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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Referenzobjekt und ein Verfahren zur Kalibrierung und/oder Justierung optischer Geräte, insbesondere in der Ophthalmologie. Die Kalibrierung und/oder Justierung derartiger optischer Geräte erfolgt hierbei unter Zuhilfenahme mindestens eines derartigen Referenzobjektes.
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Bei bestimmten technischen und insbesondere medizintechnischen Geräten ist eine wiederkehrende Kalibrierung und Justierung im Routineablauf notwendig, um die erforderliche Qualität, Funktionstüchtigkeit und Sicherheit der Geräte gewährleisten zu können.
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Nach dem bekannten Stand der Technik werden hierzu Referenzobjekte in Form von Maßstabs- oder Oberflächenverkörperungen verwendet. Die zunehmend angestrebte Erhöhung der Messgenauigkeit der technischen Geräte steht dabei im Widerspruch zur Möglichkeit der einfachen und reproduzierbaren Genauigkeit der Referenzobjekte.
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Deshalb werden in der Ophthalmologie die Referenzobjekte in Form von Testaugen vorab mit Prüfnormalen ausgemessen, bewertet und entsprechend gekennzeichnet. Nach dem bekannten Stand der Technik erhalten die Testaugen lediglich eine für den Nutzer ohne technische Hilfsmittel lesbare Angabe, in Form von numerischen Werten oder physikalischen Größenangaben. Dabei sind bei manchen, optischen Gerät die Daten der zu verwendenden Testaugen hinterlegt. Für die Verwendung anderer als der gespeicherten Testaugen ist eine entsprechende Anpassung der Software des optischen Gerätes erforderlich.
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Bei anderen optischen Geräten sind diese Daten nicht hinterlegt. Der Betreiber des zu kalibrierenden und/oder zu justierenden, optischen Gerätes hat dann während der Kalibrierung oder Justierung die Aufgabe, die auf dem Testaugen aufgedruckten Ziffernwerte mit der Messwerten des optischen Gerät bei Vermessung des Testauges manuell zu vergleichen. Erfahrungsgemäß kann es in der täglichen Praxis durch mangelnde Sorgfalt hierbei zu Fehlentscheidungen kommen. Diese Fehlentscheidungen haben zwangsläufig falsche Messergebnisse zur Folge und können letztlich zu Fehldiagnosen und sogar Fehlbehandlungen führen. Fehlentscheidungen oder Verwechslungen aufgrund mangelnder Sorgfalt können unter anderem auch in einem angrenzenden Fachgebiet zu erheblichen Problemen führen.
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Zu Beginn eines sogenannten LASIK-Eingriffs wird die Hornhaut des Auges quer zur optischen Achse eingeschnitten, sodass ein Hornhautdeckelchen, auch Flap genannt, entsteht. Nach Aufklappen des Flap erfolgt die Ablation der darunter liegenden Stroms der Hornhaut. Somit kann die Hornhaut je nach Fehlsichtigkeit entsprechend modelliert werden. Nach erfolgter Korrektur wird der Flap wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgeklappt. Der Flap saugt sich dabei von selbst wieder fest und verwächst, ohne angenäht werden zu müssen.
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Für das Einschneiden der Hornhaut des Auges werden Mikrokeratome verwendet, die in der Regel Austauschkomponenten aufweisen, die vom Benutzer in Abhängigkeit von der anstehenden Operation ausgewählt werden. Solche Austauschkomponenten sind insbesondere der Schneidkopf und der Saugring. Unterschiedliche Austauschkomponenten haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Durchführung des chirurgischen Eingriffs.
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Die Schrift
WO 2006/128596 A1 beschreibt in diesem Zusammenhang ein Mikrokeratom zum Einsatz in der Ophthalmologie, insbesondere beim LASIK-Verfahren, bei dem die Austauschkomponenten jeweils mit einer Kennung versehen sind, die die Identifikationsmerkmale der jeweiligen Austauschkomponente beschreibt. Mit einem Lesegerät können die Kennungen ausgelesen und verwertet werden. Die Kennungsdaten können dem Benutzer zum Beispiel auf einem Bildschirm direkt angezeigt werden und/oder einer Berechnung zur Steuerung des Mikrokeratomsystems zugrunde gelegt werden. Bei dem hier beschriebenen System sind für die Kennung der Austauschkomponenten bevorzugt Barcodes vorgesehen.
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Die hier beschriebene Lösung setzt die Verwendung eines zusätzlichen Lesegerätes in Form eines entsprechenden Barcodescanners voraus und ist weder zur Kalibrierung und/oder Justierung eines Gerätes vorgesehen, noch ist es dafür geeignet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lösung zur Kalibrierung und/oder Justierung optischer Geräte, insbesondere in der Ophthalmologie zu entwickeln, die die Kalibrierung und/oder Justierung für das Bedienpersonal wesentlich vereinfacht und dabei die nach dem Stand der Technik bekannten Fehlerquellen beseitigt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Verfahren zur Kalibrierung und/oder Justierung optischer Geräte, insbesondere in der Ophthalmologie, unter Zuhilfenahme mindestens eines Referenzobjektes dadurch gelöst, dass das zu verwendende Referenzobjekt in die Messposition gebracht wird, dessen individuellen physikalischen Daten von dem zu kalibrierenden und/oder zu justierenden, optischen Gerätes ausgelesen werden, dessen physikalischen Eigenschaften von dem zu kalibrierenden und/oder zu justierenden, optischen Gerätes gemessen werden, die ausgelesenen physikalischen Daten des Referenzobjektes mit dessen gemessenen physikalischen Eigenschaften verglichen werden und daraus Erkenntnisse zum Kalibrier- und/oder Justierzustand sowie eine Entscheidung zur weiteren Verwendung des optischen Gerätes abgeleitet wird. Erfindungsgemäß verfügt das Referenzobjekt über eine maschinenlesbare Kennung mit seinen individuellen physikalischen Daten, die den Erwartungswerten einer Messung entsprechen.
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Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Obwohl die erfindungsgemäße Lösung zur Kalibrierung und/oder Justierung insbesondere für optische Geräte in der Ophthalmologie vorgesehen ist, kann sie generell für alle optischen Geräte verwendet werden, bei denen in regelmäßigen Zeitabständen Kalibrierungen und/oder Justierungen mit Hilfe von Referenzobjekten erforderlich sind.
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Dabei ist die Lösung insbesondere für diejenigen technischen Geräte geeignet, deren Kamerafunktion im gleichen Maße beim bestimmungsgemäßen Gebrauch als auch bei der Kalibrierung eingesetzt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dazu zeigen:
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1: das erfindungsgemäße Referenzobjekt in Form zweier, in einem Halter angeordneten Musteraugen,
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2: die Musteraugen nach 1 in Verbindung mit einem auf interferometrischen Messverfahren basieren, ophthalmologischen Gerät und
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3: die Musteraugen nach 1 in Verbindung mit einem auf der Wellenfrontanalyse basieren, ophthalmologischen Gerät.
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Das erfindungsgemäße Referenzobjekt zur Kalibrierung und/oder Justierung optischer Geräte, insbesondere in der Ophthalmologie verfügt über eine maschinenlesbare Kennung, die die individuellen physikalischen Daten des Referenzobjektes enthält.
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Unter den individuellen physikalischen Daten, die den Erwartungswerten einer Messung mit dem Referenzobjekt entsprechen, sind hierbei sowohl die physikalischen Eigenschaften hinsichtlich Form, Abmessungen, Krümmungen, Material u. ä. als auch die optischen Eigenschaften, wie beispielsweise in Bezug auf Brechung, Reflexion, Transmission und Polarisation, usw. zu verstehen.
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In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung enthält die maschinenlesbare Kennung des Referenzobjektes zusätzlich die für die Kalibrierung und/oder Justierung des optischen Gerätes erforderlichen Toleranzen und/oder Informationen welchem optischen Gerät das Referenzobjekt zuzuordnen ist.
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In einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung ist die maschinenlesbare Kennung in Form eines Barcodes, einer Data Matrix Code o. ä. am Referenzobjekt angeordnet.
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Als Barcode, der auch als Strich- oder Balkencode bezeichnet wird, ist eine optoelektronisch lesbare Schrift zu verstehen, die aus verschieden breiten, parallelen Strichen und Lücken besteht. Die Daten aus diesem Barcode werden mit optischen Lesegeräten, wie z. B. Barcodelesegeräten (Scannern) oder Kameras, maschinell eingelesen und elektronisch weiterverarbeitet. Bei einem Barcode handelt es sich um einen eindimensionalen Code (1D-Code).
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Im Gegensatz dazu ist der Data Matrix Code ein zweidimensionaler Code (2D-Code), wodurch die Informationsdichte pro Flächeneinheit deutlich erhöht werden kann. Für den Data Matrix Code existieren verschiedene Code-Schemata, wobei das Codeschema „ECC 200” aufgrund seiner sicheren Lesbarkeit am weitesten verbreitet ist. Bei diesem Codeschema werden die Daten auf einer definierten, quadratischen oder rechteckigen Fläche als Muster von Quadraten kodiert.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Referenzobjekt ein Musterauge mit Barcode, welches zur Kalibrierung und/oder Justierung eines auf einem interferometrischen Messverfahren oder der Wellenfrontanalyse basierenden, optischen Gerätes Verwendung findet.
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Hierzu zeigt die 1 das erfindungsgemäße Referenzobjekt in Form zweier, in einem Halter 1 angeordneten Musteraugen 3. Der Halter 1 verfügt dabei über eine Auflagefläche 2, zur definierten Anordnung des Halters 1 an dem zu kalibrierenden und/oder zu justierenden, optischen Gerät. Die erfindungsgemäße maschinenlesbare Kennung in Form eines Barcodes 4 ist hierbei am Halter 1 angeordnet.
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Das erfindungsgemäße Referenzobjekt lässt sich vorzugsweise zur Kalibrierung und/oder Justierung eines sogenannten IOLMaster® verwenden. Der IOLMaster® von der Carl Zeiss Meditec AG ist ein auf kurzkohärenten Verfahren basierendes optisches Messgerät, mit dem sich die Achslänge, Vorderkammertiefe und Hornhautbrechkraft eines Auges exakt und berührungsfrei bestimmen lässt. Zur Kalibrierung und/oder Justierung IOLMaster® wird hierbei ein Referenzobjekt in Form eines Referenzauges mit Barcode oder Data Matrix Code verwendet.
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Hierzu zeigt 2 Musteraugen nach 1 in Verbindung mit einem auf interferometrischen Messverfahren basieren, ophthalmologischen Gerät 6. Wie über die gestrichelte Linie angedeutet, wird der Halter 1 mit seiner Auflagefläche 2 auf der Kinnstütze 5 des auf interferometrischen Messverfahren basieren, ophthalmologischen Gerätes 6 angeordnet.
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Wie für den IOLMaster® ist das erfindungsgemäße Referenzobjekt beispielsweise auch zur Kalibrierung und/oder Justierung des sogenannten i.Profiler® der Carl Zeiss Meditec AG geeignet. Im Gegensatz zum IOLMaster® basiert der i.Profiler® auf der sogenannten Wellenfront-Technologie und erstellt höchst individuelle Sehprofile der Augen. Der i.Profiler® ist nicht nur ein Keratometer und Autorefraktometer, sondern auch zusätzliches Aberrometer und ein Hornhaut-Topographiesystem.
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Hierzu zeigt 3 Musteraugen nach 1 in Verbindung mit einem auf der Wellenfrontanalyse basieren, ophthalmologischen Gerät 7. Auch hier wird, wie über die gestrichelte Linie angedeutet, der Halter 1 mit seiner Auflagefläche 2 auf der Kinnstütze 5 des auf der Wellenfrontanalyse basieren, ophthalmologischen Gerätes 7 angeordnet.
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Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Referenzobjektes zur Kalibrierung und/oder Justierung optischer Geräte wirkt sich besonders vorteilhaft aus, dass in dem optischen Gerät keinerlei Daten zu verwendender Referenzobjekte gespeichert sein müssen. Sowohl die Kalibrierung als auch die Justierung der optischen Geräte erfolgt ausschließlich anhand der in der maschinenlesbaren Kennung enthaltenen, individuellen physikalischen Daten des Referenzobjektes. Voraussetzung ist lediglich, dass die verwendeten Referenzobjekte für das zu kalibrierende und/oder zu justierende, optische Gerät geeignet sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kalibrierung und/oder Justierung optischer Geräte, insbesondere in der Ophthalmologie, unter Zuhilfenahme mindestens eines Referenzobjektes wird das zu verwendende Referenzobjekt in die Messposition gebracht, dessen individuellen physikalischen Daten von dem zu kalibrierenden und/oder zu justierenden, optischen Gerätes ausgelesen, dessen physikalischen Eigenschaften von dem zu kalibrierenden und/oder zu justierenden, optischen Gerätes gemessen, die ausgelesenen physikalischen Daten des Referenzobjektes mit dessen gemessenen physikalischen Eigenschaften verglichen und daraus Erkenntnisse zum Kalibrier- und/oder Justierzustand sowie eine Entscheidung zur weiteren Verwendung des optischen Gerätes abgeleitet. Dazu wird ein Referenzobjekt verwendet, welches über eine maschinenlesbare Kennung verfügt, die dessen individuelle Physikalische Daten enthält.
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Zur Kalibrierung wird vom Bedienpersonal ein Referenzauge mit Barcode oder Data Matrix Code in die entsprechende Halterung des IOLMaster® gelegt und der Messvorgang ausgelöst. Nach dem Auslesen der maschinenlesbaren Kennung des Referenzauges werden die Messdaten am Referenzauge bestimmt und das Ergebnis in Bezug auf die maschinenlesbare Kennung des Referenzauges als auch der gefundenen Messabweichungen dem Bedienpersonal zur abschließenden Entscheidung dargestellt. In einem weiteren Schritt können diese Ergebnisse dokumentiert, weiterverarbeitet, zur Justierung genutzt oder aber einem automatischen Verwendungsentscheid zugeführt werden.
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In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt das Auslesen der individuellen physikalischen Daten des Referenzobjektes und das Messen seiner physikalischen Eigenschaften hierbei mit nur einer optischen Messvorrichtung und zwar dem ohnehin im zu kalibrierenden und/oder zu justierenden, optischen Gerät vorhandenen optischen Bildverarbeitungssystem.
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Allerdings ist es prinzipiell auch möglich für das Auslesen der individuellen physikalischen Daten aus der maschinenlesbaren Kennung des Referenzobjektes eine separate, auf der optischen Bildverarbeitung basierende, optische Messvorrichtung zu verwenden. Das Messen der physikalischen Eigenschaften des Referenzobjektes erfolgt mit ohnehin im optischen Gerät vorhandenen optischen Messvorrichtungen, die ebenfalls auf der optischen Bildverarbeitung basiert.
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In einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens können sowohl die ermittelten physikalischen Daten als auch die Messwerte dem Nutzer zur Verfügung gestellt werden, wobei dies vorzugsweise in identischen, physikalischen Größen erfolgt. Zusätzlich können dem Nutzer zu den ermittelten physikalischen Daten und Messwerten des Referenzobjektes auch Vorschläge für Toleranzlagen und/oder Verwendungsentscheide unterbreitet werden.
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Allerdings ist es hierbei auch möglich, dass der Verwendungsentscheid über eine korrekte Kalibrierung vollständig automatisch verarbeitet wird und je nach Einstellung des optischen Gerätes dieser Verwendungsentscheid zu einer Sperrung des Gerätes oder nur bestimmter Funktionen sowie weiterführender Maßnahmen führt.
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Andererseits ist es selbstverständlich auch möglich, dass die Justage des optischen Gerätes anhand der ermittelten physikalischen Daten und der Messwerten des Referenzobjektes automatisch durchgeführt wird.
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In einer dritten bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das zu kalibrierende und/oder zu justierende, optische Gerät in den Kalibrier- bzw. Justiermodus versetzt, nachdem das zu verwendende Referenzobjekt in die Messposition gebracht wurde. Die Zyklen für die von Zeit zu Zeit erforderliche Kalibrierung und/oder Justierung kann hierbei vom optischen Gerät anhand der verstrichenen Zeit oder auch der Anzahl der durchgeführten Messungen bestimmt und dem Nutzer angezeigt werden.
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Hierbei kann das Umschalten des optischen Gerätes in den Kalibrier- bzw. Justiermodul bei Erkennen der maschinenlesbaren Kennung des zu verwendenden Referenzobjektes durch die optische Messvorrichtung automatisch erfolgen. Dazu braucht das Referenzobjekt nur in die Messposition gebracht zu werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Referenzobjekt zur Kalibrierung und/oder Justierung optischer Geräte, insbesondere in der Ophthalmologie zur Verfügung gestellt, mit der die Kalibrierung und/oder Justierung für das Bedienpersonal wesentlich vereinfacht wird.
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Außerdem werden die nach dem Stand der Technik bekannten Fehlerquellen, insbesondere eine Verwechslung oder Fehlentscheidung infolge mangelnder Sorgfalt ausgeschlossen.
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Eine Verwendung falscher Referenzobjekte bzw. eine falsche Zuordnung zu den hinterlegten Referenzdaten ist damit völlig ausgeschlossen. Bei jeder Kalibrierung und/oder Justierung werden die individuellen Daten des Referenzobjektes aus dessen maschinenlesbarer Kennung ausgelesen, so dass zu Fehldiagnosen und sogar Fehlbehandlungen führende, und durch Kalibrier-Fehlentscheidungen bedingte, falsche Messergebnisse unwahrscheinlich sind.
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Mit dem vorgeschlagenen Verfahren sind Kalibrierung und/oder Justierung auf sehr komfortable Weise möglich, so dass das Bedienpersonal auch diese Arbeit nicht zu scheuen braucht, was letztlich auch der Erhöhung der Sicherheit des Gerätes dient.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird weiterhin ein erheblicher Beitrag zur Wirksamkeit vorgeschriebener Kalibrierung, unabhängig vom Ausbildungsstand des Bedienpersonals, als auch zur störungsfreien Nutzung des technischen Gerätes geleistet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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