WO2009103491A1 - Verfahren und einrichtung zur optisch-elektronischen augeninspektion - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur optisch-elektronischen augeninspektion Download PDF

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WO2009103491A1
WO2009103491A1 PCT/EP2009/001124 EP2009001124W WO2009103491A1 WO 2009103491 A1 WO2009103491 A1 WO 2009103491A1 EP 2009001124 W EP2009001124 W EP 2009001124W WO 2009103491 A1 WO2009103491 A1 WO 2009103491A1
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WO
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eye
image acquisition
acquisition module
corneal surface
module
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PCT/EP2009/001124
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Rudolf Von Bünau
Karl-Heinz Donnerhacke
Manfred Dick
Ingo Koschmieder
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Carl Zeiss Meditec Ag
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/14—Arrangements specially adapted for eye photography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/117—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for examining the anterior chamber or the anterior chamber angle, e.g. gonioscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/12—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for opto-electronic eye inspection, with which an examination of the front and rear portions of the eye is feasible.
  • Slit lamps are known as standard devices for the examination of the anterior segment of the eye.
  • the slit lamp provides a quick and non-contact visual inspection of the anterior sections of the eye, such as the cornea, anterior chamber and eye lens.
  • an optical-electronic diagnostic documentation is possible.
  • a number of important eye inspection examinations are not or only conditionally possible with classic slit-lamp technology. Therefore, a large number of additional components have been developed which expand the range of application of the slit lamp.
  • additional optics such as Hruby lens or contact lens, which compensate for the refractive power of the cornea, an inspection of the fundus is possible.
  • 3-mirror contact glasses By means of so-called 3-mirror contact glasses also the normally inaccessible chamber angle range of the anterior chamber can be seen (gonioscopy), which is important for the diagnosis of glaucoma.
  • special additional modules For the examination of the corneal endothelium special additional modules have been developed, which allow a safe and fast qualitative and quantitative analysis.
  • a disadvantage of the use of this Additional components is that using the known additional optics disturbing unavoidable surface reflections hinder the investigation that the use of contact glasses despite anesthesia of the cornea is uncomfortable for the patient, which is mainly due to their size and that the known add-on modules for endothelial analysis are relatively large and thus limit the use of the slit lamp in routine use.
  • the present invention seeks to provide a method and apparatus for opto-electronic eye inspection, which extends the limited possibilities of the classic slit lamp technology, especially in the aforementioned applications, without additional auxiliary optics and regardless of the anatomical conditions of Patients while reducing the burden on patients during eye exams.
  • the invention proposes a method for optical-electronic eye inspection, in which an optically active contact element of a particularly miniaturized image acquisition module placed in direct contact or by means of a contact means on a corneal surface of an eye and a in particular miniaturized illumination module is arranged at a small distance to the cornea surface or that the modules are arranged reproducibly displaceable by means of a holding device at a small distance to the corneal surface of the eye or placed directly on the corneal surface of the eye by means of the contact means.
  • image information of the eye in particular of the cornea, the anterior chamber, the eye lens and the retina is optically-electronically detected by any desired angular range for image acquisition is adjustable and after image acquisition in a downstream image processing system, the captured image data of the different eye examinations are evaluated and a display system displayed.
  • image information of the eye in particular of the cornea, the anterior chamber, the eye lens and the retina is optically-electronically detected by any desired angular range for image acquisition is adjustable and after image acquisition in a downstream image processing system, the captured image data of the different eye examinations are evaluated and a display system displayed.
  • High-resolution chamber angle images for suppression of reflections on the corneal surface of the eye and for endothelial cell analysis in order to obtain an unobstructed view of the corneal endothelium for the purpose of image acquisition while eliminating the reflex of the anterior surface of the cornea.
  • the evaluation and display of the image information acquired in the image acquisition module is carried out by means of the downstream image processing and display system, through which the necessary energy supply of the image acquisition module and the illumination module is expediently ensured.
  • the image acquisition module and the lighting module can be integrated according to their application in a common module or linked separately from each other in mutually fixed predetermined or variable arrangement.
  • Eye examinations can be performed, which are not or only partially possible with the slit lamp technology without the use of additional optics.
  • Essential to the new device is the small size, so that the inspection of the eye through the use of small optical components an extreme reduction of the working distance and thus a significant extension of the accessible angle range allows the eye, which is not possible with the large mechanical dimensions of the slit lamp components ,
  • the very small working distance for examining the outer portions of the eye further allows a larger aperture and thus a higher resolution.
  • the new method and the device according to the invention is also advantageously applicable in critical situations, such as in the eye examinations of bedridden patients or in the eye inspection of animals ie in all cases where, inter alia, the use of classical Slit-lamp technology is not or only partially possible.
  • the image acquisition module is placed either directly on the corneal surface of an eye by means of an intended optical contact element or a contact gel, wherein the illumination module is arranged at a small distance from the corneal surface of the eye. Disturbing corneal reflexes are suppressed by the use of contact gel with refractive index mordanting.
  • the image acquisition module either a special imaging optics or the contact element of the image acquisition module has a special optical design. As a result, chamber angle images are possible with a high resolution. The image acquisition always takes place in the contact method in order to suppress the reflection on the corneal surface.
  • contact gel the refractive index adjustment between the image acquisition module and the corneal surface to eliminate disturbing reflections or to suppress possible reflections at extremely oblique insight and on the other hand there is a reduction of mechanical damage to the corneal surface.
  • Another advantage is that the patient is less stressed due to the small size of the contact element and the use of a contact gel.
  • the contact element itself or a part of it is formed to minimize the risk of infection from easily exchangeable Ei ⁇ wegmaterial or alternatively protected by suitable disposable caps.
  • special versions of the miniaturized device are provided.
  • the image acquisition module and the lighting module are arranged in a holding device.
  • the holding device is designed for this purpose so that it is provided so as to be able to be placed on the surface of the cornea directly or using a contact means.
  • a reproducible displacement of the image acquisition module and the illumination module or their combination can be made parallel to the cornea surface by means of the holding device, wherein each desired angular range by hand or automatically adjustable for image acquisition.
  • the holding device is also designed so that it is securely supported on the environment of the eye the orbital arch of a patient, regardless of the anatomical conditions.
  • the holding device also has a darkened the eye coat to prevent the ingress of extraneous light, which may cause disturbing corneal reflections, for example.
  • a particularly preferred embodiment of the device is seen in that for a gonioscopy by means of a mechanical device, the image acquisition module and the Lighting module or their combination by hand or automatically on a circular path around the Pupilleh scholar be performed so that an all-scan recording of the chamber angle is made possible or by superimposing chamber angle images from different directions a stereo image representation of the chamber angle is obtained.
  • the image acquisition module and the illumination module are arranged against each other in such a way that optimum illumination and observation conditions for the representation of the corneal endothelium result.
  • the small distance of the image acquisition module to the corneal surface allows a maximum acquisition aperture and thus an extremely high resolution of the endothelial cells. If the image acquisition module is operated in optical contact with the cornea via the optically active contact element, reflections on the surface of the cornea are eliminated, allowing an undisturbed view of the corneal endothelium.
  • a further preferred embodiment of the device is seen in that are made possible by the small distance of the image acquisition module to the corneal surface Fundusfact especially in the extreme periphery.
  • the image acquisition module and the illumination module or their combination are manually or automatically guided over the cornea in such a way that panorama images from extreme image angles can be performed by superimposing fundus images from different directions.
  • the transmission of the data from the image acquisition module to the image processing and display system takes place wired or wireless via a suitable interface.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device for eye inspection.
  • Fig. 2 is a detail of an image acquisition module of the device
  • Fig. 3 shows another embodiment of the device for eye inspection.
  • FIG. 1 shows the basic structure of a miniaturized device for opto-electronic eye inspection in an arrangement in front of the patient's eye to be examined.
  • the device according to the invention consists of an image acquisition module 1, preferably an image sensor with built-in imaging optics and a lighting module 2 in the form of a cold light source or light source with minimal heat input.
  • the evaluation and display of the image information acquired in the image acquisition module 1 takes place by means of a downstream image processing system 3 and a display system 4, through which the necessary energy supply of the image acquisition module 1 and the illumination module 2 is expediently ensured.
  • the transmission of the data from the image acquisition module 1 to the image processing system 3 and the Display system 4 may be wired or wireless via a suitable non-illustrated interface.
  • FIG. 1 shows the basic structure of a miniaturized device for opto-electronic eye inspection in an arrangement in front of the patient's eye to be examined.
  • the device according to the invention consists of an image acquisition module 1, preferably an image sensor with built
  • the image acquisition module 1 shows the image acquisition module 1 with its optically active contact element 5, which is placed on the corneal surface 7 of an eye by means of a contact gel 6, while the illumination module 2 is arranged at a small distance 8 from the corneal surface 7 in accordance with FIG. Due to the contact gel 6, the refractive index adaptation between the image acquisition module 1 and the corneal surface 7 takes place on the one hand to eliminate disturbing reflections or to suppress possible reflections with extremely oblique viewing, and on the other hand the contact gel 6 serves to reduce mechanical damage to the corneal surface 7.
  • the image acquisition module 1 and the Depending on the application, the lighting module 2 can be integrated in a common module or, as shown in FIG. 1, can be arranged separately, the mutual arrangement being fixed or optionally variable.
  • the image acquisition module 1 and the illumination module 2 are arranged in a special holding device 9, wherein the holding device 9 is designed such that it can be placed on the surface of the cornea 7 directly or using a contact means.
  • the holding device 9 itself is designed so that it is securely supported on the environment of the eye 11 (orbital bow) of a patient.
  • the holding device 9 also serves for the reproducible displacement of the image acquisition module 1 and the illumination module 2 or the combination of both modules parallel to the corneal surface 7.
  • the holding device 9 additionally has an eye 12 which darkens the eye, so that extraneous light, which may cause eg disturbing corneal reflections, is avoided.
  • the contact element 5 itself or a part thereof is formed from easily exchangeable disposable material.
  • suitable disposable protective caps is provided, as customary in contact tonometry.
  • the image acquisition module 1 and the illumination module 2 or a combination of both modules are guided by hand or automatically on a circular path around the pupil center by means of a mechanical device (not shown). As a result, an all-round image of the chamber angle or by superposition of chamber angle images from different directions a stereo image representation of the chamber angle is possible.
  • the astigmatism of the oblique bundle is corrected with an oblique view of the cornea and the eye lens.
  • chamber angle images with high resolution are possible.
  • the image acquisition always takes place in the contact method in order to suppress the reflection at the corneal surface 7.
  • the image acquisition module 1 and the illumination module 2 are arranged against each other so that optimal illumination and observation conditions for the representation of the corneal endothelium arise.
  • the small distance of the image acquisition module 1 to the corneal surface 7 allows a maximum acquisition aperture and thus an extremely high detail resolution of the endothelial cells. Will that be Endothelial diagnostic module operated in contact, so also the reflex of the corneal surface ' eliminated, allowing an undisturbed view of the corneal endothelium.
  • In Fundusdiagnostik allows the small distance of the image acquisition module 1 to the corneal surface 7 in particular Fundusrepairingn in the extreme periphery. If the image acquisition module 1 and the illumination module .2 or a combination of both modules are manually or automatically guided over the corneal surface 7 by means of a suitable mechanical device, panoramic images of the fundus with an extremely large image angle are possible by overlaying fundus images from different directions.
  • the invention is not limited to the embodiments, but is in the design and arrangement of the image acquisition module and the illumination module of the device to each other and in the holder in front of the cornea of the eye often variable.
  • a miniaturized pressure sensor for measuring the intraocular pressure can be integrated.

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Abstract

Um ein Verfahren und eine Einrichtung zur optisch-elektronischen Augeninspektion, mit denen eine Untersuchung der vorderen und hinteren Abschnitte des Auges durchführbar ist, zu schaffen, die die begrenzten Möglichkeiten der klassischen Spaltlampentechnik erweitern, wird vorgeschlagen, dass ein Bilderfassungsmodul (1) im direkten Kontakt oder mittels eines Kontaktmittels (6) auf eine Hornhautoberfläche (7) eines Auges aufgesetzt und ein Beleuchtungsmodul (2) in einem geringen Abstand zur Hornhautoberfläche (7) angeordnet wird oder die Module (1, 2) mittels einer Haltevorrichtung (9) in einem geringen Abstand (10) zur Hornhautoberfläche (7) des Auges reproduzierbar verschiebbar angeordnet oder mittels eines Kontaktmittels direkt auf die Hornhautoberfläche des Auges so aufgesetzt werden, dass die Bildinformationen des Auges optisch-elektronisch erfasst und in einem nachgeschalteten Bildverarbeitungssystem (3) die erfassten Bilddaten ausgewertet und in einem Anzeigesystem (4) angezeigt werden.

Description

Verfahren und Einrichtung zur optisch-elektronischen Augeninspektion
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur optisch-elektronischen Augeninspektion, mit denen eine Untersuchung der vorderen und hinteren Abschnitte des Auges durchführbar ist.
Bekannt sind Spaltlampen als Standardgerate für die Untersuchung des vorderen Augenabschnittes. Die Spaltlampe ermöglicht eine schnelle und beruhrungsfreie visuelle Inspektion der vorderen Abschnitte des Auges, wie von Hornhaut, Vorderkammer und Augenlinse. Mittels bildgebender Verfahren ist eine optisch-elektronische Befunddokumentation möglich. Eine Reihe wichtiger Untersuchungen bei der Augeninspektion sind mit der klassischen Spaltlampentechnik nicht oder nur bedingt möglich. Es wurden daher eine Vielzahl von Zusatzkomponenten entwickelt, die das Anwendungsspektrum der Spaltlampe erweitern. So ist durch Einsatz von Zusatzoptiken, z.B. Hruby-Linse oder Kontaktglas, die die Brechkraft der Hornhaut kompensieren, eine Inspektion des Augenhintergrundes möglich. Mittels sogenannter 3-Spiegel- Kontaktglaser kann auch der normalerweise nicht zugangliche Kammerwinkelbereich der Vorderkammer eingesehen werden (Gonioskopie) , was u.a. für die Glaukomdiagnose von Bedeutung ist. Für die Untersuchung des Hornhaut-Endothels wurden spezielle Zusatzmodule entwickelt, die eine sichere und schnelle qualitative und quantitative Analyse ermöglichen. Nachteilig bei dem Einsatz dieser Zusatzkomponenten ist, dass bei Verwendung der bekannten Zusatzoptiken störende unvermeidbare Oberflächenreflexe die Untersuchung behindern, dass die Anwendung von Kontaktgläsern trotz Anästhesierung der Hornhaut unangenehm für den Patienten ist, was hauptsächlich durch deren Größe bedingt ist und dass die bekannten Zusatzmodule zur Endothelanalyse relativ groß sind und dadurch die Anwendung der Spaltlampe im Routineeinsatz einschränken. Der Einsatz dieser Zusatzeinheiten ist jedoch notwendig, da die oben beschriebenen Untersuchungsobjekte mit der klassischen Spaltlampentechnik nicht oder nur bedingt zugänglich sind. Hauptursache hierfür sind die großen mechanischen Abmessungen der Spaltlampenkomponenten. Dadurch ist insbesondere der Winkelbereich bei einer normalen Spaltlampenuntersuchung abhängig von den anatomischen Verhältnissen eingeengt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur optisch-elektronischen Augeninspektion zu schaffen, die die begrenzten Möglichkeiten der klassischen Spaltlampentechnik insbesondere in den genannten Einsatzgebieten erweitert, ohne zusätzliche Hilfsoptiken und unabhängig von den anatomischen Bedingungen der Patienten bei gleichzeitiger Verringerung der Belastung der Patienten bei den Augenuntersuchungen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zur optisch-elektronischen Augeninspektion vor, bei dem ein optisch wirksames Kontaktelement eines insbesondere miniaturisierten Bilderfassungsmoduls im direkten Kontakt oder mittels eines Kontaktmittels auf eine Hornhautoberfläche eines Auges aufgesetzt und ein insbesondere miniaturisiertes Beleuchtungsmodul in einem geringen Abstand zur Hornhautoberfläche angeordnet wird oder dass die Module mittels einer Haltevorrichtung in einem geringen Abstand zu der Hornhautoberfläche des Auges reproduzierbar verschiebbar angeordnet oder mittels des Kontaktmittels direkt auf die Hornhautoberfläche des Auges aufgesetzt werden. Anschließend werden Bildinformationen des Auges, insbesondere von der Hornhaut, der Vorderkammer, der Augenlinse und der Netzhaut optisch-elektronisch erfasst, indem jeder gewünschte Winkelbereich zur Bildaufnahme einstellbar ist und nach der Bilderfassung werden in einem nachgeschalteten Bildverarbeitungssystem die erfassten Bilddaten der unterschiedlichen Augenuntersuchen ausgewertet und in einem Anzeigesystem angezeigt. Für bestimmte Anwendungsgebiete des Verfahrens zur optisch-elektronischen Augeninspektion mit entsprechenden spezifischen Anforderungen an die Augenuntersuchungen ist es vorteilhaft, die optischelektronische Bilderfassung im direkten Kontakt mit der Hornhautoberfläche eines Auges durchzuführen, beispielsweise für die Gonioskopie, für
Kammerwinkelaufnahmen mit hoher Auflösung zur Unterdrückung von Reflektionen an der Hornhautoberfläche des Auges und für eine Endothelzell-Analyse, um für die Bilderfassung einen freien Blick auf das Hornhautendothel unter Ausschaltung des Reflexes der Hornhautvorderseite zu erhalten.
Die erfindungsgemäße miniaturisierte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht in ihrer Grundform aus dem Bilderfassungsmodul und dem Beleuchtungsmodul, wobei das Bilderfassungsmodul aus einem Bildsensor mit einer eingebauten Abbildungsoptik und das Beleuchtungsmodul vorzugsweise aus einer Kaltlichtquelle oder einer Lichtquelle mit minimalem Wärmeeintrag besteht' und an dem Bilderfassungsmodul das optisch wirksame Kontaktelement mit dem Kontaktmittel vorgesehen ist. Die Auswertung und Anzeige der im Bilderfassungsmodul erfassten Bildinformationen erfolgt mittels des nachgeschalteten Bildverarbeitungs- und Anzeigesystems, durch die auch zweckmäßigerweise die notwendige Energieversorgung des Bilderfassungsmoduls und des Beleuchtungsmoduls sicherstellt wird. Das Bilderfassungsmodul und das Beleuchtungsmodul können dabei entsprechend ihrer Anwendung in ein gemeinsames Modul integriert oder getrennt voneinander in zueinander fest vorgegebener oder variabler Anordnung verknüpft werden.
Durch das neue erfindüngsgemäße Verfahren und die Einrichtung zur optisch-elektronischen Augeninspektion werden die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile der Augenuntersuchungen mit der Spaltlampentechnik vermieden, indem eine Reihe von wichtigen
Augenuntersuchungen durchgeführt werden können, die mit der Spaltlampentechnik nicht oder nur bedingt ohne den Einsatz von Zusatzoptiken möglich sind. Wesentlich an der neuen Einrichtung ist die kleine Baugröße, so dass die Inspektion des Auges durch den Einsatz kleiner optischer Bauelemente eine extreme Reduzierung des Arbeitsabstandes und damit eine wesentliche Erweiterung des zugänglichen Winkelbereiches am Auge ermöglicht, was bei den großen mechanischen Abmessungen der Spaltlampenkomponenten nicht möglich ist. Der sehr kleine Arbeitsabstand zur Untersuchung der äußeren Abschnitte des Auges gestattet weiterhin eine größere Apertur und dadurch eine höhere Auflösung. Bedingt durch die kleine Baugröße der miniaturisierten Einrichtung ist das neue erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung darüber hinaus vorteilhaft in kritischen Situationen anwendbar, wie z.B. bei der Augenuntersuchungen von bettlägerigen Patienten oder bei der Augeninspektion an Tieren d.h. in allen Fällen, in denen u.a. der Einsatz der klassischen Spaltlampentechnik nicht oder nur bedingt möglich ist.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Bilderfassungsmodul entweder mittels eines vorgesehenen optischen Kontaktelementes oder eines Kontaktgels direkt auf die Hornhautoberfläche eines Auges aufgesetzt wird, wobei das Beleuchtungsmodul in geringem Abstand zur Hornhautoberfläche des Auges angeordnet ist. Störende Hornhautreflexe werden durch die Anwendung von Kontaktgel mit Brechungsindexanpässung unterdrückt. Zur Kompensation des Astigmatismus schräger Bündel bei Schrägeinblick von Hornhaut und Augenlinse weist das Bilderfassungsmodul entweder eine spezielle Abbildungsoptik auf oder das Kontaktelement des Bilderfassungsmoduls eine spezielle optische Formgebung. Dadurch sind Kammerwinkelaufnahmen mit einer hohen Auflösung möglich. Die Bilderfassung erfolgt dabei immer im Kontaktverfahren, um die Reflektion an der Hornhautoberfläche zu unterdrücken. Durch den Einsatz von Kontaktgel erfolgt einerseits die Brechungsindexanpassung zwischen dem Bilderfassungsmodul und der Hornhautoberfläche zur Eliminierung von störenden Reflexen oder zur Unterdrückung möglicher Reflektionen bei extrem schrägen Einblick und andererseits erfolgt eine Reduzierung einer mechanischen Schädigung der Hornhautoberfläche. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Patient aufgrund der Kleinheit des Kontaktelements und der Verwendung eines Kontaktgels geringer belastet wird. Das Kontaktelement selbst oder ein Teil desselben ist zur Minimierung des Infektionsrisikos aus leicht austauschbarem Eiήwegmaterial ausgebildet oder alternativ durch geeignete Einwegschutzkappen geschützt. Je nach Anwendungsfall sind spezielle Ausführungen der miniaturisierten Einrichtung vorgesehen.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass das Bilderfassungsmodul und das Beleuchtungsmodul in einer Haltevorrichtung angeordnet sind. Die Haltevorrichtung ist dazu so ausgebildet, dass sie direkt oder unter Verwendung eines Kontaktmittels auf die Hornhautoberfläche abstützend aufsetzbar vorgesehen ist. Gleichzeitig kann mittels der Haltevorrichtung eine reproduzierbaren Verschiebung des Bilderfassungsmoduls und des Beleuchtungsmoduls oder deren Kombination parallel zur Hornhautoberfläche vorgenommen werden, wobei zur Bildaufnahme jeder gewünschte Winkelbereich von Hand oder automatisch einstellbar ist. Damit wird die Anwendung der miniaturisierten Einrichtung zur optisch-elektronischen Augeninspektion wesentlich vereinfacht und es kann von Hand oder automatisch jeder gewünschte Winkelbereich zur Bildaufnahme eingestellt werden. Die Haltevorrichtung ist auch so ausgebildet, dass sie sich sicher an der Umgebung des Auges dem Orbitabogen eines Patienten unabhängig von den anatomischen Bedingungen abstützt. Die Haltevorrichtung weist zusätzlich einen das Auge abdunkelnden Mantel auf, um das Eindringen von Fremdlicht zu vermeiden, das beispielsweise störende corneale Reflexe verursachen kann.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung wird darin gesehen, dass für eine Gonioskopie mittels einer mechanischen Vorrichtung das Bilderfassungsmodul und das Beleuchtungsmodul oder deren Kombination von Hand oder automatisch auf einer Kreisbahn um das Pupillehzentrum so geführt werden, dass eine Rundum-Scan-Aufnahme des Kammerwinkels ermöglichlicht wird oder durch Überlagerung von Kammerwinkelaufnahmen aus unterschiedlichen Richtungen eine Stereobilddarstellung des Kammerwinkels erhalten wird. Für eine Untersuchung des Hornhautendothels sind das Bilderfassungsmodul und das Beleuchtungsmodul so gegeneinander angeordnet, dass sich optimale Beleuchtungsund Beobachtungsverhältnisse für die Darstellung des Hornhautendothels ergeben. Der geringe Abstand des Bilderfassungsmoduls zur Hornhautoberfläche ermöglicht eine maximale Aufnahme-Apertur und damit eine extrem hohe Detailauflösung der Endothelzellen. Wird das Bilderfassungsmodul über das optisch wirksame Kontaktelement im optischen Kontakt mit der Hornhaut betrieben, so werden Reflexionen an der Hornhautoberfläche eleminiert, was einen ungestörten Blick auf das Hornhautendothel ermöglicht.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung wird darin gesehen, dass durch den geringen Abstand des Bilderfassungsmoduls zur Hornhautoberfläche Fundusaufnahmen insbesondere in der extremen Peripherie ermöglicht werden. Hierbei werden mittels einer geeigneten mechanischen Vorrichtung das Bilderfassungsmodul und das Beleuchtungsmodul oder deren Kombination von Hand oder automatisch über die Hornhaut so geführt, dass durch Überlagerung von Fundusbildern aus unterschiedlichen Richtungen Panoramaaufnahmen aus extremen Bildwinkeln ausführbar sind.
Die Übertragung der Daten vom Bilderfassungsmodul zum Bildverarbeitungs- und Anzeigesystem erfolgt dabei drahtgebunden oder drahtlos über eine geeignete Schnittstelle.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematisch in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert . Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Augeninspektion;
Fig. 2 eine Einzelheit eines Bilderfassungsmoduls der Einrichtung;
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Augeninspektion.
In Figur 1 ist der Grundaufbau einer miniaturisierten Einrichtung zur optisch-elektronischen Augeninspektion in einer Anordnung vor dem zu untersuchenden Auge eines Patienten dargestellt. In ihrer Grundform besteht die erfindungsgemäße Einrichtung aus einem Bilderfassungsmodul 1, vorzugsweise einem Bildsensor mit eingebauter Abbildungsoptik und einem Beleuchtungsmodul 2 in Form einer Kaltlichtquelle oder Lichtquelle mit minimalem Wärmeeintrag. Die Auswertung und Anzeige der im Bilderfassungsmodul 1 erfassten Bildinformationen erfolgt mittels eines nachgeschalteten Bildverarbeitungssystems 3 und eines Anzeigesystems 4, durch die auch zweckmäßigerweise die notwendige Energieversorgung des Bilderfassungsmoduls 1 und des Beleuchtungsmoduls 2 sicherstellt wird. Die Übertragung der Daten von dem Bilderfassungsmodul 1 zum Bildverarbeitungssystem 3 und dem Anzeigesystem 4 kann drahtgebunden oder drahtlos über eine geeignete nicht näher dargestellte Schnittstelle erfolgen. In Figur 2 ist das Bilderfassungsmodul 1 mit seinem optisch wirksamen Kontaktelement 5 dargestellt, welches mittels eines Kontaktgels 6 auf die Hornhautoberfläche 7 eines Auges aufgesetzt wird, während das Beleuchtungsmodul 2 entsprechend Figur 1 in einem geringen Abstand 8 zur Hornhautoberfläche 7 angeordnet ist. Durch das Kontaktgel 6 erfolgt einerseits die Brechungsindexanpassung zwischen dem Bilderfassungsmodul 1 und der Hornhautoberfläche 7 zur Eliminierung von störenden Reflexen oder zur Unterdrückung möglicher Reflektionen bei extrem schrägen Einblick und andererseits dient das Kontaktgel 6 zur Reduzierung einer mechanischen Schädigung der Hornhautoberfläche 7. Das Bilderfassungsmodul 1 und das Beleuchtungsmodul 2 können je nach Anwendungsfall in ein gemeinsames Modul integriert oder, wie in Figur 1 dargestellt, getrennt angeordnet werden, wobei die gegenseitige Anordnung fest vorgegeben oder wahlweise variabel sein kann.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 sind das Bilderfassungsmodul 1 und das Beleuchtungsmodul 2 in einer speziellen Haltevorrichtung 9 angeordnet, wobei die Haltevorrichtung 9 so ausgebildet ist, dass sie direkt oder unter Verwendung eines Kontaktmittels auf die Hornhautoberfläche 7 abstützend aufsetzbar ist. Die Haltevorrichtung 9 selbst ist so ausgebildet, dass sie sich sicher an der Umgebung des Auges 11 (Orbitabogen) eines Patienten abstützt. Die Haltevorrichtung 9 dient außerdem zur reproduzierbaren Verschiebung des Bilderfassungsmoduls 1 und des Beleuchtungsmoduls 2 bzw. der Kombination beider Module parallel zur Hornhautoberfläche 7. Dadurch wird die Anwendung der miniaturisierten Einrichtung wesentlich vereinfacht und es kann von Hand oder automatisch jeder gewünschte Kammerwinkelbereich der Vorderkämmer des Auges zur Bildaufnahme eingestellt werden. Die Haltevorrichtung 9 weist zusätzlich einen das Auge abdunkelnden Mantel 12 auf, damit Fremdlicht, was z.B. störende corneale Reflexe verursachen kann, vermieden wird. Zur Minimierung eines Infektionsrisikos ist das Kontaktelement 5 selbst oder ein Teil desselben aus leicht austauschbarem Einwegmaterial ausgebildet. Alternativ ist auch der Einsatz von geeigneten Einweg-Schutzkappen vorgesehen, wie in der Kontakt- Tonometrie üblich. Bei der Gonioskopie wird mittels einer nicht näher dargestellten mechanischen Vorrichtung das Bilderfassungsmodul 1 und das Beleuchtungsmodul 2 bzw. eine Kombination beider Module von Hand oder automatisch auf einer Kreisbahn um das Pupillenzentrum geführt. Dadurch ist ein Rundumaufnahme des Kammerwinkels oder durch Überlagerung von Kammerwinkelaufnahmen aus unterschiedlichen Richtungen eine Stereobilddarstellung des Kammerwinkels möglich. Durch eine spezielle Abbildungsoptik des Bilderfassungsmoduls 1 bzw. eine spezielle optische Formgebung des Kontaktelements 5 des Bilderfassungsmoduls 1 wird der Astigmatismus schräger Bündel bei Schrägeinblick von Hornhaut und Augenlinse korrigiert. Damit sind Kammerwinkelaufnahmen mit hoher Auflösung möglich. Die Bilderfassung erfolgt hierbei immer im Kontaktverfahren, um die Reflektion an der Hornhautoberfläche 7 zu unterdrücken. Bei der Endothelzell-Analyse sind das Bilderfassungsmodul 1 und das Beleuchtungsmodul 2 so gegeneinander angeordnet, dass sich optimale Beleuchtungs- und Beobachtungsverhältnisse für die Darstellung des Hornhautendothels ergeben. Der geringe Abstand des Bilderfassungsmoduls 1 zur Hornhautoberfläche 7 ermöglicht eine maximale Aufnahmeapertur und damit eine extrem hohe Detailauflösung der Endothelzellen. Wird das Endotheldiagnosemodul in Kontakt betrieben, so wird außerdem der Reflex von der Hornhautoberfläche' eliminiert , was einen ungestörten Blick auf das Hornhautendothel ermöglicht.
Bei der Fundusdiagnostik ermöglicht der geringe Abstand des Bilderfassungsmoduls 1 zur Hornhautoberfläche 7 insbesondere Fundusaufnahmen in der extremen Peripherie. Werden mittels einer geeigneten mechanischen Vorrichtung das Bilderfassungsmodul 1 und das Beleuchtungsmodul .2 bzw. eine Kombination beider Module von Hand oder automatisch über die Hornhautoberfläche 7 geführt, so sind durch Überlagerung von Fundusbildern aus unterschiedlichen Richtungen Panoramaaufnahmen des Fundus mit extrem großem Bildwinkel möglich.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Ausführungsbeispiele, sondern ist in der Ausbildung und Anordnung des Bilderfassungsmoduls und des Beleuchtungsmoduls der Einrichtung zueinander und in der Halterung vor der Hornhaut des Auges vielfach variabel. So kann beispielsweise zusätzlich in das Kontaktelement ein miniaturisierter Drucksensors zur Messung des Augeninnendrucks integriert werden.
Bezugszeichenliste
1 Bilderfassungsmodul
2 Beleuchtungsmodul
3 Bildverarbeitungssystem
4 Anzeigesystem
5 Kontaktelement
6 Kontaktgel
7 Hornhautoberfläche
8 Abstand Beleuchtungsmodul-Hornhautoberfläche
9 Haltevorrichtung
10 Abstand Haltevorrichtung-Hornhautoberfläche
11 Umgebung des Auges
12 abdunkelnder Mantel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur optisch-elektronischen Augeninspektion, mit dem eine Untersuchung der vorderen und hinteren Abschnitte des Auges durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bilderfassungsmodul (1) im direkten Kontakt oder mittels eines Kontaktmittels (6) auf eine Hornhautoberfläche (7) eines Auges aufgesetzt und ein Beleuchtungsmodul (2) in einem geringem Abstand zur Hornhautoberfläche (7) angeordnet wird oder dass die Module (1,2) mittels einer Haltevorrichtung (9) in einem geringen Abstand (10) zur Hornhautoberfläche (7) des Auges reproduzierbar verschiebbar angeordnet oder mittels eines Kontaktmittels direkt auf die Hornhautoberfläche (7) des Auges so aufgesetzt werden, dass Bildinformationen des Auges, insbesondere von der Hornhaut, der Vorderkammer, der Augenlinse und der Netzhaut optisch-elektronisch erfasst werden und dass nach der Bilderfassung in einem nachgeschalteten Bildverarbeitungssystem (3) die erfassten Bilddaten unterschiedlicher Augenuntersuchungen ausgewertet und in einem Anzeigesystem (4) angezeigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für Kammerwinkelaufnahmen mit hoher Auflösung zur Unterdrückung von Reflexionen an der Hornhautoberfläche (7) des Auges die elektronische Bilderfassung in optischen Hornhaut-Kontakt durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Endothelzell-Analyse die elektronische Bilderfassung in optischen Kontakt mit der Hornhautoberfläche (7) des Auges durchgeführt wird, so dass für die Bilderfassung ein freier Blick auf das Hornhautendothel unter Ausschaltung des Reflexes der Hornhautvorderseite erhalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Überlagerung von Fundusbildern aus unterschiedlichen Richtungen Panoramaaufnahmen mit extrem großen Bildwinkeln ausführbar sind.
5. Einrichtung, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Bilderfassungsmodul (1) und einem Beleuchtungsmodul
(2), dadurch gekennzeichnet, dass das Bilderfassungsmodul (1) im direkten Kontakt oder mittels eines Kontaktmittels (6) auf eine Hornhautoberfläche (7) eines Auges aufgesetzt und das Beleuchtungsmodul (2 ) in einem geringem Abstand zur Hornhautoberfläche (7) angeordnet ist, oder dass die Module (1,2) mittels einer Haltevorrichtung
(9) in einem geringen Abstand (10) zur Hornhautoberfläche (7) des Auges reproduzierbar verschiebbar angeordnet sind oder mittels eines Kontaktmittels direkt auf die Hornhautoberfläche (7) des Auges aufgesetzt sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilderfassungsmodul (1) aus einem Bildsensor mit einer eingebauten Abbildungsoptik und das Beleuchtungsmodul (2) vorzugsweise aus einer Lichtquelle mit minimalem Wärmeeintrag besteht, wobei an dem Bilderfassungsmodul (1) das optisch wirksame Kontaktelement (5) mit dem Kontaktmittel (6) vorgesehen ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilderfassungsmodul (1) und das Beleuchtungsmodul (2) in einem gemeinsamen Modul integrierbar sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation des Astigmatismus schräger Bündel bei Schrägeinblick von Hornhaut und Augenlinse das Bilderfassungsmodul (1) eine spezielle Abbildungsoptik aufweist.
9. Einrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation des Astigmatismus schräger Bündel bei Schrägeinblick von Hornhaut und Augenlinse das optisch wirksame Kontaktelement (5) des Bilderfassungsmoduls (1) eine spezielle optische Formgebung aufweist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilderfassungsmodul (1) und das Beleuchtungsmodul (2) in einer Haltevorrichtung (9) angeordnet sind.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (9) so ausgebildet ist, dass sie direkt oder unter Verwendung eines Kontaktmittels auf die Hornhautoberfläche (7) abstützend aufsetzbar ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die HäTtevorrichtung (9) an der Umgebung des Auges, dem Orbitabogen eines Patienten, abstützt.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Haltevorrichtung (9) eine reproduzierbare Verschiebung von Bilderfassungsmodul (1) und von Beleuchtungsmodul (2) oder deren Kombination parallel zur Hornhautoberfläche (7) vorgesehen ist, wobei zur Bildaufnahme jeder gewünschte Winkelbereich von Hand oder automatisch einstellbar ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (9) zur Vermeidung des Eindringens von Fremdlicht einen das Auge abdunkelnden Mantel (12) aufweist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Gonioskopie das Bilderfassungsmodul (1) und das Beleuchtungsmodul (2) oder deren Kombination mittels einer mechanischen Vorrichtung von Hand oder automatisch auf einer Kreisbahn um das Pupillenzentrum geführt werden, wobei durch eine Rundumaufnahme des Kammerwinkels oder durch Überlagerung von Kammerwinkelaufnahmen aus unterschiedlichen Richtungen eine Stereobilddarstellung des Kammerwinkels vorgesehen ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass für Fundusäufnahmen das Bilderfassungsmodul (I)- und das Beleuchtungsmodul (2) oder deren Kombination mittels der mechanischen Vorrichtung von Hand oder automatisch so über die Hornhaut geführt werden, dass auch Aufnahmen in der extremen Peripherie möglich sind und durch Überlagerung von Fundusbildern aus unterschiedlichen Richtungen Panoramaaufnahmen mit extrem großen Bildwinkeln ausführbar sind.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das optisch wirksame Kontaktelement (5) selbst oder ein Teil desselben aus leicht austauschbarem Einwegmaterial ausgebildet ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das optisch wirksame Kontaktelement (5) durch geeignete Einwegschutzkappen geschützt ist.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung von der Einrichtung (1,2) zum Bildverarbeitungs- und Anzeigesystem (3,4) drahtgebunden vorgesehen ist.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung von der Einrichtung (1,2) zum Bildverarbeitungs- und Anzeigesystem (3,4) drahtlos über eine geeignete Schnittstelle vorgesehen ist.
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