Messung der Gesamtscheiteltiefe von Austausch - DOZ

A N PA S S U N G
Beatrice Benz*,Gabi Lesjak*,Philippe Seira**
Messung der Gesamtscheiteltiefe
von Austausch-Kontaktlinsen
– Teil 2
I 5 Messmethode
Vorgabe für die Arbeit war, die Messungen in den Räumlichkeiten der Schweizerischen Höheren Fachschule für Augenoptik mit den best ehenden Gerät en durc hzuführen, damit g ewährleistet wird , dass unabhäng ig zu einem spät eren Zeitpunkt die Messungen wiederholt und aktualisiert werden können.
Somit standen für die Messung en der modifizier te Diaprojektor (wie er für das Verfahren nach Söhnges verwendet wird)
zur Verfügung. Dabei handelt es sich um einen umgebauten
Diaprojektor, der genügend Platz aufweist, um die Küvette an
Stelle eines Diapositives in den Strahlengang einzusetzen.
In der Folge wurden etliche Überlegungen angestellt, wie es
mit diesem Messverfahren zu bestmöglichen Resultaten kommen könnte.
I 5.1 Einflussfaktoren
Folgende Faktoren und deren Einfluss auf die Messresultate
wurden untersucht:
• Temperatur
• pH-Wert
• Schärfentiefe / Abbildung
• Küvette
• Referenzkörper
• Messverfahren
Nach Angaben wurden folgende Körper von der Firma Techno-Lens hergestellt:
Kleiner Referenzkörper:
PMMA grau
5,98mm
r0 =
t =
2,02mm
∅=
4,51mm
Großer Referenzkörper:
PMMA weiß
r0 =
8,00mm
t =
3,99mm
∅=
12,00mm
Durch die g eringe Sc härfentiefe war es sc hwierig, für den
Referenzkörper und die K ontaktlinse g leichzeitig den F okus
einzustellen, da beide auf der Glasplatte frei beweglich waren.
Aus diesem Grund fixier ten wir den Refernzkörper auf der
Grundplatte.
Durch g eeignete Modifikat ionen der Messanordnung und
entsprechende V orgehenweise wurden die mög lichen Einflussfaktoren kontrolliert und weitestgehend eliminiert
I 5.2 Referenzkörper
Um eine bessere Messgenauigkeit zu erreichen, musste ein
Referenzkörper entwickelt werden, der bei jeder Messung mit
gemessen wird. Metall als Material des Referenzkörpers wurde
ausgeschlossen, da eine Korrosion in der Kochsalzlösung möglich war. Nahe liegend war die Wahl von PMMA, da dieses Material äußerst best ändig ist . Es ent standen z wei versc hieden
große Referenzkörper.
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Abbildung des Referenzkörpers
I 5.3 Messverfahren
Durch den bei jeder Messung vorhandene Referenzkörper
konnte die vorg egebene Projekt ionswand und deren Skala
entfallen. Für die Projektion wurde eine weiße Wand verwendet. Auf Grund des unscharf abgebildeten Bodens ist es nicht
möglich die Sc heiteltiefe des Referenzkörpers als Referenzstrecke zu verwenden. Deshalb wurde als Referenzstrecke der
Durchmesser des Körpers verwendet. Um den unscharf abgebildeten Boden komplet t auszuschalten wurde nur die DiffeDOZ 4-2008 KONTAKTLINSE
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renz z wischen dem Sc heitelpunkt des Referenzkörpers und
dem Scheitelpunkt der Kontaktlinse gemessen.
Dieses Messergebnis wurde mittels Dreisatz in die effektive
Größe umgerechnet. Dazu wurde die bekannt e Scheiteltiefe
des Referenzkörpers addiert.
Diese Messungen wurden jedoch nicht direkt an der Wand
durchgeführt, sondern durc h Dig italfotografie fest gehalten
und via Computerprogramm vermaßt.
I 5.4 DraftBoard
DraftBoard Pocket 4.0 by F.A. Porsche ist eine einfache CADKonstruktionssoftware für Windows Bet riebssysteme. Sie ist
eine Alternative für Designer, Architekten, Ingenieure und Privatanwender zum Zeic henbrett. Mit dieser Soft ware kann
maßstabsgetreu konst ruiert werden und versc
hiedenste
Zeichenfunktionen stehen zur Verfügung. Die Software besitzt
einen integrierten Zeichnungsassisten-ten.
Diese Software ist ebenfalls in einer ausführlicheren Version
erhältlich (DraftBoard 4.0 Professional).
Mit DraftBoard P ocket 4.0 können Dat eien im F ormat TX T
(ASCII-Textdatei), WMF (Windows MetaFile Format) und BMP
(Windows Bitmap Format) importiert werden.
Für die Ausmessungen wurden folgende Zeichenfunktionen
verwendet: die „Funktion Einzellinie“, zum Zeichnen von Linien
und die „F unktion P arallelbemaßung“, zum V ermaßen der
Distanzen. Der Zeichenassistent hilft horizontale und lotrechte
Linien zu zeic hnen. Die Bilder der K ontaktlinsen wurden
deshalb absichtlich schief fotografiert, damit der Zeic henassistent bei kleiner Abweichung der Horizontale nicht selbstständig auf eine horizontale Linie korrigiert.
heißt, gleiche Seite nach vorne und die Küvette am Anschlag
nach hint en. Nun musst e – via Abbildung an der W and –
die Kontaktlinse in die g leiche Schärfenebene wie den Referenzkörper gebracht werden. Dies erfolgte durch Verschieben
der Kontaktlinse mittels Pinzette in der Küvette. Durch die starke Blendung und den g eringen Toleranzbereich wurde diese
Arbeit ersc hwert. Bei jeder Manipulat ion der K ontaktlinse
musste das Bild an der W and kont rolliert werden , da Dellen
oder Formveränderungen beim Einblick von oben nicht erkennbar waren. Wenn die Form der Kontaktlinse einwandfrei
war und sich der Referenzkörper und die K ontaktlinse gleichzeitig im F okus befanden , wurde die Abbildung dig ital abg elichtet. Die Kamera befand sich dabei direkt unterhalb des Objektives des Projektors an immer derselben Position auf einem
Stativ. Sofort wurde die Nummer des Fotos notiert. Gleichzeitig
wurde durch eine zweite Person die Küvette entfernt und die
Temperatur der Flüssig keit in der K üvette gemessen. Um die
Kontaktlinse dabei nic ht zu verlet zten, wurde diese vor der
Temperaturmessung in einen separaten Kontaktlinsenbehälter
gegeben, der ebenfalls mit Kochsalzlösung gefüllt war.
I 6 Effektiver Messablauf
Bei den definitiven Messungen wurde der Projekt or bereits
eine St unde vor Beg inn eing eschaltet. Die Blist erpackung
jeder Kontaktlinse wurde mit der spezifischen Nummer versehen und die Lot-Nummer im Messprotokoll notiert. Alle Kontaktlinsen wurden zusammen in eine Sc hüssel gegeben, aus
der jeweils blind einen Blister herausgezogen haben.
Kontaktlinsenmanipulation
Aufbau modifizierter Diaprojektor
Die Küvette wurde mit Kochsalzlösung gefüllt und die Platte
mit dem fixierten Referenzkörper immer auf die g leiche Seite
eingesetzt. Vor dem Öffnen jedes Blist ers wurde die spezifische Nummer in der vorbereit eten Tabelle notiert. Die Linse
wurde mit der Pinzette aus der Blisterpackung herausgenommen und direkt in die Kochsalzlösung in die Küvette gelegt.
Nun wurde die Küvette in den Projektor eingesetzt und darauf g eachtet, dass diese immer g leich posit ioniert wird . Das
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Kontaktlinse mit Delle
Bei jeder fünft en Messung wurde außerdem der pH -Wert
gemessen. Nach dem Er fassen der Temperatur und pH -Wert
wurde die Kochsalzlösung in der Küvette durch neue ersetzt.
Die g leiche Kontaktlinse wurde nun ein z weites Mal g emessen, dazu wurde sie nochmals in der Küvette positioniert und
der Vorgang wiederholt.
Nach der Erfassung der Daten der zweiten Messung wurde
die Kontaktlinse entsorgt und eine neue aus der Schüssel gezogen. Dies wurde mit allen 34 Kontaktlinsen durchgeführt,
was mit den V orbereitungen c a. vier St unden in Anspruc h
nahm.
Für die zweite Messreihe, die an einem anderen Tag durchgeführt wurde, sind neue Kontaktlinsen mit einer anderen LotNummer ver wendet worden . Dies war leider nic ht bei allen
Kontaktlinsentypen mög lich, dor t wurde einfac h eine neue
Kontaktlinse mit derselben Lot-Nummer verwendet. Der Rest
der Messung wurde mit dem gleichen Ablauf durchgeführt.
Somit wurde jeder Kontaktlinsentyp vier Mal gemessen, was
zu total 136 Messungen während den definitiven Messreihen
führte.
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Die eig entlichen Messung en waren somit abg eschlossen.
Im Anschluss wurden die digitalen Bilder am Computer mit der
DraftBoard-Software bearbeitet und digital vermaßt.
7 Vermaßung mittels DraftBoard
Pocket 4.0
Arbeitsweise mit DraftBoard
Die unzähligen Bilder wurden nun auf den Comput er geladen und dort weiter bearbeitet. Anhand der Bildnummer konnten die Bilder den einzelnen Messungen zugeordnet werden.
Um V erwechslungen auszusc hließen wurde zuerst jedes
ein-zelne Bild mit Bildnummer und der spezifischen Kontaktlinsennummer inklusive Durchgang beschriftet.
Diese Besc hriftungen wurden mit der Soft
ware Adobe
Photoshop Elements 2.0 durchgeführt. Mit diesem Programm
konnten zugleich die Bilder, die von der Kamera als JPEG-Format gespeichert wurden, neu als BM P-Format abgespeichert
werden, damit sie im weiteren Vorgehen mit dem DraftBoard
Programm geöffnet werden konnten.
Um weiter zu arbeiten, wurden die beschrifteten Bilder nun
im DraftBoard vermaßt . In einem erst en Sc hritt wurde eine
Gerade parallel zur Kontaktlinsenauflageplatte gezogen. Diese
wurde nic ht für die eig entliche Vermaßung g ebraucht, aber
war als Hilfslinie von großem Nutzen. Sie gab die „Horizontale“
in unserem Meßaufbau an. Diese Gerade, nennen wir sie hier
Normgerade, wurde in weiteren Schritten parallel versetzt und
durch die eigentlich zu vermaßenden Punkten gezogen.
Als weit eres wurde die Referenzst recke so markier t, dass
Linien, die senkrec ht zur Normg erade ang eordnet sind , die
Strecke seitlich begrenzt haben. Nun konnte mit der „Funktion
Parallelvermaßung“ nur noch die zu vermaßende Distanz ausgewählt werden und diese wurde aut omatisch beschriftet. In
diesem Sc hritt wurde der Durc hmesser des Referenzkörpers
als Referenzdist anz und die St recke Sc heitelpunkt des Referenzkörpers bis Scheitelpunkt Kontaktlinse von DraftBoard vermaßt und beschriftet.
D[reell] wurde der effekt
ive Durc hmesser in mm des
Referenzkörpers eing etragen. Somit konnt e nun via Dreisat z
der effektive Wert x[reell], der Distanz (x) zwischen den Scheitelpunkten der Kontaktlinse und des Referenzkörpers, berechnet werden. Für die Scheiteltiefe der Kontaktlinse t[reell] wurde
nun zur St recke x[ reell] die bekannt e Sc heiteltiefe des Referenzkörpers addiert. Nun wurde aus den zwei erhalt enen
Messwerten pro K ontaktlinse der Mit telwert g ebildet. Die jeweiligen Scheiteltiefen wurden zusätzlich in den äquivalenten
Radius r[äqui] der Kontaktlinsen umgerechnet.
I 7.1 Überprüfung der Genauigkeit der
Vermaßungen
Wir überprüften unsere Vermaßungen, die mit DraftBord erstellt wurden, um uns über einen weiteren Faktor, der die Messungen ver fälschen könnt e, bewusst zu werden . Zu diesem
Zweck wurden zwei Bilder der Messreihen ausgewählt. Bei der
Auswahl wurde darauf g eachtet, dass nic ht eines der best en
Bilder überprüft wurde, sondern absichtlich ein Bild von mittlerer und ein weiteres von schlechter Qualität.
Jedes Bild wurde einzeln sec hsmal vermaßt , mit der g leichen Arbeit sweise wie bei den Bildern der Messreihen . Aus
diesen sec hs W erten der Sc heiteltiefe wurde der Mit telwert
und die Streuung berechnet. Daraus resultierten die Werte von
0.01mm und 0.03mm der Streuungen. Mit diesen Resultaten
waren wir zufrieden und konnt en von keinen g roßen zusätzlichen V erfälschungen der W erte durc h die V ermaßung am
Computer ausgehen.
8 Genauigkeit der Messwerte
Um die Genauigkeit der Messungen zu überprüfen wurde
die St reuung der Sc heiteltiefe und des äquivalent en R adius
berechnet. Dazu wurde die St reuung der erst en sowie der
zweiten Messreihe ermit telt. Somit konnt en die mit tlere
Streuung der beiden Messreihen berechnen werden.
In der I SO-Norm 8321-2 ist besc hrieben, dass als Abweichung des Radius eine Toleranz von ±0.20mm gilt. Somit war
für die Überprüfung der Messgenauigkeit die mittlere Streuung
des äquivalent en R adius massg ebend. Mit dem W ert von
0.088mm als mit tlere Streuung des äquivalent en Radius liegen wir gut in der ISO-Norm. Somit liegen 95% der Messungen in der I SO-Toleranz. Die Messung en sind demnac h statistisch ausreic hend g enau, um sie unt ereinander zu verg leichen.
Fortsetzung in der nächsten DOZ
Autorenkontakt:
Philippe Seira, Fachhochschule Nordwestschweiz,
Hochschule für Technik, Institut für Optometrie
E-Mail: [email protected]
Internet: www.fhnw.ch
Diese Daten wurden in die vorbereitete Excel Tabelle eingefügt. Dort wurden sie unter D[DB], für Durchmesser des Referenzkörpers gemessen von DraftBoard und x[DB ], für Distanz
(x) z wischen den Sc heitelpunkten der K ontaktlinse und des
Referenzkörpers g emessen von DraftBoard , vermerkt . Unt er
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