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，通過光圈設(shè)備在眼睛表面上形成圖像圖樣是可能的，監(jiān)測裝置具有相機(jī)和物鏡，形成的圖像圖樣的圖像通過監(jiān)測裝置是可記錄的，并且表面的地形從該圖像是能夠獲得。
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11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)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，監(jiān)測裝置具有相機(jī)和物鏡，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，圖像的放大倍數(shù)可以隨物鏡變化。由于監(jiān)測裝置具有相機(jī)和物鏡，獲得的圖像為能夠被有效利用的優(yōu)質(zhì)圖像。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)待測量的對象或待測量的性能可以被形象地示出以便圖像的評估和特別精確的測量結(jié)果普遍地成為可能。尤其在非常大的放大倍數(shù)的情況下，能夠聚焦淚膜以便位于淚膜中的粒子是可見的，例如塵粒或異物?？梢韵鄬τ谝苿?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。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。 第一光源還可以發(fā)出主要是單色光譜中的光。因此第一光源的光能夠被監(jiān)測裝置更好地識別。第一光源可以方便的發(fā)出主要是紅外光譜中的光。紅外光對于待檢查的眼睛具有特別低的耀眼作用并且容易產(chǎn)生。照明設(shè)備可以具有至少一個(gè)另外的光源，該至少一個(gè)另外的光源可以發(fā)出主要是可見光譜中的光。除了主要是單色光或相對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)方式相對精確地測量淚膜或淚膜的脂質(zhì)層的厚度。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)光二級管形成。例如，發(fā)光二級管本身可以形成圖像圖樣。因此發(fā)光二級管可以排列成環(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)光二級管可以與形成第一光源的發(fā)光二級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)光二級管?？梢砸訧比3的比率選擇第一光源的多個(gè)發(fā)光二級管與另外的光源的多個(gè)發(fā)光二級管。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，從圖像獲得淚膜流，以及位于表面上的粒子的移動(dòng)速度可被測量。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τ谝苿?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。在該方法的一種實(shí)施方式中，分析儀器可以具有評估裝置，通過該評估裝置分析圖像。評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估裝置確定的測量結(jié)果的具體輸出。特別地，評估裝置可以包括數(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 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。評估可以被極大地加速并且測量精度可以被進(jìn)一步提聞。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，其中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。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。淚膜破裂時(shí)間也可以從圖像獲得，其中可以測量淚膜的變化?？梢允褂脴?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)以及用于相對于眼睛13在三個(gè)空間方向上對分析儀器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)光二級管27和28形成，發(fā)光二級管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)，并且還可以通過評估裝置14數(shù)值地確定所述眼睛的反應(yīng)。因此對于這種測量相應(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)，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)，所述監(jiān)測裝置(12)具有相機(jī)(36)和物鏡(37)，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，且從所述圖像能夠獲得所述表面的地形，其特征在于， 所述圖像的放大倍數(shù)能夠隨所述物鏡(37)變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I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的光路(43)中以及從所述光路(43)移除。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2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)。
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，所述第一光源(25)能夠發(fā)出主要是單色光譜中的光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4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。
6.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。
7.根據(jù)權(quán)利要求6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。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7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)光二級管(28)形成。
9.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)的方向上的所述光圈設(shè)備(19)的儀器軸(16)上形成開口(31)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9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)。
11.一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， 從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。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分析方法，其特征在于，所述分析儀器(10)具有評估裝置(14)，通過該評估裝置(14)分析所述圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的分析方法，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。
14.根據(jù)權(quán)利要求13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。
15.根據(jù)權(quán)利要求11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，從所述圖像獲得淚膜破裂時(shí)間，測量所述淚膜的變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15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。
17.根據(jù)權(quán)利要求16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)，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，監(jiān)測裝置具有相機(jī)(36)和物鏡(37)，所形成的圖像圖樣的圖像能夠通過所述監(jiān)測裝置是記錄，并且從所述圖像能夠獲得所述表面的地形，其中圖像的放大倍數(shù)能夠隨物鏡變化。
文檔編號A61B3/18GK102961121SQ201210316618
公開日2013年3月13日 申請日期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 申請人:歐科路光學(xué)器械有限公司