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Dokumentenidentifikation DE112004002612T5 09.11.2006
Titel Auf dem Limbus basierende Nachverfolgung von Augenbewegungen
Anmelder CustomVis plc, Balcatta, Western Australia, AU
Erfinder Saarloos, Paul Phillip Van, Gwelup, Western Australia, AU
Vertreter FROHWITTER Patent- und Rechtsanwälte, 81679 München
DE-Aktenzeichen 112004002612
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, EP, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG
WO-Anmeldetag 31.12.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/AU2004/001837
WO-Veröffentlichungsnummer 2005065527
WO-Veröffentlichungsdatum 21.07.2005
Date of publication of WO application in German translation 09.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.11.2006
IPC-Hauptklasse A61B 3/113(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Bestimmung der Position des Auges während ophthalmischer Eingriffe und ist besonders nützlich für die Fixierung und Nachverfolgung der Augenposition während der ophthalmischen Chirurgie durch Laserablation, die üblicherweise zu Zwecken der Brechungskorrektur durchgeführt wird.

Hintergrund der Erfindung

Die Brechungskorrektur durch Laserablation hat sich zu einem höchst auf den einzelnen Patienten angepassten Eingriff entwickelt, bei dem, zum Beispiel unter Einsatz von Wellenfrontverfahren, eine exakte topographische Abbildung des Patientenauges beschafft wird und im Voraus ein präzises Ablationsprofil zu einem hohen Grad der Abmessungsgenauigkeit bestimmt wird. Das Ablationsprofil wird hergestellt, indem der chirurgische Ablationslaser dazu programmiert wird, eine Vielzahl aufeinander folgender Laserimpulse mit großer Präzision auf den behandelt werdenden Bereich der Hornhaut anzuwenden. Die Impulse können einen kleineren gleichmäßigen Querschnitt haben, werden jedoch über gesteuerte Ablationsmuster abgetastet, oder können einen größeren Querschnitt haben, werden dann jedoch auf verschiedene Querschnitte mit oder ohne Abtastung maskiert.

Was für ein Ablationsvorgang auch immer gewählt wird, es besteht ein Bedarf danach, dass am Anfang die Position des Auges mit großer Präzision bekannt ist und dass während des Eingriffs Bewegungen des Auges beim Zielen der Laserimpulse präzise ausgeglichen werden. Es ist zu beachten, dass die Patienten während des Eingriffs wach sind und dass Bewegungen, die vorkommen können, sowohl willkürliche als auch unwillkürliche Bewegungen des Auges, sowie auch Kopfbewegungen sein können. Alle diese Bewegungen können vorkommen, auch wenn der Patient, wie das üblich ist, seinen Blick stetig auf ein Fixierziel gerichtet hat. Eine vollständige Immobilisierung des Auges wird als nicht praktikabel angesehen.

Die herkömmliche Vorgehensweise bei der Nachführung von Bewegungen in der ophthalmischen Chirurgie durch Ablation bestand darin, auf die Pupille zu fokussieren, da es sich bei ihr um einen leicht in einem Bild aus Reflexionmustern zu erfassenden Gegenstand handelt, und den Standort der Mitte der Pupille nachzuführen. Beispiele dieser Vorgehensweise sind in den US-Patenten mit den Nummern 5,345,281 und 5,980,513 und durch die internationale Veröffentlichung WO 00/27273 vorgesehen, die auch andere Druckschriften zitiert, die mit einem auf der Pupille basierenden Verfahren arbeiten. Das US-Patent Nr. 5,980,513 beschreibt ein System, bei dem die Behandlungs-Laseroptik dazu verwendet wird, einen Infrarot-Sensorstrahl in einer Vielzahl von Punkten auf den Rand der Pupille zu projizieren und den reflektierten Strahl wieder aufzufangen.

Es ist wohl bekannt, dass die Größe der Pupille in Abhängigkeit vom Umgebungslicht und anderen Einflüssen variiert, und dieses Problem wird durch künstliche Erweiterung oder durch einen Spielraum im Mustererkennungsalgorithmus gelöst. Was jedoch nicht so gut bekannt ist, ist die Tatsache, dass sich der geometrische bzw. mathematische Mittelpunkt der Pupille um bis zu 0,7 mm bewegt, während sich die Pupille erweitert und zusammenzieht. Diese Verschiebungen des Mittelpunkts der Pupille können bei herkömmlichen "großflächigen" Ablationen noch hingenommen werden, sind jedoch bei hochpräzisen auf den Patienten abgestimmten Ablationen vollständig inakzeptabel.

Die vorliegenden Erfindung berücksichtigt, dass der bessere Referenzpunkt für eine präzise Nachverfolgung von Augenbewegungen der Limbus, d.h. die Grenze zwischen der Iris und den Sklerabereichen (Lederhautbereichen), ist, weil der Limbus in einem festen Verhältnis und eine sehr gute Zirkularität bezüglich der Linse der Hornhaut bleibt, welche natürlich Gegenstand der Ablation ist. Es gibt bisher eine Anzahl von Patenten, die eine auf dem Limbus basierende Nachverfolgung von Augenbewegungen oder – positionen vorschlagen, so zum Beispiel die US-Patente 5,865,832, 5,966,197, 6,095,648, 6,179,422, 6,299,307, 6,604,825 und 6,702,809, sowie die US-Patentveröffentlichung 2002/0013575. Bei diesen Anordnungen wird typischerweise eine Intensitätsdifferenz zwischen Licht, das von der Sklera reflektiert wird, die natürlich weiß ist, und von Licht, das von der Iris reflektiert wird, die farbig ist, erfasst.

Es soll nicht der Eindruck entstehen, dass durch eine Erwähnung oder Erörterung hier spezifisch mit ihrer Nummer identifizierter Dokumente der Anmelden der Meinung ist, dass diese Druckschriften zum Allgemeinwissen gehören.

Die US-Patente 5,865,832, 5,966,197 und 6,702,809 offenbaren Systeme zur Nachverfolgung von Augenbewegungen, bei denen der Limbus durch seitliche Lichtquellen statisch beleuchtet und ein kugelzweieckförmiges Bild des gesamten Limbus auf ein Mehrelement-Detektorsystem projiziert wird. Das System des US-Patents 5,966,197 verwendet Paare von Detektoren auf einem Paar zueinander senkrechter Durchmesser zum Erfassen der beiden Limbus-Positionen auf jedem Durchmesser durch räumliches Überwachen, ob Schritte auf dem erfassten Bild vorkommen.

Das US-Patent 6,179,422 hat eine andere Herangehensweise: Anstelle einer statische Beleuchtung des ganzen Limbus wird unter der Verwendung derselben Abtastoptik wie für den Ablationsstrahl ein Beleuchtungsstrahl radial über ein Segment des Limbus geführt. Der gestreute Strahl wird durch eine eigene Optik aufgefangen und auf einen Photodetektor gerichtet, der überwacht, ob ein die Limbusgrenze anzeigender Amplitudenschritt auftritt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, verbesserte Verfahren zum Bestimmen und/oder Nachverfolgen der Position eines Auges, insbesondere vor und während der ophthalmischen Laserablationschirurgie vorzusehen.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wurde verstanden, dass die Suche, die Erfassung bzw. der Vergleich des "Weißen" im Gegensatz zu der farbigen Iris, die Grundlage einiger der oben genannten Druckschriften, eine Anzahl von Schwierigkeiten bietet. Erstens müsste bei der Suche nach dem Weißen dieses unter allen Beleuchtungsbedingungen klar gegenüber den anderen Farben definiert sein, d.h. die Intensität des "Weißen" wäre von den Beleuchtungsbedingungen abhängig, und eine einfache Suche nach dem "Weißen" wird nicht allen Bedingungen gerecht. Zweitens haben die meisten Patienten unter Chirurgiebedingungen eine große Menge Rot auf der Sklera (manche schlimmer als andere), was eine Suche, eine Erfassung bzw. einen Vergleich mit "Weiß" noch schwieriger macht. Außerdem haben viele Augen eine Iris heller Farbe (z.B. Hellblau), und oft befinden sich viele Blutgefäße im Limbus-Bereich. In diesen Situationen ist das durchschnittliche Helligkeitsniveau auf jeder Seite des Limbus sehr ähnlich, was eine automatische Detektion des Limbus über diese Vorgehensweise unmöglich oder sehr schwierig macht.

Das wesentliche Konzept der Erfindung ist nach einem Aspekt die Verwendung des Farbkontrasts zwischen der Iris und der Sklera zum Erfassen der Position des Limbus durch Messen des Weißegrads über die Grenze hinweg. Nach einem anderen Aspekt verwendet die Erfindung das verstärkte Vorhandensein von Blutgefäßen in der Sklera zum Erfassen der Position des Limbus durch Messen des Grads der Röte über die Grenze hinweg.

Die Erfindung sieht nach einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Bestimmen und/oder Nachverfolgen der Position eines Auges mit den folgenden Schritten vor:

  • – Verwenden mindestens zweiter Wellenlängenkomponenten eines Mehr-Wellenlängen-Bilds einer Zone, welche sich über den Limbus eines Auges hinweg erstreckt, zum Erhalten eines Weißeprofils und/oder Röteprofils über die Zone hinweg; und
  • – Identifizieren mindestens einer vorbestimmten Referenzposition, welche die Position des Auges anzeigt, aus dem Profil.

Die Zone, welche sich über den Limbus hinweg erstreckt, kann eine lineare Zone oder ein größerer Bereich sein. Außerdem kann das Bild der Zone ein Teil eines größeren Bilds, zum Beispiel des gesamten Limbus, sein.

In einer Ausführungsform wird das Profil durch Analysieren der relativen Intensitäten der beiden Wellenlängenkomponenten über die Zone hinweg erhalten.

Typischerweise erstreckt sich die Zone im Wesentlichen radial über den Limbus hinweg.

Die mindestens eine vorbestimmte Referenzposition wird günstigerweise als der Mittelpunkt eines Segments der Zone identifiziert, in der das Weißeprofil und/oder Röteprofil die größte Steigung hat.

Das Verfahren umfasst vorzugsweise ein Aufzeichnen des Mehr-Wellenlängen-Bilds.

Die beiden Wellenlängenkomponenten sind vorzugsweise im sichtbaren Lichtbereich des elektromagnetischen Spektrums.

Vorzugsweise ist das Bild ein digital aufgenommenes Bild, z.B. ein digital aufgezeichnetes Videobild oder ein vergleichbares Bild der Zone. Das Verfahren verwendet vorteilhafterweise mindestens zwei der drei Wellenlängenkomponenten, die z.B. in einem RGB-Farbvideosystem (RGB = rot, grün, blau) gemischt werden, um die Farben des Bilds zu charakterisieren.

In einer Ausführungsform enthält das Bild den ganzen oder im Wesentlichen den ganzen Limbus.

Das Verfahren enthält vorzugsweise ein Lokalisieren der Position des Mittelpunkts des Auges durch das Bestimmen von Datenpunkten, welche viele der Referenzpositionen an beabstandeten Intervallen um den Limbus herum umfassen, und dann ein Analysieren dieser Datenpunkte zum Lokalisieren des Mittelpunkts des Limbus und dadurch zum Charakterisieren der Position des Auges.

Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist vorzugsweise in ein Verfahren zum Behandeln eines Auges durch Laserablation integriert, z.B. zu Zwecken einer Brechungskorrektur, wobei das Verfahren der Erfindung dazu verwendet wird, die Position des Auges zum Zweck des korrekten Positionierens eines jeden Laserimpulses zu bestimmen und/oder dessen Bewegungen nachzuverfolgen.

Gemäß einem zweiten Aspekt sieht die Erfindung eine ophthalmische Laserablationsvorrichtung vor, die folgendes aufweist:

  • – ein Mittel zum Liefern eines gepulsten Laserstrahls zum Durchführen eines Laserablationseingriffs an einem Auge eines Patienten;
  • – ein Mittel, das zum Betrachten und Aufzeichnen eines digitalen Mehr-Wellenlängenkomponentenbilds mindestens einer Zone des Auges des Patienten, welche sich über den Limbus des Auges hinweg erstreckt, positionierbar ist; und
  • – ein Analysemittel, das zum Empfangen des digitalen Bilds angeschlossen und dazu programmiert ist, die Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchzuführen und dadurch die Position des Auges zu bestimmen und/oder dessen Bewegungen nachzuverfolgen.

Die Zone, die sich über den Limbus hinweg erstreckt, kann eine lineare Zone oder ein größerer Bereich sein. Außerdem kann das Bild der Zone ein Teil eines größeren Bilds, z.B. des ganzen Limbus, sein.

Vorzugsweise ist das Mittel, das zum Betrachten und Aufzeichnen eines digitalen Mehr-Wellenlängenkomponentenbilds mindestens einer Zone des Auges positionierbar ist, so angeordnet, dass sich der Bereich im Wesentlichen radial über den Limbus hinweg erstreckt.

Die Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann auch dazu programmiert sein, jeden der optionalen Schritte des Verfahrens des ersten Aspekts der Erfindung auszuführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es folgt eine eingehendere Beschreibung der Erfindung lediglich als Beispiel anhand der beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt:

1 eine höchst schematisierte Darstellung der bestimmten Komponenten einer ophthalmischen Laserablationsvorrichtung, die eine Festkörperlasermaschine enthält und modifiziert und programmiert ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen;

2 eine schematische Vorderansicht des Auges, bei dem die hauptsächlichen sichtbaren physiologischen Teile gezeigt sind, und mit einem überlagerten Netz, das bei der bevorzugten Umsetzung der Erfindung dazu verwendet wird, in Vorbereitung auf eine Laserablationsbehandlung der Kornea des Auges den Mittelpunkt der Kornea zu finden.

3 eine Kurvendarstellung eines repräsentativen Weißeprofils über eine Limbusgrenze hinweg; und

4 ein Diagramm, das Kurvenanpassungen zirkulärer oder polynomialer Funktionen veranschaulicht, um die Position der linken, der rechen, der oberen und deren unteren Grenze genau zu bestimmen.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Eine geeignete Vorrichtung 10 (1) zum Durchführen einer Laserablation an einem Patienten für eine Brechungskorrektur enthält ein Festkörperlasersystem 12, das einen primären Laserstrahl 14 einer gewünschten Wellenlänge abgibt, die zur Laserablation geeignet ist. Der Strahl 14 wird von einem Strahllieferungssystem 20 und einer weiteren Optik 33 auf die Kornea 34 des Auges 35 eines liegenden Patienten gerichtet, der auf einem (nicht gezeigten) Bett liegt, das einen Teil des Systems bildet.

Die Steuerung 54, typischerweise ein Computersystem, steuert mindestens die Ausgangsstrahlparameter des Lasersystems 12 sowie die Elemente des Strahllieferungssystems 70, um so auf jedes Auge des Patienten ein auf dieses Auge abgestimmtes Ablationsprofil anzuwenden. Ein geeignetes Mikroskop 80, das auf die Kornea fokussiert ist, ist vorgesehen, um es dem Chirurgen zu ermöglichen, den Eingriff zu überprüfen und zu überwachen.

Bei dem Lasersystem 12 kann es sich um einen Excimer-Laser oder einen Festkörperlaser, wie zum Beispiel einen Nd:YAG oder Nd:YLF-Laser handeln.

Um sicherzustellen, dass das Ablationsprofil mit hoher Präzision auf die Hornhautoberfläche angewendet wird, muss die Steuerung 54 mit hoher Präzision Kenntnis von der Anfangsposition des Auges haben und muss die Position des Auges während des Eingriffs nachvollziehen; jede erfasste Verschiebung der Kornea muss sich entweder in einer Einstellung des Ablationsprofils oder einem Stoppen der Ablation niederschlagen. Die Nachführung geschieht zum Zweck der Erfassung jeder Seitwärtsbewegung des Auges, ob es sich dabei um eine willkürliche oder unwillkürliche Bewegung auf Seiten des Patienten handelt, und schließt Bewegungen mit ein, die von einer Bewegung des Kopfs herrühren, damit jeder Laserimpuls an die korrekte Position geschossen wird.

Die Vorrichtung ist demnach mit einem Augenbewegungs-Nachverfolgungs-Untersystem 200 ausgerüstet. Das Untersystem 200 weist eine digital Miniatur-Videokamera 210 auf, die zum Aufzeichnen eines Vollfarbbilds einer Zone des Auges vorgesehen ist, die groß genug ist, dass sie den gesamten Limbus und die benachbarte Sklera in vorbestimmten Intervallen, z.B. in der Größenordnung von Mikrosekunden, zeigt. Diese Kamera wird von der Hauptsteuerung 54 der Vorrichtung aktiviert und liefert ihre aufgezeichneten digitalen Bilder an diese. Idealerweise sieht die digitale Videokamera das Auge kolinear mit der Sicht des Mikroskops und der Blickrichtung des Patienten.

Unter Bezugnahme auf 2 wird die Anfangsposition des Auges durch die Steuerung 54 festgestellt, wozu wie folgt Bildanalyseverfahren eingesetzt werden. Für jedes digital aufgezeichnete Bild des Auges wird die Position des Limbus 60 (durch noch zu beschreibende Mittel) auf jedem Arm 42 eines Gitters 40 aus acht radialen Armen, die in Intervallen von 45° angeordnet sind und durch vier sich kreuzende Linien 44 gebildet werden, bestimmt. Jeder Arm ist länger als ein standardmäßiger Limbus-Radius, und die Position des Limbus auf jedem Arm, wenn sie denn gefunden wird, stellt einen entsprechenden "Rand" der überwachten Zone dar.

Ein Wert wird für die Position dieser Ränder entlang der Arme vergeben:

je besser der Radius den entsprechenden Ränder mit dem Limbus-Radius übereinstimmt, desto höher ist der Wert. Wenn das Gitter mit dem Mittelpunkt des Auges konzentrisch ist, dann ist zu erwarten, dass die Kanten entlang aller Arme auf dem Limbus-Radius zu liegen kommen, und der resultierende Wert ist dann entsprechend hoch.

Es werden Werte an Gitterpositionen über das gesamte Bild hinweg vergeben, und die Position des Mittelpunkts des Auges wird als Gittermittelpunkt bestimmt, wo der höchste Wert erzielt wird. Der Mittelpunkt wird als ein entscheidender Referenzpunkt zum Einleiten und Steuern des vom Strahl 14 angewendeten Ablationsprofils verwendet.

Die tatsächlichen Positionen der Limbus-Übergänge bzw. "Ränder" werden wie folgt bestimmt. In jedem von einem Arm 42 des sich über den Limbus erstreckenden Gitters 40 bestimmten Bereich werden die relativen Intensitäten der primären Wellenlängenkomponenten des Vollfarbbilds bestimmt. In einem typischen digitalen Bildgebungssystem sind das die RGB-Komponenten (rot, grün und blau). Wenn die Intensitäten gleich sind, dann ist dieser Teil des Bilds weiß und zeigt in diesem Fall die Sklera 62 an (2), während ein hohe Intensität einer oder zwei der Komponenten im Verhältnis zu der/den anderen die farbige Zone der Iris 64 anzeigt.

Auf diese Weise ist es möglich, aus dieser Analyse der Wellenlängenkomponentenintensität ein Weißeprofil über eine lineare radiale Zone zu erstellen. Ein Beispiel eines derartigen Weißeprofils 70 entlang einer sich über den Limbus hinweg erstreckenden radialen Linie ist in 3 gezeigt. Die Steuerung 54 ist dazu programmiert, den Limbus-"Rand" als den Mittelpunkt 73 der Zone 72 mit der größten Steigung in der Weißeprofilkurve 70 zu wählen.

In 3 ist die Iris links und die Sklera rechts. Die größere Unregelmäßigkeit des Weißeprofils für die Sklera rührt daher, dass sich in der Sklera mehr Blutgefäße befinden. Dies spiegelt das höhere Niveau des Vorhandenseins von Blutgefäßen in der Sklera als in der Iris wider. Angesichts dieses Unterschieds kann die Position des Limbus aus dem Weißeprofil aus der Analyse des Bilds hinsichtlich der Röte bestimmt werden: Das Röteprofil zeigt in ähnlicher Weise einen deutlichen Übergang zwischen der Iris und der Sklera.

Auf die Nachverfolgung von Augenbewegungen während eines Ablationseingriffs werden andere Analysekriterien angewendet. Die Bewegungsnachverfolgung geschieht zum Zweck der Erfassung von Seitwärtsbewegungen des Auges, ob sie willkürlich oder unwillkürlich von Seiten des Patienten erfolgen, und enthalten auch Bewegungen, die von Kopfbewegungen herrühren.

Unter Bezugnahme auf 4 wird dasselbe Gitter 40 aus den Armen 42 verwendet, um die Augenbewegungen nachzuverfolgen. Es werden nun jedoch die Ränder für Arme in vier Quadranten zum Bestimmen von Parabeln der besten Anpassung für vier Ränder des Limbus verwendet. Mindestens drei Punkte sind in jedem Quadranten für eine Parabel nötig. Dies führt zu vier Wendepunkten am oberen, unteren, linken und rechten Rand des Limbus, wie in 4 gezeigt. Ein Algorithmus wird ebenfalls verwendet, um Punkte auszuschließen, von denen festgestellt wird, dass sie sich außerhalb eines akzeptablen Bereichs befinden.

Die resultierenden Parabeln und Wendepunkte werden dazu verwendet zu bestimmen, ob eine Augenbewegung nachverfolgt wurde, da die resultierenden Parabeln und Wendpunkte innerhalb bestimmter Grenzen liegen sollten.

Wenn die Ergebnisse akzeptabel sind, wird aus ihnen der Augenmittelpunkt bestimmt, and die Augenpositionsdaten werden auf den Ablationssteuerungsalgorithmus angewendet. Wenn die Daten nicht akzeptabel sind und es nicht scheint, dass die Augenbewegung nachverfolgt wird, dann wird dies ebenfalls mitgeteilt, wodurch dann typischerweise die Ablation gestoppt wird.

Bei einer alternativen Vorgehensweise kann die Steuerung nach der Anfangseinstellung eine Bewegungsnachverfolgung vornehmen, indem ein am besten passender Kreis aus der Anfangsstellung des Auges verwendet wird.

ZUSAMMENFASSUNG

Verfahren zum Bestimmen und/oder Nachverfolgen der Position eines Auges, mit den folgenden Schritten: Verwenden mindestens zweier Wellenlängenkomponenten einer Mehr-Wellenlängen-Abbildung einer Zone, welche sich über den Limbus des Auges hinweg erstreckt, um ein Weißeprofil und/oder eine Röteprofil über die Zone hinweg zu erhalten; und Identifizieren mindestens einer vorbestimmten Referenzposition, welche die Position des Auges anzeigt, aus dem Profil. Das Gerät zum Ausführen des Verfahrens wurde hier auch offengelegt.


Anspruch[de]
Verfahren zum Bestimmen und/oder Nachverfolgen der Position eines Auges, enthaltend:

– Verwenden mindestens zweier Wellenlängenkomponenten einer Mehr-Wellenlängen-Zone, welche sich über den Limbus des Auges hinweg erstreckt, um ein Weißeprofil und/oder eine Röteprofil über die Zone hinweg zu erhalten; und

– Identifizieren mindestens einer vorbestimmten Referenzposition, welche die Position des Auges anzeigt, aus dem Profil.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zone eine lineare Zone ist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Profil dadurch erstellt wird, dass die relativen Intensitäten der beiden Wellelängenkomponenten über die Zone hinweg analysiert werden. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei sich die Zone im Wesentlichen radial über den Limbus hinweg erstreckt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mindestens eine vorbestimmte Referenzposition als der Mittelpunkt eines Segments der Zone identifiziert wird, in dem das Weißeprofil und/oder das Röteprofil die größte Steigung hat. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit dem Schritt des Aufzeichnens des Mehr-Wellenlängen-Bilds vor dem Durchführen der Schritte des Verwendens und Identifizierens. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die beiden Wellenlängenkomponenten im sichtbaren Lichtbereich des elektromagnetischen Spektrums sind. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Bild ein digital aufgezeichnetes Bild ist. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bild ein digital aufgezeichnetes Videobild oder ein vergleichbares Bild der Zone ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Weißeprofil erhalten wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Weißeprofil aus mindestens zwei von drei Wellenlängenkomponenten erhalten wird, die gemischt werden, um die Farben des Bilds zu charakterisieren. Verfahren nach Anspruch 11, wobei im Wesentlichen gleiche Intensitäten der Wellenlängenkomponenten die Sklera anzeigen, während eine hohe Intensität einer oder zwei der Wellenlängenkomponenten relativ zu der/den anderen die Iris anzeigt. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die drei Wellenlängenkomponenten rot, grün und blau (RGB) in einem Farbvideosystem umfassen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Bild den ganzen oder im Wesentlichen den ganzen Limbus enthält. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner mit den folgenden Schritten: Lokalisieren der Position des Mittelpunkts des Auges durch Bestimmen von Datenpunkten, die mehrere der Referenzpositionen in beabstandeten Intervallen um den Limbus herum enthalten, und dann Analysieren dieser Datenpunkte zum Lokalisieren des Mittelpunkts des Limbus und dadurch zum Charakterisieren der Position des Auges. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, integriert in ein Verfahren zum Behandeln eines Auges durch Laserablation und verwendet zum Bestimmen und/oder Nachverfolgen der Position des Auges zum Zweck der entsprechenden Positionierung eines jeden Laserimpulses. Ophthalmische Laserablationsvorrichtung, mit:

– einem Mittel zum Liefern eines gepulsten Laserstrahls zum Durchführen eines Laserablationseingriffs an einem Auge eines Patienten;

– einem Mittel, das positioniert werden kann, um ein digitales Mehr-Wellenlängenkomponentenbild mindestens einer Zone des Auges des Patienten zu betrachten und aufzuzeichnen, die sich über den Limbus des Auges hinweg erstreckt; und

– einem Analysemittel, das zum Empfangen des digitalen Bilds angeschlossen und dazu programmiert ist:

(i) mindestens zwei Wellenlängenkomponenten eines Mehr-Wellenlängen-Bilds einer Zone, die sich über den Limbus des Auges hinweg erstreckt, zu verwenden, um ein Weißeprofil und/oder ein Röteprofil über die Zone hinweg zu erhalten; und

(ii) aus dem Profil mindestens eine vorbestimmte Referenzposition zu identifizieren, welche die Position des Auges anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Zone eine lineare Zone ist. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Profil dadurch erhalten wird, dass die relativen Intensitäten der beiden Wellenlängenkomponenten über die Zone hinweg analysiert werden. Vorrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19, wobei das Mittel, das zum Betrachten und Aufzeichnen eines digitalen Mehr-Wellenlängenkomponentenbilds mindestens einer Zone des Auges positionierbar ist, so angeordnet ist, dass sich die Zone im Wesentlichen radial über den Limbus hinweg erstreckt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die mindestens eine vorbestimmte Referenzposition als der Mittelpunkt eines Segments der Zone identifiziert wird, in dem das Weißeprofil die größte Steigung hat. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei die beiden Wellenlängenkomponenten im sichtbaren Lichtbereich des elektromagnetischen Spektrums sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei das Bild ein digital aufgezeichnetes Bild ist. Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei das Bild ein digital aufgezeichnetes Videobild oder ein vergleichbares Bild der Zone ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, wobei das Analysemittel dazu programmiert ist, das Weißeprofil zu erstellen. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei das Weißeprofil aus mindestens zwei von drei Wellenlängenkomponenten beschafft wird, die gemischt werden, um die Farben des Bilds zu charakterisieren. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei im Wesentlichen gleiche Intensitäten der Wellenlängenkomponenten die Sklera anzeigen, während eine hohe Intensität einer oder zwei der Wellenlängenkomponenten relativ zu der/den anderen die Iris anzeigt. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, wobei die drei Wellenlängenkomponenten rot, grün und blau (RGB) in einem Farbvideosystem umfassen. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 28, wobei das Bild den ganzen oder im Wesentlichen den ganzen Limbus enthält.






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