DE102005046141A1

DE102005046141A1 - Gerät für binokulare Visusprüfung

Info

Publication number: DE102005046141A1
Application number: DE200510046141
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Mrochen
Original assignee: IROC AG
Current assignee: IROC AG
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-04-05
Also published as: WO2007036356A1

Abstract

Eine Vorrichtung für die binokulare Visusprüfung weist für jedes der beiden Augen (A1, A2) einen eigenen Strahlengang auf. Die Strahlengänge enthalten jeweils Mittel (4) zum wahlweisen Einstellen von Aberrationen höherer Ordnung einschließlich Koma und sphärischer Aberration, Mittel (5) zum wahlweisen Einstellen von Defokussierungen und Mittel (6) zum wahlweisen Einstellen von Astigmatismus.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die binokulare Visusprüfung.
Das menschliche Auge ist ein optisches System mit mehreren linsenartigen Elementen zur Fokussierung von Lichtstrahlen auf der Netzhaut des Auges, um dort die Objekte abzubilden, von denen die Lichtstrahlen kommen. Abweichungen der Lichtstrahlen von dem vorgesehenen Verlauf werden als Aberrationen bezeichnet. Unter dem binokularen Visus versteht man die – üblicherweise beim Menschen gegebene – Sicht eines Objektes mit beiden Augen gleichzeitig. Die genannten Aberrationen hängen nicht nur von den Eigenschaften der einzelnen Augen ab, sondern auch von dem binokularen Visus.

Die US 2005/0094100 A1 beschreibt ein Gerät für die binokulare Visusprüfung, bei dem (ausschließlich) Wellenfrontmessungen vorgenommen werden. Die Auswertung der Wellenfrontaberrationen erfolgt rein apparativ, d.h. direkt in einem Rechner ohne dass der Patient in einen Rückkoppelkreis eingeschlossen ist.

Die US-B-5963300 zeigt ein binokulares Messgerät, bei dem die beiden Augen des Patienten beleuchtet werden um die Wellenfronten der reflektierten Strahlung zu vermessen.

Die EP 0038525 B1 beschreibt ein Augenrefraktometer zur objektiven Refraktionsbestimmung des Auges mit einem Optometersystem zur Abbildung einer Testmarke auf der Netzhaut des Auges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Gerät für die binokulare Visusprüfung bereit zu stellen, das mit relativ geringem apparativen Aufwand möglichst genaue Messergebnisse liefert.

Hierzu stellt die Erfindung eine Vorrichtung für die binokulare Visusprüfung bereit mit jeweils einem Strahlengang für jedes Auge folgendes aufweisend:

– Mittel zum Wahlweisen Einstellen von Aberrationen höherer Ordnung einschließlich Koma und sphärischer Aberration,
– Mittel zum Wahlweisen Einstellen von Defokussierungen am Auge und
– Mittel zum Wahlweisen Einstellen eines Astigmatismus.

Mit einem solchen Gerät ist es möglich, in einfacher Weise nur Linsen oder andere Optische Elemente zu verschieben oder einzustellen, bis der Patient mitteilt, dass der bestmögliche Visus erreicht ist. Die Einstellung der genannten optischen Mittel kann sowohl manuell als auch apparativ erfolgen. Ein apparativ geschlossener Regelkreis, wie er bei dem Stand der Technik mit adaptiven optischen Mitteln erforderlich war, ist nicht nötig. Bei der Erfindung dient vorzugsweise der Patient als „Sensor" und liefert durch Beantwortung von Fragen beim Visustest eine Rückmeldung hinsichtlich der optischen Abbildungsqualitäten.

Dies kann eine Messung der Wellenfrontaberrationen einschließen oder nicht.

Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die genannten optischen Mittel des einen Strahlenganges unabhängig einstellbar sind von den optischen Mitteln des anderen Strahlenganges.

Damit ist es möglich, für jedes der beiden Augen unabhängig vom anderen Auge eine vorgegebene Aberration zu erzeugen und damit dann den Visustest für beide Augen im Nahbereich und für die Ferne durchzuführen. Die vorgebbaren Aberrationen sind im wesentlichen die sphärische Aberration und Koma.

Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein System vorgesehen zur Erkennung der Position und gegebenenfalls Orientierung beider Augen, zum Beispiel ein Video-Eye-Tracker.

Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung hat die Vorrichtung eine Strahlungsquelle zur Selbstkalibrierung.

Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht eine Strahlungsquelle vor zur Erzeugung von einem oder mehreren Lichtflecken auf der Netzhaut beider Augen, zum Beispiel kann dies eine Infrarot-SLD sein.

Gemäss einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist für beide Strahlengänge, also die Strahlengänge beider Augen, eine gemeinsame Anzeigeeinrichtung vorgesehen, auf der Sehzeichen für die Visusprüfung dargestellt werden können. Eine solche Anzeige ist also ein „Visus Stimulus". Dabei kann es sich zum Beispiel um einen Monitor, eine Sehzeichenprojektion, eine LCD etc. handeln.

Es ist möglich, einen einzigen „Visus Stimulus" für beide Augen vorzusehen oder auch, alternativ gemäss einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, für jeden der beiden Strahlengänge jeweils eine optisch getrennte Anzeige für Sehzeichen vorzusehen, womit dann beim zu untersuchenden Patienten ein räumlicher Seheindruck erzeugbar ist.

Für den Visus Stimulus kann auch eine weitere Optik vorgesehen sein, zum Beispiel ein Fernrohr oder ein Zoom-Objektiv, um einen bestimmten Sehstimulus zu erzeugen, zum Beispiel einen Blick in die Ferne auf ein Objekt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht steuerbare optische Komponenten in den Strahlengängen vor um so insbesondere eine vergrößernde Abbildung von Sehzeichen in den Augen zu erreichen. Mit diesen optischen Elementen werden auch Beleuchtungsverhältnisse bezüglich der Sehzeichen und Augen erreicht, die für die klinische Visusprüfung optimal sind.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Messeinrichtung in den Strahlengängen vor zum Messen von Punktlichtverteilungen im Auge. Mit einem Rechner kann dann aufgrund der Punktlichtverteilungen die Wellenfrontaberration bestimmt werden. Eine Messung der Wellenfronaberration ist bei der vorliegenden Erfindung zwar möglich, aber nicht unabdingbar.

Gemäss einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann der Rechner aus ermittelten Wellenfrontaberrationen Steuerdaten ableiten zum Steuern der Punktlichtverteilungen auf der Netzhaut.

Andere Ausgestaltungen der Erfindung sehen Polarisationsfilter und/oder Farbfilter in den Strahlengängen vor.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur zeigt schematisch eine Vorrichtung für die binokulare Visusprüfung.
Das nachfolgend beschriebene Gerät dient der Bestimmung der binokularen Sehschärfe und der Simulation einer bestmöglichen binokularen optischen Korrektur bei Patienten mit reduzierter Akkommodationsfähigkeit. Es handelt sich also um ein Presbyometer.
Binokular untersucht sollen werden die beiden Augen (A1, A2) eines Patienten.
Die Vorrichtung weist einen so genannten Visus Stimulus (1) auf, also zum Beispiel eine Anzeigeeinrichtung, wie ein Monitor, eine Sehprojektion, oder eine LCD-Anzeigeeinrichtung, die der Patient mit beiden Augen in den Blick nimmt. Anstelle des genannten Visus Stimulus kann auch zum Beispiel ein Fernrohr oder ein Zoom-Objektiv stehen um einen bestimmen Sehstimulus zu erzeugen, wie zum Beispiel einen Blick in die Ferne auf ein Objekt. Es können an dieser Stelle auch zwei unabhängige Anzeigen für die zu den Augen A1, A2 führenden Strahlengänge vorgesehen sein.
Optische Elemente sind in der Figur mit den Bezugszeichen 2 angedeutet und verteilen sich an unterschiedliche Positionen.
Eine Strahlteileroptik 3 trennt die vom Visus Stimulus kommende Strahlung in zwei Strahlengänge auf, die hier zum einen zum Auge A1 und zum anderen zum Auge A2 führen. Die beiden Strahlengänge und ihre optischen Mittel, Elemente etc. sind anlog, so dass nachfolgend nur der zum einen Auge A1 führende Strahlengang beschrieben werden braucht.
Vom Strahlteiler 3 gelangt die Strahlung zu einem Aberrationsgenerator 4 zur Erzeugung von Aberrationen höherer Ordnung, also insbesondere sphärischen Aberrationen und Koma. Ein solcher Aberrationsgenerator kann zum Beispiel durch eine Flüssigkeitslinse, ein Flüssigkeitskristalldisplay, eine verschiebbare Linse oder deformierbare Spiegel realisiert werden.
Vom Aberrationsgenerator 4 gelangt die Strahlung in einen Defokus-Kompensator 5, zum Beispiel gemäss dem Bandaloptometerprinzip.
Danach gelangt die Strahlung über ein weiteres optisches Element 2 zu einem Astigmatismuskompensator 6, zum Beispiel in Form eines Kreuzzylinder-Kompensators. Von dort gelangt die Strahlung über einen teildurchlässigen Spiegel 11 zum Auge A1.
Das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Messeinrichtung für eine PSF (Point Spread Funktion) des Auges, zum Beispiel nach dem Prinzip von Hartmann-Shack.
Es ist bekannt, dass insbesondere durch sphärische Aberration oder durch Koma eine größere Tiefenschärfe für das Auge erreicht werden kann. Somit werden mit der Vorrichtung definierte sphärische Aberrationen oder Koma, gegebenenfalls in Kombinati on mit Defokus und Zylinder, eingestellt, um dem Auge eine größere Tiefenschärfe zu vermitteln. Eine größere Tiefenschärfe führt aber zu einem Verlust an Visus oder zu einem Verlust hinsichtlich des Kontrastsehens. Solche Verluste beim Kontrastsehen können dann mit dem Visustest quantifiziert werden. Klinischer Hintergrund solcher Messungen ist die Vorhersage von Ergebnissen bei refraktiven Korrekturen (LASIK, IOL-Implantation), insbesondere bei älteren Patienten im presbyopen Alter.
Der Strahlengang für das zweite Auge A2 ist, ausgehend vom Strahlteiler 3 identisch, wobei einander entsprechende optische Mittel mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Beiden Strahlengängen gemeinsam ist eine Strahlenquelle 9 zur Selbstkalibrierung des Systems, zum Beispiel in Form einer Laserdiode. Die Laserdiode oder auch eine LED oder eine andere Lichtquelle, gegebenenfalls in Kombination mit einer Optik, erzeugt eine definierte Wellenfront oder Lichtverteilung (Intensitätsverteilung) und sendet diese aus. Nach Durchgang dieser Strahlung durch das Auge wird die Strahlung durch zum Beispiel die Messeinrichtung 7 für die PSF (z.B. ein Hartmann-Shack-Messgerät oder eine Kamera) detektiert und rechnerisch ausgewertet.
Ebenfalls beiden Strahlengängen gemeinsam ist eine Strahlungsquelle 10 zur Erzeugung von einem oder mehreren Lichtflecken auf der Netzhaut beider Augen. Hierzu kann zum Beispiel eine Infrarot-SLD dienen. Die Lichtquelle 10 kann auch durch eine Kamera ersetzt werden oder es kann mittels eines Strahlteilers parallel zur Lichtquelle 10 eine Kamera angeordnet werden, um für die Messung der vorstehend erläuterten Selbstkalibrierung eingesetzt zu werden.
Ergänzend (in der Figur nicht gezeigt) können Polarisationsfilter und/oder Farbfilter in die Strahlengänge gebracht werden.
Der Ablauf eine Messung bei der Vorrichtung ist wie folgt:
Der Patient wird aufgefordert, den Visus Stimulus 1 mit beiden Augen in den Blick zu nehmen.
Es werden dann die optischen Elemente in den beiden Strahlengängen unabhängig voneinander, d. h. im einen Strahlengang unabhängig vom anderen Strahlengang, so lange verändert, bis der Patient einen optimalen Visus vermeldet.
Zum Beispiel erfolgt eine Bestimmung der bestmöglichen optischen Korrektur (binokular) in der Ferne (Fernvisus) durch Vorgabe entsprechender Visus-Stimuli, wobei unterschiedliche optische Korrekturen mit den genannten Mitteln eingeführt werden, also Korrekturen hinsichtlich des Defokus, des Astigmatismus und hinsichtlich optischer Aberrationen höherer Ordnung, also insbesondere sphärischer Aberrationen und Koma.
Dabei kann die Auswahl und Einstellung der Korrekturen entweder manuell durch den Untersucher, manuell durch den Patienten, oder automatisch mittels einer Wellenfrontmessung erfolgen.
Es können auch definiert optische Fehler eingestellt werden und es kann dann eine Überprüfung des Nah- und Fernsehens (Visus) bei unterschiedlichen binokularen Korrekturen zur Bestimmung einer bestmöglichen Presbyopie-Korrektur durchgeführt werden.
Die so gewonnen Daten, die in der Regel aus einer Mischung aus objektiv gemessenen und subjektiv bestimmten Werten bestehen, können dann als Grundlage für refraktive Korrekturen dienen.

Claims

Vorrichtung für die binokulare Visusprüfung mit jeweils einem Strahlengang für jedes der beiden Augen (A1, A2) eines Patienten, wobei jeder der Strahlengänge folgendes aufweist: – Mittel (4) zum wahlweisen Einstellen von Aberrationen höherer Ordnung einschließlich Koma und sphärischer Aberration, – Mittel (5) zum wahlweisen Einstellen von Defokussierungen am Auge (A1, A2) und – Mittel (6) zum wahlweisen Einstellen eines Astigmatismus.
Vorrichtung und Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel (4, 5, 6) des einen Strahlenganges unabhängig von den Mitteln des anderen Strahlenganges einstellbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit einer Einrichtung (Eye-Tracker) zum Ermitteln der Position und der Orientierung beider Augen (A1, A2).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Strahlungsquelle (9) zur Selbstkalibrierung.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Strahlungsquelle (10) zur Erzeugung eines oder mehrer Lichtflecken auf der Netzhaut beider Augen (A1, A2).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer beiden Strahlengängen gemeinsamen Anzeigeeinrichtunge (1) für Sehzeichen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5 mit zwei voneinander optisch getrennten Anzeigen für Sehzeichen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit steuerbaren optischen Komponenten (2) in den Strahlengängen zur insbesondere vergrößernden Abbildung von Sehzeichen in den Augen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit jeweils einer Messeinrichtung (7) in den Strahlengängen zum Messen von Punktlichtverteilungen im Auge.
Vorrichtung nach Anspruch 9 mit einem Rechner zur Ermittlung von Wellenfrontaberrationen aufgrund der Punktlichtverteilungen.
Vorrichtung nach Anspruch 10 wobei der Rechner aus den ermittelten Wellenfrontaberrationen Steuerdaten zum Steuern von Punktlichtverteilungen auf der Netzhaut des Auges ableitet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest einem Polarisationsfilter in zumindest einem der Strahlengänge.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest einem Farbfilter in zumindest einem der Strahlengänge.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest einem optischen Teleskop zur Visusprüfung unter einstellbaren Entfernungen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest einem optisch polarisierenden Element in zumindest einem der Strahlengänge.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, mit Mitteln zum Ausrichten optischer Elemente der Vorrichtung entsprechend gemessener Lichtverteilungen und/oder Wellenfronten.
Verfahren zur Erzeugung von Kontaktlinsen, intraokularen Linsen (IOL), Hornhautimplantaten, oder zur Erzeugung von Steuerprogrammen für Laserbehandlungen, dadurch gekennzeichnet, dass hierfür mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 eingestellte Wellenfrontfehler verwendet werden.