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Measuring Corneal Topography Using Wavefront Analysis Technique

Korablinova, Nina

German Title: Messungen der Hornhauttopographie mittels der Technik der Wellenfrontanalyse

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Abstract

Refractive surgery has emphasized the need of accurate and precise methods for measuring the power of the human cornea. Available techniques for measuring corneal topography include keratometry, videokeratoscopy, and scanning slit imaging. A new type of instrument, a corneal topographer based on a Hartmann-Shack wavefront sensor for measuring corneal elevation over a spherical surface, is presented in this thesis. The performed tests of the topography system showed a high accuracy and reproducibility of the measurements on spherical as well as on toric test sample surfaces that approximate the curvature of the central human cornea. A comparison between the data obtained by the topographer and those provided by a videokeratoscope showed that the topographer is as precise as standard instruments used in clinical praxis. The measurements on human corneas demonstrated the importance of a Z-tracker module for the correct placement of the corneal surface. To enhance the accuracy of the topography system, a better tracking of the corneal position is necessary to compensate for the axial eye movements during the examination that strongly affect the measurements. Additionally, more clinical studies are necessary to test the topographer on human cornea and to give an evidence for the clinical acceptance of the instrument.

Translation of abstract (German)

Die refraktive Chirurgie gab einen Anstoss fuer die Entwicklung der praezisen Methoden zur Bestimmung der Brechkraft der menschlichen Hornhaut. Die vorhandenen Techniken umfassen solche Methoden wie Keratometrie, Videokeratometrie und Slit-Imaging Photographie. In dieser Arbeit ist ein auf einem Hartmann-Shack Wellenfrontsensor basierender Hornhauttopograph praesentiert, der die Hornhauterhebung ueber eine sphaerische Flaeche bestimmt. Die Testmessungen an Probekoerpern, die aehnliche optische Eigenschaften besitzen wie die menschliche Hornhaut, zeigten eine hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Hornhauttopographen. Ein Vergleich der Messdaten mit denen, die mit einem Videokeratoskop gewonnen wurden, zeigte eine gute Praezision des Hornhauttopographen in der Bestimmung der sphaerischen als auch asphaerischen Oberflaechenform der Probekoerper. Die Testmessungen an menschlicher Hornhaut veranschaulichten die Notwendigkeit eines Z-Trackers fuer eine genaue Positionierung der Hornhautoberflaeche. Um die Genauigkeit des Hornhauttopographen fuer die Messung an der menschlichen Hornhaut noch weiter zu erhoehen, ist jedoch eine bessere als die benutzte Technik zur Ueberwachung der Hornhautposition noetig. Diese muss in der Lage sein, axiale Augenbewegungen zu kompensieren, die die Messung mit dem Hornhauttopographen erheblich stoeren. Weitere umfangreiche klinische Erprobungen des Hornhauttopographen am menschlichen Auge sind erforderlich, um seine moegliche Anwendung in der Ophthalmologie zu beurteilen.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Bille, Prof. Josef
Date of thesis defense: 28 January 2004
Date Deposited: 31 Oct 2006 11:25
Date: 2004
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Kirchhoff Institute for Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Ophthalmologische Optik
Uncontrolled Keywords: HornhauttopographieOphthalmic Optics , Corneal Topography , Wavefront Analysis , Hartman-Shack-Sensor
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