original position. Also, liquid is sometimes carried under the already closed flap special cannulas introduced for rinsing purposes. This liquid helps the Position the flap without wrinkles. All of these manipulations are done with observed under the microscope under visible light. However, since the flap and Even the stromal corneal bed is transparent, it is difficult to get details recognize the possible incorrect positioning of the flap or Surface irregularities such as wrinkles could indicate.

In einer alternativen Anwendung des Lasers zur Fehlsichtigkeitskorrektur wird die Epithelzellschicht des Auges zunächst manuell entfernt. Dazu gibt es unterschiedliche Methoden. Es werden hierzu beispielsweise ein spezielles Messer in Form eines Hockeyschlägers genutzt, um die Schicht abzukratzen. Rotierende oder oszillierende Bürsten kommen ebenfalls zum Einsatz. Nach Aufweichen und Anlösen der Schicht mit Alkohol oder anderen Flüssigkeiten wird die Schicht leicht abgewischt. Diese verschiedenen Methoden dienen dazu, die unter der Epithelschicht liegende Bowmanschicht vollständig von Epithelzellresten zu befreien und somit den Laserpulsen eine gleichmäßige, homogene Oberfläche anzubieten. Sollten einzelne Bereiche unzureichend von Zellen befreit worden sein, so würde die dadurch definierte Oberflächenstörung bei der Behandlung in tiefere Schichten übertragen werden. Das würde später evtl. zu Irregularitäten in der Oberflächenform führen, die den Seheindruck beeinträchtigen können. Auch in diesem Fall beurteilt der Arzt die Güte der Oberfläche anhand des mikroskopischen Bildes mit sichtbarem Licht. Da wiederum die Zellschichten transparent sind, können unerwünschte Zellrückstände übersehen werden. In an alternative application of the laser for ametropia correction the epithelial cell layer of the eye is first removed manually. With it you'll get different methods. For example, there will be a special one Knife in the form of a hockey stick used to scrape off the layer. Rotating or oscillating brushes are also used. To Soften and dissolve the layer with alcohol or other liquids the layer is wiped off lightly. These different methods serve the Bowman layer lying under the epithelial layer completely of Free epithelial cell remnants and thus give the laser pulses an even, offer a homogeneous surface. Should individual areas be inadequate would have been freed from cells, so that would be defined Surface disturbance during treatment can be transferred to deeper layers. The would later lead to irregularities in the surface shape that the Can impair visual impression. In this case, too, the doctor judges the quality of the surface based on the microscopic image with visible Light. Again, since the cell layers are transparent, unwanted ones can Cell residues are overlooked.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Visualisierung von Oberflächenunregelmäßigkeiten an einem Auge zu verbessern. It is an object of the present invention to visualize To improve surface irregularities in one eye.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruch 1 bzw. des Anspruchs 10 gelöst. This task is at the beginning of the method or the device mentioned type by the features of claim 1 and claim 10 solved.

Das grundsätzliche Verfahren der Verwendung von UV-Licht zur Erzeugung einer Fluoreszenzstrahlung ist aus der DE-PS-198 37 932.3 bekannt. In diesem Patent ist beschrieben, wie das detektierte Fluoreszenzmuster von einem Computer analysiert wird, um die Oberflächenform einer Hornhautoberfläche zu bestimmen. Das Ergebnis kann insbesondere einem Behandlungslaser zugeführt werden, welcher zur Hornhautabtragung entsprechend einem auf den Meßergebnissen beruhenden Behandlungsplan verwendet wird. Die vorliegende Erfindung macht bevorzugt Gebrauch von dem in der DE-PS-198 37 932.3 beschriebenen Verfahren. Der wesentliche Unterschied besteht jedoch darin, daß sich überraschenderweise herausgestellt hat, daß eine einfache Darstellung der Signale der mindestens einen Detektionsvorrichtung auf einem Bildschirm den Betrachter in die Lage versetzt, Irregularitäten an der Augenoberfläche qualitativ zu erkennen. Bei der vorliegenden Erfindung geht es somit nicht um eine hochpräzise, quantitative Oberflächenvermessung, sondern um eine qualitative Aussage hinsichtlich der Oberflächenunregelmäßigkeiten. Hierin liegen die speziellen Vorteile der Erfindung. Der Arzt oder auch ein Techniker für die Entwicklung von Behandlungslasern bzw. ein Mikrokeratomhersteller kann aus der qualitativen Begutachtung der Augenoberfläche Hinweise auf die Optimierung der bei der Laserbehandlung eingesetzten Instrumente erhalten. Auch kann der Arzt Hinweise für die Notwendigkeit der Nachkorrektur erhalten, beispielsweise für ein Abkratzen bzw. Entfernen von Zelleinwachsungen, die durch eine vorhergehende Laserbehandlung verursacht wurden. Desweiteren können auch nicht als Ärzte ausgebildete Personen in einem Krankenhaus oder in einer Arztpraxis schnell und auf einfache Weise sich ein Bild über den nachoperativen Zustand der Augenoberfläche machen, z. B. ob die Wunde gut verheilt ist. The basic process of using UV light for generation fluorescence radiation is known from DE-PS-198 37 932.3. In this patent describes how the detected fluorescence pattern of is analyzed by a computer to determine the surface shape of a To determine the corneal surface. The result can be one Treatment lasers are supplied, which corresponding to corneal ablation a treatment plan based on the measurement results becomes. The present invention preferably makes use of that in the DE-PS-198 37 932.3 described method. The main difference is, however, that it has surprisingly been found that a simple representation of the signals of the at least one Detection device on a screen enables the viewer to Qualitative detection of irregularities on the surface of the eye. In the present Invention is therefore not about a highly precise, quantitative Surface measurement, but a qualitative statement regarding the Surface irregularities. This is where the special advantages of Invention. The doctor or even a technician for the development of Treatment lasers or a microkeratome manufacturer can from the qualitative Examination of the surface of the eye indicates the optimization of the Get instruments used for laser treatment. Even the doctor can Receive advice on the need for post-correction, for example for scraping or removing cell ingrowth caused by a previous laser treatment were caused. Furthermore can also not trained as doctors in a hospital or in a doctor's office quickly and easily get an idea of the make postoperative condition of the surface of the eye, e.g. B. whether the wound is good has healed.

Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zur visuellen Darstellung von Irregularitäten auf der Hornhautoberfläche. Dazu wird ein Beleuchtungsmuster aus kurzwelligem, ultraviolettem Licht auf die Hornhaut projiziert. Bevorzugt wird eine Wellenlänge von kleiner 400 nm und besonders bevorzugt zwischen 150 nm und 370 nm gewählt. Das Muster besteht bevorzugt aus regelmäßig angeordneten Formen wie Quadraten, Linien oder Kreisen. Beispiele hierfür sind ein Muster aus parallelen Streifen, ein rechtwinkliges Gitter, ein Lochmuster, ein Quadratmuster, ein Muster aus mehreren konzentrischen Kreislinien mit radial vom Zentrum ausgehenden und mit gleichem Winkelabstand angeordneten Linien oder ein aus zwei Linienmustern bestehendes Moiré-Muster. Auch ist eine Kombination von verschiedenen Mustern möglich, welche ein neues Gesamtmuster ergeben. Die Mittel zum Erzeugen des Bestrahlungsmusters umfassen beispielsweise eine Maske mit Öffnungen in Form von vorzugsweise parallelen Schlitzen oder von regelmäßig angeordneten Löchern. The invention thus relates to a method for visual display of irregularities on the corneal surface. For this, a Illumination pattern from short-wave, ultraviolet light on the cornea projected. A wavelength of less than 400 nm and particularly preferred preferably chosen between 150 nm and 370 nm. The pattern exists preferably from regularly arranged shapes such as squares, lines or Circles. Examples of this are a pattern of parallel stripes, a right-angled grid, a hole pattern, a square pattern, a pattern of several concentric circular lines with radially starting from the center and with lines arranged at the same angular distance or one of two Line patterns existing moiré pattern. Is also a combination of different patterns possible, which result in a new overall pattern. The means for generating the radiation pattern include, for example Mask with openings in the form of preferably parallel slots or regularly arranged holes.

Vorzugsweise wird das Muster mit dem gleichen Laser erzeugt, mit dem auch die anschließende Behandlung erfolgt. In diesem Fall ist die Strahlungsquelle hinsichtlich Intensität, Pulsdauer, Wiederholrate und Wellenlänge der Anregungsstrahlung zur operativen Behandlung, insbesondere der bereichsweisen Abtragung der Augenhornhaut, ausgebildet. Alternativ kann auch eine zweite, unabhängige UV-Lichtquelle verwendet werden. Das UV- Beleuchtungsmuster regt Bestandteile des Hornhautgewebes zur Emission von Fluoreszenzlicht an. Dadurch entsteht ein dem Beleuchtungsmuster analoges Fluoreszenzmuster, das mit einer Detektionsvorrichtung aufgenommen und unmittelbar auf einem Bildschirm dargestellt wird. The pattern is preferably generated with the same laser with which the subsequent treatment also takes place. In this case it is Radiation source with regard to intensity, pulse duration, repetition rate and wavelength the excitation radiation for surgical treatment, in particular the partial ablation of the cornea, trained. Alternatively, you can a second, independent UV light source can also be used. The UV Illumination patterns stimulate components of the corneal tissue to emit of fluorescent light. This creates a lighting pattern analog fluorescence pattern using a detection device recorded and immediately displayed on a screen.

Die Beobachtungsachse der Detektionsvorrichtung ist gegenüber der Beleuchtungsachse bevorzugt um einen Triangulationswinkel geneigt, so daß das Muster in Einklang mit der Triangulationsbedingung verzerrt erscheint. Diese Verzerrung ermöglicht dem Beobachter eine qualitative Beurteilung der Oberflächenform. Kleinflächige Zellreste lassen sich mit entsprechenden Mustern somit verdeutlichen, da Irregularitäten des ursprünglich gleichmäßigen Musters deutlich zutage treten und vom Beobachter unmittelbar erkannt werden können. The observation axis of the detection device is opposite that Illumination axis preferably inclined by a triangulation angle, so that the pattern appears distorted in accordance with the triangulation condition. This distortion enables the observer to make a qualitative assessment the surface shape. Small cell residues can be removed with appropriate Patterns thus illustrate, since irregularities of the original uniform pattern emerge clearly and immediately recognized by the observer can be.

Die mindestens eine Detektionsvorrichtung ist bevorzugt als CCD- oder als CMOS-Kamera ausgebildet, die beide eine hervorragende Auflösung aufweisen. The at least one detection device is preferably a CCD or a CMOS camera trained, both excellent resolution exhibit.

Vorzugsweise wird ein Laser oder eine Blitzlampe zur Erzeugung der Anregungsstrahlung verwendet. Bei einem Laser bietet es sich an, einen frequenzvervielfachten Festkörperlaser, einen Excimerlaser oder einen anderen Gaslaser zu verwenden. Alternativ kommt ein frequenzvervielfachter Farbstofflaser oder ein frequenzvervielfachter Ionenlaser in Betracht. Wird eine Blitzlichtlampe eingesetzt, vorzugsweise mit einem Xenon- oder einem Deuterium-Gasgemisch. A laser or a flash lamp is preferably used to generate the Excitation radiation used. With a laser, it is a good idea frequency-multiplied solid-state laser, an excimer laser or another Use gas laser. Alternatively, there is a frequency multiplier Dye laser or a frequency multiplied ion laser into consideration. Will one Flash lamp used, preferably with a xenon or Deuterium gas mixture.

Bei einer Verwendung von zwei Detektionsvorrichtungen kann durch die damit mögliche Betrachtung aus zwei Blickwinkeln eine bessere Auflösung erzielt werden. Insbesondere können sich beispielsweise die Irregularitäten genauer abheben bzw. sich abzeichnen und somit die Visualisierung weiter verbessert werden. If two detection devices are used, the thus possible viewing from two angles a better resolution be achieved. In particular, the irregularities, for example stand out more or stand out and thus continue the visualization be improved.

Die in der DE-PS-198 37 932.3 beschriebenen speziellen Ausgestaltungen des dortigen Verfahrens bzw. der dortigen Vorrichtung sind hiermit durch ausdrücklichen Verweis in die hiesige Offenbarung miteinbezogen. Diese Einbeziehung umschließt sowohl die dort beschriebenen verschiedenen Möglichkeiten zur Erzeugung des Bestrahlungsmusters, mögliche Lichtumlenkeinrichtungen im Strahlengang der Anregungsstrahlung und/oder der Fluoreszenzstrahlung, einer möglichen Bestrahlung der Augenoberfläche aus zwei Richtungen, einer möglichen Detektion des Fluoreszenzmustern mit mehr als einer Detektionsvorrichtung und mögliche Emissionsdauern und Energien der Anregungsstrahlung. The special configurations described in DE-PS-198 37 932.3 the method and the device there are hereby explicit reference included in the local disclosure. This Inclusion includes both the various described there Possibilities for generating the radiation pattern, possible Light deflection devices in the beam path of the excitation radiation and / or the Fluorescence radiation, a possible radiation from the eye surface two directions, with a possible detection of the fluorescence pattern more than one detection device and possible emission periods and Energies of excitation radiation.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet. Advantageous further developments are due to the features of the subclaims characterized.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail with reference to the figures. Show it:

Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Projektion eines Bestrahlungsmusters auf eine Hornhaut und zur Darstellung des erzeugten Fluoreszenzmusters, und Fig. 1 shows a schematic structure of an apparatus for projecting a radiation pattern on a cornea and for displaying the fluorescence pattern produced, and

Fig. 2 ein auf einem Bildschirm beobachtetes Bild eines auf einer Augenhornhaut mit einer CCD-Kamera beobachteten Fluoreszenzmusters. Fig. 2 an observed on a screen image of an observed on a cornea of the eye with a CCD camera fluorescent pattern.

Fig. 1 zeigt eine Strahlungsquelle 1, die eine Anregungsstrahlung 2 erzeugt, vorzugsweise eine UV-Strahlung (es ist lediglich der Mittelpunktsstrahl als durchgezogene Linie mit Andeutung der Strahlungsrichtung sowie die Einhüllenden bzw. die Randstrahlen als gestrichelte Linien dargestellt). In Lichtausbreitungsrichtung folgt ein nicht näher dargestelltes erstes optisches Linsensystem 3 zur Parallelisierung und gleichmäßigen Verteilung des Lichts. Es schließt sich eine Mustererzeugungseinrichtung 4 an, die zum Erzeugen eines Bestrahlungsmusters 18 dient. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Einrichtung 4 von einer senkrecht zum Strahlengang aufgestellten Schlitzblende bzw. Maske 4 mit beispielsweise parallelen streifenförmigen Öffnungen mit einer Breite und einem jeweiligen Abstand von 50 µm (nicht dargestellt) gebildet. Ein Teil der Anregungsstrahlung 2 durchtritt die Öffnungen der Schlitzblende 4, wobei die Anregungsstrahlung 2 quer zur Strahlungsrichtung in Form eines Bestrahlungsmusters 18 strukturiert wird. Im weiteren Strahlverlauf folgt ein Spiegel 5 und ein zweites optisches Linsensystem 6 sowie eine erste Aperturblende 7, wonach das Bestrahlungsmuster 19 auf die Augenhornhaut 8a Oberfläche eines Auges 8b abgebildet wird. Das Auge 8b gehört zu einem Patienten, der auf der Patientenliege 13 plaziert ist (der Einfachheit halber ist nur das Auge 8b des Patienten dargestellt). Fig. 1 shows a radiation source 1, which generates an excitation radiation 2, preferably a UV-radiation (it is only the center beam as a solid line with indication of the direction of radiation as well as the envelope and the marginal rays are shown as dashed lines). A first optical lens system 3 ( not shown in more detail) follows in the direction of light propagation for parallelization and uniform distribution of the light. This is followed by a pattern generation device 4 , which is used to generate an irradiation pattern 18 . In the exemplary embodiment shown, this device 4 is formed by a slit diaphragm or mask 4 set up perpendicular to the beam path with, for example, parallel strip-shaped openings with a width and a respective spacing of 50 μm (not shown). Part of the excitation radiation 2 passes through the openings of the slit diaphragm 4 , the excitation radiation 2 being structured transversely to the radiation direction in the form of an irradiation pattern 18 . In the further beam path follows a mirror 5 and a second optical lens system 6 and a first aperture diaphragm 7 , after which the radiation pattern 19 is imaged on the cornea 8 a surface of an eye 8 b. The eye 8 b belongs to a patient who is placed on the patient couch 13 (for the sake of simplicity, only the patient's eye 8 b is shown).

Die die Maske 4 passierende Anregungsstrahlung 2 ist hinsichtlich Intensität und Wellenlänge so gewählt, daß sie nur wenige Mikrometer in die Hornhaut 8a eindringt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn ihre Wellenlänge im UV- Bereich liegt. Die Anregungsstrahlung 2 regt die Hornhaut 8a zur Emission von Fluoreszenzstrahlung 14 in den bestrahlten Bereichen an, während die nicht bestrahlten Bereiche der Hornhaut 8a keine Fluoreszenzstrahlung 14 emittieren können. Auf diese Weise emittiert die Hornhaut 8a ein dem Bestrahlungsmuster 18 entsprechendes, durch die Hornhautkrümmung verzerrtes Fluoreszenzmuster 19, welches unter einem Winkel α mit Hilfe eines dritten optischen Linsensystems 9 nach Durchlaufen einer zweiten Aperturblende 10 auf den Sensor 11 einer Detektionsvorrichtung 12 abgebildet wird. Die Detektionsvorrichtung 12 ist beispielsweise eine ggf. durch einen Bildverstärker (nicht dargestellt) intensivierte CCD-Kamera 12. Die Detektionsvorrichtung 12 ist erfindungsgemäß mit einem Bildschirm 16 verbunden. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß auf dem Bildschirm 16 hervorragend Irregularitäten im Bereich der Oberfläche des Auges 8b vom Benutzer erkannt und qualitativ bewertet werden können. The excitation radiation 2 passing through the mask 4 is selected with respect to intensity and wavelength so that it penetrates only a few micrometers into the cornea 8 a. This is particularly the case if their wavelength is in the UV range. The excitation radiation 2 excites the cornea 8 a to emit fluorescent radiation 14 in the irradiated areas, while the non-irradiated areas of the cornea 8 a cannot emit fluorescent radiation 14 . In this way, the cornea 8 a emits a fluorescence pattern 19 corresponding to the radiation pattern 18 and distorted by the corneal curvature, which is imaged on the sensor 11 of a detection device 12 at an angle α with the aid of a third optical lens system 9 after passing through a second aperture diaphragm 10 . The detection device 12 is, for example, a CCD camera 12 that may be intensified by an image intensifier (not shown). According to the invention, the detection device 12 is connected to a screen 16 . It has surprisingly been found that irregularities in the area of the surface of the eye 8 b can be recognized and qualitatively evaluated by the user on the screen 16 .

Auf der Hornhaut 8a sollte möglichst kein Tränenfilm vorhanden sein, um eine Absorption der Anregungsstrahlung 2 durch den Tränenfilm zu verhindern. If possible, no tear film should be present on the cornea 8 a in order to prevent absorption of the excitation radiation 2 by the tear film.

In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Detektionsvorrichtungen nebeneinander und der Hornhaut 8a gegenüber angeordnet. Zwischen den beiden Detektionsvorrichtungen verläuft der Strahlengang des Bestrahlungsmusters 18, das frontal auf die Hornhaut 8a projiziert wird. Die Fluoreszenzstrahlung 14 des Fluoreszenzmusters 19 wird in diesem Ausführungsbeispiel von zwei Seiten detektiert, um eine höhere Auflösung zu erhalten. Auf diese Weise ist - bei einer gekrümmten Gewebeoberfläche - auch die der jeweiligen Detektionsvorrichtung abgewandte Gewebeseite mit der jeweils anderen Detektionsvorrichtung auf dem Bildschirm beobachtbar. Falls beispielsweise das Bestrahlungsmuster 18 von regelmäßig angeordneten, beabstandeten Kreisen gebildet ist, die auf den Kreuzungspunkten eines imaginären Quadratgitters liegen, rücken die Kreise aufgrund der perspektivischen Verzerrung auf der der Detektionsvorrichtung abgewandten Seite zusammen, bis sie sogar eventuell nicht mehr aufzulösen sind. Diesen Gewebebereich kann dann die ihm gegenüberliegende Detektionsvorrichtung präzise erfassen. Entsprechendes gilt - mit vertauschten Rollen - für den der Detektionsvorrichtung abgewandten Gewebebereich. In an embodiment not shown, two detection devices are arranged side by side and opposite the cornea 8 a. The beam path of the radiation pattern 18 , which is projected frontally onto the cornea 8 a, runs between the two detection devices. In this exemplary embodiment, the fluorescent radiation 14 of the fluorescent pattern 19 is detected from two sides in order to obtain a higher resolution. In this way, in the case of a curved tissue surface, the tissue side facing away from the respective detection device can also be observed on the screen with the respective other detection device. If, for example, the radiation pattern 18 is formed by regularly arranged, spaced-apart circles which lie on the intersection points of an imaginary square grid, the circles move together on the side facing away from the detection device due to the perspective distortion, until they may even no longer be able to be resolved. The detection device opposite it can then precisely detect this tissue area. The same applies - with reversed roles - for the tissue area facing away from the detection device.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform wird das Gewebe 8a aus zwei Richtungen bestrahlt. Dies kann beispielsweise mittels eines Strahlteilers zur Aufteilung der Anregungsstrahlung 2 und mit Hilfe einer oder mehrerer Lichtumlenkeinrichtungen - wie beispielsweise Spiegel - erfolgen. Alternativ werden mehrere Strahlungsquellen 1 verwendet. In a further embodiment, not shown, the tissue 8 a is irradiated from two directions. This can be done, for example, using a beam splitter to split the excitation radiation 2 and using one or more light deflection devices, such as mirrors. Alternatively, several radiation sources 1 are used.

In Fig. 2 ist ein von einer CCD-Kamera 12 detektiertes und auf dem Bildschirm 16 wiedergegebenes streifenförmiges Fluoreszenzmuster 19 dargestellt, das während der Bestrahlung der Hornhaut 8a mit einem streifenförmigen Bestrahlungsmuster 18 gemäß dem Versuchsaufbau der Fig. 1 detektiert wurde. Das Bestrahlungsmuster 18 wurde hierbei mit Hilfe eines UV-Excimerlasers (λ = 193 nm) und einer Maske 4 mit parallelen Öffnungen erzeugt. Auf der linken Bildseite ist ein nach links (aus dem Bild heraus) umgeschlagener Flap 20 zu sehen, der die Hornhaut 8a ohne zwischenliegende Zellschicht freigibt. Hierzu wurde die Lamelle bzw. der Flap 20 nach einem Schnitt entlang der im wesentlichen teilkreisförmigen Kante 21 auf der Seite, die einem angewachsenen Bereich 22 gegenüberliegt, mit einer speziellen Pinzette ergriffen, aufgezogen und weggeklappt, so daß das stromale Hornhautbett offenlag. Anschließend (oder schon auch während dieser Prozedur) wurde das Bestrahlungsmuster 18 auf das Auge gestrahlt. Die mit dem Bestrahlungsmuster 18 bestrahlten Bereiche der Hornhaut 8a werden hierdurch direkt zur Emission von Fluoreszenzstrahlung 14 angeregt, welches als Fluoreszenzmuster 19 strukturiert ist. Die in der Fig. 2 nach links enger zusammenrückenden Streifen sind eine Folge der perspektivischen Verzerrung aufgrund der gegenüber der Bestrahlungsrichtung geneigten Beobachtungsrichtung bzgl. des Auges 8b (s. Fig. 1). Angemerkt sei, daß die wabenförmige Struktur am umlaufenden äußeren Bildrand von einem Schaumschwamm 25 gebildet ist, der zur Abdeckung nicht interessierender Gewebebereiche des Auges eingesetzt wird. FIG. 2 shows a strip-shaped fluorescence pattern 19 detected by a CCD camera 12 and reproduced on the screen 16, which was detected during the irradiation of the cornea 8 a with a strip-shaped radiation pattern 18 in accordance with the experimental setup in FIG. 1. The radiation pattern 18 was generated with the aid of a UV excimer laser (λ = 193 nm) and a mask 4 with parallel openings. On the left side of the image, a flap 20 can be seen which is turned to the left (out of the image) and which releases the cornea 8 a without an intervening cell layer. For this purpose, the lamella or flap 20 was gripped with a special pair of tweezers, pulled up and folded away, so that the stromal corneal bed was exposed, after a cut along the substantially part-circular edge 21 on the side opposite to a grown area 22 . Then (or even during this procedure), the radiation pattern 18 was irradiated on the eye. The areas of the cornea 8 a irradiated with the radiation pattern 18 are hereby directly excited to emit fluorescent radiation 14 , which is structured as a fluorescence pattern 19 . The strips that move closer together to the left in FIG. 2 are a consequence of the perspective distortion due to the direction of observation with respect to the eye 8 b that is inclined with respect to the direction of irradiation (see FIG. 1). It should be noted that the honeycomb structure is formed on the circumferential outer edge of the image by a foam sponge 25, which is used to cover tissue areas of the eye that are not of interest.

Dicht neben dem angewachsenen Bereich 22 auf der Hornhaut 8a ist ein heller, im wesentlicher runder Bereich 23 zu sehen, auf dem die Streifen eine größere Wölbung aufweisen als in der dunkleren Umgebung. Dies ist insbesondere gut am Übergang vom umgebenden Bereich zum hellen Bereich 23 zu sehen. Dieser Streifenverlauf wird durch in die Hornhaut eingewachsene Epithelzellen verursacht, die sich als Gewebeerhebung darstellen. Diese Epitheleinwachsung ist im Anschluß an eine Hornhautoperation entstanden, nachdem ein vorhergehender Flap zurückgeklappt, die Hornhautabtragung durchgeführt und die nach Zurückklappen des Flaps dessen Anwachsung abgewartet wurde. Nach einigen Wochen wurde dann der nur durch Adhäsion gehaltene Flap (und zwar der in Fig. 2 zu sehende Flap 20) ohne zu Schneiden erneut aufgeklappt, um die Hornhaut 8a mittels der Streifentechnik auf dem Bildschirm 16 (Fig. 1) zu visualisieren. Wenn die herkömmliche Visualisierung mittels sichtbarem Licht durchgeführt würde, wäre der Bereich 23 kaum zu erkennen. Ein weiterer Bereich 24 auf der rechten Bildhälfte der Fig. 2 mit ebenfalls Epithelzelleneinwüchsen geringeren Ausmaßes, die sich linienförmig darstellen, wäre mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ebenfalls mit sichtbarem Licht nicht zu erkennen. Aus der Visualisierung lassen sich Schlüsse auf die Gewebebeschaffenheit und damit des Vorgehens bei erneuten Operationen, auf die Schnittkantensetzung von Flaps im allgemeinen und/oder auf eventuelle technische Verbesserungen hinsichtlich der Laserbehandlungsvorrichtung ziehen. Auch kann ein Arzt aufgrund die erfindungsgemäß visualisierten Zellerhebungen mit einem Skalpell o. ä. wegkratzen. Close to the grown area 22 on the cornea 8 a is a light, essentially round area 23 on which the strips have a larger curvature than in the darker environment. This can be seen particularly well at the transition from the surrounding area to the bright area 23 . This course of the streak is caused by epithelial cells that have grown into the cornea, which present themselves as tissue elevation. This epithelial ingrowth occurred after a corneal operation, after a previous flap had been folded back, the cornea had been removed, and the flap had to wait for its growth after the flap had been folded back. After a few weeks, the flap held only by adhesion (namely the flap 20 shown in FIG. 2) was then opened again without cutting, in order to visualize the cornea 8 a on the screen 16 ( FIG. 1) using the strip technique. If the conventional visualization were carried out using visible light, the area 23 would hardly be recognizable. A further region 24 on the right half of FIG. 2 with likewise smaller epithelial cell ingrowths, which are linear, would also not be recognizable with visible light with a probability bordering on certainty. From the visualization, conclusions can be drawn about the tissue quality and thus the procedure for renewed operations, the cutting edge setting of flaps in general and / or any technical improvements with regard to the laser treatment device. A doctor can also scrape away with a scalpel or the like on the basis of the cell elevations visualized according to the invention.

Der Laser 1 wird vorteilhafterweise auch für einen Abtrag der Hornhaut 8a verwendet. Hierzu wird ein bei der erfindungsgemäßen qualitativen Begutachtung der Hornhaut z. B. direkt vor dem Laser 1 platzierter Intensitätsabschwächer 15 wieder aus dem Strahlengang entfernt wird. Das Einfügen und das Entfernen des Intensitätsabschwächers 15 in den Strahlengang wird vorzugsweise computergesteuert durchgeführt. Gleichfalls kann für die Kontrolle auf dem Bildschirm 16 ein Strahlaufweiter (nicht dargestellt) in den Strahlengang der Anregungsstrahlung 2 angeordnet werden, der während der Operation entfernt wird. The laser 1 is advantageously also used for ablation of the cornea 8 a. For this purpose, in the qualitative assessment of the cornea according to the invention, for. B. placed directly in front of the laser 1 attenuator 15 is removed from the beam path. The insertion and removal of the intensity attenuator 15 in the beam path is preferably carried out under computer control. Likewise, for the control on the screen 16, a beam expander (not shown) can be arranged in the beam path of the excitation radiation 2 , which is removed during the operation.

Die vom Lasers 1 emittierte Strahlung und damit der Anregungsstrahlung 2 liegt z. B. bei Verwendung eines ArF-Lasers als Strahlungsquelle 1 bei 193 nm. Ein ebenfalls bevorzugt eingesetzter frequenzverfünffachter Nd:YAG- Laser emittiert Anregungsstrahlung 2 der Wellenlänge 213 nm. Die Wellenlängen der von der Hornhaut 8a ausgehenden Fluoreszenzstrahlung 14 liegen in diesen Fällen zwischen 300 nm und 450 nm, die einer Detektion ohne größeren Aufwand - wie beispielsweise mittels der CCD-Kamera 12 - zugänglich sind. The radiation emitted by the laser 1 and thus the excitation radiation 2 is, for. B. when using an ArF laser as radiation source 1 at 193 nm. A likewise preferably used frequency-quintupled Nd: YAG laser emits excitation radiation 2 with a wavelength of 213 nm. The wavelengths of the fluorescence radiation 14 emanating from the cornea 8 a in these cases lie between 300 nm and 450 nm, which are accessible for detection without great effort - such as by means of the CCD camera 12 .

Claims

1. A method for the visualization of impurities, tissue remnants or other irregularities ( 22 , 23 ) in the region of the surface of an eye ( 8 b), the eye ( 8 b) using an irradiation pattern ( 18 ) generated with the aid of an excitation radiation ( 2 ) is irradiated that irradiated tissue areas ( 8 a) in the area of the eye surface are excited to emit a fluorescence pattern ( 19 ) consisting of fluorescent radiation ( 14 ), which is detected with at least one detection device ( 12 ) and displayed on a screen ( 16 ), whereby said irregularities ( 22 , 23 ) in the area of the eye surface are reproduced as irregularities of the radiation pattern ( 18 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the visualization of the irregularities ( 22 , 23 ) is carried out after laser treatment of the cornea ( 8 a).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the fluorescent radiation ( 14 ) emitting tissue areas ( 8 a) essentially with an ultraviolet (UV) wavelength range excitation radiation ( 2 ), preferably in the wavelength range from 150 nm to 370 nm , be stimulated.

4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a CCD or CMOS camera ( 12 ) is selected as at least one detection device ( 12 ).

5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fluorescent radiation ( 14 ) at an angle different from the irradiation direction (α) is detected.

6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the excitation radiation (2) is generated with a designed as a laser (1) or flash lamp radiation source (1).

7. The method according to claim 6, characterized in that a laser ( 1 ) from the following group of lasers is used: frequency-multiplied solid-state lasers, excimer lasers, other gas lasers, frequency-multiplied dye lasers or frequency-multiplied ion lasers.

8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a pattern of parallel strips, lines, a right-angled grid, a hole pattern, a square pattern, a pattern of several concentric circular lines with radially starting from and with as a radiation pattern ( 18 ) lines arranged at the same angular distance or a moiré pattern consisting of two line patterns is selected.

9. The method according to claim 8, characterized in that the radiation pattern ( 18 ) is at least partially generated by the optical imaging of a mask ( 4 ) with openings in the form of preferably parallel slots or preferably regularly arranged holes.

10. Device for the visualization of impurities, tissue remnants or other irregularities ( 22 , 23 ) in the region of the surface of an eye ( 8 b), in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 9 with

at least one radiation source ( 1 ) for generating an excitation radiation ( 2 ) with a wavelength lying essentially in the ultraviolet (UV) wavelength range,

- A pattern generating device ( 4 ) for generating an irradiation pattern ( 18 ) from the excitation radiation ( 2 ) on tissue areas ( 8 a) on the surface of the eye ( 8 b), so that the irradiated tissue areas ( 8 a) for the emission of a fluorescent radiation ( 14 ) existing fluorescence pattern ( 19 ) are excited,

- at least one detection device ( 12 ) for detecting the fluorescent radiation ( 14 ) emitted by the tissue areas ( 8 a),

characterized by a screen ( 16 ) connected to the at least one detection device ( 12 ) for displaying the detected fluorescence pattern ( 19 ), said irregularities ( 22 , 23 ) in the area of the eye surface being reproduced as irregularities of the radiation pattern.

11. The device according to claim 10, characterized in that the radiation source ( 1 ) as a laser ( 1 ), preferably as a frequency-multiplied solid-state laser, excimer laser, gas laser or frequency-multiplied dye laser, or as a flash lamp, preferably filled with a xenon or a deuterium gas mixture, is trained.

12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized by at least one further radiation source ( 1 ) and / or at least one device for splitting the excitation radiation ( 2 ) to the tissue areas ( 8 a) from at least two directions with the excitation radiation ( 2 ) irradiate.

13. The device according to at least one of claims 10 to 12, characterized by at least one additional detection device for detecting the fluorescent radiation ( 14 ) forming the fluorescence pattern ( 19 ).

14. The device according to at least one of claims 10 to 13, characterized in that the pattern generating means ( 4 ) for generating the radiation pattern ( 18 ) comprise a mask ( 4 ) with openings in the form of preferably parallel slots or regularly arranged holes.

15. The device according to at least one of claims 10 to 14, characterized in that the at least one detection device ( 12 ) is designed as a CCD or CMOS camera ( 12 ).

16. The device according to at least one of claims 10 to 15, characterized in that the radiation source ( 1 ) with respect to intensity, pulse duration, repetition rate and wavelength of the excitation radiation ( 2 ) for the surgical treatment of the eye ( 8 b), such as the area-wise removal of a Cornea ( 8 a), is formed.