JP7427444B2 - 眼の角膜の高解像度トポグラフィーのための方法および装置 - Google Patents
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Description
・IOLレンズの計算
・コンタクトレンズのフィッティング
・屈折レーザー手術など
の新たなアプリケーションを考慮すると、測定の精度および再現性の観点から、トポグラフィーには特有のいくつかの課題がある。これらの課題は、従来のトポグラフィー方法を改良するか、または新たな方法を開発することを必要とする。
a)照明放射線が角膜の曲率中心に合焦され、
b)ビームスプリッタから空間分解検出器に出力結合され、かつ空間分解検出器上に結像された角膜によって反射された光信号の一部が、遅延線を有する基準光源によって生成された基準信号と重ね合わされ、
c)基準信号が角膜によって反射された光信号と干渉することができるように、角膜によって反射された光信号と類似した既知の波面形状を有する基準信号が遅延線を介して設定され、
d)干渉パターンが空間分解検出器上に生成されるのと同時に、干渉測定装置によって基準面から角膜表面までの距離が決定され、
e)角膜のトポグラフィーが少なくとも一回で記録された空間分解検出器および干渉測定装置の測定信号から評価ユニットによって決定される方法によって達成される。
提案されている解決法は、眼の角膜のトポグラフィーを決定するのに役立ち、かつコヒーレント光トポグラフィーシステムに基づいている。本発明によれば、この解決法は、共焦点FD-OCT法と結像ホロスコピーの要素とを組み合わせて、それによって、特にツァイス社製のIOLMaster(登録商標)700のような既に確立されたシステムにおいて、必要な精度で角膜のトポグラフィーを干渉測定することができる。
a)照明放射が角膜の曲率中心に合焦される工程、
b)ビームスプリッタから空間分解検出器に出力結合され、かつ空間分解検出器上に結像された角膜によって反射された光信号の一部が、遅延線を有する基準光源によって生成された基準信号と重ね合わされる工程、
c)基準信号が角膜によって反射された光信号と干渉することができるように、角膜によって反射された光信号の波面形状と類似した既知の波面形状を有する基準信号が、遅延線を介して設定される工程、
d)干渉パターンが空間分解検出器上に生成されるのと同時に、干渉測定装置によって基準面から角膜表面までの距離が決定される工程、
e)角膜のトポグラフィーが、少なくとも一回で記録された空間分解検出器および干渉測定装置の測定信号から評価ユニットによって決定される工程を含む。
本発明によれば、角膜によって反射された光信号の一部は、空間分解検出器上に結像される。
更なる有利な構成によれば、少なくとも1つの測定信号が、照明光が角膜の曲率中心に焦点を合わせて結像される点の近傍において空間分解検出器によって記録される。角膜によって反射された光信号の理想的な球面波からの偏差は、干渉法によって決定され、角膜の絶対曲率半径、本明細書での角膜のトポグラフィーは、干渉測定装置によって供給される測定信号から同時に確立される。
従って、干渉現象は、不十分な深度測定範囲のために、空間分解検出器の測定信号において測定されるべき角膜表面の一部においてのみ可視となる。
本発明によれば、干渉測定装置は、周波数領域OCT法に基づいており、干渉測定装置の放射は、角膜の曲率中心に合焦される。本発明のビームスプリッタは、角膜によって反射された光信号の一部を空間分解検出器に出力結合し、かつ空間分解検出器上に結像するように機能する。
本発明によれば、基準光源は、角膜によって反射された光信号の波面形状と類似した既知の波面形状を有する基準信号を生成するように構成される。ここで、基準光源は、共焦点干渉測定装置の調整可能な照明源とコヒーレントになるように調整可能な照明源と出力結合される。
有利な構成によれば、干渉測定装置は、波長掃引光源OCT法に基づいており、干渉測定装置の照明源は20°~100°、特に好ましくは60°の開口角を有する照明ビームを生成するように構成されている。
この装置は、図1ではボックスのみ示されており、かつ調整可能な照明源(図示せず)を含む共焦点干渉測定装置2を備える。眼1は、ビームスプリッタ3および光学系4を介してこの照明源によって照明される。眼1の角膜によって反射された光信号は、共焦点干渉測定装置2と空間分解検出器5の両方に結像される。眼1の角膜によって反射された光信号は、ビームスプリッタ3によって2つの測定装置2および5の間で分割される。
本発明のOCTベースの解決法は、眼のバイオメトリック値およびトポグラフィー値の両方の捕捉を可能にし、その過程で、測定データの精度および再現性に関してますます厳しくなる要件を満たす。
Claims (21)
- 眼の角膜の高解像度トポグラフィーのための方法であって、眼が共焦点干渉測定装置の照明源によって照明され、角膜によって反射された光信号が共焦点干渉測定装置および空間分解検出器の両方の検出器によって検出され、前記光信号は評価ユニットに転送され、
a)照明放射が角膜の曲率中心に合焦され、
b)ビームスプリッタから空間分解検出器に出力結合され、かつ前記空間分解検出器上に結像された角膜によって反射された光信号の一部が、遅延線を有する基準光源によって生成された基準信号と重ね合わされ、
c)基準信号が角膜によって反射された光信号と干渉することができるように、角膜によって反射された光信号の波面形状と類似した既知の波面形状を有する基準信号が前記遅延線を介して設定され、
d)干渉パターンが前記空間分解検出器上に生成されるのと同時に、干渉測定装置によって基準面から角膜表面までの距離が決定され、
e)角膜のトポグラフィーが、少なくとも一回で記録された前記空間分解検出器および干渉測定装置の測定値から評価ユニットによって決定されることを特徴とする方法。 - 前記干渉測定装置は、波長掃引光源OCT法を使用することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記照明源は、開口角が20°~100°の照明ビームで前記眼を照明することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記空間分解検出器上に結像するための前記ビームスプリッタは、前記角膜によって反射された前記光信号の一部を出力結合し、前記一部は、2%から50%に対応する、請求項1に記載の方法。
- 前記空間分解検出器は、10μmと1mmの間の範囲の有効コヒーレンス長が実現されるような、前記干渉測定装置の前記照明源の波長調整時間および波長範囲に整合された露光時間で干渉信号を記録することを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 角膜によって反射された光信号の一部が、前記基準光源によって基準信号として生成された球面波と重ね合わされ、前記基準光源が角膜の曲率中心と共役であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 焦点からの異なる距離を示す少なくとも2つの測定信号が、両方のシステムを互いに較正するために前記空間分解検出器および前記干渉測定装置によって同時に記録されることを特徴とする請求項1および6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記干渉測定装置が、前記遅延線を設定するために使用される距離測定信号を連続的に供給することを特徴とする請求項1、6および7のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1つの測定信号が、前記空間分解検出器によって記録され、角膜によって反射された光信号の理想的な球面波からの偏差は、干渉法によって決定され、角膜の曲率半径は、干渉測定装置によって供給される測定信号から同時に確立される、請求項1に記載の方法。
- 複数の測定信号が、前記空間分解検出器によって記録され、角膜の強い非球面曲率に対する測定可能な深度範囲を拡大するために、前記空間分解検出器の基準信号に対する遅延線の調整は、プロセスにおけるゼロ遅延から著しく大きく逸脱し、ここで、測定信号は、個々の部分的な測定信号から構築および/または補間される、請求項1に記載の方法。
- 眼の角膜の高解像度トポグラフィー装置であって、共焦点干渉測定装置、空間分解検出器、位置決めのための装置、および評価ユニットからなり、干渉測定装置は、周波数領域OCT法に基づき、かつ放射が角膜の曲率中心に合焦され、ビームスプリッタが、角膜によって反射された光信号の一部を前記空間分解検出器上に出力結合し、かつ前記空間分解検出器上に結像するために設けられ、前記空間分解検出器上に結像されるべき角膜によって反射された光信号の一部を基準信号と重ね合わせるために遅延線を有する基準光源およびビームスプリッタが設けられ、前記基準光源は前記空間分解検出器の上流に配置され、前記基準光源は、角膜によって反射された光信号の波面形状と類似した既知の波面形状を有する基準信号を生成するように構成され、前記評価ユニットは、前記干渉測定装置および前記空間分解検出器の同時に記録された信号から角膜のトポグラフィーを決定するように構成されることを特徴とする装置。
- 前記干渉測定装置は、波長掃引光源OCT法に基づくことを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 干渉測定装置の照明源が、20°~100°の開口角を有する照明ビームを生成するように構成されていることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 角膜によって反射された光信号の一部を出力結合し、結像するためのビームスプリッタが、前記空間分解検出器上に結像される一部が2%~50%となるように構成されることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記基準光源は、角膜によって反射された光の一部を前記空間分解検出器上に重ね合わせるための球面波を生成するように構成され、前記基準光源は、角膜の曲率中心と共役であることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記遅延線がファイバーコリメータおよび再帰反射器とからなることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記空間分解検出器の露光時間が、10μmと1mmとの間の範囲の有効コヒーレンス長が実現可能となるような、前記干渉測定装置の照明源の波長調整時間および波長範囲に整合されることを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 前記照明源は、開口角が60°の照明ビームで前記眼を照明することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記空間分解検出器上に結像するための前記ビームスプリッタは、前記角膜によって反射された前記光信号の一部を出力結合し、前記一部は、10%に対応する、請求項1に記載の方法。
- 干渉測定装置の照明源が、60°の開口角を有する照明ビームを生成するように構成されていることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 角膜によって反射された光信号の一部を出力結合し、結像するためのビームスプリッタが、前記空間分解検出器上に結像される一部が10%となるように構成されることを特徴とする請求項11に記載の装置。
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