DE19950791A1 - Image alignment in ophthalmic refractive surgery systems for refractive treatment of eye involves aligning two images of eye having spatial relationship, for performing refractive treatment - Google Patents

Image alignment in ophthalmic refractive surgery systems for refractive treatment of eye involves aligning two images of eye having spatial relationship, for performing refractive treatment

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DE19950791A1
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    • A61F9/08Devices or methods enabling eye-patients to replace direct visual perception by another kind of perception

Abstract

Diagnostic measurement of patient's eye (12) is done. An image having an iris image (120) of the patient's eye is obtained. A spatial relationship between the image and the diagnostic measurement is determined. A refractive treatment is developed based on the diagnostic measurement. Another image of patient's eye is aligned to obtain spatial relationship with the previous image for performing refractive treatment. Independent claims are also included for the following: (a) A system for aligning a refractive correction instrument with a patient's eye; (b) Method for providing a course of refractive treatment; (c) Method of aligning a refractive correction instruments with a patient's eye; (d) System for aligning refractive diagnostic and treatment data; (e) Method of aligning refractive tools; (f) Method for eye alignment and characterization; (g) System for alignment and photo refractive treatment of eye; (h) Laser system

Description

Bereich der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme für refrak­ tive Augenchirurgie und insbesondere die Verwendung von Iriserkennungs- und -lokalisierungssystemen zum Ausrichten oder Abgleichen refraktiver Diagnosewerkzeuge und refrakti­ ver Lasersysteme mit dem Auge.The present invention relates to systems for refrak tive eye surgery and especially the use of Iris detection and localization systems for alignment or comparing refractive diagnostic tools and refractory laser systems with the eye.

Technischer HintergrundTechnical background

Der Bereich der ophthalmologischen refraktiven Chirurgie wurde über die beiden letzten Jahrzehnte wesentlich weiter­ entwickelt. Aufgabe der ophthalmologischen refraktiven Chir­ urgie ist es, refraktive oder Brechungseigenschaften der Au­ gen zu ändern, um verschiedene Sehfehler zu korrigieren, z. B. Myopie (Kurzsichtigkeit), Hyperopie (Weitsichtigkeit) und Astigmatismus (Stabsichtigkeit), sowie andere Defekte. Es wurden mehrere Versuche unternommen, um diese optischen Eigenschaften zu ändern, einschließlich des Einritzens oder Einschneidens der Hornhaut des Auges, um eine Entspannung des Hornhautgewebes zu erreichen, oder die Hornhaut selbst direkt umzuformen oder umzumodellieren. Ein Beispiel der erstgenannten Verfahren ist radiale Keratotomie; Beispiele der letztgenannten Verfahren sind photorefraktive Keratekto­ mie ("PRK"), äußere lamellare Keratektomie ("ALK") und Laser- in-situ-Keratomileusis ("LASIK").The field of ophthalmic refractive surgery has grown significantly over the past two decades developed. Task of the ophthalmic refractive surgeon urgie is to refractive or refractive properties of the Au changes to correct various visual defects, e.g. B. Myopia (nearsightedness), hyperopia (farsightedness)  and astigmatism (myopia), as well as other defects. Several attempts have been made to achieve this optical Modify properties, including scratching or Incision of the cornea of the eye to relax of the corneal tissue, or the cornea itself to directly reshape or reshape. An example of the the former procedure is radial keratotomy; Examples the latter are photorefractive keratectos mie ("PRK"), external lamellar keratectomy ("ALK") and laser in situ keratomileusis ("LASIK").

Durch die Entwicklung und Weiterentwicklungen oder ver­ feinerungen dieser Techniken wurde eine größere Präzision in der refraktiven oder Brechungsfehlerkorrektur erreicht. In frühen Behandlungsarten war die Präzision der Korrektur re­ lativ grob. Eine Korrektur mit einer Toleranz von z. B. plus/minus einer Dioptrie der gewünschten Korrektur für Kurzsichtigkeit oder Myopie wäre als ausgezeichnetes Ergeb­ nis betrachtet worden. Die Behandlungsarten wurden zunehmend weiterentwickelt bzw. verfeinert, so daß eine Korrektur schwierigerer oder subtilerer Defekte ermöglicht wurde. Kurzsichtigkeit (Myopie) und Weitsichtigkeit (Hyperopie) können nun durch herkömmliche Techniken mit hoher Präzision korrigiert werden, und unter Verwendung von Excimerlasern können auch Effekte höherer Ordnung, z. B. Aspherizität und ungleichmäßige Stabsichtigkeit (Astigmatismus), korrigiert werden. Durch Verwendung von Topografiesystemen können Seh­ fehler bestimmt und unabhängig von ihrer "Gleichmäßigkeit" korrigiert werden. Solche Techniken sind im US-Patent Nr. 5891132 mit dem Titel "Distributed Excimer Laser Surgery Sy­ stem", erteilt am 6. April 1999, beschrieben.Through the development and further developments or ver refinement of these techniques has resulted in greater precision refractive or refractive error correction. In early treatment types, the precision of the correction was right relatively rough. A correction with a tolerance of e.g. B. plus / minus a diopter of the desired correction for Nearsightedness or myopia would be an excellent result been considered. The types of treatment were increasing further developed or refined, so that a correction more difficult or subtle defects. Nearsightedness (myopia) and farsightedness (hyperopia) can now with high precision using conventional techniques be corrected, and using excimer lasers higher order effects, e.g. B. Asphericity and uneven presbyopia (astigmatism), corrected become. By using topography systems, sight errors determined and regardless of their "evenness" Getting corrected. Such techniques are described in U.S. Patent No. 5891132 entitled "Distributed Excimer Laser Surgery Sy stem ", issued April 6, 1999.

Durch verschiedene Raster- und Scan- oder Abtasttechni­ ken können solche ungleichmäßigen Brechungsfehler korrigiert werden, die Ungleichmäßigkeit muß jedoch zunächst bestimmt werden. Mit der zunehmenden Präzision refraktiver Opera­ tionstechniken wurden auch refraktive Diagnosetechniken im­ mer präziser. Außer einer Vielfalt von Topografiesystemen (z. B. das System 2000 von EyeSys Technologies, Inc., Hou­ ston, Texas und das System ORBSHOT™ von Orbtek, Inc., Salt Lake City, Utah) werden durch zahlreiche Systeme die Gesamt­ brechungsfehler durch Analysieren des gesamten optischen We­ ges des Auges, einschließlich der Vorder- und Rückseite der Hornhaut, der Linse und des Abstands zur Netzhaut, berech­ net. Einige Systeme verwenden algorithmische Techniken, z. B. das System ORBSCAN® von Orbtek, während andere Systeme an Stelle von Softwaresimulationen direkte Messungen verwenden, z. B. das Wellenfrontaberrationssystem oder der Wellenfront­ sensor, die im US-Patent Nr. 5777719 von Williams et al. ("Williams") beschrieben sind.Through various screening and scanning or scanning technologies Such uneven refractive errors can be corrected the unevenness must first be determined  become. With the increasing precision of refractive Opera tion techniques were also refractive diagnostic techniques in the more precise. Except for a variety of topography systems (e.g., System 2000 from EyeSys Technologies, Inc., Hou ston, Texas and the ORBSHOT ™ system from Orbtek, Inc., Salt Lake City, Utah) are the total through numerous systems refractive error by analyzing the entire optical We of the eye, including the front and back of the Cornea, the lens and the distance to the retina, calc net. Some systems use algorithmic techniques, e.g. B. Orbtek's ORBSCAN® system, while other systems Use direct measurements instead of software simulations, e.g. B. the wavefront aberration system or the wavefront sensor disclosed in U.S. Patent No. 5,777,719 to Williams et al. ("Williams") are described.

Im Wellenfrontaberrationssystem wird beispielsweise ein Laserstrahl auf die Netzhaut des Auges projiziert, und das erhaltene zurückgestreute oder reflektierte Licht durchläuft verschiedene refraktive Abschnitte des Auges. Dieses zurück­ kehrende Bild wird segmentiert und analysiert, um einen er­ forderlichen Korrektur- und Änderungsgrad und -typ für die Hornhaut zu bestimmen, durch die Normalsichtigkeit (Emmetro­ pie) bzw. eine ideale Sehfunktion erhalten wird.For example, in the wavefront aberration system Laser beam projected onto the retina of the eye, and that received backscattered or reflected light passes through different refractive sections of the eye. This back sweeping image is segmented and analyzed to produce a required correction and change degree and type for the Determine cornea by means of normal vision (Emmetro pie) or an ideal visual function is obtained.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Obwohl ophthalmologische refraktive Operationstechniken und ophthalmologische refraktive Diagnosetechniken immer prä­ ziser wurden, hat diese Präzision zu steigenden Anforderun­ gen an die Genauigkeit geführt. Erfindungsgemäß werden Fort­ schritte in der Präzision sowohl der Operations- als auch der Diagnosetechniken auch durch Verwendung eines Bildes der Iris (oder eines Teils der Iris oder eines anderen charakte­ ristischen Augenmerkmals) für Ausrichtungs- oder Anpassungs- bzw. Abgleichzwecke während der Diagnose und der Operation realisiert. Bevor die refraktive Behandlung ausgeführt wird, wird das Operationssystem basierend auf einem während der Diagnose gespeicherten Irisbild ausgerichtet oder abgegli­ chen.Although ophthalmic refractive surgery techniques and ophthalmic refractive diagnostic techniques always pre This precision has become more and more demanding led to accuracy. According to the invention steps in the precision of both operations and of the diagnostic techniques also by using an image of the Iris (or part of the iris or other character  eye characteristic) for alignment or adjustment or alignment purposes during diagnosis and surgery realized. Before the refractive treatment is carried out the operating system will be based on one during the Diagnosis saved or aligned iris image chen.

Beispielsweise werden erfindungsgemäß durch ein Horn­ hautoberflächentopografiesystem oder ein Wellenfrontsensor­ system refraktive Kenndaten des Auges erfaßt, es erfaßt je­ doch auch ein entsprechendes Bild der Pupille und der Iris des Auges. Dann werden dem Irisbild entsprechende Daten in Verbindung mit Daten vom Diagnosesystem gehalten. Wenn zu­ sätzliche Diagnosewerkzeuge verwendet werden, können sie ebenfalls eine Pupillen- und Iriskamera verwenden, um einen "Normierungspunkt" bereitzustellen, der als Bezugspunkt für alle Daten und eine nachfolgende Behandlung dient.For example, according to the invention by a horn skin surface topography system or a wavefront sensor system refractive characteristics of the eye recorded, each recorded but also a corresponding picture of the pupil and iris of the eye. Then the data corresponding to the iris image in Connected to data from the diagnostic system. If too additional diagnostic tools can be used, they can also use a pupil and iris camera to get one To provide "standardization point", which serves as a reference point for all data and subsequent treatment is used.

Wenn die refraktive Behandlung ausgeführt werden soll, z. B. eine LASIK-Behandlung durch einen Excimerlaser, nimmt eine andere Pupillenkamera ein Bild der Iris auf, und eine aus den Diagnoseinformationen entwickelte Behandlung wird auf dieses Irisbild normiert. Diese Normierung kann Transla­ tions-, Rotations-, Skalierungs- oder andere Transforma­ tionsfunktionen beinhalten. Die Behandlung wird dann unter der Kenntnis bereitgestellt, daß sie auf die gewünschten Punkte auf der Hornhaut angewendet wird.If the refractive treatment is to be carried out, e.g. B. LASIK treatment with an excimer laser another pupil camera takes an image of the iris, and one treatment developed from the diagnostic information normalized to this iris image. Transla tion, rotation, scaling or other transformation include functions. The treatment is then under provided that they are on the desired Points are applied to the cornea.

Außerdem kann das Irisbild einem Augennachführsystem zugeführt werden, so daß das aktuelle Ziel des Excimerlasers auf einer dynamischen Basis bezüglich der Irisposition abge­ glichen werden kann.In addition, the iris image can be an eye tracking system be supplied so that the current target of the excimer laser on a dynamic basis with respect to the iris position can be compared.

Vorzugsweise erfaßt das Irissystem charakteristische Merkmale in der Iris und bestimmt Translationsfunktionen ba­ sierend auf diesen Merkmalen. Im allgemeinen sind keine zwei Iris gleich, so daß Rotations-, Translations-, Skalierungs- oder andere Transformationsfunktionen basierend auf den cha­ rakteristischen Merkmalen ausgeführt werden können. Das Irissystem kann verschiedene Merkmale der Iris speichern, einschließlich eines Bildes der Iris selbst, sowie abgelei­ tete charakteristische Merkmale der Iris, Merkmale der Pu­ pille und anderer Teile des Auges, oder Merkmale, die dazu beitragen können, anschließend Daten abzugleichen oder das Operationssystem vor der Laserbehandlung auszurichten oder abzugleichen.The iris system preferably detects characteristic ones Features in the iris and determines translation functions ba based on these characteristics. Generally there are no two Iris equal, so that rotation, translation, scaling  or other transformation functions based on the cha characteristic features can be performed. The Iris system can store various characteristics of the iris, including an image of the iris itself, as well as stripped characteristic features of the iris, features of the pu pill and other parts of the eye, or features related to it can then contribute to reconciling data or that Align operating system before laser treatment or adjust.

Als zusätzlicher Vorteil kann durch die in Verbindung mit der refraktiven Diagnoseanalyse gespeicherten Irisdaten ein sicherer Mechanismus für eine nachfolgende Behandlung bereitgestellt werden. Insbesondere kann, wenn die Irisdaten vor der Operation nicht mit dem durch das Operationssystem erfaßten realen Irisbild übereinstimmen, die Operation un­ terbrochen oder verhindert werden. Dadurch kann beispiels­ weise eine Operation eines falschen Auges mit spezifischen Daten oder die Verwendung von Daten eines anderen Patienten verhindert werden.As an added benefit, can be linked through iris data stored with the refractive diagnostic analysis a safe mechanism for subsequent treatment to be provided. In particular, if the iris data before the operation not with the one through the operating system recorded real iris image match, the operation un broken or prevented. This can, for example wise surgery of a false eye with specific Data or the use of another patient's data be prevented.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Er­ fassung von Irisbilddaten und der Verwendung der Daten für eine anschließende Laserbehandlung; Fig. 1 is a flowchart showing the acquisition of iris image data and the use of the data for subsequent laser treatment;

Fig. 2A, 2B und 2C zeigen Blockablaufdiagramme zum Darstellen der Erfassung von Irisdaten in Verbindung mit re­ fraktiven Kenndaten, der Erzeugung einer Behandlung basie­ rend auf diesen Daten und der Verwendung der Behandlungsda­ ten in Verbindung mit einem Irisbild zum Ausführen einer La­ seroperation; Fig. 2A, 2B and 2C are block flow diagrams for illustrating the acquisition of iris data in conjunction with re fraktiven characteristic data, the generation of a treatment basie rend on these data and the use of Behandlungsda th in conjunction with an iris image to perform a La seroperation;

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht eines Auges sowie zu­ geordnete Diagnosewerkzeuge zum Bestimmen spezifischer re­ fraktiver Merkmale des Auges; Fig. 3 shows a sectional view of an eye and associated diagnostic tools for determining specific re fractive features of the eye;

Fig. 4 zeigt ein Diagramm zum Darstellen verschiedener Merkmale eines Auges, die als charakteristische Irisdaten in einem erfindungsgemäßen System bzw. Verfahren verwendbar sind; Fig. 4 is a diagram illustrating various features of an eye that can be used as characteristic iris data in a system or method according to the invention;

Fig. 5 zeigt ein in der Erfindung vorgesehenes Ablauf­ diagramm zum Darstellen der Verwendung gespeicherter Irisda­ ten und abgebildeter Irisdaten zum Umwandeln einer gewünsch­ ten Behandlung in eine reale Behandlung; Fig. 5 shows a flowchart provided in the invention for illustrating the use of stored iris data and imaged iris data for converting a desired treatment into a real treatment;

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm eines Wellenfrontsen­ sors zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen System; Fig. 6 shows a block diagram of a wave front sensor for use in a system according to the invention;

Fig. 7 zeigt ein Diagramm eines exemplarischen Fixati­ onsbildes zur Verwendung im Wellenfrontsensor von Fig. 6; Figure 7 shows a diagram of an exemplary fixation image for use in the wavefront sensor of Figure 6;

Fig. 8A und 8B zeigen Diagramme von im Wellenfrontsen­ sor von Fig. 6 verwendeten Prismen; Figs. 8A and 8B show diagrams of the Wellenfrontsen sor of FIG 6 prisms used.

Fig. 8C zeigt ein Diagramm eines erfindungsgemäßen An­ triebssystems für die Prismen in Fig. 8B; Fig. 8C shows a diagram of a drive system according to the invention for the prisms in Fig. 8B;

Fig. 9A und 9B zeigen Diagramme zum Darstellen typi­ scher Daten, die von dem erfindungsgemäßen Wellenfrontsensor von Fig. 6 zurückgesendet werden; FIG. 9A and 9B are diagrams showing typi shear data sent back from the inventive wavefront sensor of Fig. 6;

Fig. 10 zeigt ein Bild aktueller oder realer Daten, die von dem erfindungsgemäßen Wellenfrontsensor von Fig. 6 zurückgesendet werden; und FIG. 10 shows an image of current or real data that is sent back by the wavefront sensor according to the invention from FIG. 6; and

Fig. 11A und 11B zeigen Darstellungen unscharfer Wellenfrontsensordaten, die von einem beispielsweise in Fig. 6 dargestellten Wellenfrontsensor zurückgesendet werden, sowie die Erzeugung eines Schwerpunkts der Datenpunkte des Wellenfrontsensors. FIG. 11A and 11B are diagrams showing fuzzy wavefront sensor data, which are sent back from an illustrated example in FIG. 6, wave-front sensor, and the generation of a centroid of the data points of the wavefront sensor.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention Verwendung von Irisdaten zum Abgleichen der Laserbe­ handlungUsing iris data to match the laserbe action

Fig. 1 zeigt den allgemeinen Ablauf eines Verfahrens zur Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems. In Block 10 wird die Iris in Verbindung mit der Erfassung refraktiver Daten in Diagnosewerkzeugen abgebildet. Diese Abbildung und die Verwendung des Diagnosewerkzeugs können vielfältiger Art sein. Beispielsweise kann das Werkzeug geeignet vor der La­ serbehandlung in Form eines Hornhautoberflächentopografiesy­ stems zum Bestimmen eines Hornhaut- oder refraktiven Profils verwendet werden. Oder es kann unmittelbar vor der refrakti­ ven Operation verwendet werden. In jedem Fall wird die abge­ bildete Iris oder eine Darstellung der Iris mit den durch das Diagnosewerkzeug hergeleiteten Daten gehalten. Fig. 1 shows the general flow of a method for use of a system according to the invention. In block 10 , the iris is mapped in connection with the acquisition of refractive data in diagnostic tools. This illustration and the use of the diagnostic tool can be of various types. For example, the tool can be used appropriately before laser treatment in the form of a corneal surface topography system to determine a corneal or refractive profile. Or it can be used immediately before the refractory operation. In any case, the imaged iris or a representation of the iris is held with the data derived by the diagnostic tool.

Dann wird im Block 12 basierend auf den durch das Dia­ gnosewerkzeug bereitgestellten Daten eine Behandlung entwic­ kelt. Beispielsweise kann durch diese Behandlung ein gewis­ ser Myopiegrad und ein ungleichmäßiger Astigmatismus behan­ delt werden. Diese Behandlung kann beispielsweise eine Be­ handlung sein, die unter Verwendung der in der PCT/EP95/04028 mit dem Titel "Excimer Laser System for Cor­ rection of Vision with Reduced Thermal Effects", veröffent­ licht am 25. April 1996 beschriebenen Algorithmen, wobei ein Rasteralgorithmus zum Modifizieren eines Hornhautprofils be­ reitgestellt wird, in Verbindung mit dem im US-Patent Nr. 5891132 mit dem Titel "Distributed Excimer Laser System", erteilt am 6. April 1999 beschriebenen verteilten System entwickelt wird. Diese Behandlung wird jedoch auf eine ge­ speicherte Darstellung des Irisbildes normiert. Dadurch kön­ nen nachfolgende Modifikationen der Behandlung basierend auf zusätzlichen Diagnosewerkzeugdaten auf nachfolgende Irisbil­ der normiert werden.A treatment is then developed in block 12 based on the data provided by the diagnostic tool. For example, a certain degree of myopia and uneven astigmatism can be treated by this treatment. This treatment can be, for example, a treatment using the algorithms described in PCT / EP95 / 04028 entitled "Excimer Laser System for Correction of Vision with Reduced Thermal Effects", published on April 25, 1996, wherein a A raster algorithm for modifying a corneal profile is provided in conjunction with the distributed system developed in US Patent No. 5891132 entitled "Distributed Excimer Laser System" issued April 6, 1999. However, this treatment is standardized to a stored representation of the iris image. This allows subsequent modifications of the treatment to be normalized to subsequent iris images based on additional diagnostic tool data.

Außerdem wird die Behandlung selbst vorzugsweise auf die Iris des Patienten ausgerichtet. Dies erfolgt in Block 14, wo das Laserziel und das Behandlungsmuster auf das Bild einer Iris des zu behandelnden Patienten normiert werden. Diese Normierung kann eine sehr allgemeine Normierung sein, z. B. eine Translation des Laserziels auf einen geeigneten Punkt, oder eine kompliziertere Normierung, z. B. durch Rota­ tion oder sogar eine Skalierung und Neigung der Behandlung, um das Irisbild mit dem Lasersystem abzugleichen.In addition, the treatment itself is preferably targeted to the patient's iris. This takes place in block 14 , where the laser target and the treatment pattern are normalized to the image of an iris of the patient to be treated. This standardization can be a very general standardization, e.g. B. translation of the laser target to a suitable point, or a more complicated normalization, e.g. B. by Rota tion or even a scaling and inclination of the treatment to match the iris image with the laser system.

Dann wird die Laserbehandlung in Schritt 16 ausgeführt. Während der Laserbehandlung kann das System periodisch oder sogar kontinuierlich die Irisdaten mit den gespeicherten Darstellung der Irisdaten abgleichen, d. h. dem Auge des Pati­ enten nachgeführt werden.Then the laser treatment in step 16 is carried out. During the laser treatment, the system can periodically or even continuously compare the iris data with the stored representation of the iris data, ie track the patient's eye.

Die Fig. 2A, 2B und 2C zeigen den allgemeinen Ablauf zum Bestimmen refraktiver Daten, zum Normieren auf das Iris­ bild, zum Erzeugen eines Behandlungsablaufs und zum an­ schließenden Anwenden des Behandlungsablaufs in einem erfin­ dungsgemäßen System. Fig. 2A zeigt zwei Arbeitsplatzsysteme zum Bestimmen refraktiver Merkmale eines Hornhautoberflä­ chentopografiesystems 100 und eines Wellenfrontsensors 102 (oder Aberrometer™). Durch beide Vorrichtungen werden im allgemeinen Daten bereitgestellt, die refraktive Merkmale des Auges darstellen. Außerdem ist ein Arbeitsplatzrechner oder eine Recheneinheit 104 dargestellt, der/die dazu ver­ wendet wird, einen spezifischen Behandlungsablauf basierend auf durch das Diagnosewerkzeug bereitgestellten Daten zu er­ zeugen. Obwohl der Arbeitsplatzrechner 104 als separater Ar­ beitsplatzrechner zur Verwendung beispielsweise in einem z. B. in der PCT/EP97/02821 dargestellten verteilten System dargestellt ist, könnte er und/oder seine Funktionalität in vielen der anderen Komponenten des in den Fig. 2A, 2B und 2C dargestellten Systems integriert sein. Beispielsweise ist in Fig. 2C auch ein Lasersystem 106 dargestellt, das sowohl die durch den Arbeitsplatzrechner 104 erzeugte Behandlung als auch entsprechende Irisdaten empfängt. Im Lasersystem 106 könnte die Funktionalität des Arbeitsplatzrechners 104 integriert sein, so daß eine geeignete Laserbehandlung in­ nerhalb des Lasersystems 106 selbst erzeugt würde. Figs. 2A, 2B and 2C show the general flow of determining refractive data, normalizing to the iris image, generating a course of treatment and on closing applying the treatment procedure in an OF INVENTION to the invention system. Fig. 2A shows two workstations for determining refractive characteristics of a Hornhautoberflä chentopografiesystems 100 and a wavefront sensor 102 (or aberrometer ™). Both devices generally provide data that represent refractive features of the eye. In addition, a workstation computer or a computing unit 104 is shown, which is used to generate a specific treatment process based on data provided by the diagnostic tool. Although the workstation 104 beitsplatzrechner as a separate Ar for use, for example, in a z. For example, as shown in the distributed system shown in PCT / EP97 / 02821, it and / or its functionality could be integrated into many of the other components of the system shown in Figures 2A, 2B and 2C. For example, a laser system 106 is also shown in FIG. 2C, which receives both the treatment generated by the workstation 104 and corresponding iris data. In the laser system 106, the functionality of the workstation 104 could be integrated, so that an appropriate laser treatment would be produced in nerhalb of the laser system 106 itself.

Beginnend mit Fig. 2A ruft das Hornhauttopografiesy­ stem 100 topografische Daten vom Auge E eines Patienten ab. Das dargestellte Topografiesystem weist einer Placido'schen Scheibe ähnliche Hardware 108 sowie eine Pupillen- oder Iriskamera 110 auf. Diese Komponenten sind bekannt, und es sind verschiedenartige Techniken zum Erzeugen von Hornhaut­ topografiedaten bekannt. Beispielsweise erzeugt das System 2000 von EyeSys Hornhauttopografiedaten, und das System ORBSCAN® von Orbtek erzeugt nicht nur Hornhautoberflächento­ pografiedaten sondern auch eine Gesamttopografie für die verschiedenen Augenkomponenten. Das erstgenannte System ist ein auf einer Placido'schen Scheibe basierendes System; das letztgenannte System ist ein auf einer automatischen Schlitzlampe basierendes System. Das Topografiesystem 100 kann typischerweise Ausgangsdaten 112 in verschiedenen For­ maten erzeugen, die unter Verwendung verschiedener Techniken erzeugt werden, z. B. in Form von absoluten Hornhauthöhen an verschiedenen Punkten, von Hornhautkrümmungen an verschiede­ nen Punkten, und ähnliche.Starting with Fig. 2A, the Hornhauttopografiesy a patient causes stem 100 topographical data from the eye E. The topography system shown has hardware 108 similar to a Placido disc and a pupil or iris camera 110 . These components are known and various techniques for generating corneal topography data are known. For example, the System 2000 from EyeSys generates corneal topography data, and the ORBSCAN® system from Orbtek not only generates corneal surface topography data, but also an overall topography for the various eye components. The former system is a system based on a Placido disc; the latter system is based on an automatic slit lamp. The topography system 100 may typically generate output data 112 in various formats that are generated using various techniques, e.g. B. in the form of absolute corneal heights at different points, of corneal curvatures at various points, and the like.

Außer den Hornhautdaten 112 erfaßt das Hornhauttopogra­ fiesystem 100 auch einen entsprechenden "Schnappschuß" der sichtbaren Oberfläche des Auges E, wodurch erste Iris (und Pupillen-) -bilddaten 114 bereitgestellt werden, die ein Iris (und Pupillen) -bild 120 darstellen. Viele Hornhaut­ oberflächentopografiesysteme weisen eine Pupillenkamera auf, die dieses Bild erfassen kann. Wie nachstehend näher disku­ tiert wird, kann die Pupillen- oder Iriskamera 110 die Iris­ bilddaten in verschiedenen Formaten bereitstellen, z. B. als Standardbildformat, oder als reduziertes Format, in dem ver­ schiedene Iris- oder Pupillenstrukturen oder -merkmale iden­ tifiziert sind. Diese Strukturen oder Merkmale können solche aufweisen, die entlang des Rands der Grenzfläche zwischen der Pupille und der Iris identifizierbar sind. Die Irisdaten 114 können eine Kombination aus einem Bild und identifizier­ ten Strukturen oder Merkmalen der Iris, der Pupille, ihrer Grenzfläche oder von anderen Augenstrukturen sein.In addition to corneal data 112, corneal topography system 100 also captures a corresponding "snapshot" of the visible surface of eye E, thereby providing first iris (and pupil) image data 114 that represents an iris (and pupil) image 120 . Many corneal surface topography systems have a pupil camera that can capture this image. As will be discussed in more detail below, the pupil or iris camera 110 can provide the iris image data in various formats, e.g. B. as a standard image format, or as a reduced format in which different iris or pupil structures or features are identified. These structures or features can have those that are identifiable along the edge of the interface between the pupil and the iris. Iris data 114 may be a combination of an image and identified structures or features of the iris, pupil, its interface, or other eye structures.

Die Pupillen- oder Iriskamera 110 kann eine von ver­ schiedenen Kameratypen sein, z. B. eine mit sichtbarem Licht arbeitende Kamera, eine Infrarotkamera oder eine andere Ka­ mera, die geeignet ist, das Irisbild 120 aufzunehmen. Vor­ zugsweise wird das Bild zum gleichen Zeitpunkt erfaßt, an dem die Topografiekomponenten (die einer Placido'schen Schei­ be ähnliche Hardware) 108 die Topografiedaten 112 erfassen, obwohl auch ein früherer oder späterer Zeitpunkt akzeptier­ bar wäre.The pupil or iris camera 110 can be one of various camera types, e.g. B. a camera working with visible light, an infrared camera or another camera that is suitable for taking the iris image 120 . Preferably, the image is captured at the same time the topography components (hardware similar to a Placido disc) 108 capture the topography data 112 , although an earlier or later time would also be acceptable.

Wie in Fig. 2A dargestellt, werden die Topografiedaten 112 und die Irisbilddaten 114 vorzugsweise gemäß einem Koor­ dinatensystem miteinander in Beziehung gebracht, wie durch überlagerte Bilder 116 dargestellt. Die Beziehung zwischen einer bestimmten Topografie 118 und dem Irisbild 120 wird in den Daten gehalten.As shown in FIG. 2A, the topography data 112 and the iris image data 114 are preferably related to one another according to a coordinate system, as represented by superimposed images 116 . The relationship between a particular topography 118 and iris image 120 is maintained in the data.

Wie nachstehend diskutiert wird, sind die Irisbilddaten 114 für das Irisbild 120 zum Ausrichten oder Abgleichen ei­ nes Operationswerkzeugs (hier des Lasersystems 106) geeig­ net. Die Daten 114 sind jedoch auch nützlich zum Normalisie­ ren von Daten von verschiedenen anderen Augendiagnoseinstru­ menten oder -geräten. Insbesondere analysiert der Wellen­ frontsensor 102 auch refraktive Ungleichmäßigkeiten oder Ab­ errationen im Auge E. Ein solcher Wellenfrontsensor 102 ist beispielsweise dem von Williams beschriebenen Sensor ähn­ lich; ein anderer geeigneter Wellenfrontsensor wird nachste­ hend in Verbindung mit Fig. 6 diskutiert. Im Wellenfront­ sensor 102 wird vorzugsweise eine Pupillenkamera 122 vor ei­ ner geeigneten "Teleskop" -optik 124 auf das Auge E fokus­ siert. Die Teleskopoptik 124 (z. B. eine Vorrichtung oder Op­ tik zum Anpassen des Fokus oder des optischen Wegs) wird verwendet, um die optische Weglänge zu ändern und einen La­ ser 126 auf die Netzhaut des Auges E zu fokussieren. Die Te­ leskopoptik 124 kann verwendet werden, um optische Aberra­ tionen niedriger Ordnung des Auges E, z. B. eine Defokussie­ rung, zu bestimmen und zu kompensieren. In einer Ausfüh­ rungsform erfaßt der Wellenfrontsensor 102 Daten zum Bestim­ men optischer Aberrationen im Auge E über eine Linsenkamera 128. Es können verschiedene andere Wellenfrontsensoren oder Systemtypen zum Bestimmen refraktiver ophthalmischer Wellen­ frontaberrationen verwendet werden.As discussed below, iris image data 114 is suitable for iris image 120 for aligning or aligning an operating tool (here, laser system 106 ). However, data 114 is also useful for normalizing data from various other eye diagnostic tools or devices. In particular, the wavefront sensor 102 also analyzes refractive irregularities or errations in the eye E. Such a wavefront sensor 102 is, for example, similar to the sensor described by Williams; another suitable wavefront sensor is discussed below in connection with FIG. 6. In the wavefront sensor 102 , a pupil camera 122 is preferably focused on the eye E in front of a suitable “telescope” optics 124 . The telescope optics 124 (e.g., a device or optics to adjust the focus or the optical path) is used to change the optical path length and to focus a laser 126 on the retina of the eye E. Te leskopoptik 124 can be used to optical aberrations low order of the eye E, z. B. a defocusing, to determine and compensate. In one embodiment, the wavefront sensor 102 acquires data for determining optical aberrations in the eye E via a lens camera 128 . Various other wavefront sensors or system types can be used to determine refractive ophthalmic waves front aberrations.

Wie bei dem Hornhautoberflächentopografiesystem 100 werden durch den Wellenfrontsensor 102 vorzugsweise Aberra­ tionsdaten 130 und Iris (und Pupillen) -bilddaten 132 von der Pupillenkamera 122 bereitgestellt. Durch diese Daten wird ein Aberrationsprofil 134 - z. B. ein Wellenfrontsensor­ lichtfleckprofil, von dem Schwerpunkte von Lichtflecken be­ stimmt werden, um die Wellenfrontaberrationen des Auges zu bestimmen, wie von Williams beschrieben - und ein Iris- (und Pupillen)-bild 136 erhalten. Die Irisbilddaten 132 können den Irisbilddaten 114 ähnlich sein. Die Wellenfrontsensorda­ ten 130 und die Irisbilddaten 132 werden auch aufeinander normiert, wie durch einen überlappenden Bezugsrahmen 138 in Fig. 2A dargestellt. Die Pupille ist vorzugsweise aufgewei­ tet, wenn die Aberrationsdaten 130 und die Bilddaten erfaßt werden.As with the corneal surface topography system 100 , the wavefront sensor 102 preferably provides aberration data 130 and iris (and pupil) image data 132 from the pupil camera 122 . An aberration profile 134 - e.g. B. a wavefront sensor light spot profile, from the focus of light spots be determined to determine the wavefront aberrations of the eye, as described by Williams - and get an iris (and pupil) image 136 . Iris image data 132 may be similar to iris image data 114 . The wavefront sensor data 130 and the iris image data 132 are also normalized to one another, as represented by an overlapping reference frame 138 in FIG. 2A. The pupil is preferably dilated when the aberration data 130 and the image data are acquired.

Bei der Entwicklung eines Behandlungsablaufs für eine refraktive Operation, z. B. einer LASIK-Behandlung, können verschiedenartige refraktive Daten bestimmt und verwendet werden. Diese Daten können Hornhauttopografiedaten, Wellen­ frontsensordaten, Hornhautdickendaten oder anderer Diffe­ renz- oder Differentialprofile (z. B. unter Verwendung von Ultraschall) von Augenkomponenten und andersartige refrakti­ ve Daten sein, die durch verschiedene Quellen erzeugt wer­ den, z. B. durch Schlitzscan- oder optische Kohärenztopogra­ fietechniken. Beispielswesie kann Ultraschall verwendet wer­ den, um nicht nur die Hornhautdicke sondern auch die Epit­ hel- und andere Augenoberflächen, den Anteil der Stromakom­ ponente in einem durch einen Mikrokeratomschnitt erhaltenen Hornhautscheibchen (für LASIK), das Reststroma unter dem Hornhautscheibchen, und ähnliche Parameter zu messen. Diese Daten werden typischerweise auf einer punktweisen Basis für das Auge E mit verschiedenen Auflösungen bereitgestellt. Beispielsweise werden die Hornhauttopografiedaten 112 vom Hornhauttopografiesystem 100 im allgemeinen eine höhere Auf­ lösung haben als die Wellenfrontsensordaten 130. Ähnlicher­ weise beziehen sich bestimmte Datentypen auf einen Aspekt des Auges E, z. B. die Hornhautoberflächentopografiedaten 112, die die Oberflächentopografie des Auges E abbilden, während andere Daten andere Aspekte des Auges E widerspie­ geln können, z. B. den in den Wellenfrontsensordaten 130 vom Wellenfrontsensor 102 gefundenen Gesamtbrechungsfehler.When developing a course of treatment for a refractive surgery, e.g. B. a LASIK treatment, various types of refractive data can be determined and used. This data may be corneal topography data, wavefront sensor data, corneal thickness data or other differential or differential profiles (e.g. using ultrasound) of eye components and other types of refractory data generated by various sources, e.g. B. by slot scanning or optical coherence topography techniques. For example, ultrasound can be used to measure not only the corneal thickness, but also the epithelial and other eye surfaces, the proportion of the current component in a corneal disc obtained by a microkeratome incision (for LASIK), the residual stroma under the corneal disc, and similar parameters . This data is typically provided on a point-by-point basis for the eye E with different resolutions. For example, corneal topography data 112 from corneal topography system 100 will generally have a higher resolution than wavefront sensor data 130 . Similarly, certain types of data relate to an aspect of the eye E, e.g. B. the corneal surface topography data 112 , which map the surface topography of the eye E, while other data may reflect other aspects of the eye E, e.g. B. The total refractive error found in the wavefront sensor data 130 by the wavefront sensor 102 .

Außerdem könnten die refraktiven Diagnosewerkzeuge ver­ schiedene Konfigurationen aufweisen, sie könnten beispiels­ weise ein festinstalliertes System, ein Tischsystem oder ein handgehaltenes System sein oder aus mehreren in einem einzi­ gen Werkzeug integrierten Systemen bestehen. Für Fachleute ist erkennbar, daß die erfindungsgemäßen Techniken in einer breiten Vielfalt physikalischer Ausführungsformen implemen­ tierbar sind.In addition, the refractive diagnostic tools could ver have different configurations, for example assign a fixed system, a table system or a handheld system or several in one integrated systems. For professionals it can be seen that the techniques of the invention in one implement a wide variety of physical embodiments are animal.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden diese Datensätze für eine genauere Erzeugung einer refraktiven Be­ handlung aufeinander normiert. Hierbei werden die Topogra­ fiedaten 112 und ihre entsprechenden Irisbilddaten 114 auf die Wellenfrontsensordaten 130 und ihre entsprechenden Iris­ bilddaten 132 normiert. Beispielsweise werden diese beiden Datensätze (dargestellt durch ein Diagramm 140) basierend auf Ähnlichkeiten des Irisbildes 120 und des Irisbildes 136 (dargestellt durch ein Irisbild 142) aufeinander normiert. Wie vorstehend diskutiert, kann diese Normierung durch eine Überlappung oder Überlagerung der Irisbilder selbst erhalten werden, oder stattdessen aus einem Abgleich charakteristi­ scher Elemente der Iris-(und Pupillen)-bilder, wie vorste­ hend in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben wurde.According to one embodiment of the invention, these data records are normalized to one another for a more precise generation of a refractive treatment. Here, the topography data 112 and their corresponding iris image data 114 are normalized to the wavefront sensor data 130 and their corresponding iris image data 132 . For example, these two data sets (represented by a diagram 140 ) are normalized to one another based on similarities of the iris image 120 and the iris image 136 (represented by an iris image 142 ). As discussed above, this normalization can be obtained by overlapping or overlaying the iris images themselves, or instead by matching characteristic elements of the iris (and pupil) images, as described above in connection with FIG. 4.

In einer in Fig. 2B dargestellten besonderen Ausfüh­ rungsform wird das Aberrationsprofil 134 verarbeitet (z. B. durch Zernike-Polynomanpassung, wie von Williams und hierin diskutiert wird), um Wellenfrontaberrationsdaten zu erzeu­ gen, die als Pupillenwellenfrontaberrations(z. B. Kontour)- diagramm 160 dargestellt sind. Die Wellenfrontsensordaten 130 und die Irisbilddaten 132 (Fig. 2A) werden ebenfalls aufeinander normiert, wie durch einen überlappenden Bezugs­ rahmen 162 in Fig. 2B dargestellt ist. Wie vorstehend dis­ kutiert, ist die Pupille vorzugsweise erweitert, wenn die Aberrationsdaten 130 und die Bilddaten erfaßt werden, und diese Datensätze werden für eine genauere Erzeugung einer refraktiven Behandlung aufeinander normiert. Die Topografie­ daten 112 und ihre entsprechenden Irisbilddaten 114 werden auf die Wellenfrontsensordaten 130 und ihre Irisbilddaten 132 normiert. Beispielsweise ist die Normierung dieser Daten durch ein (überlagertes) Diagramm 164 dargestellt, das par­ allel zur vorstehenden Diskussion von Fig. 2A auf Ähnlich­ keiten des Irisbildes 120 und des Irisbildes 136 basiert (durch ein Irisbild 142 dargestellt). Die Topografiedaten 118 können sich über einen größeren Abschnitt des Auges er­ strecken, z. B. über den größten Teil der Hornhaut oder über die gesamte Hornhaut, während das Wellenfrontaberrationsdia­ gramm (bzw. die Wellenfrontaberrationsdaten) 160 sich über die Pupille erstrecken kann. Für Fachleute ist ersichtlich, daß eine gewisse Korrelation zwischen dem Pupillenwellen­ frontaberrationsdiagramm 160 und der Topografie 118, wenn diese wie oder ähnlich wie das Diagramm 164 überlappt wer­ den, erkennbar sein kann, auch wenn für die Ausrichtung bzw. den Abgleich oder die Normierung keine Irisbilddaten verwen­ det werden. Zum Normieren oder Überlagern der Topografie- und Wellenfrontaberrationsdaten (z. B. der Topografiedaten 118 und des Pupillenwellenfrontaberrationsdiagramms 160), können die Änderungen der optischen Weglänge (z. B. aus den Wellenfrontaberrationsdaten) oder des Brechungsindex (z. B. durch Mittelwertbildung von Brechungsindizes) des Auges ge­ eignet berücksichtigt werden, um diese Daten zu korrelieren, wie für Fachleute ersichtlich ist.In a particular embodiment shown in FIG. 2B, aberration profile 134 is processed (e.g., by Zernike polynomial fitting, as discussed by Williams and herein) to generate wavefront aberration data that is referred to as pupil wavefront aberrations (e.g., contour) - Diagram 160 are shown. The wavefront sensor data 130 and the iris image data 132 ( FIG. 2A) are also normalized to one another, as shown by an overlapping reference frame 162 in FIG. 2B. As discussed above, the pupil is preferably dilated when the aberration data 130 and image data are acquired, and these data sets are normalized to one another for more accurate generation of refractive treatment. The topography data 112 and its corresponding iris image data 114 are normalized to the wavefront sensor data 130 and its iris image data 132 . For example, the normalization of this data is represented by a (superimposed) diagram 164 , which is parallel to the above discussion of FIG. 2A based on similarities of the iris image 120 and the iris image 136 (represented by an iris image 142 ). The topography data 118 may extend over a larger portion of the eye, e.g. B. over most of the cornea or over the entire cornea, while the wavefront aberration diagram (or the wavefront aberration data) 160 can extend over the pupil. It will be apparent to those skilled in the art that a certain correlation between the pupil wave front aberration diagram 160 and the topography 118 , if overlapped like or similar to the diagram 164 , can be discernible, even if no iris image data for the alignment or the adjustment or the normalization be used. To normalize or superimpose the topography and wavefront aberration data (e.g., the topography data 118 and the pupil wavefront aberration diagram 160 ), the changes in the optical path length (e.g. from the wavefront aberration data) or the refractive index (e.g. by averaging refractive indices ) of the eye can be taken into account in a suitable manner in order to correlate this data, as is apparent to experts.

Unabhängig davon, ob Daten gemäß dem in Fig. 2A oder in Fig. 2B dargestellten Verfahren erzeugt werden, erzeugt ein Computerprogramm anschließend ein Behandlungsprofil 144, wie in Fig. 2C dargestellt. Dies kann beispielsweise durch einen selbständigen Computer 104, einen mit dem Internet oder einem anderen Netz verbundenen Computer, oder in einem Rechensystem ausgeführt werden, das Teil des Lasersystems 106, des Topografiesystems 100, des Wellenfrontsensors 102 oder anderer Systeme ist. Die erzeugte Behandlung kann eine von verschiedenen Behandlungen sein. Beispielsweise könnte ein ungleichmäßiges Behandlungsmuster ausgeführt werden, wie im vorstehend erwähnten US-Patent Nr. 5 891 132 dargestellt, oder es könnten verschiedene andere Behandlungstypen ausge­ führt werden, z. B. eine Laserbehandlung mit variabler Licht­ fleckgröße, mit einer Schlitzabtast- bzw. Schlitzscantechnik oder mit einer festen abgetasteten Lichtfleckgröße. Unabhän­ gig von der ausgeführten Behandlung wird das Behandlungsmu­ ster bezüglich den Daten 140 oder 164 von verschiedenen Dia­ gnosewerkzeugen erzeugt und kann normiert auf das gespei­ cherte Irisbild 142 gehalten werden.Regardless of whether data is generated according to the method shown in FIG. 2A or in FIG. 2B, a computer program subsequently generates a treatment profile 144 , as shown in FIG. 2C. This can be done, for example, by a stand-alone computer 104 , a computer connected to the Internet or another network, or in a computing system that is part of the laser system 106 , the topography system 100 , the wavefront sensor 102 or other systems. The treatment generated can be one of several treatments. For example, a non-uniform treatment pattern could be performed, as shown in the aforementioned U.S. Patent No. 5,891,132, or various other types of treatment could be performed, e.g. B. a laser treatment with variable light spot size, with a slot scanning or slot scanning technology or with a fixed scanned light spot size. Irrespective of the treatment carried out, the treatment pattern with respect to the data 140 or 164 is generated by various diagnostic tools and can be kept normalized on the stored iris image 142 .

Die Daten von den verschiedenen Diagnosewerkzeugen kön­ nen auf verschiedene Weisen verwendet werden, um Behandlun­ gen zu erzeugen. Beispielsweise könnten ausschließlich die Daten 130 vom Wellenfrontsensor 102 zum Erzeugen einer Be­ handlung verwendet werden, oder stattdessen könnten die Da­ ten 112 vom Hornhautoberflächentopografiesystem 100 verwen­ det werden. Es können ausschließlich andere alternative Ar­ ten refraktiver Diagnosewerkzeugdaten verwendet werden, um Behandlungen zu erzeugen. Vorteilhafte Aspekte der Daten von den verschiedenen Werkzeugen könnten kombiniert werden, um insgesamt bessere refraktive Behandlungen zu erhalten. Bei­ spielsweise sendet das Hornhautoberflächentopografiesystem 100 Oberflächentopografiedaten unabhängig vom Erweiterungs­ grad der Pupille zurück, der Wellenfrontsensor 102 kann je­ doch durch den Erweiterungsgrad der Pupille begrenzt sein (d. h., der Wellenfrontsensor 102 mißt typischerweise nur re­ fraktive Effekte optischer Elemente, die sich im optischen Weg befinden). Daher könnten, wie durch das Diagramm 164 von Fig. 2B dargestellt, die Daten 112 vom Hornhautoberflächen­ topografiesystem 100 über einen Bereich verwendet werden, der größer ist als die erweiterte Pupille, während die Daten 130 vom Wellenfrontsensor 102 für den Mittelabschnitt inner­ halb des Pupillenbereichs verwendet werden könnten. In bei­ den Fällen können die Daten 130 und die Daten 112 durch eine erste räumliche Normierung unter Verwendung ihrer jeweiligen Irisbilder 120 und 136 abgeglichen werden. Als anderes Bei­ spiel können die Daten von verschiedenen Diagnosewerkzeugen kombiniert werden, um ein Gesamtmodell der optischen Elemen­ te im Auge bereitzustellen. Beispielsweise könnte das Horn­ hautoberflächentopografiesystem 100 Oberflächendaten bereit­ stellen, ein Ultraschallsystem könnte Hornhautdickendaten bereitstellen, und der Wellenfrontsensor 102 könnte Gesamt­ brechungsfehlerdaten bereitstellen. Durch "Subtrahieren" der Effekte der Oberflächendaten und der Dickendaten können da­ her optische Elemente hinter der Hornhaut unter Verwendung verschiedener Datensätze modelliert werden. Indem die Daten­ sätze zunächst basierend mit jeweiligen Irisbildern abgegli­ chen werden, kann eine höhere Genauigkeit erreicht werden.The data from the various diagnostic tools can be used in various ways to generate treatments. For example, only the data 130 from the wavefront sensor 102 could be used to generate a treatment, or instead the data 112 from the corneal surface topography system 100 could be used. Only other alternative types of refractive diagnostic tool data can be used to generate treatments. Advantageous aspects of the data from the different tools could be combined to get better refractive treatments overall. In play, the corneal surface topography system 100 sends surface topography data regardless of the expansion degree back of the pupil, the wavefront sensor 102 may vary but be limited by the degree of expansion of the pupil (that is, the wavefront sensor 102 typically only measures re fraktive effects of optical elements that are located in the optical path) . Therefore, as represented by diagram 164 of FIG. 2B, data 112 from corneal surface topography system 100 could be used over an area larger than the dilated pupil, while data 130 from wavefront sensor 102 could be used for the central portion within the pupil area could become. In the cases, data 130 and data 112 can be matched by a first spatial normalization using their respective iris images 120 and 136 . As another example, the data from different diagnostic tools can be combined to provide an overall model of the optical elements in the eye. For example, the corneal surface topography system 100 could provide surface data, an ultrasound system could provide corneal thickness data, and the wavefront sensor 102 could provide total refractive error data. By "subtracting" the effects of the surface data and the thickness data, optical elements behind the cornea can be modeled using different data sets. By first comparing the data sets based on the respective iris images, higher accuracy can be achieved.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht des Auges E mit einer Hornhaut 450, einer Linse 456 und einer Netzhaut 458. Die Hornhaut 450 weist mehrere Schichten auf, z. B. ein Epit­ hel 452 und ein Stroma 454. Diese verschiedenen Komponenten, insbesondere die Hornhaut 450 und die Linse 456, wirken zu­ sammen und bilden eine Gesamtbrech (optische) -kraft und Ge­ samtbrechungseigenschaften des Auges E. Mehrere Faktoren können zu Brechungs(z. B. Wellenfrontaberrations)-fehlern beitragen, z. B. Ungleichmäßigkeiten in der Hornhaut 450 oder in der Linse 456 und der Abstand (z. B. im Sinn einer Defo­ kussierungsaberration) von der Hornhaut 450 und der Linse 456 zur Netzhaut 458. Fig. 3 shows a cross-sectional view of the eye E with a cornea 450, a lens 456 and a retina 458th The cornea 450 has several layers, e.g. B. an Epit hel 452 and a Stroma 454 . These various components, in particular the cornea 450 and the lens 456 , act together and form an overall refractive (optical) power and total refractive properties of the eye E. Several factors can contribute to refractive (e.g. wavefront aberration) errors, e.g. B. irregularities in the cornea 450 or in the lens 456 and the distance (e.g. in the sense of a defocusing aberration) from the cornea 450 and the lens 456 to the retina 458 .

Außerdem zeigt Fig. 3 Bezeichnungen zum Darstellen verschiedenartiger Diagnosewerkzeuge, die zum Analysieren von Brechungs- und und anderen Eigenschaften bestimmter Ab­ schnitte des Auges E besonders geeignet sind. Durch diese Werkzeuge können verschiedenartige Daten für verschiedene Abschnitte oder Komponenten des Auges E bereitgestellt wer­ den. Beispielsweise können durch Ultraschalltechniken 460 typischerweise Dicken des Epithels 452 und des Stroma 454 bestimmt werden, wodurch die Gesamtdicke der Hornhaut 450 erhalten wird. Es können verschiedenartige Ultraschalltech­ niken verwendet werden, z. B. ein Pachymeter oder eine von Dan Z. Reinstein, M. D. im US-Patent Nr. 5 293 871 mit dem Ti­ tel "System for Ultrasonically Determining Corneal Layer Thickness and Shape", erteilt am 15. März 1994 beschriebene Technik.In addition, Fig. 3 shows designations for representing various types of diagnostic tools that are particularly suitable for analyzing refractive and other properties of certain sections of the eye E. These tools can be used to provide different types of data for different sections or components of the eye E. For example, ultrasound techniques 460 can typically determine thicknesses of epithelium 452 and stroma 454 , thereby obtaining the total thickness of cornea 450 . Various types of ultrasound technology can be used, e.g. B. a pachymeter or a technique described by Dan Z. Reinstein, MD in US Patent No. 5,293,871 with the title "System for Ultrasonically Determining Corneal Layer Thickness and Shape" issued March 15, 1994.

Durch Hornhautoberflächentopografiesysteme 462 wird typischerweise eine Hornhautoberflächentopografie bereitge­ stellt und analysiert. Topografiesysteme, z. B. das System ORBSHOT™ von Orbtek und das System 2000 von EyeSys, haben typischerweise eine sehr hohe Auflösung, sie sind jedoch auf die Oberfläche des Epithels 452 der Hornhaut 450 begrenzt.A corneal surface topography is typically provided and analyzed by corneal surface topography systems 462 . Topography systems, e.g. The ORBSHOT ™ system from Orbtek and the System 2000 from EyeSys typically have a very high resolution, but are limited to the surface of the epithelium 452 of the cornea 450 .

Ein kombiniertes refraktives Diagnosewerkzeug 464, z. B. das System ORBSCAN® von Orbtek, bestimmt und analysiert ty­ pischerweise verschiedene Dicken und Oberflächen innerhalb des Auges. Dieses kann die Dicke der Hornhaut 450, die Ober­ flächentopografie der Hornhaut 450, die Oberfläche der Linse 456, den Abstand von der Linse 456 zur Hornhaut 450 und den Abstand von dieser vorderen Optik des Auges zur Netzhaut 458 einschließen. In solchen Werkzeuge wirken typischerweise verschiedene refraktive Diagnosewerkzeuge zusammen, z. B. ei­ ne Schlitzlampe, wie in den US-Patenten Nr. 5 512 965 und 5 512 966 von Richard K. Snook, zugewiesen für Orbtek, Inc. Salt Lake City, Utah, diskutiert, und Ultraschall- oder Lichtstreutechniken.A combined refractive diagnostic tool 464 , e.g. B. the ORBSCAN® system from Orbtek, typically determines and analyzes different thicknesses and surfaces within the eye. This can include the thickness of the cornea 450 , the surface topography of the cornea 450 , the surface of the lens 456 , the distance from the lens 456 to the cornea 450 and the distance from this front optic of the eye to the retina 458 . Various refractive diagnostic tools typically work together in such tools, e.g. B. A slit lamp as discussed in Richard K. Snook, U.S. Patent Nos. 5,512,965 and 5,512,966, assigned to Orbtek, Inc., Salt Lake City, Utah, and ultrasound or light scattering techniques.

Schließlich werden durch den in Fig. 3 dargestellten Wellenfrontsensor 466, z. B. den vorstehend beschriebenen Wel­ lenfrontsensor 102 oder den von Williams beschriebenen Wel­ lenfrontsensor, Daten über die gesamten refraktiven Aberra­ tionen des Auges bereitgestellt, die als Aberrationswellen­ frontprofil(-daten) 468 dargestellt sind. Die Wellenfront­ sensortechniken sind empirischer Natur und beziehen sich an Stelle von physikalischen Kenngrößen einer beliebigen spezifischen optischen Komponente des Auges E auf die Cha­ rakterisierung der Wellenfront von auf das Auge einfallendem Außenlicht, das von der Netzhaut 458 reflektiert wurde. Finally, the wavefront sensor 466 shown in FIG . B. the above-described Wel lenfrontsensor 102 or the Wel lenfrontsensor described by Williams, data about the total refractive aberra tions of the eye are provided, which are shown as aberration waves front profile (data) 468 . The wavefront sensor technologies are empirical in nature and relate to the characterization of the wavefront of external light incident on the eye, which was reflected by the retina 458 , instead of physical parameters of any specific optical component of the eye E.

Gemäß Fig. 2C wird basierend auf der erzeugten Behand­ lung 144 typischerweise ein Behandlungsablauf, z. B. eine Se­ rie von Schüssen, eine Serie von zu scannenden Schlitzen bei verschiedenen Blendengrößen, oder verschiedene andersartige Behandlungen, für einen bestimmten Typ eines Lasersystems 106 bereitgestellt. Der durch ein Profil 146 dargestellte Behandlungsablauf steht selbst in räumlicher Beziehung mit Daten, die das Irisbild darstellen. Die Daten 148 könnten wiederum ein Bild der Iris selbst sein, eine kontrastreiche Schwarz-Weiß-Darstellung der Iris, eine Positionsdarstellung verschiedener Merkmale der Iris oder verschiedene andere Darstellungen der Iris. Im allgemeinen sollten die die Iris darstellenden Daten 148 dazu geeignet sein, den Behandlungs­ ablauf 146 mit der realen Iris des Auges E abzugleichen, wenn das Auge E durch das Lasersystem 106 behandelt werden soll.Referring to FIG. 2C lung 144 is typically a course of treatment based on the generated treatmen, z. For example, a series of shots, a series of slits to be scanned at different aperture sizes, or various other treatments, are provided for a particular type of laser system 106 . The course of treatment represented by a profile 146 is itself spatially related to data representing the iris image. The data 148 could again be an image of the iris itself, a high-contrast black and white representation of the iris, a positional representation of various features of the iris, or various other representations of the iris. In general, the data 148 representing the iris should be suitable for comparing the treatment sequence 146 with the real iris of the eye E if the eye E is to be treated by the laser system 106 .

Das Lasersystem 106 wird dann mit dem Behandlungsprofil geladen, einschließlich des Behandlungsablaufs 146 und der Irisdaten 148. Gemäß Fig. 2C kann das Lasersystem eines von verschiedenen Lasersystemtypen sein, z. B. ein 193-nm-Exci­ merlaser, und wird typischerweise einen Laser 150, ein Ziel­ system 152 (z. B. eine Reihe optischer Komponenten, die dazu verwendet werden, Licht vom Laser 150 auf das Auge E zu richten), eine Pupillenkamera 154 und ein Steuerungssystem 156 aufweisen. Ein leistungsärmerer Ziel- oder Referenz­ strahl (nicht dargestellt) wird typischerweise in Verbindung mit dem Laser 150 verwendet. Der Zielstrahl, z. B. ein Laser­ strahl, kann durch die Pupillenkamera 154 überwacht werden, die typischerweise eine Infrarotkamera ist, und kann dazu verwendet werden, den Laser 150 auszurichten, wie im US- Patent Nr. 5 620 436 mit dem Titel "Method and Apparatus for Providing Precise Location of Points on the Eye", erteilt am 15. April 1997 [PCT/EP95/01287, veröffentlicht am 19. Okto­ ber 1995] beschrieben ist.Laser system 106 is then loaded with the treatment profile, including treatment process 146 and iris data 148 . According to Fig. 2C, the laser system can be any of various laser system types, such. B. a 193-nm excimer laser, and will typically be a laser 150 , a target system 152 (e.g., a series of optical components that are used to direct light from laser 150 to eye E), a pupil camera 154 and have a control system 156 . A lower power target or reference beam (not shown) is typically used in conjunction with the laser 150 . The target beam, e.g. A laser beam, for example, can be monitored by the pupil camera 154 , which is typically an infrared camera, and can be used to align the laser 150 as described in U.S. Patent No. 5,620,436, entitled "Method and Apparatus for Providing Precise Location of Points on the Eye ", issued April 15, 1997 [PCT / EP95 / 01287, published October 19, 1995].

Im Betrieb wird durch die Pupillenkamera 154 dem Steue­ rungssystem 156, das das Zielsystem 152 steuert, ein Bild der Iris I (vergl. Fig. 2C) des Auges E zugeführt. Das tat­ sächlich dem Excimerlasersystem 106 zugeführte Bild der Iris I wird mit den Irisdaten 148 verglichen, die dem Behand­ lungsablauf 146 zugeordnet sind. Das Ziel des Laserkopfes 150 wird dann so eingestellt, daß die Irisdaten 148 im we­ sentlichen mit dem durch die Pupillenkamera 154 bereitge­ stellten Bild der Iris I abgeglichen sind. Dies kann Trans­ lations-, Rotations-, Skalierungs- oder Neigungsfunktionen oder verschiedene andere Transformationsfunktionen beinhal­ ten. Die Translation, die auf die Irisbilddaten 148 angewen­ det wird und notwendig ist, um sie mit der Iris I abzuglei­ chen, wird ähnlicherweise im Behandlungsablauf 146 ausge­ führt, so daß der endgültige Behandlungsablauf, wenn er an­ gewendet wird, einem Behandlungsablauf entspricht, der not­ wendig, ist, um die bei der Erzeugung des Behandlungsprofils 144 vorausgesagten optischen Effekte zu reduzieren.In operation, the pupil camera 154 supplies the control system 156 , which controls the target system 152 , with an image of the iris I (see FIG. 2C) of the eye E. The image of the iris I actually supplied to the excimer laser system 106 is compared with the iris data 148 which are associated with the treatment sequence 146 . The target of the laser head 150 is then set such that the iris data 148 are substantially compared with the image of the iris I provided by the pupil camera 154 . This may include translation, rotation, scaling, or tilt functions, or various other transformation functions. The translation that is applied to iris image data 148 and necessary to match iris I is similarly performed in treatment flow 146 leads so that the final course of treatment, when applied to, corresponds to a course of treatment that is necessary to reduce the optical effects predicted in the generation of the treatment profile 144 .

Die Daten des Behandlungablaufs 146 selbst können geän­ dert werden, oder stattdessen können das Ziel des Lasersy­ stems 106 oder die Drehausrichtung des Patienten geändert werden. Unabhängig von der Methode werden die Irisdaten 148 verwendet, um die Iris I auszurichten, bevor die Behandlung 146 angewendet wird.The data of the treatment process 146 itself can be changed, or instead the target of the laser system 106 or the rotational orientation of the patient can be changed. Regardless of the method, iris data 148 is used to align iris I before treatment 146 is applied.

Die beschriebenen Techniken oder Verfahren können in verschiedenartigen Augenoperationen vorteilhaft angewendet werden. (photorefraktive Keratektomie) Verfahren kann auf die Außenfläche des Auges angewendet werden, oder ein LASIK- Verfahren kann ausgeführt werden, indem zunächst ein Teil der Hornhaut rückwärts eingeschnitten und dann die Laserbe­ handlung auf den darunter liegenden Teil angewendet wird. The techniques or processes described can be found in various types of eye surgery are advantageously used become. (photorefractive keratectomy) procedure can be based on the outer surface of the eye can be applied, or a LASIK Procedure can be performed by first part incised the cornea backwards and then the laserbe action is applied to the underlying part.  

Außerdem können die Techniken selbst geeignet sein für ande­ re, Nicht-Keratektomiebehandlungen, z. B. Excimerkeratotomie, oder verschiedenartige thermische Verfahren zur refraktiven Korrektur. Diese Behandlungsabläufe können mit der Iris des Auges genau abgeglichen werden, so daß das berechnete Be­ handlungsmuster für theoretisch optimale Positionen präziser erzeugt wird.The techniques themselves may also be suitable for others re, non-keratectomy treatments, e.g. B. excimer keratomy, or different thermal methods for refractive Correction. These treatment procedures can be carried out with the Iris des Eye be adjusted exactly, so that the calculated Be action pattern for theoretically optimal positions more precise is produced.

Andere Vorteile ergeben sich aus der Verwendung der Irisdaten in Verbindung mit den Diagnose- und den Behand­ lungsdaten. Wenn ein Patient sich beispielsweise für eine Diagnoseanalyse in einer aufrechten Position befindet, kann die Augenposition im Vergleich zu einer zurückgelehnten Po­ sition des Patienten manchmal innerhalb des Augensockels leicht gedreht sein. Obwohl das Gehirn des Patienten eine solche geringfügige Verdrehung kompensieren kann, kann in einem hochpräzisen Korrekturbehandlungsmuster für Defekte höherer Ordnung das Auge durch die Drehausrichtungsänderung bezüglich der Behandlung buchstäblich aus der Position her­ ausgedreht werden, wodurch das Auge fehlerhaft behandelt wird. Die Effekte einer solchen Fehlausrichtung sind für Grundbehandlungsabläufe, z. B. für Myopie und Hyperopie, ty­ pischerweise nicht wesentlich, und selbst für geringfügige Behandlungen von Astigmatismus, jedoch für Defekte höherer Ordnung, z. B. ungleichmäßiger Astigmatismus, Blendung, Halo, und ähnliche, können die Vorteile der hochpräzisen Behand­ lung jedoch verloren gehen, wenn kein präziser Abgleich mit der optimalen räumlichen Behandlungsposition erhalten und beibehalten wird. Die erfindungsgemäßen Techniken können ei­ nen solchen Ausrichtungs- oder Abgleichverlust reduzieren. Bezüglich der Irisanpassung und -ausrichtung selbst können verschiedene Techniken verwendet werden, entweder un­ ter Verwendung realer Bilder der Iris oder von Digitaldar­ stellungen verschiedener Merkmale der Iris. Diese Techniken wurden in auf eindeutigen Merkmalen einer Iris basierenden Erkennungssystemen verwendet, wie z. B. im US-Patent Nr. 5572596 von Wildes et al., erteilt am 5. November 1996 mit dem Titel "Automated, Non-Invasive Iris Recognition System and Method", zugewiesen für David Sarnoff Research Center, Inc., Princeton, New Jersey, und im US-Patent Nr. 4641349 von Flom et al., erteilt am 3. Februar 1987 mit dem Titel "Iris Recognition System", beschrieben ist, auf die beide hierin durch Verweis Bezug genommen wird. Im erstgenannten dieser Patente wird eine Skalierung, Rotation und Translati­ on beschrieben; im letztgenannten dieser Patente werden ver­ schiedene Merkmale diskutiert, die verwendbar sind, um eine Iris eindeutig abzugleichen und zu identifizieren, und wird auch diskutiert, daß ein Steuermechanismus verwendet werden kann, um die Position der Iris bezüglich der Kamera einzu­ stellen. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung kann zusätzlich eine ähnliche Technik verwendet werden, um das Lasersystem 106 auszurichten. Ähnlicherweise wird im US-Patent Nr. 5291560 von Daugman, erteilt am 1. März 1994 mit dem Titel "Biometric Personal Identification System Ba­ sed on Iris Analysis", zugewiesen für Iri Scan, Inc., Mount Laurel, New Jersey, auf das ebenfalls hierin durch Verweis Bezug genommen wird, der durch die Iris bereitgestellte "op­ tische Fingerabdruck" diskutiert. Die Muster- und Merkmalan­ passungs- oder -abgleichtechniken dieser Patente und andere bekannte Verfahren werden anstatt für strikte Identifizie­ rungszwecke für Abgleich- oder Ausrichtungszwecke verwendet.Other advantages result from the use of the iris data in connection with the diagnosis and treatment data. For example, when a patient is in an upright position for diagnostic analysis, the eye position may sometimes be slightly rotated within the eye socket compared to a reclined position of the patient. Although the patient's brain can compensate for such slight twist, in a high-precision correction treatment pattern for higher-order defects, the eye can literally be rotated out of position by the change in the orientation of treatment, thereby treating the eye incorrectly. The effects of such misalignment are for basic treatment procedures, e.g. B. for myopia and hyperopia, typically not essential, and even for minor treatments of astigmatism, but for higher order defects, e.g. B. uneven astigmatism, glare, halo, and the like, the benefits of high-precision treatment can be lost, however, if no precise comparison with the optimal spatial treatment position is obtained and maintained. The techniques of the invention can reduce such alignment or alignment loss. Various techniques can be used with respect to iris adjustment and alignment itself, either using real images of the iris or digital representations of various features of the iris. These techniques have been used in recognition systems based on unique features of an iris, such as. See, for example, US Patent No. 5572596 to Wildes et al., Issued November 5, 1996, entitled "Automated, Non-Invasive Iris Recognition System and Method" assigned to David Sarnoff Research Center, Inc., Princeton, New Jersey, and in U.S. Patent No. 4,641,349 to Flom et al., Issued February 3, 1987, entitled "Iris Recognition System", both of which are incorporated herein by reference. The first of these patents describes scaling, rotation and translati on; the latter of these patents discuss various features that can be used to uniquely match and identify an iris, and also discuss that a control mechanism can be used to adjust the position of the iris with respect to the camera. In one embodiment of the present invention, a similar technique can additionally be used to align laser system 106 . Similarly, Daugman U.S. Patent No. 5,291,560, issued March 1, 1994, entitled "Biometric Personal Identification System, Sed on Iris Analysis" assigned to Iri Scan, Inc., Mount Laurel, New Jersey, also refers to this incorporated herein by reference, which discusses the "optical fingerprint" provided by the iris. The pattern and feature matching or matching techniques of these patents and other known methods are used for matching or alignment purposes rather than for strict identification purposes.

Alternativ oder zusätzlich kann die Kamera 154 des La­ sersystems 106 ein Bild der Iris I empfangen, das dann auf einem Bildschirm dargestellt wird. Die Irisbilddaten 148 können dann überlagert werden, um einem Arzt, einem Techni­ ker oder anderem medizinischem Fachpersonal zu ermöglichen, das Lasersystem 106 manuell ein- oder auszurichten oder das Ziel des Systems 106 manuell zu verifizieren.Alternatively or additionally, the camera 154 of the laser system 106 can receive an image of the iris I, which is then displayed on a screen. The iris image data 148 can then be overlaid to enable a doctor, technician, or other medical professional to manually set up or align the laser system 106 or to manually verify the target of the system 106 .

Fig. 4 zeigt die Iris I des Auges E detaillierter, um darzustellen, wie bestimmte Merkmale verwendet werden kön­ nen, um das Auge E des Patienten einer Behandlung mit seinem oder ihrem zuvor gespeicherten Iris(I)-bild anzupassen. Beispielsweise kann ein Satz von Punkten 200, die allgemein kreisförmige Merkmale, z. B. kleine Kragen, definieren, als als Deskriptoren verwendet werden, genauso wie Rillen 202 oder radiale Furchen 204. Andere verwendbare Merkmale sind allgemein in dem vorstehend erwähnten US-Patent Nr. 4641349 von Flom beschrieben, die Pigmentpunkte, Gruben, atrophische Bereiche, Tumore und kongenitale Filamente oder Fasern auf­ weisen. Ähnlicherweise kann auch die Pupille zum Irisab­ gleich z. B. als Mittelbezugspunkt verwendet werden, von dem ausgehend dann Irismerkmale die Drehposition des Auges defi­ nieren. Es können z. B. in Abhängigkeit von der Komplexität der anzuwendenden Behandlung weniger oder mehr Merkmale ver­ wendet werden. Wenn die Behandlung rotationssymmetrisch ist, z. B. eine Behandlung für reine Myopie oder Hyperopie, hat ein Drehversatz keine Konsequenzen, so daß der Mittelpunkt bezüglich der Pupille lokalisiert sein kann. Bei einer grö­ ßeren Komplexität der Behandlung können jedoch detaillierte­ re Merkmale für einen präziseren Abgleich des Auges E vor der Behandlung verwendet werden. Alternativ können dem Auge E künstliche Merkmale für die Positionsbestimmung aufgeprägt werden, einschließlich des Irisbereichs. Beispielsweise kön­ nen auf dem Auge E drei Lasermarkierungen erzeugt werden, wenn die Behandlung ausgeführt werden soll, bevor die Laser­ markierungen heilen würden. Dann können die Diagnoseschritte ausgeführt werden, und die Behandlung kann unmittelbar da­ nach folgen. Außerdem können neben der Iris I andere kenn­ zeichnende Abschnitte der sichtbaren Oberfläche des Auges verwendet werden. In allen diesen Techniken werden Merkmale des sichtbaren Abschnitts des Auges E zum Abgleich zwischen dem Diagnosesystem, der entwickelten Behandlung und der auf das Auge E angewendeten tatsächlichen Behandlung verwendet. Figure 4 shows the iris I of the eye E in greater detail to illustrate how certain features can be used to adapt the patient's eye E to treatment with his or her previously stored iris (I) image. For example, a set of points 200 that have generally circular features, e.g. B. small collars, define as used as descriptors, as well as grooves 202 or radial grooves 204 . Other useful features are generally described in the aforementioned Flom U.S. Patent No. 4641349, which includes pigment spots, pits, atrophic areas, tumors, and congenital filaments or fibers. Similarly, the pupil to the irisab can be z. B. can be used as a reference point, from which then iris features define the rotational position of the eye. It can e.g. B. depending on the complexity of the treatment to be used fewer or more features ver used. If the treatment is rotationally symmetrical, e.g. B. treatment for pure myopia or hyperopia, a rotational offset has no consequences, so that the center can be localized with respect to the pupil. If the treatment is more complex, however, more detailed features can be used for a more precise adjustment of the eye E before the treatment. Alternatively, artificial features can be impressed on the eye E for determining the position, including the iris area. For example, three laser marks can be created on the eye E if the treatment is to be carried out before the laser marks would heal. Then the diagnostic steps can be carried out and treatment can follow immediately thereafter. In addition to Iris I, other characteristic sections of the visible surface of the eye can be used. In all of these techniques, features of the visible portion of eye E are used to balance the diagnostic system, the treatment being developed, and the actual treatment being applied to eye E.

Fig. 5 zeigt verschiedene Einstellungen, die basierend auf dem durch das Lasersystem 106 empfangenen realen Bild der Iris I vorgenommen werden können. Gemäß Fig. 2C wird die erzeugte Behandlung 144 als gewünschtes Behandlungspro­ fil 146 zum Steuern des Lasersystems 106 bereitgestellt. Die entsprechenden Referenzirisbilddaten 148 von den Diagnose­ werkzeugen werden zum Abgleichen des Behandlungsmusters 146 mit dem Auge E des Patienten verwendet. Das Irisbild 206 wird durch die Pupillenkamera 154 des Lasersystems 106 be­ reitgestellt und dem Steuerungssystem 156 zugeführt. Das Steuerungssystem 156 vergleicht das Bild 148 oder die von diesem Bild hergeleiteten Deskriptoren mit dem Irisbild 206. Basierend auf dem Vergleich werden verschiedene Skalierungs­ funktionen auf die gewünschte Behandlung 146 angewendet. Beispielsweise kann basierend auf der Gesamtgröße des realen Irisbildes 206 bestimmt werden, daß der Maßstab der Behand­ lung aufgrund verschiedener Brennweiten der Diagnosewerkzeu­ ge 100 oder 102 und des Lasersystems 106 reduziert werden sollte. Eine solche Skalierung 208 wird berechnet und ange­ wendet, wodurch eine skalierte Behandlung 210 erhalten wird. Dann kann bestimmt werden, daß die nun skalierte, gewünschte Behandlung 210 sowohl einer Translation als auch einer Rota­ tion unterzogen werden muß, wie durch eine Translations- und eine Rotationsfunktion 212 dargestellt. Dies wird auf die skalierte gewünschte Behandlung 210 angewendet, wodurch die reale Behandlung 214 erhalten wird. Diese Daten werden dann durch das Lasersystem 106 verwendet, um die tatsächliche Be­ handlung auszuführen. Fig. 5 shows various settings that can be made based on the signal received by the laser system 106, the real image of the iris I. According to Fig. 2C, the treatment generated 144 is provided as a desired fil Behandlungspro 146 for controlling the laser system 106. The corresponding reference iris image data 148 from the diagnostic tools are used to compare the treatment pattern 146 with the patient's eye E. The iris image 206 is provided by the pupil camera 154 of the laser system 106 and supplied to the control system 156 . The control system 156 compares the image 148 or the descriptors derived from this image with the iris image 206 . Based on the comparison, different scaling functions are applied to the desired treatment 146 . For example, it can be determined based on the total size of the real iris image 206 that the scale of the treatment should be reduced due to different focal lengths of the diagnostic tools 100 or 102 and the laser system 106 . Such scaling 208 is calculated and applied, whereby a scaled treatment 210 is obtained. It can then be determined that the now scaled, desired treatment 210 must undergo both translation and rotation, as represented by a translation and a rotation function 212 . This is applied to the scaled desired treatment 210 , whereby the real treatment 214 is obtained. This data is then used by laser system 106 to carry out the actual treatment.

Alternativ kann, wenn das Steuerungssystem 156 eine ausreichende Rechenleistung aufweist, jeder Schuß (d. h. La­ serimpuls) geeignet gedreht und translatiert oder parallel­ verschoben werden. Dies kann wünschenswert sein, wenn bei­ spielsweise das Auge E während der Behandlung einen größeren dynamischen Rotations- und Bewegungsgrad aufweist. Dann kann das Irisbild 206 nachgeführt werden, und die in Fig. 5 dar­ gestellten Skalierungsfunktionen 208 und 212 können auf je­ den Schuß oder jeder Schußfolge im gewünschten Behandlungs­ muster 146 dynamisch angewendet werden. Auf diese Weise kann die Bewegung des Auges E schußweise angepaßt werden. Diese Technik kann mit der in der PCT/EP95/01287 beschriebenen La­ serziel- oder -ausrichtungtechnik kombiniert werden, so daß die exakte Plazierung jedes Schusses oder jeder Schußfolge bezüglich des Irisbildes 206 bestimmt wird, bevor der Schuß oder die Schüsse ausgeführt werden.Alternatively, if the control system 156 has sufficient computing power, each shot (ie laser pulse) can be appropriately rotated and translated or shifted in parallel. This may be desirable if, for example, the eye E has a greater degree of dynamic rotation and movement during the treatment. Then the iris image 206 can be tracked, and the scaling functions 208 and 212 shown in FIG. 5 can be applied dynamically to the shot or each shot sequence in the desired treatment pattern 146 . In this way, the movement of the eye E can be adjusted shot by shot. This technique can be combined with the laser aiming or alignment technique described in PCT / EP95 / 01287 so that the exact placement of each shot or shot sequence with respect to iris image 206 is determined before the shot or shots are performed.

Daher kann in Ausführungsformen der Erfindung ein be­ liebiges einer Vielfalt von Diagnoseinstrumenten mit einer Kameraoder einem anderen Bildaufnahmegerät ausgerüstet wer­ den, das ein Bild der Pupille, der Iris oder eines anderen charakteristischen Merkmals des Äußeren des Auges erfaßt und diesem Bild entsprechende Daten überträgt. Dann wird, wenn eine refraktive Behandlung, z. B. eine Excimerlaserbehandlung in einem LASIK-System, ausgeführt wird, das gespeicherte Bild (oder seine charakteristischen Komponenten) mit dem realen Bild der Pupille, der Iris oder des Auges verglichen, um den Laser auszurichten, so daß die Behandlung gemäß der Berechnung präzise ausgeführt wird.Therefore, in embodiments of the invention, a a variety of diagnostic tools with one Camera or other imaging device the one that is an image of the pupil, iris, or some other characteristic feature of the exterior of the eye and transmits data corresponding to this image. Then when a refractive treatment, e.g. B. an excimer laser treatment in a LASIK system, the stored one is executed Image (or its characteristic components) with the compared real image of the pupil, iris or eye, to align the laser so that the treatment according to the Calculation is carried out precisely.

Patienten- und AugenvalidationPatient and eye validation

Als zusätzlicher Vorteil kann, wenn der Patient liegt und das Bild der Iris I (Fig. 2C und 4) erfaßt wird, der Irisabgleichalgorithmus nicht nur die Translation, Skalie­ rung, Rotation und Neigung bestimmen, um einen Abgleich mit dem realen Irisbild 206 zu erhalten, sondern auch das zu operierende Auge E validieren. Dieser Irisabgleichalgorith­ mus dient daher als Sicherheitsmechanismus zum Gewährlei­ sten, daß eine spezifische Laserbehandlung tatsächlich die geeignete Behandlung für diesen Patienten und nicht für ei­ nen anderen Patienten ist. Ähnlicherweise dient er als Si­ cherheitsmechanismus zum Gewährleisten, daß das geeignete Auge E operiert wird, da auch zwei Iris eines einzigen Pati­ enten verschiedene Beschreibungsmerkmale aufweisen. Diese Sicherheitsmechanismen sind besonders geeignet in verteilten Systemen, in denen die Diagnoseinformationen an einer ersten Stelle erfaßt werden und die Behandlung an einer zweiten Stelle entwickelt und anschließend an einer dritten Stelle angewendet wird. Das System kann eine Warnung erzeugen, wenn die Irismerkmale nicht abgeglichen werden können.As an added benefit, when the patient lies and the iris I image ( FIGS. 2C and 4) is captured, the iris matching algorithm can determine not only translation, scaling, rotation and tilt to match the real iris image 206 , but also validate the eye E to be operated. This iris adjustment algorithm therefore serves as a safety mechanism to ensure that a specific laser treatment is actually the appropriate treatment for this patient and not for another patient. Similarly, it serves as a safety mechanism to ensure that the appropriate eye E is operated on, since two irises of a single patient also have different description features. These security mechanisms are particularly suitable in distributed systems in which the diagnostic information is recorded at a first point and the treatment is developed at a second point and then used at a third point. The system can generate a warning if the iris features cannot be matched.

Ähnlich wie die Ausrichtung oder der Abgleich des La­ sersystems 106 kann die Validation unter Verwendung einer Sichtanzeige, auf der die Irisbilddaten 148 dem Irisbild von der Kamera 154 überlagert sind, automatisch oder manuell er­ folgen.Similar to the alignment or the alignment of the laser system 106 , the validation can be carried out automatically or manually using a visual display on which the iris image data 148 is superimposed on the iris image from the camera 154 .

WellenfrontsensorWavefront sensor

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm eines Wellenfrontsen­ sors 300 (Aberrometer™), der eine bevorzugte Implementierung des Wellenfrontsensors 102 von Fig. 2A ist. Der Wellen­ frontsensor 300 arbeitet ähnlich wie der Wellenfrontsensor von Williams, er weist jedoch bestimmte Merkmale auf, die ihn besonders geeignet machen zum Empfangen von Irisdaten und zum Scharfstellen des Fokus von Lichtflecken auf einem Sensor, der zum Bestimmen der Wellenfrontaberrationen des Auges verwendet wird. Allgemein fokussiert der Wellenfront­ sensor 300 Licht (typischerweise eines Lasers) auf die Netz­ haut eines Auges oder scannt Licht über die Netzhaut und analysiert dann das durch die Linse und die Hornhautoptik des Auges zurückkehrende (z. B. von der Netzhaut zurückge­ streute) und auf eine Linsenanordnung abgebildete und durch sie fokussierte Licht. Basierend auf optischen Aberrationen in den optischen Komponenten des Auges entwickelt das System eine Gesamtwellenfrontaberrationsanalyse basierend auf dem zurückkehrenden Licht. Im allgemeinen werden, um die Analyse auszuführen, aus dem zurückkehrenden Licht durch eine Lin­ senkamera virtuelle Bilder auf einem Sensor der Linsenkamera erzeugt. Jede kleine Linse der Linsenanordnung tastet die zurückkehrende Bildwellenfront an der Linsenanordnung ab und "sieht" effektiv den Laserlichtfleck auf der Netzhaut des Auges. Aus dieser Analyse entwickelt der Wellenfrontsensor 102 eine Wellenfrontaberrationskarte, um darzustellen, wel­ che Korrekturen der optischen Komponenten des Auges erfor­ derlich sind, durch die Normalsichtigkeit (Emmetropie) oder nahezu Normalsichtigkeit erhalten wird. FIG. 6 shows a block diagram of a wavefront sensor 300 (Aberrometer ™) which is a preferred implementation of the wavefront sensor 102 of FIG. 2A. The wavefront sensor 300 operates similarly to the Williams wavefront sensor, but has certain features that make it particularly suitable for receiving iris data and for focusing the focus of light spots on a sensor used to determine the wavefront aberrations of the eye. Generally, the wavefront sensor 300 focuses light (typically from a laser) on the retina of an eye or scans light across the retina and then analyzes and returns on the return (e.g., scattered back from the retina) through the lens and corneal optics of the eye a lens arrangement imaged and focused by it. Based on optical aberrations in the optical components of the eye, the system develops an overall wavefront aberration analysis based on the returning light. In general, in order to perform the analysis, virtual images are generated on a sensor of the lens camera from the returning light by a lens camera. Each small lens of the lens arrangement scans the returning image wavefront on the lens arrangement and effectively "sees" the laser light spot on the retina of the eye. From this analysis, the wavefront sensor 102 develops a wavefront aberration map to show which corrections of the optical components of the eye are required, through which normal vision (emmetropia) or near normal vision is obtained.

Um das Auge E des Patienten geeignet auszurichten, kön­ nen zwei in Fig. 6 dargestellte 660-nm-Laserdioden 302 un­ ter Winkeln zum Auge E ausgerichtet werden. Wenn Lichtflec­ ken auf dem Auge E des Patienten E von den Laserdioden 302 durch geeignetes Ausrichten der Wellenfrontsensoren 300 (oder 102), der Ausgangsstrahlen der Laserdioden 302 (oder der optischen Elemente zum Ausrichten dieser Strahlen), des Patienten, oder durch andere Faktoren, zu einem einzigen Lichtfleck vereinigt werden, ist das Auge E im oder etwa im präzisen Brennpunktabstand vom Wellenfrontsensor 300 (oder 102) angeordnet. Alternativ kann das Auge E des Patienten durch einen Arzt, einen Techniker oder anderes medizinisches Fachpersonal durch visuelles Betrachten eines Irisbildes des Auges E geeignet ausgerichtet werden, um den korrekten Brennpunktabstand vom Wellenfrontsensor 300 zu finden und die Gesamtbelichtung des Auges E zu reduzieren. In diesem Fall sind die Laserdioden 302 nicht erforderlich. Durch eine Lichtquelle oder eine Augenbeleuchtung 304 wird Licht für eine nachstehend beschriebene Pupillenkamera 328 bereitge­ stellt.In order to suitably align the patient's eye E, two 660 nm laser diodes 302 shown in FIG. 6 can be aligned at angles to the eye E. When light spots on patient E's eye E from laser diodes 302, by appropriately aligning wavefront sensors 300 (or 102 ), the output beams of laser diodes 302 (or the optical elements for aligning these beams), the patient, or by other factors are united into a single light spot, the eye E is arranged at or approximately at the precise focal distance from the wavefront sensor 300 (or 102 ). Alternatively, the patient's eye E may be appropriately aligned by a doctor, technician, or other medical professional by visually viewing an iris image of eye E to find the correct focal distance from wavefront sensor 300 and reduce the total exposure of eye E. In this case, laser diodes 302 are not required. A light source or eye illumination 304 provides light for a pupil camera 328 described below.

Wenn das Auge E einmal geeignet ausgerichtet ist, emp­ fängt es Licht von einer Lichtquelle 306 (z. B. von einer La­ serdiode, wie beispielsweise eine 780-nm-Laserdiode) entlang eines optischen Weges zum Auge E. Vorzugsweise weist die La­ serdiode 306 mehr als eine einstellbare Ausgangsleistung auf (d. h. sie arbeitet in Zwei- oder Mehrleistungsmodi), eine niedrigere Leistung für die Ausrichtung und die Anfangsfo­ kussierung und mindestens eine höhere Leistung zum Erzeugen eines aus mehreren Lichtflecken bestehenden oder Mehrpunkt­ bildes in einem Sensor (z. B. einer Linsenkamera) 312, wie nachstehend beschrieben wird. Beispielsweise sind typische niedrigere und höhere Leistungen 0,5 µW bzw. 30 µW. Diese Leistungswerte sind abhängig von mehreren Faktoren, z. B. da­ von, wie lange die Laserdiode 306 bei einer höheren Leistung betrieben werden soll.Once the eye E is properly aligned, it receives light from a light source 306 (e.g., a laser diode, such as a 780 nm laser diode) along an optical path to the eye E. Preferably, the laser diode 306 more than an adjustable output power (i.e. it works in two or more power modes), a lower power for the alignment and the initial focusing and at least a higher power for generating a multi-spot or multi-point image in one sensor (e.g. a lens camera) 312 as described below. For example, typical lower and higher powers are 0.5 µW and 30 µW, respectively. These performance values depend on several factors, e.g. B. because of how long the laser diode 306 should be operated at a higher power.

Ein Teil des Strahls von der Laserdiode 306 wird zu­ nächst von einem Strahlenteiler 308 (z. B. mit einem Licht­ durchlaßgrad von 80% und einem Reflexionsvermögen von 20%) reflektiert. Der reflektierte Strahl durchläuft einen Pola­ risationsstrahlenteiler 310, der den Rauschabstand (bzw. die Signalintensität) des von der Netzhaut des Auges zurückge­ streuten Lichts verbessert, das schließlich durch die Lin­ senkamera 312 erfaßt wird, wie nachstehend diskutiert wird. Der Strahlenteiler 310 polarisiert das von der Laserdiode 306 empfangene Licht und läßt im allgemeinen Licht durch, das entlang einer Richtung linear polarisiert ist und re­ flektriert Licht, das in dieser Richtung nicht polarisiert ist. Das polarisierte Licht durchläuft dann ein hin- und hergehend oder teleskopartig bewegliches Prisma 314 (ähnlich wie die Teleskoptik 124 in Fig. 2A), wie nachstehend in Verbindung mit den Fig. 8A und 8B diskutiert wird, das verwendet wird, um den Fokus des Lichts von der Laserdiode 306 auf die Netzhaut des Auges E einzustellen, wobei an die­ sem Punkt von der Netzhaut auf die Linsenanordnung zurückge­ streutes Licht korrekt oder nahezu korrekt fokussiert sein wird. Das Licht vom teleskopartig beweglichen Prisma 314 wird von einem Spiegel 316 reflektiert, durchläuft einen Strahlenteiler 318 (z. B. mit einem Reflexionsvermögen von 20% und einem Lichtdurchlaßgrad von 80%) und dann ein λ/4- Plättchen oder Wellenplättchen 320. Das λ/4-Plättchen 320 ist so ausgerichtet, daß aus dem linear polarisierten Licht im wesentlichen zirkular polarisiertes Licht erzeugt wird. Die Bedeutung davon wird in der nachstehenden Diskussion des vom Auge E zum Polarisationsstrahlenteiler 310 zurückge­ streuten Lichts ("zurückkehrenden Lichts") ersichtlich.A portion of the beam from laser diode 306 is next reflected by a beam splitter 308 (e.g., with a light transmittance of 80% and a reflectivity of 20%). The reflected beam passes through a polarization beam splitter 310 that improves the signal-to-noise ratio (or signal intensity) of the light scattered back from the retina of the eye, which is ultimately captured by lens camera 312 , as discussed below. The beam splitter 310 polarizes the light received by the laser diode 306 and generally transmits light that is linearly polarized in one direction and reflects light that is not polarized in that direction. The polarized light then passes through a reciprocating or telescoping prism 314 (similar to telescope optics 124 in Fig. 2A), as discussed below in connection with Figs. 8A and 8B, which is used to focus the light by the laser diode 306 to adjust the retina of the eye E, at which point light scattered back from the retina onto the lens arrangement will be correctly or almost correctly focused. The light from the telescoping prism 314 is reflected by a mirror 316 , passes through a beam splitter 318 (e.g., having 20% reflectivity and 80% light transmittance), and then a λ / 4 plate or wave plate 320 . The λ / 4 plate 320 is oriented so that essentially circularly polarized light is generated from the linearly polarized light. The meaning of this will be seen in the discussion below of the light ("returning light") scattered back from eye E to polarizing beam splitter 310 .

Nachdem das Licht das λ/4-Plättchen 320 durchlaufen hat, wird es auf die Netzhaut des Auges E fokussiert. Das Licht wird von der Netzhaut zurückgestreut oder reflektiert, und der zurückgestreute Lichtfleck auf der Netzhaut läuft dann durch die optischen Komponenten des Auges, z. B. die Linse und die Hornhaut, zurück. Auf dem Rückweg wird das zirkular polarisierte Licht durch das λ/4-Plättchen 320 er­ neut retardiert, um Licht zu erhalten, das bezüglich des an­ kommenden linear polarisierten Lichts, das auf dem ersten Durchgang durch das λ/4-Plättchen 320 erzeugt wird, wie vor­ stehend diskutiert, senkrecht linear polarisiert ist. Ein Teil des senkrecht polarisierten Lichts durchläuft dann den Strahlenteiler 318, wird vom Spiegel 316 reflektiert, läuft durch das Prisma 314 zurück und kehrt dann zum Polarisati­ onsstrahlenteiler 310 zurück. An diesem Punkt ist das Licht vollständig oder zum größten Teil senkrecht polarisiert, so daß es im wesentlichen durch den Polarisationsstrahlenteiler 310 reflektriert wird und dann durch einen Spiegel 322 in eine Linsenabbildungskamera 312 reflektiert wird. Um einen Teil des zurückkehrenden Lichts in eine Abgleichkamera 323 zu leiten, wie weiter unten diskutiert wird, kann das λ/4- Plättchen 320 bezüglich seiner optimalen Ausrichtung geneigt und/oder gedreht werden (z. B. um etwa 5 Grad gedreht wer­ den). Bei dieser Implementierung wäre das durch die Ab­ gleichkamera 320 empfangene Licht im wesentlichen senkrecht zum zurückkehrenden Licht polarisiert. Innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind auch von einer Neigung und Drehung des λ/4-Plättchens bezüglich seiner optimalen Aus­ richtung verschiedene Verfahren zum Zuführen des zurückkeh­ renden Lichts zur Abgleichkamera 323 denkbar, einschließlich Änderungen des optischen Weges und optischer Komponenten des Wellenfrontsensors 300 (oder 102). Beispielsweise könnte der Spiegel 322 stattdessen eine Vorrichtung mit steuerbarem Lichtdurchlaßgrad und Reflexionsvermögen sein, z. B. eine Flüssigkristallvorrichtung, und die Abgleichkamera und jeg­ liche optischen Fokussierungselemente können so positioniert werden, daß sie einen Teil des durch die steuerbare Vorrich­ tung durchgelassenen Lichts durchlassen. Bei einer solchen Implementierung wäre der Strahlenteiler 308 unnötig, und das durch die steuerbare Vorrichtung empfangene Licht würde im wesentlichen die gleiche Polarisation aufweisen wie das zu­ rückkehrende Licht oder eine parallele Polarisation.After the light has passed through the λ / 4 plate 320 , it is focused on the retina of the eye E. The light is backscattered or reflected by the retina, and the backscattered light spot on the retina then passes through the optical components of the eye, e.g. B. the lens and the cornea. On the way back, the circularly polarized light is retarded by the λ / 4 plate 320 in order to obtain light which is relative to the incoming linearly polarized light which is generated on the first pass through the λ / 4 plate 320 , as discussed above, is vertically linearly polarized. A portion of the perpendicularly polarized light then passes through the beam splitter 318 , is reflected by the mirror 316 , passes back through the prism 314 , and then returns to the polarization beam splitter 310 . At this point, the light is fully or largely polarized perpendicularly so that it is essentially reflected by the polarizing beam splitter 310 and then reflected by a mirror 322 into a lens imaging camera 312 . In order to direct some of the returning light into an alignment camera 323 , as discussed below, the λ / 4 plate 320 can be tilted and / or rotated (e.g., rotated about 5 degrees) in its optimal orientation. . In this implementation, the light received by match camera 320 would be polarized substantially perpendicular to the returning light. Within the scope of the present invention, various methods of supplying the returning light to the alignment camera 323 are also conceivable from tilting and rotating the λ / 4 plate with respect to its optimal orientation, including changes in the optical path and optical components of the wavefront sensor 300 (or 102 ). For example, mirror 322 could instead be a device with controllable light transmittance and reflectivity, e.g. B. a liquid crystal device, and the alignment camera and any Liche optical focusing elements can be positioned so that they let through part of the light transmitted through the controllable device. In such an implementation, beam splitter 308 would be unnecessary and the light received by the controllable device would have substantially the same polarization as the light to be returned or a parallel polarization.

Die Linsenkamera 312 ist vorzugsweise eine Ladungsspei­ cherbaustein(CCD)-kamera, z. B. eine Kamera des Typs TM- 9701, hergestellt durch Pulnix, mit einer Anordnung aus kleinen Linsen 324, obwohl andersartige Kameras und der Lin­ senanordnung 324 analoge, andere optische Scan- oder Ab­ tastkomponenten verwendet werden könnten (einschließlich von einer Kamera getrennte optische Elemente). Die Linsenanord­ nung 324 erzeugt virtuelle Bilder auf dem Lichterfassungs­ element (z. B. CCD-Anordnung) der Linsenkamera 312 aus dem vom Spiegel 322 reflektierten, zurückkehrenden Licht. Das λ/4-Plättchen 320 kann dazu beitragen, den Anteil des uner­ wünschten zurückgestreuten oder Streulichts zu reduzieren, um die Signalintensität oder den Kontrast der virtuellen Bilder zu verbessern. Die Linsenanordnung 324 fokussiert Tei­ le des Lichts, das anfangs die optischen Komponenten des Au­ ges E durchlaufen hat, so daß die refraktiven Wellenfront­ aberrationseffekte des Auges E, ähnlich wie von Williams be­ schrieben, bestimmt werden können. Diesbezüglich können, wenn die Wellenfrontaberrationen und damit der Phasenfehler des Auges E einmal bestimmt worden sind, diese in ein erfor­ derliches Ablationsprofil transformiert werden, um unter ge­ eignetem Bezug auf Parameter des Auges E (z. B. auf die Bre­ chungsindizes der Komponenten des Auges E und/oder andere Parameter) Hornhautgewebe zu entfernen und Sehfehler zu kor­ rigieren oder zu verbessern. Es können Markierungen auf dem Auge E verwendet werden, um die Ausrichtung des Auges E wäh­ rend der Erfassung der Wellenfrontsensordaten zu unterstüt­ zen.The lens camera 312 is preferably a Ladungsspei cherbaustein (CCD) camera, e.g. B. a TM-9701 camera manufactured by Pulnix with a small lens array 324 , although different cameras and lens array 324 analog, other optical scanning or scanning components could be used (including optical elements separate from a camera) ). The lens arrangement 324 generates virtual images on the light detection element (e.g. CCD arrangement) of the lens camera 312 from the returning light reflected by the mirror 322 . The λ / 4 plate 320 can help reduce the amount of unwanted backscattered or stray light to improve the signal intensity or contrast of the virtual images. The lens assembly 324 focuses portions of the light that initially passed through the optical components of the eye E so that the refractive wavefront aberration effects of the eye E can be determined, similar to what Williams described. In this regard, once the wavefront aberrations and thus the phase error of the eye E have been determined, they can be transformed into a necessary ablation profile in order, with suitable reference to parameters of the eye E (e.g. to the refractive indices of the components of the eye E and / or other parameters) to remove corneal tissue and correct or improve visual defects. Markings on the eye E can be used to support the alignment of the eye E during the acquisition of the wavefront sensor data.

Vorzugsweise ist die Linsenanordnung 324 eine Anordnung aus etwa 25 × 25 kleinen Linsen mit einer Fläche von jeweils 600 µm2, z. B. das Modell 0600-40-S, hergestellt durch Adap­ tive Optics Associates, Incorporated. Die kleinen Linsen sind kleiner als die im vorstehend erwähnten US-Patent Nr. 5777719 beschriebenen und in anderen Systemen verwendeten Linsen, was durch die größere Lichtintensität des der Lin­ senkamera 312 zugeführten Lichts ermöglicht wird, die durch Komponenten des nachstehend zu diskutierenden Wellenfront­ sensors 300 erhalten wird. Der optische Weg des in Fig. 6 dargestellten Wellenfrontsensors 300 kann auch Linsen 326 (z. B. vier Linsen) und Blenden oder Öffnungen 327 aufweisen (um Änderungen der Strahlgröße zu ermöglichen), die für die Ausleuchtungs-, Abbildungs- und Fokussierungsoptik typisch sind und auch andere mögliche optische Elemente darstellen können, die zur Verdeutlichung weggelassen sind. Beispiels­ weise kann bei einer Ausführungsform der Erfindung die Brennweite einer oder beider Linsen 326 in der Nähe des te­ leskopartig beweglichen Prismas 314 geändert, möglicherweise verkürzt, werden, um eine kleinere Breite des in die Linsen­ anordnung 324 eintretenden Strahls zu ermöglichen. Bei einer anderen Ausführungsform kann der durch den Wellenfrontsensor 300 (oder 102) mögliche Dioptrienmeßbereich beispielsweise durch geeignete Auswahl der Linse 326 vor dem Laser 306 ge­ ändert werden, um eine Anpassung an die natürliche schlechte Sehkraftverteilung in der allgemeinen oder in einer ausge­ wählten Population von Patienten zu erhalten. Ein Verfahren, um dies zu erreichen, besteht darin, die Linse 326 (z. B. ei­ ne Linse mit 5 Dioptrien) vor der Laserdiode 306 so anzuord­ nen, daß der Laserstrahl nicht mehr parallel verläuft. Da­ durch wird ein bestimmter Dioptrienversatz bereitgestellt, der verwendet werden kann, um das Auge des Patienten durch den Wellenfrontsensor 300 (oder 102) zu prüfen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Dioptrienbereich, wie für Fachleute ersichtlich, von einem symmetrischen Be­ reich von -8 bis +8 Dioptrien mit einer symmetrischen Struk­ tur zu einem asymmetrischen Bereich von -13 bis +3 Dioptrien mit einer asymmetrischen Struktur modifiziert werden. Dies kann ohne Änderung der Größe des teleskopartig beweglichen Fokussierungsprismas 314 (oder einer anderen Abgleichvor­ richtung) und/oder von Parametern der optischen Elemente er­ reicht werden.The lens arrangement 324 is preferably an arrangement of approximately 25 × 25 small lenses with an area of 600 μm 2 each, e.g. B. Model 0600-40-S, manufactured by Adaptive Optics Associates, Incorporated. The small lenses are smaller than the lenses described in the aforementioned U.S. Patent No. 5,777,719 and used in other systems, which is made possible by the greater light intensity of the light supplied to the lens camera 312 obtained by components of the wavefront sensor 300 to be discussed below becomes. The optical path of the wavefront sensor 300 shown in FIG. 6 may also include lenses 326 (e.g., four lenses) and apertures or openings 327 (to allow changes in beam size) that are typical of the illumination, imaging, and focusing optics and may also represent other possible optical elements that are omitted for clarity. For example, in one embodiment of the invention, the focal length of one or both of the lenses 326 near the telescopic prism 314 can be changed, possibly shortened, to allow for a smaller width of the beam entering the lens assembly 324 . In another embodiment, the diopter measurement range possible by the wavefront sensor 300 (or 102 ) can be changed, for example, by appropriate selection of the lens 326 in front of the laser 306 to adapt to the natural poor sight distribution in the general or in a selected population of patients to obtain. One method to achieve this is to arrange lens 326 (e.g., a 5 diopter lens) in front of laser diode 306 so that the laser beam is no longer parallel. This provides a certain diopter offset that can be used to check the patient's eye through the wavefront sensor 300 (or 102 ). In a non-limiting example, as will be apparent to those skilled in the art, the diopter range can be modified from a symmetrical range from -8 to +8 diopters with a symmetrical structure to an asymmetrical range from -13 to +3 diopters with an asymmetrical structure. This can be achieved without changing the size of the telescopically movable focusing prism 314 (or another alignment device) and / or parameters of the optical elements.

In der Darstellung empfängt eine Pupillenkamera 328 z. B. 20% des vom Strahlenteiler 318 reflektierten Lichts. In the illustration, a pupil camera 328 receives z. B. 20% of the light reflected by the beam splitter 318 .

Die Pupillenkamera 328 erzeugt vorzugsweise die Irisbildda­ ten 132 für das Irisbild 136 durch ein Steuerungssystem (nicht dargestellt), das dem vorstehend in Verbindung mit den Fig. 2A, 2B und 2C diskutierten Steuerungssystem 156 gleich oder ähnlich ist. Für einen Vergleich werden Daten von der Linsenkamera 312 verarbeitet und als Aberrationsda­ ten 130 bereitgestellt, wie in den Fig. 2A und 28 darge­ stellt.The pupil camera 328 preferably generates the iris image data 132 for the iris image 136 by a control system (not shown) that is the same or similar to the control system 156 discussed above in connection with FIGS. 2A, 2B and 2C. For a comparison, data from the lens camera 312 is processed and provided as aberration data 130 , as shown in FIGS . 2A and 28.

Die Pupillenkamera 328 ist im optischen Weg zwischen dem Auge E und dem teleskopartig beweglichen Fokussie­ rungsprisma 314 angeordnet, so daß die Pupillenkamera 328 unabhängig von Änderungen der Brennweite des Rests des Sy­ stems zum Fokussieren auf die Netzhaut auf die Pupille und die Iris des Auges E fokussieren kann. Daher kann die Pupil­ lenkamera 328 unabhängig von der Tiefe des Auges E und dem entsprechenden Abstand von der Netzhaut zur Iris ein klares Bild der Oberfläche des Auges E erzeugen.The pupil camera 328 is arranged in the optical path between the eye E and the telescopically movable focusing prism 314 , so that the pupil camera 328 focuses on the pupil and the iris of the eye E regardless of changes in the focal length of the rest of the system for focusing on the retina can. Therefore, the pupil camera 328 can produce a clear image of the surface of the eye E regardless of the depth of the eye E and the corresponding distance from the retina to the iris.

FokusabgleichkameraFocus adjustment camera

Der Wellenfrontsensor 300 weist außerdem die Abgleich­ kamera 323 auf, die ein Bild des zurückgestreuten Licht­ flecks auf der Netzhaut des Auges E von einem Strahlenteiler 332 (z. B. mit einem Reflexionsvermögen von 50% und einem Lichtdurchlaßgrad von 50%) empfängt. Die Abgleichkamera 323 ist im Weg der optischen Elemente angeordnet, die Licht auf die Netzhaut des Auges E fokussieren, und ist unabhängig von der Linsenkamera 312. Die Abgleichkamera 323 ermöglicht eine präzise Bestimmung, wann der von der Laserdiode 306 auf die Netzhaut auftreffende Lichtfleck sich im oder etwa im Fokus befindet, und unterstützt daher die Bestimmung, wann das von der Netzhaut zurückgestreute Licht sich im oder etwa im Fo­ kus der Linsenkamera 312 befindet. Durch die Abgleichkamera 323 kann der Lichtfleck auf der Netzhaut gesehen werden, der die Quelle für die Schwerpunktsignale ist (wie bei Wil­ liams), und automatisch untersucht werden, wenn er sich im schärfsten Fokus befindet, um eine möglichst scharfe Fokus­ sierung der virtuellen Bilder auf der Linsenkamera 312 zu ermöglichen. In herkömmlichen Systemen wurde keine Abgleich­ kamera verwendet. Solche Systeme würden lediglich die Lin­ senkamera verwenden, um die Fokussierung des Lichts auf eine Netzhaut und des zurückgestreuten Lichts auf die Linsenkame­ ra zu unterstützen. Das Problem bei diesem Verfahren ist, daß der durch eine einzelne kleine Linse einer Linsenanord­ nung aus n kleinen Linsen abgetastete Teil der Wellenfront einzelne Lichtflecke oder Punkte auf dem Kamerasensor mit höchstens etwa 1/n der Gesamtenergie (oder -leistung) des zurückkehrenden zurückgestreuten Lichts unmittelbar vor Ein­ tritt in die Linsenkamera erzeugt. Dadurch wurde die Netz­ haut (oder das Auge) unnötigerweise einer hohen Lichtenergie (oder -leistung) ausgesetzt. Wie für Fachleute erkennbar ist, kann durch die vorliegende Erfindung die Gesamtbelich­ tung der Netzhaut (oder des Auges) im Vergleich zu diesen herkömmlichen Systemen reduziert werden, weil die an der Ab­ gleichkamera 323 empfangene Lichtenergie (oder -leistung) nur etwa der Lichtenergie (oder -leistung) entsprechen muß, die an einer einzelnen kleinen Linse der Linsenanordnung empfangen wird. Die Abgleichkamera 323 wird verwendet, um die Fokussierung des Lichts von der Laserdiode 306 auf die Netzhaut direkt zu beobachten, während die Laserdiode 306 in ihrem niedrigeren Leistungsmodus betrieben wird. Die Ab­ gleichkamera 323 unterstützt daher eine möglichst scharfe Fokusierung von virtuellen Bildern auf der Linsenkamera 312, während die Laserdiode 306 in ihrem niedrigeren Leistungsmo­ dus betrieben wird. Dadurch können die Lichtdurchlaßgrade des Polarisierungsstrahlenteilers 310 und des Strahlentei­ lers 308, das Reflexionsvermögen des Strahlenteilers 332 und jegliche Neigung oder Drehung des λ/4-Plättchens 320 bezüg­ lich seiner optimalen Ausrichtung berücksichtigt werden, um zu ermöglichen, daß ein Teil des zurückkehrenden Lichts zur Abgleichkamera 323 zurückgeführt wird.The wavefront sensor 300 also has the alignment camera 323 , which receives an image of the backscattered light spot on the retina of the eye E from a beam splitter 332 (e.g. with a reflectivity of 50% and a light transmittance of 50%). The alignment camera 323 is arranged in the path of the optical elements that focus light onto the retina of the eye E and is independent of the lens camera 312 . The adjustment camera 323 enables a precise determination of when the light spot striking the retina from the laser diode 306 is in or approximately in focus, and therefore supports the determination of when the light scattered back from the retina is in or approximately in the focus of the lens camera 312 located. The adjustment camera 323 can see the light spot on the retina that is the source of the center of gravity signals (as in Williams) and can be automatically examined when it is in the sharpest focus in order to focus the virtual images as sharply as possible to enable the lens camera 312 . No alignment camera was used in conventional systems. Such systems would only use the lens camera to help focus the light on a retina and the backscattered light on the lens camera. The problem with this method is that the part of the wavefront scanned by a single small lens of a lens assembly from n small lenses immediately detects individual light spots or points on the camera sensor with at most about 1 / n of the total energy (or power) of the returning backscattered light Before one enters the lens camera. As a result, the retina (or the eye) was unnecessarily exposed to high light energy (or power). As will be appreciated by those skilled in the art, the present invention can reduce the total exposure of the retina (or eye) compared to these conventional systems because the light energy (or power) received at the alignment camera 323 is only about the light energy (or -performance) which must be received on a single small lens of the lens arrangement. The alignment camera 323 is used to directly observe the focus of the light from the laser diode 306 on the retina while the laser diode 306 is operating in its lower power mode. The comparison camera 323 therefore supports the sharpest possible focusing of virtual images on the lens camera 312 , while the laser diode 306 is operated in its lower power mode. Thereby, the light transmittance of the polarizing beam splitter 310 and the beam splitter 308 , the reflectivity of the beam splitter 332 and any inclination or rotation of the λ / 4 plate 320 with respect to its optimal orientation can be taken into account to allow a part of the returning light to the matching camera 323 is returned.

Wie vorstehend diskutiert, wird die Abgleichkamera 323 verwendet, um zu gewährleisten, daß der Lichtfleck auf der Netzhaut so scharf wie möglich ist. D. h., daß die korrekten Einstellungen des Teleskopmechanismus des Prismas 314 (oder 314', wie nachstehend unter Bezug auf die Fig. 8B und 8C) diskutiert wird) sowie die Ausrichtung des Patienten geprüft werden. Basierend auf diesen Einstellungen und der Ausrich­ tung kann ein Signal erzeugt werden (z. B. von der Abgleich­ kamera oder von einem Steuerungssystem, z. B. vom Steuerungs­ system 156 in Fig. 2C), um eine manuelle Prüfung der Meß­ werte eines Patienten zu veranlassen oder die Patientenver­ messung oder -untersuchung automatisch zu starten. Solche Funktionen ermöglichen auch, daß nur für die Zeitdauer der Messungen oder Untersuchung und nicht während der vorstehend diskutierten Fokussierungs- und Abgleichperiode der Linsen­ kamera 312 eine erhöhte Lichtintensität zugeführt wird.As discussed above, the alignment camera 323 is used to ensure that the light spot on the retina is as sharp as possible. That is, the correct settings of the telescope mechanism of prism 314 (or 314 ', as discussed below with reference to Figures 8B and 8C) and the orientation of the patient are checked. Based on these settings and the alignment, a signal can be generated (e.g. from the alignment camera or from a control system, e.g. from the control system 156 in FIG. 2C) to manually check the measurement values of a patient to initiate or start the patient measurement or examination automatically. Such functions also enable an increased light intensity to be supplied to the lens camera 312 only for the duration of the measurements or examination and not during the focusing and adjustment period discussed above.

Im niedrigeren Leistungsmodus wird die Laserdiode 306 auf eine Leistung eingestellt, die niedrig genug ist, um ei­ ne Schädigung der Netzhaut des Auges E zu verhindern, z. B. auf 0,5 µW. Die Verwendung der Abgleichkamera 323 im Steue­ rungssystem zum Unterstützen der Fokussierung der Laserdiode 306 auf die Netzhaut kann auf mehrere Weisen erfolgen. Bei­ spielsweise kann die Lichtfleckgröße auf der Netzhaut mini­ miert werden, oder die Intensität des Lichtflecks auf der Netzhaut kann maximiert werden, indem die Position des tele­ skopartig beweglichen Prismas 314 (oder 314', wie in Verbin­ dung mit den Fig. 8B und 8C diskutiert) im optischen Weg des Wellenfrontsensors 102 (und 300) eingestellt wird, bis der Lichtfleck so klein wie möglich ist. Durch die Position des teleskopartig beweglichen Prismas 314 (oder 314') wird eine "Grund- oder Referenzlinie" des Myopie- oder Hyperopie­ grades der Dioptrienkorrektur festgelegt, die erforderlich ist, um refraktive optische Aberrationsmerkmale niedrigerer Ordnung des Auges E anfangs zu korrigieren. Es ist nützlich, sicherzustellen, daß die Laser 302 unter einem Winkel zur Laserdiode 306 ausgerichtet sind, durch den eine Überlappung ihrer jeweiligen Lichtflecke auf der Netzhaut erhalten wird (oder durch andere Verfahren, z. B. eine manuelle oder durch visuelle Untersuchung erhaltene Ausrichtung des Auges des Patienten) in Verbindung mit der Einstellung der Position des teleskopartig beweglichen Prismas 314 (oder 314'), wäh­ rend der Grund- oder Referenzlinienpegel des Myopie- oder Hyperopiefehlers oder der Myopie- oder Hyperopiekorrektur bestimmt wird.In the lower power mode, the laser diode 306 is set to a power low enough to prevent damage to the retina of the eye E, e.g. B. to 0.5 µW. The use of the alignment camera 323 in the control system to support the focusing of the laser diode 306 on the retina can be done in several ways. For example, the spot size on the retina can be minimized, or the intensity of the spot on the retina can be maximized by moving the position of the telescoping prism 314 (or 314 'as discussed in connection with FIGS. 8B and 8C ) is set in the optical path of the wavefront sensor 102 (and 300 ) until the light spot is as small as possible. The position of the telescoping prism 314 (or 314 ') defines a "baseline or reference line" of the degree of myopia or hyperopia of diopter correction required to initially correct lower order refractive optical aberration features of the eye E. It is useful to ensure that lasers 302 are aligned at an angle to laser diode 306 that overlaps their respective light spots on the retina (or by other methods, e.g., manual or visual alignment of the retina) Patient's eye) in conjunction with adjusting the position of the telescoping prism 314 (or 314 ') while determining the baseline or reference line level of the myopia or hyperopia error or myopia or hyperopia correction.

Wenn die Fokussierung einmal erreicht ist, wird die La­ serdiode 306 für eine sehr kurze Zeitdauer auf einen höheren Leistungsmodus eingestellt. Beispielsweise kann eine Lei­ stung von 30 µW bei einer Lichtfleckgröße von 10-20 µm auf der Netzhaut für eine Zeitdauer von 400 ms verwendet werden. Obwohl die Netzhaut durch eine höhere Intensität geschädigt werden könnte, wenn sie für eine längere Zeitdauer (z. B. mehr als 100 s) aufrechterhalten würde, ist ein solcher kur­ zer Impuls harmlos. Durch den kurzen Impuls wird jedoch die Intensität der einzelnen Lichtflecke auf dem Sensor der Lin­ senkamera 312 wesentlich erhöht, so daß durch die Kombinati­ on aus der Mehrleistungslaserdiode 306, der Abgleichkamera 323, der Linsenanordnung 342 und der Linsenkamera 312 eine höhere Signalintensität oder Linsenbilder mit höherem Kon­ trast durch die Linsenkamera 312 erhalten werden als in an­ deren Systemen. Der höhere Leistungsmodus der Laserdiode 306 ermöglicht im Vergleich zu anderen Systemen die Verwendung einzelner kleiner Linsen mit kleinerer Querschnittsfläche in der Linsenanordnung 324.Once focus is achieved, laser diode 306 is set to a higher power mode for a very short period of time. For example, a power of 30 µW with a light spot size of 10-20 µm on the retina can be used for a period of 400 ms. Although a higher intensity could damage the retina if it were maintained for a longer period of time (e.g. more than 100 s), such a short pulse is harmless. By the short pulse, however, the intensity of the individual light spots on the sensor of the lens camera 312 is significantly increased, so that by the combination of the multi-power laser diode 306 , the alignment camera 323 , the lens arrangement 342 and the lens camera 312 a higher signal intensity or lens images with a higher Contr are obtained by the lens camera 312 than in other systems. The higher power mode of the laser diode 306 enables the use of individual small lenses with a smaller cross-sectional area in the lens arrangement 324 compared to other systems.

FixationszielFixation target

Der Wellenfrontsensor 300 (und 102) verwendet auch ein Bild, das als Fixationsziel 334 verwendet wird, wie in Fig. 6 dargestellt. Das Fixationsziel 334 wird durch eine Licht­ quelle 336 beleuchtet und ermöglicht es einem Patienten, sein Auge darauf zu fixieren und zu fokussieren, während die Abgleichkamera 323 durch das Prisma 314 auf die Netzhaut fo­ kussiert ist. Das Fixationsziel 334 ist nützlich, wenn die virtuellen Bilder von der Linsenanordnung 324 durch Einstel­ len des teleskopartig beweglichen Prismas 314 auf den Sensor der Linsenkamera 312 fokussiert werden. Durch das System wird vorteilhaft ein Bild für das Fixationsziel 334 bereit­ gestellt, wobei ein nicht einschränkendes Beispiel eines Fi­ xationsziels das in Fig. 7 dargestellte Segelboot auf Was­ ser ist, und nicht nur einfach ein Fixationspunkt. Das Fixa­ tionsziel 334 vermittelt dem Auge E und dem Gehirn des Pati­ enten ein bildähnliches oder reales Bild oder eine Szene - tatsächlich wird durch das Auge E ein Objekt oder eine Szene betrachtet - auf das/die fokussiert werden soll. Die Fokus­ sierung des Auges E mit Hilfe eines realen Bildes ist typi­ scherweise einfacher als die Fokussierung auf einen Punkt. Das Bild des Fixationsziels ermöglicht es dem Auge E auf Un­ endlich zu fokussieren, so als ob das Bild weit entfernt wä­ re, wodurch die Effekte der Akkomodation oder Drehung des Auges E eliminiert oder reduziert werden können, wenn die virtuellen Bilder fokussiert werden, oder wenn die Wellen­ frontsensordaten erfaßt werden. D. h., das Bild des Fixati­ onsziels verhindert oder trägt dazu bei, in einem gewissen Umfang zu verhindern, daß das Auge auf weniger als Unendlich fokussiert. The wavefront sensor 300 (and 102 ) also uses an image that is used as the fixation target 334 , as shown in FIG. 6. The fixation target 334 is illuminated by a light source 336 and enables a patient to fixate and focus his eye on it, while the alignment camera 323 is focused on the retina by the prism 314 . The fixation target 334 is useful when the virtual images from the lens assembly 324 are focused on the sensor of the lens camera 312 by adjusting the telescoping prism 314 . The system advantageously provides an image for the fixation target 334 , with one non-limiting example of a fixation target being the sailboat shown in FIG. 7 on What Water, and not simply a fixation point. The fixation target 334 conveys to the eye E and the patient's brain an image-like or real image or a scene - actually an object or a scene is being viewed by the eye E - which is to be focused on. Focusing the eye E using a real image is typically easier than focusing on a point. The image of the fixation target enables the eye E to finally focus on Un as if the image were far away, whereby the effects of accommodation or rotation of the eye E can be eliminated or reduced when the virtual images are focused or when the waves are sensed front sensor data. That is, the image of the fixation target prevents or helps to some extent prevent the eye from focusing on less than infinity.

Das Fixationsziel zwingt das Auge E, seine "normale" Drehposition zu drehen, wodurch Drehfehler in der Diagnosea­ nalyse minimiert werden. Daher kann durch das Fixationsziel 334 ein Drehbezugsrahmen bezüglich des Auges E definiert werden. Ein asymmetrisches Bild, z. B. das Segelboot von Fig. 7, das bei einem auf Unendlich eingestellten Fokus des Auges E betrachtet werden kann, ist bevorzugt, weil es dazu beiträgt, daß das Auge E auch bei einer leichten Kopfbewe­ gung die normale oder eine vorgegebene Drehposition bezüg­ lich des Fixationsziels 334 beibehält. Das Fixationsziel 334 kann außerdem verwendet werden, um die Drehposition des Au­ ges E in Verbindung mit der Erkennung, Lokalisierung und Ausrichtung einer. Iris des Auges E einzustellen, wie vorste­ hend diskutiert wurde. Ein ähnliches Bild kann erfindungsge­ mäß in anderen Komponenten verwendet werden, sowohl bei der Diagnose als auch bei der Behandlung, um Akkomodations- oder Drehfehler zu eliminieren oder zu reduzieren.The fixation target forces the eye E to rotate its "normal" rotational position, thereby minimizing rotational errors in the diagnostic analysis. Therefore, a rotation reference frame with respect to the eye E can be defined by the fixation target 334 . An asymmetrical picture, e.g. B. the sailboat of Fig. 7, which can be viewed at an infinity focus of the eye E is preferred because it helps that the eye E even with a slight head movement, the normal or a predetermined rotational position bezüg Lich the Fixation target 334 maintained. The fixation target 334 can also be used to determine the rotational position of the eye E in connection with the detection, location and alignment of a. Adjust the iris of the eye E, as discussed above. A similar picture can be used in accordance with the invention in other components, both in diagnosis and in treatment, in order to eliminate or reduce accommodation or rotation errors.

Für Fachleute ist anhand der vorliegenden Beschreibung erkennbar, daß verschiedenartige Komponenten verwendet wer­ den können, um im Wellenfrontsensor 300 (oder 102) verwende­ te Komponenten zu ersetzen, und daß verschiedenartige opti­ sche Konfigurationen möglich sind, um andere Ausführungsfor­ men der Erfindung zu bilden. Beispielsweise kann die Laser­ diode 306 durch eine hochintensive, kollimierte Lichtquelle oder durch mehrere Lichtquellen, z. B. eine Niedrig- und eine Hochleistungslichtquelle, ersetzt werden. Die Abgleichkamera 323 kann im Weg des Spiegels 322 angeordnet werden, und die Linsenanordnung 324 der Linsenkamera 312 kann nach Wunsch oder konstruktionsgemäß mehr oder weniger kleine Linsen auf­ weisen. Außerdem ist für Fachleute erkennbar, daß alle diese Komponenten im allgemeinen durch ein Steuerungssystem, z. B. einen Mikrocomputer, gesteuert werden. Innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung ist eine breite Vielfalt anderer Konfigurationen möglich.It will be apparent to those skilled in the art from the present description that various components can be used to replace components used in the wavefront sensor 300 (or 102 ) and that various optical configurations are possible to form other embodiments of the invention. For example, the laser diode 306 by a high-intensity, collimated light source or by multiple light sources, e.g. B. a low and a high power light source to be replaced. The alignment camera 323 can be arranged in the path of the mirror 322 , and the lens arrangement 324 of the lens camera 312 can have lenses that are more or less small as desired or according to the design. It will also be apparent to those skilled in the art that all of these components are generally controlled by a control system, e.g. B. a microcomputer can be controlled. A wide variety of other configurations are possible within the scope of the present invention.

FokussierprismaFocusing prism

Fig. 8A zeigt eine Ausführungsform des Prismas 314 von Fig. 6 als Doppelprismaanordnung mit einem ersten Prisma 350 und einem zweiten Prisma 352. Wie durch einen Licht­ strahl 354 dargestellt, reflektiert das erste Prisma 350 den Strahl 354 nacheinander von zwei Flächen 356 und 358, so daß der erhaltene Strahl 360 parallel oder etwa parallel zur Richtung des Ursprungs des Strahls 354 läuft. Der Strahl 360 trifft auf das zweite Prisma 352 auf, das den Strahl 360 nacheinander von zwei Flächen 362 und 364 reflektiert, wo­ durch ein zurücklaufender Strahl 366 erhalten wird. Der zu­ rücklaufende Strahl 366 wird nacheinander von den Flächen 358 und 356 reflektiert, wodurch ein Strahl 368 erhalten wird, der parallel oder etwa parallel zur Richtung des Ur­ sprungs des Strahls 354 läuft. Ein besonders vorteilhafter Aspekt dieser Konfiguration ist, daß der parallele oder un­ gefähr parallele Rückweg des Strahls 368 unabhängig von dem Winkel erhalten wird, unter dem der Strahl 354 in das Prisma 314 eintritt. Dies ist der Fall, weil die Flächen 356 und 358 den vertikalen Ablenkwinkel des ankommenden Strahls 354 beibehalten und die Flächen 362 und 364 den horizontalen Ab­ lenkwinkel beibehalten. Obwohl das Fokussierprisma 314 dazu geeignet ist, den Strahl von der Laserdiode 306 dem Auge E zuzuführen, ist es insbesondere auf dem Rückweg nützlich, weil das vom Auge E zurückgestreute Licht nicht wie der auf das Auge E auftreffende Strahl der Laserdiode 306 kollimiert ist. Weil das Prisma 314 das vom Auge E zurückgestreute Licht (das schließlich durch die Linsenanordnung 324 abgeta­ stet wird) auf einem senkrechten Weg zurückführt, wird da­ durch die Fehlerwahrscheinlichkeit innerhalb der Linsenkame­ ra 312 reduziert. FIG. 8A shows an embodiment of the prism 314 from FIG. 6 as a double prism arrangement with a first prism 350 and a second prism 352 . As represented by a light beam 354 , the first prism 350 successively reflects the beam 354 from two surfaces 356 and 358 so that the beam 360 obtained is parallel or approximately parallel to the direction of the origin of the beam 354 . Beam 360 impinges on second prism 352 , which successively reflects beam 360 from two surfaces 362 and 364 , where a returning beam 366 is obtained. The beam 366 to be returned is successively reflected by the surfaces 358 and 356 , whereby a beam 368 is obtained which runs parallel or approximately parallel to the direction of the origin of the beam 354 . A particularly advantageous aspect of this configuration is that the parallel or non-parallel return path of beam 368 is obtained regardless of the angle at which beam 354 enters prism 314 . This is because surfaces 356 and 358 maintain the vertical deflection angle of the incoming beam 354 and surfaces 362 and 364 maintain the horizontal deflection angle. Although the focusing prism 314 is suitable for feeding the beam from the laser diode 306 to the eye E, it is particularly useful on the way back because the light scattered back by the eye E is not collimated like the beam of the laser diode 306 striking the eye E. Because prism 314 returns the light backscattered by eye E (which is ultimately scanned by lens assembly 324 ) in a vertical path, the probability of error within lens lens ra 312 is reduced.

Fig. 8B zeigt eine andere teleskopartig bewegliche oder Teleskopoptik 314' die der Teleskopoptik 124 von Fig. 2A ähnlich ist), die erfindungsgemäß für das Prisma 314 in Fig. 6 verwendbar ist. Die Optik 314' weist zwei beabstan­ dete Prismen 370 und 372 auf. Die Prismen 370 und 372 bilden ein gefaltetes optisches System, das sowohl das von der La­ serdiode 306 zum Auge E hin laufende Licht als auch das zur Linsenanordnung 324 und zur Linsenkamera 312 hin laufende, von der Netzhaut des Auges E zurückgestreute Licht ähnlich wie durch die Oberflächenreflexionen durch das in Fig. 8A dargestellte Prisma 314 sechsmal reflektiert. Die sechs Re­ flexionen sind in Fig. 8B als Licht 374 schematisch darge­ stellt. Obwohl andere Konfigurationen möglich sind, ist die Linse 372 in der Praxis in der Position fixiert, und die Po­ sition der 370 wird bezüglich der Linse 372 eingestellt, wie durch einen Pfeil 375 in Fig. 8B als ein nicht einschrän­ kender Typ einer Teleskopbewegung dargestellt, um eine opti­ male oder nahezu optimale Fokussierung des durch die Linsen­ anordnung 372 zur Linsenkamera 312 laufenden Lichts zu er­ halten. Der variable Abstand zwischen den Prismen 370 und 372 beträgt vorzugsweise etwa 5 mm bis etwa 100 mm, und ihre Abmessungen betragen vorzugsweise 40 × 40 mm bzw. 20 × 40 mm, obwohl andere Abstände und Abmessungen möglich sind. FIG. 8B shows another telescope-like or telescope optics 314 'which is similar to the telescope optics 124 from FIG. 2A), which can be used according to the invention for the prism 314 in FIG. 6. The optics 314 'has two spaced prisms 370 and 372 . The prisms 370 and 372 form a folded optical system which both the light running from the laser diode 306 towards the eye E and the light running towards the lens arrangement 324 and the lens camera 312 and backscattered from the retina of the eye E is similar to that through Surface reflections reflected six times by prism 314 shown in FIG. 8A. The six reflections are shown schematically in FIG. 8B as light 374 . Although other configurations are possible, in practice lens 372 is fixed in position and the position of 370 is adjusted with respect to lens 372 as shown by arrow 375 in FIG. 8B as a non-limiting type of telescopic movement, in order to maintain an optimal or almost optimal focusing of the light passing through the lens arrangement 372 to the lens camera 312 . The variable distance between prisms 370 and 372 is preferably about 5 mm to about 100 mm, and their dimensions are preferably 40 × 40 mm and 20 × 40 mm, although other distances and dimensions are possible.

Durch die Anordnung der Prismen 370 und 372 wird vor­ teilhaft ein reflektierter abgehender Strahl erhalten, der exakt oder nahezu exakt parallel zum ankommenden Strahl aus­ gerichtet ist (d. h., entweder zum oder vom Auge E), auch wenn das Prisma 370 während der Teleskopbewegung geneigt ist. Dadurch können die Kosten eines Schiebers oder eines Schiebemechanismus reduziert werden, der verwendet werden kann, um eine automatische rechnergesteuerte Teleskopbewe­ gung zu ermöglichen, z. B. des in Fig. 8C dargestellten Schiebers 376, obwohl auch ein teurer oder hochwertiger Schieber oder ein handbetätigter Schieber verwendet werden kann. Fig. 8C zeigt eine Ansicht entlang der Linie A-A', wenn die teleskopartig bewegliche Optik 314' in Fig. 8B auf dem Schieber 376 angeordnet wäre. In Fig. 8C weist der Schieber 376 eine Bahn oder Spur bzw. Schiene 378 auf, auf der das Prisma 370 beispielsweise unter Verwendung einer ge­ eigneten Klemme oder eines Halters für optische Komponenten läuft, wie für Fachleute erkennbar ist. Der Schieber 376 weist auch einen Schrittmotor 380 zum Bewegen der Position des Prismas 370 entlang der Bahn oder Schiene 378 und einen Arm 382 auf, mit dem das Prisma 370 durch ein geeignetes Verbindungsstück 384 (in Fig. 8C schematisch dargestellt) mechanisch verbunden ist, wie für Fachleute erkennbar ist. Wenn der Schrittmotor 380 aktiviert wird, bewegt er die Po­ sition des am Prisma 370 befestigten Verbindungsstücks 384 zusammen mit dem Arm 382 in eine der beiden Richtungen des Pfeils 375. Die Richtung und das Maß der Bewegung werden ge­ mäß den Fokussierungsanforderungen des auf das Auge E auf­ treffenden Strahls von der Laserdiode 306 und denen der Lin­ senanordnung 324 und der Linsenkamera 312, die durch die te­ leskopartig bewegliche Optik 314' eingestellt werden, be­ stimmt. Es können an Stelle der teleskopartig beweglichen Optik 314' (oder 314) oder des Schiebers 376 verschiedene andere Antriebsmechanismen, Prismenkonfigurationen oder Lin­ sensysteme, einschließlich fokusabgleichender Linsensysteme verwendet werden, wie für Fachleute ersichtlich ist. Bei­ spielsweise könnte ein anderes alternatives optisches System für die teleskopartig bewegliche Optik 314' (oder 314) ein Linsensystem mit der Fähigkeit zum Hinzufügen oder Entfernen von Linsen sein, wobei jede Linse des Systems hinsichtlich der Brechkraft durch eine Reihe oder eine andere Brechkraft­ beziehung mit den anderen Linsen in Beziehung stehen kann oder nicht. Ein Beispiel eines solchen Linsensystems ist ein Phoropter oder ein ähnliches Linsensystem. Durch ein derar­ tiges Linsensystem könnte der Patient sehen, welche Verbes­ serung (z. B. hinsichtlich Defokussierung und Astigmatismus) durch herkömmliche sehfehlerkorrigierende Techniken, z. B. herkömmliche Brillen oder Kontaktlinsen, erhalten werden kann, und dann im Vergleich sehen, welche Verbesserungen durch Korrekturen anderer Aberrationen und Aberrationen hö­ herer Ordnung erhalten werden können.The arrangement of the prisms 370 and 372 partially obtains a reflected outgoing beam which is exactly or almost exactly parallel to the incoming beam (ie, either to or from the eye E), even if the prism 370 is inclined during the telescopic movement . This can reduce the cost of a slide or a slide mechanism that can be used to enable automatic computer controlled telescopic movement, e.g. B. the slide 376 shown in Fig. 8C, although an expensive or high-quality slide or a manually operated slide can be used. FIG. 8C shows a view along the line A-A 'if the telescopically movable optics 314 ' in FIG. 8B were arranged on the slide 376 . In Fig. 8C, slider 376 has a track or track 378 on which prism 370 runs, for example, using a suitable clamp or optical component holder, as will be appreciated by those skilled in the art. The slider 376 also includes a stepper motor 380 for moving the position of the prism 370 along the track or rail 378 and an arm 382 to which the prism 370 is mechanically connected by a suitable connector 384 (shown schematically in Fig. 8C), such as is recognizable to experts. When the stepper motor 380 is activated, it moves the position of the connector 384 attached to the prism 370 together with the arm 382 in either direction of the arrow 375 . The direction and degree of movement are determined according to the focusing requirements of the beam incident on the eye E from the laser diode 306 and those of the lens arrangement 324 and the lens camera 312 , which are set by the telescope-like movable optics 314 '. Various other drive mechanisms, prism configurations, or lens systems, including focus-adjusting lens systems, may be used in place of the telescoping optics 314 '(or 314 ) or slider 376 , as will be apparent to those skilled in the art. For example, another alternative optical system for telescoping optics 314 '(or 314 ) could be a lens system with the ability to add or remove lenses, each lens of the system being refractive in terms of a series or other refractive power related to those other lenses may or may not be related. An example of such a lens system is a phoropter or a similar lens system. Such a lens system would allow the patient to see what improvement (e.g. with regard to defocusing and astigmatism) by conventional vision-correcting techniques, e.g. B. conventional glasses or contact lenses, and then see in comparison what improvements can be obtained by correcting other aberrations and higher order aberrations.

Mittelpunktberechnung für Lichtfleckpositionen des Wel­ lenfrontsensorsCenter point calculation for light spot positions of the world lenfrontsensor

Die Fig. 9A, 9B, 10, 11A und 11B zeigen ein anderes Merkmal des erfindungsgemäßen Wellenfrontsensors 102 (und 300). Wie in Verbindung mit Fig. 6 dargestellt, erzeugt die Linsenanordnung oder -matrix 324 der Linsenkamera 312 typi­ scherweise eine Anordnung oder Matrix von Lichtfleckbildern (oder virtuellen Bildern) auf dem Sensor der Linsenkamera 312. Wie im Patent von Williams diskutiert, werden mit den Mittelpunkten dieser Lichtflecken in Beziehung stehende Pa­ rameter oder Informationen, z. B. die zweidimensionale Ver­ schiebung der Mittelpunkte von den idealen Positionen dieser Lichtflecke, in Verbindung mit einer mathematischen Trans­ formation verwendet, z. B. mit einer Anpassung durch Zernike- Polynome verschiedener Ordnungen, um die dem Auge E zugeord­ neten Wellenfrontaberrationen zu bestimmen. Fig. 9A zeigt beispielsweise eine Anordnung von Lichtflecken 400 auf dem Sensor, der typischerweise ein "perfektes" Auge wäre, wenn die Lichtflecken von ihren idealen Mittelpunkten nicht ver­ setzt wären. Fig. 9B zeigt dagegen eine Anordnung von Lichtflecken 402, die in einem Bereich 404 versetzt sind, wodurch das Vorhandensein von Wellenfrontaberrationen des Auges angezeigt wird. Die Aberrationen werden durch Analyse der mathematischen Transformation bestimmt, z. B. durch Ana­ lyse der zum Anpassen der Parameterdaten verwendeten Zerni­ ke-Polynome. Die Linien in den Fig. 9A und 9B sind ledig­ lich angegeben, um die Abweichung in der Anordnung von Lichtflecken 402 darzustellen und würden im Bild in der Lin­ senkamera 312 nicht erscheinen. Ein reales (invertiertes oder negatives) Bild 406 von einer Linsenkamera, z. B. von der Linsenkamera 312, ist in Fig. 10 dargestellt. Das Bild 406 zeigt den Typ und die Qualität von Lichtflecken, die ty­ pischerweise durch die Linsenkamera 312 beobachtet würden. FIGS. 9A, 9B, 10, 11A and 11B illustrate another feature of the wavefront sensor 102 (and 300) according to the invention. As shown in connection with FIG. 6, the lens arrangement or matrix 324 of the lens camera 312 typically creates an arrangement or matrix of light spot images (or virtual images) on the sensor of the lens camera 312 . As discussed in the Williams patent, parameters or information related to the centers of these light spots, e.g. B. the two-dimensional displacement of the center points from the ideal positions of these light spots, used in conjunction with a mathematical trans formation, z. B. with an adaptation by Zernike polynomials of different orders to determine the wavefront aberrations associated with the eye E. For example, FIG. 9A shows an arrangement of light spots 400 on the sensor that would typically be a "perfect" eye if the light spots were not offset from their ideal centers. The other hand, Fig. 9B shows an array of light spots 402 which are offset in an area 404, thereby indicating the presence of wavefront aberrations of the eye. The aberrations are determined by analysis of the mathematical transformation, e.g. B. by analysis of the Zerni ke polynomials used to adapt the parameter data. The lines in FIGS. 9A and 9B are only given to show the deviation in the arrangement of light spots 402 and would not appear in the image in the lens camera 312 . A real (inverted or negative) image 406 from a lens camera, e.g. B. from the lens camera 312 , is shown in Fig. 10. Image 406 shows the type and quality of light spots that would typically be observed by lens camera 312 .

Wie vorstehend beschrieben, trägt die Abgleichkamera 323 (vergl. Fig. 6) dazu bei, den Lichtfleck auf der Netz­ haut des Auges E scharfzustellen, so daß jeder Lichtfleck, z. B. ein Lichtfleck 408, auf der Linsenkamera 312 so klein wie möglich ist. Weil ein solcher Abgleich nur für Effekte niedriger Ordnung geeignet ist, wird jeder erhaltene einzel­ ne Lichtfleck kein exakt scharfer Punkt sein. Wie im Patent von Williams diskutiert, kann in Verbindung mit dem entwic­ kelten Bild eine adaptive Optik verwendet werden, so daß ein aberrationskorrigiertes schärferes "Bild" der Lichtflecken erhalten wird. Im Wellenfrontsensor 102 (und 300) der Fig. 2A und 6 wird eine solche adaptive Optik jedoch nicht verwendet, so daß das Bild 406 der Lichtflecken, z. B. des Lichtflecks 408, aufgrund der optischen Aberrationen des Au­ ges E etwas "verschmiert" sein kann. Gemäß den Fig. 9A und 9B ist ersichtlich, daß in der zum Bestimmen der Gesamt­ wellenfrontaberration des Auges verwendeten Transformation Informationen verwendet werden, die mit in einer Anordnung von Lichtflecken, z. B. der Anordnung von Lichtflecken 400 und 402, verfügbaren spezifischen Punkten in Beziehung ste­ hen. Daher kann durch eine offensichtliche "Verschmierung" dieser Lichtflecken, z. B. des Lichtflecks 408, verhindert werden, daß ihre Mittelpunkte (z. B. die Mittelpunkte der ma­ ximal gewichteten Intensität) präzise lokalisierbar sind. Die Fig. 11A und 11B zeigen Diagramme zum Darstellen eines Schwerpunktverfahrens zum Bestimmen des Mittelpunktes jedes Lichtflecks, z. B. des Lichtflecks 408 von Fig. 10.As described above, the alignment camera 323 (see FIG. 6) helps to focus the light spot on the retina of the eye E so that each light spot, e.g. B. a light spot 408 on the lens camera 312 is as small as possible. Because such an adjustment is only suitable for low-order effects, each individual light spot obtained will not be an exactly sharp point. As discussed in the Williams patent, adaptive optics can be used in conjunction with the developed image so that an aberration-corrected, sharper "image" of the light spots is obtained. In the wavefront sensor 102 (and 300 ) of FIGS. 2A and 6, however, such an adaptive optics is not used, so that the image 406 of the light spots, e.g. B. the light spot 408 , may be somewhat "smeared" due to the optical aberrations of the eye. Referring to FIGS. 9A and 9B, it is seen that information is used in the wavefront aberration of the eye to determine the total transformation used, which, with an array of light spots, z. B. the arrangement of light spots 400 and 402 , available specific points are related. Therefore, an obvious "smearing" of these light spots, e.g. B. the light spot 408 , are prevented that their centers (z. B. the centers of the ma ximally weighted intensity) can be precisely localized. FIG. 11A and 11B are diagrams showing a centroid method for determining the center of each light spot, z. B. the light spot 408 of FIG. 10.

Fig. 11A zeigt eine Anordnung 410 "verschmierter" Licht­ flecken, z. B. einen Lichtfleck 412. Ein detaillierteres Pro­ fil des Lichtflecks 412 ist in F 02412 00070 552 001000280000000200012000285910230100040 0002019950791 00004 02293ig. 11B dargestellt, das Profillinien 414 aufweist, die, ähnlich wie Äquipotentialli­ nien oder Höhenliniendiagramme, eine Zunahme der Intensität, allgemein zum Mittelpunkt des Lichtflecks 412 hin anzeigen. Die Zunahme der Intensität würde entsprechend in den digita­ lisierten Werten des Sensors (z. B. CCD) in der Linsenkamera 312 gefunden und ist als dunklere Bereiche in den Lichtflec­ ken von Fig. 10 sichtbar. FIG. 11A shows an arrangement 410 patch "smeared" light such. B. a spot of light 412 . A more detailed profile of the light spot 412 is in F 02412 00070 552 001000280000000200012000285910230100040 0002019950791 00004 02293ig. 11B, which has profile lines 414 that, similar to equipotential lines or contour lines, indicate an increase in intensity generally toward the center of the light spot 412 . The increase in intensity would be found accordingly in the digitized values of the sensor (e.g. CCD) in the lens camera 312 and is visible as darker areas in the light spots of FIG. 10.

Es können mehrere Verfahren verwendet werden, um die Mittelpunkte der verschiedenen Lichtflecken in den Ausfüh­ rungsformen der Erfindung zu bestimmen. Gemäß einem Verfah­ ren wird ein gewichteter Intensitäts"-schwerpunkt" in der X- und Y-Richtung eines Koordinatensystems verwendet, wie in Fig. 11B dargestellt, für das die jeweiligen Schwerpunkte für jeden Lichtfleck durch folgende Gleichungen gegeben sind:
Several methods can be used to determine the centers of the various light spots in the embodiments of the invention. According to one method, a weighted intensity "center of gravity" is used in the X and Y directions of a coordinate system, as shown in FIG. 11B, for which the respective centers of gravity for each light spot are given by the following equations:

In diesen Gleichungen bezeichnet Ii die Intensität an einem bestimmten Punkt. Die Intensität kann auf mehrere Weisen be­ rechnet werden, z. B. als Intensitätsschwellenwert, wobei je­ dem Bildelementwert, der größer ist als der Schwellenwert, die Intensität 1 und jedem Bildelementwert, der kleiner ist als der Schwellenwert, die Intensität 0 zugeordnet wird. Stattdessen könnte eine gewichtete Intensität verwendet wer­ den, die einfach die Bildelementintensität darstellt. Die Intensität könnte nicht-linear gewichtet sein, wobei Bild­ elemente mit höherer Intensität einen größeren als einen li­ near proportionalen Effekt haben, indem beispielsweise der Intensitätswert Ii quadriert wird. Es könnten andere nicht­ lineare Gewichtungen verwendet werden. Die Intensitätswerte Ii können auf verschiedene Weisen gewichtet werden, um die "Mittelpunkte" der Lichtflecken des Wellenfrontsensors zu berechnen.In these equations, I i denotes the intensity at a certain point. The intensity can be calculated in several ways, e.g. B. as an intensity threshold, the intensity 0 being assigned to each picture element value that is greater than the threshold value, the intensity 1 and each picture element value that is smaller than the threshold value. Instead, a weighted intensity could be used that simply represents the pixel intensity. The intensity could be non-linearly weighted, picture elements with a higher intensity having a greater than a linear proportional effect, for example by squaring the intensity value I i . Other non-linear weights could be used. The intensity values I i can be weighted in various ways in order to calculate the “center points” of the light spots of the wavefront sensor.

SchlußfolgerungConclusion

Die vorstehende Offenbarung und Beschreibung der Erfin­ dung dienen zur Darstellung und Erläuterung, und innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung können zahl­ reiche Änderungen in den Details der dargestellten Vorrich­ tung und in der Konstruktion und den Betriebsverfahren vor­ genommen werden.The foregoing disclosure and description of the inven are used for presentation and explanation, and within the scope of the present invention may include rich changes in the details of the illustrated device and in the design and operating procedures be taken.

Claims (45)

1. Verfahren zum Abgleichen eines refraktiven Korrekturin­ struments mit dem Auge eines Patienten, wobei das Ver­ fahren aufweist:
Bestimmen refraktiver Merkmale des Auges des Pati­ enten;
Erzeugen eines ersten Bildes von einer Iris des Auges des Patienten, das zum Definieren einer räumli­ chen Beziehung zwischen der Iris und den bestimmten re­ fraktiven Merkmalen verwendet wird;
Speichern einer Darstellung des ersten Bildes;
Verwenden der bestimmten refraktiven Merkmale, Entwickeln eines refraktiven Behandlungsablaufs für das Auge des Patienten, der der gespeicherten Darstel­ lung räumlich zugeordnet ist;
Erzeugen eines zweiten Bildes von der Iris des Au­ ges des Patienten als Vorbereitung zum Ausführen des entwickelten refraktiven Behandlungsablaufs; und
Abgleichen des zweiten Irisbildes und der gespei­ cherten Darstellung zum Normieren des entwickelten re­ fraktiven Behandlungsablaufs auf das zweite Irisbild.
1. A method for comparing a refractive correction instrument with a patient's eye, the method comprising:
Determining refractive features of the patient's eye;
Generating a first image of an iris of the patient's eye that is used to define a spatial relationship between the iris and the particular refractory features;
Storing a representation of the first image;
Using the determined refractive features, developing a refractive treatment process for the patient's eye that is spatially associated with the stored representation;
Generating a second image of the patient's iris eye in preparation for performing the developed refractive treatment process; and
Align the second iris image and the saved representation to normalize the developed re-active treatment process to the second iris image.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abgleichen das Ab­ gleichen eines Lasersystems des refraktiven Korrektur­ werkzeugs aufweist, um das zweite Irisbild für die Nor­ mierung im wesentlichen mit der gespeicherten Darstel­ lung abzugleichen.2. The method of claim 1, wherein the matching is the matching same as a laser system of refractive correction the second iris image for the Nor mation essentially with the saved representation balance. 3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen das Be­ stimmen refraktiver Merkmale des Auges des Patienten durch ein refraktives Diagnosewerkzeug des refraktiven Korrekturinstruments aufweist. 3. The method of claim 1, wherein determining the loading agree refractive features of the patient's eye through a refractive diagnostic tool of the refractive Has correction instrument.   4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen des er­ sten Bildes das Erzeugen des ersten Bildes durch ein refraktives Diagnosewerkzeug des refraktiven Korrektur­ instruments aufweist.4. The method of claim 1, wherein generating the he most image the generation of the first image by a refractive diagnostic tool of refractive correction instruments. 5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Erzeugen des zwei­ ten Bildes das Erzeugen des zweiten Bildes durch ein Lasersystem des refraktiven Korrekturinstruments auf­ weist.5. The method of claim 4, wherein generating the two th image the generation of the second image by one Laser system of the refractive correction instrument has. 6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Abgleichen das Ab­ gleichen des Lasersystems aufweist, um das zweite Iris­ bild zur Normierung im wesentlichen mit der gespeicher­ ten Darstellung auszurichten.6. The method of claim 5, wherein the trimming is the trimming same of the laser system to the second iris Image for standardization essentially with the saved to align the presentation. 7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen das Be­ stimmen von Wellenfrontaberrationen des Auges des Pati­ enten durch einen Wellenfrontsensor aufweist.7. The method of claim 1, wherein determining the loading agree of wavefront aberrations of the pati's eye ducks by a wavefront sensor. 8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen das Be­ stimmen einer Hornhautoberflächentopografie des Auges des Patienten durch einen Hornhauttopografieanalysator aufweist.8. The method of claim 1, wherein determining the loading agree with a corneal surface topography of the eye of the patient through a corneal topography analyzer having. 9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen refrak­ tiver Merkmale das Bestimmen der Hornhautdicke oder an­ derer Differenz- oder Differentialprofile des Auges des Patienten unter Verwendung von Ultraschall aufweist.9. The method of claim 1, wherein determining refrak tive features determining the corneal thickness or at whose differential or differential profiles of the eye of the Has patient using ultrasound. 10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abgleichen auf­ weist:
Darstellen der gespeicherten Darstellung;
Darstellen des zweiten Bildes als Überlagerung auf der gespeicherten Darstellung; und
manuelles Ausrichten des refraktiven Korrekturin­ struments, so daß das erste und das zweite Bild sich überlappen.
10. The method of claim 1, wherein the matching comprises:
Displaying the stored representation;
Displaying the second image as an overlay on the stored representation; and
manually aligning the refractive correction instrument so that the first and second images overlap.
11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abgleichen ferner aufweist:
Erkennen charakteristischer Merkmale im ersten Bild; und
Abgleichen der charakteristischen Merkmale des er­ sten Bildes mit entsprechenden charakteristischen Merk­ malen des zweiten Bildes.
11. The method of claim 1, wherein the matching further comprises:
Recognizing characteristic features in the first image; and
Matching the characteristic features of the first image with corresponding characteristic features of the second image.
12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen das Be­ stimmen refraktiver Merkmale des Auges des Patienten durch ein refraktives Diagnosewerkzeug des refraktiven Korrekturinstruments aufweist, und ferner mit:
Bestimmen zusätzlicher refraktiver Merkmale des Auges des Patienten durch ein zweites refraktives Dia­ gnosewerkzeug;
Erfassen eines dritten Bildes von der Iris des Au­ ges des Patienten, das eine räumliche Beziehung zwi­ schen der Iris des Patienten und den zusätzlich be­ stimmten refraktiven Merkmalen definiert; und
Entwickeln eines refraktiven Behandlungsablaufs basierend auf einer Normierung der bestimmten refrakti­ ven Merkmale und der zusätzlichen bestimmten refrakti­ ven Merkmale aufeinander aus dem ersten und dem dritten Bild.
12. The method of claim 1, wherein the determining comprises determining refractive features of the patient's eye through a refractive diagnostic tool of the refractive correction instrument, and further comprising:
Determining additional refractive features of the patient's eye using a second refractive diagnostic tool;
Capturing a third image of the patient's iris that defines a spatial relationship between the patient's iris and the additionally determined refractive features; and
Developing a refractive treatment process based on a normalization of the determined refractive features and the additional determined refractive features from one another from the first and the third image.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Auflösung der be­ stimmten refraktiven Merkmale und der zusätzlichen be­ stimmten refraktiven Merkmale sich unterscheiden, und wobei eine Auflösung verwendet wird, um die andere zu interpolieren.13. The method of claim 12, wherein the resolution of the be determined refractive features and the additional be  agreed refractive features differ, and where one resolution is used to the other interpolate. 14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abgleichen auf­ weist:
Abgleichen eines Lasersystems des refraktiven Kor­ rekturinstruments;
Drehen des entwickelten refraktiven Behandlungsab­ laufs; und
Translatieren oder Parallelverschieben des entwic­ kelten refraktiven Behandlungsablaufs.
14. The method of claim 1, wherein the matching comprises:
Aligning a laser system of the refractive correction instrument;
Rotating the refractive treatment process; and
Translate or move the refractive treatment process in parallel.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Abgleichen des Lasersystems ferner aufweist:
Skalieren des entwickelten refraktiven Behand­ lungsablaufs.
15. The method of claim 14, wherein aligning the laser system further comprises:
Scaling the refractive treatment process developed.
16. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der entwickelte re­ fraktive Behandlungsablauf dazu dient, ein refraktives Behandlungswerkzeug zu verwenden, das einen Excimerla­ ser aufweist.16. The method of claim 1, wherein the developed right fractive treatment flow serves to be a refractive To use treatment tool that an Excimerla ser has. 17. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Bild von ei­ ner mit sichtbarem Licht arbeitenden Pupillenkamera er­ halten wird.17. The method of claim 1, wherein the first image of egg a pupil camera working with visible light will hold. 18. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zweite Bild von einer Infrarotkamera erhalten wird.18. The method of claim 1, wherein the second image of an infrared camera is obtained. 19. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gespeicherte Dar­ stellung eine digitale Kopie des ersten Bildes ist. 19. The method of claim 1, wherein the stored Dar position is a digital copy of the first image.   20. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gespeicherte Dar­ stellung eine digitale Darstellung charakteristischer Merkmale der Iris aufweist.20. The method of claim 1, wherein the stored Dar position a digital representation of more characteristic Features of the iris. 21. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der re­ fraktiven Merkmale das Bestimmen von Differenz- oder Differentialprofilen von Komponenten des Auges auf­ weist.21. The method of claim 1, wherein determining the right fractive characteristics determining difference or Differential profiles of components of the eye has. 22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Bestimmen von Differenz- oder Differentialprofilen das Bestimmen der Differenz- oder Differentialprofile unter Verwendung von Ultraschall aufweist.22. The method of claim 21, wherein determining Difference or differential profiles determining the Differential or differential profiles using of ultrasound. 23. System zum Abgleichen eines refraktiven Korrekturin­ struments mit einem Auge eines Patienten mit:
einem refraktiven Diagnosewerkzeug, das dazu ge­ eignet ist, refraktive Daten für das Auge des Patienten zu, erzeugen, wobei das refraktive Diagnosewerkzeug auf­ weist:
eine erste Kamera, die dazu geeignet ist, ein er­ stes Irisbild des Auges des Patienten zu erzeugen, wo­ bei das refraktive Diagnosewerkzeug dazu geeignet ist, refraktive Kenndaten und entsprechende, damit in räum­ licher Beziehung stehende Irisdaten bereitzustellen, die das erste Irisbild darstellen; und
ein Lasersystem, das dazu geeignet ist, einen re­ fraktiven Behandlungsablauf auf das Auge des Patienten anzuwenden, wobei das Lasersystem aufweist:
eine zweite Kamera, die dazu geeignet ist, ein zweites Irisbild zu erzeugen;
einen Laser, der dazu geeignet ist, den refrakti­ ven Behandlungsablauf anzuwenden; und
ein Steuerungssystem, das dazu geeignet ist, Daten zu empfangen, die von den refraktiven Kenndaten und den Irisdaten hergeleitet werden, um die Irisdaten mit dem zweiten Irisbild abzugleichen, bevor das Steuerungssy­ stem den Behandlungsablauf aktiviert.
23. System for comparing a refractive correction instrument with an eye of a patient with:
generate a refractive diagnostic tool that is suitable for generating refractive data for the patient's eye, the refractive diagnostic tool comprising:
a first camera which is suitable for generating a first iris image of the patient's eye, where the refractive diagnostic tool is suitable for providing refractive characteristics and corresponding iris data which are spatially related thereto and which represent the first iris image; and
a laser system which is suitable for applying a re-active treatment sequence to the patient's eye, the laser system comprising:
a second camera capable of producing a second iris image;
a laser suitable for applying the refractory treatment procedure; and
a control system capable of receiving data derived from the refractive characteristics and the iris data to match the iris data with the second iris image before the control system activates the treatment process.
24. System nach Anspruch 23, wobei das Steuerungssystem mit der zweiten Kamera und dem Laser verbunden ist.24. The system of claim 23, wherein the control system includes the second camera and the laser. 25. System nach Anspruch 23, wobei das refraktive Diagnose­ werkzeug einen Wellenfrontsensor aufweist.25. The system of claim 23, wherein the refractive diagnosis tool has a wavefront sensor. 26. System nach Anspruch 23, wobei das refraktive Diagnose­ werkzeug einen Hornhauttopografieanalysator aufweist.26. The system of claim 23, wherein the refractive diagnosis Tool has a corneal topography analyzer. 27. System nach Anspruch 23, wobei das refraktive Diagnose­ werkzeug dazu geeignet ist, die Hornhautdicke oder an­ dere Differenz- oder Differentialprofile unter Verwen­ dung von Ultraschall zu bestimmen.27. The system of claim 23, wherein the refractive diagnosis tool is suitable for the corneal thickness or differential or differential profiles using determination of ultrasound. 28. System nach Anspruch 23, wobei das refraktive Diagnose­ werkzeug ein handgehaltenes refraktives Diagnosewerk­ zeug aufweist.28. The system of claim 23, wherein the refractive diagnosis tool a hand-held refractive diagnostic tool has stuff. 29. System nach Anspruch 23, wobei das Lasersystem ferner aufweist:
eine mit der zweiten Kamera und dem Steuerungssy­ stem verbundene Sichtanzeige, die dazu geeignet ist, das zweite Irisbild und die empfangenen Irisdaten über­ lagert darzustellen.
29. The system of claim 23, wherein the laser system further comprises:
a visual display connected to the second camera and the control system, which is suitable for superimposing the second iris image and the received iris data.
30. System nach Anspruch 23, wobei das Steuerungssystem da­ zu geeignet ist, die empfangenen Irisdaten mit dem zweiten Irisbild zu vergleichen und damit abzugleichen.30. The system of claim 23, wherein the control system is there is too suitable, the received iris data with the to compare and compare the second iris image. 31. System nach Anspruch 23, ferner mit:
einem zweiten refraktiven Diagnosewerkzeug mit:
einer dritten Kamera, die dazu geeignet ist, ein drittes Irisbild zu erzeugen, wobei das zweite refrak­ tive Diagnosewerkzeug mit dem Lasersystem verbunden ist, und dazu geeignet ist, zusätzliche refraktive Da­ ten für das Auge des Patienten und zusätzliche refrak­ tive Kenndaten und entsprechende, damit in räumlicher Beziehung stehende, zusätzliche Irisdaten bereitzustel­ len, die das dritte Irisbild von der dritten Kamera darstellen.
31. The system of claim 23, further comprising:
a second refractive diagnostic tool with:
a third camera, which is suitable for generating a third iris image, the second refractive diagnostic tool being connected to the laser system, and being suitable for providing additional refractive data for the patient's eye and additional refractive characteristics and corresponding data to provide spatially related additional iris data representing the third iris image from the third camera.
32. System nach Anspruch 31, ferner mit:
einem mit dem refraktiven Diagnosewerkzeug, dem zweiten refraktiven Diagnosewerkzeug und dem Lasersy­ stem verbundenen Rechensystem, wobei das Rechensystem dazu geeignet ist, die refraktiven Kenndaten, die zu­ sätzlichen refraktiven Kenndaten, die empfangenen Iris­ daten und die zusätzlichen Irisdaten zu empfangen und dazu geeignet ist, die refraktiven Kenndaten durch Ab­ gleichen der empfangenen Irisdaten mit den zusätzlichen Irisdaten räumlich auf die zweiten refraktiven Kennda­ ten zu normieren.
32. The system of claim 31, further comprising:
a computing system connected to the refractive diagnostic tool, the second refractive diagnostic tool and the laser system, the computing system being suitable for receiving and being suitable for receiving the refractive characteristic data, the additional refractive characteristic data, the received iris data and the additional iris data to standardize the refractive characteristics by comparing the received iris data with the additional iris data to the second refractive characteristics.
33. System nach Anspruch 32, wobei das Rechensystem dazu geeignet ist, den refraktiven Behandlungsablauf für das Lasersystem basierend auf den normierten Daten zu ent­ wickeln. 33. The system of claim 32, wherein the computing system is suitable for the refractive treatment process Laser system based on the standardized data wrap.   34. System nach Anspruch 33, wobei das Lasersystem das Re­ chensystem aufweist.34. The system of claim 33, wherein the laser system comprises the Re system. 35. System nach Anspruch 23, wobei der Laser einen Excimer­ laser aufweist.35. The system of claim 23, wherein the laser is an excimer has laser. 36. System nach Anspruch 23, ferner mit:
einem mit dem refraktiven Diagnosewerkzeug und dem Lasersystem verbundenen Rechensystem, das dazu geeignet ist, die refraktiven Kenndaten und die Irisdaten zu empfangen, um den refraktiven Behandlungsablauf zu ent­ wickeln, und den auf die Irisdaten normierten refrakti­ ven Behandlungsablauf zu erzeugen.
36. The system of claim 23, further comprising:
a computing system connected to the refractive diagnostic tool and the laser system, which is suitable for receiving the refractive characteristic data and the iris data in order to develop the refractive treatment process, and for generating the refractory treatment process standardized to the iris data.
37. System nach Anspruch 36, wobei das Lasersystem das Re­ chensystem aufweist.37. The system of claim 36, wherein the laser system the Re system. 38. Lasersystem zum Anwenden eines refraktiven Behandlungs­ ablaufs auf das Auge eines Patienten, wobei das Laser­ system den refraktiven Behandlungsablauf in Verbindung mit damit in räumlicher Beziehung stehenden Irisdaten empfängt, die ein Irisbild des Auges eines Patienten darstellen, wobei das Lasersystem aufweist:
eine Kamera, die dazu geeignet ist, das Irisbild zu erfassen;
einen Laser, der dazu geeignet ist, den refrakti­ ven Behandlungsablauf anzuwenden; und
ein Steuerungssystem, das dazu geeignet ist, den refraktiven Behandlungsablauf und die Irisdaten zu emp­ fangen, und die Irisdaten mit dem Irisbild abzuglei­ chen, bevor das Steuerungssystem den refraktiven Be­ handlungsablauf aktiviert.
38. A laser system for applying a refractive treatment process to a patient's eye, the laser system receiving the refractive treatment process in conjunction with iris data related thereto that represent an iris image of a patient's eye, the laser system comprising:
a camera capable of capturing the iris image;
a laser suitable for applying the refractory treatment procedure; and
a control system which is suitable for receiving the refractive treatment process and the iris data, and comparing the iris data with the iris image before the control system activates the refractive treatment process.
39. System nach Anspruch 38, ferner mit einem Rechensystem, das dazu geeignet ist, den refraktiven Behandlungsab­ lauf aus refraktiven Kenndaten von einem refraktiven Diagnosewerkzeug zu entwickeln und den refraktiven Be­ handlungsablauf in räumlicher Beziehung mit zusätzli­ chen Irisdaten zu erzeugen, die ein zusätzliches Iris­ bild von einer zusätzlichen Kamera im refraktiven Dia­ gnosewerkzeug darstellen.39. The system of claim 38, further comprising a computing system, which is suitable for the refractive treatment run from refractive characteristics of a refractive Develop diagnostic tool and the refractive Be course of action in a spatial relationship with additional Chen iris data to generate an additional iris picture of an additional camera in the refractive slide represent gnosis tool. 40. System nach Anspruch 39, wobei das Steuerungssystem und das Rechensystem im gleichen Computersystem angeordnet sind.40. The system of claim 39, wherein the control system and the computing system is arranged in the same computer system are. 41. Verfahren zum Erzeugen eines refraktiven Behandlungsab­ laufs für das Auge eines Patienten, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Bestimmen refraktiver Merkmale eines Auges eines Patienten;
Erzeugen eines Bildes einer Oberfläche des Auges des Patienten, während die refraktiven Merkmale be­ stimmt werden;
Entwickeln eines refraktiven Behandlungsablaufs unter Verwendung der bestimmten refraktiven Merkmale; und
Abgleichen eines refraktiven Korrekturinstruments mit dem Auge des Patienten durch Abgleichen des erfaß­ ten Bildes der Oberfläche mit einem anderen Bild des Auges des Patienten, das durch das refraktive Korrek­ turinstrument empfangen wird.
41. A method for generating a refractive treatment sequence for a patient's eye, the method comprising the steps of:
Determining refractive features of a patient's eye;
Generating an image of a surface of the patient's eye while determining the refractive features;
Developing a refractive treatment flow using the determined refractive features; and
Matching a refractive correction instrument to the patient's eye by matching the captured image of the surface with another image of the patient's eye received by the refractive correction instrument.
42. Verfahren nach Anspruch 41, ferner mit dem Anwenden des refraktiven Behandlungsablaufs. 42. The method of claim 41, further comprising applying the refractive treatment process.   43. System zum Abgleichen eines refraktiven Korrekturin­ struments mit einem Auge eines Patienten mit:
einer Einrichtung zum Bestimmen refraktiver Merk­ male des Auges des Patienten;
einer Einrichtung zum Erzeugen eines Bildes einer Oberfläche des Auges des Patienten, während die refrak­ tiven Merkmale bestimmt werden;
einer Einrichtung zum Entwickeln eines refraktiven Behandlungsablaufs unter Verwendung der bestimmten re­ fraktiven Merkmale; und
einer Einrichtung zum Abgleichen eines refraktiven Korrekturinstruments mit dem Auge des Patienten durch Abgleichen des erzeugten Bildes der Oberfläche des Au­ ges des Patienten mit einem anderen Bild des Auges des Patienten, das durch das refraktive Korrekturinstrument empfangen wird.
43. System for comparing a refractive correction instrument with an eye of a patient with:
means for determining refractive features of the patient's eye;
means for forming an image of a surface of the patient's eye while determining the refractive features;
means for developing a refractive treatment flow using the determined re-active features; and
means for comparing a refractive correction instrument with the patient's eye by comparing the generated image of the surface of the patient's eye with another image of the patient's eye received by the refractive correction instrument.
44. Verfahren nach Anspruch 43, ferner mit einer Einrich­ tung zum Anwenden des refraktiven Behandlungsablaufs.44. The method of claim 43, further comprising a device to apply the refractive treatment process. 45. Verfahren zum Abgleichen eines refraktiven Korrekturin­ struments mit einem Auge eines Patienten, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Bestimmen refraktiver Merkmale des Auges des Pati­ enten;
Erzeugen eines ersten Bildes von einer Iris des Auges des Patienten, das zum Definieren einer räumli­ chen Beziehung zwischen der Iris und den bestimmten re­ fraktiven Merkmalen verwendet wird;
Speichern einer Darstellung des ersten Bildes;
Erzeugen eines zweiten Bildes von einer Iris des Auges des Patienten in Vorbereitung zum Ausführen eines refraktiven Behandlungsablaufs; und
Abgleichen des zweiten Irisbildes und der gespei­ cherten Darstellung zum Normieren des refraktiven Be­ handlungsablaufs auf das zweite Irisbild.
45. A method for comparing a refractive correction instrument with an eye of a patient, the method comprising the steps:
Determining refractive features of the patient's eye;
Generating a first image of an iris of the patient's eye that is used to define a spatial relationship between the iris and the particular refractory features;
Storing a representation of the first image;
Generating a second image of an iris of the patient's eye in preparation for performing a refractive treatment procedure; and
Align the second iris image and the stored representation to normalize the refractive treatment process to the second iris image.
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