Hintergrund der Erfindung
Anwendungsbereich der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zur Diagnostik von Augenleiden in einem
Patientenauge und genauer auf eine Vorrichtung zur
Diagnostik von Augenleiden, wobei Laserlicht über ein
optisches System an einem Punkt in der Augenkammer
des Auges des Patienten ausgestrahlt wird,
insbesondere in der vorderen Kammer, und wobei das
davon zerstreute Laserlicht analysiert wird, um die
Proteinkonzentration zur Diagnostik von Augenleiden
in der Augenkammer zu messen.
Beschreibung der bereits bekannten Art
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Die Augenkammer umfaßt die vordere Augenkammer
(vordere Kammer) und die hintere Augenkammer
(hintere Kammer). Die vordere Augenkammer wird durch
einen Raum definiert, der durch die hintere
Oberfläche der Hornhaut, einen Teil des Ziliarkörpers,
die Iris und die vordere Oberfläche der Augenlinse
umgeben ist, wobei die hintere Augenkammer durch
einen Raum definiert wird, der von der hinteren
Oberfläche der Iris, der inneren Oberfläche des
Ziliarkörpers und der vorderen Oberfläche der
Augenlinse umgeben wird. Die Augenkammer ist mit einer
transparenten, wäßrigen Flüssigkeit gefüllt, die
chemische und physikalische Eigenschaften besitzt,
die sich von denen der Lymphflüssigkeit
unterscheiden und die eine enge Beziehung mit dem
Stoffwechsel der Hornhaut oder Augenlinse hat. Die
wäßrige Flüssigkeit enthält Proteine, wobei deren
Ansteigen eine Eintrübung in der Augenkammer bewirkt,
wenn diese eine Entzündung bekommt.
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Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen ist die
Messung der Proteinkonzentration in der Augenkammer
des Patientenauges von großer Bedeutung, um
bestimmen zu können, ob die Augenkammer entzündet ist,
d. h. ob eine Blut-Wasserschranke normal
funktioniert oder nicht.
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Um die Proteinkonzentration in der Augenkammer zu
messen, wird häufig ein Spaltlampen-Mikroskop
verwendet, um die Eintrübung mittels Abstufung über das
blanke Auge zu bestimmen. Dies ist jedoch
nachteilhaft, da die Beurteilung jeweils von der
Bedienperson abhängig ist, die diese Messung durchführt.
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Andererseits wurde eine fotografische Meßmethode
entwickelt, um eine quantitative Messung der
Proteinkonzentration zu erhalten. Dieses Verfahren
ist jedoch sehr kompliziert zum Analysieren, und es
ist daher sehr schwierig, es bei einer klinischen
Untersuchung anzuwenden.
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Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Vorrichtung
zur Diagnostik von Augenleiden in einem
Patientenauge vorgeschlagen, die Mittel umfaßt, um einen
Laserstrahl auf einen ausgesuchten Punkt in der
Augenkammer eines Auges zu fokussieren. In der
Vorrichtung wird das von dem Auge zerstreute Licht
fotoelektrisch erfaßt und in ein elektrisches Signal
umgewandelt, das nachfolgend dazu verwendet wird,
die Proteinkonzentration zu bestimmen, die
wesentlich ist zur Diagnostik von Augenleiden in der
Augenkammer eines Auges des Patienten. Es wird
z. B. auf die japanische offengelegte Patentschrift
Nr. 120834/87 und auf die europäischen
Patentpublikationen Nr. 225 072, 205 688 und 292 216
(benannt unter Artikel 54(3) EPÜ) hingewiesen.
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Eine derartige Verwendung eines Laserstrahls zur
Fokussierung auf einen ausgesuchten Punkt in der
Augenkammer eines Auges für die Messung von
Augenleiden, wobei das zerstreute Licht des Auges
diagnostiziert wird, wird im allgemeinen durch die
Probleme begleitet, daß eine verstärkte Intensität
des Laserstrahl es sowohl eine größere Last für den
Patienten als auch ein größeres Risiko darstellt.
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Wenn zur Vermeidung dessen eine Laserquelle mit
einem geringeren Output verwendet wird, wird die
Intensität des auf die Augenkammer stoßenden
Laserstrahles verringert, und dies hat wiederum die
Konsequenz, daß es notwendig ist, die Sensitivität
des Lichtdetektorsystems anzuheben, was wiederum
die Kosten der gesamten Vorrichtung ansteigen lädt.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, eine
Vorrichtung zur Diagnostik von Augenleiden zu
schaffen, die, im Hinblick auf den Patienten, ihm
lediglich eine kleine Last aufbürdet und nur ein
geringes Risiko darstellt, wobei zusätzlich dazu
die Laserstrahlquelle einen geringen Output haben
kann, wodurch es ermöglicht wird, daß die gesamte
Vorrichtung in kompakter Größe hergestellt werden
kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine
Vorrichtung zur Diagnostik von Augenleiden in einem
Patientenauge geschaffen, die eine Laserquelle für die
Herstellung eines Laserstrahles umfaßt, einen
Laserstrahlprojektor um besagten Laserstrahl zu
projezieren, Mittel zur Fokussierung besagten
Laserstrahls auf einen ausgesuchten Punkt in besagtem
Patientenauge, Lichtempfänger, die eine
Beobachtungsausrüstung einschließen, um das von besagtem
Punkt in dem Patientenauge zerstreute Licht zu
beobachten und einen fotoelektrischen Konverter, um
das zerstreute Licht fotoelektrisch in ein
elektrisches Signal umzuwandeln, Mittel, um besagtes
elektrisches Signal zu verarbeiten, um die
Augenleiden in dem Patientenauge auszuwerten, ein
optisches Element, um das zerstreute Licht in besagten
fotoelektrischen Konverter und die
Beobachtungseinrichtung zu teilen, dadurch gekennzeichnet, daß
besagter Laserstrahlprojektor und Lichtempfänger so
angeordnet sind, daß ihre optischen Achsen sich im
wesentlichen in rechten Winkeln zueinander kreuzen,
wodurch ermöglicht wird, daß besagtes Licht, das
vom besagten Patientenauge zerstreut wird, aus
S-polarisierten Komponenten gebildet wird und daß
besagtes optisches Element so angeordnet ist, daß
die optische Achse von besagtem zerstreuten Licht
das zu besagtem fotoelektrischen Konverter geleitet
wird, in einer Ebene liegt, die die optischen
Achsen von besagtem Laserstrahlprojektor und
besagten Lichtempfängern einschließt, um die
Sensitivität der Krankheitsdiagnostik zu steuern.
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Da in Verbindung mit dieser besagten Anordnung der
Laserstrahlprojektor und die Lichtempfänger im
wesentlichen 90º zueinander angeordnet sind, wird
das seitliche zerstreute Licht mit einem Winkel von
90º aufgenommen. Daher wird das zerstreute
Laserlicht beinahe ganz aus polarisierten
(S-polarisierten) Bestandteilen gebildet, senkrecht zur Ebene des
Auftretens, d. h. eine Ebene, die den auftretenden
Laserstrahl und den reflektierten Strahl
beinhaltet. Ein optisches Element, wie z. B. ein halb
durchlässiger Spiegel oder ein Strahlzerleger zum
Leiten des zerstreuten Laserlichtes zu einem
fotoelektrischen Konverter wird derart positioniert,
daß die optische Achse des Laserlichtes, das gegen
den fotoelektrischen Konverter zerstreut wird, in
einer Ebene, die die optischen Achsen des
Laserstrahlprojektors und der Laserempfänger umfaßt, so
daß das Laserlicht, das von der Augenkammer
zerstreut wird, auf besagten halbdurchlässigen Spiegel
oder Strahlzerleger als S-polarisiertes Licht
stößt, wodurch die Reflektion davon erleichtert
wird, da das S-polarisierte Licht im allgemeinen
leicht reflektiert wird. Daher wird es möglich, das
zerstreute Licht effektiv zu dem fotoelektrischen
Konverter zu leiten.
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Daher wird in Verbindung mit dieser Erfindung ein
halb durchlässiger Spiegel angeordnet, so daß die
optische Achse des gegen den fotoelektrischen
Konverter zerstreuten Laserlichtes in einer Ebene
angeordnet ist, die die optischen Achsen des
Laserstrahlprojektors und der Laserempfänger umfaßt,
wodurch es ermöglicht wird, daß das zerstreute
Licht effektiv zu dem fotoelektrischen Konverter
geleitet wird, und es ist möglich, den Output des
projezierten Laserstrahles um einen entsprechenden
Betrag zu verringern. Dies reduziert nicht nur die
Last des Patienten aufgrund der Möglichkeit, die
Laserlichtquelle kleiner zu machen, sondern es wird
ebenfalls ermöglicht, die Kosten der gesamten
Vorrichtung zu verringern.
Kurze Beschreibung der Figuren
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Die Ziele und die Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden deutlicher, wenn die nachfolgende
detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den
begleitenden Figuren beachtet wird, wobei
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Fig. 1 eine allgemeine perspektivische Ansicht
einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist,
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Fig. 2 (A) ist eine Zeichnung, die die Anordnung
des optischen Systems der Vorrichtung
entlang eines horizontalen Querschnitts
zeigt,
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Fig. 2 (B) ist eine Abbildung, die die Anordnung
des optischen Systems der Vorrichtung
entlang eines senkrechten Querschnitts
zeigt,
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Fig. 3 ist eine erläuternde Zeichnung, die die
Wirkung der Vorrichtung der Erfindung
verdeutlicht,
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Fig. 4 ist eine Zeichnung, die die Anordnung des
optischen Systems einer weiteren
Ausführungsart der Vorrichtung darstellt.
Detaillierte Beschreibung der vorteilhaften Ausführungsform
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Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen
beschrieben unter Bezugnahme auf die Figuren.
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Fig. 1 und 2 stellen eine Anordnung des Gerätes zur
Diagnostik von Augenleiden gemäß der vorliegenden
Erfindung dar, wobei Bezugszeichen 1 eine
Laserlichtquelle bezeichnet, wie z. B. eine Helium-Neon
oder Argonlaserquelle. Die Laserlichtquelle 1 ist
auf einem Gestell 2 angeordnet. Die Anordnung ist
dergestalt, daß das Licht von der Laserlichtquelle
1 entlang der optischen Achse L1 eines
Laserstrahlprojektors durch eine Linse 2', einen Strahlzerleger
5 und eine Kollektivlinse 6 verläuft, um auf dem
Auge bei Untersuchung an einem Punkt P in der
vorderen wäßrigen Flüssigkeit 11c auf der inneren
Seite der Hornhaut 11b und auf der Vorderseite der
Augenlinse 11a zusammenzulaufen.
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Der Laserstrahlprojektor ist mit einer
Spaltlichtquelle 12 ausgestattet. Wie in Fig. 2 (A)
dargestellt wird, verläuft das Licht von der
Spaltlichtquelle 12 über einen Spalt 14, einen Verschluß 13
und eine Linse 15' bis zum Strahlzerleger 5 und
verläuft entlang der optischen Achse L1, um ein
Spaltbild
in dem Bereich der wäßrigen Körperflüssigkeit
11c zu bilden. Da das Licht von der Laserlichtquelle
an einem Punkt zusammenläuft, kann dieses Spaltbild
verwendet werden, um den umgebenden Bereich davon zu
beleuchten, um die Bestätigung der Position des
Spots des konvergierten Lichtes zu vereinfachen.
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Die Weite und Länge des Spaltes 14 kann durch einen
Einstellknopf 15 und einen Schaltknopf 16 eingestellt
werden, wie jeweils in Fig. 1 gezeigt wird.
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Das von dem Meßpunkt P in der wäßrigen
Körperflüssigkeit 11c zerstreute Laserlicht verläuft
entlang einer optischen Achse L2 zu einer Objektivlinse
20 und wird durch einen halb durchlässigen Spiegel
oder einen Strahlzerleger 21 aufgespalten. Ein Teil
des Lichtes passiert eine Linse 22, einen
Verschluß 26' und eine Maske 26, die mit einem Spalt
26a ausgerüstet ist und stößt auf einen
fotoelektrischen Konverter 27, der beispielsweise einen
Fotoverstärker aufweist. Der andere Teil des zerstreuten
Lichtes, der durch den Strahlzerleger 21
aufgespalten wurde, gelangt über eine Linse 30, ein
Prisma 31 und einen Sichtweitenstop 34 zu einem
Okular 32, über das eine Bedienperson 33 die
Beobachtungen ausführt. Mit dieser Ausführungsform wird
der Strahlzerleger 21 so positioniert, daß, wie in
Fig. 2 (B) gezeigt wird, die optische Achse des
zerstreuten Laserlichtes, das zu dem fotoelektrischen
Konverter 27 geht, in einer Ebene L3 ist, die durch
die optischen Achsen L1 und L2 des
Laserstrahlprojektors und die Lichtempfänger definiert wird.
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Der Output von dem fotoelektrischen Konverter 27
wird durch einen Verstärker 28 geführt und ist der
Input für eine Zähleinrichtung 40 und die
Intensität des zerstreuten Lichtes, das von dem
fotoelektrischen Konverter aufgefunden wird, wird als
Zahl der Impulse je Zeiteinheit gezählt. Der Output
der Zähleinrichtung, z. B. der Anzahl der Samplings
oder der gesamten Impulszählung wird in einem
Speicher 41 für jede Zeiteinheit gespeichert. Die
im Speicher 41 gespeicherten Daten werden durch
eine Auswerteeinrichtung 42 behandelt, die die
Zellzählung und die Proteinkonzentration in der
Vorkammer berechnet.
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Wie in Fig. 1 dargestellt wird, ist der
Lichtempfänger 29 an einem Halter 70 befestigt. Der
Halter 70 und der Laserstrahlprojektor sind so
beschaffen, daß sie um einen Schaft 71 zueinander
drehbar ausgeführt sind, so daß es ermöglicht wird,
den Winkel zwischen den optischen Achsen des
Laserstrahlprojektors und dem Lichtempfänger
einzustellen, um eine optimale Einstellung zu erzielen.
Wie in Fig. 2 (A) dargestellt ist, ist in dieser
Ausführungsart die optische Achse L1 des
Laserstrahprojektors so in einem Winkel von ca. 90&sup0; zu
der optischen Achse L2 des Lichtempfängers
angeordnet, so daß der Lichtempfänger das Licht
seitlich in diesem Winkel von 90º aufnimmt.
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In Verbindung mit dieser Ausführungsform ist ein
Augen- Fixiationslicht 90, das aus einer
lichtaussendenden Diode od. dgl. besteht, in einer Position
vorgesehen, die es gestattet, das Patientenauge
durch den Untersuchenden zu fixieren. Das Augen-
Fixationslicht 90 kann in die Richtung gedreht
werden, die durch den Pfeil angedeutet wird, und
zwar mit Hilfe eines Verbindungsmechanismus 92, um
so die Einstellung einer optimalen Position im
Hinblick auf den Untersuchenden zu erlauben. Auf dem
Gestell 2 ist eine Input-Vorrichtung wie z. B. ein
Joystick 45 vorgesehen, der mit einem Druckknopf 46
ausgestattet ist, und dieser kann bedient werden, um
die optischen Elemente des optischen Systems, wie
z. B. Verschlüsse und Filter einzusetzen oder
zurückzunehmen.
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Die Bedienung der so angeordneten Vorrichtung wird
nun beschrieben.
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Bei der Durchführung der Messung wird die Spalt-
Lichtquelle 12 aktiviert und ein Bild des Schlitzes
14 wird auf einem Bereich der vorderen wäßrigen
Körperflüssigkeit 11c ausgebildet, das den Meßpunkt
P enthält. Danach wird das Licht von der
Laserlichtquelle 1 auf den Meßpunkt P aufgrund des
Laserlichtprojektorsystems zusammengezogen.
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Ein Teil des zerstreuten Lichtes von dem Meßpunkt P
wird sofort durch den Strahlzerleger 21 zu dem
Untersuchenden 23 zur Beobachtung gerichtet und
durch eine Linse 22, Verschluß 26' und Maske 26, um
auf den fotoelektrischen Konverter 27 zu stoßen. Da
in Verbindung mit der vorliegenden Ausführungsform,
wie oben beschrieben worden ist, die optische Achse
L1 des Laserstrahlprojektors und die optische Achse
L2 des Lichtempfängers so angeordnet sind, daß sie
im wesentlichen 90º zueinander stehen, erhält der
fotoelektrische Konverter 27 seitliches zerstreutes
Licht in einem Winkel von 90º. In diesem Fall sind,
wie in Fig. 3 dargestellt ist, beinahe sämtliche
Komponenten des zerstreutes Lichtes bei 90º
polarisierte (S-polarisierte) Komponenten senkrecht zu
der Ebene, die die optischen Achsen L1 und L2
beinhaltet (in der Zeichnung ist dieser polarisierte
Komponentenbereich durch die vertikalen Pfeile mit
den zwei Spitzen angedeutet). Der Strahlzerleger 21
ist so positioniert, daß dieS-polarisierte
Komponente darauf stößt, z. B. daß eine optische Achse
L4 des zerstreuten Laserlichtes in einer Ebene ist,
die die optischen Achsen L1 und L2 beinhaltet,
wodurch ermöglicht wird, daß das zerstreute Licht
effizient zu dem fotoelektrischen Konverter 27
geführt wird. Der fotoelektrische Konverter 27
erkennt die Lichtintensität und wandelt diese in eine
entsprechende Serie von Impulsen, die durch eine
Zähleinheit 40 als Zahlen von Impulsen pro
Zeiteinheit gezählt werden, und die Zählwerte werden in
dem Speicher 41 gespeichert für jede Zeiteinheit,
und die Auswerteeinrichtung 42 verarbeitet die
Daten, die in dem Speicher 41 enthalten sind, um
die Proteinkonzentration und die Blutzellenanzahl
auszuwerten.
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Da die spezifische Durchlässigkeit (auch das
Reflektionsvermögen) des Strahlzerlegers 21 je nach Bedarf
eingestellt werden kann, kann die Sensitivität in
einfacher Weise erhöht werden, indem die Lichtmenge
angehoben wird, die zu dem fotoelektrischen Konverter
geleitet wird. Jedoch wird das Licht zu
Beobachtungszwecken um einen entsprechenden Betrag
reduziert werden, wodurch die Beobachtung schwieriger
wird, und dies wiederum kann die
Positionsausrichtung erschweren. Mit der Anordnung gemäß dieser
Ausführungsform der Erfindung kann die Lichtmenge
zu Beobachtungszwecken unverändert beibehalten
werden, wobei nur die Quantität des zerstreuten
Laserlichtes (Signalkomponente) erhöht wird.
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Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform wurde
die Beziehung zwischen Beobachtungssystem und
Lichtempfänger umgekehrt. Mit dieser Anordnung stößt das
zerstreute Licht als P polarisiertes Licht auf den
halbdurchlässigen Spiegel (oder den
Strahlzerteiler), wodurch die Transmission davon vereinfacht
wird, und stößt dann auf den fotoelektrischen
Konverter 27. Mit dieser Anordnung wird der
Beobachtungsprozeß des zerstreuten Lichtes durch den
Untersuchenden 33 von oben durchgeführt.
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Während die Erfindung unter Bezugnahme auf eine
vorteilhafte Ausführungsart beschrieben worden ist, ist
es so von den Fachleuten zu verstehen, daß eine
Vielzahl von Änderungen gemacht werden können und
daß Abwandlungen von Einzelteilen davon eingesetzt
werden können, ohne jedoch den Bereich der
Erfindung, wie er beansprucht worden ist, zu verlassen.
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Zusätzlich können viele Veränderungen gemacht
werden, um eine bestimmte Situation oder Material
den Lehren der Erfindung anzupassen, ohne den
wesentlichen Bereich davon zu verlassen. Daher ist
es so zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf die
bestimmte Ausführungsform begrenzt ist, die als die
beste Art offenbart ist, um die Erfindung
auszuführen, sondern daß diese Erfindung jegliche
Ausführungsformen miteinbezieht, die in den Bereich der
beigefügten Ansprüche fallen.