EP1089651A1 - Vorrichtung zur untersuchung der augenmotilität - Google Patents

Vorrichtung zur untersuchung der augenmotilität

Info

Publication number
EP1089651A1
EP1089651A1 EP99929301A EP99929301A EP1089651A1 EP 1089651 A1 EP1089651 A1 EP 1089651A1 EP 99929301 A EP99929301 A EP 99929301A EP 99929301 A EP99929301 A EP 99929301A EP 1089651 A1 EP1089651 A1 EP 1089651A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pointer
display surface
subject
head
further characterized
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.)
Withdrawn
Application number
EP99929301A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes BRÄUNING
Gerhard BRÄUNING
Hans-Jürgen THIEL
R. Kemp Massengill
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PlusoptiX AG
Original Assignee
PLUSVISION Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE29811062U external-priority patent/DE29811062U1/de
Priority claimed from DE1998142393 external-priority patent/DE19842393A1/de
Priority claimed from DE1998150897 external-priority patent/DE19850897A1/de
Application filed by PLUSVISION Inc filed Critical PLUSVISION Inc
Publication of EP1089651A1 publication Critical patent/EP1089651A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • 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
    • A61B3/02—Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient
    • A61B3/08—Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient for testing binocular or stereoscopic vision, e.g. strabismus
    • A61B3/085—Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient for testing binocular or stereoscopic vision, e.g. strabismus for testing strabismus

Definitions

  • the invention relates to a device for examining eye motility according to the preamble of claim 1.
  • a conventional examination method consists in the subject simultaneously looking at a white, punctiform light spot with both eyes, a (dark) red glass being placed in front of one eye.
  • a so-called guide eye this eye then only perceives the white light as a red light spot without any surroundings.
  • the other eye sees the white light and the surroundings as a double image. In this way, the visual impressions of the two eyes are separated. If both eyes are not aligned parallel or if the light is not imaged on corresponding retinal areas, the subject subjectively deviates from the white to the red light spot.
  • a display screen provided with a grid division for example a so-called harmonic scale according to Harms, is conventionally used, in the center of which a punctiform white light source is arranged to provide the punctiform light spot.
  • the subject shows nem optical pointing device at the location of the display screen at which he subjectively perceives the red light spot, so that the examining staff can then read the distance from this pointer light spot from the central fixation light spot on the display screen and use it, for example, to qualitatively and quantitatively determine the squint angle with regard to convergence, divergence or vertical difference.
  • the test person In order to be able to carry out the examination for different viewing directions, the test person is conventionally given a headlamp that projects a pointer light onto the tangent scale.
  • the perception of double images for different viewing directions can now be checked by tilting the subject's head in different directions and always looking at the central fixation light on the tangent scale. The head inclination is then determined by reading the pointer light on the tangent scale. If a linear, e.g. If the fixation light source can be rotated via a stepper motor, this examination technique can also measure rotational differences between the two eyes.
  • the subject receives a control unit for rotating the linear fixation light source and compares the red and white light lines he perceives.
  • the conventional examination method explained above is relatively space-intensive, since a typically 3mx3m large tangent scale is used, and personnel-intensive, since examination personnel are required to read and interpret the various information from the tangent scale.
  • a method and a generic device for determining horizontal, vertical and / or cyclodeviations on the eye of a test subject are described, wherein a device for generating a substantially point-shaped and / or linear fixation light on an im Field of view of the subject Blackboard is provided.
  • the fixation light is imaged by optics as a virtual object point or virtual object line at predetermined positions on the board. Means are also provided to keep the subject's head fixed with respect to the distance and orientation to the panel.
  • a pointing device that can be operated by the test subject serves as part of a projection lens system, which displays a pointer light as a virtual object point on the blackboard.
  • the degree of adjustment made by the test subject on the pointing device for displaying the subjective visual impression can be sensed and optically displayed and / or fed to a microprocessor.
  • the invention is based on the technical problem of providing a device of the type mentioned at the outset with which one or more eye motility parameters can be examined in a comparatively space-, time- and personnel-saving manner.
  • the invention solves this problem by providing a device for examining eye motility with the features of claim 1.
  • position sensor means for setting and / or detecting the orientation and distance of the subject's head relative to the display surface and / or a pointer position determination sensor system for sensory Detection of the position of the pointer positions on the display surface representing the subjective visual impression of the test subject is provided.
  • computer-aided evaluation means are provided, to which the information about the subject's head position relative to the display surface and about the pointer position on the display surface are supplied and which this information for determining at least one eye motility parameter, such as e.g. of the squint angle.
  • the computer-aided evaluation means take the corresponding the evaluation activities. If the position sensor means for setting and / or detecting the orientation and distance of the subject's head relative to the display surface are available, the adjustment of the subject's head is simplified for the examination staff, or it is possible to leave the subject head position unfixed and to detect it by sensors and to record it Evaluation means to be considered accordingly. In the presence of the pointer position determination sensor system, the examination staff does not have to read the point on the display surface to which the test subject is pointing; rather, the system does this automatically. In the device according to the invention, a tangential scale that is significantly smaller than the conventional dimensions or a comparable, grid-structured display screen or a simpler, unstructured display surface, such as a simple wall, can be used.
  • the display surface is proximity-sensitive, e.g. touch-sensitive, designed.
  • a common so-called digitizing board can be used for this purpose.
  • the subject can then e.g. use a finger or a pointer to mark the pointer position on the display surface that corresponds to his subjective visual impression, the proximity sensors of which record this pointer information and pass it on as location-resolved pointer position information to the computer-aided evaluation means. A reading of the pointer position by examination personnel is not necessary.
  • a device developed according to claim 3 has a photosensitive display area, and for the display of his subjective visual impression, a light pointer device is provided for the test subject to generate a corresponding point-shaped or other structure-having light spot.
  • the photo sensor means of the display area then capture the location to which the test subject directs the light spot according to his subjective visual impression and give the relevant one location-resolved pointer location information to the computer-aided evaluation means.
  • the pointer means comprise a mobile pointer device which can be operated by the test subject and to which a pointer device position sensor system is assigned, which detects the exact position, i.e. Position and orientation of the pointer device in three-dimensional space as a measure of the pointer position on the display surface to which the subject points with the pointer device. In this way, the pointer location information can be obtained automatically by the system without the need for appropriate sensor means on the display surface.
  • a head light projection device can be fixed on the subject's head to determine the head position of the test subject and projects one or more head position indicative light spots onto a photosensitive display area. Their photo sensor means then determine the exact location of the head position-indicative light spot on the display surface and forward the corresponding head position information to the computer-aided evaluation means. A fixed fixation of the subject's head can be omitted in this way.
  • a device further developed according to claim 6, which comprises a head-borne tracking system which detects the subject's head position in three-dimensional space, from which the orientation and distance of the subject's head can then be determined with a known arrangement of the display surface.
  • the subject's head position can thus remain partially or completely unfixed and can be automatically detected by the system without sensor system on the display surface side.
  • the subject's head position determination means comprise an optical one or ultrasonic distance measuring device with which the system can automatically determine the distance and, if appropriate, also the lateral position of the subject's head from the display surface.
  • a device further developed according to claim 8 comprises a video camera system with associated image evaluation, which shows the subject's head position in the room, the position of a pointer device in the room which can be operated by the subject, the position of a pointer light spot on the display surface representing the subject's visual impression and / or the position of a the head position-indicating light spot generated by a head light projection device on the display surface is determined.
  • the computer-aided evaluation means include a neural network or an expert system, as are known to the person skilled in the art, wherein in the present case they are designed for diagnostic evaluation with regard to one or more eye motility parameters.
  • a person skilled in the art can implement this using the evaluation algorithms which are known per se for this diagnostic purpose and which he implements in the relevant neural network or expert system.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a device for examining eye motility
  • FIG. 2 shows a plan view of a digitizing board that can be used as a display surface in the device of FIG. 1, 3 shows a perspective view of a further example of a touch-sensitive display area with associated device periphery,
  • Fig. 5 shows a result of raw data on the squint angle
  • Fig. 6 representation of a family of curve extraction processes.
  • the device for eye motility examination shown schematically in FIG. 1 includes a display panel 1 which is equipped with at least one point-shaped, centrally arranged fixing light source 3 and a grating scale graduation 9.
  • the display panel 1 is associated with pointer means 2, which can be actuated by the subject on the display panel 1 in order to display pointer positions representing his subjective visual impression.
  • means 4 are provided for determining the subject's head position with regard to position and distance relative to the display panel 1.
  • the information obtained from this about the pointer position on the display panel 1 and about the subject's head position relative to the display panel 1 are recorded by a connected evaluation computer 7 and evaluated for diagnostic purposes, e.g. to determine the squint angle.
  • the examination results obtained by the computer 7 and the course of the examination can be displayed on a monitor 6.
  • a printer 8 is used to print out corresponding data.
  • An examination technique with fusion separation consists in that the light source 3, for example an LED, lying in the middle, ie the longitudinal center axis 5 of the display panel 1, emits a white fixation light, which the test subject looks at through one red glass with one eye, while the other looks uncovered. The subject then takes this light source 3 due to fusion separation double true.
  • the subject or the examination staff marks the position of the light source which appears red on the display panel 1 with the pointing device 2.
  • the system then automatically recognizes the position of the pointer or marking spot on the display panel 1, and the computer 7 uses this to determine the distance between the Pointer position and the fixation light source 3 and from this the angular deviation between the right and left eye. This process is carried out for different viewing directions.
  • the system-inherent detection of the position of the marking or pointer spot on the display panel 1, which represents the subjective visual impression of the subject, can take place, for example, in that the display panel is designed to be proximity-sensitive, for example touch-sensitive.
  • the proximity sensors can be based in a conventional manner on a capacitive, electromagnetic, surface acoustic or resistive functional principle.
  • it can be formed by a digitizing board of a conventional type which is provided with the central fixing light source 3 and, if necessary, with the scale structure 9.
  • the subject then points with his finger or a pointer to the corresponding point on the digitizing board, the proximity sensor system of which recognizes the location of the approach or touch and forwards it to the computer 7 as pointer position information.
  • the various directions of view can also be detected systemically, for example, by the fact that the subject's head position determination means 4 comprise a conventional tracking system, which is worn on the subject's head and is capable of sensing the subject's head position in three-dimensional space and reporting it to the computer 7 . If necessary, it is sufficient to report the angle of inclination of the head relative to the longitudinal center axis 5 of the display panel 1 if the distance between the subject's head and the display panel 1 is known or detected in some other way, for example by means of a spacing fixation or an optical or ultrasound distance measuring device provided for this purpose.
  • Another way to set development of different viewing directions is that the subject fixes several, eccentrically installed on the display panel 1 fixing light sources without moving the subject's head.
  • a photosensitive display panel 1 can be used to fix a head light projection device on the subject's head which generates a light spot on the photosensitive display surface 1 which is indicative of the head position.
  • This light spot can be detected by the photo sensor means of the display panel 1 in a location-resolved manner and reported to the computer 7, which can determine the current head inclination therefrom. If necessary, the position of the head position-indicative light spot can also be read by the examination personnel on a display panel 1 provided with the scale 9 and entered into the computer 7.
  • a linear instead of punctiform fixing light source 3 can be displayed, for example with the aid of a suitable diffuser. This is used to measure and calculate the cyclorotation of the eyes, for which the test subject marks individual points in the line double image that results for him.
  • the field of binocular simple vision can be marked with the pointing device 2, in which case the test subject does not wear a color filter in front of an eye, but rather marks the outer borders on the display panel 1, under which he simply perceives the fixation light.
  • the fixing light source 3 does not necessarily have to be white, but can have any color. It can be switched on and off by computer 7 or by hand switch.
  • the glasses to be worn by the test subject may contain one or more spherical glasses and / or prisms, depending on the application, in addition to the color filter mentioned.
  • the head light projection device can include any desired light spot shape, such as a point or a cross, wherein the light source can be formed, for example, by a laser.
  • the cyclorotation of the eyes can also be achieved by simultaneously presenting at least two individual fi xier light points are measured.
  • the computer 7 can contain an expert system or a neural network of a conventional type, in which the required evaluation algorithms which are familiar to the person skilled in the art are implemented.
  • FIG. 2 shows a top view of a touch and / or photosensitive digitizing panel 1 a that can be used as a display panel 1 in the apparatus of FIG. 1 in greater detail.
  • the fixing light source 3 is attached in the center of this digitizing unit or this digitizing board 1 a, which instead of a point-like light emission also permits the representation of a linear light source 11, for which purpose a corresponding diffuser is assigned. With the linear fixation light source 11, the cyclization of the eyes can be determined, as said.
  • the fixation light line 11 can also be rotated by a stepper motor 22, which can be operated with an automatic control from the computer 7 or a manual control, about the longitudinal center axis of the digitizing board 1 a, whereby the subject can compare his line double image.
  • the comparison can consist of marking individual points on this line.
  • the arrangement of a plurality of individual fixing light sources 17 on a line can be provided. It is understood that the digitizing board 1 a of FIG. 2 is also suitable for marking the binocular simple vision field.
  • At least one specific partial area 15 of the digitizing board 1 a is designed to be approximate and / or photosensitive.
  • the associated touch sensor system detects the location on the digitizing board 1 a that the subject touches with a finger or a pointer or the like.
  • the digitizing board la is assigned an optical pointing device with which the test subject can mark a corresponding light spot on the de location of the digitizing board 1. Its photo sensor means detect the location of this pointer light spot and report it to the evaluation computer 7.
  • the marking or pointer location can be recorded in the system by two cameras 10, 14, which are arranged in the middle of two adjacent display panel sides, each with a field of view parallel to the display panel, and thus detect the horizontal and vertical position of a finger or pointer, etc., for which purpose a suitable image evaluation is assigned, which can be located in the evaluation computer 7.
  • infrared transmitters can be positioned there, to which corresponding infrared sensors 12 are then assigned on the opposite side of the display panel.
  • a head light projection device is fixed on the subject's head for the detection of the head position
  • corresponding photo resistors 19 can be provided on the display panel 1a, which detect the direction of the head-borne projection lamp on the basis of the incident, position-indicative light spot.
  • two light projection systems 13 can be attached at a defined angle of their optical axes to one another on the subject's head, in particular on glasses to be worn by him or alternatively on the panel la.
  • the points of intersection of the projection light spots coincide at one point at a defined distance of the subject's head from the panel la.
  • the projection light spots coincide accordingly at a defined distance in the subject's face, which then represents the desired examination distance in each case.
  • the subject's straight head position can be checked.
  • the setting or detection of the distance of the subject's head from the table 1a can be carried out by means of an ultrasonic distance measuring unit 16. The ul- be fixed to the transducer la or on the subject's head.
  • the scale attached to the digitizing board 1 a is preferably interchangeable with the indication of angular degrees.
  • the use of a central display screen 21 also comes into consideration, which then also offers the possibility of the marker or pointer position, which reflects the subjective visual impression of the subject, via a cursor control, e.g. a computer mouse to capture.
  • Another option for determining the marking or pointer location on the board la is to use a video camera system with associated image evaluation, via which the subject can then determine the position of a touching or visual display of the marking location on the board la in a spatially resolved manner.
  • the position of the subject's head relative to the display panel la with respect to the head inclination angle can alternatively be achieved in that the fixing light source 3 or an additional light source 23 is arranged in a sleeve 24 of a defined length or in a corresponding depth on the panel la and is thus only in a defined head position from Subjects can be seen.
  • the subject's head position and / or the position of the pointer location on the display panel 1, which is representative of the subjective visual impression, can be determined by means of a respectively assigned, three-dimensional tracking system of conventional design, which at least determines the tilting of the marking device or the head of the person Subjects enabled and the evaluation computer 7 reports corresponding data about the horizontal, vertical and rotary tilting. If such a subject's head tracking system is expanded to include a distance measurement, for example by ultrasound or an optical or electromagnetic measuring method, the head position in three-dimensional space can be detected by the system as a whole without the subject's head being fixed. must be xiert.
  • Another way of detecting the head position when the subject's head is not fixed is to attach a punctiform light source to it, as mentioned, and to design the display panel 1 in a photosensitive manner so that it detects the projected light spot in a spatially resolved manner, from which the head inclination is determined by the evaluation computer 7 can be determined.
  • This can then, for example, by means of optical display means on the display panel 1, if necessary, also ensure that the subject brings his head into a specific, desired examination position by the light spot projected by his head light projection device with the fixation mark activated on the display panel 1, which, for example, also a screen pointer can be matched.
  • the described touch or photosensitive marking point detection on the display panel 1 can be omitted.
  • the marking or pointer location can be determined indirectly by the evaluation computer 7 from the position data of the tracking system assigned to the pointing device 2.
  • the display surface is formed by a preferably touch- and / or photosensitive display panel 1b, which essentially corresponds in its functionalities to the digitizing panel 1a of FIG. 2 and is carried by a height-adjustable frame 30 mounted on rollers.
  • the display panel 1b is provided with a right-angled grid structure, a scaling with curved lines can alternatively also be used, and a fixing light LED 31 is arranged in the middle.
  • An optical distance measuring unit 32 is optionally attached in the vicinity of the central fixing light 31 on the panel 1b.
  • the main grid axes 33 are shown highlighted with thick lines.
  • An ultrasonic distance measuring unit 34 can optionally be attached to the Panel lb may be arranged.
  • the active measuring range is described by a rectangular frame 35.
  • a circular scale 36 for measuring the cyclorotation is also provided within the active measuring range 35.
  • In the upper right corner there are an on and off switch 37 in the form of a corresponding touch switch and an LCD display 42 on which the subject's current head distance to the display screen 1b can be displayed as a numerical value.
  • a display with a red and green LED is possible, which can then be used to indicate whether the subject's head is at a correct distance from the table 1b for the examination or not.
  • the display panel lb which is preferably designed as a touch-sensitive digitizing board, can be supplied with the necessary operating voltage via a mains cable 38 and provides its various measurement information mentioned above via a data line 39 to the e.g. evaluation computer formed by a PC.
  • a pointer rod 40 with a cord serves as the pointing device, alternatively also a cordless pointer rod.
  • a number of e.g. Sixteen further light-emitting diodes 43 which are distributed over the display area 1b and can be controlled by the computer, can optionally be used for guiding the subject's eyes and tilting the head during the examination.
  • the entire digitizing board assembly can be set up in the desired manner in the examination room via a handle 41 and the roller bearing.
  • a display panel lb with a dimension of, for example, only 80 cm ⁇ 80 cm, which is relatively small in area compared to conventional tangent scales, Hess screens or Maddox crosses, can be used.
  • a sensor-free display area can also be used according to the invention, for example a simple wall of an examination room, if the head position detection and the marking point detection does not require the aid of such sensors on the display area, as in the case of the tracking systems mentioned for the head posture and the pointer device is possible.
  • a microcontroller is expediently assigned to the display panel, which digitizes the measurement signals of the various sensors and forwards them to the computer and, conversely, receives control signals from the computer and converts them to control the various controllable units on the display panel.
  • the device according to the invention can also include the following further measures and properties.
  • a pointer device with an additional shape e.g. be provided in the form of a ring, which can optionally be illuminated.
  • this enables the patient to no longer point to a fixation light, but to use the additional form, e.g. the ring to "capture".
  • the patient can often recognize the additional shape better than, for example, a tapered pointer tip, since the ring does not fall into the double image cotome.
  • a pointer means equipped with lighting, e.g. a point light source, usable.
  • the eccentricity in which the light source of the pointing device appears to the patient appears twice from the pointer position determination sensor system. In a preferred examination method, this process is repeated for different directions of eccentricity.
  • the present examination methodology can be used together with a helmet and / or glasses that can accommodate optical elements, such as prisms, filters and spherical lenses or, to a greater extent, one Cross projector, a distance measuring system and / or a tracking unit.
  • optical elements such as prisms, filters and spherical lenses or, to a greater extent, one Cross projector, a distance measuring system and / or a tracking unit.
  • this can be implemented in such a way that a frontal observation of the patient is possible, in order to monitor his behavior during the examination, to document his eye position photographically or on the basis of corneal reflex images (Purkinje reflex) with appropriate lighting to measure the position of the eyes using suitable image processing equipment.
  • corneal reflex images Purkinje reflex
  • the position sensors for detecting the patient's head position and / or the pointer means are designed according to the circumstances. Their function can be divided into degrees of freedom, namely three degrees of freedom for orientation in space and three degrees of freedom for position in space.
  • degrees of freedom namely three degrees of freedom for orientation in space and three degrees of freedom for position in space.
  • a position sensor system must therefore be used which allows the measurement of five to six degrees of freedom.
  • a partially fixed pointer device or a system with partial fixation of the head position requires position sensors that only need to measure between one and five degrees of freedom.
  • the examination system can include a hand-operated or foot-operated switch or button that is operated by the examination personnel or by the patient and can be used in particular to record the measurement results or to control the transfer of measured values by the computer if the patient has located a double image.
  • the mentioned fusion / side separation can be done not only with the help of dark red glass, as stated above, but also with other color filters or color filter combinations, for example with red / green glasses.
  • the lamps or LEDs used do not need to be designed exclusively for white light, but also, for example, as switchable red / green light sources.
  • the use of polarization filters on the device side and on the patient side is also possible.
  • a sensor e.g. a potentiometer.
  • a transmitter being preferably positioned on the subject's head and a plurality of spaced-apart receivers being positioned on the display surface.
  • the measurement results provided by the existing sensors are preferably stored in a database. If required, the measurement data and / or the examination data obtained therefrom by the computer can also be transmitted via networks, e.g. over the Internet, transported and further processed and / or stored at an external location.
  • Further processing of the measurement data either locally at the examination site or, as previously mentioned, at an evaluation point remote therefrom can, as already mentioned above, be carried out using neural networks or expert systems or using suitable evaluation algorithms.
  • the computer can automatically analyze the measurement results to determine the viewing directions along horizontal, vertical and radial axes.
  • the evaluation data can then preferably again be interpreted diagnostically automatically by the computer to determine possible eye malfunctions.
  • the computer means can not only automatically evaluate the system. diagnosis, but when speaking system design, the system can provide suitable therapy suggestions in the sense of precise qualitative and quantitative guidance, e.g. regarding which prism strength should be chosen in which visual axis, which number of diopters is appropriate and / or which eye muscles should be changed by how many millimeters.
  • the system therefore performs a largely automated eye examination procedure and thus goes far beyond data acquisition.
  • the aforementioned LED and other light sources can be used together with light guides, in which case the actual light source can be arranged at a spatial distance from the display surface and the light can be guided to the display surface via the light guide.
  • the corresponding light guide end is then positioned at the point at which the actual light sources are located in the exemplary embodiment described. This measure is of particular technical importance if the sensor system is disturbed by consumers.
  • the device according to the invention enables a largely automated eye motility examination, in which an x / y coordinate derivation in the vicinity by using a large, sensitively designed display surface or in the distance by using the position of the pointer means and / or the patient's head position is realized after one to six degrees of freedom in the position sensing system.
  • the system can automatically interpret the measurement data with regard to eye motility qualitatively and quantitatively.
  • it can carry out an automatic analysis and further processing of the data with regard to evaluation, diagnosis and / or therapy by means of an expert system, suitable algorithms and / or a neural network with the aid of a computer at the examination site or an external computer, for example connected via the Internet. Description of data analysis and data processing
  • FIG. 5a shows an exemplary representation of measuring points with radial eccentricities of 0 degrees, 20 degrees and 30 degrees.
  • the eccentricities / viewing directions to be examined can of course be varied or expanded.
  • Fig. 5b shows the measurement of squint angles in a double image scheme. (For a better clarification of the assignment, eccentricities and not, as usual, squint angles have been entered in the schema.) If the squint angles measured are to be displayed purely, the squint angles / cyclor rotations for horizontal and / or vertical deviations can be entered in this schema. For better visualization, the squint angles can be entered in gray-scale / color-coded or shape / pattern-coded by highlighting them accordingly.
  • linearized representation of the measured eccentricities is not absolutely necessary; a representation in a diagram of a radial structure could also take place.
  • a linearized representation is advantageous, since it can easily be converted into a matrix structure known from mathematics and thus known arithmetic operations relating to this can be carried out for further processing of the results.
  • FIG. 6 shows the matrices from the double image scheme explained by way of example in FIG. 5.
  • the analysis can be carried out with operations of the matrix calculation known from mathematics.
  • Figures 6a-c show possible processes (vertical, radial, horizontal analysis) of the systematic analysis of a double image matrix.
  • the directions of the data analysis correspond to possible vertical, horizontal, radial or rotary eye movements, in Figure 6d) the extraction of a family of curves according to the horizontal analysis option is shown as an example. According to everyone in A curve was extracted from the axis shown in the matrix diagram.
  • These curves can now be analyzed as well as individual values.
  • 4 shows the supply of an analysis or auto-interpretation unit.
  • FIG. 4 shows various modules of a possible automated evaluation algorithm (expert system, neural network and other evaluation algorithms) that can be used for improved display or as a diagnosis and / or therapy aid.
  • the system can be expanded or reduced by modules according to the requirements of the user. Furthermore, the order or the linking of the modules can be varied. A parallel or sequential arrangement of the modules or structures within the modules is also feasible.
  • At the beginning of the process chain are the raw data obtained through the patient examination (input data). Depending on the system, these are passed on directly to the evaluating modules or first fed to the evaluation system via a network (interface / network) such as the Internet or another telemedical remote connection. This also applies to data output.
  • the computer-aided data evaluation encompasses a broad spectrum from the simple preparation of the data, such as color coding or amplification, to "intelligent" diagnostics.
  • the individual modules are now explained in more detail below.
  • Input Data In addition to the collected measurement data, further data about such as age, refraction, visual acuity, behavior during the examination (constant distance, head movements ...) existing diagnoses can be received here
  • Interface / Network This module represents the interface to the auto interpretation system.
  • the data collected on site or preprocessed data are fed to the auto interpretation system via a remote connection or a network.
  • databases for storing the collected raw data or in the sense of the training database explained below can also be made via remote connections.
  • classification and quantitation core of the interpretation, linear - nonlinear adjustment, multilayer / monolayer perceptron neural network ..., statistical classification e.g. Bayesian ..., application of the harms diagnostic scheme, assessment of the curve analysis (e.g. + gradient ⁇ e.g. increasing paralysis in the Left view %) and others
  • Training Database This database can contain empirical data (unmodified patient data), semi-empirical data (modified patient data) as well as calculated / simulated data relating to diagnostics and therapy. Both data from normal findings and data from pathological findings are integrated. Pathological findings are associated with diagnoses.
  • the database can be continuously developed or trained by the system automatically or manually. Standardized or classified data are used for training.
  • the auto interpretation system can be used for the pure preparation of the data up to diagnosis and therapy. If, for example, a trained database for operative therapy is created, the system can use the individual examination data to give precise instructions for the qualitative and quantitative operation of eye muscles. The system can be used both for diagnosis and for processing the course of the findings.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Untersuchung der Augenmotilität mit Mitteln (3) zur Fixierlichtanzeige an einer Anzeigefläche (1) sowie Probandenkopflage-Bestimmungsmitteln (4) und/oder probandenseitig positionseinstellbaren Zeigermitteln (2) zum Anzeigen von den subjektiven Seheindruck des Probanden repräsentierenden Zeigerstellen auf der Anzeigefläche. Erfindungsgemäss sind Lagesensormittel zur Einstellung und/oder Erfassung von Orientierung und Entfernung des Probandenkopfes relativ zur Anzeigefläche und/oder eine Zeigerlagebestimmungssensorik zur sensorischen Erfassung der Lage der Zeigerstelle auf der Anzeigefläche vorgesehen. Des weiteren sind Rechnerauswertemittel vorgesehen, denen Informationen über die Probandenkopflage relativ zur Anzeigefläche und über die Zeigerstellenlage auf der Anzeigefläche zugeführt werden und die diese Informationen zur Bestimmung wenigstens einer Augenmotilitäts-Kenngrösse auswerten. Verwendung in der medizinischen Augendiagnostik.

Description

Vorrichtung zur Untersuchung der Augenmotilität
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Untersuchung der Augenmotilität nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Erkennung von Augenmotilitätsstörungen beziehungsweise von echtem oder latentem Schielen besteht eine herkömmliche Untersuchungsmethode darin, daß der Proband simultan mit beiden Augen auf einen weißen, punktförmigen Lichtfleck blickt, wobei vor einem Auge ein (Dunkel-) Rotglas plaziert wird. Dieses Auge nimmt dann als sogenanntes Führungsauge nur das weiße Licht als roten Lichtfleck ohne Umgebung wahr. Das andere Auge sieht das weiße Licht und die Umgebung als Doppelbild. Auf diese Weise werden die Seheindrücke der beiden Augen getrennt. Wenn beide Augen nicht entsprechend parallel ausgerichtet sind bzw. das Licht nicht auf korrepondierende Netz- hautbereiche abgebildet wird, ergibt sich für den Probanden subjektiv eine Abweichung des weißen vom roten Lichtfleck. Zur Erfassung des horizontalen und vertikalen Abstandes beider Lichtflecke wird herkömmlicherweise ein mit einer Gitternetzeinteilung versehener Anzeigeschirm, z.B. eine sogenannte Tangentenskala nach Harms, verwendet, in dessen Mitte eine punktförmige Weißlichtquelle zur Bereitstellung des punktförmigen Lichtflecks angeordnet wird. Der Proband zeigt mit ei- nem optischen Zeigegerät auf die Stelle des Anzeigeschirms, an der er subjektiv den roten Lichtfleck wahrnimmt, wodurch dann das Untersuchungspersonal am Anzeigeschirm den Abstand dieses Zeigerlichtflecks vom mittigen Fixierlichtfleck ablesen und daraus z.B. den Schielwinkel qualitativ hinsichtlich Konvergenz, Divergenz bzw. Vertikaldifferenz und quantitativ bestimmen kann.
Um die Untersuchung für verschiedene Blickrichtungen durchführen zu können, erhält der Proband herkömmlicherweise eine Stirnlampe, die ein Zeigerlicht auf die Tangentenskala proji- ziert. Die Wahrnehmung von Doppelbildern für verschiedene Blickrichtungen kann nun dadurch geprüft werden, daß der Kopf des Probanden in verschiedene Richtungen geneigt wird und der Proband stets auf das mittige Fixierlicht der Tangentenskala blickt. Die Kopfneigung wird dann über das Ablesen des Zeigerlichts an der Tangentenskala ermittelt . Wird statt einer punktförmigen eine linienförmige, z.B. über einen Schrittmotor drehbare Fixierlichtquelle verwendet, so können mit dieser Untersuchungstechnik auch Rotationsdifferenzen zwischen beiden Augen gemessen werden. Der Proband erhält dabei eine Steuereinheit zur Rotation der linienförmigen Fixierlichtquelle und gleicht die von ihm wahrgenommenen roten und weißen Lichtlinien aufeinander ab.
Die oben erläuterte, herkömmliche Untersuchungsmethode ist relativ platzintensiv, da eine typischerweise 3mx3m große Tangentenskala verwendet wird, und personalintensiv, da Untersuchungspersonal zum Ablesen und zur Interpretation der diversen Informationen von der Tangentenskala benötigt wird.
In der Offenlegungsschrift WO 96/13195 AI sind ein Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung von Horizontal-, Vertikal- und/oder Zyklodeviationen am Auge eines Probanden beschrieben, wobei eine Einrichtung zum Erzeugen eines im wesentlichen punktförmigen und/oder linienförmigen Fixierlichts an einer im Blickfeld des Probanden angeordneten Tafel vorgesehen ist. Das Fixierlicht wird von einer Optik als virtueller Objektpunkt bzw. virtuelle Objektlinie an vorgegebenen Positionen an der Tafel abgebildet. Weiter sind Mittel vorgesehen, um den Kopf des Probanden hinsichtlich Abstand und Orientierung zur Tafel fixiert zu halten. Zum Anzeigen des subjektiven Seheindrucks dient ein vom Probanden bedienbares Zeigegerät als Teil einer Projektionsoptik, das ein Zeigerlicht als virtuellen Objektpunkt an der Tafel abbildet. Das Maß an vom Probanden vorgenommener Verstellung am Zeigegerät zum Anzeigen des subjektiven Seheindrucks kann sensorisch erfaßt und optisch angezeigt und/oder einem Mikroprozessor zugeleitet werden.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, mit der sich ein oder mehrere Augenmotilitätsparameter vergleichsweise platz-, zeit- und personalsparend untersuchen lassen.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Untersuchung der Augenmotilität mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei dieser Vorrichtung sind Lagesensormittel zur Einstellung und/oder Erfassung von Orientierung und Entfernung des Kopfes des Probanden relativ zur Anzeigefläche und/oder eine Zeigerlagebestimmungssensorik zur sensorischen Erfassung der Lage der den subjektiven Seheindruck des Probanden repräsentierenden Zeigerstellen auf der Anzeigefläche vorgesehen. Zudem sind rechnergestützte Auswertemittel vorgesehen, denen die Informationen über die Probandenkopflage relativ zur Anzeigefläche und über die Zeigerstellenlage auf der Anzeigefläche zugeführt werden und die diese Informationen zur Bestimmung wenigstens einer Augenmo- tilitäts-Kenngröße, wie z.B. des Schielwinkels, auswerten.
Mit dieser Vorrichtung wird folglich die Motilitätsprüfung verglichen mit der oben erläuterten, herkömmlichen Vorgehens- weise signifikant automatisiert. Die rechnergestützten Auswertemittel nehmen dem Untersuchungspersonal die entsprechen- den Auswertetätigkeiten ab. Bei Vorhandensein der Lagesensormittel zur Einstellung und/oder Erfassung von Orientierung und Entfernung des Kopfes des Probanden relativ zur Anzeigefläche vereinfacht sich die Justierung des Kopfes des Probanden für das Untersuchungspersonal, oder es ist möglich, die ProbandenkopfStellung unfixiert zu belassen und sensorisch zu erfassen und in den Auswertemitteln entsprechend zu berücksichtigen. Bei Vorhandensein der Zeigerlagebestimmungssensorik entfällt für das Untersuchungspersonal das Ablesen der Stelle auf der Anzeigefläche, auf die der Proband zeigt, dies wird vielmehr vom System selbsttätig vorgenommen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine gegenüber den herkömmlichen Ausmaßen deutlich kleinere Tangentenskala oder ein vergleichbarer, gitternetzstrukturierter Anzeigeschirm oder auch eine einfachere, unstrukturierte Anzeigefläche, wie eine einfache Wand, verwendet werden.
Bei einer nach Anspruch 2 weitergebildeten Vorrichtung ist die Anzeigefläche annäherungssensitiv, z.B. berührungssensitiv, ausgelegt. Für diesen Zweck ist beispielsweise ein gängiges sogenanntes Digitalisierbrett verwendbar. Der Proband kann dann z.B. mit einem Finger oder einem Zeigerstab die seinem subjetiven Seheindruck jeweils entsprechende Zeigerstelle auf der Anzeigefläche markieren, deren Annäherungssen- sorik diese Zeigerinformation aufnimmt und sie als ortsaufgelöste Zeigerstelleninformation an die rechnergestützten Auswertemittel weiterleitet. Ein Ablesen der Zeigerstelle durch Untersuchungspersonal entfällt.
Eine nach Anspruch 3 weitergebildete Vorrichtung weist eine fotosensitive Anzeigefläche auf, und für die Anzeige seines subjektiven Seheindrucks ist für den Probanden ein Lichtzeigergerät zur Erzeugung eines entsprechenden punktförmigen oder eine sonstige Struktur aufweisenden Lichtflecks vorgesehen. Die Fotosensormittel der Anzeigefläche erfassen dann den Ort, auf den der Proband entsprechend seinem subjektiven Seheindruck den Lichtfleck richtet, und geben die betreffende ortsaufgelöste Zeigerstelleninformation an die rechnergestützten Auswertemittel weiter.
Bei einer nach Anspruch 4 weitergebildeten Vorrichtung beinhalten die Zeigermittel ein vom Probanden bedienbares, mobiles Zeigergerät, dem eine Zeigergerät-Lagesensorik zugeordnet ist, welche die genaue Lage, d.h. Position und Orientierung, des Zeigergerätes im dreidimensionalen Raum als Maß für die Zeigerstelle auf der Anzeigefläche umfaßt, auf die der Proband mit dem Zeigergerät zeigt. Auf diese Weise kann die Zeigerstelleninformation vom System selbsttätig gewonnen werden, ohne entsprechende Sensormittel an der Anzeigefläche zu benötigen.
Bei einer nach Anspruch 5 weitergebildeten Vorrichtung ist zur Bestimmung der Kopflage des Probanden eine Kopflichtpro- jektionseinrichtung am Kopf des Probanden fixierbar, die einen oder mehrere köpflageindikative Lichtflecke auf eine fotosensitiv ausgelegte Anzeigefläche projiziert. Deren Fotosensormittel stellen dann den genauen Ort des köpflageindika- tiven Lichtflecks auf der Anzeigefläche fest und leiten die entsprechende Kopflageinformation an die rechnergestützten Auswertemittel weiter. Eine feste Fixierung des Kopfes des Probanden kann auf diese Weise entfallen.
Letzteres ist auch bei einer nach Anspruch 6 weitergebildeten Vorrichtung möglich, die ein kopfgetragenes Trackingsystem umfaßt, das die Kopflage des Probanden im dreidimensionalen Raum erfaßt, woraus dann bei bekannter Anordnung der Anzeigefläche die Orientierung und Entfernung des Kopfes des Probanden von selbiger ermittelt werden kann. Mit dieser Vorrichtung kann somit die Kopfstellung des Probanden teilweise oder völlig unfixiert bleiben und ohne anzeigeflächenseitige Sen- sorik vom System selbsttätig erfaßt werden.
Bei einer nach Anspruch 7 weitergebildeten Vorrichtung beinhalten die Probandenkopf-Lagebestimmungsmittel eine optische oder Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung, mit der vom System selbsttätig der Abstand und gegebenenfalls auch die laterale Position des Kopfes des Probanden von der Anzeigefläche festgestellt werden kann.
Eine nach Anspruch 8 weitergebildete Vorrichtung umfaßt ein Videokamerasystem mit zugehöriger Bildauswertung, das die Kopflage des Probanden im Raum, die Lage eines vom Probanden bedienbaren Zeigergerätes im Raum, die Position eines den subjektiven Seheindruck des Probanden repräsentierenden Zeigerlichtflecks auf der Anzeigefläche und/oder die Position eines die Kopflage indizierenden, von einer Kopflichtprojek- tionseinrichtung erzeugten Lichtflecks auf der Anzeigefläche ermittelt .
Bei einer nach Anspruch 9 weitergebildeten Vorrichtung beinhalten die rechnergestützten Auswertemittel ein neuronales Netzwerk oder ein Expertensystem, wie sie dem Fachmann als solche bekannt sind, wobei sie vorliegend zur diagnostischen Auswertung hinsichtlich einer oder mehrerer Augenmotili- tätsparameter ausgelegt sind. Eine Realisierung ist dem Fachmann unter Verwendung der für diesen Diagnosezweck an sich bekannten Auswertealgorithmen möglich, die er in das betreffende neuronale Netzwerk bzw. Expertensystem implementiert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind ir¬ den übrigen Unteransprüchen angegeben.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Untersuchung der Augenmotilität,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein in der Vorrichtung von Fig. 1 als Anzeigefläche verwendbares Digitalisierbrett, Fig. 3 eine Perspektivansicht eines weiteren Beispiels für eine berührsensitive Anzeigefläche mit zugehöriger Geräteperipherie ,
Fig. 4 ein Struktogramm über eine Datenanalyse,
Fig. 5 eine Ergebnisdarstellung von Rohdaten über den Schielwinkel und
Fig. 6 Darstellung eines Kurvenscharextraktionsvorgangs .
Die in Fig. 1 schematisch gezeigte Vorrichtung zur Augenmoti- litätsuntersuchung beinhaltet eine Anzeigetafel 1, die mit mindestens einer punktförmigen, mittig angeordneten Fixierlichtquelle 3 und einer Gitternetz-Skaleneinteilung 9 ausgestattet ist. Der Anzeigetafel 1 sind Zeigermittel 2 zugeordnet, die vom Probanden zum Anzeigen von seinen subjektiven Seheindruck repräsentierenden Zeigerstellen auf der Anzeigetafel 1 betätigbar sind. Des weiteren sind Mittel 4 zur Bestimmung der Probandenkopflage hinsichtlich Stellung und Entfernung relativ zur Anzeigetafel 1 vorgesehen. Die daraus gewonnenen Informationen über die Zeigerstellenposition auf der Anzeigetafel 1 und über die Probandenkopflage relativ zur Anzeigetafel 1 werden von einem angeschlossenen Auswerterechner 7 aufgenommen und zu Diagnosezwecken ausgewertet, z.B. zur Schielwinkelbestimmung. Auf einem Monitor 6 können die vom Rechner 7 gewonnenen Untersuchungsergebnisse sowie der Ablauf der Untersuchung dargestellt werden. Ein Drucker 8 dient dazu, entsprechende Daten auszudrucken.
Eine Untersuchungstechnik mit Fusionstrennung besteht darin, daß die in der Mitte, d.h. der Längsmittenachse 5 der Anzeigetafel 1 liegende Lichtquelle 3, z.B. eine LED, ein weißes Fixierlicht abstrahlt, das der Proband mit einem Auge durch ein Rotglas, mit dem anderen hingegen unabgedeckt anschaut. Der Proband nimmt dann diese Lichtquelle 3 aufgrund Fusions- trennung doppelt wahr. Die Position der ihm rot erscheinenden Lichtquelle markiert der Proband oder das Untersuchungspersonal mit dem Zeigergerät 2 auf der Anzeigetafel 1. Das System erkennt dann selbsttätig die Stelle des Zeiger- bzw. Markierflecks auf der Anzeigetafel 1, und der Rechner 7 ermittelt daraus den Abstand zwischen der Zeigerstelle und der Fixierlichtquelle 3 und daraus die Winkelabweichung zwischen rechtem und linkem Auge. Dieser Vorgang wird für verschiedene Blickrichtungen durchgeführt.
Die systemimmanente Erfassung der Position des Markier- bzw. Zeigerflecks auf der Anzeigetafel 1, der den subjektiven Seheindruck des Probanden repräsentiert, kann z.B. dadurch erfolgen, daß die Anzeigetafel annäherungssensitiv, z.B. berührsensitiv, ausgelegt ist. Die Annäherungssensorik kann in herkömmlicher Weise auf einem kapazitiven, elektromagnetischen, oberflächenakustischen oder resistiven Funktionsprinzip beruhen. Insbesondere kann sie hierzu von einem Digitalisierbrett an sich herkömmlicher Art gebildet sein, das mit der mittigen Fixierlichtquelle 3 und bei Bedarf mit der Skalenstruktur 9 versehen ist. Der Proband zeigt dann mit seinem Finger oder einem Zeigerstab auf die entsprechende Stelle des Digitalisierbretts, dessen Annäherungssensorik den Ort der Annäherung bzw. Berührung erkennt und als Zeigerstelleninformation an den Rechner 7 weiterleitet . Die verschiedenen Blickrichtungen können ebenfalls systemimmanent z.B. dadurch erfaßt werden, daß die Probandenkopf-Lagebestimmungsmittel 4 ein am Kopf des Probanden getragenes, herkömmliches sogenanntes Trackingsystem beinhalten, das in der Lage ist, die Probandenkopflage im dreidimensionalen Raum sensorisch zu erfassen und an den Rechner 7 zu melden. Gegebenenfalls genügt die Meldung des Kopfneigungswinkels relativ zur Längsmittelachse 5 der Anzeigetafel 1, wenn der Abstand des Kopfes des Probanden von der Anzeigetafel 1 anderweitig bekannt ist oder erfaßt wird, z.B. durch eine abstandsmäßige Fixierung oder eine zu diesem Zweck vorgesehene optische oder Ultraschallab- standsmeßeinrichtung. Eine weitere Möglichkeit zur Einstel- lung verschiedener Blickrichtungen besteht darin, daß ohne Kopfbewegung des Probanden dieser mehrere, exzentrisch auf der Anzeigetafel 1 installierte Fixierlichtquellen fixiert. Als weitere Alternative kann vorgesehen sein, eine fotosensitive Anzeigetafel 1 zu verwenden und am Kopf des Probanden eine Kopflichtprojektionseinrichtung zu fixieren, die einen köpflageindikativen Lichtfleck auf der fotosensitiven Anzeigefläche 1 erzeugt. Dieser Lichtfleck kann von den Fotosensormitteln der Anzeigetafel 1 ortsaufgelöst erkannt und dem Rechner 7 gemeldet werden, der daraus die aktuelle Kopfneigung bestimmen kann. Bei Bedarf kann die Position des köpflageindikativen Lichtflecks auch vom Untersuchungspersonal an einer mit der Skalierung 9 versehenen Anzeigetafel 1 abgelesen und in den Rechner 7 eingegeben werden.
Als weitere Untersuchungsvariante kann eine linienförmige statt punktförmige Fixierlichtquelle 3 angezeigt werden, z.B. mit Hilfe eines geeigneten Diffusors. Dies dient der Messung und Berechnung der Zyklorotation der Augen, wozu der Proband einzelne Punkte des sich für ihn ergebenden Liniendoppelbil- des markiert. Als weitere Anwendung kann mit dem Zeigergerät 2 das Feld binokularen Einfachsehens markiert werden, wobei der Proband in diesem Fall keinen Farbfilter vor einem Auge trägt, sondern die Außengrenzen auf der Anzeigetafel 1 markiert, unter denen er das Fixierlicht einfach wahrnimmt. Es versteht sich, daß die Fixierlichtquelle 3 nicht zwingend weiß sein muß, sondern eine beliebige Farbe haben kann. Sie kann vom Rechner 7 oder per Handschalter ein- und ausgeschaltet werden. Die vom Probanden zu tragende Brille kann neben dem erwähnten Farbfilter je nach Anwendungsfall ein oder mehrere sphärische Gläser und/oder Prismen enthalten. Die Kopflichtprojektionseinrichtung kann jede beliebige, gewünschte Lichtfleckform beinhalten, wie einen Punkt oder ein Kreuz, wobei die Lichtquelle z.B. von einem Laser gebildet sein kann. Statt durch die erwähnte linienförmige Fixierlichtquelle kann die Zyklorotation der Augen auch durch eine gleichzeitige Darbietung von mindestens zwei einzelnen Fi- xierlichtpunkten gemessen werden. Zur diagnostischen Auswertung kann der Rechner 7 ein Expertensystem oder ein neuronales Netz herkömmlichen Typs enthalten, in welchem die erforderlichen, dem Fachmann geläufigen Auswertealgorithmen implementiert sind.
Fig. 2 zeigt in der Draufsicht eine als Anzeigetafel 1 in der Vorrichtung von Fig. 1 verwendbare, berühr- und/oder fotosensitive Digitalisiertafel la in größerem Detail. An dieser Digitalisiereinheit bzw. diesem Digitalisierbrett la ist mittig die Fixierlichtquelle 3 angebracht, die statt einer punktförmigen Lichtabstrahlung auch die Darstellung einer linienförmigen Lichtquelle 11 erlaubt, wozu ihr ein entsprechender Diffusor zugeordnet wird. Mit der linienförmigen Fixierlichtquelle 11 kann, wie gesagt, die Zykloration der Augen ermittelt werden. Die Fixierlichtlinie 11 kann zudem durch einen Schrittmotor 22, der mit einer automatischen Steuerung vom Rechner 7 oder einer Handsteuerung betätigt werden kann, um die Längsmittelachse des Digitalisierbretts la rotiert werden, wodurch der Proband sein Liniendoppelbild abgleichen kann. Alternativ kann der Abgleich aus dem Markieren einzelner Punkte dieser Linie bestehen. Alternativ zur Verwendung der Linienlichtquelle 11 kann die Anordnung mehrerer einzelner Fixierlichtquellen 17 auf einer Linie vorgesehen sein. Es versteht sich, daß sich das Digitalisierbrett la von Fig. 2 auch zur Markierung des Feldes binokularen Einfachsehens eignet .
Zur selbsttätigen Erfassung der Zeiger- bzw. Markierstelle ist wenigstens ein bestimmter Teilbereich 15 des Digitalisierbretts la annäherungs- und/oder fotosensitiv ausgelegt. Bei berührsensitiver Auslegung erfaßt die zugehörige Berühr- sensorik den Ort auf dem Digitalisierbrett la, den der Proband mit einem Finger oder einem Zeigestab oder dergleichen berührt. Bei fotosensitiver Auslegung ist dem Digitalisier- brett la ein optisches Zeigergerät zugeordnet, mit dem der Proband einen entsprechenden Lichtfleck auf die zu markieren- de Stelle des Digitalisierbrettes 1 richten kann. Dessen Fotosensormittel erfassen den Ort dieses Zeigerlichtflecks und melden ihn an den Auswerterechner 7. Alternativ kann eine systemimmanente Erfassung der Markier- bzw. Zeigerstelle durch zwei Kameras 10, 14 erfolgen, die in der Mitte zweier angrenzender Anzeigetafelseiten jeweils mit Sichtfeld parallel zur Anzeigetafel angeordnet werden und so die horizontale und vertikale Position eines Fingers oder Zeigestabes etc. erfassen, wozu ihnen eine geeignete Bildauswertung zugeordnet ist, die sich im Auswerterechner 7 befinden kann. Anstelle der Kameras 10, 14 können dort Infrarot -Sender positioniert werden, denen dann auf der jeweils gegenüberliegenden Anzeigetafelseite entsprechende Infrarot-Sensoren 12 zugeordnet sind.
Wenn zur Kopflageerfassung eine Kopflichtprojektionseinrichtung am Kopf des Probanden fixiert wird, können korrespondierende Fotowiderstände 19 auf der Anzeigetafel la vorgesehen sein, welche die Richtung der köpfgetragenen Projektionsleuchte anhand des auftreffenden, köpflageindikativen Lichtflecks erfassen. Zur Bestimmung des Abstandes des Probanden von der Tafel la können zwei Lichtprojektionssysteme 13 in einem definierten Winkel ihrer optischen Achsen zueinander am Kopf des Probanden, insbesondere an einer von ihm zu tragenden Brille oder alternativ auf der Tafel la angebracht sein. Im Fall der Projektion des Lichtflecks vom Kopf des Probanden auf die Tafel la fallen die Schnittpunkte der Projektionslichtflecke bei definiertem Abstand des Kopfes des Probanden von der Tafel la in einem Punkt zusammen. Im Fall der Projektion von der Tafel la auf das Gesicht des Probanden fallen die Projektionslichtflecke entsprechend bei definiertem Abstand im Gesicht des Probanden zusammen, was dann jeweils den gewünschten Untersuchungsabstand darstellt . Bei Verwendung horizontal und vertikal ausgerichteter Projektionsfiguren kann eine gerade Kopfhaltung des Probanden geprüft werden. Alternativ kann die Einstellung bzw. Erfassung des Abstandes des Kopfes des Probanden von der Tafel la mittels einer Ul- traschallabstandsmeßeinheit 16 erfolgen. Dabei kann der Ul- traschallwandler an der Tafel la oder am Kopf des Probanden fixiert sein.
Vorzugsweise ist die am Digitalisierbrett la angebrachte Skala mit Angabe von Winkelgraden austauschbar. In Betracht kommt auch die Verwendung eines zentralen Anzeigebildschirms 21, was dann auch die Möglichkeit bietet, die Markier- bzw. Zeigerstelle, die den subjektiven Seheindruck des Probanden wiedergibt, über eine Cursorsteuerung, z.B. eine Computermaus, zu erfassen. Eine weitere Option zur Bestimmung der Markier- bzw. Zeigerstelle auf der Tafel la besteht in der Verwendung eines Videokamerasystems mit zugeordneter Bildauswertung, über die dann die Position einer berührenden oder optischen Anzeige der Markierstelle durch den Probanden auf der Tafel la ortsaufgelöst bestimmt werden kann.
Die Lagefixierung des Kopfes des Probanden relativ zur Anzeigetafel la hinsichtlich Kopfneigungswinkel kann alternativ dadurch erfolgen, daß die Fixierlichtquelle 3 oder eine zusätzliche Lichtquelle 23 in einer Hülse 24 definierter Länge oder in entsprechender Tiefe versenkt an der Tafel la angeordnet ist und so nur bei definierter Kopfposition vom Probanden gesehen werden kann.
Optional kann die Kopflage des Probanden und/oder die Lage des zur Markierung der für den subjektiven Seheindruck repräsentativen Zeigerstelle auf der Anzeigetafel 1 mittels eines jeweils zugeordneten, dreidimensionalen Trackingsystems herkömmlicher Bauart bestimmt werden, das mindestens die Ermittlung der Verkippung des Markiergerätes bzw. des Kopfes des Probanden ermöglicht und dem Auswerterechner 7 entsprechende Daten über die horizontale, vertikale und rotatorische Verkippung meldet. Wenn ein solches Probandenkopf-Trackingsystem um eine Abstandsmessung beispielsweise durch Ultraschall oder ein optisches oder elektromagnetisches Meßverfahren erweitert wird, ist die Kopflage im dreidimensionalen Raum insgesamt systemseitig erfaßbar, ohne daß der Kopf des Probanden fi- xiert werden muß. Eine weitere Möglichkeit, die Kopflage bei nicht fixiertem Kopf des Probanden zu erfassen, besteht darin, an diesem, wie erwähnt, eine punktförmige Lichtquelle anzubringen und die Anzeigetafel 1 flächig fotosensitiv auszulegen, so daß diese den projizierten Lichtfleck ortsaufgelöst erfaßt, woraus die Kopfneigung vom Auswerterechner 7 bestimmt werden kann. Dieser kann dann durch z.B. optische Anzeigemittel an der Anzeigetafel 1 bei Bedarf auch dafür sorgen, daß der Proband seinen Kopf in eine bestimmte, gewünschte Untersuchungsstellung bringt, indem er den von seiner Kopflichtprojektionseinrichtung projizierten Lichtfleck mit der an der Anzeigetafel 1 aktivierten Fixiermarkierung, die z.B. auch ein Bildschirm-Mauszeiger sein kann, in Übereinstimmung bringt.
Wenn dem Zeigergerät 2 ein solches dreidimensionales Trackingsystem zugeordnet wird, kann die beschriebene berühr- oder fotosensitive Markierstellenerfassung an der Anzeigetafel 1 entfallen. Die Markier- bzw. Zeigerstelle kann in diesem Fall vom Auswerterechner 7 indirekt aus den Lagedaten des dem Zeigergerät 2 zugeordneten Trackingsystems ermittelt werden.
Fig. 3 zeigt eine sehr komfortable und benutzerfreundliche Ausführungsform einer Augenmotilitätsuntersuchungsvorrich- tung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzeigefläche von einer vorzugsweise berühr- und/oder fotosensitiven Anzeigetafel lb gebildet, die in ihren Funktionalitäten im wesentlichen der Digitalisiertafel la von Fig. 2 entspricht und von einem höhenverstellbaren und auf Rollen montierten Rahmen 30 getragen wird. Die Anzeigetafel lb ist mit einer rechtwinkligen Gitternetzstruktur versehen, wobei alternativ auch eine Skalierung mit gekrümmten Linien verwendbar ist, und in der Mitte ist eine Fixierlicht-LED 31 angeordnet. Optional ist eine optische Abstandsmeßeinheit 32 in der Nähe des mittigen Fixierlichtes 31 auf der Tafel lb angebracht. Die Gitternetz- Hauptachsen 33 sind mit dicken Linien hervorgehoben gezeigt. Optional kann eine Ultraschall-Abstandsmeßeinheit 34 an der Tafel lb angeordnet sein. Der aktive Meßbereich ist durch einen rechteckigen Rahmen 35 beschrieben. Innerhalb des aktiven Meßbereichs 35 ist zudem eine kreisförmige Skalierung 36 zur Messung der Zyklorotation vorgesehen. Im rechten oberen Eckbereich befinden sich ein Ein- und Ausschalter 37 in Form eines entsprechenden Berührschalters sowie eine LCD-Anzeige 42, an welcher der momentane Kopfabstand des Probanden zum Anzeigeschirm lb als Zahlenwert angezeigt werden kann. Optional ist eine Anzeige mit einer roten und grünen LED möglich, mit denen dann angezeigt werden kann, ob der Kopf des Probanden sich in einem für die Untersuchung richtigen Abstand zur Tafel lb befindet oder nicht .
Die vorzugsweise als berührsensitives Digitalisierbrett ausgelegte Anzeigetafel lb ist über ein Netzkabel 38 mit der nötigen Betriebsspannung versorgbar und gibt ihre diversen, oben erwähnten Meßinformationen über eine Datenleitung 39 an den z.B. von einem PC gebildeten Auswerterechner ab. Als Zeigergerät dient ein Zeigestab 40 mit Schnur, alternativ auch ein schnurloser Zeigestab. Eine Anzahl von z.B. sechzehn weiteren, über die Anzeigefläche lb verteilten Leuchtdioden 43, die vom Rechner ansteuerbar sind, läßt sich optional zur Blickführung und Kopfverkippung des Probanden während der Untersuchung nutzen.
Der gesamte Digitalisierbrettaufbau kann über einen Handgriff 41 und die Rollenlagerung in gewünschter Weise im Untersuchungsraum aufgestellt werden. Erwähnenswert ist, daß eine gegenüber herkömmlichen Tangentenskalen, Hess-Schirmen oder Maddox-Kreuzen relativ kleinflächige Anzeigetafel lb mit einer Abmessung von z.B. nur 80cmx80cm verwendbar ist. Des weiteren kann anstelle einer sensorbehafteten Anzeigefläche, wie des gezeigten Digitalisierbretts lb, erfindungsgemäß auch eine sensorfreie Anzeigefläche verwendet werden, z.B. eine einfache Wand eines Untersuchungsraums, wenn die Kopflageerfas- sung und die Markierstellenerfassung ohne Zuhilfenahme solcher Sensorik an der Anzeigefläche auskommt, wie dies im Fall der erwähnten Trackingsysteme für die Kopfhaltung und das Zeigergerät möglich ist.
Zweckmäßigerweise ist der Anzeigetafel ein Mikrocontroller zugeordnet, der die Meßsignale der diversen Sensoren digitalisiert und an den Rechner weiterleitet sowie umgekehrt Steuersignale vom Rechner empfängt und zur Ansteuerung der diversen ansteuerbaren Einheiten an der Anzeigetafel umsetzt.
Je nach Anwendungsfall und Systemauslegung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere auch noch folgende weitere Maßnahmen und Eigenschaften beinhalten.
Für die Zeigermittel kann ein Zeigergerät mit Zusatzform z.B. in Gestalt eines Rings vorgesehen sein, das optional beleuchtbar ist. Damit kann der Patient im Endverlauf einer Untersuchung in die Lage versetzt werden, nicht mehr auf ein Fixationslicht zu deuten, sondern es mit der Zusatzform, z.B. dem Ring, "einzufangen" . Der Patient kann die Zusatzform häufig besser erkennen als beispielsweise eine konisch zulaufende Zeigerspitze, da der Ring nicht in das Doppelbildkotom fällt.
Für die Vermessung des Feldes des binokularen Einfachsehens ist ein mit einer Beleuchtung ausgestattetes Zeigermittel, z.B. eine punktförmige Lichtquelle, verwendbar. Von der Zeigerlagebestimmungssensorik wird diejenige Exzentrizität erfaßt, bei der dem Patienten die Lichtquelle des Zeigergerätes doppelt erscheint . In einem bevorzugten Untersuchungsverfahren wird dieser Vorgang für verschiedene Exzentrizitätsrichtungen wiederholt .
Die vorliegende Untersuchungsmethodik kann bei Bedarf zusammen mit einem Helm und/oder einer Brille verwendet werden, der bzw. die optische Elemente aufnehmen kann, wie Prismen, Filter und sphärische Linsen oder weitergehend einen Kreuzprojektor, ein Distanzmeßsystem und/oder eine Trackinge- inheit .
Bei Verwendung eines zur Beobachtung des Patienten eingesetzten Kamerasystems kann dieses so implementiert sein, daß eine frontale Beobachtung des Patienten möglich ist, um sein Verhalten während der Untersuchung zu überwachen, seine Augenstellung fotografisch zu kokumentieren oder anhand von Hornhautreflexbildchen (Purkinje-Reflex) bei entsprechender Beleuchtung die Stellung der Augen unter Einsatz geeigneter Bildverarbeitungsmittel opjektiv zu vermessen.
Die Lagesensoriken zur Erfassung der Patientenkopflage und/oder des Zeigermittels sind je nach den Gegebenheiten ausgelegt. Ihre Funktion läßt sich in Freiheitsgrade einteilen, nämlich drei Freiheitsgrade für die Orientierung im Raum und drei Freiheitsgrade für die Position im Raum. Bei Wahl eines völlig unfixierten Zeigermittels bzw. bei völlig unfi- xierter Kopflage ist somit eine Lagesensorik zu verwenden, welche die Messung von fünf bis sechs Freiheitsgraden zuläßt. Ein teilfixiertes Zeigergerät bzw. ein System mit teilweiser Kopflagefixierung erfordert hingegegen eine Lagesensorik, die nur zwischen ein bis fünf Freiheitsgrade messen braucht .
Das Untersuchungssystem kann einen hand- oder fußbetätigbaren Schalter oder Taster beinhalten, der vom Untersuchungspersonal oder vom Patient bedient wird und insbesondere zur Erfassung der Meßergebnisse bzw. zur Steuerung der Meßwertübernahme durch den Rechner dienen kann, wenn der Patient ein Doppelbild lokalisiert hat .
Die erwähnte Fusions-/Seitentrennung kann nicht nur mit Hilfe eines Dunkelrotglases erfolgen, wie oben angegeben, sondern auch mit anderen Farbfiltern oder Farbfilterkombinationen, z.B. mit einer Rot/Grün-Brille. In gleicher Weise brauchen auch die verwendeten Lampen bzw. LEDs nicht ausschließlich für Weißlicht ausgelegt sein, sondern beispielsweise auch als umschaltbare Rot/Grün-Lichtquellen. Ebenso ist die Verwendung von Polarisationsfiltern geräteseitig und patientenseitig möglich.
Zur Messung der Zyklorotation kann zusätzlich oder anstelle eines Schrittmachermotors ein Sensor, z.B. ein Potentiometer, zum Einsatz kommen.
Wenn mehrere Sensoren für eine Ultraschalldistanzmessung vorhanden sind, so ist mit diesen nicht nur der Abstand, sondern auch die Position im Raum meßbar. Damit können Veränderungen der Kopfposition gegenüber dem Gerät nicht nur in Bezug auf den Abstand, sondern auch in lateraler Richtung durch eine Triangulationstechnik erfaßt werden, wobei vorzugsweise am Kopf des Probanden ein Sender und an der Anzeigefläche mehrere beabstandete Empfänger positioniert sind.
Die von den vorhandenen Sensoren gelieferten Meßergebnisse werden vorzugsweise in einer Datenbank gespeichert. Bei Bedarf können die Meßdaten und/oder die daraus vom Rechner gewonnenen Untersuchungsdaten auch über Netzwerke, z.B. über das Internet, transportiert und an einer externen Stelle weiterverarbeitet und/oder gespeichert werden.
Eine Weiterverarbeitung der Meßdaten entweder lokal an der Untersuchungsstelle oder, wie zuvor erwähnt, an einer davon entfernten Auswertestelle kann, wie schon oben erwähnt, unter Einsatz neuronaler Netze oder Expertensysteme bzw. unter Verwendung geeigneter Auswertealgorithmen erfolgen. So kann z.B. eine Analyse der Meßergebnisse durch den Rechner selbsttätig dahingehend erfolgen, daß die Blickrichtungen entlang horizontaler, vertikaler und radialer Achsen ermittelt werden. Die Auswertedaten können dann vorzugsweise wiederum selbsttätig durch den Rechner zur Feststellung möglicher Augenfehl- funktionen diagnostisch interpretiert werden. Weitergehend kann durch die Rechnermittel vom System selbsttätig nicht nur eine Auswertung bzgl . der Diagnose erfolgen, sondern bei ent- sprechender Systemauslegung kann das System geeignete Therapievorschläge im Sinne einer genauen qualitativen und quantitativen Anleitung geben, z.B. dahingehend, welche Prismenstärke in welcher Sehachse gewählt werden sollte, welche Dioptrienzahl zweckmäßig ist und/oder welche Augenmuskeln um wieviel Millimeter verändert werden sollten. Damit leistet das System ein weitgehend automatisiertes Augenuntersuchungs- verfahren und geht damit weit über eine Datenerfassung hinaus .
Die erwähnten LED- und anderen Lichtquellen können bei Bedarf zusammen mit Lichtleitern verwendet werden, wobei dann die eigentliche Lichtquelle in räumlicher Entfernung von der Anzeigefläche angeordnet und das Licht über den Lichtleiter zur Anzeigefläche geleitet werden kann. Das entsprechende Lichtleiterende wird dann an der Stelle positioniert, an der sich beim beschriebenen Ausführungsbeispiel die tatsächlichen Lichtquellen befinden. Diese Maßnahme ist besonders dann technisch von Bedeutung, wenn die Sensorik durch Verbraucher gestört wird.
Abschließend sei nochmals betont, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine weitgehend automatisierte Augenmotili- tätsuntersuchung ermöglicht wird, bei der eine x/y- Koordinatenableitung in der Nähe durch Verwendung einer großflächigen, sensitiv ausgelegten Anzeigefläche oder in der Ferne durch Verwendung einer die Lage der Zeigermittel und/oder der Patientenkopflage nach ein bis sechs Freiheitsgraden im Raum erfassenden Lagesensorik realisiert wird. Das System kann selbsttätig eine Interpretation der Meßdaten hinsichtlich der Augenmotilität qualitativ und quantitativ vornehmen. Des weiteren kann es mittels Expertensystem, geeigneten Algorithmen und/oder einem neuronalen Netz mit Hilfe eines Rechners am Untersuchungsort oder eines externen, z.B. über das Internet angeschlossenen Rechners eine automatische Analyse und Weiterverarbeitung der Daten hinsichtlich Bewertung, Diagnose und/oder Therapie vornehmen. Beschreibung der Datenanalyse und Datenverarbeitung
Figur 5a zeigt eine beispielhafte Darstellung von Meßpunkten mit radialen Exzentrizitäten von 0 Grad, 20 Grad und 30 Grad. Die zu untersuchenden Exzentrizitäten/ Blickrichtungen sind selbstverständlich variierbar oder erweiterbar. Abb. 5b zeigt die Darstellung von gemessenen Schielwinkeln in einem Doppelbildschema. (Zur besseren Verdeutlichung der Zuordnung wurden in das Schema Exzentrizitäten und nicht wie üblich Schielwinkel eingetragen.) Soll eine reine Darstellung der gemessenen Schielwinkel erfolgen so können in dieses Schema die Schielwinkel /Zyklorotationen für horizontale und/ oder vertikale Deviationen eingetragen werden. Zur besseren Visualisierung können die Schielewinkel graustufen-/farbcodiert oder form-/mustercodiert durch entsprechende Hervorhebung eingetragen werden. Die beschriebene linearisierte Darstellung der gemessenen Exzentrizitäten ist nicht zwingend notwendig, ebenso könnte auch eine Darstellung in einem Schema radialer Struktur erfolgen. Vorteilhaft ist aber eine linearisierte Darstellung, da dieses einfach in eine aus der Mathematik bekannte Matrizenstruktur umgewandelt werden kann und somit diesbezügleiche bekannte Rechenoperationen zur weiteren Bearbeitung der Ergebnisse durchgeführt werden können.
In Fig.6 sind die Matrizen aus dem in Figur 5 beispielhaft erläuterten Doppelbildschema dargestellt. Die Analyse kann mit Operationen der aus der Mathematik bekannten Matrizenrechnung erfolgen. Die Figuren 6a-c zeigen mögliche Vorgänge (vertikale , radiale , horizontale Analyse )der systematischen Analyse einer Doppelbildmatrize. Dabei entsprechen die Richtungen der Datenanalyse möglicher vertikaler, horizontaler, radialer oder rotatorischer Augenbewegungen, in Figur 6d) ist beipielhaft die Extraktion einer Kurvenschaar nach der horizontalen Analysemöglichkeit dargestellt. Entsprechend jeder im Matrizenschema dargestellten Achse wurde eine Kurve extrahiert. Diese Kurven sind nun ebenso wie Einzelwerte analysierbar. In Fig. 4 wird Zuführung einer Analyse oder Autointerpretationseinheit dargestellt.
Fig.4 stellt veschiedene Module eines möglichen automatisierten Auswertealgorithmus (Expertensystem, neuronales Netz u.a Auswertealgorithmen) dar, der zur verbesserten Darstellung oder auch als Diagnose und/ oder Therapiehilfe genutzt werden kann. Gemäß der Erfordernisse des Anwenders läßt sich das System um Module erweitern oder reduzieren. Weiterhin kann auch die Reihenfolge oder die Verknüpfung der Module variiert werden. Ebenso ist eine paralelle oder sequentielle Anordnung der Module oder Strukturen innerhalb der Module machbar. Zu Beginn der Prozesskette stehen die durch die Patientenuntersuchung gewonnenen Rohdaten (Input Data) . Je nach System werden diese direkt an die auswertenden Module weitergegeben oder zunächst über ein Netzwerk (Interface /Network) wie z.B das Internet oder eine andere telemedizinische Fernverbindung dem Auswertesystem zugeführt. Dies gilt ebenso für die Datenausgabe. Insgesamt umfaßt die rechnergestützte Datenauswertung ein breites Spektrum von der einfachen Aufbereitung der Daten wie zum Beispiel einer Farbcodierung oder einer Verstärkung bis hin zur „intelligenten" Diagnostik. Im folgenden werden nun die einzelnen Module näher erläutert.
• Input Data: (Dateneingabe) Hier können neben den erhobenen Meßdaten weitere Daten über wie Alter, Refraktion,Sehschärfe, Verhalten während der Untersuchung ( Distanzkonstanz, Kopfbewegungen...) vorhandene Diagnosen ..u.s.w eingehen • Interface/ Network : Diese Modul stellt die Schnittstelle zum Autointerpretationssystem dar. Im Falle einer Datenverarbeitung im Sinne der Telemedizin werden die Vorort erhobenene Daten oder vorverarbeiteten Daten über eine Fernverbindung oder einem Netzwerk dem Autointerpretetionssystem zugeführt. Selbstverständlich können über Fernverbindungen auch Datenbanken zur Speicherung der Erhobenen Rohdaten oder im Sinne der im folgenden erläuterten Training Database erfolgen.
• Data processing: Hier werden Daten weiterverarbeitet: Kurvenschaarextraktion mit Kurvenanalyse (Steigung...), Filteroperationen, Lineare und nichtlineare Muster- Kurvenanpassung,principal component analysis (PCA), Learning Vector Extraction, Datenreduktionsmethoden, Interpolierung
• Data normalization: Amplitudennormalisierung, standardisierte Datenaufbereitung.
• classification and quantitation: Kernstück der Interpretation, lineare - nichtlineare Anpassung, multilayer/monolayer perceptron neural network..., statistische Kassiflkation z.B Bayesian..., Anwendung des Harms- Diagnostikschemas, Beurteilung der Kurvenanalyse (z.B +Steigung ~ z.B zunehmende Lähmung im Linksblick...) u.a.
• Output: (binäre) Antworten wie Normalbefund oder pathologisch, Verbesserung- Verschlechterung...., Datenvisualisierung, Funktionsdiagnostik, Therapievorschläge , Diagnostik....,
• Training Database: Diese Datenbank kann empirische Daten (nichtmodifizierte Patientendaten) ,semi- empirische Daten (modifizierte Patientendaten) sowie kalkuliert/ simulierte Daten in Bezug auf Diagnostik und Therapie enthalten. Dabei sind sowohl Daten aus Normalbefunden als auch Daten aus pathologischen Befunden integriert. Pathologische Befunde sind mit Diagnosen assoziiert.Die Datenbank kann ständig vom System automatisch oder manuell weiterentwickelt oder trainiert werden. Zum Training dienen standardisierte oder klassifizierte Daten.
Das Autointerpretationsystem kann wie schon vorbeschrieben zur reinen Aufbereitung der Daten bis hin zur Diagnostik und Therapie genutzt werden. Wird beispielsweise eine trainierte Datenbank zur operativen Therapie angelegt, so kann das System anhand der individuellen Untersuchungsdaten eine genaue Anweisung zur qualitativen und quantitiven Operation von Augenmuskeln geben. Das System läßt sich sowohl zur Diagnostik als auch zur Aufbereitung des Befundverlaufs nutzen .

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Untersuchung der Augenmotilität mit Mitteln (3) zur Fixierlichtanzeige an einer Anzeigefläche (1) sowie probandenseitig positionseinstellbaren Zeigermitteln (2) zum Anzeigen von den subjektiven Seheindruck des Probanden repräsentierenden Zeigerstellen auf der Anzeigefläche und/oder Mitteln (4) zur Bestimmung der Probandenkopflage hinsichtlich Stellung und Entfernung relativ zur Anzeigefläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigermittel (2) eine Zeigerlagebestimmungssensorik zur sensorischen Erfassung der Lage der Zeigerstelle auf der Anzeigefläche umfassen und/oder die Probandenkopf-Lagebestimmungsmittel (4) Lagesensormittel zur Einstellung und/oder Erfassung von Orientierung und Entfernung des Kopfes des Probanden relativ zur Anzeigefläche (1) umfassen und
Rechnerauswertemittel (7) vorgesehen sind, denen Informationen über die Lage der Zeigerstelle auf der Anzeigefläche und/oder über die Probandenkopflage relativ zur Anzeigefläche und zugeführt werden und die diese Informationen zur Bestimmung wenigstens einer Augenmotilitäts-Kenngröße auswerten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß eine annäherungssensitive Anzeigefläche (1) vorgesehen ist, deren Annäherungssensorik Teil der Zeiger- stellenlagesensorik ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß eine fotosensitive Anzeigefläche vorgesehen ist, deren Fotosensormittel die Zeigerlagebestimmungssensorik bilden, und die Zeigermittel ein probandenbedienbares Lichtzeigergerät zur Erzeugung eines Lichtflecks als Zeigerstelle auf der Anzeigefläche umfassen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigermittel ein räumlich ganz oder teilweise unfixiertes, probandenbedienbares Zeigergerät aufweisen und die Zeigerlagebestimmungssensorik eine Zeigergerät- Lagesensorik zur Erfassung der Lage des Zeigergerätes nach einem oder mehreren Freiheitsgraden des dreidimensionalen Raumes zwecks Bestimmung der Zeigerstellenlage auf der Anzeigefläche umfaßt .
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigefläche Fotosensormittel aufweist und die Probandenkopf-Lagebestimmungsmittel eine am Kopf des Probanden fixierbare Kopflichtprojektionseinrichtung zur Erzeugung eines köpflageindikativen Lichtflecks auf der fotosensitiven Anzeigefläche umfassen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Lagesensormittel der Probandenkopf-Lagebestimmungsmittel ein köpfgetragenes Trackingsy- stem zur Erfassung der Kopflage des Probanden nach einem oder mehreren Freiheitsgraden des dreidimensionalen Raumes beinhalten.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Lagesensormittel der Probandenkopf-Lagebestimmungsmittel eine Ultraschall-Abstandsmeßeinrichtung (16) oder eine optische Abstandsmeßeinrichtung zur Erfassung des Kopfabstandes des Probanden von der Anzeigefläche umfassen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter gekennzeichnet durch ein Videokamerasystem mit Bildauswertung zur Erfassung der räumlichen Kopflage des Probanden oder der Stelle eines von einer am Kopf des Probanden fixierten Lichtquelle auf die Anzeigefläche projizierten Lichtflecks oder der Position eines die Anzeigefläche berührenden Zeigerele- mentes oder eines von den Zeigermitteln auf die Anzeigefläche projizierten Zeigerlichtflecks.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerauswertemittel (7) ein neuronales Netzwerk oder ein Expertensystem und/oder geeignete Algorithmen zur diagnostischen Auswertung der von den Patientenkopflage-Bestimmungsmitteln und den probandenseitig positionseinstellbaren Zeigermitteln bereitgestellten Informationen hinsichtlich einer oder mehrerer Augenmotilitätspa- rameter beinhalten.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerauswertemittel (7) zur Analyse der Meßergebnisse zwecks Ermittlung der Blickrichtungen entlang horizontaler, vertikaler und/oder radialer Achsen ausgelegt sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiter dadurch gekennzeichnet, daß eine Datenbank vorgesehen ist, in der wenigstens die von dem oder den Sensoren gelieferten Meßdaten abspeicherbar sind.
EP99929301A 1998-06-23 1999-06-22 Vorrichtung zur untersuchung der augenmotilität Withdrawn EP1089651A1 (de)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29811062U DE29811062U1 (de) 1998-06-23 1998-06-23 Vorrichtung zur Messung der Augenbeweglichkeit und Augenstellung
DE29811062U 1998-06-23
DE1998142393 DE19842393A1 (de) 1998-09-16 1998-09-16 Messung der Augenbeweglichkeit und Augenstellung durch automatisierte Doppelbilderfassung mit einer Digitalisiereinrichtung zur Ortskoordinatenableitung
DE19842393 1998-09-16
DE19842394A DE19842394A1 (de) 1998-06-23 1998-09-16 Messung der Augenbeweglichkeit und Augenstellung durch automatisierte Doppelbilderfassung
DE19842394 1998-09-16
DE1998150897 DE19850897A1 (de) 1998-11-05 1998-11-05 Automatisierte kontaktlose Orts- und Winkelkoordinatenbleitung an einem Untersuchungsschirm zur Bestimmung von Motilitätsstörungen der Augen
DE19850897 1998-11-05
PCT/EP1999/004322 WO1999066829A1 (de) 1998-06-23 1999-06-22 Vorrichtung zur untersuchung der augenmotilität

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1089651A1 true EP1089651A1 (de) 2001-04-11

Family

ID=27438861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99929301A Withdrawn EP1089651A1 (de) 1998-06-23 1999-06-22 Vorrichtung zur untersuchung der augenmotilität

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6595641B1 (de)
EP (1) EP1089651A1 (de)
AU (1) AU4614999A (de)
WO (1) WO1999066829A1 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2885292B1 (fr) * 2005-05-03 2012-11-16 Xavier Carriou Dispositif de mesure de l'angle d'inclinaison de la tete et l'angle de rotation de l'oeil lors de la lecture
US8002408B2 (en) * 2009-08-03 2011-08-23 Nike, Inc. Anaglyphic depth perception training or testing
IT1399174B1 (it) * 2009-09-28 2013-04-11 Corsoni Sistema di rilevamento di difetti visivi
WO2012112901A2 (en) 2011-02-17 2012-08-23 Pediavision Holdings, Llc Photorefraction ocular screening device and methods
GB2514529A (en) * 2013-01-17 2014-12-03 Univ Aston Visual function testing device
CL2014000594A1 (es) 2014-03-12 2014-09-12 Eyecare S A Sistema y metodo para el diagnóstico preliminar de enfermedades oculares donde se captura una pluralidad de imágenes de los ojos de un individuo y se obtiene una imagen final corregida mediante el procesamiento de dichas imágenes por una aplicación computacional, el sistema comprende un dispositivo de captura de imagenes, un dispositivo generador de luz o flash, una pantalla para visualizar, una memoria y un procesador acoplado a la camara, al flash, pantalla y memoria.
US10506165B2 (en) 2015-10-29 2019-12-10 Welch Allyn, Inc. Concussion screening system
CN106343949B (zh) * 2016-09-30 2018-06-22 东莞广州中医药大学中医药数理工程研究院 一种注视器件及手持式眼底镜
US11494897B2 (en) 2017-07-07 2022-11-08 William F. WILEY Application to determine reading/working distance
US20220211521A1 (en) * 2019-06-06 2022-07-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Quantitative Assessment of Orbit Soft Tissue Restriction
WO2024075064A1 (en) 2022-10-05 2024-04-11 Eyecare Spa Methods and apparatus for detection of optical diseases
WO2024103084A1 (en) * 2022-11-15 2024-05-23 Cerman Eren Process and system for determining an eye position data set

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5042937A (en) 1989-12-11 1991-08-27 Pulse Medical Instruments Optical system for an ophthamological instrument for examination of pupillary responses
DE4041332C2 (de) 1990-12-21 1994-05-19 Bernhard Dr Loew Vorrichtung zum Überwachen der Kopfhaltung eines Patienten während der Schieluntersuchung mittels eines Projektions-Koordimeters
US5684561A (en) 1992-05-26 1997-11-04 Daphne Eye Technologies Device and method for evaluation of refraction of the eye
US5309185A (en) 1992-06-08 1994-05-03 Harper Gilberto B Apparatus and method for objective quantitative assessment of human ocular coordination
US5530492A (en) 1993-03-22 1996-06-25 Medoptics Limited Ophthalmological instrument for producing dichoptic stimuli on a visual display terminal
WO1996013195A1 (de) 1994-10-29 1996-05-09 Interstaatliche Ingenieurschule Neu-Technikum Buchs Verfahren und vorrichtung zum bestimmen von horizontal-, vertikal- und/oder zyklodeviationen am auge
US5877840A (en) 1996-09-20 1999-03-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Binocular view function inspecting apparatus and inspecting method
US5852489A (en) * 1997-12-23 1998-12-22 Chen; Chi Digital virtual chiasm for controlled stimulation of visual cortices

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9966829A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999066829A1 (de) 1999-12-29
US6595641B1 (en) 2003-07-22
AU4614999A (en) 2000-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60105874T2 (de) Ophthalmisches Gerät
EP1061851B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur auswertung eines bewegungsmusters
DE3122029A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur hornhaut-formanalyse
EP3187099B1 (de) Sehprüfsystem und verfahren zum überprüfen der augen
DE102015100147A1 (de) Verfahren und Vorrichtungen zur Augenanalyse
WO1996036271A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum parallelen erfassen von sehinformation
DE69535172T2 (de) Ophthalmologische mess- und untersuchungsvorrichtung
EP1089651A1 (de) Vorrichtung zur untersuchung der augenmotilität
EP0495247B1 (de) Verfahren zum Perimetrieren des Gesichtsfeldes eines Auges
EP3184029A2 (de) Sehprüfsystem und verfahren zum überprüfen der augen
EP2922460B1 (de) Vorrichtung sowie verfahren zur überprüfung der menschlichen sehfähigkeit
DE112019002024T5 (de) Bildverarbeitungsverfahren, Programm und Bildverarbeitungsvorrichtung
EP3195052B1 (de) Verfahren zur messgenauen bestimmung von zentriertdaten eines probanden zur anpassung einer brille an den probanden und immobiles videozentriersystem
DE102013200926A1 (de) Ophthalmologische Vorrichtung, ihr Steuerverfahren und das Verfahren speicherndes Aufzeichnungsmedium
WO2020216789A1 (de) Bestimmung eines refraktionsfehlers eines auges
DE4326760C2 (de) Vorrichtung zur Prüfung zentraler Sehfunktionen
DE19502337C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung von Sehfunktionen
DE19501415C2 (de) Sehtestgerät
WO2012022380A1 (de) Verfahren und einrichtung zur bestimmung des augenabstandes von personen
WO2004045401A2 (de) Ophthalmologisches gërat mit eye-tracker-einheit
EP0940117B1 (de) Verfahren und Anlage zum Durchführen von Seh-Untersuchungen
DE19540802A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung von Sehfunktionen
DE19624135C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur objektiven Erfassung der Augenbewegung einer Person in Abhängigkeit von der dreidimensionalen Bewegung eines von ihr betrachteten Objekts
EP1300108A1 (de) Verfahren zur Erfassung, Auswertung und Analyse von Blicksequenzen
EP2454988B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Gesichtsfeldbestimmung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20010116

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE ES FR GB IT

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: PLUSOPTIX AG

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20060103