-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Erfassen eines Gesichtsfeldes eines Auges.
-
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung eines eine Transponderspule zum Einbringen in ein Auge umfassenden Implantats zum Bestimmen eines Augeninnendrucks zum objektiven Erfassen von Grenzen eines Gesichtsfeldes.
-
Gegenwärtig erfolgt das Erfassen eines Gesichtsfeldes eines Auges mittels Perimetrie. Dabei werden nacheinander optische Reize an verschiedenen Orten vor dem Auge präsentiert. Die subjektive Wahrnehmung dieser Reize wird abhängig von ihrem Ort und ihrer Stärke protokolliert. Grundsätzlich sind statische von kinetischen Untersuchungsverfahren zu unterscheiden. Bei ersteren werden die Reize an festen Orten präsentiert und in ihrer Intensität gesteigert oder gesenkt, bis der Untersuchte eine Wahrnehmung signalisiert bzw. nicht mehr signalisiert. Bei Letzteren werden in ihrer Intensität unveränderliche Reize von außerhalb der Gesichtsfeldgrenzen in das vermutete Gesichtsfeld hinein bewegt und der Ort der Wahrnehmung wird jeweils als Grenze des Gesichtsfelds für die gegebene Reizintensität angesehen.
-
Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass die Ergebnisse in der Regel nur bei guter Mitarbeit des Untersuchten verwertbar sind und die zu untersuchende Person eine ausgebildete Fachkraft aufsuchen muss, die die Messung durchführt. Außerdem muss die zu untersuchende Person eine Arztpraxis mit einsprechenden Messsystemen aufsuchen.
-
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art gleichermaßen wie ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welche unter Umgehung der Nachteile des Standes der Technik ein objektives, weniger aufwendiges und sichereres Erfassen eines Gesichtsfeldes eines Auges ermöglichen.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der Anordnung mit einer gattungsgemäßen Anordnung gelöst, die Messmittel zum Messen einer Augenbewegung umfasst. Dem zugrunde liegt die medizinische Erkenntnis, dass die Parameter der Augenbewegung, wie beispielsweise Amplitude und Frequenz Aufschluss über das Gesichtsfeld geben. Dies eröffnet die Möglichkeit einer kontinuierlichen Erfassung des Gesichtsfeldes des Auges außerhalb einer augenärztlichen Praxis, sodass der Aufwand für den Patienten verringert wird. Außerdem können die Messungen in kürzeren Zeitabständen erfolgen, was eine bessere Überwachung des Krankheitsverlaufes ermöglicht.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Messmittel eine Transponderspule zum Einbringen in das Auge. Damit ist der Aufwand für Patienten, denen bereits ein Implantat mit einer Transponderspule in das Auge eingesetzt wurde sehr gering. Dies ist insbesondere für besondere Implantate zur Messung des Augeninnendrucks der Fall. Diese Patienten müssen sich keinem zusätzlichen Eingriff unterziehen, um die Vorteile einer objektiven Erfassung des Gesichtsfeldes zu ermöglichen. Außerdem ist keine aufwändige Optik zur Erkennung der Augenbewegung erforderlich.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Messmittel eine Lesespule zum Anbringen in einem Abstand zu der Transponderspule vor dem Auge. Damit ist keine aufwändige Optik zur Erkennung der Augenbewegung erforderlich und die zu untersuchende Person kann ohne die Unterstützung einer ausgebildeten Fachkraft die Messung eigenständig ausführen. Damit ist eine Überwachung über einen längeren Zeitraum möglich und es können krankheitsbedingte Veränderungen des Gesichtsfeldes schneller festgestellt werden.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst Speichermittel zum Speichern der erfassten Parameter der Augenbewegung. Damit können die erfassten Daten über einen längeren Zeitraum ausgewertet werden. Es können alltägliche, zufällige Augenbewegungen über einen längeren Zeitraum beobachtet werden. Die kontinuierliche Fixierung des zu untersuchenden Auges auf einen zentralen Punkt ist nicht mehr erforderlich. Die stellt eine erhebliche Verbesserung des Messverfahrens dar, da die Ergebnisse nicht von der Mitarbeit des Patienten abhängig und somit besser vergleichbar sind. Dies ist insbesondere für die Behandlung des Glaukoms von enormem Vorteil, da die Behandlung des Glaukoms es erfordert, die Sehleistung und vor allem deren zeitliche Entwicklung und das Ausmaß von Gesichtsfelddefekten regelmäßig zu überwachen.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst Datenübertragungsmittel zum Übertragen der erfassten Parameter der Augenbewegung an die Speichermittel. Damit können die Daten auch aus der Ferne von einer ausgebildeten Fachkraft ausgelesen und interpretiert werden, ohne dass die zu untersuchende Person dazu die augenärztliche Praxis aufsuchen muss. Dies minimiert den Aufwand seitens des Patienten. Weiterhin ist dies für einen telemedizinisch orientierten Ansatz zur Behandlung des Glaukoms vorteilhaft.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Implantat zum Bestimmen eines Augeninnendrucks. Damit ist der Aufwand für Patienten, die bereits ein gattungsgemäßes Implantat im Auge implantiert haben äußerst gering. Es ist kein zusätzlicher medizinischer Eingriff erforderlich. Die zweite Spule, welche vor dem Auge, z.B. an einer Brille montiert werden kann, ist einfach anzubringen und in der Anschaffung günstig. Der Patient erhält damit ein System zum Erfassen des Gesichtsfeldes, welches gut handhabbar und portabel ist. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Flexibilität des Patienten aus. Die Messungen müssen nicht mehr standortgebunden in einer augenärztlichen Praxis durchgeführt werden.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst Energiebereitstellungsmittel zum Bereitstellen von Energie für die Transponderspule und/oder die Lesespule und/oder für die Messmittel und/oder für die Auslesemittel und/oder für die Datenübertragungsmittel und/oder für die Speichermittel und/oder das Implantat. Dies ermöglicht ein standortunabhängiges, automatisches und kontinuierliches Erfassen des Gesichtsfeldes. Nach einer Einweisung ist der Patient in der Lage die Messung eigenständig durchzuführen und so eine Überwachung des Auges und Glaukomschäden und/oder Gesichtsfeldstörungen zu gewährleisten.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe hinsichtlich der objektiven, weniger aufwendigen und sichereren Erfassung eines Gesichtsfeldes eines Auges durch die Verwendung eines in ein Auge einbringbaren, vorzugsweise zum Bestimmen eines Augeninnendrucks ausgestalteten, eine Transponderspule aufweisenden Implantats, um Grenzen eines Gesichtsfeldes objektiv zu erfassen gelöst. Dies ermöglicht das automatische und kontinuierliche Erfassen eines Gesichtsfeldes eines Auges unabhängig von der Mitwirkung des Patienten. Zur Durchführung der Messung ist der Patient nicht auf die Anwesenheit einer ausgebildeten Fachkraft angewiesen, sondern die Messung kann, nach einer Unterweisung von ihm eigenständig durchgeführt werden. Damit können die Änderungen der Parameter aufgrund der minimalen, sehr schnellen Bewegung des Auges erfasst werden. Dies ermöglicht die Erkennung feinster Augenbewegungen, woraus die Grenzen des Gesichtsfeldes bestimmt werden können.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der objektiven, weniger aufwendigen und sichereren Erfassung eines Gesichtsfeldes eines Auges hinsichtlich des Verfahrens mit einem gattungsgemäßen Verfahren gelöst, mit dem eine Augenbewegung gemessen wird. Dies ermöglicht über den Zusammenhang der schnellen Augenbewegung, die auch als sakkadische Bewegung bezeichnet wird, Rückschlüsse auf Glaukomschäden und/oder Gesichtsfeldstörungen zu ziehen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens eine Amplitude und/oder eine Frequenz der Augenbewegung, vorzugsweise zeitaufgelöst, gemessen. Dies ermöglicht Rückschlüsse auf das Gesichtsfeld der untersuchten Person, insoweit als dass die Amplitude der Augenbewegung eines Auges mit Glaukomschäden kleiner ist, gegenüber der Amplitude der Augenbewegung eines Auges ohne Glaukomschäden. Die zeitaufgelöste Messung ermöglicht es, Veränderungen über einen Zeitraum hinweg festzustellen und somit eine bessere Behandlung des Glaukoms sicherzustellen. Dies stellt eine wichtige Verbesserung in der Behandlung des Glaukoms dar.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Transponderspule in das Auge eingebracht. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Messung der Augenbewegung außerhalb einer augenärztlichen Praxis. Patienten die bereits über ein Implantat zur Messung des Augeninnendrucks verfügen, müssen sich keinem zusätzlichen medizinischen Eingriff unterziehen, da das Implantat zur Messung der Augenbewegung genutzt werden kann.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Lesespule zum Bestimmen von Parametern der Augenbewegung an einem definierten Bezugspunkt zu der Transponderspule außerhalb des Auges angeordneten. Damit ist für den Patienten keine zusätzliche aufwendige Optik zur Messung erforderlich. Damit wird ein einfach handhabbares und transportables System zur Erfassung des Gesichtsfeldes zur Verfügung gestellt, welches der Patient, nach einer Unterweisung eigenständig bedienen kann.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Hochfrequenz-Strom durch die Lesespule gesendet. Somit erfolgt die Erzeugung eines magnetischen Flusses zwischen der Transponderspule und der Lesespule von extern ausgelöst. Dies ermöglicht, dass über die Parameter des magnetischen Flusses (Amplitude und Frequenz) Rückschlüsse auf Glaukomschäden und/oder Gesichtsfeldstörungen gezogen werden können. Vorteilhaft ist dabei, dass die Messungen objektiv erfolgen und eine Mitarbeit des Patienten nicht erforderlich ist. Der Patient muss keinen zusätzlichen visuellen Reizen ausgesetzt werden. Es können alltägliche, zufällige Bewegungen des Auges gemessen werden. Dies stellt eine erhebliche Erleichterung für den Patienten dar, der für die notwendigen Messungen nicht eine augenärztliche Praxis aufsuchen muss.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden in einer Vergleichsmessung nach einer frei definierbaren Zeit die Parameter der Augenbewegung erneut gemessen. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung in kurzen Zeitabständen, beispielsweise stunden- oder tageweise hinsichtlich der Veränderungen des Gesichtsfeldes eines Patienten. Somit ist eine bessere Reaktion auf Veränderungen möglich, was eine erhebliche Verbesserung in der Behandlung des Glaukoms darstellt.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden Veränderungen der erfassten Parameter der Augenbewegung einer Eingangsmessung und der Parameter der Vergleichsmessung nach einer frei definierbaren Zeit ausgewertet. Somit können über die Veränderungen der Parameter Rückschlüsse auf Glaukomschäden und/oder Gesichtsfeldstörung gezogen werden. Die Messungen können vom Patienten eigenständig ausgelöst werden und die Veränderungen der erfassten Parameter können über einen Algorithmus ausgewertet werden. Dies ermöglicht einen telemedizinisch orientierten Ansatz für die Behandlung des Glaukoms. Die aktive Mitwirkung des Patienten an der Erfassung der Parameter ist damit nicht mehr erforderlich, was das Verfahren sicherer macht und die Messergebnisse besser vergleichbar.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Gesichtsfeld des Auges und/oder werden zeitliche Veränderungen des Gesichtsfeldes des Auges anhand von Veränderungen der Parameter bestimmt. Damit wird eine objektive Erfassung des Gesichtsfeldes außerhalb einer augenärztlichen Praxis ermöglicht. Dies ermöglicht die Erfassung der Daten über einen längeren Zeitraum hinweg, was wiederum eine genaue Analyse der Messdaten und damit verbunden ein Erkennen von Veränderungen von z.B. durchschnittlicher Geschwindigkeit und/oder -amplitude der Augenbewegung ermöglicht.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden Relativbewegungen des Kopfes zum Auge mittels eines zusätzlichen Sensors, insbesondere eines Beschleunigungs- und/oder Lagesensors, bestimmt. Dies ermöglicht den Erhalt einer besseren Datenqualität der erfassten Parameter der Augenbewegung, indem Bewegungsartefakte erkannt werden. Damit wird die Auswertung über einen Algorithmus oder ein System künstlicher Intelligenz ermöglicht.
-
Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
-
Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
- 1: schematisch und nicht maßstabgerecht eine Anordnung einer Transponderspule auf einem Implantat zum Bestimmen des Augeninnendrucks und einer Lesespule vor dem Auge, befestigt an einer Brille sowie dem induzierten Magnetfeld gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 1a: den Aufbau der Elektronik in einer Anordnung einer Brille mit Lesespulen zum Senden und Empfangen eines Signals;
- 2: eine schematische Darstellung eines Implantates zum Bestimmen des Augeninnendrucks mit einer Transponderspule gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 3: Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Bestimmen der Änderungen des Gesichtsfeldes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 4: schematisch die Veränderung der Kopplung zwischen den elektromagnetisch gekoppelten Spulen in Abhängigkeit des Winkels φ der Augenbewegung;
- 5: eine schematische Darstellung einer Anordnung einer Brille mit separaten Empfangsspulen vor dem Auge;
- 6: den Aufbau der Elektronik in einer Anordnung einer Brille mit separater Empfangsspule.
-
In 1 ist schematisch die Anordnung einer Transponderspule 1 auf einem Implantat 2 zum Bestimmen des Augeninnendrucks und einer Lesespule 3 an einem definierten Punkt vor dem Auge, beispielsweise befestigt an einer Brille 4, sowie dem induzierten Magnetfeld 5 dargestellt. Das Implantat 2, das die Transponderspule 1 integriert, wirkt wie ein passiver Transponder, d.h. es wird eingeschaltet, sobald die durch den Magnetfluss induzierte Energie für den Betrieb ausreicht. Ein durch die Lesespule 3 gesendeter Strom, beispielsweise ein Hochfrequenz-Strom, erzeugt einen magnetischen Fluss. Somit entsteht zwischen den beiden Spulen eine schwache Kopplung, die in ihrer Intensität durch minimale Bewegung des Auges 6, in dem die Transponderspule 1 implantiert ist, verändert wird. Die Parameter des magnetischen Flusses werden von einer Lesespule 3 ausgelesen.
-
Ein Augeninnendrucksensor 2 wird im Auge 6 des Patienten implantiert und dient dort regelmäßig der Messung des Augeninnendrucks und damit verbunden der Behandlung des Glaukoms. Dazu ist die Brille 4 stets vor dem Auge 6 des Patienten angeordnet und der Augeninnendruck wird kontinuierlich gemessen. Es werden z.B. Druckprofile von mehreren Stunden oder Tagen aufgezeichnet. In gleicher Weise können erfindungsgemäß mit der in 1 gezeigten Anordnung Veränderungen des Gesichtsfeldes aufgezeichnet werden.
-
1 zeigt weiterhin, dass die Lesespule 3 in einem miniaturisierten Package mit einem Akkumulator und/oder einer Batterie 7 zum Bereitstellen von Energie für die Transponderspule 1 und die Lesespule 3 an der Brille 4 angeordnet ist.
-
Zur Verbesserung der Datenqualität ist es ggf. erforderlich, die Bewegungen des Kopfes relativ zum Auge mit einem zusätzlichen 3D-Beschleunigungs- und/oder Lagesensor 9 zu bestimmen.
-
1 a zeigt den Aufbau der Elektronik in einer Anordnung einer Brille mit Lesespulen 3. In dieser Anordnung dient die Lesespule 3 sowohl dem Empfangen als auch dem Senden eines Signals. Eine separate Spule zum Empfangen des Signals ist nicht erforderlich, da die Lesespule 3 in einem breitbandigen Bereich arbeitet, der sowohl zum Senden als auch zum Empfangen ausreichend ist.
-
Wie aus 1a ersichtlich, ist ein Hochfrequenzgenerator 24 an die Lesespule 3 angeschlossen. Dieser erzeugt einen Hochfrequenzstrom, welcher durch die Lesespule 3 gesendet wird und dort einen magnetischen Fluss erzeugt. Dadurch entsteht auf der Seite der Lesespule 3 ein Schwingkreis 25. Der Transponderschwingkreis 26 auf der Seite der Transponderspule 1 verhält sich wie ein passiver Schwingkreis. An den Hochfrequenzgenerator 24 ist außerdem eine Auswerteelektronik angeschlossen, um feinste Bewegungen 27 der Augen in allen Raumachsen detektieren zu können.
-
An die Transponderspule 1 ist der Mikrochip 8 angeschlossen, der während der Durchführung der Messung inaktiv ist.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Implantates zum Bestimmen des Augeninnendrucks 2 mit einer Transponderspule 1. Auf dem Augeninnendrucksensor 2 ist weiterhin ein Mikrochip 8 angeordnet, der zur Durchführung der Messung so gespeist wird, dass seine Arbeitsschwelle noch nicht erreicht ist und sich das Implantat 2 wie ein passiver Schwingkreis verhält.
-
Zur Durchführung der Messung der Augenbewegung wird lediglich die Lesespule 3 minimal erregt, sodass eine ausreichende Feldstärke zum Betrieb des Implantates 2 zur Verfügung steht. Dazu muss ein Signal von extern, beispielsweise von der zu untersuchenden Person, gegeben werden, sodass die Induktion eines Stromes in der Transponderspule erfolgt. Somit entsteht zwischen der Transponderspule 1 und der Lesespule 3 eine schwache Kopplung, die in ihrer Intensität durch minimale Bewegung des Auges, in welchem die Transponderspule 1 implantiert ist, verändert wird. Der Mikrochip 8 ist für die Durchführung der Messung inaktiv.
-
Die in 2 gezeigte Transponderspule 1 muss nicht zwingend auf einem in das Auge zu implantierenden System 2 angeordnet sein, sondern kann im Rahmen der Erfindung auch in Kontaktlinsen integriert werden.
-
3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Bestimmen der Änderungen des Gesichtsfeldes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In einer Eingangsmessung S1 werden die Parameter des Gesichtsfeldes bestimmt und gespeichert. Nach einer frei definierbaren Zeit t wird eine Vergleichsmessung S2 durchgeführt und es werden die Parameter des Gesichtsfeldes erneut bestimmt. Anschließend werden die Ergebnisse miteinander verglichen und algorithmisch bzw. durch eine künstliche Intelligenz ausgewertet. Es findet eine Auswertung S3 der Parameter statt. Die Änderungen der Amplitude und der Frequenz der Augenbewegung werden mit Gesichtsfeldstörungen bzw. Glaukomschäden in Zusammenhang gebracht.
-
4 zeigt die elektromagnetische Kopplung k 28 der Lesespule 3 und der Transponderspule 1, welche auf dem Implantat 2 angeordnet ist. Die elektromagnetische Kopplung 28 verändert sich in Abhängigkeit feinster Bewegungen des Auges 11. Die Bewegungen des Auges 11 sind in 4 als Winkel φ dargestellt.. Der Winkel φ ist der Verdrehwinkel des Auges in alle drei Raumachsen. Wie in 4 darstellt, ist die Kopplung 28 bei einem Winkel φ = 0° maximal und nimmt in Abhängigkeit des Winkels φ ab. Die Änderung der Kopplung der Lesespule 3 und der Transponderspule 1 wird aufgezeichnet und ausgewertet.
-
5 zeigt eine Anordnung einer Brille mit separaten Empfangsspulen 10. In einer derartigen Anordnung wird das Signal von der Lesespule 3 gesendet und von den separaten Empfangsspulen 10 zurückgeholt. Dadurch kann die Lesespule 3 schmalbandiger ausgeführt werden. Außerdem können so durch eine Triangulation die Position und Ausrichtung des Implantates 2 und damit die feinsten Bewegungen 27 des Auges detektieren werden, um somit die Qualität der Daten weiter zu verbessern.
-
Die Funktionsweise der Anordnung wie in 5 dargestellt ist identisch zu der Funktionsweise der Anordnung wie in 1 a dargestellt.
-
6 zeigt den Aufbau der Elektronik in einer Anordnung einer Brille mit separaten Empfangsspulen 10. In dieser Anordnung wird das Signal von der Lesespule 3 gesendet und von den separaten Empfangsspulen 10 zurückgeholt. Die Empfangsspule 10 ist an die Auswerteelektronik 20 gekoppelt, sodass die empfangenen Signale gespeichert und ausgewertet werden können.
-
Abgesehen von der zusätzlichen Empfangsspule 10 ist der Aufbau der Elektronik identisch zu dem Aufbau der Elektronik der Anordnung einer Brille mit Lesespulen 3, wie in 1a dargestellt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Transponderspule
- 2
- Augeninnendrucksensor
- 3
- Lesespule
- 4
- Brille
- 5
- Induziertes Magnetfeld
- 6
- Auge
- 7
- Akkumulator und/oder Batterie
- 8
- Mikrochip
- 9
- 3D-Beschleunigungs- und/oder Lagesensor
- 10
- Empfangsspule
- 11
- Augenbewegung
- 20
- Auswerteelektronik
- 24
- Hochfrequenzgenerator
- 25
- Schwingkreis
- 26
- Transponderschwingkreis
- 27
- Augenbewegung
- 28
- elektromagnetische Kopplung
- S1
- Eingangsmessung
- S2
- Vergleichsmessung
- S3
- Auswertung der Parameter
