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Wavefront sensing in the human eye

Pape, Ulrich von

German Title: Wellenfrontmessungen am menschlichen Auge

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Abstract

Fortschritte in der chirurgischen Technik zur Korrektur von refraktionsbedingten Sehfehlern haben es ermöglicht, dass heute die Form der Hornhautvorderfläche auch ortsaufgelöst geändert werden kann. Die Refraktionsmessungen am menschlichen Auge beschränkten sich allerdings auf die Messung von Sphäre und Astigmatismus, und zwar bei einer einzigen Pupillengrösse. Im Zuge dieser Arbeit wurde - basierend auf einem Hartmann-Shack Sensor - ein Wellenfrontmessgerät zur ortsaufgelösten Refraktionsmessung des Auges entwickelt, das den diagnostischen Anforderungen gerecht wird, die sich aus den neuen Möglichkeiten der Augenchirurgie ergeben. Der Aufbau des Gerätes wird beschrieben. Die Ergebnisse von Messungen an Test-Optiken werden dargestellt und mit den theoretischen Möglichkeiten verglichen. Die Ergebnisse von Messungen an menschlichen Augen führen zu Einschätzungen über die tatsächliche und die erforderliche notwendige Auflösung des Geräts. Die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse wird geprüft. Weitergehend wurde noch ein aktiver Senk-Matrix-Spiegel in das Gerät implementiert, der die Wellenfront korrigieren und dem Patienten seine aberrationsfreie Sehfähigkeit demonstrieren kann. Es zeigt sich: Das Gerät ist in der Lage, die Refraktionsmessungen einfach, schnell und reproduzierbar durchzuführen, und zwar mit einer Genauigkeit, die die Erfordernisse noch übertrifft.

Translation of abstract (English)

Most recent technical advancements in the refractive surgery for correcting refraction errors of the eye allow a spatial-resolved reshaping of the cornea. The diagnostics up to now have been restricted to sphere and cylinder giving a mean value for one pupil size only. For this study a wavefront sensor for spatial-resolved measurement of the refraction of the eye - using the Hartmann-Shack principle - was developed. To meet the diagnostic requirements of present day ophthalmology was the main goal. The setup of the device is described. Measurements at test-optics are detailed and compared to theory. Measurements on human eyes give evidence for the actual resolution of the device and the requirements as well. In addition an active mirror was implemented. The use of this mirror lies in correcting the wavefront error and presenting the patient with wavefront corrected images to test the non-optical-limited capability of his vision. The results show: The device is well suited for measuring the refraction of the eye - working fast, with results reproducible, and a precision, that even surpasses the needs of ophthalmology.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Bille, Prof. Dr. Josef
Date of thesis defense: 30. January 2002
Date Deposited: 01. Feb 2002 00:00
Date: 2002
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Kirchhoff Institute for Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Wellenfrontsensor, Hornhautchirurgie, Auge, Sehfehler, Laser
Uncontrolled Keywords: Hartmann-Shack Sensor , Aberrationen , perfektes Sehen , aktiver Spiegelwavefront sensor , refractive surgery , eye , aberration , laser
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