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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung,
insbesondere Korrektur, des Schielwinkels eines Schielenden.
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Um
eine Verbesserung im Seheindruck Schielender, bei denen Doppelbilder
auftreten, zu erzielen, wendet man sog. Fusionstherapien an. Bei
einer derartigen Therapie werden dem Schielenden zwei Bilder gezeigt
z. B. ein Kreuz und ein Kreis, die langsam vor den Augen des Erkrankten
zusammen geführt
werden. Ziel der Therapie ist es, dass der Schielende erlernt, jegliche
im Seheindruck auftretenden Doppelbilder auch außerhalb des Trainings zu fusionieren.
Die Therapie bedarf dabei regelmäßiger Trainingssitzungen.
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Derzeitig
angewandte Fusionstherapien bestehen aus bestimmten Prismenanordnungen
oder dem Polatest, bei dem ebenfalls Prismen eingesetzt werden.
Beim Polatest beispielsweise werden dem Schielenden Kreuze, Quadrate
oder andere schlichte Formen gezeigt, die zu fusionieren sind. Für jede Fusionstherapie muß erst einmal
der Schielwinkel ausgemessen werden. Eine solche Messung erfolgt über eine
Prismenleiste. Der Schielende muß dabei selbst äußern, bei
welcher Prismenstärke
er einen klaren Seheindruck hat. Des Weiteren kann der Schielwinkel
auch mit Hilfe des Maddox-Kreuzes
(Tangententafel) ermittelt werden.
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Herkömmliche
Fusionstherapien weisen nur unbefriedigende Erfolgsergebnisse auf.
Einfache Formen reizen die neuronale Aktivität des Patienten in einem nur
unzureichenden Maße,
wodurch die Lerneffektivität sehr
niedrig bleibt. Bisherige Schielwinkel-Messmethoden und Fusionstherapien
orientieren sich nicht an der natürlichen Sehempfindung. Darin
besteht ein weiterer Mangel herkömmlicher
Schieltherapien: Die während des
Trainingsvorgangs erworbenen Verbesserungen im Seheindruck können nicht
auf die reale Umgebung übertragen
werden; so bleibt ein dauerhafter Therapieerfolg aus. Die Ermittlung
des Schielwinkels ist sehr subjektiv, da sie stark von der momentanen
Verfassung des Patienten abhängt.
Derzeit gibt es keine Trainingstherapien, die am Arbeitsplatz, sowie
im Freizeitbereich einsetzbar sind. Bisher erfolgte bei Schieltherapien
kein Einsatz intelligenter Biofeedback-Sensorik.
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Aus
dem
US-Patent 5,094,521
A ist eine Vorrichtung bekannt, mit der manifeste oder
latente Schielformen untersuchet werden können. Ein Patient betrachtet
dabei verschiedene Lämpchen
auf einer Anzeigevorrichtung, während
sein Kopf in einer Stütze
fixiert ist. Bei latenten Schielformen treten Fehlstellungen der Augen
erst dann auf, wenn man eines der Augen für einige Zeit abdeckt. Die
visuelle Fusion, d. h. die neuronale Vereinigung der Seheindrücke beider
Augen zu einem Seheindruck wird dadurch aufgehoben. Vermag das Gehirn
eine leichte anatomische Fehlstellung der Augen durch die so genannte
sensorische Fusionsbreite zu kompensieren, tritt bei Aufhebung der
Fusion die Fehlstellung hervor. Dazu dienen die in der
US 5,094,521 A verwendeten
LCD-Shutter die an der Kopfstütze
vor den Augen des Patienten angebracht sind. Aus der in den Kamerabildern
vor und nach Abdecken eines Auges auftretenden Positionsänderung
des nicht abgedeckten Auges wird die Fehlstellung mittels Eye-Tracking-Software
bestimmt. Damit die Fehlstellung sichtbar wird, d. h. damit das
nicht abgedeckte Auge eine Einstellbewegung macht, ist es notwendig,
das andere Auge für etwa
eine oder mehrere Sekunden abzudecken um die visuelle Fusion zu
unterbrechen. Hierzu werden verschiedene in der Fachwelt bekannte
Cover-Uncover-Tests angewendet. Die
US 5,094,521 A beschreibt damit keine Möglichkeit
eine Fusionstherapie bei einem Schielenden durchzuführen.
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Die
deutsche Offenlegungsschrift
DE 34 40 268 A1 beschreibt ein Verfahren,
bei dem durch eine Polarisationsfilterbrille oder durch eine Shutter-Brille
ermöglicht
wird, ein Bild an verschiedenen Positionen wahrzunehmen, um die
Bilder für
einen Schielenden fusionierbar zu machen. Ein Nachteil dieser Methode
besteht darin, dass der Bildabstand der an verschiedenen Positionen
gezeigten Bilder manuell korrigiert werden muss. Eine automatische
Einstellung des Bildabstandes erfolgt nicht.
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Apparatur für eine programmierbare
Biofeedback-Schieltherapie. Die Apparatur bietet dem Patienten eine
Fusionstherapie, bei der Bildmaterial auf einem Monitor angezeigt
wird. Für
einen 3D-Eindruck sieht der Schielende durch eine Shutter-Brille
auf den Bildschirm. Der Proband ist dabei durch eine Kinnstütze, bestehend
aus einer Stützschale
für das
Kinn sowie einer Stirnstütze, fixiert.
Damit der Abstand der auf dem Monitor angezeigten Bilder der gleiche
wie im eigenen Doppelbild-Seheindruck des Schielenden ist, muß kontinuierlich
der Schielwinkel ermittelt werden. Diese Ermittlung wird mit Hilfe
einer Kamera vorgenommen, die ständig
die Augen des Probanten beobachtet und die aufgenommenen Bilder
an ein dafür
entwickeltes Computerprogramm „EyePos” weiterleitet.
Dieses Programm ist in der Lage, über eine genaue Pupillenmittelpunktsbestimmung
den Schielwinkel zu berechnen. Der Schielwinkel wird also gänzlich berührungslos
ermittelt. Mit Hilfe der aktuell ermittelten Schielwinkelwerte kann
das Programm nun den Doppelbildabstand auf dem Monitor genau anpassen.
Der Abstand der angezeigten Doppelbilder auf dem Monitor kann allerdings
auch manuell geregelt werden.
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Wenn
der Normalsichtige einen Punkt anfixiert, treffen sich in dem Fixationspunkt
die Sehachsen beider Augen. Beim Schielenden ist dies nicht möglich, die
Sehachsen gehen auseinander oder überkreuzen sich und zielen
auf nebeneinander liegende Fixationspunkte. Da die Fixationspunkte
bei dem Therapieverfahren immer in einem bestimmten Abstand voneinander
auf dem Monitor liegen, drückt
sich der Schielwinkel eines Patienten in einem bestimmten Abstand
zwischen den Fixationspunkten beider Augen aus. Im Folgenden wird dieser
Abstand Fixationsabstand genannt. Auf dem Monitor soll ein Trainingsbild
diesem Fixationsabstand entsprechend abwechselnd verschoben und
unverschoben angezeigt werden; der Abstand zwischen verschobenem
und unverschobenem Bild wird nachfolgend als Doppelbildabstand bezeichnet.
Die Position einer Pupille entspricht nun einer bestimmten Position
des Fixationspunktes. So kann mit Hilfe der aus der Kameraaufnahme
bestimmten Positionen der Pupillen auf den gesuchten Fixationsabstand
zurückgeschlossen
werden. Die benötigte
Abhängigkeitsvorschrift,
mit der sich aus der Pupillenposition die Fixationspunktposition
bestimmen lässt,
wird zuvor in einem Eichverfahren ermittelt.
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Zwei
wesentliche Aufgaben sind beim Therapieverfahren zu trennen: Es
soll kontinuierlich der Fixationsabstand ermittelt werden. Gleichzeitig
wird der Doppelbildabstand im Programm angepasst. Zwei Systemteile
sind voneinander abgegrenzt:
Der erste Teil besteht aus einer
Digital-Kamera, mit ihr werden digitale Aufnahmen von den Augen
des Patienten aufgenommen, einem Capture-Driver-Programm, es speichert kontinuierlich
aktuelle Aufnahmen der Kamera in einer Datei, und schließlich der
Bildauswertungssoftware, von der die zur Berechnung des erforderlichen
Doppelbildabstandes benötigten
Fixationspunktpositionen der Augen ermittelt werden. Dazu ist eine
Fixierung des Gesichtes erforderlich, die durch die Verwendung einer
Kopfstütze
erfolgt.
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Der
zweite Teil besteht aus der Software-Komponente, die die Anzeige
der Doppelbilder auf dem Bildschirm und ihren Abstand steuert. Die
Doppelbilder werden über
die Grafikkarte an den Monitor übertragen. Durch
die Software muss zudem die Synchronisation mit der Shutter-Brille
festgelegt sein, der Bildwechsel muss im Takt mit der Shutter-Brille
laufen. Dafür
muss direkter Zugriff des Programms auf die Grafikkarte möglich sein.
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Systemteil 1: Kontinuierliche Ermittlung
des Fixationsabstandes
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Aufbau:
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Damit
in einem Kamerabild aus der Position der Pupillen auf die Positionen
der Fixationspunkte beider Augen zurückgeschlossen werden kann,
ist es erforderlich, dass der Abstand von den Augen des Patienten zur
Kamera und zum Monitor konstant bleibt. Ebenso darf sich die Haltung
des Kopfes nicht stark ändern.
Zu diesem Zweck wird eine ophthalmologische Kinnstütze verwendet,
die aus einer Stützschale
für das
Kinn sowie einer Stirnstütze
besteht. Die Kinnstütze
und die auf einem Stativ angebrachte Kamera werden auf einer festen
Platte angebracht, so dass beide Augen des Patienten, während dieser
an der Kinnstütze
sitzt, im Aufnahmefeld der Kamera liegen. Um die Auswertung einer
Kameraaufnahme beider Augen zu erleichtern, wird das Gesichtsfeld
des Probanden beleuchtet, damit der Kontrast zwischen der weißen Sklera
mit darüber
liegender Bindehaut und der dunkelfarbigen Iris im Auge deutlicher
hervorgehoben wird (in Vorversuchen hatte sich gezeigt, dass das
Licht von Leuchtstoff-Lampen am deutlichsten diese Farbkontraste
darstellt). Um programmstörende
Reflexionspunkte möglichst
zu vermeiden, wird das Licht mit Hilfe einer mit kleinen Prismen besetzten
Plexiglasplatte gestreut.
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Entwicklung der Bildauswertungs-Software „EyePos”
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Für Software,
mit der die Position und die Blickrichtung der Augen erkannt wird,
gibt es zwei mögliche Verfahrensweisen:
Es werden entweder die Reflexe der Augenbewegung detektiert oder
aus Einzelbildern vom Gesicht die Augenpositionen bestimmt. Das
zweite Verfahren wurde hier bevorzugt, da es bei geringerem technischen
und finanziellen Aufwand eine höhere
Präzision
ermöglicht
(nachteilig ist, dass die erforderliche Rechenleistung eine geringere
Reaktionsgeschwindigkeit auf die Augenbewegung zulässt; da
das Schielverhalten detektiert wird ist eine Auswertungsgeschwindigkeit
von etwa einem Bild pro Sekunde ausreichend).
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Für die Entwicklung
der Auswertungs-Software wurde die Programmiersprache „Basic” unter
Verwendung von „Visual
Basic 6.0” eingesetzt.
Kernaufgabe der Bildauswertungskomponente ist die Ermittelung der Positionen
der Pupillenmitten in einer Kameraaufnahme vom Gesichtsausschnitt.
Genutzt wird dabei der Kontrast zwischen der hellen Sklera mit der
Bindehaut und der Iris. Da an der Grenze der Grünanteil wesentlich stärker schwankt
als der Rot- oder
Blauanteil, wird nur dieser verwendet, um die Grenze zu finden.
Während der
Grünanteil
in der Sklera bei 170 bis 240 liegt (RGB-Farbwert; liegt für rot, grün und blau
zwischen 0 und 255), sinkt er in der Iris auf 100 bis 120. Mit Suchschleifen,
in denen für
Pixelreihen der Grünanteil
bestimmt wird, werden Randpunkte der Iris ermittelt: Ein Randpunkt
wird durch Unterschreiten eines Schwellenwertes (beim Übergang
Sklera – Iris)
oder Überschreiten
(beim Übergang
Iris – Sklera)
gefunden. Aus den Randpunkten wird der Pupillenmittelpunkt berechnet
unter der Annahme, dass die Iris kreis- bzw. ellipsenförmig ist
und der Irismittelpunkt dem Pupillenmittelpunkt entspricht. Zwei
Verfahren wurden hierfür
entwickelt:
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Vier-Punkte-Verfahren
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Die
Startwerte der Suchschleifen werden durch Klicken mit dem Cursor
in das Bild der Sklera vorgegeben (beim rechten Auge rechts der
Iris, beim linken Auge links der Iris).
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Von
diesem Punkt ausgehend sucht die Schleife für das rechte Auge nach links
bzw. beim linken Auge nach rechts auf die Iris zulaufend. Die Schleife
sucht also solange in Richtung Iris bis sie auf einen Pixel stößt, bei
dem der Schwellenwert unterschritten wird (s. Skizze 1).
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Sobald
dieser Randpunkt erreicht und im Programm eingespeichert ist, wird
eine erneute Suche auf der gleichen Y-Koordinate nach oben gestartet.
Trifft die Schleife in dieser Richtung wieder auf einen Pixel, bei dem
der Grünwert über dem
Schwellenwert liegt, stoppt sie, springt wieder einen Pixel zurück, also
in die Iris, und speichert dessen Koordinaten. Dasselbe geschieht
noch einmal vom erst gespeicherten Pixel aus in entgegengesetzte
Richtung (s. Skizze 2).
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Sobald
diese Kontrastkoordinaten oben und unten ermittelt sind, startet
vom oberen Pixelpunkt eine Suche nach links beim rechten Auge (bzw.
nach rechts beim linken Auge). Sobald ein Pixel mit einem Grünanteil über dem
Schwellenwert erreicht ist, stoppt die Suche und springt einen Pixel
zurück
in die Iris und speichert die Koordinaten ein. Von dort startet
wieder eine Schleife bis bei einem Pixel der Schwellenwert überschritten
wird. Das gleiche Verfahren erfolgt noch einmal nach unten. Mit
Hilfe der vier ermittelten Eckkoordinaten ist nun eine Mittelpunktbestimmung
der Augenpupille möglich:
Der arithmetische Mittelwert aus X-Koordinaten und Y-Koordinaten
ergibt die Koordinaten des Mittelpunktes (s. Skizze 3).
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Kontrast-Kreis-Verfahren
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Um
eine größere Genauigkeit
bei der Berechnung der Pupillenmitte zu erzielen, wird beim Kontrast-Kreis-Verfahren
eine größere Anzahl
von Randpunkten der Iris gefunden. Es baut auf die Suchergebnisse des
Vier-Punkte-Verfahrens auf: Von dem im ersten Schritt berechneten
Mittelpunkt aus werden die Randpunkte der Iris auf der Höhe des vorläufigen Mittelpunktes
mit Suchschleifen links und rechts an der Iris gefunden. Von diesen
aus werden vier Suchvorgänge
gestartet; von beiden Punkten aus wird nach oben und nach unten der
Rand des jeweiligen Viertelkreis-Sektors abgesucht. Bei diesen Suchvorgängen wechseln
sich zwei Suchschleifenrichtungen ab: Für jede der vier Schleifen wird
der Startpunkt 5 Pixel in X-Richtung vom Irisrand nach außen verlegt.
Für die
zwei Schleifen, die am linken oder rechten Rand nach oben suchen,
wird der Startpunkt daraufhin um 5 Pixel nach oben, für die zwei,
die nach unten suchen, wird der Startpunkt nach unten verschoben.
Von dort aus suchen die vier Schleifen bis zum jeweiligen Irisrandpunkt
(Übergang
von hohem nach niedrigem Grünanteil)
(s. Skizze 4, fette Zeichenelemente).
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Nun
starten von den gefundenen Randpunkten erneut vier Schleifen: Die
Startpunkte werden um 5 Pixel in die Iris verlegt, für die nach
oben suchenden Schleifen erneut 5 Pixel nach oben, für die nach
unten suchenden Schleifen um 5 Pixel nach unten. Von dort aus sucht
jede der vier Schleifen wieder nach außen zum jeweiligen Irisrandpunkt
(Übergang
von niedrigem zu hohem Grünanteil).
Danach beginnen von den so gefundenen Randpunkten aus erneut Schleifen,
die von außen
nach innen an den Irisrand suchen. In beiden sich abwechselnden
Suchschleifenfolgen werden in einer Suchrichtung drei von vier gefundenen
Randpunkten verwendet, um ein Dreieck zu erhalten, dessen Umkreismittelpunkt über den
Schnittpunkt der Mittelsenkrechten auf zwei Seiten des Dreiecks
gefunden wird. Aus den Koordinaten der drei Punkte werden nun die
Koordinaten des Umkreismittelpunktes bestimmt (s. Skizze 4; dünne Zeichenelemente):
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Aus
den Mittelpunkten, die in den nacheinander folgenden Suchdurchgängen berechnet
wurden, werden nun schließlich
als Endergebnis der Suche die arithmetischen Mittelwerte der Koordinaten
berechnet.
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Verwendung des Programms
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Das
Programm ist aufgebaut aus drei Komponenten für Eichung, Regelkreisbetrieb
(kontinuierliche Ermittlung des Fixationsabstandes) und Anzeige.
Nach dem Programmstart muss zunächst
die Eichungskomponente aufgerufen werden. Ihre Oberfläche enthält eine
Anzeige-Box für
die aktuelle Kameraaufnahme, über die
ein Pixel-Koordinatensystem gelegt ist. Für eine Reihe von 200 Pixeln
in der Aufnahme kann in einem Koordinatensystem auf der Komponentenoberfläche der
Grünwert
als Y-Koordinate aufgetragen werden. Dies dient zur Ermittlung des
speziell für
die Augenfarbe des Patienten erforderlichen Grünanteilschwellenwertes für die Kontrastfindung.
Die durch das Kontrast-Kreis-Verfahren gefundenen Punkte am Rand
der Pupillen sowie der berechnete Pupillenmittelpunkt werden in
dem Anzeigefeld eingezeichnet.
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Bei
der Eichung wird, während
ein Auge abgedeckt ist, mit dem anderen Auge wie folgt verfahren
(so kann auch das schielende Auge exakt fixieren): Es wird eine
waagerecht über
den Bildschirm verlaufende Skala eingeblendet mit einem für den Patienten
anzuvisierenden Fixationspunkt, der von der Mitte aus in Einzentimeterschritten
nach links und nach rechts bewegt wird; der positive Bereich der
Skala verläuft
zur Blickrichtung nach links, der negative nach rechts. Bei jedem
Zentimeterschritt erfolgt nun die Auswertung des Bildes vom Gesichtsausschnitt.
Die zu jedem Skalenwert des anzufixierenden Punktes gehörige Strecke
zwischen der Position der Pupillenmitte eines Auges und der Position
bei Fixierung des Skalenmittelpunktes (Nullpunkt) wird mit dem 4-Punkte- und Kontrast-Kreis-Verfahren
bestimmt. Es werden nun für
diese Streckenwerte des Auges durch Regression bei einem Polynom
vierter Ordnung, das durch den Nullpunkt verläuft (f(x) = ax4 +
bx3 + cx2 + dx),
die vier benötigten
Parameterwerte ermittelt für
die Funktion, mit der nun bei beiden Augen für jede Pupillenposition der
waagerechte Fixationsabstand bestimmt werden kann.
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Nach
der Eichkomponente wird die Regelkreiskomponente aufgerufen. Zunächst ist
es hier notwendig, einen Referenzpunkt in der Bildschirmmitte anzuzeigen,
um die Position der Pupillenmitte zu speichern, die beim Anvisieren
dieses Punktes auftritt, damit auch hier die Strecke zwischen der
Ausgangsposition der Pupillenmitte und der Position bei Fixierung
eines Punktes in waagerechtem Abstand zur Bildmitte berechnet werden
kann. Nachdem die im Eichverfahren ermittelten Parameterwerte hier
eingegeben sind, wird nun hier mit dem Kontrast-Kreis-Verfahren
automatisch für
die aktuelle gespeicherte Kameraaufnahme die waagerechte Position
der Fixationspunkte der Augen des Patienten bestimmt. Gleichzeitig
wird im Regelkreisbetrieb die Anzeigekomponente gestartet. Der durch
das Schielen entstehende Fixationsabstand wird nach der Auswertung
eines Bildes kontinuierlich an die Anzeigekomponente weitergeleitet.
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Berechnet
und angezeigt werden die Koordinaten der aktuellen Pupillenmittelpunkte,
die Positionen der Fixationspunkte beider Augen und der aus dem
Abstand vom Auge zum Monitor resultierenden Schielwinkel. Dieser
wird hier näherungsweise
berechnet:
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Um
den exakten Schielwinkel zu berechnen, müsste der genaue Abstand beider
Augen bekannt sein; die Abweichung der Näherung beträgt etwa 0,2% (bei einem Abstand
zwischen den Pupillen von 6 bis 7 cm).
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Systemteil 2: Anpassung des Doppelbildabstandes
und Anzeige
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Aufbau
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Der
Monitor wird in konstantem Abstand zur Kopfstütze aufgestellt. Damit es möglich wird,
dass trotz der Shutter-Brille Aufnahmen von beiden Augen mit der
Digital-Kamera erstellt werden können,
wird die Brille in einem Abstand vor den Augen des Patienten am
Gerüst
der Kopfstütze
befestigt. Dadurch bleiben die Augen unter dem unteren Rand der
Shutter-Brille für
die Kamera unverdeckt.
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Programmkomponente zur Anzeige
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Unter
Verwendung der „DirectX7-Objektbibliothek” wurde
eine Anzeigeoberfläche
erstellt. Die Funktion, im Takt der Shutter-Brille abwechselnd ein
Bild verschoben und unverschoben anzuzeigen, wurde mit Hilfe der
DX7-Komponente „Direct3D” erreicht.
Mit dieser werden Objekte als Textur in einem dreidimensionalen Koordinatensystem
dargestellt, so dass der Shutter-Brillen-Treiber das Bild auf dem
Monitor in ein Doppelbild aufspaltet, in dem der Bildabstand der
Tiefeninformation entspricht. In diesem dreidimensionalen Koordinatensystem
wurde ein zweidimensionales Trainingsbild dargestellt. Es konnte
dadurch auf indirektem Wege der Doppelbildabstand durch Ändern der
Z-Koordinate der Bildebene variiert werden. Zu diesem Zweck musste zunächst der
Zusammenhang von virtueller Entfernung in Z-Richtung zum angezeigten
Doppelbildabstand ermittelt werden. Der Doppelbildabstand kann außerdem manuell
durch Buttons auf der Oberfläche
der Regelkreiskomponente geregelt werden.
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Somit
sind folgende Merkmale von Bedeutung:
Das Zusammenwirken aus
kontinuierlicher computergestützter
automatischer Ermittlung des Schielwinkels bei einem Patienten und
gleichzeitige Anpassung von zu fusionierenden Trainingsbildern auf
den aktuellen Schielwinkel. Hierbei wird kontinuierlich aus aktuellen
Kameraaufnahmen vom Gesichtsausschnitt des Patienten über die
Positionen beider Pupillen auf den Abstand der Fixationspunkte beider
Augen und, bzw. oder den Schielwinkel mit einem Computer-Programm
zurückgeschlossen.
Außerdem
wird im nächsten
Schritt, dem Abstand zwischen den Fixationspunkten entsprechend,
ein Trainingsbild auf einem Monitor abwechselnd verschoben und unverschoben
angezeigt, das der Patient durch eine Shutter-Brille die mit dem
Bildwechseltakt synchron läuft,
betrachtet.
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Bei
der computergestützten
Ermittelung des Schielwinkels aus den Pupillenpositionen in einem
Kamerabild des Gesichtsausschnitts wird zunächst in einem Eichverfahren
die Abhängigkeitsvorschrift
der Position der Pupillenmitte von der Position des anvisierten
Fixationspunktes ermittelt. Im weiteren Verfahren wird über die
Entfernung zum Monitor von den Fixationspunkten beider Augen auf
den Schielwinkel geschlossen, außerdem wird mit einem Computerprogramm
auf das aktuelle Kamerabild zugegriffen und über das Absuchen der Kontrastgrenze
zwischen Iris und Sklera die Pupillenmitte ermittelt.
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Erfindungsgemäß wird die
Regelung des Abstandes zwischen einem abwechselnd verschoben und unverschoben
angezeigten Bild, das um das Fusionieren zu trainieren einem Patienten über eine
Shutter-Brille gezeigt wird, dadurch erreicht, dass das Bild in
horizontaler und, bzw. oder in vertikaler Richtung auf einem Monitor,
dem Schielwinkel entsprechend, verschoben angezeigt wird bei gleichzeitiger
Ermittlung des Schielwinkels.
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Bei
der Therapie zur Verkleinerung des Schielwinkels wird hierbei der
Schielwinkel eines Patienten kontinuierlich computergestützt ermittelt.
Hierbei werden auf den aktuellen Schielwinkel zwei zu fusionierende identische
in einem bestimmten Abstand auf einem Monitor gezeigte Bilder angepasst,
die, durch eine Shutter-Brille betrachtet, zu fusionieren sind,
wobei der Abstand zwischen diesen identischen Bildern um einen Betrag
kleiner als der Abstand zwischen den Fixationspunkten eingestellt
wird, um eine Verkleinerung des Schielwinkels durch Training zu
erzielen.
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Die
Ermittlung der Positionen der Pupillenmitten in dem digitalen Kamerabild
von dem Gesichtsausschnitt wird dadurch erreicht, dass anhand eines
absoluten Schwellenwertes in der zweiten Ableitung der Funktion
des grünen
Farbanteilwertes in Abhängigkeit
von der Koordinate eines Punktes im Bild der Übergang zwischen der Sklera
(grüner
Farbanteil hoch) und der Iris (grüner Farbanteil niedrig) gefunden
wird. Zunächst werden
mit Suchschleifen viele Randpunkte an dem Übergang Sklera – Iris gefunden
und aus diesen wird der Mittelpunkt berechnet.
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Die
gleichzeitige Anzeige von Bildmaterial für den Proband sowie die Anzeige
vom aktuellen Kamerabild mit ermittelten Pupillenpositionen auf
dem Monitor wird dadurch erreicht, dass zwei verschiedene Fenster angezeigt
werden, in denen einmal das auf den aktuellen Schielwinkel des Probanden
angepasste Bildmaterial angezeigt wird und einmal das von der Digitalkamera
aufgenommene Bild beider Augen des Probanden auf dem die von verschiedenen
Suchschleifen gefundene Pupillenmitten sichtbar sind angezeigt wird.
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Erfindungsgemäß wird die
Regelung des Abstandes zwischen einem abwechselnd verschoben und unverschoben
angezeigten Bild, das um das Fusionieren zu trainieren einem Patienten über eine
Shutter-Brille gezeigt wird, gekennzeichnet durch das Bild in horizontaler
und, bzw. oder in vertikaler Richtung auf einem Monitor, dem Training
zur Verkleinerung des Schielwinkels angepasst, verschoben angezeigt
wird.
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Die
Therapie zur Behandlung Schielender ist dadurch gekennzeichnet,
dass als Trainingsmedium auf einem Computermonitor sowohl Computerprogramme
als auch Computerspiele und bewegtes Bildmaterial wie z. B. Filme
angezeigt werden, bei denen ein einzelnes Bild in horizontaler und,
bzw. oder in vertikaler Richtung auf dem Computermonitor, dem Schielwinkel
oder dem Training zur Schielwinkelverkleinerung angepasst entsprechend,
verschoben angezeigt wird bei gleichzeitiger Ermittlung des Schielwinkels.
