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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft das Gebiet ophthalmischer Diagnose- und Behandlungssysteme.
Insbesondere betrifft sie eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines
optischen Meßsystems und/oder eines Behandlungslasersystems
oder zum Bewerten der Leistung eines optischen Meßsystems
und/oder eines Behandlungslasersystems. Ferner betrifft die Erfindung
ein Verfahren zum Kalibrieren eines optischen Meßsystems
und/oder eines Behandlungslasersystems oder Bewerten der Leistung
eines optischen Meßsystems und/oder eines Behandlungslasersystems
mit Hilfe einer Plattformkalibriervorrichtung. Weiterhin betrifft
die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kalibriervorrichtung.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
WO 02/053021 A2 betrifft
ein Linsen-Augen-Modell und Verfahren zum Vorhersagen der in-vivo-Linsenleistung
einer das Sehvermögen ändernden Optik. Ein Augenmodell
weist eine repräsentative Hornhaut, ein Dispersionsmedium
und eine Netzhautoberfläche auf. Die Hornhautoberflächen sorgen
für anatomische Form, optische Leistung und Aberrationsgehalt
höherer Ordnung. Das Dispersionsmedium bildet die chromatische
Dispersion in einem wirklichen Auge nach. Die Netzhautoberfläche ist
beweglich, um für ausgewählte Defokussierung zu sorgen.
Beschrieben wird ein Verfahren zur Fernmessung der Leistung einer
das Sehvermögen ändernden Optik, um ihre Leistung
in vivo vorherzusagen, darunter die Durchführung von Topographie-, Wellenfront-,
Interferometrie-, Punktspreizfunktions-(PSF), Modulationstransferfunktions-(MTF)
oder anderen optischen und/oder physikalischen Messungen des Modellaugensystems
mit und ohne die Optik in Kombination. Vielfältige das
Sehvermögen ändernde Optiken können in
Kombination mit einem Modellaugensystem verwendet werden, z. B.
Kontaktlinsen, IOL, Brillengläser, repräsentative
Augenlinsen, Inlays und Onlays.
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Die
WO 03/049606 A2 betrifft
ein Modellauge und Aberrometerkalibrierverfahren. Insbesondere wird
ein Modellauge als Kalibrierkomponente zum Gebrauch beim Kalibrieren
und Zertifizieren der Genauigkeit eines ophthalmischen Wellenfrontsensors verwendet.
Die Kalibrierkomponente verfügt über eine monolithische,
plankonvexe Refraktionsoptik mit bekannten Beträgen einer
oder mehrerer ausgewählter Aberrationen, die durch die
sphärische, achsensymmetrische asphärische oder
nicht achsensymmetrische asphärische konvexe Oberfläche
induziert sind. Beschrieben ist ferner ein Ausrichtungswerkzeug
mit einer Prozedur zum Kalibrieren eines Aberrometers. Gemäß einer
Ausführungsform kann eine Folge von Modellaugen zum Bewerten
einer Leistung eines Aberrometers zum Einsatz kommen.
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Die
US 2008/0144035 A1 betrifft
ein Kalibriersystem für ein optisches System und ein Verfahren,
das zum Kalibrieren der optischen Trennebenen in einem ophthalmischen
Diagnoseinstrument besonders geeignet ist. Die Kalibrierkomponente
weist mindestens zwei getrennte, diffus reflektierende Oberflächen
auf. Bilder eines exemplarischen Spaltbeleuchtungsmusters, die auf
die Kalibrierkomponente projiziert und auf den diffus reflektierenden Oberflächen
erzeugt werden, werden durch den Bildempfänger, z. B. eine
Videokamera, detektiert. Auf der Grundlage von Kamerabildkoordinaten
und Triangulationsparametern des Projektors, des Empfängers
und der Kalibrierkomponente können die Spaltbildpositionen
auf der Bilddetektorebene auf die axial verschobenen, diffus reflektieren den
Oberflächenpositionen der Kalibrierkomponente kalibriert
werden. Gemäß einer Ausführungsform besteht
die Kalibrierkomponente aus drei gestapelten/verschmolzenen Glasplatten,
wobei jede Platte eine optisch diffuse Vorderseite aufweist, auf
der die diffus gestreuten Beleuchtungsbilder erzeugt werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Als
Aufgabe liegt der Erfindung zugrunde, eine Vorrichtung zum Kalibrieren
oder Bewerten der Leistung eines optischen Meßsystems und/oder
eines Behandlungslasersystems sowie ein Verfahren zum Kalibrieren
oder Bewerten der Leistung solcher Systeme und ein Verfahren zur
Herstellung einer solchen Vorrichtung zum Gebrauch in einer Plattform bereitzustellen,
die mehrere unterschiedliche Systeme aufweist.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Kalibrieren oder
Bewerten der Leistung einer Refraktionsplattform ein Modellauge und
mindestens ein Referenzelement auf. Gemäß einem
Aspekt der Erfindung weist das Referenzelement Merkmale zum Identifizieren
der Kalibriervorrichtung bei Verwendung in einem optischen Meßsystem
und/oder einem Behandlungslasersystem auf.
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Das
Referenzelement kann ein Teil des Modellauges sein. Somit weist
das Modellauge in seinem optischen Weg die Merkmale zum Identifizieren der
Kalibriervorrichtung auf, d. h. der Art von Kalibriervorrichtung
und/oder der individuellen Kalibriervorrichtung. Diese Identifizierungsmerkmale
können als Irisstruktur mit einem eindeutigen Iriscode
realisiert sein. Der Iriscode kann Daten zum Identifizieren der
Kalibriervorrichtung enthalten.
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Gemäß einer
Ausführungsform ist das Referenzelement ein entfernbarer
Einsatz, so daß das Modellauge mit unterschiedlichen Einsätzen
kombiniert werden kann, wobei die Einsätze unterschiedliche
Merkmale und Funktionen gemäß der späteren Beschreibung
haben können. Der Einsatz kann aus einem lichtdurchlässigen
Material hergestellt sein, z. B. Glas oder Kunststoff. Die Merkmale
können auf den Einsatz aufgedruckt oder darauf oder im
Material anderweitig eingeschrieben sein.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung kann das Referenzelement oder der Einsatz ein
Irismodell aufweisen, das in einem Beispiel Grauskalenstrukturen
aufweist. Das Irismodell kann Konstant-Meßpunkte bzw. Landmarks
aufweisen, z. B. künstliche Irisstrukturen. Das Irismodell
kann zum Online- und/oder statischen Landmark-Tracking (Landmark-Registrierung)
und/oder zum Lateral- und Rotations-Eye-Tracking (Blickbewegungsregistrierung seitlich
und rotierend) verwendet werden. Die künstlichen Irisstrukturen
können Irisstrukturen eines realen Auges ähneln
oder mit ihnen identisch sein. Als Beispiel kann die Irisstruktur
auf ein plattenartiges Element aufgedruckt sein. Das plattenartige
Element ist lichtdurchlässig, wogegen die künstliche
Irisstruktur lichtundurchlässig ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann das Referenzelement oder der
Einsatz ein Pupillenmodell aufweisen, wobei das Pupillenmodell eine
Pupille mit einer vorbestimmten Position und einer vorbestimmten
Pupillengröße aufweist, die einem realen Auge
entsprechend einer jeweiligen Lichtbedingung von hellem Licht zu
dunklem Licht ähnelt. Anders gesagt kann die Pupillengröße
einem realen Auge mit einer nicht erweiterten Pupille und einem
realen Auge mit einer erweiterten Pupille entsprechen. Weiterhin
kann das Pupillenmodell eine Pupille aufweisen, die bezogen auf
die Symmetrieachse der Vorrichtung außeraxial ist, d. h.
einer dezentrierten Pupille eines realen Auges entspricht. Das Pupillenmodell
kann zum Lateral-Eye-Tracking verwendet werden. Realisieren läßt
sich dieses Pupillenmodell mit Hilfe eines lichtdurchlässigen
plattenartigen Elements, wobei die Strukturen einer Pupille auf
eine Oberfläche davon aufgedruckt sind.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt kann der Einsatz eine lichtabsorbierende Oberfläche
aufweisen. Realisieren läßt sich eine solche lichtabsorbierende Oberfläche
mit Hilfe eines plattenartigen Elements, das nicht lichtdurchlässig
ist oder das alles auf das plattenartige Element fallende Licht
oder das plattenartige Element durchlaufende Licht im wesentlichen absorbiert.
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Die
Vorrichtung kann einen oder mehrere Einsätze aufnehmen.
Sind zwei oder mehr Einsätze mit dem Modellauge kombiniert,
können die Einsätze übereinander gestapelt
sein.
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Gemäß einer
exemplarischen Ausführungsform kann ein Referenzelement
oder ein Einsatz ein Irismodell und ein Pupillenmodell kombinieren.
Das Irismodell kann eine Irisstruktur mit einem eindeutigen Iriscode
aufweisen. Der Iriscode kann Daten enthalten, die für die
Kalibriervorrichtung oder den Einsatz spezifisch sind. Diese Daten
können Informationen aufweisen, die die Pupillengröße
des Referenzelements oder des Einsatzes und/oder die Position der Pupille
beschreiben, z. B. Dezentrationsamplitude und -richtung. Realisieren
läßt sich der Einsatz, indem auf ein lichtdurchlässiges
plattenartiges Element künstliche Irisstrukturen und die
Strukturen einer Pupille aufgedruckt werden. Zum Aufdrucken der Strukturen
kann jede Art von Druckfarbe oder jede andere Einrichtung verwendet
werden, um Strukturen vorzusehen, die den Irisstrukturen und einer
Pupille eines realen Auges ähneln. Somit kann die Druckfarbe
unterschiedliche Farben und unterschiedliche optische Kennwerte
haben.
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Gemäß einem
alternativen Aspekt können die künstlichen Irisstrukturen
und die Pupille auf unterschiedliche Weise realisiert sein, z. B.
kann der Einsatz andere Formen haben, die sich von einer Platte
unterscheiden. Außerdem können andere Techniken
zum Abdunkeln oder Färben der Oberfläche des Einsatzes
oder des Materials des Einsatzes zum Fertigen des zuvor beschriebenen
Einsatzes verwendet werden.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung weist das Modellauge einen Schlitz auf, der
im wesentlichen entlang einem Querschnitt bezogen auf eine optische
Achse der Vorrichtung angeordnet ist. Die optische Achse der Vorrichtung
ist als die Achse festgelegt, an der Licht das Modellauge von einer
Vorderseite zu einer Rückseite der Vorrichtung entlang durchlaufen
kann und sich reflektiertes Licht von der Rückseite zur
Vorderseite der Vorrichtung bewegen kann. Somit ist der Schlitz
im Strahlengang von Licht, das das Modellauge durchläuft,
so vorgesehen, daß ein Einsatz darin plaziert sein kann.
Die Kombination des Modellauges mit dem Einsatz stellt eine erfindungsgemäße
Kalibriervorrichtung dar. Gemäß einer exemplarischen
Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner einen im Schlitz
aufgenommenen Schieber auf, der zwischen einer offenen Position
und einer geschlossenen Position beweglich ist. Vorzugsweise weist
der Schieber eine Halterung zum Halten des Einsatzes in einer vorbestimmten
Position auf.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann der Einsatz im Hinblick auf das
Modellauge in einer von mehreren unterschiedlichen Winkelpositionen
plaziert sein. Beispielsweise kann ein quadratisches plattenartiges
Element im Schieber in einer von vier unterschiedlichen Orientierungen
im Hinblick auf das Modellauge plaziert sein. Alternativ kann ein
plattenartiges Element mit der Form eines Achtecks in acht unterschiedlichen
Orientierungen im Schieber positioniert sein. Gemäß einer
weiteren Alternative kann ein kreisförmiges plattenartiges
Element in jeder beliebigen Winkelposition in einer jeweiligen Struktur
eines Schiebers positioniert sein. Wie aus der späteren
näheren Diskussion deutlich wird, hat diese Möglichkeit
zur Änderung der Orientierung des Einsatzes bezogen auf
das Modellauge den Vorteil, daß eine Drehung des Auges
simuliert werden kann und entsprechende Kalibrierung eines optischen
Meßsystems und/oder eines Behandlungslaser systems bezogen
auf vorbestimmte Drehwinkel durchgeführt werden kann.
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Weitere
Merkmale exemplarischer Ausführungsformen einer Kalibriervorrichtung
gehen aus der späteren Diskussion der Erfindung hervor.
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Eine
weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Kalibrieren oder Bewerten der Leistung eines optischen Meßsystems
und/oder eines Behandlungslasersystems. Dieses Verfahren gebraucht
eine Plattformkalibriervorrichtung, die zum Kalibrieren eines oder
mehrerer optischer Meßsysteme und eines oder mehrerer Behandlungslasersysteme
verwendet wird, so daß eine einheitliche Kalibrierung der
gesamten Plattform erreicht werden kann. Außerdem kann
dieselbe Plattformkalibriervorrichtung zum Bewerten der Leistung
der optischen Meßsysteme und der Behandlungslasersysteme
der Plattform verwendet werden. Mit einer erfindungsgemäßen
Kalibriervorrichtung können verschiedene Vorrichtungen
und Systeme in derselben Plattform kalibriert werden, und die Leistung
all dieser Vorrichtungen und Systeme kann von Zeit zu Zeit bewertet werden,
z. B. gemäß einem vorab festgelegten Zeitplan
wie bestimmte Kontrollabstände, die in Tagen, Wochen oder
Monaten gezählt sein können. Alternativ kann eine
Kalibriervorrichtung für jeden einzelnen Patienten verwendet
werden, für den ein oder beide Augen mit Hilfe eines oder
mehrerer optischer Meßsysteme analysiert werden und eine
Behandlung mit Hilfe eines oder mehrerer Behandlungslasersysteme durchgeführt
wird.
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Im
Konzept der Erfindung gilt ein System als autonom arbeitendes Gebilde,
z. B. ein Wellenfrontsensor, ein Topograph oder ein Laser. Statt
mehrere Systemkalibrierwerkzeuge für jedes dieser Systeme zu
verwenden, beruht die Erfindung auf dem Konzept des Einsatzes einer
einzelnen Plattformkalibriervorrichtung. Dies hat den folgenden
Vorteil. Bei Verwendung eines Systemkalibrierwerkzeugs wird jedes
der Systeme in sei nen eigenen Spezifikationen kalibriert. Besteht
daher eine Plattform aus einem Satz von Diagnosesystemen wie Wellenfrontmeßsystem,
Topographiesystem, Biometriesystem o. a. und mindestens einem Laser
wie einem Excimerlaser, Femtosekundenlaser o. a., kann die vollständige
Plattformkalibrierung nicht erreicht werden. Dies könnte
der Fall sein, wenn jedes der Systeme im festgelegten Kalibrierbereich,
aber knapp an der ganz äußeren Grenze liegt, so
daß sich eine Fortpflanzung individueller Fehler zu einem
Fehler addieren kann, der außerhalb eines Annahmekriteriums
liegt. Ein weiterer Fall, der ein solches Szenario darstellt, kann
Subjektausrichtung sein. Mißt eine Diagnosevorrichtung
eine typische ophthalmische Eigenschaft, z. B. Topographie, werden
die Daten im Koordinatensystem der Diagnosevorrichtung dargestellt.
Beispielsweise wird die Achse des Astigmatismus in Grad zwischen
0° und 180° jeweils zur diagnostischen 0°-Achse
ausgedrückt. Auch wenn das Therapiesystem, d. h. ein Lasersystem,
die Fähigkeit zum Analysieren der Orientierung haben mag,
beispielsweise mit Hilfe der Irisinformationen, ist damit nicht
implizit gegeben, daß alle Kameras und Rohdaten-Erfassungswerkzeuge ausgerichtet
sind. Eine Fehlausrichtung der Kameras in einem oder beiden Systemen
(Diagnosesystem und Lasersystem) könnte zu einer Falschbehandlung führen.
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Eine
Plattformkalibrierung und -bewertung der Leistung kann mit Hilfe
einer Plattformkalibriervorrichtung gemäß der
Festlegung erreicht werden. Die Plattformkalibriervorrichtung kann
einen oder mehrere Einsätze aufweisen, wenn eine Kalibrierung oder
Bewertung der Leistung jedes der optischen Meßsysteme und
der Behandlungslasersysteme durchgeführt wird.
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Eine
weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung einer Kalibriervorrichtung. Dieses Verfahren weist
die folgenden Schritte auf:
Bereitstellen einer Kappe mit einer
ersten anterioren Fläche,
Anordnen einer Halbkugel
mit einer im wesentlichen plankonvexen Form an der Kappe, so daß eine
posteriore Fläche der Kappe an der konvex geformten Seite
liegt und der Übergang zwischen der Kappe und der Halbkugel
eine zweite anteriore Fläche bildet,
Anordnen eines
Körpers an der ebenen Seite der Halbkugel,
Anordnen
einer Rückseitenschicht am Körper entgegengesetzt
zur Halbkugel zum Streuen von einfallendem Licht.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird das Referenzelement zwischen der Halbkugel
und dem Körper vorgesehen. In einer exemplarischen Ausführungsform
ist das Referenzelement ein integraler Bestandteil der Halbkugel
oder des Körpers. Die Merkmale zum Identifizieren der Kalibriervorrichtung
werden direkt auf der Oberfläche des Körpers oder
vorzugsweise der ebenen Oberfläche der Halbkugel z. B.
durch Aufdrucken bereitgestellt. Ähnlich können das
Irismodell und/oder das Pupillenmodell direkt auf der Oberfläche
des Körpers bzw. der ebenen Oberfläche der Halbkugel
vorgesehen werden.
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Gemäß einem
alternativen Aspekt wird ein Schlitz zwischen der Halbkugel und
dem Körper bereitgestellt. Der Schlitz ist geeignet, einen
Einsatz wie hierin beschrieben aufzunehmen.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine Kappe auf der Halbkugel durch unterschiedliche Techniken
getrennt gebildet. In einer exemplarischen Ausführungsform
dampft ein Verdampfer Material auf eine Oberfläche der
Halbkugel auf, so daß eine Schicht auf der Halbkugel gebildet
wird. Alternativ kommt ein Plasmabeschichter mit mindestens einer Verdampfungsquelle
zum Einsatz. Zwei Verdampfungsquellen können verwendet
werden, wenn die erste Quelle ein im wesentlichen transparentes
Material enthält und eine zweite Quelle eine Verunreinigung
enthält. Die Menge der Verunreinigung in der hergestellten
Kappe kann durch Steuern der Temperaturen der beiden Verdampfungsquellen
gesteuert werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt läßt sich die Kappe herstellen
durch Mischen eines ersten Materials eines Zweikomponentenklebers
mit einer Verunreinigung, um eine vorbestimmte Konzentration von Verunreinigungen
beim Mischen der Mischung mit einem zweiten Teil des Zweikomponentenklebers
zu erhalten, und Bereitstellen dieser Mischung auf einer Oberfläche
einer Halbkugel sowie Härten dieses Zweikomponentenklebers.
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Mit
Hilfe der zuvor diskutierten Technik oder jeder anderen Technik
kann ein Dünnfilm aus Material mit einem Anfangsverunreinigungsgrad
als Kappe vorgesehen werden, die an der konvexen Oberfläche der
Halbkugel befestigt wird.
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Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Ausführungsformen
der Erfindung gehen aus der nachfolgenden näheren Beschreibung
der Ausführungsformen hervor, die auf die mehreren Zeichnungen
verweisen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
den Querschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Kalibriervorrichtung und
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2 zeigt
eine Formgebungsvorrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen
Kalibriervorrichtung.
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1 zeigt
eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Kalibriervorrichtung, die in einem optischen Meßsystem
oder einem Behandlungslasersystem einer Plattform verwendet werden
kann. Diese Kalibriervorrichtung kombiniert ein Modellauge mit einem
Einsatz (nicht gezeigt). Allgemein weist eine solche Kalibriervorrichtung
unterschiedliche Schichten aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialien
auf. In der Ausführungsform gemäß 1 sind
drei unterschiedliche Materialien mit entsprechenden unterschiedlichen
Brechzahlen vorhanden. Insbesondere verfügt die Kalibriervorrichtung 1 über
eine Kappe 3, eine Halbkugel 5, einen Schlitz 7, einen
Körper 9 und eine Streuschicht 11 in
dieser Reihenfolge. Die Kappe, die aus Material 1 mit einer Brechzahl
n_1 hergestellt ist, ist auf der konvexen Oberfläche der
Halbkugel 5 angeordnet.
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Somit
hat die Kappe eine anteriore Fläche mit einer vorbestimmten
konvexen Außenform. Die posteriore Fläche der
Kappe ist an der konvex geformten Seite der Halbkugel angeordnet.
Den Übergang zwischen der Kappe und der Halbkugel bildet eine
zweite anteriore Fläche. Benachbart zur ebenen Seite der
Halbkugel ist der Schlitz 7 vorgesehen. Der Schlitz ist
geeignet, einen Einsatz wie ein plattenartiges Element aufzunehmen,
das ein Irismodell und/oder ein Pupillenmodell aufweist. Die Halbkugel ist
aus Material 2 mit einer Brechzahl n_2 hergestellt. Entgegengesetzt
zur ebenen Seite der Halbkugel ist der Körper 9 angeordnet,
der aus Material 3 hergestellt ist und eine Brechzahl n_3
hat. Am distalen Ende des Körpers 9 ist eine Streuschicht 11 vorgesehen.
Vorzugsweise hat die Kalibriervorrichtung gemäß 1 einen
runden, stärker bevorzugt einen kreisförmigen
Querschnitt. Diese Kalibriervorrichtung kann in einem Diagnose-
oder Behandlungssystem an einer Position verwendet werden, an der
ein Patientenauge während der Diagnose oder Behandlung liegt.
Somit entspricht die anteriore Fläche der Kappe 3 der
Außenfläche einer Hornhaut eines Patientenauges.
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In
Abhängigkeit vom verwendeten optischen Meßsystem
können die optischen Eigenschaften der Kalibriervorrichtung ähnlich
wie bei einem Patientenauge bestimmt werden. Beispielsweise ermöglicht Licht,
das von der anterioren Fläche der Kappe reflektiert wird,
die Messung der Elevation, Krümmung und Online-anterioren
Flächenform während einer formändernden
Prozedur.
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Die
zweite anteriore Fläche zwischen der Kappe 3 und
der Halbkugel 5 reflektiert auch Licht während
solcher Messungen. Die Reflexion hängt von der Brechzahldifferenz
zwischen beiden Materialien der Kappe bzw. der Halbkugel ab. Die
Lichtsignale von der ersten anterioren Fläche und der zweiten anterioren
Fläche ermöglichen die Messung der Dicke der Schicht
aus Material 1, z. B. durch OCT-Messungen (OCT = optische
Kohärenz-Tomographie). Diese Messung kann vor und nach
der formändernden Prozedur durchgeführt werden.
Weiterhin kann eine Online- Dickenmessung des Materials 1 im
Verlauf einer formändernden Prozedur durchgeführt werden.
Die anteriore Fläche der Kappe kann hydrophile oder hydrophobe
Beschichtungen aufweisen. Außerdem kann die anteriore Fläche
mehrere Beschichtungen mit unterschiedlichen Materialien aufweisen,
um organische Schichten, z. B. Kollagen usw., zu imitieren. Alternativ
kann eine Kontaktlinse auf der anterioren Fläche der Kappe
positioniert sein. Das Material der Kappe kann einen ähnlichen
Ablationskennwert wie die Hornhaut eines Patientenauges bei der
Behandlung mit einem Excimerlaser haben.
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Die
Kappe selbst ist aus einem Material hergestellt, das für
das Licht nahezu transparent ist, das im optischen Meßsystem
oder Behandlungslasersystem verwendet wird. Vorzugsweise enthält
die Kappe Verunreinigungen mit einer vorbestimmten Größe und
mit vorbestimmten optischen Eigenschaften. Die Größe
der Verunreinigungen und die optischen Eigenschaften der Verunreinigungen,
insbesondere die Absorptionskennwerte der Verunreinigungen, bestimmen
die Winkelstreueigenschaften des Lichts, z. B. ob es nahe der Lambertschen
Streuung oder davon weit entfernt liegt. Die Konzentration der Verunreinigungen
bestimmt den Streugrad und die Gesamtabsorption des Lichts durch
die Kappe. Gemäß 1 ist die
Dicke der Kappe von ihrer Position abhängig, z. B. ist
in der Mittelposition die Dicke größer als am
Rand der Kappe. In einer alternativen Ausführungsform kann
die Dicke einer Kappe konstant sein.
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In
dieser Ausführungsform von 1 hat die Halbkugel 5 eine
plankonvexe Form. Sie kann aus einem festen Material, das für
das im System verwendete Licht nahezu transparent ist, mit einer
definierten konvexen Oberfläche entgegengesetzt zu einer ebenen
Seite bestehen. Diese Halbkugel kann eine ähnliche Topographie
wie die Hornhaut eines Patientenauges haben.
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Der
Schlitz ist geeignet, einen Einsatz aufzunehmen. Insbesondere kann
der Schlitz einen Schieber aufweisen, der im Schlitz zwischen einer
offenen Position und einer geschlossenen Position beweglich ist.
Der Schieber ist geeignet, den Einsatz aufzunehmen, der ein plattenartiges
Element sein kann. Diese Anordnung gibt die Gelegenheit, die Kalibriervorrichtung
mit unterschiedlichen Einsätzen zu verwenden. Beispielsweise
kann ein Einsatz verwendet werden, der ein Irisbild mit künstlichen
Irisstrukturen hat. Eine solche Kalibriervorrichtung kann speziell
dazu dienen, Online- oder statisches Landmark-Tracking, insbesondere
Lateral-Eye-Tracking und Rotations-Eye-Tracking, mit einem optischen
Meßsystem oder einem Behandlungslasersystem zu testen.
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Alternativ
kann ein Einsatz mit einer Pupillenstruktur verwendet werden. Dann
kann die Kalibriervorrichtung zum Testen der Funktion von optischen Meßsystemen
und Behandlungslasersystemen, besonders der Leistung einer etwaigen
Lateral-Eye-Tracking-Einrichtung, zum Einsatz kommen.
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In
einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der Einsatz
ein plattenartiges Element mit einer absorbierenden Oberfläche
sein. In diesem Fall vermeidet die absorbierende Oberfläche
Rückstreuung von der Streuschicht 11 im Verlauf
spezifischer Diagnosemessungen. In der dargestellten Ausführungsform
kann die Größe des Schlitzes mit der Option mechanisch
eingestellt werden, mit der Option den Spalt zwischen der Halbkugel 5 und
dem Körper 9 vollständig zu schließen.
Alternativ wird die Größe oder Breite des Schlitzes
auf die Dicke des plattenartigen Elements eingestellt, d. h. die
Dicke des Einsatzes oder die Dicke der Anzahl übereinander
gestapelter Einsätze.
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Der
Körper 9 der Kalibriervorrichtung kann aus dem
gleichen Material wie die Halbkugel 5 oder die Kappe 3 hergestellt
sein, alternativ kann der Körper aus einem unterschiedlichen
Material hergestellt sein, das sich von den Ma terialien 1 und 2 der
Kappe und der Halbkugel unterscheidet. Licht, das auf die Rückseite
der Kalibriervorrichtung fokussiert wird, dient als Punktquelle
von Strahlen, die sich durch den gesamten Aufbau ausbreiten, weshalb
das Licht Informationen über die Form aller Oberflächen
enthält. Das austretende Licht kann analysiert werden,
z. B. durch eine Wellenfront-Meßvorrichtung. Dies ermöglicht
Wellenfrontmessungen und Online-Wellenfrontmesssungen der Kalibriervorrichtung.
Die Streuschicht 11 auf der Rückseite des Körpers 9 ist
so gestaltet, daß sie das Licht ähnlich wie die
Netzhaut eines Patientenauges streut.
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Die
Kappe 3 läßt sich auf vielfältige
technisch ausgereifte Weise herstellen. Beim ersten Vorgehen könnte
die Kappe mit einem Verdampfer oder Plasmabeschichter mit zwei unterschiedlichen
Verdampfungsquellen aufgedampft werden, wobei die erste Quelle das
transparente Grundmaterial wie Kunststoff enthält und die
zweite Quelle die Verunreinigung enthält.
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Der
prozentuale Anteil der Verunreinigung könnte durch die
Temperaturen der Verdampfungsquellen gesteuert werden, ist z. B.
die Quelle mit dem Verunreinigungsmaterial relativ kalt, würde
eine resultierende Kappe einen schwachen Verunreinigungsgrad haben,
wogegen eine höhere Temperatur zu einem höheren
Prozentsatz der Verunreinigung und damit zu höherer Lichtstreuung
der Kappe führen würde.
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In
einer weiteren Umsetzung der Erfindung könnte die Kappe 3 aus
einem Dünnfilm aus Material hergestellt sein, der den Anfangsverunreinigungsgrad
hat. Der Film könnte auf die kugelförmige Oberfläche
des Grundmaterials (Halbkugel) geklebt sein oder daran durch Kohäsionskräfte
haften.
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Eine
weitere Umsetzung ist durch gefärbte Kontaktlinsen realisiert,
die auf der kugelförmigen Oberfläche des Grundmaterials
(Halbkugel) ähnlich wie beim Auflegen einer Kontaktlinse
auf die Hornhaut des Auges plaziert sind.
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In
einer weiteren Umsetzung der Erfindung könnte die Kappe
aus Zweikomponentenkleber hergestellt sein, der sich nach Wiedervereinigung
der beiden Teile schnell verfestigt. Zunächst könnte
ein Teil des Klebers mit der Verunreinigung gemischt werden, um
die richtige Konzentration von Verunreinigungen zu erhalten. Nach
Mischen der beiden Komponenten wird die Mischung schnell fest.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform ist die Kappe durch Spritzgießen
gefertigt. Ein Teil der Form könnte das Grundmaterial sein,
wogegen für die andere Oberfläche eine weitere
Form verwendet wird. 2 zeigt eine geeignete Formgebungsvorrichtung.
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Die
Formgebungsvorrichtung weist einen Zylinder 201 auf, der
an einem Ende das Grundmaterial 109 aufnimmt, das später
den Körper bildet. An einer Seite des Grundmaterials 109 wird
eine Halbkugel 105 angeordnet. Entgegengesetzt zur konvexen Oberfläche
der Halbkugel 105 wird eine zweite Form 202 im
Zylinder 201 positioniert. Die zweite Form 202 weist
einen Kanal 204 oder ein Loch auf, durch das Material in
den Hohlraum zwischen der konvexen Formgestalt der Halbkugel 105 und
der dazu entgegengesetzten konkaven Formgestalt der zweiten Form 202 geführt
werden kann. Das vollständige System wird auf eine Temperatur
weit unter dem Schmelzpunkt aller Komponenten 109, 201 und 202, aber über
dem eines Kunststoffs für die Kappe erwärmt. Zum
Bilden der Kappe 103 wird der strömungsfähige
Kunststoff mit einer festgelegten Konzentration von Verunreinigungen
in den Raum zwischen der Halbkugel 105 und der zweiten
Form 202 durch den Kanal 204 eingefüllt.
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Nach
Abkühlen des Komplettsystems und Entfernen der zweiten
Form 202 und des Zylinders 201 sollte diese Kalibriervorrichtung
fertiggestellt sein. Als Option könnte die Kappe des künstlichen Modellauges
durch Laserabtrag und/oder mechanisches Fräsen manipuliert
werden.
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Die
zuvor beschriebene Kalibriervorrichtung kann als Plattformkalibriervorrichtung
in einem Verfahren zum Kalibrieren oder Bewerten der Leistung eines
optischen Meßsystems und/oder eines Behandlungslasersystems
zum Einsatz kommen. Ein exemplarisches Verfahren weist die folgenden
Schritte auf. Die Plattformkalibriervorrichtung wird entlang einer
optischen Achse des optischen Meßsystems und/oder des Behandlungslasersystems
positioniert. Danach führt das optische Meßsystem
und/oder das Behandlungslasersystem eine Messung mit Hilfe der jeweiligen
Prozeduren wie beim Messen eines Patientenauges durch. Anschließend
werden die Meßdaten mit vorab gespeicherten Daten verglichen,
die der Plattformkalibriervorrichtung entsprechen, die in diesem
Verfahren verwendet wird. Alternativ können die Daten zur
verwendeten Plattformkalibriervorrichtung aus den Informationen
des Referenzelements oder des Einsatzes direkt erhalten werden.
Insbesondere kann ein Iriscode Daten zur spezifischen Plattformkalibriervorrichtung
aufweisen, z. B. Informationen zur Identifizierung der Kalibriervorrichtung,
Informationen zur Position der Kalibriervorrichtung sowie Informationen
zur Pupillengröße und zur Position der Pupille
bezogen auf eine Symmetrieachse der Vorrichtung. In einem weiteren
Schritt wird das Ergebnis dieses Vergleichs zum Kalibrieren und/oder
Bewerten der Leistung des optischen Meßsystems und/oder des
Behandlungslasersystems verwendet.
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Bei
Gebrauch einer Kalibriervorrichtung, die eine Einrichtung zum Aufnehmen
eines Einsatzes aufweist, insbesondere einen Schlitz, in dem ein
Einsatz plaziert werden kann, ist der folgende zusätzliche
Schritt im Verfahren vorhanden. Vor Positionieren der Plattformkalibriervorrichtung
oder nach Positionieren der Plattformkalibriervorrichtung entlang
einer optischen Achse des optischen Meßsystems und/oder
des Behandlungslasersystems wird ein Einsatz vorzugsweise in einer
festgelegten Orientierung in der Kalibriervorrichtung pla ziert.
Vor den erwähnten Schritten zur Messung werden dann der
Vergleich und die Kalibrierung und/oder Bewertung der Leistung durchgeführt.
Das Verfahren kann wiederholt werden, indem ein unterschiedlicher
Einsatz in der Kalibriervorrichtung verwendet wird oder indem derselbe
Einsatz in einer unterschiedlichen Orientierung in der Kalibriervorrichtung
plaziert wird.
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Weiterhin
kann gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Satz
unterschiedlicher Kalibriervorrichtungen mit unterschiedlichen optischen
Kennwerten in Kombination mit einem oder mehreren Einsätzen aus
zahlreichen unterschiedlichen Arten von Einsätzen verwendet
werden.
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Verständlich
wird sein, daß die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung zuvor zwar voll und umfassend beschrieben wurden,
dem Fachmann aber verschiedene Abwandlungen, alternative Aufbauten
und Äquivalente deutlich sein werden. Somit sollte die
vorstehende Beschreibung nicht als Einschränkung der Erfindung
interpretiert werden, die durch die beigefügten Ansprüche
festgelegt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 02/053021
A2 [0002]
- - WO 03/049606 A2 [0003]
- - US 2008/0144035 A1 [0004]