DE4422071A1 - Netzhaut-Blutströmungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Netzhaut-Blutströ­ mungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung zum Messen einer Blutströmung in einer Ader am zu untersuchenden Augenhin­ tergrund.

Fig. 1A zeigt eine herkömmliche Netzhaut-Blutströmungs­ geschwindigkeits-Meßeinrichtung, bei der im allgemeinen eine Schlitzlampe für Augenuntersuchungen und -behandlun­ gen verwendet wird. Ein optisches Beleuchtungssystem ist in einem optischen Pfad k1 angeordnet und ein weißes Be­ leuchtungslicht von einer Untersuchungslichtquelle 1 wird von einem Lochspiegel 2 reflektiert und beleuchtet eine Ader Ev am Hintergrund Ea eines zu untersuchenden Auges E über einen Schlitz 3, eine Linse 4 und eine Kontaktlinse 5, die das Brechungsvermögen der Hornhaut der zu untersu­ chenden Auges E ausgleicht und den Hintergrund Ea des Au­ ges beobachtbar macht. Eine kohärente Lichtquelle, wie beispielsweise eine He-Ne-Laser 6, für die Emission eines Meß- oder Untersuchungsstrahls (zum Messen) ist hinter dem Lochspiegel 2 angeordnet und der Meß- oder Untersuchungs­ strahl von der kohärenten (Meß-)Lichtquelle 6 passiert eine Öffnung in der Mitte des Lochspiegels 2, wird mit dem Beleuchtungslicht von der Untersuchungslichtquelle 1 koa­ xial gemacht und bestrahlt den Hintergrund Ea des Auges als ein Punkt.

Durch den Hintergrund Ea gestreutes und reflektiertes Licht passiert die Objektivlinsen 7a und 7b eines opti­ schen Lichtempfangssystems für stereoskopische Beobach­ tung, das in optischen Pfaden k2 und k3 mit einem Winkel α′ dazwischen angeordnet ist, wird dann von Spiegeln 8a, 8b und Spiegeln 9a, 9b reflektiert und als das Bild des Hintergrunds des Auges durch einen Untersucher über Okula­ röffnungen 10a und 10b betrachtet. Der Untersucher wählt einen zu messenden Bereich aus, während er durch die Okularöffnungen 10a und 10b schaut und den Hintergrund Ea des Auges betrachtet.

Fig. 1B zeigt das Bild des durch den Untersucher unter­ suchten Augenhintergrunds. Wenn die zu beobachtende Ader Ev in einem durch das Beleuchtungslicht beleuchteten Be­ reich mit einer im voraus vorbereiteten Skala Sc in der Brennebene der Okularöffnungen 10a und 10b angezeigt wird, wird der Untersuchungsstrahl von der Meß-Lichtquelle 6 mit der Ader angezeigt und der zu messende Bereich wird mit­ tels eines Punktstrahls PS des Untersuchungsstrahls von der Meß-Lichtquelle 6 bestimmt. Zu diesem Zeitpunkt wird das von der Ader am Hintergrund Ea des Auges gestreute Licht mittels von Photovervielfachern 12a und 12b über Fasern 11a und 11b erfaßt.

Dieses erfaßte Signal enthält eine Überlagerungssignalkom­ ponente, die durch eine durch eine Blutströmung durch die Ader Ev Doppler-verschobene Signalkomponente erzeugt ist, und eine durch die Wand der Ader reflektierte Bezugskompo­ nente, die miteinander interferieren. Durch Frequenzanaly­ se dieses Überlagerungssignals kann die Blutströmungsge­ schwindigkeit in der Ader Ev ermittelt werden.

Fig. 1C zeigt ein Beispiel für das Ergebnis der Frequen­ zanalyse des mittels der Photovervielfacher erfaßten Si­ gnals. In Fig. 1C bezeichnet die Abszisse die Frequenz Δf und die Ordinate die spektrale Energie ΔS. Die Beziehung zwischen dem Maximalwert Δfmax der Frequenz, dem Wellen­ zahlvektor Ki des einfallenden Strahls, dem Wellenzahlvek­ tor Ks des empfangenen Lichtstrahls und dem Geschwindig­ keitsvektor der Blutströmung kann ausgedrückt werden als:

Δfmax = (Ks-Ki)· (1)

Wenn also die Gleichung (1) modifiziert wird durch die Verwendung von zwei Maximalwerten Δfmax1 und Δfmax2, die aus den erfaßten Signalen jedes des Photovervielfacher 12a und 12b berechnet sind, von der Wellenlänge λ des Laser­ strahls, von dem Brechungsindex n des zu messenden Be­ reichs, von dem Winkel α zwischen den optischen Erfas­ sungsachsen K2 und K3 im Auge und von dem zwischen der durch die optischen Lichtempfangsachsen K2 und K3 im Auge gebildeten Ebene gebildeten Winkel β, dann kann die maxi­ male Geschwindigkeit Vmax der Blutströmung ausgedrückt werden als:

Vmax = {λ(nα)}·|Δfmax1-Δfmax2|/cosβ (2)

Mittels derartiger Messung aus zwei Richtungen wird die Verteilung des einfallenden Strahls in der Einfallsrich­ tung ausgeglichen und die Blutströmung in irgendeinem Be­ reich des Hintergrunds Ea des Auges kann ohne die bestimm­ ten Richtungen des einfallenden Strahls und des erfaßten Strahls im Auge gemessen werden.

Es ist zur Messung der richtigen Blutströmungsgeschwindig­ keit erforderlich, daß β in Gleichung (2) bekannt ist. Dieses herkömmliche Beispiel ist derart entworfen, daß das ganze optische Lichtempfangssystem gedreht wird oder eine Bilddreheinrichtung im optischen Lichtempfangssystem an­ geordnet ist, um die Schnittlinie A optisch mit dem Ge­ schwindigkeitsvektor oder der Richtung der Ader zusammen­ fallen zu lassen.

Jedoch wird im vorstehend beschriebenen herkömmlichen Bei­ spiel sichtbares Licht in das zu untersuchende Auge proji­ ziert, um die Untersuchung und Beobachtung durchzuführen, so daß es notwendig ist, die Pupille des zu untersuchenden Auges auszuweiten und eine pupillenerweiterndes Mittel (Mydriatisches Mittel) muß in das Auge getropft werden.

Das pupillenerweiternde Mittel ist eine Art Anästhetikum und sein Einfluß auf die Blutströmung im Augenhintergrund kann nicht vernachlässigt werden. Um die Verwendung dieser Art von "Droge" zu vermeiden, ist unsichtbares Licht für alle Lichtquellen nützlich. Dabei treten jedoch die fol­ genden Probleme auf.

Erstens wird, im Fall der Beobachtung des Augenhinter­ grunds mit unsichtbarem Licht, wie beispielsweise Licht nahe dem infraroten Bereich, die Fokussierung im Augenhin­ tergrund schwieriger als im Fall der Beobachtung mit sichtbarem Licht. Das infrarote Licht erreicht den tiefen Teil der Netzhaut und der Unterschied in der Reflexions­ stärke zwischen dem Hämoglobin im Blut und dem Melanin des Netzhaut-Pigment-Epitheriums (RPE) nimmt ab und daher ist der Kontrast des Bilds des Augenhintergrunds erheblich verringert.

Zweitens tritt, wie in Fig. 1D gezeigt, im Fall der Mes­ sung unter Verwendung sichtbaren Lichts, inbesondere bei rotem Licht, eine hohe Reflexionsstärke im Augenhinter­ grund auf, so daß der Großteil des Untersuchungsstrahls IL als reflektiertes Licht RL von den roten Blutkörperchen in der Ader reflektiert wird. Jedoch ist bei der Verwendung von Licht nahe dem infraroten Bereich als Untersuchungs­ strahl die Reflexionsstärke und Absorption durch rote Blutkörperchen verringert. Daher passiert das Licht die Blutströmung in der Netzhaut R und erreicht die Aderhaut des Auges (Chorioidea) Sc hinter dem Netzhaut-Pigment- Epitherium. In der Aderhaut SC exisiert eine Vielzahl von Adern SV und das dort gestreute Licht DL vermischt sich mit dem reflektierten Licht RL. Dann empfängt ein Sensor dieses Mischsignal, das die Meßgenauigkeit verringert, und dies führt dazu, daß eine hoch-genaue Messung nicht er­ reicht werden kann.

Angesichts der vorstehend erwähnten Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Netzhaut- Blutströmungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung zu schaffen, bei der Blutströmungsgeschwindigkeits-Informationen in einer gewünschten Tiefe genau erhalten werden können, auch wenn infrarotes Licht verwendet wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Netzhaut-Blutströmungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung zu schaffen, bei der ein Untersucher die Tiefen-Informationen eines zu messenden Bereichs ausreichend erfassen kann, auch wenn insbesondere infrarotes Licht verwendet wird.

Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1A einen Aufbau eines herkömmlichen Beispiels;

Fig. 1B eine Ansicht eines durch einen Untersucher be­ obachteten Augenhintergrunds;

Fig. 1C ein Frequenzverteilungsdiagramm der Ausgabe eines Photovervielfachers;

Fig. 1D eine Schnittansicht des Augenhintergrunds;

Fig. 2A den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2B die Anordnungsbeziehungen zwischen den Bildern eines Ringschlitzes, eines Paars von kleinen Spiegeln und einer Öffnung der Pupille einer zu untersuchenden Auges;

Fig. 3 ein Bild des Augenhintergrunds auf einem Fernsehbildschirm;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines teilweise re­ flektierenden Spiegels;

Fig. 5 die Fokus-Anzeigeeinrichtung mit geteiltem Bild; und

Fig. 6 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung der Wirkung eines Nadellochs (pin hole).

Fig. 2A zeigt den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Verwendung einer Art von Netzhaut-Kamera. Im optischen Pfad, der von einer Beleuchtungslichtquelle 21 einschließlich einer Wolframlampe oder ähnlichem, die Licht nahe dem infraroten Bereich emittiert, zu einer Ob­ jektivlinse 22 führt, sind ein Filter 23 zum Abblocken von sichtbarem Licht, eine Kondensorlinse 24, ein Spiegel 25, eine Feldlinse 26, ein Ringschlitz 27 mit einer ringförmi­ gen Öffnung, eine Verzögerungslinse (relay lens) 28, ein teilreflektierender Spiegel 29, eine Verzögerungslinse (relay lens) 30, ein Lochspiegel 31 mit einer Öffnung in der Mitte und eine Bilddreheinrichtung 32 angeordnet.

Im optischem Pfad hinter dem teilreflektierenden Spiegel 29 ist eine Fokus-Anzeigeeinrichtung 33 zum Anzeigen des Fokussierzustands auf dem Hintergrund Ea des zu untersu­ chenden Auges E angeordnet. Weiterhin sind in einem opti­ schen Pfad von der Lichtquelle 34 für Licht nahe dem in­ fraroten Bereich zum teilreflektierenden Spiegel 29 eine rechteckige Aperturblende 35 mit einer rechteckigen Öff­ nung, eine Kondensorlinse 36, ein Filter 37, ein Spaltprisma 38, eine Öffnungsanzeige-Maske 39 mit einer Öffnung, eine Lichtstrahl-Formblende 40 mit zwei Öffnungen und eine Linse 41 angeordnet.

Desweiteren sind in einem optischen Pfad hinter dem Loch­ spiegel 31 Linsen 42, 43, eine galvanometrischer Spiegel 44, Linsen 45, 46 und eine galvanometrischer Spiegel 47 angeordnet, durch die eine Bildstabilisiereinrichtung 48 gebildet ist. Die galvanometrischen Spiegel 44 und 47 sind mit dem Lochspiegel 31 über die Linsen 42, 43, 45 und 46 verbunden. Der galvanometrische Spiegel 44 besitzt eine Drehachse in einer Richtung senkrecht zum Zeichnungsebene in Fig. 2A und der galvanometrische Spiegel 47 besitzt eine Drehachse B in der Ebene der Zeichnung senkrecht zur Drehachse des galvanometrischen Spiegels 44 und wird durch Bedienung eines Steuerknüppels (joy stick) 49 gedreht. Außerdem ist eine Antriebsvorrichtung 50 mit dem galvano­ metrischen Spiegel 44 verbunden.

In einem optischen Pfad in der Richtung der Reflektion des galvanometrischen Spiegels 47 sind eine Fokussierlinse 51, ein Paar kleiner Spiegel 53a, 53b, die in einander zuge­ ordneter Beziehung zu der Pupille des zu untersuchenden Auges symmetrisch in Bezug auf den optischen Pfad stehen (der kleine Spiegel 53b ist in Fig. 2A nicht gezeigt), angeordnet. Hinter den kleinen Spiegeln 53a, 53b sind eine Blende 54 zugeordnet zu der Pupille, eine Fokussierlinse 55 und ein dichroitischer Spiegel 56 angeordnet. In opti­ schen Pfaden in der Reflektionsrichtung des Paars von kleinen Spiegeln 53a und 53b sind Linsen 57a, 57b (von denen Linse 57b nicht gezeigt ist), ein im optischen Pfad angeordnetes und in zugeordneter Beziehung zu dem Hinter­ grund Ea des zu untersuchenden Auges E stehendes kleines Loch 58 und Photovervielfacher 59a, 59b (von denen der Photovervielfacher 59b nicht gezeigt ist) angeordnet. Da­ her sind in Fig. 2A nur die Elemente auf der optischen Achse des kleinen Spiegels 53a gezeigt, um doppelte Darstellung zu vermeiden. Ebenso ist im optischen Pfad in der Reflektionsrichtung des dichroitischen Spiegels 56 ein Halbspiegel 60, eine Linse 61 und eine Fernsehkamera 62 angeordnet, mittels derer ein optisches Beobachtungssystem gebildet wird, und der Ausgang der Fernsehkamera ist mit einem monochromatischen Fernsehmonitor 46 verbunden.

In einem optischen Pfad hinter dem dichroitischen Spiegel 56 sind Linsen 65 und 66 zur Projektion eines Strahls des Untersuchungsstrahls und eine Laserquelle 67 zur Messung angeordnet. Weiterhin ist ein Adererfassungssystem 68 in einem optischen Pfad in der Richtung der Reflektion des Halbspiegels 60 vorgesehen, welches einen Spiegel 69, eine Linse 70, einen Filter 71 und einen CCD-Zeilensensor 72 mit einem Bildverstärker enthält. Die Ausgabe des CCD- Zeilensensors 72 ist mit der Antriebseinrichtung 50 über eine Steuereinheit 73 verbunden. Die Fokussierlinse 55 und die Fokus-Anzeigeeinrichtung 33 sind mittels eines Fokus­ sierknopfes 74 entlang der optischen Achse beweglich.

Die Bilder des Ringschlitzes 27, das Paar von kleinen Spiegeln 53a und 53b und die Blende 54 auf der Pupille des zu untersuchenden Auges E sind ein Ringbild PR, kleine Spiegelbilder Ma und Mb bzw. ein Blendenbild PA, wie in Fig. 2B gezeigt.

Das von der Beleuchtungslichtquelle 21 emittiert Licht wird durch den Filter 23 zum Abblocken des sichtbaren Lichts zu Licht nahe dem infraroten Bereich, wird durch den Ringschlitz 27 über die Kondensorlinse 24 und den Spiegel 25 abgebildet, passiert den teilreflektierenden Spiegel 29 und die Verzögerungslinse 30, wird einmal durch den Lochspiegel 31 abgebildet, passiert die Bilddrehein­ richtung 32, wird wiederum als das Ringbild PR, wie in Fig. 2B gezeigt, auf der Pupille des zu untersuchenden Auges E mittels der Objektivlinse 22 abgebildet und be­ leuchtet im wesentlichen gleichmäßig den Hintergrund Ea des zu untersuchenden Auges E. Die Feldlinse 26 dient zur wirksamen Ausrichtung des Lichtstrahls in das zu untersu­ chende Auge E.

Der vom Hintergrund Ea des Auges reflektierte Lichtstrahl passiert die Objektivlinse 22 und die Bilddreheinrichtung 32, passiert die Öffnung im Lochspiegel 31, wird vom gal­ vanometrischen Spiegel 47 über die Linsen 42, 43, den gal­ vanometrischen Spiegel 44 und die Linsen 45, 46 in die Bildstabilisiereinrichtung 48 reflektiert, passiert die Fokusierlinse 51, die Blende 54 und die Fokussierlinse 55 im optischen Beobachtungssystem 63, wird vom dichroiti­ schen Spiegel 56 reflektiert und durch den Halbspiegel 60 in zwei Richtungen aufgeteilt. Der durch den Halbspiegel 60 durchgelassene Lichtstrahl passiert die Linse 61 und wird als ein Augenhintergrundsbild Ea′ auf der Fernsehka­ mera 62 abgebildet und das Augenhintergrundsbild wird auf dem Fernsehmonitor 64 angezeigt. Der Untersucher führt den Abgleich der Einrichtung und die Auswahl des zu messenden Bereichs während der Beobachtung des Fernsehbildschirms 64 durch.

Andererseits wird der durch den Halbspiegel 60 reflektier­ te Lichtstrahl über den Spiegel 69, die Linse 70 und den Filter 71 in dem Adererfassungssystem 68 auf dem CCD- Zeilensensor 72 mit einem Bildverstärker abgebildet, wobei ein Bild einer Ader Ev′ mehr vergrößert wird als das von der Fernsehkamera 62 aufgenommene Augenhintergrundbild Ea′.

Der Lichtstrahl von der Meß-Laserquelle 67 wird über die Linse 66, die Linse 65 und den dichroitischen Spiegel 56 des optischen Beobachtungssystems 63 übertragen, passiert die Fokussierlinse 55, die Blende 54 und die Fokussierlin­ se 51, passiert die Bildstabilisiereinrichtung 48, pas­ siert die Öffnung im Lochspiegel 31, die Bilddreheinrich­ tung 32 und die Objektivlinse 22, wird zum Blendenbild PA auf der Pupille gemacht und beleuchtet den Hintergrund Ea des untersuchenden Auges E punktartig. Der reflektierte Lichtstrahl vom Hintergrund Ea des Auges kehrt über den­ selben optischen Pfad zurück und ein Teil davon wird mit­ tels der Paars von kleinen Spiegeln 53a und 53b in zwei Richtungen reflektiert.

Das durch den Hintergrund gestreute oder reflektierte Licht, das nicht durch das Paar von kleinen Spiegeln 53a und 53b reflektiert wird, ist ein Licht, das von dem Blen­ denbild PA auf der Pupille erhalten wurde, wie in Fig. 2B gezeigt, und es passiert die Blende 54 und die Fokussier­ linse 55, wird von dem dichroitischen Spiegel 56 reflek­ tiert, passiert den Halbspiegel 60 und die Linse 61, wird als Punktstrahl PS einschließlich eines kleinen Kreises zusammen mit dem Augenhintergrundbild Ea′ durch die Be­ leuchtungslichtquelle 21 mittels der Fernsehkamera 62 ab­ gebildet, und das Punktbild PS wird auf dem Fernsehbild­ schirm 64 dargestellt.

Andererseits ist das von dem Paar von kleinen Spiegeln 53a und 53b reflektierte Licht Licht, das als Spiegelbilder Ma und Mb auf der Pupille erhalten wurde und es passiert die Linsen 57a, 57b und das kleine Loch 58 und wird von den Photovervielfachern 59a und 59b empfangen. Der in Fig. 1A gezeigte Meßwinkel α, der durch die gegenüberliegenden Spiegelbilder Ma und Mb gebildet wird, wird gefunden, und das Lichterfassungssignal wird unter Verwendung des Doppler-Meßprinzips wie im Stand der Technik analysiert, um dadurch die Blutströmungsgeschwindigkeit in der Netz­ hautader des Hintergrunds Ea zu bestimmen.

Zu diesem Zeitpunkt wird das am Hintergrund Ea des Auges reflektierte Licht von der Meß-Laserquelle 67 durch den Halbspiegel 60 reflektiert und fällt in das Adererfas­ sungssystem 68 ein, jedoch die Wellenlänge der Laserquelle 67 wird durch den auf dieser Seite des CCD-Zeilensensors 72 angeordneten Filter 71 abgeblockt. Daher erreicht der Lichtstrahl von der Meß-Laserquelle 67 den CCD- Zeilensensor 72 nicht und der CCD-Zeilensensor 72 nicht nur das Augenhintergrundbild Ev′ der Ader durch die Be­ leuchtungslichtquelle 21 auf. Das Lichtempfangssignal des CCD-Zeilensensors 72 wird zur Steuereinheit 73 ausgegeben, in der die Bewegungsmenge des Aderbilds Ev′ in Richtung der Anordnung der Elemente des CCD-Zeilensensors 72 be­ rechnet wird, wodurch die feine Bewegung der Festsetzung des zu untersuchenden Auges E in dieser Richtung überwacht wird.

Die Fokus-Anzeigeeinrichtung 33 besitzt die Funktion der Projektion der Anzeige auf das zu untersuchende Auge E, wenn der Untersucher eine Fokussierung durchführt. Der von der Lichtquelle 34 für Licht nahe dem infraroten Bereich emittierte Lichtstrahl passiert die rechteckige Apertur­ blende 35, wonach er die Kondensorlinse 36, den Filter 37 und das Spaltprisma 38 passiert und in zwei Richtungen aufgeteilt und einmal auf der Maske 39 abgebildet wird. Da das Spaltprisma 38 die Öffnung in der Maske 39 in zwei aufteilt, passieren zwei durch das Spaltprisma 38 getrenn­ te Lichtstrahlen zwei verschiedene Öffnungen in der Lichtstrahl-Formblende 40, werden wiederum mittels der Linse 41 auf den teilreflektierenden Spiegel 29 abgebildet und reflektiert und passieren die Verzögerungslinse 30, den Lochspiegel 31, die Bilddreheinrichtung 32 und die Objektivlinse 22, und werden zusammen mit dem Licht von der Beleuchtungslichtquelle 21 auf den Hintergrund Ea des Auges projiziert.

Der vom Hintergrund Ea des zu untersuchenden Auges E re­ flektierte Lichtstrahl kehrt über denselben optischen Pfad zurück, passiert die Öffnung des Lochspiegels 31 und die optischen Elemente der Bildstabilisiereinrichtung 48, pas­ siert die Fokussierlinse 55, die Blende 54 und die Fokus­ sierlinse 55, wird von dem dichroitischen Spiegel 56 re­ flektiert, und wird als eine Anzeigemarkenbild S auf der Fernsehkamera 62 gebildet, und dieses Bild wird zusammen mit dem Augenhintergrundbild Ea′ und dem Punktbild PS auf dem Fernsehbildschirm 64 angezeigt, wie in Fig. 3 gezeigt.

Der teilreflektierende Spiegel 29 besitzt in einem Teil einen kleinen reflektierenden Bereich 29a, der leicht ex­ zentrisch von der optischen Achse der optischen Beleuch­ tungssystems ist, wie in Fig. 4 gezeigt. Der Lichtstrahl FI von der Lichtquelle 34 für Licht nahe dem infraroten Bereich wird von diesem reflektierenden Bereich 29a voll­ ständig reflektiert, koaxial mit dem Beleuchtungslicht IL von der Beleuchtungslichtquelle 21 gemacht und auf den Hintergrund Ea des zu untersuchenden Auges E projiziert. Zu diesem Zeitpunkt wird der reflektierende Bereich 29a derart geregelt, daß er im wesentlichen dem Hintergrund Ea des Auges zugeordnet ist und daher als ein Schattenbild PR′ auf der Fernsehkamera 62 gebildet ist, und dieses Bild wird auf dem Fernsehbildschirm 64 angezeigt. Der Untersu­ cher fokussiert das Augenhintergrundbild Ea′ während der Beobachtung der Fernsehbildschirms 64.

Wenn der Fokussierknopf 74 angetrieben wird, werden die Fokussierlinse 55 und die Fokus-Anzeigeeinrichtung 33 zu­ sammen entlang der optischen Achse bewegt. Zu diesem Zeit­ punkt wird der Untersuchungsstrahl von der Meß-Laserquelle 67 als ein Punktbild PS in der Fokusebene f an einer dem Hintergrund Ea des Auges durch die Linse 66 zugeordneten Position gebildet und diese zugeordnete Beziehung wird über die Linse 65 geregelt. Wenn die Fokussierlinse 55 mittels des Fokussierknopfs 74 entlang der optischen Achse bewegt wird, werden die Bildaufnahmeoberfläche der Fern­ sehkamera 62, die Bildaufnahmeoberfläche des CCD- Zeilensensors 72 und die Fokussierebene f der Linse 66 dem Hintergrund Ea des Auges zu einem Zeitpunkt zugeordnet und deshalb wird die Fokussierung des von der Fernsehkamera 62 empfangenen Augenhintergrundbilds Ea′, des Punktbilds PS und des von dem CCD-Zeilensensor 72 empfangenen Aderbilds Ev′ durchgeführt.

Ebenso wird die Fokus-Anzeigeeinrichtung 33 entlang der optischen Achse bewegt, der reflektierende Bereich 29a des teilreflektierenden Spiegels 29 derart gesteuert, daß er an einer paarweise mit dem Hintergrund Ea des Auges zuge­ ordneten Position angeordnet ist, die zwischen den Verzö­ gerungslinsen 28 und 30 liegt, und die abgebildete Posi­ tion der Anzeigeeinrichtung S wird über die Linse 41 dem Hintergrund Ea des Auges zugeordnet. Deshalb wird, wenn das Augenhintergrundbild Ea′ fokussiert wird, die An­ zeigeeinrichtung S in eine Linie mit dem Zentrum des zen­ tralen Bildes PR′ gelegt, wie in Fig. 3 durch den Pfeil angedeutet.

Wenn dahingegen das Augenhintergrundbild Ea′ nicht scharf­ gestellt ist, wird das Anzeigemarkenbild S als in zwei Teile aufgeteilt, wie in Fig. 5 gezeigt, bestätigt. Der Untersucher kann die Tiefe der untersuchten Ader Ev aus dem Grad der Abweichung zwischen den zwei Indexmarkenbil­ dern wissen. Zu diesem Zeitpunkt wird in betrieblicher Verbindung mit dem Fokussierknopf 74 das Nadelloch (pin hole) 58 im optischen Beobachtungssystem 63 ebenso entlang der optischen Achse bewegt, während es seine zugeordnete Beziehung zur Pupille behält.

Die Funktion des Nadellochs 58 wird im folgenden mit Bezug auf die schematische Ansicht in Fig. 6 beschrieben. In Fig. 6 ist die Position der zu messenden Ader Ev im Hin­ tergrund Ea des Auges durch einen Meßbereich P1 darge­ stellt und die Position der Ader Sv in der Aderhaut des Auges (Chorioidea) Sc hinter der Ader Ev ist durch einen Meßbereich P2 dargestellt. Der Lichtstrahl von der Meß- Laserquelle 67 fällt auf den Spiegel 81 von unten ein, wird nach rechts und links reflektiert und beleuchtet den Meßbereich P1. Der reflektierte Lichtstrahl im Meßbereich P1, der durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, passiert eine Öffnung 82, die die Funktion der Bestimmung der Lichtempfangsrichtung gleich der des Paars von kleinen Spiegeln 53a und 53b durchführt, und passiert ein Nadel­ loch 84. Danach wird er von einem nicht gezeigten Photo­ vervielfacher empfangen, da das Nadelloch 84 dem Meßbe­ reich P1 mittels einer Linse 83 (entsprechend den Linsen 57a, 57b) zugeordnet wurde. In dem vorstehend beschriebe­ nen optischen System kann der reflektierte Lichtstrahl im Meßbereich P2, der durch eine gestrichelte Linie darge­ stellt ist, das Nadelloch 84 nicht passieren und wird da­ her nicht vom Photovervielfacher empfangen.

Wie vorstehend beschrieben, wird im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel mit Hilfe des Nadelloches 58 nur der von der in einer bestimmten Tiefe liegenden Ader Ev reflektierte Lichtstrahl von den Photovervielfachern 59a und 59b emp­ fangen, wodurch es möglich ist, nur die Geschwindigkeit der gewünschten Blutströmung zu messen. Bei einer wirkli­ chen Untersuchung stellt der Untersucher die Tiefe der zu messenden Ader Eb mittels des Fokussierknopfes 74 ein, während er den getrennten Zustand der auf dem Fernsehbild­ schirm 64 angezeigten Anzeigeeinrichtung S im in Fig. 3 gezeigten Augenhintergrundbild Ea′ beobachtet, wodurch die Fokussierung des Augenhintergrundbilds Ea′ bewirkt wird. Nach der Beendigung des Fokussierens veranlaßt der Unter­ sucher eine Messung, bringt die Ader Ev und das Punktbild miteinander zur genauen Überlagerung und wählt einen zu messenden Bereich aus.

Im Blickfeld des Untersuchers ist das Punktbild PS in der Mitte des Blickfelds fixiert und zu diesem Zeitpunkt wird das Augenhintergrundbild als sich bewegend erkannt. Wenn die Bilddreheinrichtung 32 dann gedreht wird, wird das in Fig. 3 gezeigte Augenhintergrundbild Ea′ um das in der Mitte des Blickfelds liegende Punktbild PS gedreht. Der Untersucher kann die Verlaufsrichtung der zu messenden Ader Ev zur Überlagerung mit der Richtung einer Achse A bringen. Hier zeigt die Richtung der Koordinatenachse A die Richtung der Schnittlinie zwischen der durch die Mit­ ten des Paars von kleinen Spiegeln 53a und 53b und den Hintergrund Ea des zu untersuchenden Auges E gebildeten Ebene an und der CCD-Zeilensensor 72 nimmt das Bild von einem balkenartigen Bereich I vergrößert auf.

Das zur Überlagerung Bringen der zu messenden Ader Ev mit der Richtung des Achse A, wie vorstehend beschrieben, ist ähnlich der Bedingung, daß in der für das herkömmliche Beispiel gezeigten Gleichung (2) cosβ = 1. Wie beim her­ kömmlichen Beispiel beschrieben, ist das Prinzip der Ge­ schwindigkeitserfassung vom Interferenzsignal zwischen dem gestreuten reflektierten Licht von der Aderwand und dem gestreuten reflektierten Licht in der Blutströmung erhal­ ten. Daher bewegt sich, auch während der Messung, der Aug­ apfel in Richtung der Achse A und das Ergebnis der Messung wird nicht beeinflußt, da die Blutströmung in der Ader Ev im wesentlichen parallel zur Richtung der Achse A ist. Jedoch, wenn sich der Augapfel in einer Ebene senkrecht zur Achse A bewegt, wird der Meßlaserstrahl von der Meß- Laserquelle 67 von dem in der Ader zu messenden Bereich abweichen und somit die Messung unmöglich werden. Im vor­ liegenden Ausführungsbeispiel arbeiten das Adererfassungs­ system 68 und die Bildstabilisiereinrichtung miteinander zusammen, um ein eindimensionales Nachführen (tracking) in der Richtung einer Achse D senkrecht zur Achse A zu bewirken.

Der CCD-Zeilensensor 72 des Adererfassungssystems 68 nimmt das eindimensionale Bild des Aderbilds Ev′ in der Richtung D auf, während der zu messende Bereich durch das Punktbild PS ausgewählt wird. Die Menge der eindimensionalen Bewe­ gung des Aderbilds Ev′ auf dem CCD-Zeilensensor 72 wird aus dem Lichtempfangssignal des CCD-Zeilensensors 72 durch die Steuereinheit 73 berechnet, um dadurch ein Treibersignal für den galvanometrischen Spiegel 44 der Bildstabilisiereinrichtung 48 zu erzeugen. Der galvanome­ trische Spiegel 44 wird durch die Antriebsvorrichtung 50 angetrieben, wodurch die aufgenommene Position des Ader­ bilds Ev′ durch den CCD-Zeilensensor 72 derart gesteuert wird, daß sie immer konstant ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Tiefe des zu messenden Bereichs anhand des Grads der Trennung des auf dem Fernsehbildschirm 64 dargestellten Indexmarkenbilds S beurteilt. Alternativ kann jedoch beispielsweise der Bild­ aufnahmebereich im Hintergrund Ea des Auges mittels des CCD-Zeilensensors 72 mit dem Indexmarkenbild S vergrößert werden, wobei dieses Indexmarkenbild S analysiert und quantitativ ausgewertet werden kann, und kann als die Tie­ fe des zu messenden Bereichs auf dem Fernsehbildschirm 64 dargestellt werden. Auch in einer einlinsigen Reflexkamera kann ein Spaltprisma im optischen Beobachtungssystem 63 vorgesehen sein, um das Aderbild Ev′ zu teilen, und die Information über die Tiefe des zu messenden Bereichs kann aus dem Grad dieser Teilung erhalten werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die Tiefe des zu messenden Bereich aus dem Kontrast des durch die Fokus-Anzeigeeinrichtung 33 und den CCD- Zeilensensor 72 aufgenommenen Aderbilds Ev′ zu wissen.

Desweiteren wurde das Doppler-Meßverfahren als ein Bei­ spiel für ein Verfahren zur Erfassung der Blutströmungsge­ schwindigkeit beschrieben, während die Verwendung dieses Erfassungsverfahrens nicht einschränkend zu betrachten ist, sondern in der vorliegenden Erfindung irgendein Ge­ schwindigkeitsmeßverfahren anwendbar ist, bei dem sich die Richtung des Strahleinfalls des Meßlichts auf einen be­ stimmten Bereich des Hintergrunds Ea des zu untersuchenden Auges E und die Empfangsrichtung des Strahls von am Hintergrund Ea des Auges reflektiertem Licht voneinander unterscheiden.

Eine Netzhaut-Blutströmungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung besitzt ein Bestrahlungssystem zum punktuellen Aufbringen eines Meß-Laserstrahls auf eine Blutströmung im Hinter­ grund eines zu untersuchenden Auges, eine Lichtempfangs­ einrichtung zum Empfangen des vom Hintergrund des Auges reflektierten Lichts des Meß-Laserstrahls, wobei der Blut­ strömungszustand des Hintergrunds des Auges aus dem Lich­ tempfangssignal von der Lichtempfangseinrichtung gemessen wird, und ein vorschreibendes Element zum Vorschreiben der Position des vom Hintergrund des Auges reflektierten Lichts in der Richtung der Tiefe des Hintergrunds des Auges.

Claims (14)

1. Netzhaut-Blutströmungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung mit:
einem Bestrahlungssystem (65, 66, 67) zum punktuellen Auf­ bringen eines Meß-Laserstrahls auf eine Blutströmung in einem Hintergrund (Ea) eines zu untersuchenden Auges (E);
einer Lichtempfangseinrichtung (59a, 59b) zur Empfangen des vom Hintergrund (Ea) des Auges (E) reflektierten Lichts des Meß-Laserstrahls, wobei der Blutströmungszu­ stand des Hintergrunds (Ea) des Auges (E) aus dem Aus­ gangssignal der Lichtempfangseinrichtung (59a, 59b) gemes­ sen wird; und
einem vorschreibenden Element (31, 54, 58) zum Vorschrei­ ben der Position des reflektierten Lichts vom Hintergrund (Ea) des Auges (E) in der Richtung der Tiefe des Hinter­ grunds (Ea) des Auges (E).

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorschreibende Element (31, 54, 58) die Richtungen des einfallenden Lichtstrahls auf einen zu messenden Bereich am Hintergrund (Ea) des Auges (E) und des austretenden Lichtstrahls von dem zu messenden Bereich vorschreibt, und der Teil der Überschneidung zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und dem austretenden Lichtstrahl als der zu messende Bereich festgelegt ist.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorschreibende Element (31, 54, 58) eine erste an ei­ ner Position zwischen dem zu untersuchenden Auge (E) und den Lichtempfangseinrichtungen (59a, 59b) angeordnete Lichtstrahl-Beschränkungseinrichtung (58), die der Pupille des zu untersuchenden Auges (E) zugeordnet ist und exzen­ trisch relativ zur Position des Meß-Laserstrahls auf der Pupille ist, und eine an einer dem Hintergrund (Ea) des zu untersuchenden Auges (E) zugeordneten Position angeordnete zweite Lichtstrahl-Beschränkungseinrichtung (31) besitzt.

4. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vorschreibende Element (31, 54, 58) weiterhin eine im optischen Pfad des Meß-Laserstrahls im Bestrahlungssystem (65, 66, 67) angeordnete dritte Lichtstrahl-Beschränkungs­ einrichtung (54) besitzt.

5. Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lichtstrahl-Beschränkungseinrichtung (58) und die dritte Lichtstrahl-Beschränkungseinrichtung (54) auf verschiedenen Positionen auf der Pupille abgebildet werden.

6. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meß-Laserstrahl infrarotes Licht ist.

7. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung (33) zum Anzeigen der Position des zu messenden Bereichs in der Richtung der Tiefe nahe dem Hintergrund (Ea) des Auges (E).

8. Meßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (33) eine Fokus-Anzeigeein­ richtung (33) besitzt.

9. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Pfad des Bestrahlungssystems (65, 66, 67) und der optische Pfad vom zu untersuchenden Auge zu der Lich­ tempfangseinrichtung (59a, 59b) ein übliches optisches System (32, 48, 63) in einer Objektivposition passieren.

10. Meßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das übliche optische System (32, 48, 63) eine Bilddrehein­ richtung (32) umfaßt.

11. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Bildschirm (64) zum Beobachten des Hintergrunds (Ea) des zu untersuchenden Auges (E).

12. Meßeinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinrichtung (21) zum Beobachten getrennt von dem Bestrahlungssystem (65, 66, 67).

13. Meßeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß das Beleuchtungslicht der Beleuchtungseinrichtung (21) zur Beobachtung Licht nahe dem infraroten Bereich ist.

14. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bewegungserfassungseinrichtung (73) zum Erfassen der Bewegung des Hintergrunds (Ea) des zu untersuchenden Auges (E), und eine Einrichtung (48) zum Verstellen eine opti­ schen Pfads auf der Grundlage der Bewegungserfassungsein­ richtung (73).