Simultaneous examination of tear film break-up and the lipid layer of the human eye: A novel sensor design (Part 1)

This article presents a non-invasive sensor setup for objective analysis of the pre-corneal human tear-film involving a time-resolved videokeratoscopy and simultaneous imaging of the lipid layer of the tear-film by a second CMOS-camera. This paper describes in detail the mechanical and optical design of the sensor setup, the realization of the entire illumination component with an integrated Placido grid projection, and the calculation of the image formation using the Placido grid. This concept is demonstrated here with a test subject in the full inter-blink period. All images were taken under physiological conditions. The sensor can assist the ophthalmologist in diagnosing Dry-Eye Syndrome. Results and other potential applications are discussed. Diese Arbeit beschreibt einen nicht-invasiven Sensor zur Untersuchung des menschlichen, präkornealen Tränenfilms. Neben einer zeitaufgelösten Videokeratoskopie wird mit einer zweiten CMOS-Kamera zeitgleich die Lipidschicht des Tränenfilms aufgenommen. Im nachfolgenden Artikel werden dazu der mechanische und optische Aufbau des Sensors, die Realisierung der gesamten Beleuchtungseinheit mit integrierter Projektion des Placidomusters sowie die Berechnung der Bildentstehung durch das Placidomuster detailliert beschrieben. Die Funktionstauglichkeit wird exemplarisch anhand einer Probandenmessung im Zeitraum zwischen zwei Lidschlägen nachgewiesen. Sämtliche Bilder wurden unter physiologischen Bedingungen aufgenommen. Der Sensor kann den Augenarzt bei der Diagnose von trockenem Auge unterstützen. Das Ergebnis und weitere Anwendungsmöglichkeiten werden diskutiert.