DE60204178T2 - Aberrationsfreie Abbildung des Augenhintergrundes - Google Patents

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    • A61B3/1225Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes using coherent radiation

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein diagnostisches Gerät für Augen. Insbesondere, betrifft die vorliegende Erfindung Vorrichtungen und Verfahren zur Untersuchung des Augenhintergrundes. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, zum Erzeugen eines Aberrations-freien Lichtstrahls nützlich, der mit einer Brenntiefe von ungefähr zwanzig Mikron in den Augenhintergrund fokussiert werden kann.
  • Die Untersuchung menschlicher Gewebe erfordert bei Verwendung einer optischen Vorrichtung die Fähigkeit einen einfallenden Lichtstrahl genau auf einen bestimmten Brennpunkt auf dem Gewebe zu fokussieren. Dies kann schwer zu erreichen sein. In dem speziellen Fall des Augenhintergrundes (d.h. der Retina) ist die erforderliche Größe des Brennpunktes für eine wirksame Untersuchung unendlich klein. Die Aufgabenstellung wird durch die Tatsache verkompliziert, dass der Lichtstrahl, bevor er an dessen Brennpunkt in dem Augenhintergrund einfällt bzw. auftrifft, wirksam durch das Auge gerichtet werden muss.
  • Die Anatomie des Augenhintergrundes eines Auges umfasst bekanntermaßen einige unterschiedliche Schichten. Diese Schichten bestehen aus unterschiedlichen Gewebetypen und umfassen in einer von vorne liegenden bzw. anterioren zu einer hinten liegenden bzw. posterioren Richtung: Axone, Ganglienzellen, bipolare Zellen, Rezeptoren (Stäbchen und Zäpfchen), Pigmentzellen und die Choroidea bzw. Aderhaut. Diese Schichten bilden zusammen eine Tiefe für den Augenhintergrund, der irgendwo in dem Bereich von ungefähr dreihundertundfünfzig Mikron, plus oder minus einhundert Mikron (350 μm ± 100 μm) liegt. Einzelne Schichten weisen jedoch lediglich eine Tiefe (bspw. Ganglienzellen und Pigmentzellen) von ungefähr zwanzig Mikron (20 μm) auf. Um somit die unterschiedlichen Schichten des Augenhintergrundes wirksam untersuchen zu können, ist es notwendig ein Gewebevolumen mit einer Tiefe aufzulösen, die gleich oder weniger als 20 μm beträgt. Mit anderen Worten erfordert dies eine Fähigkeit einfallendes Licht auf einen Brennpunkt in dem Augenhintergrund zu fokussieren, der eine dreidimensionale Punktstreufunktion (PSF) aufweist, d.h. das kleinste aufzulösende Volumen, das eine Tiefe von zwanzig Mikron aufweist. Die Optik und die anatomische Struktur des Auges beeinflussen jedoch die Fähigkeit derart zu verfahren.
  • Wann immer ein Lichtstrahl auf einen Punkt fokussiert wird, liegt der Lichtstrahl in dem Raum zwischen dem fokussierenden Element (bspw. einer Linse) und dem Punkt, auf den der Strahl fokussiert wird (d.h. ein Brennpunkt) kegelförmig ausgebildet vor. Gemäß der Optik kommt es ebenfalls vor, dass die Tiefe eines Brennpunkts an dem Brennpunkt deutlich verringert wird, wenn der Kegelwinkel des fokussierten Lichts zunimmt. Wie vorstehend aufgezeigt ist es für Augenhintergrunds-Untersuchungen wünschenswert, dass eine Tiefe für den Brennpunkt so flach bzw. oberflächlich wie möglich vorliegt. Folglich besteht ein Bedarf an relativ großen Kegelwinkeln. Der Kegelwinkel für Licht, das auf den Augenhintergrund fokussiert werden kann, ist beim menschlichen Auge in mindesten zweierlei Hinsicht beschränkt. Einerseits beschränkt die Iris des Auges die Lichtmenge, die in das Auge eintreten kann. Die Iris kann bestenfalls erweitert bzw. dilatiert werden, um eine Apertur bzw. Öffnung zu erstellen, die lediglich ungefähr einen Durchmesser von 6 Millimetern (6 mm) aufweist. Andererseits führen die Kornea bzw. Hornhaut und die Linse des Auges wesentliche optische Aberrationen in das Licht ein, das auf den Augenhintergrund fokussiert wird, wenn die Apertur auf über ungefähr zwei Millimeter (2 mm) erhöht wird.
  • Um die Folgen bei einer optischen Untersuchung des Augenhintergrundes von einem normalen Auge gegenüberzustellen, ist es hilfreich sich die Unterschiede zwischen den möglichen PSFs für eine 2 mm Apertur und einer 6 mm Apertur klar zu machen. Bei einer Apertur von 2 mm beträgt das PSF ein Volumen von ungefähr 10 μm × 10 μm × 200 μm. Andererseits beträgt möglicherweise bei einer Apertur von 6 mm das Volumen eines PSF 2 μm × 2 μm × 20 μm. Die hierbei getroffene Annahme bestand darin, dass das fokussierte Licht Aberrations-frei ist. Somit ist es bei Untersuchungen des Augenhintergrundes, bei denen die Tiefe des Brennpunktes auf ungefähr 20 μm beschränkt sein muss, sehr wünschenswert, dass die gesamten möglichen 6 mm für die Apertur der Iris verwenden werden können. Außerdem ist es aufgrund von Unterschieden in den abzubildenden Geweben der Retina wünschenswert verschiedene Abbildungsmodalitäten zu verwenden. Insbesondere ist es notwendig Blut in Geweben der Retina unter Verwendung von Verfahren abzubilden, die von den Verfahren verschieden sind, die im Wesentlichen transparente Gewebe abbilden.
  • Die US-A-4,579,430 (Bille) offenbart ein Verfahren und Vorrichtung zum Erstellen eines Bildes des Augenhintergrundes.
  • Aus der US-A-6,095,651 ist bekannt, dass eine Vorrichtung zum Abbilden des Augenhintergrundes des menschlichen Auges bereitgestellt wird, welche einen im Wesentlichen Aberrations-freien Lichtstrahl zur Verwendung bei einer Diagnose des Augenhintergrundes erzeugen kann.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Vorrichtung zur Abbildung des Augenhintergrundes des menschlichen Auges bereitzustellen, mit welcher einzelne Schichten des Gewebes in dem Augenhintergrund unter Verwendung geeigneter Abbildungsmodalitäten untersucht werden können. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Vorrichtung zum Abbilden des Augenhintergrundes bereitzustellen, die Licht in den Augenhintergrund mit einer Brenntiefe (d.h. PSF) von ungefähr zwanzig Mikron wirksam fokussieren kann. Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Vorrichtung zum Abbilden des Augenhintergrundes des menschlichen Auges bereitzustellen, die einfach zu verwenden, relative einfach herzustellen und vergleichsweise kostengünstig ist.
  • Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform, wird eine Vorrichtung zum Aberrations-freien Abbilden des Augenhintergrundes des menschlichen Auges bereitgestellt, welche einen bewegbaren Spiegel umfasst; eine Lichtquelle zum Erzeugen eines einfallenden Lichtstrahls, wobei der einfallende Lichtstrahl eine einfallende Wellenfront aufweist; und dadurch gekennzeichnet ist, dass sie weiter eine erste bildgebende Einheit zum Abbilden einer ersten Schicht der Retina umfasst; eine zweite bildgebende Einheit, die eine von der ersten bildgebenden Einheit verschiedene Abbildungsmodalität aufweist, wobei die zweite bildgebende Einheit eine zweite Schicht der Retina abbildet; ein optisches Element zum Fokussieren des einfallenden Lichtstrahls auf einen ersten Brennpunkt in einer ersten Schicht des Augenhintergrundes, um davon als ein erster reflektierter Strahl reflektiert zu werden, und einen zweiten Brennpunkt in der zweiten Schicht des Augenhintergrundes, um davon als eine zweiter reflektierter Strahl reflektiert zu werden; einen Sensor zum Bestimmen der ersten und zweiten, reflektierten Wellenfront, wobei die reflektierte Wellenfronten für den ersten beziehungsweise zweiten reflektierten Strahl charakteristisch sind; einen Komparator zum Vergleichen der jeweils reflektierten Wellenfront mit einer Aberrations-freien Wellenfront, um ein entsprechendes Fehlersignal zu erstellen; und ein Mittel zum Programmieren des bewegbaren Spiegels mit dem Fehlersignal, um die jeweils einfallende Wellenfront durch das optische Element als eine Aberrations-freie Wellenfront zum Fokussieren auf die Brennpunkte in dem Augenhintergrund zu kompensieren, und um die jeweils reflektierte Wellenfront zur Aufnahme durch die erste und zweite bildgebende Einheit als Aberrations-freie Wellenfronten zu kompensieren.
  • Die Erfindung ist ebenfalls auf ein Verfahren zum Aberrations-freien Abbilden des Augenhintergrundes des menschlichen Auges gerichtet, das dadurch gekennzeichnet ist, das es die Schritte eines Erweiterns der Iris des menschlichen Auges umfasst, um eine Apertur zu erzeugen, die einen geweiteten Durchmesser aufweist; Ausrichten eines Lichtstrahls mit einem bewegbaren Spiegel durch die Apertur auf einen ersten Brennpunkt in einer ersten Schicht des Augenhintergrundes des menschlichen Auges, um davon als ein erster reflektierter Strahl reflektiert zu werden, und auf einen zweiten Brennpunkt in einer zweiten Schicht des Augenhintergrundes, um davon als ein zweiter reflektierter Strahl reflektiert zu werden; Bestimmen einer ersten und zweiten Wellenfront, wobei die reflektierten Wellenfronten für den ersten beziehungsweise zweiten reflektierten Strahl charakteristisch sind; Vergleichen der jeweils reflektierten Wellenfront mit einer Aberrations-freien Wellenfront, um ein entsprechendes Fehlersignal zu erzeugen; und Programmieren des bewegbaren Spiegels mit dem Fehlersignal, um die ersten und zweiten reflektierten Wellenfronten zur Aufnahme durch erste und zweite bildgebende Einheiten als Aberrations-freie Wellenfronten zu kompensieren, wobei die ersten und zweiten bildgebenden Einheiten verschiedene Abbildungsmodalitäten aufweisen.
  • Erfindungsgemäß umfasst eine Vorrichtung zum Aberrations-freien Abbilden des Augenhintergrundes des menschlichen Auges, teilweise mehrere bildgebende Einheiten und einen bewegbaren Spiegel. Die bildgebenden Einheiten werden jeweils zum Betrachten des Augenhintergrundes (d.h. Retina) des Auges mit verschiedenen Abbildungsmodalitäten verwendet und der bewegbare Spiegel kann programmiert werden, um Aberrationen aus dem Licht, das auf den Augenhintergrund fokussiert wird, wirksam zu entfernen und welches anschließend von dem Augenhintergrund reflektiert und durch die bildgebende Einheit empfangen wird. Ausführlicher beschrieben, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtstrahls und es wird ein optisches Element bereitgestellt, das den Lichtstrahl durch das Auge auf einen Brennpunkt in dem Augenhintergrund fokussiert. Das von dem Brennpunkt reflektierte Licht kann anschließend abgebildet werden. Abhängig von der Abbildungsmodalität werden verschiedene Abbildungseinheiten verwendet werden, um dies auszuführen. Sollen beispielsweise Blutgefäße in der Retina abgebildet werden, dann kann die bildgebende Einheit ein Fluoroskop sein. Andererseits kann die bildgebende Einheit ein Ellipsometer sein, wenn transparentes Gewebe abgebildet werden soll.
  • Ungeachtet der verwendeten Abbildungsmodalität, wird der von dem Brennpunkt in dem Augenhintergrund reflektierte Lichtstrahl eine reflektierte Wellenfront zeigen, die dem reflektierten Strahl charakteristisch ist. Diese reflektierte Wellenfront wird dann durch den bewegbaren Spiegel in Richtung der bildgebenden Einheit gerichtet. Aufgrund von Aberrationen, die durch das Auge eingeführt werden, ist es jedoch erforderlich, dass die reflektierte Wellenfront eine gewisse Kompensation erfährt bevor sie die bildgebende Einheit erreicht.
  • Um die Wellenfront zu kompensieren, die von dem Augenhintergrund des Auges reflektiert wird, wird ein Computer/Komparator verwendet, um die reflektierte Wellenfront mit einer Aberrations-freien Wellenfront (bspw. einer ebenen Wellenfront) zu vergleichen. Dieser Vergleich wird spezifischerweise gemacht, um ein Fehlersignal zu erstellen. Der Computer/Komparator verwendet dann das Fehlersignal, um den bewegbaren Spiegel zu programmieren, um zwei getrennte, jedoch miteinander verbunden Funktionen zu erhalten. Einerseits kompensiert der programmierte, bewegbare Spiegel Aberrationen, die in den Lichtstrahl eingeführt werden bevor er auf den Brennpunkt in dem Augenhintergrund fällt. Andererseits kompensiert der programmierte, bewegbare Spiegel die reflektierte Wellenfront, um dadurch eine Aberrations-freie Wellenfront zu erzeugen, die durch die bildgebende Einheit empfangen wird.
  • Ein wichtiger Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Auge so weit wie möglich erweitert ist, wenn der Lichtstahl auf den Brennpunkt des Augenhintergrundes fokussiert wird, und dementsprechend, wenn das Licht von dem Brennpunkt reflektiert und an der bildgebenden Einheit empfangen wird. Spezifischerweise ist die Apertur des Auges während der erfindungsgemäßen Durchführung bevorzugterweise bis zu ungefähr sechs Millimetern im Durchmesser erweitert. Die Apertur ist normalerweise ungefähr zwei Millimeter im Durchmesser. Die Folge dieser Erweiterung ist zweifach. Erstens, gestattet die erweiterte Apertur (d.h. 6 mm) eine stark verbesserte Punktstreufunktion (PSF) für den Brennpunkt. Die PSF ist eine spezifische dreidimensionale Erfassung, die das kleinste Volumen eines Brennpunkts für einen Lichtstrahl festlegt. Ist die Apertur des Auges auf ungefähr 6 mm erweitert, dann kommt es vor, dass die PSF so klein wie 2 μm × 2 μm × 20 μm werden kann. Im Gegensatz dazu, ist bei einer Apertur des Auges mit einem Durchmesser von zwei Millimetern die PSF vielmehr in der Größenordnung von 10 μm × 10 μm × 200 μm. Zweitens, werden mit einer erweiterten Apertur wesentliche Aberrationen in das Licht eingeführt, wenn es durch die Kornea in das Auge ein- und aus dem Auge austritt. Trotzdem ist es notwendig, dass die verbesserte PSF eine Tiefe eines Brennpunkts ungefähr 20 μm beträgt, um einzelne Schichten des Augenhintergrundes des Auges, die eine so geringe Tiefe von 20 μm aufweisen können, wirksam abzubilden. Daher besteht der Zweck der vorliegenden Erfindung darin für die eingeführten Aberrationen zu kompensieren und folglich von der verbesserten PSF profitieren zu können.
  • Wie für die vorliegende Erfindung vorgesehen, kann die bildgebende Einheit jede im Stand der Technik bekannte Einrichtung oder Vorrichtung, wie beispielsweise ein Ellipsometer oder eine Fluoroskop sein. Ebenfalls kann die Lichtquelle ein jeder im Stand der Technik bekannte Typ, wie beispielsweise eine Laserdiode oder eine Superlumineszenzdiode (SLD) sein.
  • Die neuen Merkmale dieser Erfindung als auch die Erfindung selbst, werden sowohl gegenüber deren Struktur und deren Betrieb aus den beigefügten Zeichnungen zusammen in Verbindung mit der beigefügten Beschreibung, in der sich ähnliche Bezugsziffern auf ähnliche Teile beziehen, am besten verstanden werden, und in denen:
  • 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, die die Beziehung derer Bestandteile zeigt;
  • 2 ein anatomischer Querschnitt durch das menschliche Auge ist; und
  • 3 eine erläuternde Darstellung eines Abschnitts des Augenhintergrundes eines menschlichen Auges ist.
  • Unter anfänglicher Bezugnahme auf 1 wird eine Vorrichtung zum Aberrations-freien Abbilden des Augenhintergrundes des menschlichen Auges gezeigt und im Allgemeinen mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung umfasst, wie gezeigt, eine Laserquelle 12 zum Erzeugen eines Lichtstrahls 14. Der Lichtstrahl 14 wird nach Verlassen der Laserquelle 12 durch einen bewegbaren Spiegel 16 in Richtung einer Scann- bzw. Abtasteinheit 18 gedreht bzw. abgelenkt. Wie für die vorliegende Erfindung vorgesehen, ist der bewegbare Spiegel 16 vorzugsweise von einem Typ, der in dem am 4. April 2001 herausgegebenen US-P-6,220,707 für eine Erfindung von J. Bille mit dem Titel "Method for Programming an Active Mirror to Mimic a Wavefront" offenbart ist. Wie für die vorliegende Erfindung vorgesehen, kann die Scanneinheit 18 irgendein im Stand der Technik gut bekannter Typ sein, der den Lichtstrahl 14 entlang eines vorgewählten Lichtweges ausrichten kann.
  • 1 zeigt ebenfalls, dass die Scanneinheit 18 mit Sammellinsen 20a und 20b zusammenarbeitet, um den Lichtstrahl 14 auf einen Punkt auf dem Lichtweg zu fokussieren. Bei der vorliegenden Erfindung soll spezifischerweise der Lichtstrahl 14 in das Auge 22 fokussiert werden. Der Lichtstrahl 14 wird, noch spezifischer, wie in 2 am besten gesehen werden kann, auf einen Brennpunkt 24 auf der Innenseite des Augenhintergrundes (Retina) 26 des Auges 22 fokussiert. Für einen Augenblick auf 3 verweisend, sollte gesehen und verstanden werden, dass der Brennpunkt 24 tatsächlich als ein Gewebevolumen in dem Augenhintergrund 26 vorliegt, in den der Lichtstrahl 14 fokussiert wird. Wie vorstehend angezeigt, kann die PSF für diesen Brennpunkt 24 so klein wie 2 μm × 2 μm × 20 μm sein.
  • Hinsichtlich 2 sollte verstanden werden, dass der Lichtstrahl 14, wenn er in das Auge 22 eintritt, durch die Kornea 28 und durch eine Apertur 30 tritt, die durch dir Iris 32 gebildet wird. Zu Zwecken der Offenbarung ist die Apertur 30 im Allgemeinen ringförmig und weist einen Durchmesser 34 auf, der abhängig von der Erweiterung des Auges 22 zunimmt oder abnimmt. In jedem Fall durchtritt der Lichtstrahl 14 nach dem Durchtritt durch die Apertur 30 die Linse 36 des Auges 22 und fällt auf den Brennpunkt 24 des Augenhintergrundes 26. Während der Lichtstrahl 14 dem vorstehend beschriebenen Weg folgt, kommt es vor, dass Aberrationen in den Lichtstrahl 14 eingeführt werden. Am meisten zu beachten sind die Aberrationen die durch die Kornea 28 in den Lichtstrahl 14 eingeführt werden. Die Situation wird jedoch verstärkt, wenn das Auge 22 bis auf den Punkt erweitert ist, an dem der Durchmesser 34 der Apertur 30 ungefähr gleich sechs Millimetern beträgt. Wie vorstehend angezeigt, ist diese erweiterte Apertur 30 (d.h. Durchmesser 34 beträgt sechs Millimeter) wünschenswert, um einen wirksamen PSF für den Brennpunkt 24 zu erreichen.
  • Es kommt vor, dass das Licht von dem Brennpunkt 24 reflektiert wird als ob der Brennpunkt 24 gewissermaßen eine Lichtpunktquelle darstellt. Da dieses reflektierte Licht durch das Auge 22 zurückgelenkt wird, wird es jedoch gegenüber den gerade erwähnten gleichen Aberrationen empfindlich. Erneut, können bei einer erweiterten Apertur 30 solche Aberrationen wesentlich sein.
  • Unter rückwärtiger Bezugnahme auf 1 wird klar werden, dass das von dem Brennpunkt 24 reflektierte Licht für weitere Reflektion von dem bewegbaren Spiegel 16 ausgerichtet wird. Für Zwecke der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 wird ein Teil des von dem bewegbaren Spiegel 16 reflektierten Lichts dann durch einen Strahlteiler 38 in Richtung auf einen Wellenfrontsensor 40 gelenkt. Vorzugsweise ist der Wellenfrontsensor 40 ein Hartmann-Shack-Typsensor, der eine reflektierte Wellenfront für das Licht, das von dem Brennpunkt 24 reflektiert wurde, wirksam beschreiben wird. Diese reflektierte Wellenfront wird selbstverständlich die Aberrationen umfassen, die bei dem Verlauf des Lichts von dem Auge 22 zu dem Wellenfrontsensor 40 eingeführt wurden. Die reflektierte Wellenfront wird anschließend durch einen Computer/Komparator 42 analysiert. Spezifischerweise vergleicht der Computer/Komparator 42 die reflektierte Wellenfront mit einer Aberrations-freien Wellenfront (bspw. einer ebenen Wellenfront), um ein Fehlersignal zu erzeugen. Dieses Fehlersignal wird dann dazu verwendet, um den bewegbaren Spiegel 16 zu programmieren. Wie erfindungsgemäß vorgesehen, wird dieses Programmieren des bewegbaren Spiegels 16 danach Änderungen in die reflektierte Wellenfront einführen, wenn sie von dem Brennpunkt 24 reflektiert wird, um eine Aberrations-freie Wellenfront auf Reflektion von dem bewegbaren Spiegel 16 zu erzeugen. Wie erfindungsgemäß vorgesehen, kann der bewegbare Spiegel 16 auf ein neues Fehlersignal bei einer Frequenz von ungefähr zehn Hertz umprogrammiert werden.
  • Immer noch mit Bezugnahme auf 1 wird gesehen werden, dass eine Aberrations-freie Wellenfront des von dem Brennpunkt 24 reflektierten Lichts selektiv auf verschiedene bildgebende Einheiten gerichtet werden kann. Abhängig von dem besonderen Abbildungszweck, kann beispielsweise die Aberrations-freie Wellenfront durch einen Strahlteiler 44 auf eine bildgebende Einheit (Ellipsometer) 46 gerichtet werden. Alternativ kann die Aberrations-freie Wellenfront durch einen Strahlteiler 48 in Richtung einer bildgebenden Einheit (Fluoroskop) 50 gerichtet werden. 1 zeigt ebenfalls an, dass eine Lawinen-Photo(AP)-Diode 52 als ein reflektierendes Mikroskop, das konfokal mit dem Strahlteiler 54 angeordnet ist, verwendet werden kann, um eine reflektierte konfokale Abbildung der gewählten Schicht in der Retina 26, zu erzeugen. Um entweder den einfallenden oder den ausfallenden Lichtstrahl 14 zu optimieren, kann, wie erfindungsgemäß vorgesehen, die Diode 52 zusammen mit dem bewegbaren Spiegel 16 verwendet werden.
  • Bei dem Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ist es zuerst notwendig das Auge 22 zu erweitern. Vorzugsweise wird dies ausgeführt bis der Durchmesser 34 der Apertur 30 ungefähr sechs Millimeter beträgt. Der Lichtstrahl 14 wird anschließend durch die Scann-Einheit 18 und die Sammellinsen 20a und 20b auf den Brennpunkt 24 ausgerichtet und fokussiert. Bei/Mit der Vorrichtung 10 kann der Brennpunkt 24 durch die Scann-Einheit 18 und die Sammellinsen 20a und 20b durch den Augenhintergrund 26 bewegt werden, um einzelne Schichten innerhalb des Augenhintergrundes 26 betrachten zu können.
  • Aus 3 sollte klar sein, dass der Brennpunkt 24 im Allgemeinen im Maßstab relativ zu dem Augenhintergrund 26 gezeigt ist. Es ist von Bedeutung, dass die Z-Dimension des Brennpunkts 24 ungefähr zwanzig Mikron (20 μm) beträgt. Somit kann eine Bewegung des Brennpunkts 24 durch den Augenhintergrund 26 in Z-Richtung die verschiedenen Schichten des Augenhintergrundes 26 abbilden, da solche Schichten entsprechende Tiefen in der Z-Richtung aufweisen, die im Allgemeinen kleiner als 20 μm sind. Spezifischerweise, weisen die verschiedenen Gewebeschichten innerhalb des Augenhintergrundes 26 eine ungefähre Tiefe wie folgt auf Axone 56 (50–100 μm), Ganglienzellen 58 (20 μm), bipolare Zellen 60 (50 μm), Rezeptoren 62 (30–50 μm), Pigmentzellen 64 (20 μm) und die Choroidea 66 (100 μm).
  • Aufgrund der Unterschiede der Gewebeeigenschaften in den verschiedenen Schichten des Augenhintergrundes 26 sind erfindungsgemäß unterschiedliche Abbildungsmodalitäten mög lich. Das Abbilden von beispielsweise Mikroblutgefäßen in dem Augenhintergrund 26 und noch spezifischer der Blutgefäße der Choroidea 66 erfolgt am besten unter Verwendung fluoroskopischer Verfahren bzw. Röntgenverfahren abgebildet. Derartige Verfahren können ebenfalls am besten zum Abbilden von Rezeptoren 62 und Pigmentzellen 64 verwendet werden. Dementsprechend wird die bildgebende Einheit 50 für solche Zwecke verwendet werden. Andererseits können im Wesentlichen transparente Gewebe, wie beispielsweise die in den Nervenfasern von Axonen 56 und Ganglienzellen 58 aufgefundenen, am besten unter Verwendung doppelbrechender (Polarisation) Verfahren abgebildet werden. In diesem Fall würde die bildgebende Einheit (Ellipsometer) 46 verwendet werden.
  • Obwohl das besondere Aberrations-freie Abbilden des Augenhintergrundes des menschlichen Auges, wie hierin ausführlich gezeigt und offenbart, völlig die Aufgaben erfüllen kann und die hierin vorstehend angegebenen Vorteile bereitstellt, sollte klar sein, dass die vorliegenden, bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen lediglich erläuternd sind und dass keine Beschränkungen auf die hierin gezeigten Einzelheiten einer Konstruktion oder Gestaltung, als die in den beigefügten Ansprüchen beschriebenen, vorgesehen sind.

Claims (14)

  1. Vorrichtung (10) zum Aberrations-freien Abbilden des Augenhintergrundes (26) des menschlichen Auges, welche umfasst: einen bewegbar Spiegel (16), eine Lichtquelle (12) zum Erzeugen eines einfallenden Lichtstrahls (14), wobei der einfallende Lichtstrahl eine einfallende Wellenfront aufweist; und dadurch gekennzeichnet ist, dass sie weiter umfasst: eine erste Bild-gebende Einheit (46, 50, 52) zum Abbilden einer ersten Schicht der Retina; eine zweite Bild-gebende Einheit (46, 50, 52), die eine von der ersten Bild-gebenden Einheit verschiedene Abbildungsmodalität aufweist, wobei die zweite Bild-gebende Einheit eine zweite Schicht der Retina abbildet; ein optisches Element (20a, 20b) zum Fokussieren des einfallenden Lichtstrahls auf einen ersten Brennpunkt (24) in der ersten Schicht des Augenhintergrundes, um davon als ein erster reflektierter Strahl reflektiert zu werden, und einen zweiten Brennpunkt (24) in der zweiten Schicht des Augenhintergrundes, um davon als ein zweiter reflektierter Strahl reflektiert zu werden; einen Sensor (40) zum Bestimmen der ersten und zweiten, reflektierten Wellenfront, wobei die reflektierten Wellenfronten für den ersten beziehungsweise zweiten reflektierten Strahl charakteristisch sind; einen Komparator (42) zum Vergleichen der jeweils reflektierten Wellenfront mit einer Aberrations-freien Wellenfront, um ein entsprechendes Fehlersignal zu erstellen; und ein Mittel zum Programmieren des bewegbaren Spiegels mit dem Fehlersignal, um die jeweils einfallende Wellenfront durch das optische Element (20a, 20b) als eine Aberrations-freie Wellenfront zum Fokussieren auf die Brennpunkte in dem Augenhintergrund zu kompensieren, und um die jeweils reflektierte Wellenfront zur Aufnahme durch die erste und zweite Bild-gebende Einheit als Aberrations-freie Wellenfronten zu kompensieren.
  2. Verfahren zum Aberrations-freien Abbilden des Augenhintergrundes (26) des menschlichen Auges (22), dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Erweitern der Iris (32) des menschlichen Auges, um eine Apertur (30) zu erzeugen, die einen geweiteten Durchmesser (34) aufweist; Ausrichten eines Lichtstrahls (14) mit einem bewegbaren Spiegel (16) durch die Apertur auf einen ersten Brennpunkt (24) in einer ersten Schicht des Augenhintergrundes des menschlichen Auges, um davon als ein erster reflektierter Strahl reflektiert zu werden, und auf einen zweiten Brennpunkt (24) in einer zweiten Schicht des Augenhintergrundes, um davon als ein zweiter reflektierter Strahl reflektiert zu werden; Bestimmen einer ersten und zweiten Wellenfront, wobei die reflektierten Wellenfronten für den ersten beziehungsweise zweiten reflektierten Strahl charakteristisch sind; Vergleichen der jeweils reflektierten Wellenfront mit einer Aberrations-freien Wellenfront, um ein entsprechendes Fehlersignal zu erzeugen, und Programmieren des bewegbaren Spiegels mit dem Fehlersignal, um die ersten und zweiten reflektierten Wellenfronten zur Aufnahme durch erste und zweite Bild-gebende Einheiten (46, 50, 52) als Aberrations-freie Wellenfronten zu kompensieren, wobei die ersten und zweiten Bild-gebenden Einheiten verschiedene Abbildungsmodalitäten aufweisen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der geweitete Durchmesser ungefähr 6 Millimeter (6 mm) beträgt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Verfahren nach Anspruch 2, worin der erste und zweite Brennpunkt durch ein Gewebe-Brennvolumen mit einer Tiefenerstreckung in dem Augenhintergrund bereitgestellt werden, und wobei die Tiefe ungefähr zwanzig Mikrometer (20 μm) beträgt.
  5. Vorrichtung oder Verfahren nach Anspruch 4, worin das Gewebe-Brennvolumen dreidimensionale Raumabmessungen von ungefähr 2 μm × 2 μm × 20 μm aufweist.
  6. Vorrichtung oder Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die erste oder zweite Bild-gebende Einheit ein Ellipsometer (46) ist.
  7. Vorrichtung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die erste oder zweite Bild-gebende Einheit ein Fluoroskop (50) ist.
  8. Vorrichtung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die erste oder zweite Bild-gebende Einheit ein reflektierendes konfokales Mikroskop (52) ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Lichtstrahl durch eine Lichtquelle (12) erzeugt wird.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Verfahren nach Anspruch 9, worin die Lichtquelle eine Laserdiode ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Verfahren nach Anspruch 9, worin die Lichtquelle eine SLD-Diode ist.
  12. Vorrichtung oder Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Aberrations-freie Wellenfront eine ebene Wellenfront ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Programm-Mittel (42) eine Regelung für diese Vorrichtung erstellt.
  14. Vorrichtung oder Verfahren nach einem vorangehenden der Ansprüche, worin das Fehlersignal bei einer Frequenz von ungefähr zehn Hertz (10 Hertz) wieder erstellt wird.
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