專利名稱：眼科分析儀器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及眼科分析儀器并涉及分析方法，特別用于測量眼睛表面的地形(topography)，所述分析儀器具有投影儀和監(jiān)測裝置，該投影儀包括至少一個(gè)照明設(shè)備和光圈(aperture)設(shè)備，該照明設(shè)備具有至少一個(gè)第一光源，該第一光源可以發(fā)出主要是單色光譜中的光，通過光圈設(shè)備在眼睛表面上形成圖像圖樣是可能的，形成的圖像圖樣的圖像通過監(jiān)測裝置是可記錄的，并且表面的地形能夠從該圖像獲得。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)所已知的分析儀器和地形圖系統(tǒng)中，通常使用單色光照射眼睛，例如紅外光，以便避免使人花眼或承受可能的地方的檢查。因此地形圖系統(tǒng)在除了測量眼睛之表面外還能夠進(jìn)行瞳孔測量(pupillometric measurements)的方面是已知的。尤其當(dāng)使 用只有部分可見的單色光照射眼睛時(shí)，有效地避免了瞳孔的收縮，因此這種類型的照明特別好地適用于瞳孔測量。但是，地形圖系統(tǒng)還可以具有用于眼睛照明的多種光顏色。例如，然后Placido環(huán)以不同的單色光顏色投射至眼睛上。這基本用于在眼睛上形成的圖像圖樣的環(huán)的區(qū)分及用于確定地形的唯一目的。因此這種類型的Placido環(huán)以不同的單色光顏色單獨(dú)地形成第一光源。在紅外光下檢查瞼板腺也是已知的。用于測量地形的分析儀器或已知的“角膜曲率計(jì)”也可以用于眼睛上淚膜的無創(chuàng)分析。投射至眼睛表面上的圖像圖樣基本被連續(xù)地記錄，其中淚膜中的任何破裂可以通過改變圖像圖樣識(shí)別。為了確定淚膜的質(zhì)量，通常測量淚膜的破裂時(shí)間。該測量同樣通過使用紅外光照射眼睛來進(jìn)行。例如，在選擇隱形眼鏡時(shí)，除了眼睛表面的地形，淚膜的測量也非常地重要。而且，淚膜的分析僅限制于淚膜在整個(gè)眼睛中的分布。已知的分析儀器和方法的缺點(diǎn)在于用于檢查眼睛的可能性受到限制。因此擴(kuò)大這種類型的儀器的檢查可能性以便在需要時(shí)獲得進(jìn)一步的且更詳細(xì)的測量結(jié)果，例如可以用于改善的隱形眼鏡的選擇和配
口 ο

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提出一種眼科分析儀器和使用眼科分析儀器的分析方法，通過該儀器和該方法擴(kuò)展并改善地形圖系統(tǒng)的檢查可能性。通過具有權(quán)利要求I的特征的裝置和具有權(quán)利要求10的特征的方法實(shí)現(xiàn)該目的。根據(jù)本發(fā)明的眼科分析儀器，特別用于測量眼睛表面的地形，該眼科分析儀器具有投影儀和監(jiān)測裝置，該投影儀包括光圈設(shè)備和至少一個(gè)照明設(shè)備，該照明設(shè)備具有至少一個(gè)能夠發(fā)出主要是單色光譜中的光的第一光源，通過光圈設(shè)備在眼睛表面上形成圖像圖樣是可能的，所形成的圖像圖樣的圖像能夠通過監(jiān)測裝置記錄，并從該圖像能夠獲得表面的地形，其中照明設(shè)備具有至少一個(gè)另外的光源，能夠發(fā)出主要是可見光譜中的多色光。除了主要是單色光或相對(duì)窄的波長范圍的光的使用，另外的光源可以使得使用多色的可見光照射眼睛表面成為可能，由此對(duì)眼睛的性能的附加測量和更加精確的測量結(jié)果的獲得成為可能。與單色或紅外光相比，使用多色光確定眼睛的紅化程度是可能的。由于使用多色光能夠產(chǎn)生脂質(zhì)層的有色干涉圖樣并且該有色干涉圖樣能夠用于此種類型的測量，還能夠以無創(chuàng)方式相對(duì)精確地測量淚膜或淚膜的脂質(zhì)層的厚度。第一光源可以方便的發(fā)出主要是紅外光譜中的光。紅外光對(duì)于待檢查的眼睛具有特別低的耀眼作用并且容易產(chǎn)生。如果另外的光源能夠主要發(fā)出白光將更加有利。使用白光能夠?qū)崿F(xiàn)特別好的顏色再現(xiàn)，這極大地改善測量精度，尤其在測量眼睛的紅化程度及產(chǎn)生有色干涉圖樣時(shí)。
在一種實(shí)施方式中，另外的光源可以由多個(gè)均勻分布的發(fā)光二級(jí)管形成。例如，發(fā)光二級(jí)管本身可以形成圖像圖樣。因此發(fā)光二級(jí)管可以排列成環(huán)或者在光圈的后面，這能夠?qū)D像圖樣投射至眼睛上。形成另外的光源的發(fā)光二級(jí)管可以與形成第一光源的發(fā)光二級(jí)管一起排列在照明設(shè)備上。因此能夠根據(jù)需求分別或一起操作相關(guān)的發(fā)光二級(jí)管?？梢砸訧比3的比率選擇第一光源的多個(gè)發(fā)光二級(jí)管與另外的光源的多個(gè)發(fā)光二級(jí)管。為了獲得能夠被有效利用的優(yōu)質(zhì)圖像，監(jiān)測裝置可以具有相機(jī)和物鏡，圖像的放大倍數(shù)隨物鏡變化。因此根據(jù)測量的類型能夠以下述的方式選擇物鏡的放大倍數(shù)待測量的對(duì)象或待測量的性能可以被形象地示出以便圖像的評(píng)估和特別精確的測量結(jié)果普遍地成為可能。為此，物鏡可以具有放大變換器，通過該放大變換器至少一個(gè)透鏡可以被引入至物鏡的光路中以及可以從該光路移除。與同樣可想到的可變放大調(diào)節(jié)器相比，放大變換器能夠特別容易地被提供并被有效地付出。還能夠一直使用用于各種測量的恒定的符合標(biāo)準(zhǔn)的放大倍數(shù)，這極其簡化了測量和圖像的評(píng)估或分析。通過物鏡可以有利地形成至少三個(gè)放大倍數(shù)。首先，標(biāo)準(zhǔn)的放大倍數(shù)可以用于測量眼睛表面的地形。其次，大的放大倍數(shù)可以用于測量或分析淚膜。例如，能夠聚焦脂質(zhì)層，尤其具有淺景深，以便確定所述脂質(zhì)層的厚度。再者，小放大倍數(shù)可以特別用于瞼板檢查，因?yàn)椴€板腺的圖像的記錄特別要求擴(kuò)大分析儀器和眼睛之間的間距。如果在光圈設(shè)備上在定向于眼睛的光軸方向上的光圈設(shè)備的儀器軸上形成開口，這對(duì)于監(jiān)測裝置的光路非常有益。從而通過光圈設(shè)備圖像圖樣可以照射至眼睛表面的所有面上。例如，由此光圈設(shè)備可以由照明環(huán)或多個(gè)此種類型的同心環(huán)形成，以便產(chǎn)生Placido圖像圖樣。如果光圈設(shè)備的儀器軸以眼睛的光軸為方向，則監(jiān)測裝置的光路可以沿著光軸或在其上直接延伸，以便通過開口從前面監(jiān)測眼睛，因此特別簡化了瞳孔的測量。因此分析儀器還可以具有用于在眼睛上引起耀眼刺激的耀眼裝置，該耀眼裝置可能具有耀眼光源及用于將耀眼光源反射至監(jiān)測裝置的光路中的分束器。因此通過耀眼裝置能夠使眼睛眼花，其中同時(shí)可以通過監(jiān)測裝置記錄眼睛的反應(yīng)。例如，可以記錄和評(píng)估由耀眼引起的瞳孔的移動(dòng)。耀眼裝置能夠獨(dú)立于照明設(shè)備而被操作并由此產(chǎn)生圖像圖樣。還可以利用照明設(shè)備和/或用于使眼睛眼花的耀眼裝置達(dá)到增加淚液的產(chǎn)生的目的。因此能夠檢查及測量淚膜的形成。使用眼科分析儀器實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的分析方法以用于測量眼睛表面的地形，分析儀器包括投影儀和監(jiān)測裝置，投影儀包括光圈設(shè)備和至少一個(gè)照明設(shè)備，通過光圈設(shè)備在眼睛表面上形成圖像圖樣，通過監(jiān)測設(shè)備記錄形成的圖像圖樣的圖像，照明設(shè)備具有至少一個(gè)光源，該至少一個(gè)光源發(fā)出主要是可見光譜中的多色光，并從圖像確定表面上的淚膜。通過用于照亮眼睛和淚膜的多色可見光和圖像圖樣的使用尤其能夠?qū)崿F(xiàn)淚膜的特別精確的檢查。在該方法的一種實(shí)施方式中，分析儀器可以具有評(píng)估裝置，通過該評(píng)估裝置分析圖像。評(píng)估裝置可以有利地排列在分析儀器本身中并且能夠處理圖像和由評(píng)估裝置確定的測量結(jié)果的具體輸出。特別地，評(píng)估裝置可以包括數(shù)據(jù)處理裝置，其還可以執(zhí)行圖像的數(shù)字處理。還可以想到數(shù)據(jù)處理裝置使用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，其中數(shù)據(jù)庫可以具有圖像的比較數(shù)據(jù)集或測量參數(shù)。例如，從這種類型的比較數(shù)據(jù)集可以得出關(guān)于可能的測量結(jié)果的簡單結(jié)論或測量結(jié)果的修正，例如作為圖像比較的結(jié)果。評(píng)估可以被極大地加速并且測量精度可以被進(jìn)一步提聞。此外，眼睛的紅化程度可以根據(jù)圖像確定，眼睛的區(qū)域中的紅色比例(proportion)是可測量的。由于缺少顏色再現(xiàn)，使用紅外光或單色光不能進(jìn)行這種類型的測量。在測量過程中，由于多色的可見光的好的顏色再現(xiàn)，因此可以通過紅色圖像部分的量 化來測量眼睛的虹膜周圍的區(qū)域的紅化。該測量可以作為比較測量進(jìn)行，例如通過與參考圖像比較。淚膜流也可以從圖像獲得，位于表面上的粒子的移動(dòng)速度是可測量的。尤其使用非常大的放大倍數(shù)，能夠聚焦淚膜以便位于淚膜中的粒子是可見的，例如塵?；虍愇??？梢韵鄬?duì)于移動(dòng)的方向和速度追蹤及測量這些粒子的任意移動(dòng)。根據(jù)方向和速度可以得出淚膜流。這種測量可以用于更加精確地確定淚膜的質(zhì)量。淚膜破裂時(shí)間也可以從圖像獲得，其中可以測量淚膜的變化。可以使用標(biāo)準(zhǔn)放大倍數(shù)測量淚膜破裂時(shí)間，并且該測量可以在使用紅外光或可見光照明的情況下進(jìn)行。投射至眼睛表面上的圖像圖樣(諸如Placido環(huán))使得識(shí)別淚膜的任何破裂是可能的，尤其作為正在談?wù)摰膱D像圖樣的變化的結(jié)果。淚膜的破裂時(shí)間可以被認(rèn)為是用于確定淚膜質(zhì)量的基本參數(shù)。另外，可以根據(jù)圖像確定淚膜上的脂質(zhì)層，其中可以通過干涉色測量脂質(zhì)層。脂質(zhì)層是淚膜的外層，其中，中心的水層和鄰近角膜的內(nèi)層(黏蛋白層)在脂質(zhì)層之后。脂質(zhì)層大約IOOnm厚，防止水層的快速蒸發(fā)，并且由瞼板腺的分泌物形成。由于脂質(zhì)層是淚膜的非常薄的層，使用干涉色可以非常容易的測量。因此眼睛或淚膜可以使用多色光照亮，由此可以通過上述脂質(zhì)層在淚膜上產(chǎn)生干涉色厚度或干涉圖樣。因此可能的淚膜性能可以更加精確地確定。因此能夠確定脂質(zhì)層厚度或脂質(zhì)層的厚度分布及它們的厚度并且還能夠根據(jù)可測量的脂質(zhì)量檢查瞼板腺的功能。大的放大倍數(shù)可以優(yōu)選地被選擇用于這種類型的測量。本方法的實(shí)施方式另外的優(yōu)點(diǎn)將從根據(jù)裝置權(quán)利要求I的權(quán)利要求書的特征的描述顯現(xiàn)出來。


將在下文中參考附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其中圖I示出了分析儀器的實(shí)施方式的簡化的原理剖視圖；圖2示出了分析儀器的前視圖。
具體實(shí)施例方式圖I和2的概述示出了分析儀器10的實(shí)施方式，該分析儀器10主要由投影儀11和用于監(jiān)測眼睛13的監(jiān)測裝置12形成。分析儀器10還包括評(píng)估裝置14，在這種情況下具有用于數(shù)據(jù)處理和用于數(shù)據(jù)輸出的裝置(未更加詳細(xì)地示出)以及用于相對(duì)于眼睛13在三個(gè)空間方向上對(duì)分析儀器10定位的定位裝置15，該三個(gè)空間方向具有互相排列成直角的方向分量x、y和z，如在這種情況中象征性地所指出的。分析儀器以如下方式布置分析儀器10的儀器軸16與眼睛13的光軸17 —致。投影儀11形成為空心球截形18并且包括篩孔19和反射器20，篩孔19和反射器20以如下的方式固定在殼體21 (不意性地不出)中反射器20的反射區(qū)22—直以相同的距離a與反射器20的表面23隔開，從而形成彎曲的光圈空間24。反射器20的表面23是高度反光的，因此當(dāng)?shù)谝还庠?5或另外的光源26開啟時(shí)光圈空間24基本被光充滿。光源25和26的每一個(gè)由發(fā)光二級(jí)管27和28形成，發(fā)光二級(jí)管27和28的每一個(gè)以遍布篩孔 19的圓周的環(huán)29的方式以及以在篩孔19中的開口 31處的環(huán)30的方式以均勻分布的多樣性排列。篩孔19主要由具有環(huán)形孔徑元件33的透明體32形成，環(huán)形孔徑元件33將來自光源25和/或26的入射光反射至光圈空間24中。因此圖2中顯示的圖像圖樣35在眼睛13的角膜34上成像，其中通過監(jiān)測裝置12記錄圖像圖樣35。監(jiān)測裝置12具有含有物鏡37的相機(jī)36，其中相機(jī)36尤其包括直接連接至評(píng)估裝置14的光學(xué)視頻傳感器38。物鏡37由兩個(gè)透鏡39和40形成，其中放大變換器41被提供(以雙箭頭的形式所表示的)，通過該放大變換器41可以使另外的透鏡42以監(jiān)測裝置12的光路43為中心。因此能夠以至少三個(gè)不同的放大倍數(shù)記錄和觀察眼睛13。耀眼裝置(dazzling apparatus)45的分束器44排列在投影儀11和物鏡37之間的光路43中，并且由棱鏡系統(tǒng)46組成，但是也可以由半透明的平面鏡形成。耀眼光源47可以經(jīng)由分束器44在眼睛13中成像。由此，能夠在眼睛13上引起耀眼刺激，而完全獨(dú)立于投影儀11，因而可以利用任何情況下可用的監(jiān)測裝置的輔助來記錄所述眼睛的反應(yīng)，并且還可以通過評(píng)估裝置14數(shù)值地確定所述眼睛的反應(yīng)。因此對(duì)于這種測量相應(yīng)地不再需要專門的儀器。關(guān)于分析儀器10的功能，發(fā)光二級(jí)管27能夠發(fā)出或照射主要是紅外光譜中的光，而發(fā)光二極管28能夠發(fā)出或照射主要是可見光譜中的多色的白光。第一光源25由大約50個(gè)發(fā)光二級(jí)管27形成，而另外的光源26由大約150個(gè)發(fā)光二極管28形成。在測量過程中，當(dāng)需要時(shí)，能夠開啟第一光源25或另外的光源26以照射眼睛13。尤其是確定眼睛13的地形，使用第一光源25和標(biāo)準(zhǔn)放大倍數(shù)的物鏡37就足夠了。第一光源25還可以用于瞼板(meibometric)檢查,其中在此種情況下選擇小放大倍數(shù)的物鏡37并且增大分析儀器10和眼睛13之間的間距。另外的光源26用于淚膜的分析，尤其是淚膜的脂質(zhì)層，其中選擇非常大的放大倍數(shù)的物鏡37。另外，耀眼光源47用于瞳孔測量。
權(quán)利要求
1.一種眼科分析儀器(10)，特別用于測量眼睛表面的地形，所述分析儀器(10)具有投影儀(11)及監(jiān)測裝置(12)，所述投影儀(11)包括光圈設(shè)備(19)和至少一個(gè)照明設(shè)備，所述照明設(shè)備具有至少一個(gè)第一光源(25)，該第一光源(25)能夠發(fā)出主要是單色光譜中的光，能夠通過所述光圈設(shè)備在眼睛(13)的表面上形成圖像圖樣(35)，所形成的圖像圖樣(35)的圖像能夠通過所述監(jiān)測裝置(12)記錄，從所述圖像能夠獲得所述表面的地形，其特征在于， 所述照明設(shè)備具有至少一個(gè)另外的光源(26)，該至少一個(gè)另外的光源(26)能夠發(fā)出主要是可見光譜中的多色光。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分析儀器，其特征在于，所述第一光源(25)能夠發(fā)出主要是紅外光譜中的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的分析儀器，其特征在于，所述另外的光源(26)能夠主要地發(fā)出白光。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分析儀器，其特征在于，所述另外的光源(26)由多個(gè)均勻分布的發(fā)光二級(jí)管(28)形成。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分析儀器，其特征在于，所述監(jiān)測裝置(12)具有相機(jī)(36)和物鏡(37)，憑借所述物鏡(37)所述圖像的放大倍數(shù)是可變的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分析儀器，其特征在于，所述物鏡(37)具有放大變換器(41)，憑借該放大變換器(41)至少一個(gè)透鏡(42)能夠被引入至所述物鏡(37)的光路(43)中以及從所述光路(43)移除。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的分析儀器，其特征在于，能夠形成至少三個(gè)放大倍數(shù)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分析儀器，其特征在于，針對(duì)所述監(jiān)測裝置(12)的光路(43)，在所述光圈設(shè)備(19)上在定向于所述眼睛(13)的光軸(17)方向上的所述光圈設(shè)備(19)的儀器軸(16)上形成開口(31)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分析儀器，其特征在于，所述分析儀器(10)具有用于在所述眼睛(13)上引起耀眼刺激的耀眼裝置(45)，該耀眼裝置(45)具有耀眼光源(47)及用于將所述耀眼光源(47)反射至所述監(jiān)測裝置(12)的所述光路(43)中的分束器(44)。
10.一種使用眼科分析儀器(10)測量眼睛表面的地形的分析方法，所述分析儀器具有投影儀(11)和監(jiān)測裝置(12)，所述投影儀包括光圈設(shè)備(19)和至少一個(gè)照明設(shè)備，能夠通過所述光圈設(shè)備(19)在所述眼睛(13)的表面上形成圖像圖樣(35)，所形成的圖像圖樣(35)的圖像能夠通過所述監(jiān)測裝置(12)記錄，其特征在于， 所述照明設(shè)備具有至少一個(gè)光源(26)，該至少一個(gè)光源(26)發(fā)出主要是可見光譜中的多色光，根據(jù)所述圖像確定所述表面上的淚膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分析方法，其特征在于，所述分析儀器(10)具有評(píng)估裝置(14)，通過該評(píng)估裝置(14)分析所述圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的分析方法，其特征在于，根據(jù)所述圖像確定所述眼睛(13)的紅化的程度，測量所述眼睛(13)的區(qū)域中紅色的比例。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分析方法，其特征在于，根據(jù)所述圖像獲得淚膜流，測量位于所述表面上的粒子的移動(dòng)速度。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分析方法，其特征在于，從所述圖像獲得淚膜破裂時(shí)間，測量所述淚膜的變化。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分析方法，其特征在于，根據(jù)所述圖像確定所述淚膜上的脂質(zhì)層，通過干涉色測量所述脂質(zhì)層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的分析方法，其特征在于，測量所述脂質(zhì)層的厚度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種眼科分析儀器(10)并涉及使用這種類型的分析儀器的分析方法，特別用于測量眼睛表面的地形，所述分析儀器具有投影儀(11)和監(jiān)測裝置(12)，所述投影儀包括光圈設(shè)備和至少一個(gè)照明設(shè)備，所述照明設(shè)備具有至少一個(gè)第一光源(25)，該第一光源(25)能夠發(fā)出主要是單色光譜中的光，能夠通過所述光圈設(shè)備在眼睛(13)的表面上形成圖像圖樣，所形成的圖像圖樣的圖像能夠通過所述監(jiān)測裝置記錄，并且從所述圖像能夠獲得所述表面的地形，其中所述照明設(shè)備具有至少一個(gè)另外的光源(26)，該至少一個(gè)另外的光源能夠發(fā)出主要是可見光譜中的多色光。
文檔編號(hào)A61B3/18GK102961120SQ20121031651
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者A·施泰因穆勒 申請(qǐng)人:歐科路光學(xué)器械有限公司