DE102009053905A1

DE102009053905A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Reaktionssignalen für ein zu untersuchendes Auge

Info

Publication number: DE102009053905A1
Application number: DE102009053905A
Authority: DE
Inventors: Joachim Finger; Manfred Stasche
Original assignee: Roland Consult Stasche & Finger GmbH
Current assignee: Roland Consult Stasche & Finger GmbH
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2029-11-21
Also published as: DE102009053905B4

Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erfassen von Reaktionssignalen für ein zu untersuchendes Auge mittels einer Untersuchungseinrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Fundusbildes für das zu untersuchende Auge, Bereitstellen eines Stimulationsfeldes mittels einer von der Untersuchungseinrichtung umfassten Stimulationseinrichtung, wobei das Stimulationsfeld einer dem Fundusbild zugeordneten Segmentverteilung entsprechend in mehrere Untersuchungssegmente unterteilt und konfiguriert ist, optische Stimulationssignale der Segmentverteilung entsprechend abzugeben, Abgeben von optischen Stimulationssignalen für wenigstens ein Untersuchungssegment des Stimulationsfeldes mit Hilfe der Stimulationseinrichtung, und Erfassen von den abgegebenen Stimulationssignalen zugeordneten Reaktionssignalen für das zu untersuchende Auge mittels einer von der Untersuchungseinrichtung umfassten Detektionseinrichtung. Des Weiteren umfasst die Erfindung eine Untersuchungseinrichtung zum Erfassen von Reaktionssignalen für ein zu untersuchendes Auge.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von Reaktionssignalen für ein zu untersuchendes Auge.
Hintergrund der Erfindung
Zur Erkennung und Bewertung von Augenkrankheiten und partiellen Fehlern der Netzhaut hat sich das Elektroretinogramm (ERG) als objektives Messverfahren etabliert. Dabei werden zur Stimulation eines Auges einmalige Lichtimpulse oder zyklische Hell-Dunkel-Folgen verwendet. Mittels einer Elektrode wird das vom Auge abgenommene Reaktionssignal erfasst und dessen zeitlicher Verlauf dargestellt und ausgewertet. Hierbei wird der Mittelwert für die gesamte Netzhautfläche bestimmt.
Beim Aufzeichnen eines multifokalen Elektroretinogramms erfolgt die Stimulation des Auges mittels einer Anzeigeeinrichtung, die in mehrere Segmente unterteilt ist. Die Grundlagen des Verfahrens sind in dem US-Patent 4,846,567 beschrieben. Als Stimuli wird hierbei eine Anzeigeeinrichtung mit einem quadratischen Feld von mehreren aktivierbaren Elementen verwendet. Die zeitlichen Helligkeitsverläufe der Elemente werden mittels m-Sequenzen gesteuert. Die Berechnung der mittels einer Elektrode in der Nähe des Auges aufgenommenen Reaktionssignale erfolgt mit Hilfe einer Kreuzkorrelationsfunktion.
Das bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, dass die Verteilung der Segmente der zur Stimulation verwendeten Anzeigeeinrichtung fest vorgegeben ist und nicht verändert werden kann. Dadurch kommt es vor, dass interessante Regionen der Netzhaut, beispielsweise der blinde Fleck, von mehreren Segmenten teilweise stimuliert werden. Das Reaktionssignal von der betreffenden Region der Netzhaut ist somit mehreren Segmente zugeordnet und kann unter Umständen nicht eindeutig ausgewertet werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Erfassen von Reaktionssignalen für ein zu untersuchendes Auge anzugeben, die es ermöglichen, aufgrund einer an das zu untersuchende Auge angepassten Stimulation, genauere Informationen über das Auge zu erlangen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Erfassen von Reaktionssignalen für ein zu untersuchendes Auge nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Weiterhin ist eine Untersuchungseinrichtung zum Erfassen von Reaktionssignalen für ein zu untersuchendes Auge nach dem unabhängigen Anspruch 8 vorgesehen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Erfassen von Reaktionssignalen für ein zu untersuchendes Auge mittels einer Untersuchungseinrichtung geschaffen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

– Bereitstellen eines Fundusbildes für das zu untersuchende Auge,
– Bereitstellen eines Stimulationsfeldes mittels einer von der Untersuchungseinrichtung umfassten Stimulationseinrichtung, wobei das Stimulationsfeld einer dem Fundusbild zugeordneten Segmentverteilung entsprechend in mehrere Untersuchungssegmente unterteilt und konfiguriert ist, optische Stimulationssignale der Segmentverteilung entsprechend abzugeben,
– Abgeben von optischen Stimulationssignalen für wenigstens ein Untersuchungssegment des Stimulationsfeldes mit Hilfe der Stimulationseinrichtung, und
– Erfassen von den abgegebenen Stimulationssignalen zugeordneten Reaktionssignalen für das zu untersuchende Auge mittels einer von der Untersuchungseinrichtung umfassten Detektionseinrichtung.

Das Verfahren ermöglicht es, bestimmte Bereiche im Fundusbild auszuwählen und die Verteilung der Untersuchungssegmente an diese Bereiche anzupassen.
Die Erfindung umfasst weiterhin den Gedanken einer Untersuchungseinrichtung zum Erfassen von Reaktionssignalen für ein zu untersuchendes Auge mit:

– einer Stimulationseinrichtung, welche ein Stimulationsfeld umfasst, wobei das Stimulationsfeld einer einem Fundusbild zugeordneten Segmentverteilung entsprechend in mehrere Untersuchungssegmente unterteilt und konfiguriert ist, optische Stimulationssignale der Segmentverteilung entsprechend abzugeben und
– einer Detektionseinrichtung, welche konfiguriert ist, den abgegebenen Stimulationssignalen zugeordnete Reaktionssignale für das zu untersuchende Auge zu erfassen.

Die Detektionseinrichtung kann beispielsweise wenigstens eine Elektrode umfassen. Die wenigstens eine Elektrode kann beispielsweise in der Nähe des zu untersuchenden Auges angeordnet ist. Ebenso kann die wenigstens eine Elektrode beispielsweise auf der Kopfhaut angeordnet sein. Falls mehr als eine Elektrode vorgesehen sind, können diese sowohl in der Nähe des zu untersuchenden Auges als auch auf der Kopfhaut angeordnet sein.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass ein den erfassten Reaktionssignalen zugeordnetes multifokales Elektroretinogramm (mfERG) erzeugt wird. Die Erzeugung des mfERG kann mittels der Untersuchungseinrichtung erfolgen. Alternativ können die erfassten Reaktionssignale auf einem Speichermedium gespeichert und das mfERG später erzeugt werden.
Bevorzugt sieht eine Fortbildung der Erfindung vor, dass ein den erfassten Reaktionssignalen zugeordnetes visuell evoziertes Potenzial (VEP) abgeleitet wird. Die Ableitung des VEP kann mittels der Untersuchungseinrichtung erfolgen. Dabei können die Erzeugung des mfERG und die Ableitung des VEP entweder unabhängig voneinander aus verschiedenen Reaktionssignalen oder auch zusammen aus denselben Reaktionssignalen erfolgen. Alternativ können die erfassten Reaktionssignale auf einem Speichermedium gespeichert und das VEP später erzeugt werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Untersuchungssegment im Wesentlichen überlappend mit einem ausgewählten Bereich im Fundusbild gebildet wird. Es können auffällige Bereiche im Fundusbild, die eventuell geschädigten Regionen der Netzhaut entsprechen, ausgewählt und einem oder mehreren Untersuchungssegmenten des Stimulationsfeldes zugeordnet werden. Somit können gezielt die diesen Bereichen zugeordneten Reaktionssignale erfasst und ausgewertet werden.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der ausgewählte Bereich im Fundusbild dem blinden Fleck des zu untersuchenden Auges entspricht. Der blinde Fleck erzeugt naturgemäß kein Reaktionssignal auf die optische Stimulation. Mit einer aus dem Stand der Technik bekannten festen Segmentverteilung kann es vorkommen, dass der Bereich des blinden Flecks mit mehreren aneinander grenzenden Untersuchungssegmenten überlappt. Somit umfassen die Reaktionssignale der von diesen Untersuchungssegmenten stimulierten Bereiche einen Anteil des Nullsignals des blinden Flecks und werden dadurch verfälscht. Mit der zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Bereich im Fundusbild, welcher dem blinden Fleck entspricht, einem Untersuchungssegment zugeordnet werden. Auf die Stimulation durch dieses Untersuchungssegment wird dann das Nullsignal des blinden Flecks erfasst. Die Stimulation durch die anderen Untersuchungssegmente, welche um den blinden Fleck herum angeordnet sind, diesen aber nicht überlappen, führen zu Reaktionssignalen in den Bereichen, die nicht durch das Nullsignal des blinden Flecks verfälscht sind.
Bevorzugt sieht eine Fortbildung der Erfindung vor, dass das Stimulationsfeld bezüglich wenigstens eines Merkmals aus der folgenden Gruppe von Merkmalen unterteilt wird: Anordnung der Untersuchungssegmente, Größe der Untersuchungssegmente, Form der Untersuchungssegmente und Anzahl der Untersuchungssegmente. Beispielsweise kann die Größe der Untersuchungssegmente an die Größe des ausgewählten Bereichs im Fundusbild angepasst werden. Das Verfahren ermöglicht es, auch sehr kleine ausgewählte Bereiche im Fundusbild einem angepassten kleinen Untersuchungssegment zu zuordnen und zu stimulieren. Bei einer festen Größe der Untersuchungssegmente, wie sie der Stand der Technik vorsieht, besteht die Gefahr, dass ein kleiner ausgewählter Bereich zusammen mit den umliegenden Bereichen gemeinsam durch ein Untersuchungssegment stimuliert wird. Das Reaktionssignal des kleinen ausgewählten Bereichs geht dann im Gesamtreaktionssignal des vom Untersuchungssegment stimulierten Bereichs unter und kann nicht ausgewertet werden. Ebenso ist es möglich, die Form der Untersuchungssegmente zu verändern. Bevorzugt werden sechseckige Untersuchungssegmente verwendet. Aber auch viereckige, fünfeckige oder anders geformte Untersuchungssegmente können verwendet werden. Die Anzahl der Untersuchungssegmente kann beliebig gewählt werden. Bevorzugt beträgt die Anzahl der Untersuchungssegmente 7, 19, 37, 61 oder 103.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass das Fundusbild während des Abgebens der optischen Stimulationssignale aktualisiert wird. Dazu kann eine Beobachtungseinrichtung verwendet werden, beispielsweise eine Funduskamera oder ein Laserscanner, die wahlweise auch im infraroten Spektralbereich aufnehmen. Die kontinuierliche Aufnahme des Fundusbildes während des Abgebens der optischen Stimulationssignale erfolgt vorzugsweise mit 16 Bildern pro Sekunde.
Bevorzugt sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Segmentverteilung dem aktualisierten Fundusbild entsprechend angepasst wird. Es können während der laufenden Messung interessante Regionen der Netzhaut im Fundusbild identifiziert werden und die Segmentverteilung an diese Bereiche im Fundusbild angepasst werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mit dem aktualisierten Fundusbild eine Augenbewegung erfasst wird. Während des Abgebens der optischen Stimulationssignale muss das zu untersuchende Auge auf einen vorgegeben Punkt fixiert sein. Die Erfassung einer Bewegung des Auges ermöglicht die Entscheidung, ob die Stimulation fortgesetzt oder abgebrochen wird. Erfolgt die Bewegung des Auges nicht allzu weit von dem vorgebenden Fixpunkt weg, kann die Segmentverteilung während der Stimulation an die Bewegung des Auges angepasst und das Verfahren somit ohne Zeitverlust fortgesetzt werden. Ist jedoch die Bewegung des Auges zu weit vom vorgegebenen Fixpunkt entfernt, kann eine entsprechende Notiz aufgezeichnet oder ein Warnton abgegeben werden. Das Verfahren kann später an diesem notierten Punkt fortgesetzt wird.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 ein Fundusbild eines Auges mit einer zugeordneter Segmentverteilung eines Stimulationsfeldes und den Untersuchungssegmenten zugeordneten Reaktionssignalen,
2 eine Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Untersuchungsvorrichtung und
3 ein Fundusbild eines Auges mit einer erfindungsgemäß an den blinden Fleck des Auges angepassten Verteilung der Untersuchungssegmente.
1 zeigt ein Fundusbild 1 eines Auges. Dem Fundusbild 1 ist eine Verteilung von Untersuchungssegmenten 2 zugeordnet. Die Gesamtheit der Untersuchungssegmente 2 stellt das Stimulationsfeld dar. Die den Stimulationssignalen zugeordneten und von einer Detektionseinrichtung erfassten Reaktionssignale 3 sind in den Untersuchungssegmenten 2 dargestellt.
Das Fundusbild 1 zeigt den blinden Fleck 4. Dem Bereich des Fundusbildes, der dem blinden Fleck 4 entspricht, sind vier Untersuchungssegmente 2 zugeordnet. Somit umfassen die diesen vier Untersuchungssegmenten zugeordneten Reaktionssignale einen Anteil des Reaktionssignals des blinden Flecks und sind im Vergleich zu den Reaktionssignalen, die keine Anteile des blinden Fleck umfassen, vermindert. Diese Verminderung der Reaktionssignale in den vier Untersuchungssegmenten, welche dem blinden Fleck zugeordnet sind, kann unter Umständen dazu führen, dass eine Erkrankung in dieser Region der Netzhaut nicht wahrgenommen wird.
In 2 ist ein schematisches Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Untersuchungseinrichtung dargestellt. Die Untersuchungseinrichtung umfasst eine Stimulationseinrichtung 10, eine Detektionseinrichtung 11 und eine Beobachtungseinrichtung 12. Die Stimulationseinrichtung 10 umfasst ein Stimulationsfeld, welches einer dem Fundusbild zugeordneten Segmentverteilung entsprechend in mehrere Untersuchungssegmente unterteilt ist. Die Stimulationseinrichtung 10 ist konfiguriert, optische Stimulationssignale der Segmentverteilung entsprechend abzugeben. Die Stimulationseinrichtung 10 ist beispielsweise ein Monitor, auf welchem das Stimulationsfeld angezeigt wird. Das auf dem Monitor angezeigte Stimulationsfeld kann mit herkömmlichen Methoden beliebig verändert werden. Das Stimulationsfeld kann beispielsweise aus weißen und schwarzen Untersuchungssegmenten zusammengesetzt sein. Die optischen Stimulationssignale entsprechen in diesem Fall den weißen Untersuchungssegmenten. Die optischen Stimulationssignale werden in Richtung eines zu untersuchenden Auges 13 abgegeben.
In der Nähe des Auges 13 ist eine Detektionseinrichtung 11, welche beispielsweise wenigstens eine Elektrode umfassen kann, angeordnet. Mittels der Detektionseinrichtung 11 werden die den Stimulationssignalen zugeordneten Reaktionssignale des Auges erfasst. Aus den Reaktionssignalen wird in der Untersuchungseinrichtung das multifokale Elektroretinogramm erzeugt. Wahlweise kann die Detektionseinrichtung 11 auf der Kopfhaut angeordnet sein. Aus den Reaktionssignalen, welche mit der Detektionseinrichtung 11 auf der Kopfhaut erfasst werden, kann das visuell evozierte Potenzial abgeleitet werden.
Während des Abgebens der optischen Stimulationssignale wird kontinuierlich ein Fundusbild des zu untersuchenden Auges mittels einer Beobachtungseinrichtung 12 bereitgestellt. Die Beobachtungseinrichtung ist beispielsweise eine Funduskamera oder ein Laserscanner. Somit können während der laufenden Messung interessante Bereiche im Fundusbild identifiziert werden, um die Verteilung der Untersuchungssegmente zu ändern und an diesen Bereichen zu zuordnen. Eine Anpassung der Segmentverteilung des Stimulationsfeldes ist damit jederzeit möglich.
3 zeigt ein Fundusbild mit einer dem Fundusbild zugeordneten Verteilung der Untersuchungssegmente. Hierbei ist die Segmentverteilung an das Fundusbild angepasst. So ist beispielsweise der blinde Fleck 4 einem Untersuchungssegment 2 zugeordnet. Dieses Untersuchungssegment kann somit auch kein Reaktionssignal erfassen. Die umliegenden Untersuchungssegmente 2 sind Bereichen um den blinden Fleck herum zugeordnet, erfassen diesen aber nicht. Die Reaktionssignale der umliegenden Untersuchungssegmente umfassen somit auch keine Anteile des blinden Flecks und können ungestört ausgewertet werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4846567 [0003]

Claims

Verfahren zum Erfassen von Reaktionssignalen für ein zu untersuchendes Auge mittels einer Untersuchungseinrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Bereitstellen eines Fundusbildes für das zu untersuchende Auge, – Bereitstellen eines Stimulationsfeldes mittels einer von der Untersuchungseinrichtung umfassten Stimulationseinrichtung, wobei das Stimulationsfeld einer dem Fundusbild zugeordneten Segmentverteilung entsprechend in mehrere Untersuchungssegmente unterteilt und konfiguriert ist, optische Stimulationssignale der Segmentverteilung entsprechend abzugeben, – Abgeben von optischen Stimulationssignalen für wenigstens ein Untersuchungssegment des Stimulationsfeldes mit Hilfe der Stimulationseinrichtung, und – Erfassen von den abgegebenen Stimulationssignalen zugeordneten Reaktionssignalen für das zu untersuchende Auge mittels einer von der Untersuchungseinrichtung umfassten Detektionseinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein den erfassten Reaktionssignalen zugeordnetes multifokales Elektroretinogramm erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein den erfassten Reaktionssignalen zugeordnetes visuell evoziertes Potenzial abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Untersuchungssegment im Wesentlichen überlappend mit einem ausgewählten Bereich im Fundusbild gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgewählte Bereich im Fundusbild dem blinden Fleck des zu untersuchenden Auges entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stimulationsfeld bezüglich wenigstens eines Merkmals aus der folgenden Gruppe von Merkmalen unterteilt wird: Anordnung der Untersuchungssegmente, Größe der Untersuchungssegmente, Form der Untersuchungssegmente und Anzahl der Untersuchungssegmente.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fundusbild während des Abgebens der optischen Stimulationssignale aktualisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentverteilung dem aktualisierten Fundusbild entsprechend angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem aktualisierten Fundusbild eine Augenbewegung erfasst wird.
Untersuchungseinrichtung zum Erfassen von Reaktionssignalen für ein zu untersuchendes Auge mit: – einer Stimulationseinrichtung, welche ein Stimulationsfeld umfasst, wobei das Stimulationsfeld einer einem Fundusbild zugeordneten Segmentverteilung entsprechend in mehrere Untersuchungssegmente unterteilt und konfiguriert ist, optische Stimulationssignale der Segmentverteilung entsprechend abzugeben und – einer Detektionseinrichtung, welche konfiguriert ist, den abgegebenen Stimulationssignalen zugeordnete Reaktionssignale für das zu untersuchende Auge zu erfassen.
Untersuchungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beobachtungseinrichtung vorgesehen ist, welche konfiguriert ist, kontinuierlich ein Fundusbild des zu untersuchenden Auges bereitzustellen.