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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen
intraokularer Substanzen durch ein Bestrahlen eines Augapfels mit
einem monochromatischen oder Einwellenlängen-Anregungslichtstrahl in
der sichtbaren bis Nah-Infrarot-Region von einem optischen Anregungssystem und
durch ein Erfassen von Messlicht, das zumindest entweder gestreutes
Licht oder eine Fluoreszenz umfasst, die von dem Augapfel erzeugt
werden, durch ein optisches Photoempfangssystem.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Eine
Glas-Fluorophotometrie (VFP; VFP = Vitreous Fluorophotometry) wird
als eine Prüfung
eines quantitativen Testens der Funktion einer Blut-Okular-Barriere
durchgeführt,
indem eine intraokulare Fluoreszenz als ein Verfahren eines Bestrahlens
des Augapfels mit Anregungslicht und Erhaltens von Informationen
aus gestreutem Licht oder einer Fluoreszenz aus dem Augapfel gemessen
wird.
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Um
Diabetes Mellitus zu diagnostizieren oder die Notwendigkeit einer
Insulinverabreichung zu beurteilen, muss der Blutzuckerpegel gemessen
werden. Obwohl ein Verfahren zum Sammeln von Blut zum Messen des
Blutzuckerpegels korrekt ist, verursacht dies dem Patienten Schmerzen
und die Prüfung
ist mühselig
und dauert lange.
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Deshalb
werden verschiedene Verfahren eines nicht-invasiven Messens intraokularer
Substanzen auf der Basis optischer Informationen von Augäpfeln untersucht.
Verfahren eines Be strahlens von Augäpfeln mit Anregungslicht und
eines Messens der Blutzuckerpegel auf der Basis daraus erhaltener
Informationen werden z. B. untersucht. Eines derartiger Verfahren
ist ein Verfahren eines Bestrahlens der kristallinen Linse mit Anregungslicht,
eines Empfangens rückgestreuten
Lichts desselben, eines Trennens desselben in Fluoreszenz- und Rayleigh-Licht durch
ein Spektroskop oder einen Zweifarbenstrahlteiler, eines Erhaltens
von Informationen, die eine Diagnose von Diabetes Mellitus erlauben,
aus einem Wert, der durch ein Normieren der Fluoreszenz-Intensität mit der
Rayleigh-Lichtintensität
erhalten wird, und eines Diagnostizierens von Diabetes Mellitus,
grauem Star oder einer weiteren Krankheit auf dieser Basis (Bezugnahme
auf U.S.-Patent Nr. 5,203,328).
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Bei
einem weiteren Verfahren wird eine Infrarotabsorption durch die
kristalline Linse oder der Brechungsindex sichtbaren Lichtes zum
Erhalten des Blutzuckerpegels in der kristallinen Linse auf dieser Basis
gemessen (Bezugnahme auf offengelegtes japanisches Patentblatt Nr.
51-75498 (1976)). Bei wiederum einem anderen Verfahren wird Kammerwasser,
das einen Leerraum zwischen der Kornea und der kristallinen Linse
füllt,
mit plan-polarisiertem Licht bestrahlt, so dass der Blutzuckerpegel
durch ein Messen des Winkels einer Drehung der Polarisierungsachse
oder des Brechungsindex erhalten wird (Bezugnahme auf U.S.-Patent
Nr. 3,963,019).
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Ein
Verfahren zum Erhalten eines Cholesterinwertes als einer weiteren
lebenswichtigen Substanz wird ebenso vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren
wird das Kammerwasser mit Anregungslicht bestrahlt, so dass die
Intensität
gestreuten Lichts von demselben oder die Mobilität eines Proteins, das ein Streuer
ist, zum Erhalten des Cholesterinwerts gemessen wird (Bezugnahme
auf U.S.-Patent Nr. 4,836,207).
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In
den bisher untersuchten Verfahren spielen Informationen von Glaskörpern, kristallinen
Linsen, Kammerwasser usw. der Augäpfel zentrale Rollen. Der Erfinder
hat jedoch entdeckt, dass Informationen von der Kornea eine spezifische
Eigenschaft aufweisen, die nicht aus Informationen von anderen Abschnitten
des Augapfels erhalten werden kann (Bezug auf 19th Corneal Conference,
Program, Abstracts, 122 „Influence
of Blood-Sugar Level Change Exerted on Corneal Natural Fluorescence
on Sufferer from Diabetic Retinopathy" (Einfluss einer Veränderung des Blutzuckerpegels,
ausgeübt
auf eine natürliche
Kornea-Fluoreszenz bei einem Patienten mit Diabetes-Retinopathie)
und dem Abstract der Konferenz „Clinical & Epidemiologic Research, Electrophysiology,
Physiology & Pharmacology,
Retina" (klinische
und epidemiologische Forschung, Elektrophysiologie, Physiologie
und Pharmakologie, Retina) (Nr. 2208–175)).
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„Investigative
Ophthalmology & Visual
Science" (Investigative
Augenheilkunde und visuelle Wissenschaft), Band 29, Nr. 8, August
1998, Seiten 1285 bis 1293, XP 002029179, J. W. McLaren u. a. „A Scanning
Ocular Spectrofluorophotometer" (ein
sich bewegendes Okular-Spektrofluorophotometer) offenbart ein sich
bewegendes Okular-Spektrofluorophotometer (SOSF), das sich über die
Kornea und die vordere Augenkammer des Augapfels bewegt, um eine
zweidimensionale Querschnittsansicht des vorderen Segments des Auges
zu erzeugen. Das SOSF zeigt die Verteilung, Neuverteilung und das
Verschwinden von Fluorophoren zu spezifischen Zeitintervallen nach
einer Verabreichung (lokal oder intraokulare Injektion) von Fluoreszenzfarbstoffen
und Fluoreszenz-markierten Molekülen.
Eine bewegbare Abtastanordnung dreht den Anregungslichtstrahl in einer
Vorder-/Hinter-Richtung durch das gesamte vordere Segment des Auges,
einschließlich
die vordere Augenkammer und die kristalline Linse.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zum Messen verschiedener intraokularer Substanzen auf der Basis
von Streulicht, das von einer bestimmten Region eines Augapfels
erzeugt wird, zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Folglich
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung
zum Messen verschiedener intraokularer Substanzen zu schaffen, die
effektiv für
eine Diagnose von Krankheiten sind, indem selektiv optische Informationen
von der Kornea abgeholt werden.
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Die
Messvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung weist ein optisches Anregungssystem, das in einer derartigen
Positionsbeziehung angeordnet ist, dass ein Anregungslichtstrahl
nicht auf eine kristalline Linse, sondern auf eine Kornea, in einem Zustand
eines Fixierens eines Augapfels in eine vorgeschriebene Messposition
einfällt,
während
die Okularachse in einer Messrichtung fixiert ist, und ein optisches
Photoempfangssystem auf, das eine optische Achse aufweist, die sich
räumlich
von einer optischen Achse des optischen Anregungssystems unterscheidet,
und das eine optische Vorrichtung zum Führen von Messlicht, das von
der Kornea erzeugt wird, aufweist, während das Messlicht von dem
unterschieden wird, das von anderen Teilen des Augapfels erzeugt
wird, sowie einen Photodetektor zum Erfassen des Messlichts, das
durch die optische Vorrichtung geführt wird, zum Bestrahlen der
Kornea mit dem Anregungslichtstrahl von dem optischen Anregungssystem
und zum Erfassen von Messlicht, das von der Kornea erzeugt wird,
durch das optische Photoempfangssystem, wodurch intraokulare Substanzen
gemessen werden.
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Das
optische Photoempfangssystem weist vorzugsweise ferner eine spektroskopische
Einrichtung zum Trennen des Messlichts, das von dem Augapfel erzeugt
wird, in seine Spektralkomponenten auf. Die spektroskopische Einrichtung
ist z. B. zwischen der optischen Vorrichtung zum Führen des Messlichts,
das von der Kornea erzeugt wird, während dasselbe von dem unterschieden
wird, das von anderen Abschnitten des Augapfels erzeugt wird, und
dem Photodetektor vorgesehen, während
der Photodetektor so angeordnet ist, um das Messlicht zu erfassen,
das durch die spektroskopische Einrichtung in seine Spektralkomponenten
getrennt wird. Wenn die spektroskopische Einrichtung nicht vom Wellenlängendispersionstyp
ist, kann die spektroskopische Einrichtung alternativ auf einer
Lichteinfallsseite der zuvor genannten optischen Vorrichtung angeordnet
sein.
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Um
die Okularachse in einer spezifischen Richtung zu fixieren, wie
z. B. der Richtung der optischen Achse des optischen Photoempfangssystems oder
z. B. einer Richtung, die einen konstanten Winkel zu der Richtung
der optischen Achse behält,
weist die Vorrichtung vorzugsweise ferner ein optisches Okularachsenfixierungssystem
auf, das eine Okularachsenfixierungslichtquelle zum Erzeugen sichtbaren
Lichts unabhängig
von der Lichtquelle des optischen Anregungssystems und zum Einführen eines Lichtstrahls
von dieser Lichtquelle in den Augapfel aufweist.
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Das
optische Okularachsenfixierungssystem kann alternativ auf der Seite
des Augapfels vorgesehen sein, dessen intraokulare Substanzen gemessen werden
sollen, oder auf der Seite eines weiteren Augapfels, dessen intraokulare
Substanzen nicht gemessen werden.
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Wenn
die Okularachse nicht fixiert ist, wird es bevorzugt, dass eine
Messung durchgeführt
werden kann, wenn die Okularachse in einer vorgeschriebenen Richtung
ist, die geeignet für
die Messung ist. So kann eine zweidimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung,
wie z. B. eine CCD-Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung,
als eine Überwachungsvorrichtung
zum Beobachten der Richtung des Augapfels zum Einschließen einer
Ausgabe des Photodetektors des optischen Photoempfangssystems, während die
Richtung des Augapfels mit der zweidimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung überwacht
wird, vorgesehen sein.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist das optische Anregungssystem so angeordnet, dass der Anregungslichtstrahl
nicht auf die kristalline Linse einfällt. In dem Fall eines Einführens des
Anregungslichtstrahls, so dass die optische Achse des optischen
Anregungssystems sich mit der Okularachse auf der Kornea in einem
Zustand eines Fixierens des Augapfels in die vorgeschriebene Messposition, während die
Okularachse in der Messrichtung fixiert ist, schneidet, wird es
bevorzugt, den Winkel zum Schneiden mit der Okularachse auf etwa
40° bis
90° einzustellen,
so dass der Einfallslichtstrahl nicht durch die Pupille auf die
kristalline Linse einfällt.
Die Größe der Pupille
weist eine individuelle Variation auf und so variiert der untere
Grenzwert von etwa 40° des
Winkels mit dem Gegenstand, während
dies den unteren Grenzwinkel zum Verhindern dessen, dass der Anregungslichtstrahl
in die kristalline Linse gelangt, bedeutet.
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Sowohl
ein einzelnes photoelektrisches Umwandlungselement als auch eine
eindimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung,
wie z. B. ein CCD-Sensor oder ein Photodiodenarray, als auch eine
zweidimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung,
wie z. B. eine CCD-Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung,
kann als der Photodetektor des optischen Photoempfangssystems eingesetzt
werden.
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Wenn
der Photodetektor durch eine eindimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
gebildet wird, ist diese eindimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
vorzugsweise so angeordnet, dass photoelektrische Umwandlungselemente
entlang einer geraden Linie angeordnet sind, die einen vorgeschriebenen
Winkel zu der optischen Achse des optischen Photoempfangssystems
in einer Ebene bildet, die die optische Achse des optischen Anregungssystems
und die optische Achse des optischen Photoempfangssystems umfasst,
wodurch es möglich
ist, eine Position, an der die Ebene, die die optischen Achsen des
optischen Anregungs- und des optischen Photoempfangs-Systems umfasst,
sich mit dem Augapfel schneidet, Positionen der photoelektrischen
Umwandlungselemente der eindimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
durch die optische Vorrichtung zum Führen des Messlichts, das von
der Kornea erzeugt wird, während
das Messlicht von denjenigen unterschieden wird, das von anderen
Abschnitten des Augapfels erzeugt wird, zuzuordnen.
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Eine
derartige optische Vorrichtung kann durch einen Schlitz, ein faseroptisches
Linsenarray oder eine Linse gebildet sein. Der Schlitz kann durch ein
Anordnen einer Mehrzahl dünner
Platten, die eine Richtung aufweisen, die parallel zu der optischen Achse
des optischen Photoempfangssystems und senkrecht zu der Ebene ist,
die die optischen Achsen des optischen Anregungs- und des optischen
Photoempfangssystems umfasst, in einer Richtung senkrecht zu der
optischen Achse des optischen Photoempfangssystems in der Ebene,
die die optischen Achsen des optischen Anregungs- und des optischen Photoempfangssystems
umfasst, implementiert sein. Das faseroptische Linsenarray, das
auch Kondensorstablinsenarray oder Selfoc-Linsenarray genannt wird,
wird durch ein Anordnen eines faseroptischen Bauteils parallel zu
der optischen Achse des optischen Photoempfangssystems in der Richtung,
die senkrecht zu der optischen Achse des optischen Photoempfangssystems
ist, in der Ebene, die die optischen Achsen des optischen Anregungs- und des optischen
Photoempfangssystems umfasst, erzeugt. Die Linse ist angepasst,
um ein Bild auf der Kornea in der Umgebung der Okularachse auf dem
Photodetektor zu bilden.
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In
diesem Fall muss die spektroskopische Einrichtung in der Lage sein,
das Licht in seine Spektralkomponenten zu trennen, während die
Korrespondenz zwischen der Position auf dem Augapfel und den Positionen
der photoelektrischen Umwandlungselemente der eindimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
beibehalten wird, und ein FT (Fourier-Transformationsspektroskop), ein Filter
oder ein AOTF (akusto-optisches abstimmbares Filter) kann als eine
derartige spektroskopische Einrichtung verwendet werden, um zwi schen
der eindimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und
der optischen Vorrichtung angeordnet zu sein.
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Wenn
der Photodetektor durch die eindimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
gebildet ist, ist es möglich,
das Einfallslicht der Position auf dem Augapfel durch die optische
Vorrichtung zuzuordnen, die auf der Einfallsseite vorgesehen ist, um
zu identifizieren, von welchen Teil des Augapfels die Informationen
stammen, wodurch die intraokularen Substanzen korrekter gemessen
werden können.
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Wenn
der Photodetektor durch die eindimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
gebildet ist und nur Licht empfängt,
das von einem Punkt erzeugt wird, an dem sich die optischen Achsen
des optischen Anregungs- und des optischen photoempfangenden Systems
miteinander auf der Kornea schneiden, ist es möglich, ein Polychrometer zu
erzeugen, das gleichzeitig getrennte mehrere Wellenlängen erfassen
kann, indem ein FT, ein AOTF oder ein Beugungsgitter mit der eindimensionalen
Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
kombiniert wird, sowie Wellenlängendispersions-Messlicht
von dem Punkt in der Anordnungsrichtung der photoelektrischen Umwandlungselemente
der eindimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung.
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Wenn
der Photodetektor durch ein einzelnes photoelektrisches Umwandlungselement
gebildet ist, kann eine Photodiode als der Photodetektor verwendet
werden. In diesem Fall ist das optische Photoempfangssystem mit
einer optischen Vorrichtung zum ausschließlichen Einführen von
Licht, das von dem Punkt erzeugt wird, an dem sich die optischen Achsen
des optischen Anregungs- und des optischen Photoempfangssystems
auf der Kornea schneiden, in den Photodetektor versehen. Eine derartige
optische Vorrichtung kann durch einen Schlitz, ein faseroptisches
Linsenarray oder eine Linse gebildet sein. Ein Beugungsgitter vom
Dispersionstyp kann auch als die spektroskopische Einrichtung verwendet
werden, wie auch ein FT, ein Filter und ein AOTF.
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Wenn
der Photodetektor durch eine zweidimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
gebildet ist, kann die optische Vorrichtung des optischen Photoempfangssystems
die Position, an der die Ebene, die die optischen Achsen des optischen Anregungs-
und des optischen Photoempfangssystem umfasst, den Augapfel schneidet,
einer Position auf einer Linie einer Anordnung des photoelektrischen
Umwandlungselementes der zweidimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
zuordnen. Eine derartige optische Vorrichtung kann auch durch einen
Schlitz, ein faseroptisches Linsenarray oder eine Linse gebildet
sein. In diesem Fall kann die spektroskopische Einrichtung durch
ein Mehrkanalspektroskop zur Wellenlängendispersion des Lichts in
einer Richtung, die senkrecht zu der Anordnung des photoelektrischen
Umwandlungselementes ist, und zur Trennung desselben in seine Spektralkomponenten
gebildet sein, so dass Messlichtstrahlen, die von einer Mehrzahl
von Positionen auf dem Augapfel erzeugt werden, unabhängig in
Spektralkomponenten derselben getrennt und erfasst werden können.
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Wenn
der Photodetektor durch die zweidimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung
gebildet ist, kann dieselbe ferner auch als eine Überwachungsvorrichtung
zum Beobachten der Richtung des Augapfels, während das von dem Augapfel
erzeugte Messlicht erfasst wird, dienen.
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Der
Anregungslichtstrahl, der von dem optischen Anregungssystem an den
Augapfel angelegt wird, ist ein monochromatischer oder Einwellenlängenstrahl
in der sichtbaren bis Nah-Infrarot-Region. Ein
exemplarisches optisches Anregungssystem, das einen derartigen Anregungslichtstrahl
erzeugt, weist eine Lichtquelle einer weißglühenden Lampe auf, die Anregungslicht
mit einer kontinuierlichen Wellenlänge erzeugt, wie z. B. eine
Wolframlampe oder eine Halogenlampe, sowie eine Wellenlängenauswahleinrichtung,
wie z. B. ein Filter, zum Einfarbigmachen des Lichts von der Lichtquelle.
Wenn das Anregungslicht in einen parallelen Strahl entlang der optischen
Achse des optischen Anregungssystems umgewandelt wird, weist das
optische Anregungssystem ferner einen Schlitz auf.
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Ein
weiteres exemplarisches optisches Anregungssystem weist eine Lasereinheit
zum Erzeugen von Einwellenlängen-Anregungslicht
in der sichtbaren bis Nah-Infrarot-Region als Lichtquelle auf. Wenn ein
Halbleiterlaser als die Lasereinheit verwendet wird, divergiert
der Strahl und so ist eine Linse oder ein Schlitz zum Umwandeln
des Anregungslichts in einen parallelen Strahl entlang der optischen
Achse des optischen Anregungssystems notwendig. Wenn der Halbleiterlaser
eine Mehrzahl von Wellenlängenlichtkomponenten
zum Schwingen bringt, ist eine Wellenlängenauswahleinrichtung, wie
z. B. ein optisches Filter, zum Auswählen von Licht einer spezifischen
Wellenlänge
nötig.
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Wenn
empfangenes Licht Raman-Streulicht oder eine Fluoreszenz ist und
der Anregungslichtstrahl monochromatischen oder Einwellenlängenlicht ist,
wird die Datenverarbeitung vereinfacht. Wenn das Anregungslicht
aus Nah-Infrarot-Licht erzeugt wird, zeigt das Auge keine Pupillenreaktion
und so ist es nicht nötig,
ein pupillenerweiterndes Medikament zu verabreichen, und die Messung
ist vereinfacht. Es ist zum Messen eines kleines Teils der Kornea
oder Durchführen
einer Flächenintegration
nützlich,
den Anregungslichtstrahl in einen parallelen Strahl umzuwandeln.
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Wenn
der Anregungslichtstrahl nur an einen Punkt der Kornea angelegt
wird, kann eine Kondensorlinse zum Kondensieren des Anregungslichts
auf der Kornea an dem optischen Anregungssystem vorgesehen sein.
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Wenn
ein Strahlteiler auf der optischen Achse des Anregungslichtstrahls
des optischen Anregungssystems vorgesehen ist und ein Teil des Anregungslichts,
das durch den Strahlteiler abgeholt wird, auf einen Teil der photoelektrischen
Umwandlungselemente des Photodetektors oder eines weiteren Photodetektors
einfällt,
so dass eine Ausgabe des Photodetektors, der das Messlicht von dem
Augapfel empfängt,
durch eine Ausgabe des photoelektrischen Umwandlungselements oder
des Photodetektor korrigiert wird, ist es möglich, Streulicht oder eine Fluoreszenz
selbst dann korrekt zu messen, wenn eine Fluktuation des Anregungslichts
vorliegt.
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Das
optische Anregungs- und das optische Empfangssystem können einstückig in
einer Schutzbrillenstruktur gelagert sein, die an einem Gesicht
angebracht sein kann, und die Messung kann in diesem Fall ohne weiteres
durchgeführt
werden.
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Diese
Schutzbrillenstruktur kann ferner mit einer Übertragungsschaltung versehen
sein, die Informationen, die Daten umfassen, die durch das optische
Photoempfangssystem gemessen werden, an einen externen Datenprozessor
ausgeben kann. Die Übertragungsschaltung
zum Übertragen
der gemessenen Daten kann durch eine verschiedener Einrichtungen,
wie z. B. eine drahtlose, verdrahtete oder optische Pulseinrichtung,
implementiert sein.
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Die
erste gemessene intraokulare Substanz ist Zucker und eine Bestimmung
kann für
Glukose durch eine Raman-Streuspitze durchgeführt werden, die bei 420 bis
1.500 cm–1 oder
2.850 bis 3.000 cm–1, vorzugsweise bei
420 bis 450 cm–1, 460 bis 550 cm–1, 750
bis 800 cm–1,
850 bis 940 cm–1, 1.000 bis 1.090 cm–1,
1.090 bis 1.170 cm–1, 1.200 bis 1.300 cm–1, 1.300
bis 1.390 cm–1,
1.450 bis 1.500 cm–1 oder 2.850 bis 3.000
cm–1 in
einer verschobenen Wellenzahl von einer Anregungswellenlänge vorliegt.
Glukose (Traubenzucker), auch Blutzucker genannt, gibt die wichtigsten
Informationen zum Diagnostizieren von Diabetes Mellitus oder Erkennen
eines Übergangs
des Zustands einer Krankheit.
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Ein
weiterer Zucker kann ebenso gemessen werden. In Bezug auf Inositol
zum Beispiel kann eine Bestimmung durch eine Raman-Streuspitze bei
400 bis 1.500 cm–1 oder 2.900 bis 3.050
cm–1,
vorzugsweise bei 400 bis 500 cm–1,
700 bis 900 cm–1, 1.000 bis 1.100 cm–1,
1.200 bis 1.500 cm–1 oder 2.900 bis 3.050
cm–1 in
einer verschobenen Wellenzahl von der Anregungswellenlänge durchgeführt werden.
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In
Bezug auf Fruktose kann eine Bestimmung durch eine Raman-Streuspitze
bei 550 bei 1.500 cm–1 oder 2.900 bis 3.050
cm–1,
vorzugsweise bei 550 bis 620 cm–1,
650 bis 700 cm–1, 780 bis 870 cm–1,
900 bis 980 cm–1, 1.000 bis 1.150 cm–1,
1.200 bis 1.300 cm–1, 1.400 bis 1.480 cm–1 oder
2.900 bis 3.050 cm–1 in einer verschobenen
Wellenzahl von der Anregungswellenlänge durchgeführt werden.
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In
Bezug auf Galaktose kann eine Bestimmung durch eine Raman-Streuspitze
bei 400 bis 1.500 cm–1 oder 2.850 bis 3.050
cm–1,
vorzugsweise bei 450 bis 550 cm–1,
630 bis 900 cm–1, 1.000 bis 1.180 cm–1,
1.200 bis 1.290 cm–1, 1.300 bis 1.380 cm–1,
1.400 bis 1.500 cm–1 oder 2.850 bis 3.050
cm–1 in
einer verschobenen Wellenzahl von der Anregungswellenlänge durchgeführt werden.
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In
Bezug auf Sorbitol kann eine Bestimmung durch eine Raman-Streuspitze
bei 380–1.500
cm–1 oder
2.700 bis 2.960 cm–1, vorzugsweise bei
388 bis 488 cm–1, 749 bis 862 cm–1,
933 bis 1.120 cm–1, 1.380 bis 1.464 cm–1 oder
2.731 bis 2.960 cm–1 in einer verschobenen
Wellenzahl von der Anregungswellenlänge durchgeführt werden.
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Die
zweite gemessene intraokulare Substanz ist ein Lipid und eine Bestimmung
kann durch eine Spektralintensität
eines Fluoreszenzspektrums von 450 bis 650 nm oder einen integrierten
Wert eines Spektrums in einem geeigneten Wellenlängenbereich innerhalb des Bereichs
in Bezug auf Lecithin (Phosphatidylcholin) durchgeführt werden.
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Die
dritte gemessene intraokulare Substanz ist Bilirubin und eine Bestimmung
kann durch eine Raman-Streuspitze bei 500 bis 540 cm–1,
670 bis 710 cm–1, 900 bis 980 cm–1,
1.220 bis 1.300 cm–1, 1.310 bis 1.330 cm–1,
1.400 bis 1.500 cm–1 oder 1.550 bis 1.670
cm–1 in
einer verschobenen Wellenzahl von der Anregungswellenlänge durchgeführt werden.
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Die
vierte gemessene intraokulare Substanz ist ein glyziertes Protein
und eine Bestimmung kann durch eine Spektralintensität eines
Fluoreszenzspektrums von 640 bis 850 nm oder einen integrierten Wert
eines Spektrums in einem geeigneten Wellenlängenbereich innerhalb des Bereichs
in Bezug auf glyziertes Albumin durchgeführt werden.
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Die
fünfte
gemessene intraokulare Substanz ist ein AGE (hochentwickeltes glyziertes
Endprodukt). Das AGE kann ebenso ähnlich gemessen und bestimmt
werden. Das AGE, ein Endstufenprodukt genannt, ist ein Produkt in
einer späten
Stufe einer derartigen nicht-enzymatischen Verzuckerungsreaktion
(Glyzierung), die eine Aminogruppe aus Aminosäure, ein Peptid oder Protein
mit einer Karbonyl-Gruppe eines reduzierenden Zuckers reagieren lässt, und
wird als eine Substanz beobachtet, die auf eine Organopathie bezogen
ist, die aus einer chronischen Diabetes-Komplikation resultiert.
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Die
sechste gemessene intraokulare Substanz ist verzuckertes Kristallin.
Verzuckertes Kristallin kann auch ähnlich gemessen und bestimmt
werden.
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Diese
intraokularen Substanzen sind Substanzen, die in dem Körper vorliegen.
Ein herkömmliches
Verfahren zum Messen einer Fluoreszenz von einem Augapfel wird nach
einem Injizieren von Fluorescein-Na in eine Vene durchgeführt. Die
vorliegende Erfindung kann auch als eine Vorrichtung zum Messen
einer derartigen extern injizierten Fluoreszenz-Substanz eingesetzt werden. Zu diesem
Zweck ist die siebte gemessene intraokulare Substanz eine extern
injizierte Fluoreszenz-Substanz, wie z. B. Fluorescein-Na.
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Wenn
die gemessenen intraokularen Substanzen zumindest zwei Typen von
Substanzen unter Zucker, Lipid, Bilirubin, einem glyzierten Protein,
einem AGE, verzuckertem Kristallin und dergleichen sind, werden
Spitzenintensitäten
oder Spitzenbereiche von Raman-Streulichtkomponenten verschobener
Wellenzahlen, die für
diese Substanzen ausgewählt
sind, Spektralintensitäten
einer Fluoreszenz oder integrierte Werte geeigneter Wellenlängenbereiche
verwendet, so dass gemessene Werte der jeweiligen Substanzen aus
dieser Mehrzahl gemessener Werte durch eine multivariate Regressionsanalyse erhalten
werden können.
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Die
Funktionsweise der multivariaten Regressionsanalyse ist angepasst,
um eine Datenanalyse durch eine multivariate Regressionsanalyse,
wie z. B. eine Hauptkomponentenregressionsanalyse (PCR) oder ein
Teilverfahren kleinster Quadrate (PLS-Verfahren), durchzuführen. Bei
der multivariaten Regressionsanalyse kann eine Regressionsanalyse
durch ein Verwenden einer Anzahl von Spektralintensitäten auf
einmal durchgeführt
werden, wodurch eine quantitative Analyse mit höherer Genauigkeit verglichen
mit einer Einzelregressionsanalyse möglich ist. Während eine
Mehrfachregressionsanalyse am häufigsten
eingesetzt wird, wird eine Anzahl von Proben benötigt und ihre quantitative
Analysegenauigkeit wird reduziert, wenn eine Korrelation zwischen
Spektralintensitäten
bei jeweiligen verschobenen Wellenzahlen hoch ist. Andererseits
kann die PCR, die eine multivariate Regressionsanalyse ist, Spektralintensitäten bei
einer Mehrzahl verschobener Wellenzahlenregionen zu Hauptkomponenten intensivieren,
die füreinander
irrelevant sind, und unnötige
Rauschdaten löschen,
wodurch eine hohe quantitative Analysegenauigkeit erhalten werden kann.
Ferner kann das PLS-Verfahren
auch Daten einer Probenkonzentration bei Extraktion von Hauptkomponenten
verwenden, wodurch eine hohe quantitative Analysegenauigkeit ähnlich wie
bei der PCR erhalten werden kann. In Bezug auf die multivariate Regressionsanalyse
kann auf „Tahenryo
Kaiseki" (von Kazuo
Nakatani, Shinyo-Sha) verwiesen werden.
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Um
nötige
Informationen aus der Spektralkomplexität zu ziehen, die um verschiedene
Fluktuationsfaktoren fluktuiert, ist eine Datenverarbeitung durch
einen Computer erstaunlich hilfreich. Ein übliches Verarbeitungsverfahren
ist in einer Verarbeitungs-Software gespeichert, die in einer kommerziell erhältlichen
Nah-Infrarot-Vorrichtung oder dergleichen vorgesehen ist. Als kommerziell
erhältliche Software
gibt es Unscramber von der CAMO Company oder dergleichen. Das typische
Verarbeitungsverfahren ist die zuvor genannte Vielfach-Regressionsanalyse,
PLS, die Hauptkomponenten-Regressionsanalyse oder dergleichen.
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Große Ströme einer
Datenverarbeitung, die durch eine multivariate Regressionsanalyse
auf die quantitative Regressionsanalyse angewendet wird, sind (1.)
die Bildung eines Kalibrierungsmodells (Kalibrierungskurve), (2.)
die Bewertung des Kalibrierungsmodells und (3.) die Bestimmung einer
unbekannten Probe.
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Um
eine Kalibrierung durchzuführen,
ist es nötig,
eine geeignete Anzahl von Proben zum Bilden einer Kalibrierungskurve
in ausreichender Genauigkeit zu messen. Erhaltene Spektren werden
bei Bedarf Vorprozessen unterzogen. Übliche Vorprozesse sind Glättung, Unterscheidung
und Normierung der Spektren, was allgemeine Prozesse sind.
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Die
Kalibrierung ist eine Verarbeitung eines Aufbauens mathematisch
aufeinander bezogener Ausdrücke
zwischen Spektraldaten und analytischen Werten von Zielcharakteristika,
d. h. Modellen. Die Bildung von Modellen wird durch eine statistische Technik
durch ein Verwenden analytischer Werte von Proben zum Bilden einer
Kalibrierungskurve und von Spektraldaten durchgeführt.
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Um
eine Genauigkeit einer Vorhersage der erzeugten Kalibrierungskurve
in Bezug auf eine unbekannte Probe korrekt zu bewerten, werden Messfehler
in Bezug auf die unbekannte Probe durch eine Bewertungsprobe erhalten.
Wenn die Genau igkeit der Kalibrierungskurve als nicht ausreichend
erachtet wird, werden der Typ des Verarbeitungsverfahrens oder Parameter
nach Bedarf verändert,
um die Kalibrierungskurve zu korrigieren.
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Eine
Kalibrierungskurve, die als eine ausreichende Genauigkeit aufweisend
erachtet wird, wird als ein relationaler Ausdruck zum Vorhersagen
von Werten von Zielcharakteristika aus Spektraldaten bei einer Analyse
der unbekannten Probe verwendet, um zur Bestimmung der Konzentration
der unbekannten Probe verwendet zu werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind das optische Anregungssystem und das optische Photoempfangssystem
so angeordnet, um in der Lage zu sein, gestreutes Licht oder eine
Fluoreszenz von der Kornea zu erfassen, während dies von denjenigen von
anderen Augapfelabschnitten unterschieden wird, wodurch die intraokularen
Substanzen auf der Basis optischer Informationen von der Kornea
gemessen werden können,
und Informationen, die nützlich
zum Diagnostizieren von Diabetes Mellitus oder einer weiteren Krankheit,
usw. sind, können
nicht-invasiv erhalten werden.
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Das
vorangegangene und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
besser ersichtlich werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Schnittdraufsicht, die schematisch ein Ausführungsbeispiel zeigt;
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2A und 2B sind
Schnittdraufsichten, die schematisch opti sche Vorrichtungen zeigen, die
ein faseroptisches Linsenarray bzw. eine Linse anstelle eines Schlitz 63 in
dem Ausführungsbeispiel verwenden;
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3 ist
eine Schnittdraufsicht, die schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel
zeigt, das eine Einrichtung zum Korrigieren einer Fluktuation einer
Lichtquellenintensität
aufweist;
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4 ist
eine Schnittdraufsicht, die wiederum ein weiteres Ausführungsbeispiel
zeigt, das einen Winkel, der durch optische Achsen eines optischen Anregungssystems
und eines optischen Photoempfangssystems gebildet ist, auf 90° einstellt;
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5A bis 5C stellen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
dar, das optische Systeme in eine Schutzbrillenstruktur integriert,
und sind eine Draufsicht, die eine Anordnung der optischen Systeme
in dem Inneren zeigt, ein Seitenaufriss auf die Seite eines optischen
Photoempfangssystems, der die Anordnung der optischen Systeme in
dem Inneren zeigt, bzw. eine perspektivische Ansicht aus der Sicht
der Seite des Augapfels;
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6 stellt
ein Raman-Streuspektrum von Glukose dar;
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7 stellt
ein Raman-Streuspektrum von Inositol dar;
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8 stellt
ein Raman-Streuspektrum von Fruktose dar;
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9 stellt
ein Raman-Streuspektrum von Galaktose dar;
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10 stellt
ein Raman-Streuspektrum von Sorbitol dar;
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11 stellt
ein Fluoreszenzspektrum von glyziertem Albumin dar;
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12 stellt
ein Raman-Streuspektrum von Ditaurobilirubin dar; und
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13 stellt
ein Fluoreszenzspektrum von Lecithin dar.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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1 stellt
schematisch ein Ausführungsbeispiel
dar. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Augapfel, der
eine kristalline Linse 6, die vor einem Glaskörper 4 und
einer Kornea 8 vorgesehen ist, die an dem vordersten Teil
vorgesehen ist, aufweist. Ein Freiraum zwischen der kristallinen
Linse 6 und der Kornea 8 ist mit Kammerwasser 10 gefüllt, das
eine transparente Flüssigkeit
ist. Eine Iris 11 ist zwischen der kristallinen Linse 6 und
der Kornea 8 vorhanden und eine Mittelöffnung der Iris 11 ist
die Pupille. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Okularachse.
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Ein
optisches Anregungssystem 12 weist eine weißglühende Lampe,
wie z. B. eine Wolframlampe, als eine Lichtquelle 14 auf
und eine Linse 18 zum Kondensieren von Anregungslicht,
das von der Lichtquelle 14 erzeugt wird, und optische Filter 20 zum
Abholen eines schmalen Wellenlängenbereichs von
dem Anregungslicht und zum Einfarbigmachen desselben sind an einer
optischen Achse 16 des optischen Anregungssystems 12 vorgesehen.
Eine Mehrzahl, in der 3, optischer Filter 20 ist
so angeordnet, dass dieselben ansprechend auf eine erwünschte Anregungsstrahlwellenlänge geschaltet werden
können.
Ein Anregungslichtstrahl wird auf einen schmalen parallelen Strahl
mit einem Durchmesser von 0,1 bis 2 mm durch einen Schlitz 22,
der zwischen den optischen Filtern 20 und der Linse 18 vorgesehen
ist, und eine Mehrzahl von Schlitzen 24 eingestellt, die
an einer Ausgangsseite jenseits der optischen Filter 22 vorgesehen
sind.
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Andererseits
unterscheidet sich eine optische Achse 31 eines optischen
Photoempfangssystems 30 räumlich von der optischen Achse 16 des
optischen Anregungssystems 12 und ist an einer Position
angeordnet, die sich mit der optischen Achse 16 des optischen
Anregungssystems 12 auf der Kornea 8 schneidet.
Ein Winkel 8, der durch die optischen Achsen 16 und 31 des
optischen Anregungs- und des optischen Empfangssystems 12 und 30 gebildet
wird, ist so eingestellt, dass kein Anregungslichtstrahl durch die
Pupille auf die kristalline Linse 6 einfällt, wobei,
wenn der Augapfel 2 so fixiert ist, dass die Okularachse 3 mit
der optischen Achse 31 des optischen Photoempfangssystems 30 übereinstimmt, der
Winkel θ 40° bis 90° beträgt. Bezug
nehmend auf 1 beträgt θ 45°.
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Um
die Okularachse 3 zu fixieren, um mit der optischen Achse 31 des
optischen Photoempfangssystems 30 zusammenzufallen, ist
ein optisches System, das eine Lichtquelle 32 zum Erzeugen
sichtbaren Lichts, einen Schlitz 33 zum Umwandeln von Licht
von der Lichtquelle in einen schmalen Strahl und einen Halbspiegel 32 zum
Platzieren des Strahls, der durch den Schlitz 33 eingestellt
ist, auf der optischen Achse 31 und zum Einführen desselben
in den Augapfel 2 aufweist, vorgesehen.
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In
dem optischen Photoempfangssystem 30 ist eine eindimensionale
Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35,
wie z. B. ein CCD-Sensor oder ein Photodiodenarray auf der optischen
Achse 31 als Photodetektor angeordnet. Die eindimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 weist
eine Linie einer Anordnung eines photoelektrischen CCD-Umwandlungselements
auf, deren Richtung entlang einer geraden Linie senkrecht zu der
optischen Achse 31 des optischen Photoempfangssystems 30 in
einer Ebene ist, die die optischen Achsen 16 und 31 des
optischen Anregungs- und des optischen Photoempfangssystems 12 und 30 umfasst. Der
Abstand der Anordnung des photoelektrischen Umwandlungselements
der ein dimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 beträgt z. B.
125 μm.
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Auf
einer Lichteinfallsseite der eindimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 ist
ein Schlitz 36 als eine optische Vorrichtung angeordnet, die
Messlicht, das von der Kornea 8 erzeugt wird, von dem unterscheiden
kann, das von anderen Augapfelabschnitten erzeugt wird, und dasselbe
in die eindimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 einführen kann.
Der Schlitz 36, der durch ein Anordnen einer Mehrzahl dünner Platten
in einer Richtung parallel zu der optischen Achse 31 des
optischen Photoempfangssystems 30 und senkrecht zu der Ebene,
die die optischen Achsen 16 und 31 des optischen
Anregungs- und des optischen Empfangssystems 12 und 30 umfasst,
in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse 31 des
optischen Photoempfangssystems 30 in der Ebene, die die
optischen Achsen 16 und 31 des optischen Anregungs-
und des optischen Photoempfangssystems 12 und 30 umfasst,
weist eine Position, an der die Ebene, die die optischen Achsen 16 und 31 des
optischen Anregungs- und
des optischen Photoempfangssystems 12 und 30 umfasst,
den Augapfel 2 schneidet, den Positionen der photoelektrischen
Umwandlungselemente der eindimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 zu.
Der Abstand des Schlitzes 36 entspricht vorzugsweise dem
Abstand des photoelektrischen Umwandlungselements der eindimensionalen
Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 und die
Tiefe D des Schlitzes 36 beträgt 5 bis 30 mm.
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Eine
spektroskopische Einrichtung 37, wie z. B. ein FT, ein
Filter oder ein AOTF, ist zwischen dem Schlitz 36 und der
eindimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 angeordnet,
so dass das Messlicht von dem Augapfel 2 in seine Spektralkomponenten
getrennt werden kann. Alternativ kann die spektroskopische Einrichtung 37,
wie z. B. ein FT, ein Filter oder ein AOTF, auf einer Messlichteinfallsseite nach
dem Schlitz 36 angeordnet sein, wie durch das Bezugszeichen 37' gezeigt ist.
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Die
Funktionsweise des Ausführungsbeispiels
aus 1 wird beschrieben. Der Anregungslichtstrahl fällt auf
das Kammerwasser 10 durch die Kornea 8 ein. Nur
eine Komponente von Messlicht gestreuten Lichts oder einer Fluoreszenz,
von der Kornea 8 und dem Kammerwasser 10 erzeugt,
die parallel zu der optischen Achse 31 ist, wird durch
den Schlitz 36 übertragen
und durch die spektroskopische Einrichtung 37 in ihre Spektralkomponenten
getrennt und fällt
auf die eindimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 ein.
Die Positionen der photoelektrischen Umwandlungselemente der eindimensionalen
Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 entsprechen
auf Grund des Schlitzes 36 einer Messlichterzeugungsposition
an dem Augapfel 2, so dass es möglich ist zu identifizieren,
von welcher Position die Informationen stammen. Insbesondere umfasst
ein Erfassungssignal von einem photoelektrischen CCD-Umwandlungselement
auf der optischen Achse 31 Informationen, die auf das gestreute Licht
und die Fluoreszenz bezogen sind, die von der Kornea 8 erzeugt
werden, und wichtig für
die Messung intraokularer Substanzen sind. Ein Erfassungssignal
von einem photoelektrischen CCD-Umwandlungselement an einem weiteren
Ort umfasst gestreutes Licht und eine Fluoreszenz von dem Kammerwasser 10.
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Ein
Beugungsgitter kann auch als die spektroskopische Einrichtung 37 verwendet
werden. In dem Fall von Messlicht von einem einzelnen Punkt auf
der Kornea 8 durch den Schlitz 36 wird Licht,
das durch den Schlitz 36 übertragen wird, zu dem Beugungsgitter
geführt,
um einer Wellenlängendispersion
unterzogen zu werden, und die eindimensionale Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 ist
so angeordnet, dass die photoelektrischen Umwandlungselemente in
der Dispersionsrichtung angeordnet sind, wodurch ein Polychromator
definiert wird, so dass das Licht von dem einzelnen Punkt auf der
Kornea 8 in seine Spektralkomponenten getrennt und gleichzeitig über eine
Anzahl von Wellenlängen
erfasst werden kann.
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In
dem Fall des Verwendens einer zweidimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung als
Photodetektor kann ein Mehrkanal-Spektroskop als die spektroskopische
Einrichtung 37 verwendet werden. In diesem Fall entspricht
eine Linie von Messlicht, das auf das Spektroskop durch den Schlitz 36 einfällt, einer
Position auf dem Augapfel 2. Eine Wellenlängendispersion
wird in einer Richtung, die senkrecht zu einer Anordnungsrichtung
des Messlichts ist, das auf das Spektroskop einfällt, durchgeführt, wodurch
Messlichtkomponenten von einer Mehrzahl von Positionen auf dem Augapfel 2 gleichzeitig
in Spektralkomponenten derselben getrennt und gleichzeitig über jeweilige
mehrere Wellenlängen erfasst
werden können.
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Die 2A und 2B stellen
weitere Beispiele zum Ersetzen des Schlitzes 36 aus 1 als optische
Vorrichtungen dar, die Messlicht, das von Hornhäuten erzeugt wird, von dem
unterscheiden können,
das von anderen Augapfelabschnitten erzeugt wird, und dasselbe in
Photodetektoren einführen
können. 2A zeigt
dies unter Verwendung eines faseroptischen Linsenarrays 40,
wobei der Abstand des faseroptischen Bauteils ebenso vorzugsweise
dem Abstand des photoelektrischen Umwandlungselements einer eindimensionalen
Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 entspricht. 2B zeigt
dies unter Verwendung einer Linse 42. Ein Bild auf einer
Kornea 8 wird auf einer eindimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 durch
die Linse 42 gebildet und Messlicht erzeugende Positionen
auf der Kornea 8 und dem Kammerwasser sind in entgegengesetzten
Richtungen auf der eindimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 angeordnet.
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Als
Photodetektor des optischen Photoempfangssystems kann die eindimensionale
Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 durch
eine Photodiode ersetzt werden, die aus einem einzelnen photoelektrischen
Umwandlungselement besteht.
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3 stellt
ein Ausführungsbeispiel
dar, das eine Einrichtung zum Korrigieren einer Fluktuation einer
Lichtquellenintensität
aufweist. Ein Halbspiegel 44 ist auf einer optischen Achse 16 eines
optischen Anregungssystems 12 angeordnet, so dass ein Teil des
Anregungslichts direkt auf einen Teil der photoelektrischen Umwandlungselemente 35a einer
eindimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 einfällt. Ein
Erfassungssignal von einer Kornea oder einem weiteren Abschnitt,
das durch ein photoelektrisches Umwandlungselement in einem weiteren
Abschnitt der eindimensionalen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 35 empfangen
wird, wird durch ein Erfassungssignal des photoelektrischen Umwandlungselements 35a,
das den Anregungslichtstrahl empfängt, unterteilt und genormt,
wodurch eine Fluktuation der Lichtquellenintensität korrigiert werden
kann, so dass ein korrekter gemessener Wert erhalten wird.
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Bezug
nehmend auf 4 ist der Winkel θ, der durch
die optischen Achsen 16 und 31 des optischen Anregungs-
und des optischen Empfangssystems 12 und 30 bei
dem Ausführungsbeispiel
aus 1 gebildet wird, auf 90° eingestellt. In diesem Fall kann
nur die Kornea 8 mit dem Anregungslichtstrahl bestrahlt
werden, so dass das optische Photoempfangssystem 30 nur
die Informationen von der Kornea 8 durch ein ausschließliches
Empfangen des Messlichts, wie z. B. gestreuten Lichts und einer
Fluoreszenz, von der Kornea 8 erhalten kann.
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Die 5A, 5B und 5C,
ein weiteres Ausführungsbeispiel
darstellend, das die vorliegende Erfindung in eine Schutzbrillenstruktur
integriert, sind eine Draufsicht, die eine Anordnung optischer Systeme
im Inneren zeigt, ein Seitenaufriss auf die Seite eines optischen
Photoempfangssystems, der die Anordnung der optischen Systeme in
dem Inneren zeigt, bzw. eine perspektivische Ansicht aus der Sicht
der Seite des Augapfels. Ein optisches Anregungssystem 12 und
ein optisches Photoempfangssystem 30, wie z. B. diejenigen,
die in den 1 und 4 gezeigt
sind, sind in einer Schutz brillenstruktur 50 angeordnet.
Ein Halbleiterlaser, der wirksam für eine Miniaturisierung ist,
wird in dem optischen Anregungssystem 12 als eine Anregungslichtquelle
eingesetzt. Ferner weist die Schutzbrillenstruktur auch eine Übertragungsschaltung
zum Treiben der Lichtquelle und eines Photodetektors und Übertragen
eines Signals, das durch den Photodetektor erfasst wird, an das Äußere oder
dergleichen auf. Ein Steuerteil 52 umfasst einen derartigen
Treiberteil oder die Übertragungsschaltung.
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Die 6 bis 13 zeigen
exemplarische Raman-Streu- und Fluoreszenzspektren intraokularer
Substanzen, die bei der vorliegenden Erfindung gemessen werden sollen.
In jeder Figur ist das Anregungslicht ein He-Ne-Laserstrahl mit
632,8 nm.
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6 zeigt
ein Raman-Streuspektrum von Glukose, das mit Spitzen an Positionen
von 420 bis 450 cm–1, 460 bis 550 cm–1,
750 bis 800 cm–1, 850 bis 940 cm–1,
1.000 bis 1.090 cm–1, 1.090 bis 1.170 cm–1, 1.200
bis 1.300 cm–1,
1.300 bis 1.390 cm–1, 1.400 bis 1.500 cm–1 und
2.850 bis 3.000 cm–1 in verschobenen Wellenzahlen
von einer Anregungswellenlänge
versehen ist. Mittlere Wellenzahlen dieser Spitzen sind 438 cm–1,
530 cm–1,
776 cm–1,
917 cm–1,
1.087 cm–1, 1.103
cm–1,
1.298 cm–1,
1.373 cm–1,
1.461 cm–1 und 2.907
cm–1.
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7 zeigt
ein Raman-Streuspektrum von Inositol, das mit Spitzen an Positionen
von 400 bis 500 cm–1, 700 bis 900 cm–1,
1.000 bis 1.100 cm–1, 1.200 bis 1.500 cm–1 und
2.900 bis 3.050 cm–1 in verschobenen Wellenzahlen
von der Anregungswellenlänge
versehen ist. Mittlere Wellenzahlen dieser Spitzen betragen 443,
852 cm–1,
864, 743 cm–1,
1.074, 37 cm–1,
1.468,06 cm–1 und
2.995,59 cm–1.
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8 zeigt
ein Raman-Streuspektrum von Fruktose, das mit Spitzen an Positionen
von 550 bis 620 cm–1, 650 bis 700 cm–1,
780 bis 870 cm–1, 900 bis 980 cm–1,
1.000 bis 1.150 cm–1, 1.200 bis 1.300 cm–1, 1.400
bis 1.480 cm–1 und
2.900 bis 3.050 cm–1 in verschobenen Wellenzahlen
von der Anregungswellenlänge
versehen sind. Mittlere Wellenzahlen dieser Spitzen sind 599, 093
cm–1,
688, 482 cm–1,
802,175 cm–1,
963,9821 cm–1,
1.074,37 cm–1,
1.267,38 cm–1, 1.468,0621
cm–1 und
2.995,59 cm–1.
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9 zeigt
ein Raman-Streuspektrum von Galaktose, das mit Spitzen an Positionen
von 450 bis 550 cm–1, 630 bis 900 cm–1,
1.000 bis 1.180 cm–1, 1.200 bis 1.290 cm–1,
1.300 bis 1.380 cm–1, 1.400 bis 1.500 cm–1 und
2.850 bis 3.050 cm–1 in verschobenen Wellenzahlen
von der Anregungswellenlänge
versehen ist. Mittlere Wellenzahlen dieser Spitzen sind 495,884
cm–1,
864,743 cm–1,
1.062,17 cm–1,
1.267,38 cm–1,
1.362,38 cm–1,
1.468,06 cm–1 und
2.976,02 cm–1.
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10 zeigt
ein Raman-Streuspektrum von Sorbitol, das mit Spitzen an Positionen
von 388 bis 488 cm–1, 749 bis 862 cm–1,
933 bis 1.120 cm–1, 1.380 bis 1.464 cm–1 und
2.731 bis 2.960 cm–1 in verschobenen Wellenzahlen
von der Anregungswellenlänge versehen
ist. Mittlere Wellenzahlen dieser Spitzen sind 438 cm–1,
821 cm–1,
1.414 cm–1,
nahe 1.600 cm–1 und
2.893 cm–1.
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11 zeigt
ein Fluoreszenzspektrum von glyziertem Albumin, das eine Spitze
bei 640 bis 850 nm aufweist. Proben einer wässrigen Lösung, die Konzentrationen von
61,6%, 33,3% und 24,8% aufweisen, werden gemessen und Spektralintensitäten nehmen
mit zunehmenden Konzentrationen zu.
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12 zeigt
ein Raman-Streuspektrum von Ditaurobilirubin, das mit Spitzen an
Positionen von 500 bis 540 cm–1, 670 bis 710 cm–1,
900 bis 980 cm–1, 1.220 bis 1.300 cm–1,
1.310 bis 1.330 cm–1, 1.400 bis 1.500 cm–1 und
1.550 bis 1.670 cm–1 in verschobenen Wellenzahlen
von einer Anregungswellenlänge
versehen ist. Mittlere Wellenzahlen dieser Spitzen sind 520 cm–1,
688 cm–1,
940 cm–1,
1.250 cm–1,
1.320 cm–1, 1.445
cm–1 und
1.615 cm–1.
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13 zeigt
ein Fluoreszenzspektrum von Lecithin, das eine Spitze bei 450 bis
650 nm aufweist.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben und dargestellt
wurde, ist klar ersichtlich, dass dieselbe lediglich darstellend
und beispielhaft ist und nicht als Einschränkung aufgefasst werden sollte,
wobei der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nur durch die
Ausdrucksweise der beigefügten
Ansprüche
eingeschränkt
ist.