DE19543973C2 - Vorrichtung zur Untersuchung des Gesichtsfeldes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Untersuchung des Gesichtsfeldes eines Auges durch visuelle, örtlich veränderbare Testzeichen) mit einem Sichtschirm, mit einer Lichtquelle und mit einer Blendeneinrichtung zur Erzeugung der Testzeichen.

Derartige Vorrichtungen sind aus der Praxis bekannt und finden in der Gestalt eines Kampimeters oder eines in DE-AS 24 28 441 beschriebenen Perimeters Anwendung. Mit diesen Vorrichtungen wird die Verteilung der Lichtunterschiedsempfindlichkeit im Gesichtsfeld geprüft, wobei diese die Fähigkeit des Auges beschreibt, einen Helligkeitsunterschied zwischen einem Testzeichen und dessen Untergrund wahrzunehmen. Die Lichtunterschiedsempfindlichkeit hat als fundamentale Sehfunktion des visuellen Systems erhebliche Bedeutung für den klinischen Bereich.

Historisch stehen am Anfang der Untersuchung des Gesichtsfeldes kampimetrische Vermessungen, bei denen auf einer planen Beobachtungsfläche unterschiedliche Testzeichen dargeboten werden. Kampimeter werden bis heute vor allem zur differenzierten Prüfung des zentralen Gesichtsfeldes verwendet.

Um auch periphere Bereiche des Gesichtsfeldes ausmessen zu können, wurden Perimeter entwickelt, wobei man zwischen Bogen- und Halbkugelperimeter unterscheidet. Das Prinzip des Bogenperimeters besteht darin, dem Patienten einen Reiz auf einem Halbkreisbogen darzubieten, in dessen Zentrum sein Auge lokalisiert ist. Durch Verschwenken des Kreisbogens ist es möglich, eine komplette Halbkugelfläche zu vermessen.

Da eine für die Reproduzierbarkeit der Messung wichtige Kontrolle der Adaptationszustände des untersuchten Auges mit dem Bogenperimeter nur unzureichend möglich ist, hat sich seit der Verfügbarkeit ausreichend heller Lichtquellen zur gleichmäßigen Ausleuchtung der Halbkugel das Halbkugelperimeter durchgesetzt.

Bei den Perimetern wird die Halbkugel mit einer gegebenen Umfeldleuchtdichte ausgeleuchtet und durch einen helleren Leuchtfleck, das Testzeichen, ein Stimulus gesetzt. Bei den heute verwendeten Perimetern unterscheidet man zwischen manuellen und automatischen Perimetern. Bei den manuellen Perimetern wird der Projektionskopf für das Testzeichen so bewegt, daß rasch jeder Ort im Gesichtsfeld erreicht werden kann. Neben einer weißen Prüfmarke können auch farbige verwendet werden, wie dies für spezielle Fragestellungen erforderlich ist. Mit manuellen Perimetern kann man besonders gut eine rasche Prüfung des peripheren Gesichtsfeldes erreichen. Das zentrale Gesichtsfeld läßt sich nicht so differenziert untersuchen wie mit den automatischen Perimetern.

Bei diesem wird für die Stimuluserzeugung der Projektionskopf mittels Schrittmotoren bewegt. Nachteilig ist dabei, daß durch die Bewegung der Schrittmotoren ebenso wie durch die Betätigung des Verschlusses die Erzeugung des Stimulus angekündigt wird, so daß der Patient stets über den Zeitpunkt der Stimulusdarbietung informiert ist.

Aus WO 93/251 40 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der der Sichtschirm durch ein LCD-Display gebildet sein kann, mittels dessen optische Stimuli erzeugt werden, die vom Beobachter durch ein konventionelles optisches System betrachtet werden können.

Die DE 43 26 760 A1 schlägt vor, einen LCD-Bildschirm in eine Brille zu integrieren, der in dieser die Funktion eines Sichtschirmes übernehmen soll, auf dem optische Reize erzeugt werden. Diese Brille dient zur Untersuchung des zentralen Gesichtsfeldes, wobei wichtige Sehfunktionen im Bereich von 30 bis 40° des Gesichtsfeldes überprüft werden können.

Alle die vorbeschriebenen Geräte ergänzen einander, da bei bestimmten Fragestellungen jenes Vorteile aufweist, bei andere Fragestellungen aber ein anderes. Alle gewünschten Untersuchungsmethoden mit einem Gerät auszuführen ist bisher nicht möglich.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß diese zur Untersuchung des Gesichtsfeldes universell bei allen bekannten Fragestellungen einsetzbar und variabel an die sich aus neuen Fragestellungen ergebenden apparativen Anforderungen anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Blendeneinrichtung von einem von der Lichtquelle durchstrahlbaren LCD-Bildschirm gebildet ist, dessen Pixel computergesteuert in ihrer Transmission und/oder ihren Farbwerten veränderbar sind, wobei der im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Sichtschirm angeordnete LCD-Bildschirm durch ein Linsensystem auf den Sichtschirm abgebildet wird.

Als Vorteil ergibt sich zunächst, daß als Stimulus alle Testzeichen verwendbar sind, die mittels eines Computers auf einem Bildschirm darstellbar sind. Die Änderung des Testzeichens sowohl in räumlicher als auch in zeitlicher Hinsicht ist nur durch die Geschwindigkeit des Rechners und die Geschwindigkeit des Bildaufbaus begrenzt. Zur Darstellung der einzelnen Testzeichen wird kein aufwendiger mechanischer Projektionskopf benötigt, ebenso kann auf Schrittmotoren verzichtet werden, die zur Vermessung unterschiedlicher Bereiche des Gesichtsfeldes den Projektionskopf verstellen. Weiterhin ist es mit der Vorrichtung möglich, höhere Leuchtdichten zu realisieren, als dies bisher möglich ist.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es weiterhin möglich, durch Software gesteuert sämtliche bekannten Perimeter und Kampimeter zu emulieren, was neben dem sich dadurch ergebenden Kostenvorteil gleichfalls die Möglichkeit eröffnet, bisher nicht realisierbare Untersuchungen durchzuführen. Beispielsweise ist es nunmehr möglich, einen dunklen Stimulus auf hellen Hintergrund zu setzen. Außerdem können durch eine feinabgestufte Veränderung der Farben nunmehr Untersuchungen durchgeführt werden, ohne die Leuchtdichte im Bereich des Testzeichens zu verändern. Bisher wurde durch die Verwendung eines farbigen Filters vor einem weißen Stimulus naturgemäß die Leuchtdichte des Stimulus verringert. Als vorteilhaft erwähnt werden muß noch, daß die Verwendung beliebiger Stimulusformen, auch zeitlich parallel, möglich ist. Vorteilhaft ist weiterhin die kostengünstige Herstellungsweise sowie der einfache Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Lichtquelle auf der Seite des Auges seitlich vor dem Sichtschirm angeordnet ist und die Lichtstrahlen durch einen Spiegel auf den nicht transparenten Sichtschirm reflektiert werden. Durch diese Anordnung ist es möglich, daß der Sichtschirm gleichmäßig ausgeleuchtet wird, ohne daß der Blick des Auges auf den Sichtschirm verstellt ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Lichtquelle, LCD-Bildschirm und Sichtschirm in linearer Ausrichtung angeordnet sind und nach dem Rückprojektionsprinzip die dem Auge abgewandte Seite des Sichtschirms ausgeleuchtet ist, der transparent und matt ausgeführt ist. Dies bietet den Vorteil, daß die die Konzentration des Patienten beeinträchtigenden Vorgänge im Zusammenhang mit der Durchführung der Untersuchung ohne weiteren Aufwand hinter dem Sichtschirm verborgen sind.

Es ist gleichfalls vorgesehen, daß der LCD-Bildschirm in geringem Abstand vor dem Sichtschirm angeordnet ist, da so bei direkter Ausleuchtung des LCD-Bildschirms konturenscharfe Testzeichen auf dem Sichtschirm erzeugt werden.

Vorteilhafterweise ist der Sichtschirm als Mattscheibe ausgebildet.

Es besteht die Möglichkeit, daß der Sichtschirm nach Art eines Kampimeters planar ist, oder daß der Sichtschirm nach Art eines Perimeters die Form einer Halbkugelfläche hat. Der besondere Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß diese sowohl mit der einen Form des Sichtschirms als auch mit der anderen verwendbar ist, so daß durch den bloßen Austausch des Sichtschirms ein Kampimeter in ein Perimeter verwandelbar ist. Mit den nunmehr zur Verfügung stehenden Kampimetern und Perimetern lassen sich nun auch Untersuchungen durchführen, wie Rauschfeldperimetrie, Flimmerperimetrie, Mehrfachpunktperimetrie und Muster-Elektroretinogramm-Perimetrie, die in B. J. Lachenmayr, P.M.O. Vivell: Perimetry and its clinical Correlations, Thime Verlag Stuttgart 1993 und J. Weber, Atlas der Computerperimetrie, Springer Verlag Berlin 1993 beschrieben sind.

Weiterhin ist vorgesehen, daß zur Ausleuchtung der peripheren Halbkugelabschnitte bei Anwendung des Rückprojektionsprinzips ringförmige Umlenkspiegel um die Halbkugel angeordnet sind. Dadurch wird erreicht, daß eine gleichmäßige Leuchtdichte über den gesamten Bereich einer Halbkugel erreichbar ist. Dabei ist vorgesehen, daß im Bereich tangential einfallender Lichtstrahlen eine Ringblende an der Halbkugelfläche angeordnet ist, die eine Überstrahlung des peripheren Strahlengangs im Vergleich zum zentralen verhindert.

Da es störend ist, wenn Patienten zusätzliche Informationen über das Testzeichen erhalten, und diese verzerrt werden, wenn sie auf eine gekrümmte Fläche projiziert werden, ist vorgesehen, daß die bei der Projektion der Testzeichen in außerhalb des Zentrums des halbkugelförmigen Sichtschirms liegende Bereiche auftretenden Verzerrungen durch eine der Pixelansteuerung vorgeschaltete Kompensationsrechenschaltung kompensiert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem als Halbkugel ausgebildeten Sichtschirm (Perimeter),

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung mit planem Sichtschirm (Kampimeter),

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung mit einer alternativen Anordnung des LCD-Bildschirms,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Kampimeters mit einer mittels eines Spiegels erfolgenden Ausleuchtung des Sichtschirms,

Fig. 5 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung mit vertauschter Lage von Sichtschirm und LCD-Bildschirm, und

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Perimeters mit mittels eines Spiegels ausgeleuchtetem Sichtschirm.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Untersuchung des Gesichtsfeldes eines Auges durch visuelle, örtlich veränderbare Testzeichen. Die Vorrichtung weist einen Sichtschirm 1 auf, der nach Art eines Perimeters die Form einer Halbkugelfläche hat, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Eine Anordnung, bei der der Sichtschirm 1 planar ausgebildet ist, wird als Kampimeter bezeichnet und ist beispielsweise in Fig. 2 zu sehen. Dem Perimeter und Kampimeter gemeinsam ist, daß neben dem Sichtschirm 1 weiterhin eine Lichtquelle 2 und eine Blendeneinrichtung zur Erzeugung der Testzeichen vorhanden ist. Bei der Erfindung ist die Blendeneinrichtung von einem LCD-Bildschirm 3 gebildet, der von der Lichtquelle 2 durchstrahlt werden kann. Mit dem LCD-Bildschirm 3 lassen sich alle Testzeichen darstellen, die mittels Computer erzeugbar sind, insbesondere sind die Pixel des LCD-Bildschirms 3 computergesteuert in ihrer Transmission und/oder ihren Farbwerten veränderbar.

Den Kampimetern und Perimetern in den Fig. 1, 2, 4 und 6 ist gemeinsam, daß der im Strahlengang zwischen der Lichtquelle 2 und dem Sichtschirm 1 angeordnete LCD-Bildschirm 3 durch ein Linsensystem 4 auf den Sichtschirm 1 abgebildet wird.

In Fig. 3 hingegen dient das Linsensystem 4 der gleichmäßigen Beleuchtung des LCD-Bildschirms 3, der mit geringem Abstand vor dem Sichtschirm 1 angeordnet ist, um scharfe Testzeichen auf diesem zu erzeugen.

In Fig. 5 ist ein Kampimeter dargestellt, bei dem durch die Lichtquellen 2 und das Linsensystem 4 eine gleichmäßige Ausleuchtung des planaren, transparenten Sichtschirms 1 erreicht wird, der den Hintergrund für den LCD-Bildschirm 3 bildet, der zwischen Auge und Sichtschirm 1 angeordnet ist. Der Sichtschirm 1 entspricht mit seinen Abmessungen in etwa denen des LCD-Bildschirms 3, so daß dieser ausgeleuchtet, am Rand aber nicht überstrahlt ist.

Befindet sich der Patient mit seinem Auge auf der gleichen Seite wie das optische System wird gemäß den Fig. 4 und 6 eine teilweise Verdeckung des Sichtschirms 1 und eine Blendung des Auges durch die Lichtquelle 2 dadurch verhindert, daß die Lichtquelle 2 seitlich vor dem Sichtschirm 1 angeordnet ist und die Strahlung durch einen Spiegel 5 auf den Sichtschirm reflektiert wird.

Nach alternativen Ausführungsformen von Kampimetern und Perimetern sind Lichtquelle 2, LCD-Bildschirm 3 und Sichtschirm 1 in linearer Ausrichtung angeordnet. Nach dem Rückprojektionsprinzip wird dann die dem Auge abgewandte Seite des Sichtschirms 1 beleuchtet, der deshalb transparent und matt ausgeführt ist. Bei dem Perimeter (Fig. 1) ist dann weiterhin vorgesehen, daß ringförmige Umlenkspiegel 6 um die Halbkugel angeordnet sind. Dadurch wird erreicht, daß in Bereichen der Halbkugel, in denen das Licht im peripheren Strahlengang 8 nur streifend einfällt, eine gleichmäßige Ausleuchtung im Vergleich zum zentralen Strahlengang 9 erreicht wird. Um bei Verwendung der Umlenkspiegel 6 eine Überstrahlung der peripheren Halbkugelabschnitte zu vermeiden und eine gleichmäßige Ausleuchtung zu erreichen ist, im Bereich tangential einfallender Lichtstrahlen eine Ringblende 7 an der Halbkugelfläche angeordnet.

Zur Vermeidung von Verzerrungen der Testzeichen bei der Abbildung auf der gekrümmten Fläche des Sichtschirms 1 eines Perimeters ist eine Kompensationsrechenschaltung der Pixelansteuerung vorgeschaltet. So werden beispielsweise bei der Abbildung von Kreisen auf der Halbkugelfläche eines Perimeters Ellipsen mit an die Krümmung der Halbkugel und den Ort der Darstellung angepaßte Halbachsen projiziert.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Untersuchung des Gesichtsfeldes eines Auges durch visuelle, örtlich veränderbare Testzeichen, mit einem Sichtschirm (1), mit einer Lichtquelle (2) und mit einer Blendeneinrichtung zur Erzeugung der Testzeichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendeneinrichtung von einem von der Lichtquelle (2) durchstrahlbaren LCD-Bildschirm (3) gebildet ist, dessen Pixel computergesteuert in ihrer Transmission und/oder ihren Farbwerten veränderbar sind, wobei der im Strahlengang zwischen der Lichtquelle (2) und dem Sichtschirm (1) angeordnete LCD-Bildschirm (3) durch ein Linsensystem (4) auf den Sichtschirm (1) abgebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) auf der Seite des Auges seitlich vor dem Sichtschirm (1) angeordnet ist und die Lichtstrahlen durch einen Spiegel (5) auf den nicht transparenten Sichtschirm (1) reflektiert werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtquelle (2), LCD-Bildschirm (3) und Sichtschirm (1) in linearer Ausrichtung angeordnet sind und nach dem Rückprojektionsprinzip die dem Auge abgewandte Seite des Sichtschirms (1) ausgeleuchtet ist, der transparent und matt ausgeführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem LCD-Bildschirm (3) in geringem Abstand vor dem Sichtschirm (1) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sichtschirm (1) als Mattscheibe ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sichtschirm (1) nach Art eines Kampimeters planar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sichtschirm (1) nach Art eines Perimeters die Form einer Halbkugelfläche hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausleuchtung der peripheren Halbkugelabschnitte bei Anwendung des Rückprojektionsprinzips ringförmige Umlenkspiegel (6) um die Halbkugel angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich tangential einfallender Lichtstrahlen (8) eine Ringblende (7) an der Halbkugelfläche angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Projektion der Testzeichen in außerhalb des Zentrums des halbkugelförmigen Sichtschirms (1) liegende Bereiche auftretenden Verzerrungen durch eine der Pixelansteuerung vorgeschaltete Kompensationsrechenschaltung kompensierbar sind.