DE102020002733A1 - Bestimmung der statischen und torsionalen Komponente der Augenposition bei Augenoperationen mithilfe des Pupil-Center-Shifts (PCS) - Google Patents
Bestimmung der statischen und torsionalen Komponente der Augenposition bei Augenoperationen mithilfe des Pupil-Center-Shifts (PCS) Download PDFInfo
- Publication number
- DE102020002733A1 DE102020002733A1 DE102020002733.4A DE102020002733A DE102020002733A1 DE 102020002733 A1 DE102020002733 A1 DE 102020002733A1 DE 102020002733 A DE102020002733 A DE 102020002733A DE 102020002733 A1 DE102020002733 A1 DE 102020002733A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- center
- eye
- determining
- limbal
- pupil center
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/113—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/18—Eye characteristics, e.g. of the iris
- G06V40/193—Preprocessing; Feature extraction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Ein Verfahren zur Bestimmung der torsionalen Bewegung eines menschlichen Auges, umfassend die Schritte: Erfassen je eines Bildes des menschlichen Auges an mindestens zwei unterschiedlichen Zeitpunkten; Bestimmen des jeweiligen Pupillenmittelpunkts und des jeweiligen Limbusmittelpunkts, und Ermitteln des jeweiligen Verbindungsvektors zwischen dem Pupillenmittelpunkt und dem Limbusmittelpunkt aus jedem Bild; wobei aus den jeweils ermittelten Verbindungsvektoren zwischen dem Pupillenmittelpunkt und dem Limbusmittelpunkt eine torsionale Komponente einer Augenbewegung zwischen den unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmt wird. Eine Vorrichtung zur Bestimmung der torsionalen Bewegung eines menschlichen Auges und eine Bildverarbeitungseinheit sind zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der torsionalen Bewegung eines menschlichen Auges.
- Die Position des Auges wird durch drei Muskelpaare bestimmt, die eine Rotation des Augapfels um die horizontale, vertikale und torsionale Achse beschreiben. Bei der torsionalen Bewegung rotiert das Auge um die Blickachse. Diese torsionale Komponente zu bestimmen ist bildverarbeitungstechnisch komplex und es existiert eine Vielzahl von Ansätzen, die versuchen, diese Drehbewegung zu erfassen.
- Im Bereich der Medizintechnik sowie der neurologischen Diagnostik ist die Bestimmung der torsionalen Position des menschlichen Auges von Bedeutung. In der Medizintechnik muss zum Beispiel für die Einsetzung torischer Intraokularlinsen eine Verdrehung des Auges genau bekannt sein, um die exakte Ausrichtung der Linse relativ zum Auge sicherzustellen. Aber auch bei einer Laserbehandlung des Auges oder deren Vorbereitung führt die Kenntnis und Berücksichtigung der torsionalen Komponente der Augenposition zu einem genaueren Ergebnis. Weitere mögliche Anwendungsgebiete sind die Erforschung von Hirnfunktionen oder die Untersuchung der Wirkung von Bildern bzw. allgemein visuellen Reizen auf den Menschen, zum Beispiel im Bereich der Werbung und Kommunikation.
- Dabei ist zu beachten, dass sich die torsionale Komponente in relativ kurzer Zeit ändern kann, so dass eine aktuelle Information über die Torsionslage des Auges sehr wichtig ist.
- Ein Lösungsansatz zur Ermittlung der Augentorsion besteht in der Iriserkennung oder Iris Recognition. Hierbei geht es darum, die menschliche Iris genau wie einen Fingerabdruck zu nutzen, um Personen eindeutig zu identifizieren. Die menschliche Iris, auch Regenbogenhaut genannt, zeigt sehr individuelle Muster, die, ähnlich wie ein Fingerabdruck, eindeutig einer Person zugeordnet werden können. Weitere individuelle Muster - wie z.B. Blutgefäße - können sich auf der Sklera befinden.
- In der Druckschrift
WO02/071316A1 - Die Druckschrift
KR1020030051963 A - In Druckschrift
US 9,675,245 B2 - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem die torsionale Komponente der Augenbewegung sowohl statisch, kurz vor einer Augenoperation, als auch dynamisch, also während der Augenoperation bestimmt werden kann.
- Die Erfindung basiert auf der Idee, die Eigenschaft der Augenanatomie dahingehend zu nutzen, dass gewöhnlich die Pupillenmitte nicht mit der geometrischen Mitte des Limbus bzw. der Iris übereinstimmt, der Abstand sich sogar entsprechend einer anatomischen Reaktion z.B. aufgrund unterschiedlicher Beleuchtungsstärke, individuell ändert. Nach Bestimmung von Pupillen- bzw. und Limbusmittelpunkt läßt sich der Verbindungsvektor dieser Punkte bestimmen. Dadurch erhält man die torsionale Komponente der Augenbewegung zwischen 2 unterschiedlichen Zeitpunkten der jeweiligen Bilder. Für den Fall, das der Pupil Center Shift bei der Standardbeleuchtung nur gering ausfällt, kann man über unterschiedliche Helligkeitswerte der Beleuchtung einen Versatz von Limbus und Pupille induzieren.
- In einem weiteren Schritt können, wenn notwendig im Sinne einer robusten Bildverarbeitung, zeitgleich zur Bestimmung des Verbindungsvektors zwischen Limbus- und Pupillenzentrum, ein oder mehrere, weitere Verbindungsvektoren bestimmt werden, die zwischen dem Limbuszentrum und einem oder mehreren, beliebigen, markanten Merkmalen auf dem Auge, wie z.B. als Irismerkmal, Blutgefäß, Bluterguss usw. sichtbar sind. Darüber hinaus kann es auch zweckmäßig sein, die Torsionsbestimmung ggf. ausschließlich nur aus den Richtungsvektoren dieser markanten Merkmale untereinander zu nutzen. Dies ist möglich, da der geometrische Zusammenhang des ursprünglichen Vektors mit den weiteren Vektoren inzwischen bekannt ist.
- Dadurch, dass man nach der Bestimmung des Verbindungsvektors zwischen Pupillen- und Limbusmittelpunkt frei in der Wahl weiterer oder anderer Verbindungsvektoren ist, läßt sich durch geeignete Auswahl der Aufwand der nötigen Bildverarbeitungsprozedur reduzieren, was wiederum einen geringeren Rechenaufwand ermöglicht, der dann z.B. auch in einer kürzeren zeitlichen Latenz zwischen aufeinander folgenden Bildern führt. Damit erreicht man nahezu eine Echtzeitfähigkeit der Bildverarbeitungseinheit. Die zur Verfügungstellung solcher, äußerst zeitnaher und hochfrequenten Koordinaten kann bei Berücksichtigung im Gesamtsystem zu einer deutlichen Verbesserung des Operationsergebnisses für den Patienten führen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 02/071316 A1 [0006]
- KR 1020030051963 A [0007]
- US 9675245 B2 [0008]
Claims (9)
- Verfahren zur Bestimmung der torsionalen Bewegung eines menschlichen Auges, umfassend die Schritte: Erfassen je eines Bildes des menschlichen Auges an mindestens zwei unterschiedlichen Zeitpunkten; Bestimmen des jeweiligen Pupillenmittelpunkts und des jeweiligen Limbusmittelpunkts, und Ermitteln des jeweiligen Verbindungsvektors zwischen dem Pupillenmittelpunkt und dem Limbusmittelpunkt aus jedem Bild; wobei aus den jeweils ermittelten Verbindungsvektoren zwischen dem Pupillenmittelpunkt und dem Limbusmittelpunkt eine torsionale Komponente einer Augenbewegung zwischen den unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmt wird.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch unterschiedliche Helligkeitswerte der Beleuchtung des Auges ein Versatz von Limbus und Pupille induziert wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass zeitgleich zur Bestimmung des Verbindungsvektors zwischen dem Limbusmittelpunkt und dem Pupillenmittelpunkt 3.1. ein oder mehrere weitere Verbindungsvektoren zwischen dem Limbusmittelpunkt und einem oder mehreren markanten Merkmalen auf dem Auge bestimmt werden, und/oder 3.2. Richtungsvektoren markanter Merkmale auf dem Auge untereinander bestimmt werden. - Verfahren nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren markanten Merkmale aus der Gruppe Irismerkmal, Blutgefäß, Bluterguss gewählt werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es kurz vor einer Augenoperation und/oder während einer Augenoperation durchgeführt wird.
- Vorrichtung zur Bestimmung der torsionalen Bewegung eines menschlichen Auges, umfassend eine Bilderfassungseinheit zum Erfassen je eines Bildes des menschlichen Auges an mindestens zwei unterschiedlichen Zeitpunkten; eine Bildverarbeitungseinheit zur Bestimmung des jeweiligen Pupillenmittelpunkts und des jeweiligen Limbusmittelpunkts, und zur Ermittlung des jeweiligen Verbindungsvektors zwischen dem Pupillenmittelpunkt und dem Limbusmittelpunkt aus jedem Bild; wobei die Bildverarbeitungseinheit derart gestaltet ist, dass sie aus den jeweils ermittelten Verbindungsvektoren zwischen dem Pupillenmittelpunkt und dem Limbusmittelpunkt eine torsionale Komponente einer Augenbewegung zwischen den unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmt.
- Vorrichtung nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung des Verfahrens nach einem derAnsprüche 1 bis5 ausgestaltet ist. - Bildverarbeitungseinheit zur Bestimmung der torsionalen Bewegung eines menschlichen Auges, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung der folgenden Schritte ausgebildet ist: Bestimmung des jeweiligen Pupillenmittelpunkts und des jeweiligen Limbusmittelpunkts und Ermittlung des jeweiligen Verbindungsvektors zwischen dem Pupillenmittelpunkt und dem Limbusmittelpunkt aus mindestens zwei Bildern des menschlichen Auges, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden; und Bestimmung einer torsionale Komponente einer Augenbewegung zwischen den unterschiedlichen Zeitpunkten aus den jeweils ermittelten Verbindungsvektoren zwischen dem Pupillenmittelpunkt und dem Limbusmittelpunkt.
- Bildverarbeitungseinheit nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung des Verfahrens nach einem derAnsprüche 1 bis5 ausgebildet ist und/oder zur Verwendung in einer Vorrichtung nachAnspruch 6 oder7 ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020002733.4A DE102020002733A1 (de) | 2020-05-07 | 2020-05-07 | Bestimmung der statischen und torsionalen Komponente der Augenposition bei Augenoperationen mithilfe des Pupil-Center-Shifts (PCS) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020002733.4A DE102020002733A1 (de) | 2020-05-07 | 2020-05-07 | Bestimmung der statischen und torsionalen Komponente der Augenposition bei Augenoperationen mithilfe des Pupil-Center-Shifts (PCS) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020002733A1 true DE102020002733A1 (de) | 2021-11-11 |
Family
ID=78231924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020002733.4A Pending DE102020002733A1 (de) | 2020-05-07 | 2020-05-07 | Bestimmung der statischen und torsionalen Komponente der Augenposition bei Augenoperationen mithilfe des Pupil-Center-Shifts (PCS) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020002733A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002071316A1 (en) | 2001-03-06 | 2002-09-12 | Evermedia Co., Ltd. | Non-contact type human iris recognition method by correction of rotated iris image |
KR20030051963A (ko) | 2001-12-20 | 2003-06-26 | 엘지전자 주식회사 | 홍채 인식 시스템의 홍채 회전 정보 검출방법 |
US9675245B2 (en) | 2010-07-24 | 2017-06-13 | Chronos Vision Gmbh | Method and device for determining the eye torsion |
-
2020
- 2020-05-07 DE DE102020002733.4A patent/DE102020002733A1/de active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002071316A1 (en) | 2001-03-06 | 2002-09-12 | Evermedia Co., Ltd. | Non-contact type human iris recognition method by correction of rotated iris image |
KR20030051963A (ko) | 2001-12-20 | 2003-06-26 | 엘지전자 주식회사 | 홍채 인식 시스템의 홍채 회전 정보 검출방법 |
US9675245B2 (en) | 2010-07-24 | 2017-06-13 | Chronos Vision Gmbh | Method and device for determining the eye torsion |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60220494T2 (de) | Verfahren zur Iriserkennung und System unter Verwendung desselben | |
EP3355104B1 (de) | Verfahren und vorrichtung sowie computerprogramm zum ermitteln einer repräsentation eines brillenglasrands | |
DE102005025221B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung für bildbasierte Augenverfolgung zur retinalen Diagnostik oder für eine Chirurgievorrichtung | |
EP3958726B1 (de) | Bestimmung eines refraktionsfehlers eines auges | |
de San Roman et al. | Saliency driven object recognition in egocentric videos with deep CNN: toward application in assistance to neuroprostheses | |
DE112005002395T5 (de) | Sichtlinien-Detektionsverfahren | |
EP3955800B1 (de) | Bestimmung eines refraktionsfehlers eines auges | |
DE102011119361A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserug der Sehleistung | |
CH713061A1 (de) | System und Verfahren zur berührungslosen biometrischen Authentifizierung. | |
DE2409614A1 (de) | Verfahren zur pruefung des gesichtsfeldes | |
DE102017124600A1 (de) | Semantische Segmentierung eines Objekts in einem Bild | |
DE102010032193A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Augentorsion | |
DE102018103334A1 (de) | Verfahren zur nicht-invasiven videookulographischen Messung von Augenbewegungen als Diagnoseunterstützung für eine (Früh-) Erkennung von neuropsychiatrischen Erkrankungen | |
Tomeo-Reyes et al. | Investigating the impact of drug induced pupil dilation on automated iris recognition | |
DE102020002733A1 (de) | Bestimmung der statischen und torsionalen Komponente der Augenposition bei Augenoperationen mithilfe des Pupil-Center-Shifts (PCS) | |
WO2017220667A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur veränderung der affektiven visuellen information im gesichtsfeld eines benutzers | |
Chouinard et al. | FMRI adaptation during performance of learned arbitrary visuomotor conditional associations | |
DE10046859B4 (de) | System zur Blickrichtungsdetektion aus Bilddaten | |
DE102019121602A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Akquisition von Daten, die eine Blendungsempfindlichkeit des Sehsinns einer Testperson kennzeichnen | |
DE10253075B4 (de) | Vorrichtung zur Diagnose und/oder Therapie von Funktionsstörungen der Halswirbelsäule | |
DE102010054168A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der torsionalen Komponente der Augenposition | |
Bharkad | Automatic segmentation of blood vessels in retinal image using morphological filters | |
DE112019006700T5 (de) | Vorrichtung zur aufmerksamkeitsbestimmung, system zur aufmerksamkeitsbestimmung, verfahren zur aufmerksamkeitsbestimmung und programm | |
DE102007055919A1 (de) | Verfahren zur Ermittlung von Eigenschaften und/oder der Position charakteristischer Augenbestandteile | |
DE102021128808B4 (de) | Computerprogramm und Trainingsverfahren zur Nutzung eines dezentralen retinalen Fixationsortes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE WEISSE, MOLTMANN & WILLEMS PART, DE |