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WO2024251604A1 - Verfahren mit hoher messempfindlichkeit zur optischen biometrie von augen mit einer katarakterkrankung - Google Patents

Verfahren mit hoher messempfindlichkeit zur optischen biometrie von augen mit einer katarakterkrankung Download PDF

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Publication number
WO2024251604A1
WO2024251604A1 PCT/EP2024/064898 EP2024064898W WO2024251604A1 WO 2024251604 A1 WO2024251604 A1 WO 2024251604A1 EP 2024064898 W EP2024064898 W EP 2024064898W WO 2024251604 A1 WO2024251604 A1 WO 2024251604A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
eye
scans
visual axis
eyes
whose detected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/064898
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Bergner
Manfred Dick
Rainer Leitgeb
Milana KENDRISIC
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Meditec AG
Original Assignee
Carl Zeiss Meditec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Meditec AG filed Critical Carl Zeiss Meditec AG
Publication of WO2024251604A1 publication Critical patent/WO2024251604A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/102—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for optical coherence tomography [OCT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/0016—Operational features thereof
    • A61B3/0025—Operational features thereof characterised by electronic signal processing, e.g. eye models
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/1005—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for measuring distances inside the eye, e.g. thickness of the cornea

Definitions

  • the present invention relates to a method for optical biometry, particularly of eyes with cataract disease.
  • the method is based on an optical coherence tomography (OCT) method, in which measuring beams are shifted not only along the visual axis of the patient's eye, but also laterally to the visual axis in order to obtain usable measurement data with a possibly better transmission of the cataract-affected eye.
  • OCT optical coherence tomography
  • a cataract also known as a cataract, lens cataract or lens opacity, is a clouding of the lens of the eye. If you look at people who have an advanced cataract, you can see the gray color behind the pupil, which is where the term "cataract" comes from. In most cases, the clouded lens can be surgically replaced with an artificial lens implant.
  • Intraocular lens - IOL Intraocular lens - IOL
  • cataract surgery Before cataract surgery, it is essential to measure the biometry of the cataract eye in order to be able to calculate the individually appropriate optical refractive power of the IOL and to achieve an eye that is as right-sighted as possible, i.e. emmetropic, after the procedure.
  • optical biometry requires optical media that allow a certain minimum transmission, which may not be the case, especially in eyes with completely opaque cataracts.
  • numerous solutions are known that deal with measuring the biometrics of eyes with cataracts.
  • optical biometers for measuring eyes with cataracts have largely replaced the measurement of eye length using ultrasound methods, as these can collect measurement data without contact with the eye and are also more accurate.
  • optical methods require sufficient transmission of the measuring beam through the clouded lens of the eye in order to be able to collect measurement data at all.
  • These B-scans can measure the optical surfaces (and other optically scattering structures) in the eye at any azimuthal angle within the opening of the pupil using, for example, an x-y galvanometer scanner system. This also makes it possible to capture the optical interfaces in the case of locally dense cataracts in the opening of the pupil despite these local image losses. Consequently, lateral scanning also makes a significant contribution to increasing the measurement sensitivity in the case of very dense cataracts in optical biometry.
  • JP 6198675 B2 describes an ophthalmological device that is able to scan light reflected from a patient's eye without using a galvanometer mirror.
  • the ophthalmological device comprises a light source and an optical system that guides the light from the light source to a patient's eye.
  • the optical system contains a lens that has a lens drive mechanism to move the lens within an orthogonal plane perpendicular to the light axis. The irradiation position and/or irradiation angle can thus be changed for the light generated by the light source and emitted to the subject's eye.
  • the present invention is based on the task of providing a method for optical biometry with which measurement data can also be obtained for eyes with cataract disease.
  • the device to be used for the optical biometry method should be cost-effective and preferably should not require a technical scanner or wobble device.
  • the OCT measuring beam should not only be used on the visual axis of the patient's eye with strict fixation of the patient, but also for Measuring apertures shifted laterally to the visual axis, with possibly better transmission through the optically inhomogeneous cataract.
  • the present task is solved with the proposed method for optical biometry of eyes with cataract disease, based on an interferometric OCT system without active scanner or wobble device, characterized in that in addition to the A-scan along the visual axis, A-scans offset laterally to this are realized with a high repetition rate.
  • the fixation restlessness of the patient's eye is exploited over a longer measurement period.
  • a measurement value for an intraocular distance of each boundary surface of the eye is determined and output.
  • a first group of advantageous embodiments relates to the longer measuring time, which is in the range of 5s to 30s, preferably up to 60s and particularly preferably up to 200s or even longer.
  • a second group of advantageous embodiments relates to the determination of the distance and/or the direction of the A-scans offset laterally to the visual axis. This is preferably carried out by detecting the 1st Purkinje reflex or the reflex of an external light source from an image of the eye.
  • a third group of advantageous embodiments concerns the verification of whether a sufficiently large eye movement is ensured within the fixation restlessness of the patient's eye. In particular, from the large number of A-scans, only those whose detected direction or whose detected distance from the visual axis is not too large are taken into account in the evaluation.
  • a fourth group of advantageous embodiments concerns the assessment of the quality of the measured values.
  • it is checked that, in the large number of A-scans, there are individual A-scans whose detected direction or whose detected distance lies within a tolerance to the visual axis.
  • a final group of advantageous embodiments relates to the measurement method itself.
  • the measurements of the plurality of A-scans within the longer measurement time run automatically as soon as the measurements are activated, whereby no change in the position and/or direction of the fixation light occurs during the measurements of the plurality of A-scans.
  • the present method based on optical coherence tomography, is used to measure distances in an eye suffering from cataracts in order to select the IOL to be implanted with the appropriate refractive power.
  • the method is intended in particular for measurements in eyes already suffering from cataracts, it can in principle be used for measurements in all eyes, e.g. eyes with an IOL already implanted, silicone-filled eyes, aphakic eyes and phakic eyes without cataracts.
  • the proposed method based on an interferometric OCT system without active scanner or wobble device with high measurement sensitivity for optical biometry of eyes with cataract disease, in addition to the A-scan along the visual axis, A-scans offset laterally to this are realized with a high repetition rate.
  • the fixation restlessness of the patient's eye is exploited within a longer measuring time, a large number of A-scans are evaluated and only one measured value is output for an intraocular distance of each boundary surface of the eye.
  • the invention provides for the natural fixation restlessness of the patient's eye to be exploited during longer measurement times with high A-scan repetition rates. This is intended to ensure that, in addition to the A-scan in the visual axis with a possible optical impenetrability, further laterally offset but measurable A-scans of the patient's eye can be recorded.
  • This self-movement should be used to realize A-scans at different points on the eye lens during longer measurement times. It is known from the application of eye trackers that after about 30 - 60 s these eye movements become even larger.
  • the method according to the invention will yield a large number of measurement data (or will not yield them at optically dense locations in the cataract lens), which must be organized in particular to determine the eye length and also to determine the other axial lengths in the eye, such as the corneal thickness, the anterior chamber depth and the lens thickness.
  • criteria are derived based on the known general anatomy and geometry of the position of the optical surfaces of the eye of interest, implemented in algorithms and the plausible biometric data with tolerances evaluated immediately after the measurement using a computer and entered into the biometer for further use.
  • the lateral position of the respective A-scan can be determined by additional detection of the 1st Purkinje reflex in the image of the eye.
  • the use of a fixation mark is advantageous in order to motivate a change in the direction of gaze of the eye to be measured.
  • changing two-dimensional patterns or images can also be used for this purpose.
  • an existing headrest can be designed to allow slight lateral movements or rotational movements of the patient's head.
  • the longer measuring time is in the range of 5s to 30s, preferably up to 60s and particularly preferably up to 200s or even longer.
  • A-scans offset laterally to it are carried out at a high repetition rate.
  • the distance and/or the direction of the A-scans offset laterally to the visual axis are determined. This is preferably carried out according to a second advantageous embodiment by detecting the 1st Purkinje reflex from an image of the eye.
  • A-scans there are individual A-scans whose detected direction or distance lies within a tolerance to the visual axis. This allows the quality of the measured values to be assessed.
  • the measurements are repeated with the predetermined measuring time until at least 1, preferably 5 measured values are available whose detected direction deviates between 0° and 10° or whose detected distance deviates between 0mm and 2mm from the visual axis.
  • the measurements of the plurality of A-scans run automatically within the longer measurement time as soon as the measurements are activated once.
  • the solution according to the invention provides a method for optical biometry, particularly of eyes, which is particularly suitable for eyes with cataracts.
  • the method is based on an optical coherence tomography method in which measuring beams are shifted not only along the visual axis of the patient's eye, but also laterally to the visual axis in order to obtain usable measurement data with a possibly better transmission of the cataract-affected eye.
  • the device used for the optical biometrics procedure is cost-effective and does not require a technical scanner or wobble device.
  • the present method based on optical coherence tomography, is used to measure distances in an eye suffering from cataracts in order to select the IOL to be implanted with the appropriate refractive power.
  • the method is intended in particular for measurements in eyes already suffering from cataracts, it can in principle be used for measurements in all eyes, e.g. eyes with an IOL already implanted, silicone-filled eyes, aphakic eyes and phakic eyes without cataracts.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Biometrie insbesondere von Augen mit einer Katarakterkrankung. Das Verfahren basiert auf einem Verfahren der optischen Kohärenz-Tomographie, bei dem Messstrahlen nicht nur entlang der Sehachse des Patientenauges, sondern auch lateral zur Sehachse verschoben realisiert werden, um verwertbare Messdaten bei einer eventuell besseren Transmission des katarakterkrankten Auges zu erhalten. Das vorgeschlagene Verfahren zur optischen Biometrie von Augen mit einer Katarakterkrankung basiert auf einem interferometrischen OCT-System ohne aktive Scanner- oder Wobbel-Einrichtung, bei dem neben dem A-Scan entlang der Sehachse lateral zu diesem versetzte A-Scans mit einer hohen Wiederholrate realisiert werden. Das vorliegende Verfahren ermöglicht es, biometrische Messdaten auch für Augen mit einer Katarakterkrankung zu erheben. Da das Verfahren ohne eine technische Scanner- oder Wobbeleinrichtung auskommt, ist es sehr einfach und kostengünstig zu realisieren.

Description

Verfahren mit hoher Messempfindlichkeit zur optischen Biometrie von Augen mit einer Katarakterkrankung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Biometrie insbesondere von Augen mit einer Katarakterkrankung. Das Verfahren basiert auf einem Verfahren der optischen Kohärenz-Tomographie (kurz: OCT, englisch: optical coherence tomography), bei dem Messstrahlen nicht nur entlang der Sehachse des Patientenauges, sondern auch lateral zur Sehachse verschoben realisiert werden, um verwertbare Messdaten bei einer eventuell besseren Transmission des katarakterkrankten Auges zu erhalten.
Die Katarakt, auch Grauer Star, Linsenstar und Linsentrübung genannt, bezeichnet eine Trübung der Augenlinse. Betrachtet man Menschen, die an einer fortgeschrittenen Katarakt erkrankt sind, kann man die graue Färbung hinter der Pupille erkennen, woher sich die Bezeichnung „grauer Star“ ableitet. Die getrübte Linse kann in den meisten Fällen operativ durch ein künstliches Linsenimplantat ersetzt werden.
Die Kataraktchirurgie zur Entfernung der eingetrübten natürlichen Augenlinse und der Implantation einer Kunstlinse (Intraokularlinse - IOL) stellt mit ca. 25-30 Mio.
Eingriffen pro Jahr weltweit die am häufigsten durchgeführte Operation am menschlichen Körper dar.
Vor der Kataraktchirurgie ist die Vermessung der Biometrie des Kataraktauges zwingend erforderlich, um die individuell passende optische Brechkraft der IOL berechnen zu können und nach dem Eingriff ein möglichst rechtsichtiges, d. h. emmetropes Auge zu erzielen.
Für die optische Biometrie werden allerdings optische Medien benötigt, die eine gewisse Mindesttransmission zulassen, was insbesondere bei Augen mit völlig undurchsichtiger Katarakt u. U. nicht gegeben ist. Nach dem bekannten Stand der Technik sind zahlreiche Lösungen bekannt, die sich mit der Vermessung der Biometrie von Augen mit Katarakt befassen.
Optische Biometer zur Vermessung von Augen mit Katarakt haben seit Einführung des lOLMaster von der Firma ZEISS im Jahr 1999 die Vermessung der Augenlänge mit Ultraschallverfahren weitestgehend abgelöst, da diese ohne Kontakt mit dem Auge und zudem genauere Messdaten erheben können. Allerdings benötigen optische Verfahren eine ausreichende Transmission des Messstrahls durch die getrübte Augenlinse, um überhaupt Messdaten erheben zu können.
Durch den Einsatz modernen OCT-Biometern, die auf einer sogenannten „swept source“ mit einer Messempfindlichkeit von ca. 100 dB basieren, ist es möglich bei ca. 95 % der Kataraktpatienten biometrische Messungen durchzuführen.
Wie im Prospekt [1] des lOLMaster 700 der Firma ZEISS beschrieben, nutzen moderne Biometer neben dem empfindlichen interferometrischen Messverfahren im sogenannten A-Scan (Vermessung der Position der optischen Flächen im Auge entlang der Sehachse) zusätzlich noch Scanner zur lateralen Auslenkung des OCT-Messstrahls für die bildgebende Biometrie im sogenannten B-Scan (azimutale Schnittbilder der optischen Flächen im Auge).
Diese B-Scans können mit Hilfe von z.B. eines x-y-Galvanometer-Scanner-Sys- tems unter beliebigen azimutalen Winkeln innerhalb der Öffnung der Augenpupille die optischen Flächen (und sonstige optische streuende Strukturen) im Auge vermessen. Damit gelingt es auch, bei lokal in der Öffnung der Augenpupille optisch dichten Kataraktstellen immer noch die optischen Grenzflächen trotz dieser lokalen Bildausfälle zu erfassen. Folglich leistet ein laterales Scannen auch einen beachtlichen Beitrag zur Erhöhung der Messempfindlichkeit bei sehr dichten Katarakten in der optischen Biometrie.
Nachteilig sind allerdings die steigenden Kosten für optische Biometer durch zusätzliche optische Scanner-Systeme. Insbesondere ist dabei zu berücksichtigen, dass Ultraschall-Biometer sehr viel kostengünstiger als optische Biometer im Markt angeboten werden und auch alle sehr dichten Katarakte ohne Probleme vermessen können.
In der JP 6198675 B2 wird ein ophthalmologisches Gerät beschrieben, welches in der Lage ist, vom Auge eines Patienten reflektierte Licht ohne Verwendung eines Galvanometerspiegels abzutasten. Dazu umfasst das ophthalmologische Gerät eine Lichtquelle und ein optisches System, welches das Licht von der Lichtquelle zum Auge eines Patienten leitet. Das optische System enthält eine Linse, die über einen Linsenantriebsmechanismus verfügt, um die Linse innerhalb einer orthogonalen Ebene senkrecht zur Lichtachse zu verschieben. Für das von der Lichtquelle erzeugte und zum Auge der Testperson emittierte Licht kann somit die Bestrahlungsposition und/oder der Bestrahlungswinkel verändert werden.
Mit dem hier beschriebenen Lösungsansatz einer elektromagnetischen (sogenannten) Wobbeleinrichtung ist es möglich durch U- bzw. V-artige Scanmuster zusätzliche, lateral versetzte A-Scans zu erzeugen, um auch für Augen mit sehr dichten Katarakten Messdaten zu erhalten. Allerdings ist dafür trotzdem ein zusätzlicher technischer Aufwand für optische Biometer erforderlich.
Unter anderem wurde in der Master Dissertation “Detection of Purkinje Images for Automatic Positioning of Fixation Target and Interferometric Measurements of Anterior Eye Chamber” von Mariana Q. D. R. Almeida [2] bereits eine Lösung zur Motivation einer aktiven Umfixation von Patienten in einem optischen Biometer untersucht.
Dabei stand die Erfassung von Purkinje-Reflexen der Linsengrenzflächen des Patientenauges im Vordergrund, die für eine biometrische Vermessung der Linsenabstände mit einem weniger empfindlichen „Time Domain“-Verfahren der partiellen Kohärenzinterferometrie (mit ca. 80 dB) zwingend erforderlich sind. Als Fixationstarget wurden Spiralmuster und der Teil eines Spiralmusters zur Aktivierung der Umfixation eines zu vermessenden Patientenauges verwendet. Ein Einsatz derartiger, dynamischer 2d-Fixationstargets zur verbesserten Durchdringung inhomogener dichter Katarakte wurde jedoch nicht bekannt.
Literatur:
[1 ] DE_32_010_0009ll; gedruckt in Deutschland: CZ-l/2015; www.zeiss.com/iolmaster700
[2] Master Dissertation; Integrated Master on Biomedical Engineering; “Detection of Purkinje Images for Automatic Positioning of Fixation Target and Interferometric Measurements of Anterior Eye Chamber”; Mariana Quelhas Dias Rodrigues Almeida (student number 23279); Winter Semester 2011/12 20th of April, 2012 Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciencias e Tecnologia
[3] Scott M. McRae et al; “Customized Corneal Ablation and Super Vision”; Journal of Refractive Surgery, 2013;16(2):S230-S235; ttps://doi. org/10.3928/1081 -597X-20000302-06
[4] Christoph K. Hitzenberger; “Optical Measurement of the Axial Eye Length by Laser Doppler Interferometry“; Investigative Ophthalmology & Visual Science; Vol. 32, No. 3, March 1991
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur optischen Biometrie zur Verfügung zu stellen, mit dem auch Messdaten für Augen mit einer Katarakterkrankung realisiert werden können. Dabei soll das für das Verfahren zur optischen Biometrie zu verwendende Gerät kostengünstig sein und vorzugsweise ohne eine technische Scanner- oder Wobbeleinrichtung auskommen. Insbesondere ist der OCT-Messstrahl nicht nur auf der Sehachse des Patientenauges bei strenger Fixation des Patienten einzusetzen, sondern auch für lateral zur Sehachse verschobene Messaperturen, mit eventuell besserer Transmission durch die optisch inhomogene Katarakt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Aufgabe wird mit dem vorgeschlagenen Verfahren zur optischen Biometrie von Augen mit einer Katarakterkrankung, basierend auf einem interferometrischen OCT-System ohne aktive Scanner- oder Wobbel-Einrich- tung, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem A-Scan entlang der Sehachse lateral zu diesem versetzte A-Scans mit einer hohen Wiederholrate realisiert werden.
Erfindungsgemäß wird dazu innerhalb einer längeren Messzeit die Fixationsunruhe des Patientenauges ausgenutzt. Durch Auswertung einer Vielzahl von A- Scans wird jeweils ein Messwert für eine intraokulare Distanz jeder Grenzfläche des Auges ermittelt und ausgegeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine erste Gruppe vorteilhafter Ausgestaltungen betrifft die längere Messzeit, die im Bereich von 5s bis 30s, vorzugsweise bis 60s und besonders bevorzugt bis zu 200s oder auch länger liegt.
Eine zweite Gruppe vorteilhafter Ausgestaltungen betrifft die Bestimmung des Abstandes und/oder der Richtung der lateral zur Sehachse versetzten A-Scans. Dies erfolgt bevorzugt durch Detektion des 1 . Purkinje Reflexes oder des Reflexes einer externen Lichtquelle aus einem Bild des Auges. Eine dritte Gruppe vorteilhafter Ausgestaltungen betrifft die Überprüfung, ob eine ausreichend große Augenbewegung innerhalb der Fixationsunruhe des Patientenauges gewährleistet ist. Insbesondere werden hierbei aus der Vielzahl von A-Scans nur die bei der Auswertung berücksichtigt, deren detektierte Richtung bzw. deren detektierter Abstand von der Sehachse nicht zu groß sind.
Eine vierte Gruppe vorteilhafter Ausgestaltungen betrifft die Beurteilung der Qualität der Messwerte. Insbesondere wird dazu kontrolliert, dass bei der Vielzahl von A-Scans einzelne A-Scans vorhanden sind, deren detektierte Richtung bzw. deren detektierter Abstand innerhalb einer Toleranz zur Sehachse liegt.
Eine letzte Gruppe vorteilhafter Ausgestaltungen betrifft das Messverfahren an sich. So laufen die Messungen der Vielzahl von A-Scans innerhalb der längeren Messzeit automatisiert ab, sobald die Messungen aktiviert werden, wobei während der Messungen der Vielzahl von A-Scans keine Änderung der Position und/oder Richtung des Fixierlichtes erfolgt.
Das vorliegende, auf der optischen Kohärenz-Tomographie basierende Verfahren dient der Messung von Abständen eines an Katarakt erkrankten Auges, um die zu implantierende IOL mit der entsprechenden Brechkraft auswählen zu können. Obwohl das Verfahren insbesondere für die Messung an bereits an Katarakt erkrankten Augen vorgesehen ist, kann es prinzipiell für die Messungen aller Augen verwendet werden, also z.B. auch Augen mit bereits implantierter IOL, silikongefüllte Augen, aphake Augen und phake Augen ohne Katarakt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Bei dem vorgeschlagenen, auf einem interferometrischen OCT-System ohne aktive Scanner- oder Wobbel-Einrichtung basierendem Verfahren mit hoher Messempfindlichkeit zur optischen Biometrie von Augen mit einer Katarakt- erkrankung werden neben dem A-Scan entlang der Sehachse lateral zu diesem versetzte A-Scans mit einer hohen Wiederholrate realisiert.
Erfindungsgemäß wird dazu innerhalb einer längeren Messzeit die Fixationsunruhe des Patientenauges ausgenutzt, eine Vielzahl von A-Scans ausgewertet und jeweils nur ein Messwert für eine intraokulare Distanz jeder Grenzfläche des Auges ausgegeben.
Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, die natürliche Fixations-Unruhe des Patientenauges bei längeren Messzeiten mit hohen A-Scan Repetitionsraten auszunutzen. Dadurch soll gewährleistet werden, dass zusätzlich zum A-Scan in der Sehachse mit einer möglicher Weise optischer Undurchdringbarkeit weitere lateral versetzte, aber messbare A-Scans des Patientenauges aufzeichnen zu können.
Aus dem Fachartikel [3] von Scott M. McRae u. a. ist bekannt, dass sich das menschliche Auge in einem Zeitraum bis etwa 30 Sekunden in einem Bereich von typischerweise 0,5 bis 2 mm in horizontaler und vertikaler Richtung um ein Fixationstarget bewegt.
Diese Eigenbewegung soll ausgenutzt werden, um bei längeren Messzeiten A-Scans an unterschiedlichen Stellen der Augenlinse zu realisieren. Aus der Applikation von Augentrackern ist bekannt, dass nach ca. 30 - 60 s diese Augenbewegungen noch größer werden.
Da nun bei diesen recht sporadischen und statistischen „B-Scans“ keine lateralen Positionen bekannt werden, die man bei Scanner-Systemen streng jedem A-Scan zuordnen kann, wird man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Vielzahl von Messdaten erhalten (oder an optisch dichten Stellen in der Kataraktlinse nicht erhalten), die man insbesondere zur Ermittlung der Augenlänge und aber auch zur Ermittlung der anderen axialen Längen im Auge, wie der Korneadicke, der Vorderkammertiefe und der Linsendicke ordnen muss. Erfindungsgemäß ist dafür vorgesehen auf Basis der bekannten generellen Anatomie und Geometrie der interessierenden Lage der optischen Flächen des Auges Kriterien abzuleiten, in Algorithmen umzusetzen und die plausiblen Biometriedaten mit Toleranzen sofort nach der Messung Computer gestützt auszuwerten und am Biometer für die weitere Verwendung anzugeben. Durch zusätzliche Detektion des 1. Purkinje Reflexes im Bild des Auges lässt sich die laterale Position des jeweiligen A-Scans ermitteln.
Von Christoph K. Hitzenberger wurde in seinem Fachartikel [4] die Ergebnisse seiner Untersuchungen zum Vergleich von Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messung der geometrischen Augenlänge mittels der Laserinterferometrie und der Ultraschalltechnik dokumentiert. Dabei wurde festgestellt, dass die auf der Doppler-Technik basierende Laserinterferometrie (LDI) in Verbindung mit teilkohärentem Licht hohe Genauigkeit, hohe transversale Auflösung und mehr Komfort für den Patienten erreicht.
Weiterhin wurde festgestellt, dass bei +/- 10° lateralem Versatz bei der Augenlängenmessung zur Sehachse nur ein Messfehler von ca. 100pm auftritt, der für die allgemeine biometrische Anwendung bei starken Katarakten akzeptabel und bezüglich der Messfehler somit zu Ultraschallmessungen vergleichbar ist.
Für das vorgeschlagene Verfahren ist die Verwendung einer Fixiermarke von Vorteil, um eine Änderung der Blickrichtung des zu vermessenden Auges zu motivieren. Dafür können neben einem einfachen Fixierlicht auch veränderliche zweidimensionale Muster oder Bilder verwendet werden.
Weiterhin kann eine vorhandene Kopfstütze so ausgebildet sein, dass leichte laterale Bewegungen oder Drehbewegung des Kopfes des Patienten ermöglicht werden. Einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend liegt die längere Messzeit im Bereich von 5s bis 30s, vorzugsweise bis 60s und besonders bevorzugt bis zu 200s oder auch noch länger.
Wie bereits beschrieben werden neben dem A-Scan entlang der Sehachse lateral zu diesem versetzte A-Scans mit einer hohen Wiederholrate realisiert. Erfindungsgemäß werden dabei der Abstand und/oder die Richtung der lateral zur Sehachse versetzten A-Scans bestimmt. Dies erfolgt einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend bevorzugt durch Detektion des 1 . Purkinje Reflexes aus einem Bild des Auges.
Es ist aber auch möglich den Abstand und/oder die Richtung der lateral zur Sehachse versetzten A-Scans durch Detektion kontrollierter Reflexe einer externen Lichtquelle aus einem Bild des Auges zu bestimmen.
Für die Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zwingend erforderlich zu kontrollieren, ob für das Patientenauge eine ausreichend große Augenbewegung innerhalb der Fixationsunruhe gewährleistet ist.
Einer dritten vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend werden hierbei insbesondere aus der Vielzahl von A-Scans nur die bei der Auswertung berücksichtigt, deren detektierte Richtung bzw. deren detektierter Abstand von der Sehachse nicht zu groß sind.
Erfindungsgemäß sollen nur A-Scans bei der Auswertung berücksichtigt werden, deren detektierte Richtung <10° bzw. deren detektierter Abstand <2mm von der Sehachse abweicht.
Von Vorteil ist auch, wenn gewährleistet wird, dass bei der Vielzahl von A- Scans einzelne A-Scans vorhanden sind, deren detektierte Richtung bzw. deren detektierter Abstand innerhalb einer Toleranz zur Sehachse liegt. Dadurch kann die Qualität der Messwerte beurteilt werden. Dazu sollen bei der Vielzahl von A-Scans mindestens ein A-Scan, vorzugsweise mehr als 5 vorhanden ist/sind, dessen/deren detektierte Richtung >2,5° bzw. dessen/deren detektierter Abstand > 0,5 mm von der Sehachse abweicht. Wodurch zwangsläufig auch gewährleistet ist, dass eine ausreichend große Augenbewegung innerhalb der Fixationsunruhe des Patientenauges vorliegt.
Erfindungsgemäß werden die Messungen mit der vorgegebenen Messzeit so lange wiederholt werden, bis mindestens 1 , bevorzugt 5 Messwerte vorhanden ist/sind, dessen/deren detektierte Richtung zwischen 0° und 10° bzw. dessen/deren detektierter Abstand zwischen 0mm und 2mm von der Sehachse abweicht.
Es ist aber auch möglich die Zeitdauer für die Messungen so lang zu wählen, dass diese Bedingung erfüllt ist.
Einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend laufen die Messungen der Vielzahl von A-Scans innerhalb der längeren Messzeit automatisiert ab, sobald die Messungen einmal aktiviert werden. Vorzugsweise erfolgt während der Messungen der Vielzahl von A-Scans keine Änderung der Position und/oder Richtung des Fixierlichtes.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Verfahren zur optischen Biometrie insbesondere von Augen zur Verfügung gestellt, welches insbesondere für Augen mit einer Katarakterkrankung geeignet ist. Das Verfahren basiert auf einem Verfahren der optischen Kohärenz-Tomographie, bei dem Messstrahlen nicht nur entlang der Sehachse des Patientenauges, sondern auch lateral zur Sehachse verschoben realisiert werden, um verwertbare Messdaten bei einer eventuell besseren Transmission des katarakterkrankten Auges zu erhalten. Das für das Verfahren zur optischen Biometrie zu verwendende Gerät ist kostengünstig und kommt ohne eine technische Scanner- oder Wobbeleinrichtung aus.
Das vorliegende, auf der optischen Kohärenz-Tomographie basierende Verfahren dient der Messung von Abständen eines an Katarakt erkrankten Auges, um die zu implantierende IOL mit der entsprechenden Brechkraft auswählen zu können. Obwohl das Verfahren insbesondere für die Messung an bereits an Katarakt erkrankten Augen vorgesehen ist, kann es prinzipiell für die Messungen aller Augen verwendet werden, also z.B. auch Augen mit bereits implantierter IOL, silikongefüllte Augen, aphake Augen und phake Augen ohne Katarakt.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren mit hoher Messempfindlichkeit zur optischen Biometrie von Augen mit einer Katarakterkrankung, bei dem, basierend auf einem interfero- metrischen OCT-System ohne aktive Scanner- oder Wobbel-Einrichtung, neben dem A-Scan entlang der Sehachse lateral zu diesem versetzte A- Scans mit einer hohen Wiederholrate realisiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass dazu innerhalb einer längeren Messzeit die Fixationsunruhe des Patientenauges ausgenutzt wird, dass eine Vielzahl von A-Scans ausgewertet werden und dass jeweils ein Messwert für eine intraokulare Distanz jeder Grenzfläche des Auges ausgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die längere Messzeit im Bereich von 5s bis 30s, vorzugsweise bis 60s und besonders bevorzugt bis zu 200s oder auch länger liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand und/oder die Richtung der lateral zur Sehachse versetzten A-Scans durch Detektion des 1 . Purkinje Reflex aus einem Bild des Auges bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand und/oder die Richtung der lateral zur Sehachse versetzten A-Scans durch Detektion kontrollierter Reflexe einer externen Lichtquelle aus einem Bild des Auges bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass aus der Vielzahl von A-Scans nur die bei der Auswertung berücksichtigt werden, deren detektierte Richtung <10° bzw. deren detektierter Abstand < 2mm von der Sehachse abweicht.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vielzahl von A-Scans mindestens ein A-Scan, vorzugsweise mehr als 5 vorhanden ist/sind, dessen/deren detektierte Richtung >2,5° bzw. dessen/deren detek- tierter Abstand > 0,5 mm von der Sehachse abweicht, um zu kontrollieren, ob eine ausreichend große Augenbewegung innerhalb der Fixationsunruhe des Patientenauges gewährleistet ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen mit der vorgegebenen Messzeit so lange wiederholt werden, bis mindestens 1 , bevorzugt 5 Messwerte vorhanden ist/sind, dessen/deren detektierte Richtung zwischen 0° und 10° bzw. dessen/deren detektierter Abstand zwischen 0mm und 2mm von der Sehachse abweicht.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer für die Messungen so lang gewählt wird, dass mindestens 1 , bevorzugt 5 Messwerte gewonnen wurden, dessen/deren detektierte Richtung zwischen 0° und 10° bzw. dessen/deren detektierter Abstand zwischen 0mm und 2mm von der Sehachse abweicht.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen der Vielzahl von A-Scans innerhalb der längeren Messzeit automatisiert ablaufen, sobald die Messungen aktiviert werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen der Vielzahl von A-Scans ohne Änderung der Position und/oder Richtung des Fixierlichtes erfolgen.
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