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WO2004021875A1 - Vorrichtung und verfahren zum anpassen von kontaktlinsen an ein auge - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum anpassen von kontaktlinsen an ein auge Download PDF

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Publication number
WO2004021875A1
WO2004021875A1 PCT/EP2003/008787 EP0308787W WO2004021875A1 WO 2004021875 A1 WO2004021875 A1 WO 2004021875A1 EP 0308787 W EP0308787 W EP 0308787W WO 2004021875 A1 WO2004021875 A1 WO 2004021875A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contact lens
eye
determined
measurement
light source
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2003/008787
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kristian Hohla
Birte Jansen
Gerhard Youssefi
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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
Priority claimed from DE2002141210 external-priority patent/DE10241210B4/de
Priority claimed from DE2003116576 external-priority patent/DE10316576B3/de
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP03793703A priority Critical patent/EP1545293A1/de
Priority to AU2003253394A priority patent/AU2003253394A1/en
Publication of WO2004021875A1 publication Critical patent/WO2004021875A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/021—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses with pattern for identification or with cosmetic or therapeutic effects
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for fitting contact lenses to an eye.
  • spherical contact lenses are adapted to a patient to correct ametropia, then usually only the degree of ametropia to be corrected is taken into account, i. the strength of myopia or hyperopia.
  • the contact lens is not directly on the optical axis of the eye, ie centrically in front of the pupil of the patient, it produces a prismatic aberration. This aberration is traditionally accepted, as it only leads to a slight impairment of the quality of vision.
  • the translational deviation of the contact lens center point from the pupil center and thus also from the optical axis of the eye is referred to as decentration.
  • the disadvantage of such decentration becomes particularly great when adapting refractive multifocal contact lenses, i. Contact lenses with areas of different focal lengths. In the adaptation of such contact lenses so far a contact lens must be determined by trial and error, which is as centrally as possible in front of the pupil of the patient.
  • a toric or cylindrical contact lens is adapted. It has a so-called cylinder axis which corresponds to the direction of its minimum or maximum refractive power. This cylinder axis extends from the contact lens center point in the radial direction. To be able to correct a corneal astigmatism, the cylindrical axis position of the contact lens on the eye must be stable. Toric contact lenses sen therefore a directional stabilization. It takes place z. B. by incorporating a prism in the contact lens, which complains the lower, optically unused area of the contact lens. Due to gravity, the contact lens in the eye rotates until the support rim, weighted by the prism, comes to rest inferior.
  • Another known method of directional stabilization is the inferior and superiore flattening of the support rim of the contact lens. Through the blink of the eye, the lens rotates on the eye until the flattened areas come to rest under the upper and lower eyelid.
  • a directionally stabilized contact lens should be stable in its axial position after about half an hour wearing time. After this wearing time, the contact lens is viewed on a slit lamp in the patient's eye. The axial position can then be determined either directly in a measuring eyepiece on the slit lamp, or by rotating the slit lamp in the position indicated by the marking and subsequent measurement of the slit lamp rotation.
  • a so-called tabo scheme is used for measuring the axis position. The 0 ° axis of the tabo scheme lies horizontally at three o'clock. From there, the angles are calculated counterclockwise.
  • the axis of the contact lens runs vertically downwards from the contact lens center point, this corresponds to an axial position of 270 ° in the tabular diagram. It may happen that the measurement of the axis position is impossible because the contact lens continues to rotate too much. In this case, a more stable seated lens must be found by trial and error.
  • a device for position measurement of contact lenses on the eye is known from US 5,686,981. By means of the device described there above all the decentration of the contact lens on the eye is to be determined. However, the measurements made are not very meaningful and also uncomfortable for the patient.
  • An object of the present invention is to improve known methods of fitting contact lenses to an eye so that the method becomes more reliable.
  • a second object is to provide a device by means of which the fitting method can be carried out.
  • the first object is achieved by a method having the features of claim 1.
  • the second object is achieved by a device having the features of claim 37.
  • the method according to the invention is mainly due to the fact that the position of the contact lens on the eye at a plurality of measuring times is taken into account.
  • the measured position data can include the decentration of the contact lens and / or direction-stabilized contact lenses whose axial position.
  • the method according to the invention becomes more meaningful in that a value resulting from the position of the contact lens is not found by trial and error, but is calculated. Such a value allows a comparison of the location data between different patients and / or contact lens types.
  • the method according to the invention makes it possible to adapt the patient to a more suitable contact lens. On the basis of the calculated value, it is possible, for example, to select the type of contact lens which has the lowest decentration on the patient's eye. Even with spherical contact lenses so the disadvantage of a light prism because of a decentering of the contact lens no longer be tolerated.
  • the calculated value is the calculated value with regard to the production of customized or patient-specific contact lenses. If the stable position of a contact lens is detected on an eye, it can be carried out based on the values calculated from the position data, a post-processing of this lens or a blank blank same that the post-processing or processing the position of the contact lens with respect to the optical axis of the eye and / or a corneal astigmatism considered.
  • a particularly meaningful value is obtained if an average value is calculated from the position data over a plurality of measurement times.
  • An alternative possibility is to create a frequency distribution of the measured values and to calculate the maximum of this frequency distribution. This avoids strongly deviating measured values.
  • the location of the contact lens center may be determined. This is preferably done by determining the location of the contact lens center on the basis of the edge of the contact lens and / or at least one peripheral marking on the contact lens. Thus, it is not necessary to mark the contact lens center itself by a possibly obstructive mark.
  • the decentrations of the contact lens in the horizontal and / or vertical direction relative to the reference point are determined.
  • a particularly good reference point on the eye is the pupil center because it passes through the optical axis of the eye.
  • Both lens selection and lens processing are preferably performed with respect to the optical axis of the eye.
  • the coordinates of the center of the contact lens with respect to the coordinates of the pupil center can be measured.
  • the pupil center can be determined, for example, by deducing the pupil center on the basis of the edge of the pupil.
  • An alternative to using the pupillary center as a reference point on the eye is to apply an artificial reference point at a defined location on the eye before decentring measurement. This may be, for example, a color marking or a local indentation of the cornea.
  • a mark could be applied to the contact lens having a preferential direction (e.g., parallel) defined to the axis. As soon as this preferred direction is detected, the axis position of the contact lens is determined at the same time.
  • a mark could, for example, be an arrow or a cross whose one arm is extended.
  • Another possibility would be to determine the coordinates of at least two markings attached to the contact lens, whose position relative to one another and to the cylinder axis is known. From the coordinates, the axis position of the contact lens can then be calculated. The method according to the invention can be carried out considerably faster if the decentring data and the axis position data are determined at the same measuring times.
  • the adaptation method according to the invention is particularly elegant in that a photographic image is taken at each measurement time and the positional data of the contact lens is determined from the image. This is the first step towards automation and speeding up the process.
  • a difficulty may be that the position of a transparent body is to be determined with the contact lens.
  • the contrast of the exposure can be increased by a suitable choice of lighting.
  • a lighting with a light source which has at least a strong infrared component or even an exclusive IR light source.
  • the patient does not feel dazzled, so the measurements are more pleasant for him.
  • his pupil widens and, as explained later, allows a particularly meaningful wavefront measurement on the eye contact lens system.
  • a plurality of photographic images are taken at a measuring instant in rapid succession (for example at intervals of a few hundred microseconds or 1-2 ms) in which the light is incident at different angles.
  • a mark on the outside of the contact lens will cast a shadow on the eye surface, which is different depending on the angle of incidence of the light.
  • the exact position of the marking on the contact lens is determined from the migration of the shadow of the marking. This is particularly easy to do when the mark extends to the edge of the contact lens. Since the edge of the contact lens rests directly on the eye, the shadow of the mark does not migrate at this point. From the comparison of several recordings can be so it is very easy to detect the location where the mark cuts the edge of the contact lens.
  • the image field of the images is so large that it covers the entire contact lens. This increases the accuracy of the measured position data and the values calculated therefrom.
  • the images are created with a digital camera.
  • the existing in digital form recordings can be particularly well processed and stored, for example.
  • digital recordings allow each to subtract two images with different illumination in a computer from each other to further increase the contrast of the thus calculated recording. It has been shown that certain contact lens materials have a transmission minimum in the blue spectral range. The surroundings of the contact lens can therefore be darkened mathematically by subtracting a picture taken with monochromatic light at the transmission minimum from a picture taken with another illumination.
  • the images can be spectrally decomposed, i. in their blue, red and green parts when using a color camera. A colored marking is then particularly well visible in a spectral component.
  • a particularly great advantage of digital recordings is that the position data of the contact lens can be determined by a computer program.
  • a pattern-recognizing program can be used for this purpose, which recognizes the markings on the contact lens and / or calculates the respective center from the edge of the contact lens or pupil.
  • the exposure time per exposure is at most 25 milliseconds (ms) since the movement of the contact lens during this time can be neglected. It is particularly useful to create the recordings with a repetition rate of at least 5 Hz. Between two pairs of eyelids it is thus possible to create a large number of recordings on which the contact lens is at least partially visible and thus make it possible to determine the position data.
  • those images are preferably sorted out on which the pupil is at least partially covered by the eyelid.
  • the determination of the center of the pupil is not or only inaccurately possible on these images.
  • the rest position of the contact lens can be determined, for example, by subtracting the position data from each of two successive measuring times and determining the minimum of the differences thus formed in order to determine the positional convergence. In this way, regardless of the movement of the lid those measurements are determined between which the contact lens has moved or rotated only slightly. For this purpose, it is expedient if in each case a constant time difference exists between two measuring times.
  • Another important statement can be obtained by specifying the standard used for the calculation of the value from the position data of the contact lens. dard deviation is determined. The size of the standard deviations allows a statement about the accuracy with which the contact lens complies with the calculated position. In this way, contact lenses can be selected, which remain particularly reliable in a particular position.
  • the measurement at this measurement time can thus be selected as an exemplary measurement.
  • a wavefront measurement is carried out at one or more measuring times using a contact lens which is seated on the eye.
  • the data obtained from this can be taken into account together with the values determined from the position data in the production of a customer-specific contact lens.
  • the measurement of wavefronts at a plurality of different measurement times also offers the possibility of calculating from the measurements an average of the wavefront, which can subsequently be used as a basis for post-processing the contact lens or a contact lens blank.
  • a laser engraving may be provided on it, which extends on the optical zone of the contact lens, so with the contact lens attached over the pupil of the user.
  • the laser engraving can be produced either by ablating through a diaphragm or by passing a very small laser focus over a scanner to directly generate the engraving. Any shapes are conceivable for the engraving. For example, they may be formed as intersecting or intersecting dotted lines. These lines can be NEN meet eg in the form of a Y, a cross or a star in the optical center of the contact lens. If the engraving is rotationally asymmetrical, it can be deduced from its orientation to the axial position of the contact lens.
  • the wavefront measurement for example, with a helium-neon laser at low intensity is irradiated into the eye.
  • the laser light is reflected by the retina of the eye.
  • the laser light is scattered at the engraving.
  • the engravings are dark in front of the very bright pupil visible through the reflected laser light.
  • the strong contrast between the bright pupil and the dark engravings makes it possible to evaluate the image by means of a computer and to determine the coordinates of the engravings.
  • the decentering and the axial position of the contact lens relative to the center of the pupil can be calculated.
  • a refractive measurement is performed on the eye contact lens system.
  • a refractive measurement is performed on the eye contact lens system.
  • the wavefront of the optical system of eye and contact lens blank is measured.
  • mittein it is possible to mittein over a plurality of measuring points.
  • a great advantage of the position measurement just described by means of the coordinates of preferably punctiform engravings is that the wavefront of the eye contact lens system can be measured through the engraving.
  • the wavefront measurement is based on a punctiform light source on the retina. This light can originate, for example, from the irradiated HeNe laser.
  • the small engravings on the surface of the contact lens blank do not disturb the wavefront measurement, especially as the wavefront measurement does not focus on the surface of the contact lens blank. The position measurement and the wavefront measurement can thus be carried out simultaneously.
  • a device which can be used to carry out the method according to the invention.
  • a device can be used, for example, in an eye clinic or at an ophthalmologist or optician for the adaptation of contact lenses. It comprises at least one measuring unit for position measurement of a contact lens and a computer for calculating a value from the position data.
  • the device itself has a camera with which the images are taken, for example a digital camera.
  • the device itself may comprise at least one directional light source, which may be directed toward the patient's eye for amplifying the illumination.
  • the position and / or the orientation of at least one light source are adjustable, so that such a position and / or orientation of the light source can be selected, in which the contrast of the recording is as high as possible.
  • At least one polarization filter and / or color filter is provided in front of the light source.
  • the device has an attachment unit for the head of a patient.
  • This investment unit may include, for example, a chin rest and a forehead support, or lateral contact elements. It serves to bring the head of the patient and in particular his eyes to the device and its camera in a stable position. In this way, the image sections between different shots match very well.
  • the exposure time and / or the repetition rate of the images taken with the camera are adjustable on the device. They can thus be adapted to the circumstances prevailing during the measurement, for example the intensity of the illumination, and to the behavior of the contact lens on the eye in order to obtain as meaningful measurements as possible.
  • the device itself preferably has a computer unit which serves for determining the position data from the recordings and for calculating the values to be obtained from the position data.
  • a wavefront analysis device can be provided in the device with which wavefront measurements can be carried out on the patient's eye with or without a seated contact lens.
  • the wavefront analysis device can be synchronized with the camera via a common clock, so that the position data are obtained simultaneously with the wavefront measurement.
  • FIG. 1 shows a front view of a patient's eye with an attached contact lens
  • FIG. 2 a schematic representation of the contact lens and the pupil of the eye
  • FIG. 3 shows a frequency distribution of a measured value in the X direction obtained in the method according to the invention
  • Figure 4 is a schematic representation of an apparatus for performing the method according to the invention for fitting contact lenses to an eye.
  • FIG. 1 shows an eye 1 of a patient on which a contact lens 2 is placed.
  • the following parts are shown by the eye itself: the pupil 3, the iris 4, the upper lid 5 and the lower lid 6.
  • the fitted contact lens 2 is usually a hydrated, soft contact lens.
  • the method according to the invention can also be used for hard contact lenses.
  • the inserted contact lens 2 is directionally stabilized and has a radial preferred direction, its so-called axis 7.
  • the position of the axis 7 is marked on the contact lens 2 by markings 8. These may, for example, be engravings on the contact lens surface.
  • markings 8 may, for example, be engravings on the contact lens surface.
  • the four outer ones exist in a line pointing to the contact lens center.
  • the middle mark 8 is emphasized by a dash, so that it has the shape of a cross. Through this middle mark 8, the axis 7 of the contact lens 2 runs.
  • Directional stability can be generated in a contact lens 2, for example, by the fact that its optically effective zone 9 (see FIG. 2) has an elliptical shape in plan view and adjoins this optical zone 9 with support edges 10 flattened on two sides. Due to the impact of the upper lid 5, the support edges 10 of the contact lens 2 are directed substantially downwards or upwards.
  • a spherical contact lens 2 in which the optical zone 9 has the same refractive power in each direction there is a preferential direction of the contact lens in the connecting line through the mark 8 and the contact lens center. This preferred direction defines the axis 7 of the contact lens 2.
  • FIG. 1 The view shown in FIG. 1 is part of a photograph 11 that can be made in the method according to the invention. It is bounded by its edge 12. In a corner of the receptacle 11, an XY coordinate system 13 is shown. Its X and Y axes are located on the edges 12 of the receptacle 11. They are selected so that the X-axis in the horizontal direction and the Y-axis in the vertical direction.
  • FIG. 2 shows a contact lens 2 which has an elliptical optical zone 9 and flattened carrier edges 10 for directional stabilization.
  • the circumference of the support edges 10 and thus of the contact lens 2 is circular and defines the contact lens center 15 as the center of this circle.
  • the axis 7 of the contact lens 2 extends radially from the contact lens center 15 to the mark 8 on the lower support edge 10, which identifies the axial position of the contact lens 2.
  • the marking 8, for example an engraving on the contact lens surface, here has the shape of a cross with an extended arm 16.
  • the mark 8 is located exactly on the axis 7. Due to the extended arm 16, the mark 8 has a preferred direction, with the axis of the 7th coincides and points to the contact lens center 15.
  • the contact lens center 15 has the coordinates (X c , Y c ). They can be determined by passing a circle through three arbitrary points A, B and C on the edge of the contact lens and determining the coordinates of the center of this circle.
  • FIG. 2 also shows the circular pupil 3 of the eye 1.
  • the pupil center 17 lies in the coordinate system 13 (see FIG. 1) at the coordinates (X p , Y P ). These coordinates can be determined in an analogous manner to those of the contact lens center point 15 by passing through three points E, F and G on the edge of the pupil 3, a circle is passed through and the coordinates of the circle center are determined.
  • the pupil center 17 extends the optical axis of the eye 1.
  • the contact lens 2 is decentered from the pupil 3, i. the centers 15, 17 of the contact lens 2 and the pupil 3 do not match.
  • the decentration in the X or Y direction results as
  • FIG. 3 shows a diagram of a frequency distribution of the measured values for decentring ⁇ X in the X direction obtained in the method according to the invention.
  • This diagram shows the measured decentrations ⁇ X. They are summarized in equidistant intervals I.
  • each interval I may correspond to a range of 0.1 mm.
  • the ordinate indicates the frequency P with which a value .DELTA.X occurred in a certain interval I from a plurality of measurements.
  • the midpoint of the interval I in which most of the measured values lie is denoted by X 0 . It indicates the maximum of the frequency distribution shown in FIG.
  • FIG. 4 shows a diagram of a device 20 which can be used for the method according to the invention for fitting contact lenses 2 to an eye 1.
  • an attachment unit 21 is provided on the device 20. It may for example comprise a chin rest and / or a forehead support and serves to bring the head of the patient and in particular his eye 1 opposite the device 20 in a stable position.
  • a camera 22 can be oriented so that its image field captures the eye 1 of the patient.
  • a digital camera is used as the camera 22, which is controlled and read out via a central processing unit 23 of the device 20.
  • the arithmetic unit 23 comprises not only a computer 24 but also a memory 25 and a clock generator 26.
  • a monitor 27 is connected to the arithmetic unit 23.
  • a directional light source 28 is provided, the position and / or orientation of which is adjustable via an adjustment unit 29.
  • the light emitted by the light source 28 is filtered by a filter unit 30.
  • the filter unit 30 may comprise, for example, color filters and / or polarization filters. Dashed lines indicate that the light source 28, its setting unit 29 and the filter unit 30 can be actuated by the central processing unit 23 of the device 20.
  • the illuminance can be set, the position and / or orientation of the light source 28 can be specified or computer-controlled various filters can be exchanged for one another.
  • the light source 28 is an IR light source or has at least a strong infrared component, since it widens the pupil of the eye 1, without the patient feeling dazzled.
  • the device 20 also has a wavefront analysis unit 31. It is used to measure the wavefront of the eye 1 with or without seated contact lens 2. As wavefront analysis unit 31, for example, a Hartmann-Shack sensor can be used.
  • the wavefront analysis unit 31 can also be controlled and read by the arithmetic unit 23 in the exemplary embodiment shown.
  • the clock 26 of the arithmetic unit 23, which predetermines the measurement times, enables a synchronization of the camera 22, the wavefront analysis unit 31 and possibly also the light source 28.
  • the device 20 further comprises two beam splitters 32, by means of which the optical axes of the camera 22, the wavefront analysis unit 31 and the light source 28 can be aligned coaxially with each other.
  • the light paths 33 can be adjusted so that they capture the eye 1 of the patient.
  • a processing station 34 for contact lenses 2 or contact lens blanks, which produces patient-specific contact lenses 2 and takes into account the values calculated in the method according to the invention, may be located outside the device 20. Preferably, however, it is integrated into the device 20.
  • a set of fitting lenses is available whose lenses 2 are all directionally stabilized and have spherical values at intervals of one or two diopters (dpt).
  • the fitting lens set may include a plurality of different lenses of the same thickness, e.g. with different inner radii or diameters. Furthermore, it can also contain toric lenses.
  • a contact lens 2 is selected, which corrects the patient as well as possible.
  • the contact lens 2 is placed on the eye 1 of the patient. If it is a soft contact lens, it must first be hydrated. After an entry time of about half an hour, the contact lens 2 has taken a stable position on the eye 1.
  • the patient puts his head on the attachment unit 21. For example, his chin lies on a chin rest and his forehead on a forehead rest. His eye 1 thus has a defined position relative to the device 20.
  • the operator of the device for example an ophthalmologist, an optician or an assistant, adjusts the camera 22, the light source 28 and the wavefront analysis unit 31 so that they respectively the patient's eye 1 to capture.
  • This adjustment can be facilitated by the fact that the image of the camera 22 is continuously output to the monitor 27.
  • the operator can also control whether the image is sharp and the contrast sufficient to detect the edges of the contact lens 2 and the pupil 3 and the markers 8 on the contact lens 2. If this is not the case, the position or orientation of the light source 28 can be changed or another filter can be selected in the filter unit 30 by means of the setting unit 29. If the contrast is sufficient, a filter can also be dispensed with.
  • the clock 26 of the arithmetic unit 23 provides a plurality of measurement times.
  • the frequency and the number of these measuring times are adjustable by the operator. For example, 50 measurements can be made at a repetition rate of 10 Hz so that the total duration of the measurements is 5 seconds.
  • the camera 22 creates a digital image 11 of the patient's eye 1.
  • the wavefront analysis unit 31 performs a measurement of the wavefront of the patient's eye 1 with the contact lens 2 seated on it.
  • the digital images 11 and the results of the wavefront measurement are transferred to the arithmetic unit 23 and stored on the memory 25.
  • the wavefront can be represented by a Zernike polynomial, it suffices to represent the wavefront, to store the pupil diameter and the coefficients of the individual terms of the Zemike polynomial. These are the so-called Zemike amplitudes.
  • the images 11 taken From the images 11 taken, those images are sorted out on which the pupil 3 is at least partially covered by the eyelid 5, since these images do not allow a reliable determination of the position data.
  • a computer program is provided which determines whether the entire pupil 3 is visible on a receptacle 11.
  • the pupil 3 is significantly darker than the surrounding iris 4 and can therefore easily be found by a picture-recognizing computer program.
  • the images 11 taken with the camera 22 are black / white images, in order to save storage space and to increase the computing speed.
  • the position data of the contact lens 2 at each measurement time are also determined by means of a computer program. Depending on the computational effort, this can either be done immediately after creating each individual shot 11 or after the end of a large number of measurements.
  • the coordinates (X c , Y c ) of the contact lens center 15 and (X p , Y p ) of the pupil center 17 are determined.
  • a circle is adapted to the edge of the contact lens 2 and to the edge of the pupil 3, and the position of the center of the circle is determined.
  • the adjustment of the circle can be done either by an operator who draws on the monitor 27 a circle in the desired size and location, or by means of a computer program that detects the coordinates of at least three points on the respective edge and a circle of appropriate size by this passes three points. From the measured coordinates which are related to the coordinate system 13 of the receptacle 11 (cf., FIG. 1), the horizontal and vertical decentrations ⁇ X, ⁇ Y of the contact lens 2 with respect to the pupil center 17 are calculated.
  • the axial position 7 of the contact lens 2 can be determined in different ways. Each path can be performed by both an operator and a computer program that recognizes images. If the marking 8 on the contact lens 2 has a certain preferred direction, such as, for example, the extended arm 16 of the cross in FIG. 2, then only this preferred direction must be recognized. Since it lies on the axis 7 of the contact lens 2, both have the same orientation in the coordinate system 13.
  • a second possibility for determining the axial position 7 is to determine the coordinates of a marking 8 located above the axis 7 and of the contact lens center point 15.
  • the connecting line through these two points corresponds to the axis 7 of the contact lens 2.
  • are two or more markers 8 are attached to the contact lens 2, the positions of which are known on the contact lens 2, there is a third way to measure the axial position 7 in the determination of the coordinates of at least two of the markers 8. From these coordinates can then on the Position of the axis 7 can be closed back.
  • both the data of the (translational) decentration and (rotational) axis position of the contact lens 2 can be determined in this way.
  • the Achslage 7 is usually shown in the so-called Tabo scheme.
  • the contact lens 2 assumes an axial position of about 300 °.
  • a value can now be calculated.
  • the value is calculated separately for the horizontal decentering ⁇ X, the vertical decentration ⁇ Y and the axis position.
  • the mean value over all measured values can be formed as a meaningful value. It indicates in which position the contact lens 2 was located on average during the entire measuring time. It can be assumed that the contact lens 2 will occupy this position most frequently on the eye 1 of the patient.
  • Another, equally meaningful value is the maximum of a frequency distribution of the measured values.
  • the measured values as shown in FIG. 3, are divided into intervals I and a frequency distribution is formed.
  • the maximum X 0 of this frequency distribution indicates which position the contact lens 2 has most frequently taken on the eye 1.
  • This method does not take into account measured values where the position data deviate from the maximum of the frequency distribution. This may be advantageous above all with regard to the measurement of the vertical decentration ⁇ X. Due to the eyelid impact, the movement of the contact lens 2 on the eye 1 in the vertical direction is strongest.
  • the maximum of the frequency distribution of the measured values will approximately correspond to the rest position occupied by the contact lens 2 between two eye flashes.
  • this rest position can be determined even more precisely by subtracting the position data from two adjacent measurement times from one another and the Minimum of these differences is determined.
  • the assumption of the rest position of the contact lens 2 is equivalent to the fact that their position data change only slightly from one measurement time to the next.
  • the mean values are calculated in each case for the horizontal decentration and the axis position, while the maximum of the frequency distribution of the measured values is calculated for the vertical decentration ⁇ Y because of the stronger movement of the contact lens 2 in this direction.
  • the values calculated in this way can be used in various ways.
  • One possibility is to measure a plurality of different contact lenses 2 on the patient's eye 1. Subsequently, that contact lens 2 can be selected which has the lowest decentration in the horizontal and / or vertical direction. Such a selection was previously possible only by trial and error. The lower the decentration, the lower the prism induced during vision.
  • the selection of a suitable contact lens can be further improved by calculating the size of the standard deviation from the position data and then selecting the contact lens 2 in which the standard deviation has a minimum. This indicates that this contact lens remains particularly reliably in a certain position, instead of wandering around in the eye. A contact lens selection from this point of view was previously impossible.
  • a conventional presbyopia-correcting contact lens 2 is successful only if its optical zone is centered with respect to the pupil center 17. If the decentering and / or the axial position of the contact lens 2 are calculated by means of the present method, these values can be incorporated into the patient-specific adaptation and processing of a contact lens 2. In particular, the optical zone 9 of the contact lens 2 can be corrected so that it is aligned exactly in front of the pupil center 17. In addition, the near and far regions of a multifocal contact lens 2 can be worked in such a way that they have a specific orientation on the eye 1 in the preferred, central axis position 7. Both conventional (ring) structures of multifocal lenses, as well as new structures such as a coma can due to The measured data are incorporated so that they are centered towards the center of the contact lens or the middle of the pupil.
  • the position data can be considered, but also the measured wavefront of the patient's eye 1 with seated contact lens 2. If the wavefront has been measured at several times, then an average value can be calculated from the measured wavefronts, which then the Post-processing of the contact lens or a blank is used as a basis. Alternatively, the measured wavefront could be taken into account in the post-processing, at the time of measurement of which the position of the attached contact lens corresponded particularly well to the value calculated from the position data. For this, the minimum of the deviation of the measured position data would have to be determined from the values calculated therefrom.
  • the patient-specific post-processing of a contact lens 2 can be done either on the contact lens measured on the eye, or on a manufacture-identical contact lens blank. For hard contact lens materials, both variants can be used. For soft materials, the treatment is preferably carried out on a blank prior to its hydration. An appropriate source factor must be taken into account.
  • the method described above and the device 20 used therefor can be modified in many ways.
  • a topography analysis unit that measures the topography of the corneal surface of the eye 1.
  • These data could also be incorporated into a post-processing of a patient-specific contact lens.
  • an artificial reference point on the eye 1. The position of the contact lens 2 could then be measured with respect to this artificial reference point. This could be a small color point or a notch introduced by a laser shot.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anpassen von Kontaktlinsen an ein Auge sowie auf ein Gerät, das zur Durchführung eines solchen Verfahrens einsetzbar ist. Gegenüber herkömmlichen Verfahren besteht die Verbesserung darin, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren die Lage einer Kontaktlinse auf dem Auge über eine Mehrzahl von Messzeitpunkten ermittelt und aus den Lagedaten mindestens ein Wert errechnet wird, der anschließend einer Linsenbearbeitung oder -auswahl zugrunde gelegt wird.

Description

B E S C H R E I B U N G
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ANPASSEN VON KONTAKTLINSEN AN EIN AUGE
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anpassen von Kontaktlinsen an ein Auge.
Werden einem Patienten zur Korrektur einer Fehlsichtigkeit sphärische Kontaktlinsen angepasst, so wird üblicherweise nur der Grad der zu korrigierenden Fehlsichtigkeit berücksichtigt, d.h. die Stärke der Myopie oder Hyperopie. Die tatsächliche Lage, die die Kontaktlinse später auf dem Auge einnimmt, bleibt unbeachtet, da die Kontaktlinse in der kompletten optischen Zone dieselbe Krümmung und damit auch die selben optischen Eigenschaften besitzt. Liegt die Kontaktlinse nicht direkt auf der optischen Achse des Auges, also zentrisch vor der Pupille des Patienten, so erzeugt sie eine prismatische Aberration. Diese Aberration wird herkömmlicherweise hingenommen, da sie nur zu einer leichten Beeinträchtigung der Sehqualität führt.
Die translatorische Abweichung des Kontaktlinsenmittelpunktes vom Pupillenmittelpunkt und damit auch von der optischen Achse des Auges wird als Dezentrierung bezeichnet. Der Nachteil einer solchen Dezentrierung wird besonders groß bei der Anpassung von refraktiven Multifokalkontaktlinsen, d.h. Kontaktlinsen mit Bereichen unterschiedlicher Brennweiten. Bei der Anpassung solcher Kontaktlinsen muss bisher durch Ausprobieren eine Kontaktlinse ermittelt werden, die möglichst zentrisch vor der Pupille des Patienten liegt.
Soll mit der Kontaktlinse ein Hornhautastigmatismus - eine Hornhautverkrümmung mit folglich zwei verschiedenen Krümmungsradien der Hornhaut- korrigiert werden, so wird eine torische, beziehungsweise zylindrische Kontaktlinse angepasst. Sie weist eine sogenannte Zylinderachse auf, die der Richtung ihrer minimalen oder maximalen Brechkraft entspricht. Diese Zylinderachse erstreckt sich vom Kontaktlinsenmittelpunkt aus in radialer Richtung. Um einen Hornhautastigmatismus korrigieren zu können, muss die Zylinderachslage der Kontaktlinse auf dem Auge stabil sein. Torische Kontaktlinsen wei- sen daher eine Richtungsstabilisation auf. Sie erfolgt z. B. durch Einarbeitung eines Prismas in die Kontaktlinse, das den unteren, optisch nicht genutzten Bereich der Kontaktlinse beschwert. Aufgrund der Gravitation rotiert die Kontaktlinse im Auge so lange, bis der durch das Prisma beschwerte Tragerand inferior zur Ruhe kommt.
Eine weitere bekannte Methode der Richtungsstabilisation ist die inferiore und superiore Abflachung des Tragerandes der Kontaktlinse. Durch den Lidschlag dreht sich die Linse so lange auf dem Auge, bis die abgeflachten Bereiche beim Lidschlag unter Ober- und Unterlid zum Liegen kommen.
Diese Methoden der Richtungsstabilisation sind auch bei sphärischen Kontaktlinsen einsetzbar. Zur Kennzeichnung der Rotationslage der Kontaktlinse ist häufig eine Markierung, beispielsweise eine Gravur, an der Kontaktlinse angebracht. Die Verbindungsgerade zwischen dem Kontaktlinsenmittelpunkt und der Markierung kann als Markierungsachse bezeichnet werden. Zur Vereinfachung wird im Folgenden statt des Begriffs „Markierungsachse" nur noch der Begriff „Achse" verwendet.
Eine richtungsstabilisierte Kontaktlinse sollte nach einer etwa halbstündigen Tragezeit in ihrer Achslage stabil sein. Nach dieser Tragezeit wird die Kontaktlinse an einer Spaltlampe im Patientenauge betrachtet. Die Achslage kann dann entweder unmittelbar in einem Messokular an der Spaltlampe festgestellt werden, oder durch Drehen der Spaltlampe in die durch die Markierung angegebene Lage und nachfolgendes Vermessen der Spaltlampendrehung. Für das Vermessen der Achslage wird ein sogenanntes Tabo- Schema zu Grunde gelegt. Die 0°-Achse des Tabo-Schemas liegt horizontal auf drei Uhr. Von dort aus werden die Winkel gegen den Uhrzeigersinn berechnet. Verläuft beispielsweise die Achse der Kontaktlinse vom Kontaktlinsemittelpunkt aus senkrecht nach unten, so entspricht dies im Tabo-Schema einer Achslage von 270°. Es kann vorkommen, dass die Messung der Achslage unmöglich ist, weil die Kontaktlinse weiterhin zu stark rotiert. In diesem Fall muss durch Ausprobieren eine stabiler sitzende Linse gefunden werden.
Trotz einer Richtungsstabilisation der Kontaktlinse ist eine Vorhersage über die genaue Achslage, die eine Kontaktlinse im Auge einnehmen wird, bisher unmöglich. Die tatsächliche Stabilisationsrichtung hängt von vielen patientenspezilϊschen Faktoren ab, bei- spielsweise der Lidspannung, dem Tränenfilm oder der Form des Augenlides. Daher kann auf eine individuelle Anpassung nicht verzichtet werden. Die oben beschriebenen, bisher eingesetzten Anpassungsverfahren sind jedoch für den Patienten und den Anpasser, beispielsweise einen Augenarzt oder Optiker, sehr unbefriedigend, da sie zumindest teilweise auf einem Ausprobieren beruhen. Ein solcher Prozess ist naturgemäß unzuverlässig und zeitaufwendig.
Eine Vorrichtung zu Lagemessung von Kontaktlinsen auf dem Auge ist aus der US 5,686,981 bekannt. Mittels der dort beschriebenen Vorrichtung soll vor allem die Dezentrierung der Kontaktlinse auf dem Auge bestimmt werden. Allerdings sind die damit durchgeführten Messungen nicht überaus aussagekräftig und zudem für den Patienten unangenehm.
Eine Aufgabe dervoriiegenden Erfindung ist es, bekannte Verfahren zum Anpassen von Kontaktlinsen an ein Auge dahingehend zu verbessern, dass das Verfahren zuverlässiger wird. Eine zweite Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, mittels derer das Anpassverfahren durchführbar ist.
Die erste Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die zweite Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 37.
Zuverlässiger gegenüber dem herkömmlichen Verfahren wird das erfindungsgemäße Verfahren vor allem dadurch, dass die Lage der Kontaktlinse auf dem Auge zu einer Vielzahl von Messzeitpunkten berücksichtigt wird. Die gemessenen Lagedaten können dabei die Dezentrierung der Kontaktlinse und/oder bei richtungsstabilisierten Kontaktlinsen deren Achslage umfassen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird zudem dadurch aussagekräftiger, dass ein sich aus der Lage der Kontaktlinse ergebender Wert nicht durch Ausprobieren gefunden wird, sondern errechnet wird. Ein solcher Wert ermöglicht einen Vergleich der Lagedaten zwischen verschiedenen Patienten und/oder Kontaktlinsentypen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, dem Patienten eine geeignetere Kontaktlinse anzupassen. Anhand des berechneten Wertes ist es beispielsweise möglich, denjenigen Kontaktlinsentyp auszuwählen, der die geringste Dezentrierung auf dem Patientenauge aufweist. Auch bei sphärischen Kontaktlinsen muss damit der Nachteil eines leichten Prismas wegen einer Dezentrierung der Kontaktlinse nicht länger hingenommen werden.
Noch wichtiger ist der errechnete Wert jedoch im Hinblick auf die Herstellung kunden- bzw. patientenspezifischer Kontaktlinsen. Ist die stabile Lage einer Kontaktlinse auf einem Auge festgestellt, so kann anhand der aus den Lagedaten berechneten Werte eine Nachbearbeitung dieser Linse oder eines herstellungsgleichen Rohlings so durchgeführt werden, dass die Nachbearbeitung oder Bearbeitung die Lage der Kontaktlinse in Bezug auf die optische Achse des Auges und/oder einen Hornhautastigmatismus berücksichtigt.
Ein besonders aussagekräftiger Wert ergibt sich dann, wenn aus den Lagedaten über eine Mehrzahl von Messzeitpunkten ein Mittelwert berechnet wird.
Eine alternative Möglichkeit besteht darin, eine Häufigkeitsverteilung der Messwerte anzulegen und das Maximum dieser Häufigkeitsverteilung zu berechnen. Damit bleiben stark abweichende Messwerte unberücksichtigt.
Sowohl für die Bestimmung der Dezentrierung, als auch für die Bestimmung der Achsia- ge kann es erforderlich sein, den Ort des Kontaktlinsenmittelpunktes festzustellen. Bevorzug geschieht dies dadurch, dass der Ort des Kontaktlinsenmittelpunktes anhand des Randes der Kontaktlinse und/oder mindestens einer peripheren Markierung auf der Kontaktlinse bestimmt wird. Somit ist es nicht nötig, den Kontaktlinsenmittelpunkt selbst durch eine möglicherweise sichtbehindernde Markierung zu kennzeichnen.
Vorteilhafterweise wird nicht nur ein Absolutbetrag der Dezentrierung der Kontaktlinse gegenüber einem Referenzpunkt auf dem Auge bestimmt, sondern es werden die De- zentrierungen der Kontaktlinse in horizontaler und/oder vertikaler Richtung gegenüber dem Referenzpunkt bestimmt. Eine solche Unterscheidung erhöht die Aussagekraft des Verfahrens weiter, da sich die Kontaktlinse wegen des Lidschlages in vertikaler Richtung anders verhält als in horizontaler Richtung. Bei der Dezentrierungsmessung ist ein besonders guter Referenzpunkt auf dem Auge der Pupillenmittelpunkt, da durch ihn die optische Achse des Auges hindurchläuft. Sowohl eine Linsenauswahl, als auch eine Linsenbearbeitung erfolgen vorzugsweise im Hinblick auf die optische Achse des Auges. Beispielsweise können bei der Dezentrierungsmessung die Koordinaten des Kontaktlinsenmittelpunktes im Bezug auf die Koordinaten des Pupillenmittelpunktes gemessen werden.
Der Pupillenmittelpunkt kann beispielsweise bestimmt werden, indem anhand des Randes der Pupille auf den Pupillenmittelpunkt zurückgeschlossen wird.
Eine Alternative zur Verwendung des Pupillenmittelpunktes als Referenzpunkt auf dem Auge besteht darin, vor der Dezentrierungsmessung einen künstlichen Referenzpunkt an einem definierten Ort auf dem Auge aufzubringen. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Farbmarkierung oder eine lokale Einkerbung der Hornhaut handeln.
Zur Ermittlung der Markierungsachslage der Kontaktlinse in einem auf das Auge bezogenen XY-Koordinatensystem stehen verschiedene Verfahrensschritte zur Verfügung. Beispielsweise könnte auf der Kontaktlinse eine Markierung angebracht sein, die eine zur Achse definierte (z.B. parallele) Vorzugsrichtung aufweist. Sobald diese Vorzugsrichtung erkannt ist, ist damit gleichzeitig die Achslage der Kontaktlinse ermittelt. Eine solche Markierung könnte beispielsweise ein Pfeil sein oder ein Kreuz, dessen einer Arm verlängert ist.
Denkbar wäre es auch, die Achslage dadurch zu ermitteln, dass die Koordinaten des Kontaktlinsenmittelpunktes und einer an der Kontaktlinse angebrachten Markierung bestimmt werden. Durch diese Koordinaten kann eine Verbindungsgerade gelegt werden, die damit der Lage der Achse entspricht.
Eine weitere Möglichkeit bestünde darin, die Koordinaten von mindestens zwei an der Kontaktlinse angebrachten Markierungen zu bestimmen, deren Lage zueinander und zur Zylinderachse bekannt ist. Aus den Koordinaten kann dann die Achslage der Kontaktlinse berechnet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann erheblich schneller durchgeführt werden, wenn die Dezentrierungsdaten und die Achslagedaten zu denselben Messzeitpunkten ermittelt werden.
Besonders elegant wird das erfindungsgemäße Anpassungsverfahren dadurch, dass an jedem Messzeitpunkt eine fotografische Aufnahme erstellt und aus der Aufnahme die Lagedaten der Kontaktlinse ermittelt werden. Dies ist der erste Schritt zu einer Automatisierung und damit Beschleunigung des Verfahrens.
Bei der Ermittlung der Lagedaten kann eine Schwierigkeit darin bestehen, dass mit der Kontaktlinse die Lage eines transparenten Körpers ermittelt werden soll. Der Kontrast der Aufnahme, beispielsweise im Hinblick auf den Kontaktlinsenrand oder Markierungen auf der Kontaktlinse, kann jedoch durch eine geeignete Wahl der Beleuchtung erhöht werden. Beispielsweise kann genau von vorne einfallendes und/oder polarisiertes und/oder monochromatisches Licht eingesetzt werden. Statt exakt von vorne könnte das Licht auch unter einem Winkel auf das Auge eingestrahlt werden.
Vorteilhaft ist vor allem eine Beleuchtung mit einer Lichtquelle, die zumindest einen starken Infrarot-Anteil hat oder sogar eine ausschließliche IR-Lichtquelle ist. Zum einen fühlt sich der Patient dabei nicht geblendet, so dass die Messungen für ihn angenehmer sind. Zum anderen weitet sich dennoch seine Pupille und lässt, wie später ausgeführt, eine besonders aussagekräftige Wellenfrontmessung am Augen-Kontaktlinsen-System zu.
In einer besonderen Variante des Verfahrens werden an einem Messzeitpunkt schnell nacheinander (z.B. in Abständen von einigen hundert Mikrosekunden oder 1 - 2 ms) mehrere fotografische Aufnahmen erstellt, bei denen das Licht unter unterschiedlichen Winkeln einfällt. Eine Markierung auf der Außenseite der Kontaktlinse wird dabei einen Schatten auf die Augenoberfläche werfen, der je nach Einstrahlwinkel des Lichtes anders liegt. Anschließend wird aus der Wanderung des Schattens der Markierung die genaue Lage der Markierung auf der Kontaktlinse ermittelt. Besonders einfach durchführbar ist dies, wenn sich die Markierung bis zum Rand der Kontaktlinse erstreckt. Da der Kontaktlinsenrand unmittelbar auf dem Auge aufliegt, wandert der Schatten der Markierung an dieser Stelle nicht. Aus dem Vergleich mehrerer Aufnahmen kann so sehr einfach der Ort erkannt werden, an dem die Markierung den Kontaktlinsenrand schneidet.
Vorzugsweise ist das Bildfeld der Aufnahmen so groß, dass es die gesamte Kontaktlinse erfasst. Dies erhöht die Genauigkeit der gemessenen Lagedaten und der daraus berechneten Werte.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung werden die Aufnahmen mit einer Digitalkamera erstellt. Die in digitaler Form vorliegenden Aufnahmen können besonders gut weiter bearbeitet und beispielsweise gespeichert werden.
Insbesondere erlauben es digitale Aufnahmen, je zwei Aufnahmen mit unterschiedlicher Beleuchtung in einem Rechner voneinander zu subtrahieren, um den Kontrast der so berechneten Aufnahme weiter zu erhöhen. Es hat sich gezeigt, dass bestimmte Kontaktlinsenmaterialien im blauen Spektralbereich ein Transmissionsminimum aufweisen. Die Umgebung der Kontaktlinse kann daher rechnerisch dadurch abgedunkelt werden, dass eine mit monochromatischem Licht beim Transmissionsminimum erstellte Aufnahme von einer mit einer anderen Beleuchtung erstellten Aufnahme subtrahiert wird.
Ferner können die Aufnahmen spektral zerlegt werden, d.h. in ihre blauen, roten und grünen Anteile, wenn eine Farbkamera verwendet wird. Eine gefärbte Markierung ist dann in einem Spektralanteil besonders gut erkennbar.
Ein besonders großer Vorteil digitaler Aufnahmen besteht darin, dass die Lagedaten der Kontaktlinse durch ein Computerprogramm ermittelt werden können. Beispielsweise kann dazu ein mustererkennendes Programm eingesetzt werden, das die Markierungen auf der Kontaktlinse erkennt und/oder aus dem Rand der Kontaktlinse oder Pupille den jeweiligen Mittelpunkt berechnet.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Belichtungszeit pro Aufnahmen höchstens 25 Millisekunden (ms) beträgt, da die Bewegung der Kontaktlinse während dieser Zeit vernachlässigt werden kann. Besonders zweckmäßig ist es, die Aufnahmen mit einer Repetitionsrate von wenigstens 5 Hz zu erstellen. Zwischen je zwei Lidschlägen kann damit eine Vielzahl von Aufnahmen erstellt werden, auf denen die Kontaktlinse zumindest teilweise sichtbar ist und die damit eine Bestimmung der Lagedaten ermöglichen.
Um die berechneten Werte nicht durch ungenaue Messungen zu verfälschen, werden vorzugsweise diejenigen Aufnahmen aussortiert, auf denen die Pupille zumindest teilweise vom Augenlid verdeckt ist. Zum einen ist auf diesen Aufnahmen die Bestimmung des Pupillenmittelpunktes nicht oder nur ungenau möglich. Zum anderen ist davon auszugehen, dass bei diesen Aufnahmen auch ein großer Teil der Kontaktlinse vom Augenlid verdeckt ist.
Besonders einfach ist es, die Aufnahmen mittels eines Computerprogramms auszusortieren. Beispielsweise kann es diejenigen Aufnahmen aussortieren, auf denen der Rand der Pupille nicht durchgängig zu erkennen ist.
Als vorteilhafte Variante der Erfindung wird vorgeschlagen, zur Berechnung des Wertes aus den Lagedaten nur diejenigen Messzeitpunkte zu berücksichtigen, bei denen sich die Kontaktlinse zwischen zwei Lidschlägen in etwa in ihrer Ruhestellung befindet. Diese Ruhestellung der Kontaktlinse ist für das Sehen entscheidend, so dass es vorteilhaft ist, sie zur Linsenauswahl oder -bearbeitung besonders stark zu berücksichtigen. Bei dieser Variante der Erfindung werden Messungen, die zu Beginn oder am Ende eines Lidschlages erfolgt sind, nicht weiter berücksichtigt.
Die Ruhestellung der Kontaktlinse kann beispielsweise dadurch festgestellt werden, dass die Lagedaten je zwei aufeinanderfolgender Messzeitpunkte voneinander subtrahiert werden und das Minimum der so gebildeten Differenzen ermittelt wird, um die Konvergenz in der Lage festzustellen. Auf diese Weise werden unabhängig von der Bewegung des Lides diejenigen Messungen ermittelt, zwischen denen sich die Kontaktlinse nur geringfügig verschoben oder gedreht hat. Dazu ist es zweckmäßig, wenn zwischen zwei Messzeitpunkten jeweils eine konstante Zeitdifferenz besteht.
Eine weitere wichtige Aussage kann gewonnen werden, indem über die zur Errechnung des Wertes aus den Lagedaten der Kontaktlinse herangezogenen Messungen die Stan- dardabweichung ermittelt wird. Die Größe der Standardabweichungen erlaubt eine Aussage darüber, mit welcher Genauigkeit die Kontaktlinse die berechnete Lage einhält. Auf diese Weise können Kontaktlinsen ausgewählt werden, die besonders zuverlässig in einer bestimmten Lage verharren.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, nach den Messungen denjenigen Messzeitpunkt zu ermitteln, bei dem die gemessene mittlere Dezentrierung und/oder Achslage der Kontaktlinse von dem errechneten Wert am geringsten abweicht. Die Messung an diesem Messzeitpunkt kann damit als exemplarische Messung herausgegriffen werden.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit auf dem Auge aufsitzender Kontaktlinse an einem oder mehreren Messzeitpunkten eine Wellenfront- messung durchgeführt. Die daraus gewonnenen Daten können gemeinsam mit den aus den Lagedaten ermittelten Werten bei der Herstellung einer kundenspezifischen Kontaktlinse berücksichtigt werden.
Insbesondere ist es denkbar, dass Wellenfrontmessungen und Messungen der Lage der Kontaktlinse gleichzeitig erfolgen. Zum einen wird das Verfahren dadurch beschleunigt, da die Messungen nicht nacheinander stattfinden müssen, vor allem können jedoch die gemessenen Wellenfronten genau mit der jeweiligen Lage der Kontaktlinse korreliert werden.
Die Messung von Wellenfronten an einer Mehrzahl unterschiedlicher Messzeitpunkte bietet zudem die Möglichkeit, aus den Messungen einen Mittelwert der Wellenfront zu berechnen, der anschließend der Nachbearbeitung der Kontaktlinse oder eines Kontaktlinsenrohlings zu Grunde gelegt werden kann.
Um die Lagemessung der Kontaktlinse zu erleichtern, kann auf ihr eine Lasergravur vorgesehen sein, die sich auf der optischen Zone der Kontaktlinse erstreckt, bei aufgesetzter Kontaktlinse also über der Pupille des Benutzers liegt. Die Lasergravur kann erzeugt werden, indem entweder durch eine Blende hindurch abladiert wird oder ein sehr kleiner Laserfokus über einen Scanner geführt wird, um die Gravur direkt zu erzeugen. Dabei sind für die Gravuren beliebige Formen vorstellbar. Beispielsweise können sie als sich kreuzende oder sich treffende, punktierte Linien ausgebildet sein. Diese Linien kön- nen sich z.B. in Form eines Y, eines Kreuzes oder eines Sterns im optischen Zentrum der Kontaktlinse treffen. Ist die Gravur rotationsasymmetrisch, so kann aus ihrer Ausrichtung auf die Achslage der Kontaktlinse zurückgeschlossen werden.
Nachdem der Kontaktlinsen-Rohling auf das Auge aufgesetzt worden ist, wird für die Wellenfrontmessung beispielsweise mit einem Helium-Neon-Laser bei schwacher Intensität in das Auge eingestrahlt. Das Laserlicht wird von der Netzhaut des Auges reflektiert. Auf dem Rückweg durch den Kontaktlinsen-Rohling wird das Laserlicht an der Gravur gestreut. Auf einer auf die Oberfläche des Kontaktlinsen-Rohlings scharf eingestellten Aufnahme sind die Gravuren dunkel vor der durch das reflektierte Laserlicht sehr hellen Pupille sichtbar. Der starke Kontrast zwischen der hellen Pupille und den dunklen Gravuren ermöglicht es, mittels eines Rechners die Aufnahme auszuwerten und die Koordinaten der Gravuren zu ermitteln. Anhand der Koordinaten der Gravur können wiederum die Dezentrierung und die Achslage der Kontaktlinse relativ zur Pupillenmitte berechnet werden.
Zusätzlich zur Lagemessung wird eine refraktive Messung am Augen-Kontaktlinsen- System vorgenommen. Dabei wird vorzugsweise nicht nur die verbleibende Fehlsichtigkeit, sondern nach Möglichkeit auch die Wellenfront des optischen Systems aus Auge und Kontaktlinsen-Rohling vermessen. Auch hierbei ist es möglich, über eine Mehrzahl von Messpunkten zu mittein.
Ein großer Vorteil der eben beschriebenen Lagemessung mittels der Koordinaten von vorzugsweise punktförmigen Gravuren besteht darin, dass die Wellenfront des Auge- Kontaktlinsen-Systems durch die Gravur hindurch gemessen werden kann. Die Wellenfrontmessung ist auf eine punktförmige Lichtquelle auf der Netzhaut bezogen. Dieses Licht kann beispielsweise von dem eingestrahlten HeNe-Laser stammen. Die kleinen Gravuren auf der Oberfläche des Kontaktlinsen-Rohlings stören die Wellenfrontmessung nicht, zumal bei der Wellenfrontmessung nicht auf die Oberfläche des Kontaktlinsen- Rohlings scharf gestellt wird. Die Lagemessung und die Wellenfrontmessung können somit gleichzeitig durchgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nicht nur ein Verfahren zum Anpassen von Kontaktlinsen an ein Auge zur Verfügung gestellt, sondern auch eine Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbar ist. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise in einer Augenklinik oder bei einem Augenarzt oder Optiker zur Anpassung von Kontaktlinsen eingesetzt werden. Sie umfasst zumindest eine Messeinheit zur Lagemessung einer Kontaktlinse und einen Rechner zum Berechnen eines Wertes aus den Lagedaten.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung selbst eine Kamera auf, mit der die Aufnahmen erstellt werden, beispielsweise eine Digitalkamera.
Ferner kann die Vorrichtung selbst mindestens eine gerichtete Lichtquelle aufweisen, die zum Verstärken der Beleuchtung auf das Auge des Patienten gerichtet werden kann.
Bevorzugt sind die Position und/oder die Ausrichtung mindestens einer Lichtquelle einstellbar, so dass eine solche Position und/oder Ausrichtung der Lichtquelle gewählt werden können, bei denen der Kontrast der Aufnahme möglichst hoch ist.
Aus dem gleichen Grund ist es möglich, dass vor der Lichtquelle mindestens ein Polarisationsfilter und/oder Farbfilter vorgesehen ist.
In einer vorteilhaften Variante weist die Vorrichtung eine Anlageeinheit für den Kopf eines Patienten auf. Diese Anlageeinheit kann beispielsweise eine Kinnstütze und eine Stirnstütze umfassen, oder auch seitliche Anlageelemente. Sie dient dazu, den Kopf des Patienten und insbesondere seine Augen gegenüber der Vorrichtung und deren Kamera in eine stabile Position zu bringen. Auf diese Weise stimmen die Bildausschnitte zwischen verschiedenen Aufnahmen besonders gut überein.
Zweckmäßigerweise sind die Belichtungszeit und/oder die Repetitionsrate der mit der Kamera erstellten Aufnahmen an der Vorrichtung einstellbar. Sie können so auf die bei der Messung herrschenden Umstände, beispielsweise die Stärke der Beleuchtung, und an das Verhalten der Kontaktlinse auf dem Auge angepasst werden, um möglichst aussagekräftige Messungen zu erhalten. Bevorzugt weist die Vorrichtung selbst eine Rechnereinheit auf, die zur Ermittlung der Lagedaten aus den Aufnahmen und zur Berechnung der aus den Lagedaten zu gewinnenden Werte dient.
Ferner kann in der Vorrichtung eine Wellenfrontanalysevorrichtung vorgesehen sein, mit der am Patientenauge mit oder ohne aufsitzender Kontaktlinse Wellenfrontmessungen durchgeführt werden können. Insbesondere kann die Wellenfrontanalysevorrichtung über einen gemeinsamen Taktgeber mit der Kamera synchronisiert werden, damit die Lagedaten gleichzeitig mit der Wellenfrontmessung gewonnen werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Figur 1 eine Vorderansicht eines Patientenauges mit aufgesetzter Kontaktlinse,
Figur 2 eine schematische Darstellung der Kontaktlinse und der Pupille des Auges,
Figur 3 eine im erfindungsgemaßen Verfahren gewonnene Häufigkeitsverteilung eines Messwertes in X-Richtung, und
Figur 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anpassen von Kontaktlinsen an ein Auge.
In Figur 1 ist ein Auge 1 eines Patienten dargestellt, auf das eine Kontaktlinse 2 aufgesetzt ist. Vom Auge selbst sind folgende Teile dargestellt: Die Pupille 3, die Iris 4, das Oberlid 5 und das Unterlid 6.
An dem Verlauf der jeweiligen Ränder der Iris 4 und der Kontaktlinse 2 ist zu erkennen, dass die Kontaktlinse 2 nicht mittig vor der Iris 4 sitzt, sondern seitlich verschoben ist. Da die Pupille 3 stets konzentrisch mit der Iris 4 ist, liegen in dieser Situation auch die Mittelpunkte der Kontaktlinse 2 und der Pupille 3 nicht übereinander. Bei der zum Anpassen aufgesetzten Kontaktlinse 2 handelt es sich meist um eine hydra- tisierte, weiche Kontaktlinse. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch für harte Kontaktlinsen einsetzbar.
Die eingesetzte Kontaktlinse 2 ist richtungsstabilisiert und weist eine radiale Vorzugsrichtung auf, ihre sogenannte Achse 7. Die Lage der Achse 7 ist an der Kontaktlinse 2 durch Markierungen 8 gekennzeichnet. Dabei kann es sich beispielsweise um Gravuren auf der Kontaktlinsenoberfläche handeln. Im dargestellten Fall sind peripher auf der Kontaktlinse 2, d.h. an deren Rand, fünf Markierungen 8 angebracht. Die vier äußeren bestehen in einem auf den Kontaktlinsenmittelpunkt weisenden Strich. Die mittlere Markierung 8 ist durch einen Querstrich hervorgehoben, so dass sie die Form eines Kreuzes hat. Durch diese mittlere Markierung 8 verläuft die Achse 7 der Kontaktlinse 2.
Richtungsstabilität kann bei einer Kontaktlinse 2 beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass ihre optisch wirksame Zone 9 (vgl. Figur 2) in der Draufsicht eine elliptische Form hat und sich an diese optische Zone 9 zu zwei Seiten hin abgeflachte Trageränder 10 anschließen. Bedingt durch den Schlag des Oberlides 5 richten sich die Trageränder 10 der Kontaktlinse 2 im Wesentlichen nach unten oder oben aus. Bei einer sphärischen Kontaktlinse 2, bei der die optische Zone 9 in jeder Richtung die gleiche Brechkraft hat, besteht eine Vorzugsrichtung der Kontaktlinse in der Verbindungslinie durch die Markierung 8 und den Kontaktlinsenmittelpunkt. Diese Vorzugsrichtung definiert die Achse 7 der Kontaktlinse 2.
Die in Figur 1 gezeigte Ansicht ist Teil einer fotografischen Aufnahme 11 , die im erfindungsgemäßen Verfahren erstellt werden kann. Sie ist begrenzt durch ihren Rand 12. In einer Ecke der Aufnahme 11 ist ein XY-Koordinatensystem 13 gezeigt. Seine X- beziehungsweise Y-Achsen liegen auf den Rändern 12 der Aufnahme 11. Sie sind so gewählt, dass die X-Achse in horizontaler Richtung und die Y-Achse in vertikaler Richtung liegen.
In Figur 2 ist eine Kontaktlinse 2 dargestellt, die zur Richtungsstabilisierung eine elliptische optische Zone 9 und abgeflachte Trageränder 10 aufweist. Der Umfang der Trageränder 10 und damit der Kontaktlinse 2 ist kreisförmig und legt den Kontaktlinsenmittelpunkt 15 als Zentrum dieses Kreises fest. Die Achse 7 der Kontaktlinse 2 verläuft radial vom Kontaktlinsenmittelpunkt 15 zur Markierung 8 auf dem unteren Tragerand 10, die die Achslage der Kontaktlinse 2 kennzeichnet. Die Markierung 8, beispielsweise eine Gravur auf der Kontaktlinsenoberfläche, hat hier die Form eines Kreuzes mit einem verlängerten Arm 16. Die Markierung 8 liegt genau auf der Achse 7. Durch den verlängerten Arm 16 hat die Markung 8 eine Vorzugsrichtung, die mit der Achse 7 zusammenfällt und auf den Kontaktlinsenmittelpunkt 15 weist.
In Bezug auf den Ursprung des Koordinatensystems 13 hat der Kontaktlinsenmittelpunkt 15 die Koordinaten (Xc, Yc). Sie können bestimmt werden, indem durch drei beliebige Punkte A, B und C auf dem Kontaktlinsenrand ein Kreis hindurchgelegt wird und die Koordinaten des Mittelpunktes dieses Kreises bestimmt werden.
In Figur 2 ist ferner die kreisförmige Pupille 3 des Auges 1 dargestellt. Der Pupillenmittelpunkt 17 liegt im Koordinatensystem 13 (vg. Fig. 1) bei den Koordinaten (Xp, YP). Diese Koordinaten können in analoger Weise zu denjenigen des Kontaktlinsenmittelpunktes 15 bestimmt werden, indem durch drei Punkte E, F und G auf dem Rand der Pupille 3 ein Kreis hindurchgelegt wird und die Koordinaten des Kreismittelpunktes ermittelt werden. Durch den Pupillenmittelpunkt 17 verläuft die optische Achse des Auges 1.
In der dargestellten Situation ist die Kontaktlinse 2 gegenüber der Pupille 3 dezentriert, d.h. die Mittelpunkte 15, 17 der Kontaktlinse 2 und der Pupille 3 stimmen nicht überein. Die Dezentrierung in X- beziehungsweise Y-Richtung ergibt sich als
Δ X = Xc - XP bzw. Δ Y = YC- YP.
Der Absolutbetrag D der Dezentrierung ergibt sich daraus als
-D ^Δx' +Δy2
Figur 3 zeigt ein Diagramm einer Häufigkeitsverteilung der im erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Messwerte für die Dezentrierung ΔX in X-Richtung. Auf der Abszis- se dieses Diagramms sind die gemessenen Dezentrierungen ΔX eingetragen. Sie sind in äquidistanten Intervallen I zusammengefasst. Jedes Intervall I kann beispielsweise einem Bereich von 0,1 mm entsprechen. Die Ordinate gibt die Häufigkeit P an, mit der aus einer Mehrzahl von Messungen ein Wert ΔX in einem bestimmten Intervall I auftrat.
Der Mittelpunkt desjenigen Intervalls I, in dem die meisten Messwerte liegen, ist mit X0 bezeichnet. Er gibt das Maximum der in Figur 3 gezeigten Häufigkeitsverteilung an.
Figur 4 zeigt ein Schema einer für das erfindungsgemäße Verfahren zum Anpassen von Kontaktlinsen 2 an ein Auge 1 einsetzbaren Vorrichtung 20.
Für den Kopf des Patienten ist an der Vorrichtung 20 eine Anlageeinheit 21 vorgesehen. Sie kann beispielsweise eine Kinnstütze und/oder eine Stirnstütze umfassen und dient dazu, den Kopf des Patienten und insbesondere sein Auge 1 gegenüber der Vorrichtung 20 in eine stabile Position zu bringen. Eine Kamera 22 kann so ausgerichtet werden, dass ihr Bildfeld das Auge 1 des Patienten erfasst. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird als Kamera 22 eine Digitalkamera verwendet, die über eine zentrale Recheneinheit 23 der Vorrichtung 20 angesteuert und ausgelesen wird. Die Recheneinheit 23 umfasst neben einem Rechner 24 auch einen Speicher 25 und einen Taktgeber 26. An die Recheneinheit 23 ist ein Monitor 27 angeschlossen.
An der Vorrichtung 20 ist eine gerichtete Lichtquelle 28 vorgesehen, deren Position und/oder Ausrichtung über eine Einstelleinheit 29 einstellbar ist. Das von der Lichtquelle 28 ausgestrahlte Licht wird von einer Filtereinheit 30 gefiltert. Dabei kann die Filtereinheit 30 beispielsweise Farbfilter und/oder Polarisationsfilter umfassen. Mit gestrichelten Linien ist angedeutet, dass die Lichtquelle 28, ihre Einstelleinheit 29 und die Filtereinheit 30 von der zentralen Recheneinheit 23 der Vorrichtung 20 ansteuerbar sein können. So können beispielsweise die Beleuchtungsstärke eingestellt werden, die Position und/oder Ausrichtung der Lichtquelle 28 vorgegeben werden oder rechnergesteuert verschiedene Filter gegeneinander ausgetauscht werden. Die Lichtquelle 28 ist eine IR-Lichtquelle oder hat zumindest einen starken Infrarot-Anteil, da sich damit die Pupille des Auges 1 weitet, ohne dass sich der Patient geblendet fühlt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 20 zudem eine Wellenfront- analyseeinheit 31 auf. Sie dient zum Vermessen der Wellenfront des Auges 1 mit oder ohne aufsitzender Kontaktlinse 2. Als Wellenfrontanalyseeinheit 31 kann beispielsweise ein Hartmann-Shack-Sensor verwendet werden. Auch die Wellenfrontanalyseeinheit 31 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel von der Recheneinheit 23 ansteuerbar und auslesbar. Der Taktgeber 26 der Recheneinheit 23, der die Messzeitpunkte vorgibt, ermöglicht eine Synchronisation der Kamera 22, der Wellenfrontanalyseeinheit 31 und gegebenenfalls auch der Lichtquelle 28.
Die Vorrichtung 20 weist ferner zwei Strahlteiler 32 auf, mittels derer die optischen Achsen der Kamera 22, der Wellenfrontanalyseeinheit 31 und der Lichtquelle 28 koaxial zueinander ausgerichtet werden können. Insbesondere können die Lichtwege 33 so justiert werden, dass sie das Auge 1 des Patienten erfassen.
Eine Bearbeitungsstation 34 für Kontaktlinsen 2 oder Kontaktlinsenrohlinge, die patientenspezifische Kontaktlinsen 2 herstellt und dabei die im erfindungsgemäßen Verfahren berechneten Werte berücksichtigt, kann außerhalb der Vorrichtung 20 liegen. Bevorzugt ist sie jedoch in die Vorrichtung 20 integriert.
Im Folgenden wird ein bevorzugter Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anpassen von Kontaktlinsen 2 an ein Auge 1 beschrieben.
Zum Anpassen steht ein Satz von Anpasslinsen zur Verfügung, dessen Linsen 2 alle richtungsstabilisiert sind und sphärische Werte in Abständen von einer oder zwei Dioptrien (dpt) aufweisen. Der Anpasslinsensatz kann mehrere unterschiedliche Linsen der gleichen Stärke enthalten, z.B. mit unterschiedlichen Innenradien oder Durchmessern. Ferner kann er auch torische Linsen enthalten.
Aus diesem Anpasslinsensatz wird eine Kontaktlinse 2 ausgewählt, die den Patienten möglichst gut korrigiert. Die Kontaktlinse 2 wird auf das Auge 1 des Patienten aufgesetzt. Handelt es sich um eine weiche Kontaktlinse, so muss sie vorher hydratisiert werden. Nach einer Eintragezeit von etwa einer halben Stunde hat die Kontaktlinse 2 eine stabile Lage auf dem Auge 1 eingenommen. Der Patient legt seinen Kopf an die Anlageeinheit 21 an. Beispielsweise liegt dabei sein Kinn auf einer Kinnstütze und seine Stirn an einer Stirnstütze. Sein Auge 1 hat damit eine definierte Position gegenüber der Vorrichtung 20. Der Bediener des Gerätes, beispielsweise ein Augenarzt, ein Optiker oder eine Hilfskraft, justiert die Kamera 22, die Lichtquelle 28 und die Wellenfrontanalyseeinheit 31 so, dass sie jeweils das Auge 1 des Patienten erfassen. Diese Justage kann dadurch erleichtert werden, dass das Bild der Kamera 22 kontinuierlich auf dem Monitor 27 ausgegeben wird. Auf dem Monitor 27 kann der Bediener zudem kontrollieren, ob das Bild scharf ist und der Kontrast ausreicht, um die Ränder der Kontaktlinse 2 und der Pupille 3 sowie die Markierungen 8 auf der Kontaktlinse 2 zu erkennen. Ist dies nicht der Fall, so kann mittels der Einstelleinheit 29 die Position oder Ausrichtung der Lichtquelle 28 verändert werden oder ein anderer Filter in der Filtereinheit 30 ausgewählt werden. Wenn der Kontrast ausreicht, kann auf einen Filter auch verzichtet werden.
Sobald die Justagearbeiten beendet sind, werden Messungen durchgeführt. Der Taktgeber 26 der Recheneinheit 23 gibt eine Vielzahl von Messzeitpunkten vor. Die Frequenz und die Anzahl dieser Messzeitpunkt sind vom Bediener einstellbar. Beispielsweise können 50 Messungen mit einer Repetitionsrate von 10 Hz durchgeführt werden, so dass die gesamte Dauer der Messungen 5 Sekunden beträgt. Zu jedem Messzeitpunkt erstellt die Kamera 22 eine digitale Aufnahme 11 vom Patientenauge 1. Simultan dazu führt die Wellenfrontanalyseeinheit 31 jeweils eine Messung der Wellenfront des Patientenauges 1 mit aufsitzender Kontaktlinse 2 durch. Die digitalen Aufnahmen 11 und die Ergebnisse der Wellenfrontmessung werden an die Recheneinheit 23 übergeben und auf dem Speicher 25 gespeichert. Da die Wellenfront durch ein Zernike- Polynom darstellbar ist, genügt es zur Darstellung der Wellenfront, den Pupillendurchmesser und die Koeffizienten der einzelnen Terme des Zemike-Polynoms zu speichern. Dies sind die sogenannten Zemike-Amplituden.
Aus den erstellten Aufnahmen 11 werden diejenigen Aufnahmen aussortiert, auf denen die Pupille 3 zumindest teilweise vom Augenlid 5 verdeckt ist, da diese Aufnahmen keine zuverlässige Bestimmung der Lagedaten erlauben. Dazu ist ein Computerprogramm vorgesehen, das feststellt, ob auf einer Aufnahme 11 die gesamte Pupille 3 sichtbar ist. Die Pupille 3 ist deutlich dunkler als die sie umgebende Iris 4 und kann daher durch ein bilderkennendes Computerprogramm leicht gefunden werden. Vorzugsweise handelt es sich bei den mit der Kamera 22 erstellten Aufnahmen 11 um Schwarz/weiß-Aufnahmen, um Speicherplatz zu sparen und die Rechengeschwindigkeit zu erhöhen.
Aus den nicht aussortierten Aufnahmen 11 werden ebenfalls mittels eines Computerprogramms die Lagedaten der Kontaktlinse 2 zu jedem Messzeitpunkt ermittelt. Je nach Rechenaufwand kann dies entweder sofort im Anschluss an das Erstellen jeder einzelnen Aufnahme 11 oder nach dem Ende einer Vielzahl von Messungen erfolgen.
Zunächst werden die Koordinaten (Xc, Yc) des Kontaktlinsenmittelpunktes 15 und (Xp, Yp) des Pupillenmittelpunktes 17 bestimmt. Dazu wird jeweils ein Kreis an den Rand der Kontaktlinse 2 und an den Rand der Pupille 3 angepasst und die Lage des Kreismittelpunktes bestimmt. Das Anpassen des Kreises kann entweder durch einen Bediener erfolgen, der auf dem Monitor 27 einen Kreis in der gewünschten Größe und Lage zeichnet, oder mittels eines Computerprogrammes, das die Koordinaten von mindestens drei Punkten auf dem jeweiligen Rand feststellt und einen Kreis passender Größe durch diese drei Punkte hindurchlegt. Aus den gemessenen Koordinaten, die auf das Koordinatensystem 13 der Aufnahme 11 bezogen sind (vgl. Figur 1), werden die horizontalen und vertikalen Dezentrierungen ΔX, ΔY der Kontaktlinse 2 gegenüber dem Pupillenmittelpunkt 17 berechnet.
Die Achslage 7 der Kontaktlinse 2 kann auf unterschiedlichen Wegen bestimmt werden. Jeder Weg kann sowohl von einem Bediener, als auch von einem bilderkennenden Computerprogramm ausgeführt werden. Hat die Markierung 8 auf der Kontaktlinse 2 eine bestimmte Vorzugsrichtung, wie beispielsweise den verlängerten Arm 16 des Kreuzes in Figur 2, so muss lediglich diese Vorzugsrichtung erkannt werden. Da sie auf der Achse 7 der Kontaktlinse 2 liegt, haben im Koordinatensystem 13 beide die gleiche Ausrichtung.
Eine zweite Möglichkeit zur Bestimmung der Achslage 7 besteht darin, die Koordinaten einer über der Achse 7 liegenden Markierung 8 und des Kontaktlinsenmittelpunktes 15 zu ermitteln. Die Verbindungsgerade durch diese beiden Punkte entspricht der Achse 7 der Kontaktlinse 2. Sind an der Kontaktlinse 2 zwei oder mehr Markierungen 8 angebracht, deren Positionen auf der Kontaktlinse 2 bekannt sind, so besteht eine dritte Möglichkeit zur Messung der Achslage 7 in der Bestimmung der Koordinaten von mindestens zwei der Markierungen 8. Aus diesen Koordinaten kann anschließend auf die Lage der Achse 7 zurückgeschlossen werden.
Aus jeder Aufnahme 11 können auf diese Weise sowohl die Daten der (translatorischen) Dezentrierung und (rotatorischen) Achslage der Kontaktlinse 2 ermittelt werden. Die Achslage 7 wird üblicherweise im sogenannten Tabo-Schema dargestellt. In Figur 2 nimmt die Kontaktlinse 2 eine Achslage von etwa 300° ein.
Aus den gemessenen Lagedaten kann nun jeweils ein Wert errechnet werden. Der Wert wird separat für die horizontale Dezentrierung ΔX, die vertikale Dezentrierung ΔY und die Achslage berechnet. Als aussagekräftiger Wert kann beispielsweise der Mittelwert über alle Messwerte gebildet werden. Er sagt aus, in welcher Lage sich die Kontaktlinse 2 im Mittel während der gesamten Messzeit befunden hat. Es kann davon ausgegangen werden, dass die Kontaktlinse 2 diese Lage am häufigsten auf dem Auge 1 des Patienten einnehmen wird.
Ein anderer, ebenfalls aussagekräftiger Wert ist das Maximum einer Häufigkeitsverteilung der Messwerte. Dazu werden die Messwerte, wie in Figur 3 gezeigt, in Intervalle I eingeteilt und eine Häufigkeitsverteilung gebildet. Das Maximum X0 dieser Häufigkeitsverteilung sagt aus, welche Lage die Kontaktlinse 2 am häufigsten auf dem Auge 1 eingenommen hat. Diese Methode lässt Messwerte unberücksichtigt, bei denen die Lagedaten vom Maximum der Häufigkeitsverteilung abweichen. Dies kann vor allem in Hinblick auf die Messung der vertikalen Dezentrierung ΔX vorteilhaft sein. Bedingt durch den Lidschlag ist die Bewegung der Kontaktlinse 2 auf dem Auge 1 in vertikaler Richtung am stärksten.
Das Maximum der Häufigkeitsverteilung der Messwerte wird etwa mit der Ruhestellung übereinstimmen, die die Kontaktlinse 2 zwischen zwei Lidschlägen einnimmt. Diese Ruhestellung kann jedoch noch genauer dadurch ermittelt werden, dass die Lagedaten von jeweils zwei benachbarten Messzeitpunkten voneinander subtrahiert werden und das Minimum dieser Differenzen ermittelt wird. Die Einnahme der Ruhestellung der Kontaktlinse 2 ist gleichbedeutend damit, dass sich ihre Lagedaten von einem Messzeitpunkt zum nächsten nur geringfügig ändern.
In einer bevorzugten Variante des Verfahrens werden für die horizontale Dezentrierung und die Achslage jeweils die Mittelwerte berechnet, während für die vertikale Dezentrierung ΔY wegen der stärkeren Bewegung der Kontaktlinse 2 in dieser Richtung das Maximum der Häufigkeitsverteilung der Messwerte berechnet wird.
Die auf diese Weise berechneten Werte können auf verschiedene Weisen weiter verwendet werden. Eine Möglichkeit besteht darin, eine Mehrzahl unterschiedlicher Kontaktlinsen 2 auf dem Patientenauge 1 zu vermessen. Anschließend kann diejenige Kontaktlinse 2 ausgewählt werden, die in horizontaler und/oder vertikaler Richtung die geringste Dezentrierung aufweist. Eine solche Auswahl war bisher nur durch Ausprobieren möglich. Je geringer die Dezentrierung, desto geringer ist auch das beim Sehen induzierte Prisma. Die Auswahl einer geeigneten Kontaktlinse kann noch weiter verbessert werden, indem aus den Lagedaten die Größe der Standardabweichung berechnet wird und daraufhin diejenige Kontaktlinse 2 ausgewählt wird, bei der die Standardabweichung ein Minimum aufweist. Dies sagt aus, dass diese Kontaktlinse besonders zuverlässig in einer bestimmten Lage verharrt, statt auf dem Auge herumzuwandern. Eine Kontaktlinsenauswahl unter diesem Gesichtspunkt war bisher unmöglich.
Noch wichtiger sind die aus den Lagedaten berechneten Werte im Hinblick auf eine Nachbearbeitung der Kontaktlinse 2 oder eines Kontaktlinsenrohlings. Eine herkömmliche presbyopiekorrigierende Kontaktlinse 2 ist beispielsweise nur dann erfolgreich, wenn ihre optische Zone gegenüber dem Pupillenmittelpunkt 17 zentriert ist. Sind die Dezentrierung und/oder die Achslage der Kontaktlinse 2 mittels des vorliegenden Verfahrens berechnet, so können diese Werte in die patientenspezifische Anpassung und Bearbeitung einer Kontaktlinse 2 einfließen. Insbesondere kann die optische Zone 9 der Kontaktlinse 2 so korrigiert werden, dass sie exakt vor dem Pupillenmittelpunkt 17 ausgerichtet ist. Zudem können die Nah- und Fernbereiche einer multifokalen Kontaktlinse 2 so eingearbeitet werden, dass sie in der bevorzugten, mittleren Achslage 7 eine bestimmte Ausrichtung auf dem Auge 1 haben. Sowohl herkömmliche (Ring-)Strukturen multifokaler Linsen, als auch neue Strukturen wie bspw. eine Koma können auf Grund der gemessenen Daten so eingearbeitet werden, dass sie zur Kontaktlinsenmitte oder zur Pupillenmitte hin zentriert sind.
Bei der patientenspezifischen Bearbeitung einer Kontaktlinse können nicht nur die Lagedaten berücksichtigt werden, sondern auch die gemessene Wellenfront des Patientenauges 1 mit aufsitzender Kontaktlinse 2. Ist die Wellenfront zu mehreren Zeitpunkten gemessen worden, so kann aus den gemessenen Wellenfronten ein Mittelwert berechnet werden, der dann der Nachbearbeitung der Kontaktlinse oder eines Rohlings zu Grunde gelegt wird. Alternativ dazu könnte diejenige gemessene Wellenfront bei der Nachbearbeitung berücksichtigt werden, bei deren Messzeitpunkt die Lage der aufgesetzten Kontaktlinse dem aus den Lagedaten berechneten Wert besonders gut entsprach. Dazu müsste das Minimum der Abweichung der gemessenen Lagedaten von den daraus berechneten Werten ermittelt werden.
Die patientenspezifische Nachbearbeitung einer Kontaktlinse 2 kann entweder an der auf dem Auge vermessenen Kontaktlinse erfolgen, oder an einem hersteliungsgleichen Kontaktlinsenrohling. Bei harten Kontaktlinsenmaterialien können beide Varianten eingesetzt werden. Bei weichen Materialien erfolgt die Bearbeitung bevorzugt an einem Rohling vor dessen Hydratisierung. Dabei muss ein angemessener Quellfaktor berücksichtigt werden.
Das vorstehend beschriebene Verfahren und die dafür eingesetzte Vorrichtung 20 können auf vielfache Weise abgeändert werden. Beispielsweise ist es möglich, in die Vorrichtung 20 eine Topographieanalyseeinheit zu integrieren, die die Topographie der Hornhautoberfläche des Auges 1 vermisst. Auch diese Daten könnten in eine Nachbearbeitung einer patientenspezifischen Kontaktlinse einfließen. Es wäre ferner denkbar, auf dem Auge 1 einen künstlichen Referenzpunkt aufzubringen. Die Lage der Kontaktlinse 2 könnte dann in Bezug auf diesen künstlichen Referenzpunkt gemessen werden. Dabei könnte es sich um einen kleinen Farbpunkt handeln oder auch um eine durch einen Laserschuss eingebrachte Einkerbung.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Anpassen von Kontaktlinsen (2) an ein Auge (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Lage einer Kontaktlinse (2) auf dem Auge (1) über eine Mehrzahl von Messzeitpunkten ermittelt und aus den Lagedaten mindestens ein Wert errechnet wird, der anschließend einer Linsenbearbeitung oder-auswahl zu Grunde gelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lagedaten die Dezentrierung (Δx, Δy) und/oder bei richtungsstabilisierten Kontaktlinsen die Achslage (7) der Kontaktlinse umfassen.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Lagedaten der Ort des Kontaktlinsenmittelpunktes (15) anhand des Randes der Kontaktlinse (2) und/oder mindestens einer Markierung (8) auf der Kontaktlinse bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Dezentrierungsmessung der Pupillenmittelpunkt (17) als Referenzpunkt auf dem Auge (1) dient.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Randes der Pupille (3) der Pupillenmittelpunkt (17) bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Dezentrierungsmessung ein künstlicher Referenzpunkt auf dem Auge (1) aufgebracht wird.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achslage (7) in einem auf das Auge (1) bezogenen x-y- Koordinatensystem (13) ermittelt wird, indem eine Vorzugsrichtung (16) einer an der Kontaktlinse (2) angebrachten Markierung (8) bestimmt wird.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Achslage (7) in einem auf das Auge (1) bezogenen x-y-Koordinatensystem (13) ermittelt wird, indem die Koordinaten des Kontaktlinsenmittelpunktes (15) und einer an der Kontaktlinse (2) angebrachten Markierung (8) bestimmt werden.
9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Achslage (7) in einem auf das Auge (1) bezogenen x-y-Koordinatensystem (13) anhand der Koordinaten von mindestens zwei an der Kontaktlinse angebrachten Markierungen (8) berechnet wird.
10. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dezentrierungsdaten und die Achslagedaten zu denselben Messzeitpunkten ermittelt werden.
11. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Messzeitpunkt mindestens eine fotografische Aufnahme (11) erstellt und aus der Aufnahme die Lagedaten der Kontaktlinse (2) ermittelt werden.
12. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auge (1) während der Messungen mittels einer Lichtquelle (28) beleuchtet wird, wobei die Lichtquelle (28) einen starken Infrarot-Anteil hat, insbesondere eine IR-Lichtquelle ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (28) eine Wellenlänge zwischen 750 und 850 nm aufweist, insbesondere zwischen 780 und 820 nm.
14. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Messzeitpunkt schnell hintereinander mehrere fotografische Aufnahmen (11) erstellt werden, bei denen das Licht unter unterschiedlichen Winkeln einfällt, und dass aus der resultierenden Wanderung des Schattens einer Markierung (8) auf der Augenoberfläche die Lage der Markierung (8) auf der Kontaktlinse (2) ermittelt wird.
15. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aufnahmen polarisiertes Licht eingesetzt wird.
16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aufnahmen monochromatisches Licht eingesetzt wird.
17. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildfeld der Aufnahmen (11) die gesamte Kontaktlinse (2) erfasst.
18. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (11 ) mit einer Digitalkamera (22) erstellt werden und anschließend gespeichert werden.
19. Verfahren nach wenigstens Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Aufnahmen (11) spektral zerlegt werden.
20. Verfahren nach wenigstens Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei Aufnahmen (11) mit unterschiedlicher Beleuchtung voneinander subtrahiert werden.
21. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagedaten durch ein Computerprogramm ermittelt werden.
22. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass pro Aufnahme die Belichtungszeit höchstens 25 ms beträgt.
23. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen mit einer Repetitionsrate von wenigstens 5 Hz erstellt werden.
24. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Aufnahmen (11) aussortiert werden, auf denen die Pupille (3) zumindest teilweise vom Augenlid (5, 6) verdeckt ist.
25. Verfahren nach wenigstens Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (11) mittels eines Computerprogramms aussortiert werden.
26. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aus den Lagedaten berechnete Wert nur aus denjenigen Messzeitpunkten errechnet wird, bei denen sich die Kontaktlinse (2) zwischen zwei Lidschlägen etwa in ihrer Ruhestellung befindet.
27. Verfahren nach wenigstens Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Ruhestellung der Kontaktlinse (2) die Differenzen zwischen den Lagedaten je zwei aufeinanderfolgender Messzeitpunkte gebildet und das Minimum der Differenzen und somit die Konvergenz in der Lage ermittelt wird.
28. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die zur Errechnung des Wertes aus den Lagedaten der Kontaktlinse (2) herangezogenen Messungen die Standardabweichung errechnet wird.
29. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach den Messungen derjenige Messzeitpunkt ermittelt wird, bei dem die gemessene mittlere Dezentrierung (Δx, Δy) und/oder Achslage (7) der Kontaktlinse (2) von dem errechneten Wert am geringsten abweicht.
30. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit auf dem Auge (1) aufsitzender Kontaktlinse (2) an einem oder mehreren Messzeitpunkten eine Wellenfrontmessung durchgeführt wird.
31. Verfahren nach wenigstens Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass Wellenfron- tenmessungen und Messungen der Lage der Kontaktlinse (2) gleichzeitig erfolgen.
32. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Mehrzahl von Wellenfrontmessungen an unterschiedlichen Messzeitpunkten ein Mittelwert gewonnen wird.
33. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Lagemessungen eine Gravur detektiert wird, die sich auf der optischen Zone der Kontaktlinse (2) erstreckt.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravur während der Messung wenigstens teilweise vor der Pupille (3) des Auges (1) liegt.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravur rotations-asymmetrisch ist.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravur Linien aufweist, die sich Y-förmig treffen.
37. Vorrichtung (20) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die sowohl eine Messeinheit zur Messung der Lage einer Kontaktlinse (2) auf einem Auge (1), als auch einen Rechner (24) zum Berechnen eines Wertes aus den Lagedaten aufweist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Lichtquelle (28) aufweist, wobei die Lichtquelle (28) einen starken Infrarot-Anteil hat, insbesondere eine IR-Lichtquelle ist.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (28) eine Wellenlänge zwischen 750 und 850 nm aufweist, insbesondere zwischen 780 und 820 nm.
40. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine gerichtete Lichtquelle (28) aufweist.
41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und/oder Ausrichtung mindestens einer Lichtquelle (28) einstellbar ist.
42. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 38 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass sie vorder Lichtquelle (28) mindestens einen Polarisations- und/oder Farbfilter (30) aufweist.
43. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 37 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kamera (22) aufweist, insbesondere eine Digitalkamera.
44. Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungszeit und/oder die Repetitionsrate der mit der Kamera (22) erstellten Aufnahmen (11) einstellbar sind.
45. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 37 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Wellenfrontanalysevorrichtung (31) aufweist.
46. Vorrichtung nach wenigstens Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Taktgeber (26) zur Synchronisierung der Wellenfrontmessung und der Messung der Lagedaten aufweist.
47. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 37 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Bearbeitungsstation (34) zur Nachbearbeitung einer Kontaktlinse (2) oder eines Kontaktlinsenrohlings unter Berücksichtigung der errechneten Werte aufweist.
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