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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung des Sehvermögens sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Es sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, dass Sehvermögen von Patienten zu verbessern. Dabei diagnostiziert üblicherweise ein Augenarzt oder auch ein Optiker oder anderes Fachpersonal eine Beeinträchtigung des Sehvermögens und verschreibt zur Verbesserung des Sehvermögens beispielsweise Sehhilfen, in einem einfachen Fall beispielsweise eine Brille, wobei eine derartige Sehhilfe dann Defizite des menschlichen Auges teilweise ausgleicht. In anderen Fällen werden zusätzlich oder alternativ Trainingsmaßnahmen als Therapie verschrieben, wie beispielsweise ein Abdecken eines stärkeren Auges, um das schwächere Auge zu trainieren.
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Als weitere Sehhilfen neben Brillen ist beispielsweise aus der
DE 10 2005 000 820 B4 eine elektronische Sehhilfe umfassend eine Bildaufnahmeeinheit, einen Bildspeicher und ein am Kopf getragenes Bildwiedergabesystem bekannt. Die Bildaufnahmeeinheit kann beispielsweise einen optischen oder elektronischen Zoom aufweisen.
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Aus der
DE 10 2006 049 404 A1 ist eine am Kopf getragene Vorrichtung insbesondere für Patienten mit Gesichtsfeldeinschränkungen bekannt, bei dem ein Bildausschnitt so verändert (transformiert) wird, dass ein verbleibendes Gesichtsfeld des Benutzers ideal genutzt wird.
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Sehhilfen wie die oben beschriebenen werden üblicherweise von Fachpersonal, beispielsweise einem Arzt oder einem Optiker, angepasst, was Kosten verursacht. Zudem sind sie üblicherweise jeweils für spezifische Beeinträchtigungen der Sehfähigkeit ausgelegt.
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Des Weiteren sind derartige herkömmliche Sehhilfen häufig verhältnismäßig teuer.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, Vorrichtungen bereitzustellen, welche flexibel einsetzbar sind, vergleichsweise kostengünstig sind und/oder eine einfache, möglichst zumindest teilweise automatische, Anpassung der Vorrichtung an einen jeweiligen Benutzer ermöglichen.
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Hierzu werden eine mobile Computervorrichtung nach Anspruch 1 oder 17 sowie ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 31 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsbeispiele.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird eine mobile Computervorrichtung bereitgestellt, umfassend:
eine Anzeige,
einen Prozessor, und
einen Speicher mit darin gespeichertem Programmcode,
wobei der Programmcode, wenn er auf dem Prozessor ausgeführt wird, bewirkt, dass der Prozessor die Anzeige ansteuert, Bildinhalte zum Bestimmen eines Sehvermögens eines Benutzers anzuzeigen, und
in Abhängigkeit von dem bestimmten Sehvermögen Bildinhalte zur Verbesserung des Sehvermögens auf der Anzeige anzuzeigen.
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Die mobile Computervorrichtung kann weiter eine Eingabeeinrichtung umfassen und/oder mit einer Eingabeeinrichtung koppelbar sein, wobei der Programmcode, wenn er auf dem Prozessor ausgeführt wird, z.B. weiter bewirkt, dass der Prozessor das Sehvermögen basierend auf einer Rückmeldung des Benutzers über die Eingabeeinrichtung in Antwort auf die Anzeige der Bildinhalte zur Bestimmung des Sehvermögens bestimmt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Bestimmen des Sehvermögens eine Gesichtsfeldmessung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Bestimmen des Sehvermögens eine Visusmessung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Bestimmen des Sehvermögens eine Messung eines Kontrast- und/oder Farbsehens.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Bestimmen des Sehvermögens eine Messung des stereoskopischen Sehens und/oder eine Messung einer dreidimensionalen Wahrnehmung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verbessern des Sehvermögens ein Training des Sehvermögens.
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Dabei können die Bildinhalte zum Verbessern des Sehvermögens ein erstes Teilbild für ein linkes Auge des Benutzers und ein zweites Teilbild für ein rechtes Auge des Benutzers umfassen, wobei das Verbessern des Sehvermögens ein Training zur Verbesserung einer Amblyopie umfassen kann, indem ein Teilbild des ersten Teilbildes und des zweien Teilbildes verglichen mit dem anderen Teilbild des ersten Teilbildes und des zweiten Teilbildes mit vermindertem Kontrast, verschwommen und/oder mit verminderten Details dargestellt wird.
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Eine Dauer des Trainings kann von dem bestimmten Sehvermögen abhängen.
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Das Training kann ein Training zur Benutzung bestimmter Teile der Netzhaut umfassen.
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Der bestimmte Bereich der Netzhaut kann in Abhängigkeit von dem Bestimmen des Sehvermögens bestimmt werden.
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Der Programmcode kann, wenn er auf dem Prozessor ausgeführt wird, weiter eine Dokumentierung des Trainings bewirken.
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Die mobile Computervorrichtung kann weiter eine (integrierte) Kamera umfassen und/oder mit einer (externen) Kamera koppelbar sein, wobei die mobile Computervorrichtung eingerichtet sein kann, das Bild zur Verbesserung des Sehvermögens in Abhängigkeit von einem von der Kamera aufgenommenen Bild anzuzeigen.
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Das Anzeigen des Bildes zur Verbesserung des Sehvermögens kann ein Erhöhen eines Kontrastes des von der Kamera aufgenommenen Bildes, ein Vergrößern eines Teiles des von der Kamera aufgenommenen Bildes, eine Farbänderung des von der Kamera aufgenommenen Bildes, eine Kontrasterhöhung des von der Kamera aufgenommenen Bildes, ein Hervorheben von Kanten des von der Kamera aufgenommenen Bildes, ein Verschieben von lokalen Bildinhalten an einen anderen Ort und/oder eine anamorphotische Bildtransformation des von der Kamera aufgenommenen Bildes umfassen.
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Die mobile Computervorrichtung kann weiter eine Netzschnittstelle zum Austausch von Daten mit medizinischem Fachpersonal umfassen.
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Der Programmcode kann, wenn er auf dem Prozessor ausgeführt wird, bewirken, dass auf einem ersten Teil der Anzeige ein Bild für ein linkes Auge eines Benutzers und auf einem zweiten Teil der Anzeige ein Bild für ein rechtes Auge eines Benutzers dargestellt wird.
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Die mobile Computervorrichtung kann ein Smartphone oder einen Tablet-Computer umfassen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine mobile Computervorrichtung bereitgestellt, umfassend:
eine Anzeige,
Mittel zur Durchführung einer Bestimmung des Sehvermögens mit Hilfe der Anzeige, und
Mittel zum Verbessern des Sehvermögens mit Hilfe der Anzeige in Abhängigkeit von dem bestimmten Sehvermögen.
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Die Mittel zur Durchführung einer Bestimmung des Sehvermögens können eingerichtet sein, eine Rückmeldung eines Benutzers um auf der Anzeige dargestellte Bilder auszuwerten.
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Die Mittel zur Verbesserung des Sehvermögens können zur Implementierung einer Sehhilfefunktion und/oder einer Sehtrainingsfunktion eingerichtet sein.
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Die optionalen Merkmale, die für die Computervorrichtung des ersten Aspekts diskutiert wurden, können auch auf die Computervorrichtung des zweiten Aspekts angewendet werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird ein System bereitgestellt, umfassend:
eine mobile Computervorrichtung wie oben erläutert,
eine an einem Kopf eines Benutzers befestigbare Betrachtungsvorrichtung mit einer Optik zum Betrachten der Anzeige der mobilen Computervorrichtung, und eine Aufnahme für die mobile Computervorrichtung.
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Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode bereitgestellt, der, wenn er auf einem Prozessor ausgeführt wird, bewirkt, dass der Prozessor die Anzeige ansteuert, Bildinhalte zum Bestimmen eines Sehvermögens eines Benutzers anzuzeigen, und
in Abhängigkeit von dem bestimmten Sehvermögen Bildinhalte zur Verbesserung des Sehvermögens auf der Anzeige anzuzeigen.
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Mittels des Computerprogrammprodukts kann z.B. eine Vorrichtung gemäß dem ersten oder dritten Aspekt, auch mit den diskutierten optionalen Merkmalen, implementiert werden.
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Erfindungsgemäß kann also eine mobile Computervorrichtung, beispielsweise ein Smartphone, ein Tablet-Computer oder eine sonstige mobile Rechnereinrichtung, sowohl zu Diagnosezwecken, beispielsweise zu einer Verlaufskontrolle als auch zur Verbesserung des Sehvermögens, beispielsweise durch ein Programmmodul, welches die Funktionalität einer Sehhilfe bereitstellt, oder durch ein Programmmodul, das eine Funktionalität für ein Sehtraining bereitstellt, verwendet werden. Dabei können die Möglichkeiten, die derartige mobile Computervorrichtungen wie beispielsweise eingebaute Kamera, eingebaute Kommunikationsmittel (WLAN, Bluetooth, Near-Field-Communication (NFC), Mobilfunknetz etc.) sowie eine Anzeige (Display) der mobilen Computervorrichtung genutzt werden. Die mobile Computervorrichtung kann dabei in ein Betrachtungsgerät eingeführt werden, beispielsweise eine am Kopf zu tragende Vorrichtung wie ein HMD (Head-Mounted Display). Auf diese Weise kann vergleichsweise kostengünstig eine erfindungsgemäße Vorrichtung realisiert werden.
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Bei manchen Ausführungsbeispielen können auch nur diejenigen der oben genannten Komponenten oder Elemente benutzt werden, welche zur Bestimmung oder Messung des Sehvermögens benötigt werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen können nur diejenigen Komponenten oder Elemente benutzt werden, welche für eine Therapie oder für eine Sehhilfefunktion benötigt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2 eine schematische Außenansicht einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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3 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Verwendung als HMD-Gerät (Head-Mounted Display),
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4 ein Beispiel einer Kopplung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer weiteren Vorrichtung,
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5 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer Arbeitsweise einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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6 ein weiteres Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer Arbeitsweise einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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7 ein weiteres Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer Arbeitsweise einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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8 ein Schemabild zur Erläuterung einer Diagnosemöglichkeit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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9 Ansichten zur Veranschaulichung einer Sehhilfefunktion einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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10 Ansichten zur Veranschaulichung einer Sehhilfefunktion einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
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11 ein weiteres Beispiel zur Veranschaulichung einer Implementierung einer Sehhilfefunktion.
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Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise bedeutet eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Merkmalen nicht, dass alle diese Elemente oder Merkmale zur Implementierung von Ausführungsbeispielen notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele weniger Merkmale oder Elemente, alternative Merkmale oder Elemente und/oder zusätzliche Merkmale oder Elemente aufweisen. Zudem können Merkmale oder Elemente verschiedener Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist.
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In 1 ist eine mobile Computervorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die mobile Computervorrichtung 10 kann beispielsweise mittels eines Smartphones, eines Tablet-Computers oder mittels einer anderen mobilen Computervorrichtung (beispielsweise einer Smartwatch oder einem mobilen Spielgerät) implementiert sein. Derartige mobile Computervorrichtungen, welche als Grundlage für die Implementierung der mobilen Computervorrichtung 10 der 1 dienen können, sind häufig frei programmierbar, verfügen über einen Prozessor, eine Anzeige (Display, gegebenenfalls berührungsempfindlich), verschiedene Eingabeeinrichtungen, Netzschnittstellen etc. Wie im Folgenden näher erläutert wird, werden bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung derartige mobile Computervorrichtungen genutzt, um Diagnosemöglichkeiten zur Beurteilung eines Sehvermögens sowie Möglichkeiten zur Verbesserung des Sehvermögens insbesondere in Kombination miteinander bereitzustellen. Hierzu kann insbesondere die mobile Computervorrichtung entsprechend programmiert werden, beispielsweise mittels einer oder mehrerer sogenannter Apps (vom Englischen „applications“, d.h. Anwenderprogramme).
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Als Beispiel umfasst die mobile Computervorrichtung der 1 einen Prozessor 13, beispielsweise eine CPU. Bei anderen Ausführungsbeispielen können auch mehrere Prozessoren, ein Prozessor mit mehreren Prozessorkernen und/oder ein Grafikprozessor (GPU) bereitgestellt sein. Der Prozessor 13 ist mit einem Speicher 15, beispielsweise einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) oder einem nicht-flüchtigen Speicher wie einem Flashspeicher gekoppelt, oder Kombinationen hiervon. In dem Speicher 15 können Daten sowie Programme zum Betreiben des Prozessors 13 und der mobilen Computervorrichtung 10 abgelegt sein. Insbesondere können verschiedene Anwendungsprogramme (Apps) in dem Speicher 15 abgelegt sein, beispielsweise Anwendungsprogrammmodule 16 bis 18, welche später näher diskutiert werden.
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Der Prozessor 13 ist weiter mit einer Anzeige 11 gekoppelt, über welche Informationen, Bilder, Grafiken und dergleichen zum Betrachten durch einen Benutzer dargestellt werden können. Des Weiteren ist der Prozessor 13 mit einer Eingabeeinrichtung 12 gekoppelt. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Anzeige 11 berührungsempfindlich sein und somit gleichzeitig die Eingabeeinrichtung 12 oder einen Teil hievon darstellen. Zusätzlich oder alternativ kann die Eingabeeinrichtung Knöpfe, Drehregler, eine Tastatur, ein Mikrofon zum Empfangen von Geräuschen oder einer Spracheingabe und/oder Sensoren wie einen Neigungssensor oder einen Beschleunigungssensor umfassen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Eingabeeinrichtung 12 zusätzlich oder alternativ eine oder mehrere Kameras umfassen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Eingabeeinrichtung 12 zusätzlich oder alternativ über ein Netzwerk verbunden sein (z.B. Gamecontroller über Bluetooth).
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Des Weiteren umfasst die mobile Computervorrichtung 10 der 1 eine Netzschnittstelle 14, mittels der die Computervorrichtung 10 mit weiteren Vorrichtungen kommunizieren kann. Die Netzschnittstelle 14 kann beispielsweise eine Mobilfunkschnittstelle zur Kommunikation über ein Mobilfunknetz, eine Bluetooth-Schnittstelle, eine Near-Field-Communication (NFC) Schnittstelle oder eine Wifi/WLAN-Schnittstelle umfassen, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Zu bemerken ist, dass die mobile Computervorrichtung 10 weitere herkömmliche Komponenten von mobilen Computervorrichtungen wie beispielsweise Smartphones aufweisen kann.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind in dem Speicher 15 als Anwendungsprogramme ein Diagnosemodul 16, ein Therapiemodul 17 sowie ein Sehhilfemodul 18 abgelegt. Bei anderen Ausführungsbeispielen können auch nur ein oder zwei dieser Module bereitgestellt sein. Wie durch Pfeile angedeutet können die Module auch miteinander interagieren, insbesondere Daten austauschen.
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Das Diagnosemodul 16 dient dazu, auf der mobilen Computervorrichtung 10 eine Diagnosefunktion, z.B. Messung zur Beurteilung oder Bestimmung eines Sehvermögens eines Benutzers durchzuführen. Beispiele für derartige Diagnosefunktionalitäten werden später näher erläutert. Das Therapiemodul 17 dient dazu, Trainingsfunktionen zu implementieren, mittels derer das Sehvermögen verbessert werden kann. Der Erfolg der Therapie bzw. des Trainings kann durch regelmäßige Messungen (z.B. Tests des Visus, des Stereosehens und/oder des Kontrastsehens) überwacht werden. Beispielsweise kann eine sogenannte Sehschule implementiert werden. Bei Sehschule und/oder Sehtest können z.B. Teilbilder, welche vom linken und vom rechten Auge gesehen werden, so gestaltet sein, dass sie nur in Kombination ein für einen jeweiligen Benutzer erkennbares Motiv ergeben (z.B. Hund, Blume, ein Kreuz aus horizontalem und vertikalem Balken, etc.). Die Antwort des Benutzers kann beispielsweise per Spracherkennung erfasst werden oder über eine handgehaltenes Eingabegerät erfolgen. Der Schwierigkeitsgrad wie Abstand der Bilder oder Detailliertheit kann dann je nach Ergebnis angepasst werden. Auch hierzu werden später noch Beispiele näher erläutert. Das Sehhilfemodul 18 schließlich implementiert eine Sehhilfefunktion auf der mobilen Vorrichtung 10. Beispielsweise können hierzu mit einer Kamera der mobilen Vorrichtung 10 Bilder aufgenommen werden und auf der Anzeige 11 in einer Weise dargestellt werden, die das Betrachten der Bilder und somit der von der Kamera aufgenommenen Umgebung verglichen mit einer direkten Betrachtung durch den Benutzer erleichtert. Auch hierfür werden später noch Beispiele gegeben.
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Wie bereits erläutert, können die verschiedenen Module in dem Speicher 16 Daten austauschen. Insbesondere können anhand der durch das Diagnosemodul 16 ermittelten Ergebnisse Parameter für das Therapiemodul und/oder das Sehhilfemodul angepasst werden, sodass die Therapie oder die Sehhilfe dem Sehvermögen des jeweiligen Benutzers angepasst wird. Dies kann wiederholt geschehen, sodass beispielsweise eine Verlaufskontrolle und fortwährende Anpassung von Parametern möglich ist. Ergebnisse von Diagnose oder Therapie (Training) können auch über die Netzschnittstelle 14 gesendet werden, um sie beispielsweise medizinischem Fachpersonal wie einem Arzt oder einem Optiker beispielsweise zur Kontrolle und Überprüfung bereitzustellen.
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Mit einer derartigen mobilen Computervorrichtung sind bei Ausführungsbeispielen Behandlungen und Messungen bei kontrollierten lichttechnischen Verhältnissen möglich. Damit lassen sich bei verschiedenen Adaptionspegeln und damit verschiedenen Pupillengrößen Sehaufgaben trainieren und testen. Zudem weisen viele Anzeigen heutiger Smartphones oder Tablets einen hohen Dynamikbereich auf. Dies ermöglicht Messungen wie perimetrische Messungen mit sehr hohem Kontrastumfang. Beispielsweise weisen Anzeigen auf Basis organischer Leuchtdioden (OLED) einen Kontrastumfang von 1000:1 oder mehr auf.
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In 2 ist ein Beispiel für eine Außenansicht einer mobilen Vorrichtung 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die mobile Vorrichtung 20 der 2 kann beispielsweise der mobilen Computervorrichtung 10 der 1 entsprechen und ist in dem Beispiel der 2 als Smartphone ausgestaltet. Je nach Art des Smartphones kann sich die Außenansicht von der in 2 dargestellten unterscheiden. Die mobile Computervorrichtung 20 weist eine Anzeige 21 auf, welche insbesondere als berührungsempfindliche Anzeige (sogenannter Touchscreen) realisiert sein kann. Zudem weist bei dem dargestellten Beispiel die mobile Computervorrichtung 20 einen Bedienknopf 22 sowie eine Kamera 23 auf. Bei anderen Ausführungsbeispielen können auch mehrere Bedienknöpfe bereitgestellt sein. Die Kamera 23 wird auch als Frontkamera bezeichnet. Eine weitere (in 2 nicht dargestellte) Kamera kann sich auf der gegenüberliegenden Seite (Rückseite) der mobilen Computervorrichtung 20 befinden. Die mobile Computervorrichtung 20 kann weitere in 2 nicht dargestellte Elemente aufweisen, wie beispielsweise einen Kopfhörerausgang, weitere Bedienelemente, einen Lautsprecher oder ein Mikrofon.
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Wie in 2 dargestellt kann die Anzeige 21 in zwei Bereiche 21A und 21B unterteilt werden. In diesem Fall kann beispielsweise der Bereich 21A zur Darstellung eines Bildes für ein linkes Auge eines Benutzers und der Bereich 21B zur Darstellung eines Bildes zur Betrachtung durch ein rechtes Auge eines Benutzers genutzt werden. Je nach Bildinhalt ist damit eine stereoskopische Bildwiedergabe möglich. Wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die 3 und 4 näher erläutert werden wird, kann die mobile Computervorrichtung 20 in eine entsprechende Betrachtungsvorrichtung eingesetzt werden.
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Durch die Aufteilung der Anzeige wie in 2 dargestellt können beispielsweise durch das Diagnosemodul 16 linkes und rechtes Auge getrennt getestet werden, beispielsweise indem nur in dem Bereich 21A oder nur in dem Bereich 21B etwas angezeigt wird und eine entsprechende Rückmeldung von einem Benutzer ausgewertet wird, oder es können Stereosehfähigkeiten und dergleichen getestet werden, indem entsprechende Bilder für linkes und rechtes Auge angezeigt werden. Insbesondere kann mit einem derartigen Stereotest gemessen werden, ob ein Schielen (Strabismus) oder auch ein verdecktes Schielen (Heterophorie) vorliegt. Auch zu Therapie- bzw. Trainingszwecken oder zur Verwendung als Sehhilfe gemäß dem Sehhilfemodul 18 können für linkes und rechtes Auge getrennte Bilder dargestellt werden.
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In den Bereichen 21A und 21B können beispielsweise Bilder für linkes und rechtes Augen entsprechend einem Pupillenabstand dargestellt werden, um eine Stereobetrachtung zu ermöglichen. Beispielsweise kann ein Abstand korrespondierender Punkte so angepasst sein, dass er in etwa dem Pupillenabstand eines erwachsenen Menschen entspricht, beispielsweise ungefähr 65 mm. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann der Pupillenabstand auch ein Parameter sein, sodass die Darstellung an einem jeweiligen Benutzer und dessen Pupillenabstand angepasst werden kann.
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Mobile Computervorrichtungen wie in 1 und 2 dargestellt sind häufig vergleichsweise kostengünstig, da sie in großen Stückzahlen hergestellt werden. Dennoch sind in derartigen Vorrichtungen häufig hochwertige Anzeigen (Displays) Kameras, Sensoren etc. eingesetzt.
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Wie bereits oben erläutert, kann eine mobile Computervorrichtung wie ein Smartphone dann in eine Betrachtungsvorrichtung eingesetzt werden. Eine derartige Betrachtungsvorrichtung 33 ist in 3 zusammen mit einer Computervorrichtung 32 (beispielsweise einem Smartphone, das entsprechend der Computervorrichtung 10 der 1 und/oder der Computervorrichtung 20 der 2 ausgestaltet sein kann, dargestellt. Eine Abbildungsoptik 30 ermöglicht dabei ein Betrachten eines jeweiligen auf einer Anzeige 31 der Computervorrichtung 32 dargestellten Bildes durch ein Auge 37 eines Benutzers 36. Während als Abbildungsoptik schematisch eine einzige Linse 30 dargestellt ist, kann die Abbildungsoptik mehrere optische Komponenten, insbesondere auch getrennt für linkes und rechtes Auge, aufweisen. Die Abbildungsoptik kann auch als Array aus Mikrooptiken (beispielweise Mikrolinsen-Array) ausgeführt sein, womit beispielsweise eine Lichtfeldwiedergabe möglich ist. Hierzu kann der Bildinhalt (z.B. der auf der Anzeige 31 dargestellte Bildinhalt) entsprechend vorprozessiert sein, um dem Anwender ein sinnvolles Bild (bzw. Lichtfeld) wiederzugeben. Auch kann die Abbildungsoptik 30 derart ausgestaltet sein, dass beispielsweise mit dem linken Auge ein erster Bereich einer Anzeige 31 (beispielsweise entsprechend dem Bereich 21A der 2) und mit einem rechten Auge ein zweiter Bereich der Anzeige 31 (beispielsweise entsprechend dem Bereich 21B der 2) betrachtet werden kann. Die Vorrichtung 33 kann beispielsweise mittels eines Gummibandes 34 oder dergleichen an den Kopf des Benutzers 36 gehalten sein. Wie zudem dargestellt verfügt die mobile Computervorrichtung 32 über eine Kamera 35 (rückseitige Kamera), mit welcher insbesondere Bilder in einer Richtung, welche der Sehrichtung des Auges 37 entspricht, aufgenommen werden können. Dies kann insbesondere, wie später näher erläutert wird, zu der Funktion des Sehhilfemoduls 18 der 1 oder einer anderer Verwendung der Vorrichtung als Sehhilfe beitragen.
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Die mobile Computervorrichtung 32 kann jedoch auch mit einer weiteren Vorrichtung, beispielsweise einer externen Kamera, gekoppelt sein, beispielsweise über eine Netzschnittstelle wie die Netzschnittstelle 14 der 1. In einem in 4 gezeigten Beispiel kommuniziert die Vorrichtung 33 mit der darin befindlichen mobilen Computervorrichtung 32 mit einer weiteren Vorrichtung 40, beispielsweise einer weiteren mobilen Computervorrichtung wie einem Smartphone oder einer externen Kamera. Die Vorrichtung 40 weist eine Kamera auf, mit welcher beispielsweise ein Text 41 aufgenommen werden kann, der entsprechend bei einer Sehhilfefunktion auf der Anzeige der mobilen Computervorrichtung 32 dargestellt werden kann.
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In 5 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer Funktion einer mobilen Computervorrichtung wie den unter Bezugnahme auf 1 bis 4 diskutierten Vorrichtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die in 5 dargestellten Schritte können beispielsweise mittels eines geeigneten Computerprogrammprodukts, insbesondere einer App, beispielsweise mittels der Module 16 bis 18 der 1, auf einer mobilen Computervorrichtung wie einem Smartphone oder dergleichen implementiert werden. Entsprechendes gilt für die später zu besprechenden Flussdiagramme der 6 und 7, wobei auch hier zumindest diejenigen Schritte, welche in einer mobilen Computervorrichtung durchgeführt sind, mittels eines Computerprogrammprodukts wie einer App realisiert werden können.
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In Schritt 50 wird das Sehvermögen eines Benutzers rechnergestützt mithilfe einer mobilen Computervorrichtung bestimmt. Die mobile Computervorrichtung kann dabei wie unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 diskutiert implementiert sein. Das Bestimmen des Sehvermögens kann ein Bestimmen ein oder mehrerer Aspekte des Sehvermögens wie beispielsweise Visus, Gesichtsfeld, dreidimensionales Sehen, Farbsehen, Kontrastsehen, etc. umfassen.
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Bei 51 wird dann eine von der mobilen Computervorrichtung bereitgestellte Funktion zur Verbesserung des Sehvermögens, beispielsweise eine Trainings/Therapiefunktion oder eine Sehhilfefunktion, an das bei 50 bestimmt Sehvermögen angepasst, um eine auf den jeweiligen Benutzer abgestimmte Therapie oder Sehhilfe zu implementieren. Wie in 5 angedeutet, können die Schritte 50 und 51 wiederholt durchgeführt werden, beispielsweise um eine fortlaufende Anpassung und/oder Dokumentation zu ermöglichen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 laufen Diagnose (Bestimmung des Sehvermögens) und darauf abgestimmte Maßnahmen rein intern in der mobilen Computervorrichtung ab. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist auch eine Rückkoppelung oder Verzahnung mit medizinischem Fachpersonal wie Ärzten oder Optikern möglich. Entsprechende Ausführungsbeispiele werden nunmehr unter Bezugnahme auf die 6 und 7 erläutert.
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In 6 sind auf der rechten Seite Schritte dargestellt, welche in einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel durchgeführt werden, beispielsweise mittels eines entsprechenden Computerprogrammprodukts wie den Modulen 16 bis 18 der 1. Auf der linken Seite (Überschrift „extern“) sind Schritte durchgeführt, welche durch Fachpersonal, beispielsweise einen Arzt, einen Optiker oder einen Optometristen, durchgeführt werden können.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 6 wird von medizinischem Fachpersonal 61, beispielsweise einem Optiker, einem Arzt oder dergleichen, eine anfängliche Messung und/oder Diagnose des Sehvermögens 60 erstellt. Basierend auf der anfänglichen Messung/Diagnose wird eine Funktionalität zur Sehverbesserung bei 62 angepasst. Beispielsweise können Parameter des Therapiemoduls 17 und/oder des Sehhilfemoduls 18 der 1 basierend auf der anfänglichen Messung und/oder Diagnose 60 angepasst werden. Auch eine direkte, individuelle Anpassung des Gerätes durch den Benutzer, zur Erzielung eines möglichst guten oder angenehmen Seheindrucks durch die Sehhilfe, ist möglich.
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Bei 63 erfolgt dann in der mobilen Computervorrichtung eine weitere Messung oder Diagnose des Sehvermögens, entsprechend beispielsweise dem Schritt 50 der 5. Bei 64 wird dann auf Basis dieser Messung oder Diagnose eine individuelle Parameteranpassung vorgenommen, d.h. die von der Vorrichtung bereitgestellte Sehverbesserung (Training/Therapie oder Sehhilfe) wird der Messung oder Diagnose bei 63 angepasst. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Anpassung möglich. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Messung oder Diagnose bei 63 auch weggelassen sein. Das medizinische Fachpersonal 61 kann dabei über die Parameteranpassung 64 informiert werden, beispielsweise wenn große Sprünge in den Parametern auftreten oder der Anwender auffällige Parameter einstellt, was beispielsweise auf eine plötzliche Verschlechterung des Sehvermögens hindeuten kann. Zudem ist optional wie bei 65 angedeutet durch das medizinische Fachpersonal 61 eine Verlaufskontrolle der Parameteranpassung möglich. Beispielsweise kann der Verlauf der Parameter bei mehrmaliger Anpassung in der mobilen Computervorrichtung gespeichert werden und in regelmäßigen Abständen von dem medizinischen Fachpersonal ausgelesen werden, um so eine Verlaufskontrolle zu ermöglichen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in 7 erläutert, wobei auch in 7 Schritte, die in einer mobilen Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel durchgeführt werden, auf der rechten Seite dargestellt sind, während Schritte, die von medizinischem Fachpersonal durchgeführt werden, auf der linken Seite dargestellt sind.
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Bei 70 wird (ähnlich wie bei 60 in 6) durch medizinisches Fachpersonal wie einen Augenarzt, einen Optiker oder einen Optometristen eine anfängliche Messung des Sehvermögens und eine damit verbundene Diagnose erstellt, um damit eine Therapie festzulegen. Diese Messung oder Diagnose bei 70 kann mit speziell hierfür eingerichteten Vorrichtungen, über welche das medizinische Fachpersonal verfügt, durchgeführt werden. Es kann jedoch auch bereits diese Messung bei 71 mittels einer mobilen Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel durchgeführt werden, wobei beispielsweise zumindest bei der ersten Messung die Ergebnisse von Fachpersonal begutachtet werden können. Basierend auf der Messung oder Diagnose bei 70 und/oder 71 wird dann mithilfe der mobilen Computervorrichtung bei 72 eine Therapie, insbesondere ein Sehtraining oder eine Sehschule, durchgeführt. Bei 73 erfolgt dann wiederum durch die mobile Computervorrichtung eine Erfolgskontrolle. Beispielsweise können Fortschritte bei der Therapie erfasst und bewertet werden. Wie durch Pfeile angedeutet können die Schritte 71 bis 73 kontinuierlich und/oder wiederholt durchlaufen werden.
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Durch die Erfolgskontrolle kann beispielsweise eine Lerngeschwindigkeit bei der Therapie oder auch bei der Therapie auf einer Anzeige der Vorrichtung dargestellte Bildinhalte (Content) dem Fortschritt der Therapie angepasst werden. Die Ergebnisse der Erfolgskontrolle können auch wiederum medizinischem Fachpersonal mitgeteilt werden, welches dann bei 74 eine Anpassung der Therapie bei Bedarf vornehmen kann.
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Zu bemerken ist, dass verschiedene unter Bezugnahme auf 5 bis 7 diskutierte Schritte und Merkmale miteinander kombiniert werden können. Beispielsweise kann auch bei dem Ausführungsbeispiel der 7 eine Verlaufskontrolle einer Parameteranpassung wie bei 65 der 6 durchgeführt werden. Basierend auf der Erfolgskontrolle bei 73 kann die mobile Computervorrichtung beispielsweise auch einen Ratschlag an einen Benutzer ausgeben, erneut medizinisches Fachpersonal auszugeben. Gleiches kann in Antwort auf die Messung oder Diagnose bei 63 in 6 oder bei 71 in 7 erfolgen.
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Als nächstes werden – teilsweise unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 – verschiedene Möglichkeiten der Messung und/oder Diagnose (beispielsweise Schritt 50 der 5, Schritt 63 der 6 oder Schritt 71 der 7), welche beispielsweise mittels des Diagnosemoduls 16 der 1 durchgeführt werden kann, und entsprechende Möglichkeiten zur Therapie oder Sehhilfe, wie sie in den Schritten 51 der 5, 64 der 6, 72 der 7 bzw. in den Modulen 17 und 18 der 1 durchgeführt werden können, näher erläutert. Allgemein können bei manchen Ausführungsbeispielen sowohl zur Messung/Diagnose und gegebenenfalls auch zur Therapie bestimmte Bilder oder Grafiken auf einer Anzeige einer mobilen Computervorrichtung (beispielsweise wie unter Bezugnahme auf 1 bis 4 erläutert) angezeigt werden und eine Reaktion des Benutzers ausgewertet werden. Zur Implementierung einer Sehhilfe oder auch für eine Therapie kann ein Bild mit einer Kamera der mobilen Computervorrichtung aufgenommen werden und basierend auf dem aufgenommenen Bild ein Bild (beispielsweise Teilbilder für linkes und rechtes Auge) auf einer Anzeige einer mobilen Computervorrichtung dargestellt werden.
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Eine erste Messung/Diagnosemöglichkeit, welche durch eine mobile Computervorrichtung wie ein Smartphone beispielsweise mittels einer entsprechenden App bereitgestellt werden kann, ist eine perimetrische Messung. Mit einer derartigen Messung können einerseits Grenzen des Gesichtsfeldes und lokale Gesichtsfeldausfälle ermittelt werden (was auch als Konturperimetrie bezeichnet wird), zusätzlich oder alternativ kann eine lokale Empfindlichkeit im Gesichtsfeld bestimmt werden, was als Schwellenperimetrie bezeichnet wird. Hierzu werden bei einem Ausführungsbeispiel sequenziell optische Reize an verschiedenen Orten und gegebenenfalls mit unterschiedlicher Helligkeit im Gesichtsfeld präsentiert. Die Wahrnehmung der Reize wird von einem Benutzer bestätigt und dann protokolliert. Bei einem klassischen Perimeter, wie es beispielsweise von Fachpersonal (beispielsweise Schritt 60 der 6 oder Schritt 70 der 7) eingesetzt wird, betrachtet dabei eine zu untersuchende Person eine halbkugelförmige Projektions- oder Bildschirmfläche. Damit ist es möglich, Lichtreize in allen Richtungen beispielsweise bis zu einem maximalen Winkel von 90° zu erzeugen, womit ein Gesichtsfeld der zu untersuchenden Person vollständig erfasst werden kann.
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Eine perimetrische Messung mit einer mobilen Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel ist schematisch in 8 dargestellt, wobei hier als Beispiel die mobile Computervorrichtung 20 der 2 verwendet wird. Zur Gesichtsfeldvermessung werden sequenziell Reize 80 für das linke Auge (in dem in 8 dargestellten Fall), d.h. in dem Bereich 21A, für das rechte Auge in dem Bereich 21B oder auch für beide Augen dargestellt. In dem einfachen Beispiel der 8 ist der Reiz einfach ein Punkt an einer bestimmten Stelle der Anzeige 21. Auf diese Weise kann das gesamte Gesichtsfeld oder ein Teil hiervon mittels der mobilen Computervorrichtung 20 abgerastert und vermessen werden. Der Punkt 80 kann dabei hinsichtlich der Helligkeit bzw. des Kontrastes zum Hintergrund der Anzeige 21 variieren. Auch die Präsentation von Flicker-Stimuli, wie dies beispielsweise mit den manchen herkömmlichen Perimeter-Geräten, z.B. den Geräten „Matrix“ oder „FDT“ erfolgt,, kann mittels der mobilen Computervorrichtung 20 erfolgen. Hierzu kann beispielsweise ein Bereich der Anzeige 21 alternierend hell und dunkel geschaltet werden, wobei eine Frequenz hiervon einstellbar sein kann. Erkennt ein Benutzer den dargestellten Reiz, bestätigt er dies. Dies kann beispielsweise durch eine Spracheingabe, welche durch ein Mikrofon der mobilen Computervorrichtung 20 erfasst wird, durch eine Kopfbewegung wie ein Nicken, welche beispielsweise durch einen Beschleunigungssensor oder einen Neigungssensor erfasst wird, oder durch eine Geste, welche durch eine Kamera der mobilen Computervorrichtung 20 erfasst wird, erfolgen. Auch eine Bestätigung über externe Geräte, beispielsweise einen Knopf, ein Gamepad oder anderes Bediengerät, welches beispielsweise über Bluetooth mit der Vorrichtung 20 gekoppelt ist, ist möglich.
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Mit einer derartigen perimetrischen Messung können beispielsweise lokale Gesichtsfeldausfälle erkannt werden. Derartige lokale Gesichtsfeldausfälle werden zunächst in vielen Fällen vom visuellen System einer Person kompensiert und fallen daher oft spät auf. Eine derartige Kompensation kann einerseits durch das jeweilige andere Auge erfolgen, andererseits werden Gesichtsfeldausfälle häufig durch komplexe Verarbeitungsschritte im Gehirn des Patienten unterdrückt. Für eine Früherkennung von Erkrankungen, welche zu Gesichtsfeldausfällen führen, ist daher eine Messung der Gesichtsfeldausfälle möglich.
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Im Folgenden werden Krankheiten, welche zu derartigen lokalen Gesichtsfeldausfällen führen können, kurz erläutert.
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Bei einer altersbedingten Makuladegeneration (AMD) handelt es sich um eine der häufigsten Augenerkrankungen in der westlichen Welt. Bei der sogenannten trockenen Form kann es durch Ablagerungen von Stoffwechselendprodukten, einer gestörten Versorgung der Netzhaut, Zelltod von retinalen Neuronen schleichend zu einer Verschlechterung des Sehens im zentralen Bereich kommen. Bei einer Vorwölbung des Sehzentrums kann es jedoch auch bei der trockenen Form zu einem rasanten Sehverlust führen. Bei der aggressiveren, sogenannten feuchten Form der AMD, kommt es zum neuen Wachsen von abnormalen Blutgefäßen und Blutungen, die meist zu dramatischen Sehverlusten im zentralen Bereich führen. In beiden Fällen sind eine frühe Diagnose und eine Überwachung der Erkrankung sinnvoll. Als Sehtest zur Diagnose kann beispielsweise die Präsentation eines sogenanntes Amsler-Gitter mittels der mobilen Computervorrichtung 20 verwendet werden.
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Bei der diabetischen Retinopathie (DR), einer von Diabetes mellitus hervorgerufenen Netzhauterkrankung, kommt es aufgrund von Blutgefäßveränderungen zu einer Schädigung der Netzhaut.
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Beim Glaukom (auch als „grüner Star“ bezeichnet) handelt es sich um einen Sammelbegriff von Augenerkrankungen mit unterschiedlicher Ursache. Ein wichtiger Risikofaktor ist ein erhöhter Augeninnendruck. Beim Glaukom kommt es zu einer Schädigung des Sehnervs, was meist zu typischen Gesichtsfeldausfällen führt.
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Die oben genannten Augenerkrankungen führen meist zu irreparablen Verschlechterungen des Sehens. Da es mittlerweile für die meisten dieser Augenerkrankungen Therapien gibt, sind eine frühe Diagnose und eine regelmäßige Überwachung des Krankheitsverlaufs sinnvoll. Gerade bei der AMD kann seit einiger Zeit durch intravitreale Injektion von VEGF-Hemmern (Hemmstoff gegen einen Wachstumsfaktor) eine effektive Behandlung erfolgen. Insbesondere in diesem Fall ist eine engmaschige Untersuchung des Krankheitsverlaufs sinnvoll. Eine Verlaufskontrolle bei der AMD kann beispielsweise mittels eines sogenannten Amsler-Netzes oder Amsler-Gitter, welches auf der Anzeige der mobilen Computervorrichtung dargestellt wird, erfolgen.
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Mobile Computervorrichtungen gemäß erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen, beispielsweise Smartphone-basierte Geräte, ermöglichen wie oben unter Bezugnahme auf 8 erläutert eine einfache perimetrische Messung, welche nicht nur beim Augenarzt durchgeführt wird. Insbesondere könnten mit einer derartigen Vorrichtung auch Augenoptiker oder Allgemeinmediziner ein „Screening“ anbieten. Das Ergebnis des Screenings könnte die Empfehlung sein, einen Augenarzt aufzusuchen, zum Beispiel bei einem auffälligen Messergebnis. Zudem können Patienten mit einer derartigen Erkrankung, insbesondere chronischen Erkrankungen, mit einem eigenen Gerät (oder auch einem Leihgerät) zuhause auf einfache und relative kostengünstige Art ihre Augenerkrankung überwachen. Die Messergebnisse können dokumentiert werden und auch direkt (beispielsweise über eine Netzschnittstelle wie die Netzschnittstelle 14 der 1) einem behandelnden Augenarzt zugesandt werden. Somit wird eine regelmäßige und engmaschige Überwachung ermöglicht.
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Zudem kann ein Ergebnis der perimetrischen Messung verwendet werden, eine Sehverbesserungsfunktion, beispielsweise eine Therapiefunktion oder eine Sehhilfefunktion, anzupassen. Dies wird an anderen Stellen näher erläutert.
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Eine weitere mögliche Messung, welche mit Ausführungsbeispielen von mobilen Computervorrichtungen durchgeführt werden kann, ist eine Messung der Sehschärfe (Visus). Hierzu können beispielsweise verschiedene Muster oder Zeichen in verschiedenen Größen auf einer Anzeige der mobilen Computervorrichtung dargestellt werden, wobei die Messung getrennt für linkes und rechtes Auge oder auch für beide Augen zusammen erfolgen kann. Eine Rückmeldung des Benutzers kann beispielsweise wiederum durch Spracheingabe, Gesten oder auch über externe mit der mobilen Computervorrichtung gekoppelte Vorrichtungen erfolgen. Durch eine Visusmessung können insbesondere auch Unterschiede in der Sehschärfe zwischen linkem und rechtem Auge erfasst werden, woraufhin dann entsprechende Therapiemaßnahmen ergriffen werden.
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Eine weitere Art der Messung und/oder Diagnose kann eine Diagnose des Farbensehens sein. Hierbei können beispielsweise Bilder mit Farbkontrasten dargestellt werden, welche dann von einem Benutzer zu erkennen sind (beispielsweise eine grüne Zahl oder ein grünes Zeichen auf rotem Grund, um Rot/Grün-Unterscheidung zu messen.
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Eine weitere Möglichkeit der Bestimmung des Sehvermögens ist die Messung von der Fähigkeit des dreidimensionalen Sehens. Hierzu können für das linke und rechte Auge entsprechende Bilder auf einer Anzeige der mobilen Computervorrichtung dargestellt werden (beispielsweise in den Bereichen 21A und 21B der 8). Ein Benutzer muss dann beispielsweise erkennen, ob ein erstes Objekt vor oder hinter einem zweiten Objekt zu sehen ist. Hiermit kann beispielsweise ebenfalls eine Schwäche eines Auges oder eine mangelnde Koordination zwischen den Augen erkannt werden.
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Eine weitere Möglichkeit ist allgemein eine Messung des Kontrastsehens, beispielsweise mit Pelli Robson-Sehtafeln (Sehzeichen, die mit unnterschiedlichem Kontrast dargestellt werden) oder Sinusgittern, wobei wiederum eine Rückmeldung des Benutzers ausgewertet wird.
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Die obigen Messmöglichkeiten sind lediglich als Beispiel zu verstehen, und es können auch andere Arten von Messungen in erfindungsgemäßen mobilen Computervorrichtungen realisiert werden. Auch können je nach Bedarf nur eine oder manche der oben dargelegten Messungen implementiert sein.
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Zudem können die Messungen auch zumindest für eine anfängliche Messung oder Diagnose (60 in 6 oder 70 in 7) mit weiteren Messungen kombiniert werden, für welche spezielle Vorrichtungen nötig sind, beispielsweise einer Aufnahme eines Fundusbildes, d.h. eine Aufnahme des Augenhintergrundes, eine optische Kohärenztomographie (OCT) oder anderen Untersuchungen.
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Weitere Parameter können ebenfalls von einer mobilen Computervorrichtung bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Kamera wie die Kamera 23 der 2 benutzt werden, um einen Pupillenabstand zu bestimmen, in dem das Gesicht des Benutzers aufgenommen wird und mittels Bildanalyse analysiert wird.
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Als nächstes werden verschiedene Sehhilfefunktionen diskutiert, welche beispielsweise mittels des Sehhilfemoduls 18 der 1 implementiert sein können.
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Bei der Verwendung als Sehhilfe kann insbesondere eine mit einer Kamera der mobilen Computervorrichtung (beispielsweise Kamera 35 der 3) aufgenommenes Bild transformiert werden und auf einer Anzeige der mobilen Computervorrichtung dargestellt werden. Die Transformation kann dabei das Bild derart verändern, dass zumindest bestimmte Teile oder Merkmale des Bildes für einen Benutzer besser zu erkennen sind. Parameter der Transformation können dabei entsprechend der Messung oder Diagnose angepasst werden.
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Beispielsweise kann bei lokalen Gesichtsfeldausfällen, welche wie oben erläutert erfolgen kann, die Transformation derart erfolgen, dass ein Benutzer verleibende intakte Gesichtsfeldregionen möglichst gut nutzen kann. Da dabei der Prozessor der mobilen Computervorrichtung (beispielsweise Prozessor 13 der 1) als Recheneinheit verwendet werden kann und Prozessoren moderner mobiler Computervorrichtungen relativ leistungsfähig sind, können auch aufwendigere Verzerrungsfunktionen beispielsweise zu anamorphotischen Verzerrung verwendet werden.
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Hierzu können Messverfahren, insbesondere Perimetrie, und die Sehhilfefunktion in verschiedener Art und Weise miteinander interagieren. Beispielsweise kann eine mit einem medizinischen Perimetriegerät aufgenommene Gesichtsfeldmessung (beispielsweise als anfängliche Messung/Diagnose 60 der 6) als Basis für eine optimale Einstellung der Sehhilfefunktion dienen. Zusätzlich oder alternativ kann die Messung auch auf einer mobilen Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel durchgeführt werden, und daraus ermittelte Einstellparameter können auf eine separat hiervon bereitgestellte Sehhilfe (beispielsweise eine weitere mobile Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel) übertragen werden. Da Vorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen vergleichsweise günstig implementiert werden können, kann die Messung auch als Dienstleistung bei einem Anbieter, der normalerweise keine medizinische Perimetrie betreibt, durchgeführt werden. Zudem kann, wie bereits erläutert, die Perimetriemessung auch in die gleiche mobile Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel integriert sein, welche dann auch als Sehhilfe dient. Diese drei Möglichkeiten können auch kombiniert werden, wie bereits erläutert, beispielsweise eine anfängliche Messung mit einem medizinischen Perimetriegerät und nachfolgende Messungen zur Anpassung und Kontrolle in einer mobilen Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Ermittlung der nötigen Parameter auf Basis der Messung kann ebenfalls automatisch in einer mobilen Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgen. Es ist jedoch auch eine Ermittlung der Parameter mit Unterstützung oder durch medizinisches Fachpersonal und/oder eine automatische Erstellung an einem dritten Ort möglich, beispielsweise indem Ergebnisse der Messung über eine Netzschnittstelle wie die Netzschnittstelle 14 übertragen werden und dann Parameter zur Einstellung der Sehhilfe wiederum über die Netzschnittstelle 14 empfangen werden. Auch andere Vorgehensweisen sind möglich.
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Im Folgenden wird die oben bereits erwähnte anamorphotische Bildtransformation, welche bei manchen Ausführungsbeispielen verwendet werden kann, näher erläutert.
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Bei manchen Ausführungsbeispielen kann eine anamorphotische Bildtransformation, wenn eine Sehbehinderung oder Sehausfall in einer bestimmten Region des Auges (oder beider Augen) vorhanden ist, dazu verwendet werden, die unter der Sehbehinderung liegende Bildinformation an anderer Stelle im Bild darzustellen. Ein digitales System wie eine mobile Computervorrichtung hat gegenüber einer rein optischen Lösung dabei den Vorteil, dass die Abbildungsfunktion flexibel und patientenspezifisch eingestellt werden kann. Änderungen (z.B. bei Änderung des Sehverhaltens) sind möglich, ohne die zu Grunde liegende Hardware austauschen bzw. abändern zu müssen. Voraussetzung für den Einsatz einer anamorphotischen Bildtransformation ist ein entspanntes Auge.
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Zur Parametrisierung der anamorphotischen Bildtransformation wird bei einem Ausführungsbeispiel zunächst die Art der Sehbehinderung sowie deren Lokalisation (Position, Ausdehnung) durch einen Fachmann (Augenarzt/Optiker) bestimmt und für jedes Auge separat im mobilen Computer als Parametersatz hinterlegt. Die Ausdehnung kann beispielhaft eine Ellipse, ein Rechteck oder eine beliebige Freiform sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen werden die Parameter zusätzlich oder alternativ durch eine mobile Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel ermittelt.
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Verschiedene anamorphotische Bildtransformationen können implementiert sein, um eine computerbasierte, z.B. Smartphone-basierte, Sehhilfe zu realisieren. Die Bildtransformation kann wahlweise für das linke, das rechte oder auch beide Augen gleichzeitig angewandt werden. Eine Auswahl möglicher Bildtransformationen ist im Folgenden gegeben:
- – Lupenfunktion: der Bereich der Sehbehinderung oder der gesamte Bildausschnitt wird in der Anzeige vergrößert dargestellt. Diese Realisierung ist für diejenigen Anwender vorteilhaft, welche nur eine lokale Sehbehinderung und keinen lokalen Sehausfall besitzen.
- – Transformation: im Falle eines lokalen Sehausfalls wird die Bildinformation, welche der Anwender bedingt durch seine lokalen Sehausfall nicht wahrnehmen kann, an anderer Stelle im Bild angezeigt. Eine Realisierung – beispielhaft für einen kreisförmigen lokalen Sehausfall mit Radius r1 – besteht in einer radialen Transformation der Bildinformationen zwischen dem Kreismittelpunkt und r1 auf eine Fläche zwischen r1 und r2 (r2 > r1). Bildpunkte außerhalb des Radius r2 werden nicht transformiert, so dass das Bildfeld durch die Transformation nicht verkleinert wird. Eine weitere Realisierung besteht darin, die durch den lokalen Sehausfall verdeckte Bildinformation an anderer Stelle im Bild anzuzeigen. In einer Ausprägung berechnet man dazu das Rechteck, welches den lokalen Sehausfall minimal umschließt und transformiert die Bildinformation des Rechtecks an den unteren rechten Bildrand. In einer weiteren Ausprägung berechnet man einen Kreis, welcher den lokalen Sehausfall minimal umschließt und transformiert die dem Kreis unterliegende Bildinformation an eine Stelle im Bild, die nicht von einer Sehschwäche betroffen ist.
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Die anamorphotische Bildtransformation kann beliebig mit Verfahren zur Kontrastverstärkung, Kantendetektion, Farbverstärkung und besseren Lesbarkeit von Texten kombiniert werden, welche nunmehr erläutert werden.
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Bei einigen Sehbehinderungen nimmt die Fähigkeit des Patienten ab, Farbunterschiede und/oder Objekte zu erkennen. Mit Vorrichtungen gemäß den Ausführungsbeispielen können nun gezielt und augenabhängig, der Kantenkontrast und/oder der Farbkontrast angepasst werden. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber rein optischen Lösung besteht darin, dass die Anpassung abhängig vom Bildinhalt erfolgen kann und folglich deutlich dynamischer und ergonomischer für den Patienten ist.
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Zur Erhöhung des Farbkontrastes können beispielhaft folgende Verfahren verwendet werden:
- – Austausch von Farben (z.B. Rot wird Blau bei einer Rot-Grün Schwäche)
- – Neugewichtung der Farben
- – Allgemeine Kontrastverstärkung
- – Helligkeitsanpassung des Bildes (z.B. (adaptive) Histogram Equalization)
- – Gammakorrektur auf dem Bild
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Zur Erhöhung des Kantenkontrastes können zunächst die Kanten im Bild mit gängigen Verfahren der Bildverarbeitung (Sobel, Laplace, Canny Edge Detector, Klassifikation über maschinelles Lernen) extrahiert. Die Darstellung der Kanten kann nun auf verschiedene Arten erfolgen:
- – Als Binärbilder (Zweifarbbilder), d.h. die Kanten erscheinen in Farbe1, nicht-kanten erscheinen in Farbe2. Dabei sind jegliche Farbkombinationen (Farbe1, Farbe2) denkbar, wie zum Beispiel (schwarz, weiß), (weiß, schwarz), (blau, schwarz). In diesem Visualisierungsverfahren sind nur die Kanten sichtbar, so dass sämtliche Texturinformationen des Bildes verloren gehen.
- – Die Kanten werden farblich verstärkt (oder in weiß) im Originalbild angezeigt, so dass gleichzeitig die Texturinformationen des Bildes erhalten bleiben. Ggf. werden die Texturinformationen noch etwas geschwächt dargestellt, so dass die Kanten besser zur Geltung kommen.
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Um den Kontrast für das Lesen von Texten zu verstärken, können die oben beschriebenen Verfahren zum Einsatz kommen. Bei Personen mit reduziertem Kontrastsehen kann das Bild kontrastverstärkt wiedergegeben werden, oder bei Personen mit reduziertem Farbsehen kann das Bild farbverstärkt wiedergegeben werden. Beispielsweise können Farbkanäle neu gewichtet werden, einzelne Farbtöne erhöhte dargestellt werden oder durch andere Farbtöne ersetzt werden. Für Personen mit beispielsweise einer rot-grün Sehschwäche kann der Farbkontrast zwischen rot und grün verstärkt werde oder eine spektrale Verschiebung der Anteile erfolgen. Ferner kann ein echtzeit-OCR (optical character recognition) Algorithmus auf dem Bild angewandt werden, welcher Texte automatisch erkennt und digitalisiert. Der digitalisierte Text kann nun in einer für Sehbehinderte optimierten Schriftart und Schriftgröße angezeigt werden. Die Anzeige kann entweder den ursprünglichen Text ersetzen oder an einer gesonderten Stelle im Display erfolgen.
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Beispiele für derartige Transformationen sind in den 9 bis 11 dargestellt.
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In 9 sind verschiedene Möglichkeiten zur Veränderung eines Kontrastes zur besseren Erkennbarkeit eines Textes dargestellt. Die Art der Veränderung kann beispielsweise in Abhängigkeit von vorherigen Messungen zur Bestimmung des Sehvermögens wie oben beschrieben aus ausgewählt werden. Hierzu können beispielsweise verschiedene Kontrastmessungen durchgeführt werden, d.h. Zeichen oder Symbole mit verschiedenen Kontrasten können dargestellt werden, und der Benutzer kann Rückmeldung hinsichtlich der Erkennbarkeit geben.
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Mit 90 ist jeweils ein Ursprungstext bezeichnet, beispielsweise schwarz auf einem grauen oder bläulichen Hintergrund. Mit 91 bis 94 sind verschiedene Möglichkeiten der Kontrastveränderung einschließlich Möglichkeiten einer Farbkontraständerung dargestellt.
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Beispielsweise kann, wie bei 91 und 92 dargestellt, der Kontrast erhöht werden, in dem der Hintergrund aufgehellt wird (beispielsweise 91) oder die Schrift verdunkelt wird (92).
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Bei 93 ist eine Umwandlung auf schwarze Schrift auf weißem Grund dargestellt. Wenn sich bei Messungen ergibt, dass helle Schrift auf dunklem Grund leichter zu erkennen ist, kann eine Invertierung durchgeführt werden, wie bei 94 dargestellt.
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Bei manchen Benutzern kann sich auch bei Messungen ergeben, dass bestimmte Farbkontraste, beispielsweise ein Blau/Gelb-Kontrast, besser erkannt werden können. 95 und 96 zeigen schematische eine Farbtransformation, beispielsweise zu blauer Schrift auf gelbem Grund bei 95 oder roter Schrift auf grünem Grund bei 96. Andere Farbkombinationen sind ebenso möglich.
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Mit 100 ist in 10 wiederum ein Ausgangsbild bezeichnet. Um eine Gesichts- oder Texterkennung für einen Anwender zu erleichtern, können, wie oben erläutert, Kanten detektiert und verstärkt werden sowie ein Bildkontrast verändert werden. 101 zeigt ein Beispiel, wo nur noch die Kanten des Bildes 100 in schwarz dargestellt sind. 102 zeigt eine entsprechend invertierte Version, beispielsweise nützlich für einen Fall, in dem helle Details auf dunklen Grund für einen Benutzer besser erkennbar sind als umgekehrt.
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Die Kanten entsprechend den Bildern 101 und 102 können dem ursprünglichen Bild auch überlagert werden. So sind bei dem Beispielbild 103 die Kanten des Bildes 101 dem Bild 100 überlagert, und bei dem Beispielbild 104 sind die Kanten (in weiß) des Bildes 102 dem Bild 100 überlagert. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Erkennbarkeit von Gesichtern oder entsprechend auch eine Erkennbarkeit von Texten verbessert werden.
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Weitere Bildtransformationen sind in 11 dargestellt. 110 bezeichnet ein Beispielbild, welches im Wesentlichen dem Beispielbild 100 der 10 entspricht. Um beispielsweise eine Gesichtserkennung zu verbessern, kann ein Bereich des Gesichts vergrößert werden, wie in Bild 111 beispielhaft dargestellt. Dabei kann gleichzeitig eine Verzerrung erfolgen, bei der Randbereiche weniger vergrößert werden, um insgesamt ein größeres Gesichtsfeld zu erhalten. Dies ist in dem Bild 112 dargestellt. Die gleichen Prinzipien lassen sich auch auf Text anwenden, beispielsweise einen Beispieltext 113. Dieser kann vergrößert dargestellt werden (114), wobei zusätzlich eine Verzerrung angewendet werden kann (115). Eine derartige verzerrte Vergrößerung kann insbesondere eine Fisheye-Verzeichnung umfassen.
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Die unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 erläuterten Transformationen können wie bereits erläutert in Abhängigkeit von Messungen zur Bestimmung des Sehvermögens erfolgen. Beispielsweise kann ein Vergrößerungsfaktor bei dem Beispiel der 11 in Abhängigkeit von einer vorher erfolgen Visusmessung eingestellt werden. Die 9 bis 11 sind dabei lediglich als Beispiel zu verstehen, und es sind auch andere Transformationen möglich. Dabei kann ein Training durchgeführt werden, damit sich ein Benutzer an die transformierte oder deformierte Wiedergabe gewöhnt.
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Als nächstes wird ein Beispiel einer Therapiemöglichkeit (Sehschule) erläutert.
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Als Beispiel für eine Therapie wird dabei eine Therapie bei Amblyopie, auch als „Lazy Eye“ bezeichnet, erläutert.
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Typischerweise ist bei Amblyopie-Patienten eines der beiden Augen deutlich schwächer als das andere. Risikofaktoren sind dabei z.B. Schielen und Anisometropie (einseitige optische Fehlsichtigkeit) – beide dieser Risikofaktoren können gleichermaßen zu einer Amblyopie führen. Liegt eine Amblyopie vor, kann selbst bei vollständiger Korrektur des Patienten durch eine Brille, einseitig eine verminderte Sehschärfe vorhanden sein, die nicht vollständig durch organische Fehler erklärt werden kann. Der Grund liegt in der unzureichenden Entwicklung des visuellen Systems der jeweiligen Person (d.h. die Person hat, durch eine einseitige Fehlsichtigkeit oder durch Schielen nicht richtig „gelernt“ zu sehen). Das starke Auge kann dabei zunehmend dominanter werden, das schwache Auge kann sich im Laufe der Zeit weiter verschlechtern.
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Eine Voraussetzung für die normale Entwicklung des visuellen Systems ist, dass es eine ausreichende Reizung der Sehsinneszellen des Auges gibt. Fehlt diese Reizung (z.B. beim schwächeren Auge), kann sich dieses nicht normal entwickeln. Ein Kind muss also während der Entwicklung lernen, scharf zu Sehen. Wird dies nicht rechtzeitig erkannt und behandelt, so kann es dauerhaft z.B. zu einem schlechteren Visus des schwachen Auges führen. Hat sich die Amblyopie manifestiert, kann sie auch nicht durch eine passende Brillenglaskorrektur ausgeglichen werden. Zudem kann es vorkommen, dass das schwächere Auge nicht richtig fixiert, es kommt zum Schielen (Strabismus).
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann insbesondere jungen Amblyopie-Patienten das Bild als Therapie (Sehschule) mit einer mobilen Computervorrichtung für das stärkere Auge vorübergehend kontrastarm oder verschwommen wiedergeben werden. Somit lernt das Kind wieder verstärkt sein schwaches Auge zu verwenden.
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Das Bild kann dabei ein abgespeichertes Bild oder auch eine Folge von Bildern (Videos) sein, welche das Kind (oder auch eine andere zu therapierende Person) betrachtet. Es kann sich jedoch auch um ein Bild handeln, das von einer externen Kamera aufgenommen wird, sodass die mobile Computervorrichtung in Verbindung mit einer entsprechenden Halterung (siehe beispielsweise 3) als eine Art Brille mit integrierter Therapiefunktion verwendet wird. Bei einer mobilen Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann dabei durch eine Visusmessung oder eine Messung des Kontrastsehens getrennt für linkes und rechtes Auge auch die Diagnose durchgeführt oder unterstützt werden. Die Therapie kann mit der mobilen Computervorrichtung dann gemäß einem festgelegten Protokoll erfolgen, beispielsweise Trainings in bestimmten Zeitabständen mit bestimmten Dauern.
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Die Therapie kann dann auch mit der mobilen Computervorrichtung dokumentiert werden und der Verlauf kann durch wiederholte Messungen, beispielsweise des Visus oder des Kontrastes, kontrolliert werden. Dies bietet gegenüber einer herkömmlichen Okklusionstherapie, bei welcher das stärkere Auge ganz abgedeckt wird, zum einen den Vorteil, dass das stärkere Auge nach wie vor ein – wenn auch verschwommenes oder abgeschwächtes – Bild zu sehen bekommt, was unter Umständen verhindern kann, dass das stärkere Auge durch die Therapie schwächer wird. Zum anderen ist durch Diagnosefunktionen einer mobilen Computervorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen (beispielsweise mittels Diagnosemodul 16 der 1) eine häufigere Kontrolle und Anpassung der Therapie möglich als durch Augenarztbesuche, die üblicherweise in größeren Abständen erfolgen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird dabei beispielsweise eine Visusmessung und eine Amblyopietherapie durch eine Medienwiedergabe auf der mobilen Computervorrichtung derart integriert, dass regelmäßig, zum Beispiel täglich, ein visuelles Medium, zum Beispiel ein altersgemäßer Film wiedergegeben wird, wobei das Medium für das stärkere Auge hinsichtlich Kontrast, Schärfe und/oder Farbumfang reduziert wiedergegeben werden kann. Ebenfalls ist es möglich, das mit der Kamera aufgezeichnete Bild der Umgebung direkt wiederzugeben, wobei das Bild für das stärkere Auge hinsichtlich Kontrast, Schärfe und/oder Farbumfang reduziert wiedergegeben werden kann. Hierdurch lernt die zu therapierende Person (Patient), verstärkt das schwache Auge zu verwenden. Die Stärke und Dauer einer derartigen Kontrast- oder Farbumfangreduzierung sind dabei variabel und können sich beispielsweise aus dem Ergebnis der regelmäßig (z.B. täglich) auf der gleichen mobilen Computervorrichtung durchgeführten Visusmessung ergeben. Dabei kann sich die Dauer der Kontrast- oder Farbumfangreduzierung zum Beispiel im Rahmen der derzeit empfohlenen Zeiten für Amblyopietherapie mittels Okklusion bewegen und kann beispielsweise der Regel folgen, dass, wenn sich der Visus auf dem stärkeren Auge verschlechtert, Dauer und/oder Stärke der Kontrast- und/oder Farbumfangsreduzierung verringert wird. Wenn eine derartige Verschlechterung über einen längeren Zeitraum auftritt, kann eine Nachricht ausgegeben werden, die vorschlägt, einen Arztbesuch zu vereinbaren.
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Des Weiteren kann neben der oben erwähnten Visusmessung auch eine Messung zur Koordination beider Augen durchgeführt werden (z.B. Stereotests, bei denen das Bild des linken und rechten Auges fusioniert werden muss, oder bei denen ein räumliches Bild als solches erkannt werden muss), welche dann bei Defiziten für die Therapie eine Minimalzeit an gleichzeitiger Augenstimulation definiert.
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Bei Patienten mit Hemianopia, d.h. einer verringerten Sehfähigkeit oder Blindheit in der Hälfte des Gesichtsfeldes einer oder beider Augen, kann der entsprechende Gesichtsfeldausfall mit einer Perimetriemessung wie oben bereits erläutert erfasst werden. Als Therapie kann dann auf einer mobilen Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Beispiel durch das Thermorapidmodul 17 der 1 ein Trainingstool für Augenbewegungen bereitgestellt werden, bei dem durch entsprechendes Anzeigen von Bildern eine zu therapierende Person dazu angehalten wird, die Augen in bestimmter Weise zu bewegen, um beispielsweise ein möglichst großes Gesichtsfeld erfassen zu können.
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Bei Personen mit Zentralskotom oder zentralen Sehfeldausfällen, zum Beispiel durch fortgeschrittene AMD oder dergleichen, ist es häufig so, dass Patienten diesen zentralen Sehfeldausfall oft durch leichtes Schielen kompensieren, d.h. sie verwenden einen anderen, noch ungeschädigten Teil ihrer Netzhaut für das zentrale Sehen. Dabei hat sich herausgestellt, dass der von der jeweiligen Person verwendete Teil der Netzhaut oft nicht der funktional beste verleibende Teil ist.
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Herkömmlicherweise wird durch Mikroperimetrie die Funktion der Netzhaut dieser Patienten vermessen und ein optimaler Retinabereich ausgesucht, dessen Verwendung dann mittels graphischer Animation trainiert wird. Erfindungsgemäß können diese Funktionalitäten zumindest teilweise in einer mobilen Computervorrichtung wie einem Smartphone integriert sein, wobei die mobile Computervorrichtung dann die Perimetriemessung durchführt und dann graphische Animationen darstellt, um die Augen zu trainieren, möglichst gute Bereiche der Netzhaut zu nutzen. Durch ein derartiges Training kann ein Benutzer insbesondere lernen, intakte Netzhautstellen ideal zu nutzen.
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Zusätzlich zu Sehschule und Diagnose kann bei manchen Fällen auch eine medikamentöse Therapie erfolgen. Der Erfolg dieser Therapie kann dann gleichzeitig mit überwacht werden.
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Durch die Netzschnittstelle 14 kann insbesondere eine Verbindung zu einem Arzt oder Dienstanbieter eines Therapiedienstes hergestellt werden.
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Durch erfindungsgemäße Vorrichtungen kann somit insbesondere eine Kombination von Messungen zur Parameteranpassung und/oder Verlaufskontrolle mit einer Therapiefunktion oder Sehhilfefunktion auf einfache Weise implementiert werden, beispielsweise durch Bereitstellen eines entsprechenden Computerprogrammprodukts wie einer App für ein Smartphone. Derartige Apps können durch regelmäßige Updates aktualisiert werden. Einem Anwender können wie diskutiert auch Empfehlungen, beispielsweise einen Augenarzt aufzusuchen, gegeben werden. Daten hinsichtlich der Messungen können automatisch oder auf Anforderung eines Benutzers an einen Arzt oder eine andere Stelle direkt übermittelt werden. Somit können relativ kostengünstig viele Funktionen in einem kompakten Gerät realisiert werden, indem Infrastruktur und Rechenleistung einer mobilen Computervorrichtung wie einem Smartphone genutzt werden.
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Die oben diskutierten Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Insbesondere kann die Kombination von Messung oder Überprüfung und Maßnahmen zur Sehverbesserung wie Sehhilfe oder Therapie in einer einzigen mobilen Computervorrichtung auch auf andere Augenerkrankungen oder Sehprobleme als die beispielhaft dargestellten angewendet werden.