DE19816486A1 - Modulares augenärztliches Untersuchungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein universelles, modular aufgebautes, ärztliches Untersuchungssystem zur Überprüfung des menschlichen Sehvermögens. Hierbei liegt das neuartige der beschriebenen Erfindung in der Zusammenfassung mehrerer anerkannter Standarduntersuchungsverfahren in einer einzigen Untersuchungseinrichtung, bzw. einem Untersuchungssystem. Ermöglicht wird dies durch die Darstellung der einzelnen untersuchungsspezifischen optischen Projektionen, Zeichen und Testsymbole auf dem Computermonitor oder wahlweise mittels Datenprojektor auf einer Projektionswand. Koordiniert werden die Testverfahren von einem Computer, wobei dieser auch die Generierung der einzelnen optischen Testmuster realisiert. Standardmäßig werden die folgenden Untersuchungsverfahren unterstützt: Sehschärfebestimmung gemäß DIN 58220, Untersuchung des Farbsehvermögens und Kontrastsehens, Untersuchung des zentralen Gesichtsfeldes, Untersuchung von Augenbewegungsstörungen und Schielen. Die Erfindung ist sowohl stationär in der Praxis einsetzbar, als auch in der tragbaren Version für die Durchführung von Reihenuntersuchungen problemlos von einer Person handhabbar. Alle Untersuchungsergebnisse können auf dem Computer gespeichert und von einem Drucker als Untersuchungsprotokoll ausgedruckt werden. Zur Fixierung des Kopfes ist eine neuartige Kopfstütze einschließlich Fixationskontrolleinrichtung beschrieben.

Die herkömmliche Art der Untersuchung des Sehvermögens geschieht derart, daß dem Patienten von einer speziellen Einrichtung ein visueller Reiz, bzw. eine optische Projektion dargeboten wird. Die Reaktion des Untersuchten auf diese optischen Reize, bzw. das Erkennen und Benennen dieser Darstellungen bewertet der untersuchende Arzt und läßt dies in seine Diagnose bzw. den Befund über das Sehvermögen des Patienten einfließen. In der erfindungsgemäßen Einrichtung werden die Testsymbole von einem Computer erzeugt, wobei die Bedienung und Steuerung des Computers über die Tastatur, sowie über das Eingabesystem der sogenannten Computermaus bzw. der abgewandelten Form des Trackballs geschieht.

Die Erfindung wird in der Minimalkonfiguration mit einem einzelnen Monitor betrieben, welcher sowohl die für den Patienten bestimmten Darstellungen, als auch die für den Untersucher bestimmten Darstellungen wiedergibt. Bei der leistungsfähigeren Version werden zwei Monitore eingesetzt, welche jeweils die für den Patienten, sowie den Untersucher bestimmten Darstellungen getrennt wiedergeben. Da die standardmäßig eingesetzten Computer über keine Möglichkeit der getrennten Ansteuerung von zwei Farbmonitoren verfügen, wird eine spezielle Videoschalt- und Regeleinheit in das Monitorsteuerkabel zwischen Computer und Monitor eingeschleift, welche folgende Funktionen beinhaltet:

A1 Der Patientenmonitor wird während der für den Untersucher vorgesehenen Bildschirmdarstellungen dunkelgesteuert, damit der Patient von diesen Darstellungen nicht beeinflußt wird.

A2 Die Regeleinheit beinhaltet eine vom Computer gesteuerte Regeleinrichtung, durch welche die Grundhelligkeiten der drei Monitorgrundfarben (rot/grün/blau) für jeden Test voreingestellt werden können. Hiermit ist die Farbtemperatur für die unterschiedlichen Test individuell einzustellen. Desweiteren wird die Intensität der drei Farben an das Filterspektrum der verwendeten Rot- Grün- bzw. Rot-Blau-Brille angepaßt. Die gespeicherten Voreinstellungen werden über die serielle Schnittstelle softwaregesteuert aufgerufen.

A3 Die Intensität der Monitorgrundfarben, rot, grün und blau, kann mittels drei an der Frontplatte angebrachten Reglern während der Testdurchführung vom Untersucher eingestellt werden. Hierdurch ist dem Arzt während der Untersuchung des Farbsehvermögens die Möglichkeit gegeben, die Intensität der roten, grünen bzw. blauen Symbole manuell einzustellen und an die speziellen Untersuchungserfordernisse anzupassen.

A4 In die Regeleinheit ist weiterhin eine Infrarot Fernbedienungs- Empfangseinheit eingebaut, welche die von der externen Patientenbedieneinheit (Tastatur) gesendeten Befehle empfängt und dem Computer über die serielle Schnittstelle übermittelt.

Die Sehschärfebestimmung gemäß DIN 58220, die Untersuchung des Farbsehvermögens und Kontrastsehens, die Untersuchung des zentralen Gesichtsfeldes, sowie die Untersuchung von Augenbewegungsstörungen und Schielen wurden in verschiedenen Anwendungen mittels Computer und Bildschirmdarstellung realisiert und stellen somit den momentanen Stand der Technik dar. Da hierfür keine Schutzansprüche gestellt werden, sind in den folgenden Beschreibungen lediglich die Testeinrichtung und Testverfahren beschrieben für deren spezielle Ausführung Schutzansprüche gestellt werden. Dies sind Testeinrichtungen aus dem Bereich Augenmuskelstörungen und Schielen.

Untersuchungsverfahren Schobertest

In der überlieferten Form des sogenannten Schobertest betrachtet der Patient durch eine Rot-Grün-Brille eine besondere Testfigur. Diese besteht aus einem roten Kreuz, das von zwei grünen Ringen umgeben ist. Durch die Rot-Grün-Brille kann der Patient mit dem rechten Auge nur das Kreuz, mit dem linken Auge nur die Ringe erkennen. Dem Patienten ohne Augenbewegungsstörungen erscheint das Kreuz exakt in der Mitte der konzentrischen Ringe. Bei Störungen der Augenbewegungen erscheint dem Patienten das Kreuz verschoben, evtl. gekippt. Die Art und Position der subjektiv empfundenen Abweichung wird vom Patienten beschrieben und vom Untersucher als Testergebnis notiert, worin die Ungenauigkeiten dieses Untersuchungsverfahrens begründet sind.

Die neue Testanordnung gemäß Fig. 11 wird durch die beschriebene Erfindung von der überlieferten Standarddarstellung wie folgt abgewandelt:

Die Darstellung des roten, grünen oder blauen Kreuzes (22.2) erfolgt nicht im Zentrum der beiden Ringe, sondern kann durch die Computermaus gesteuert, über den ganzen Bildschirm verschoben werden. Die Darstellung der beiden Ringe (22.1) erfolgt im Zentrum des Bildschirmes in Komplementärfarbe zum Kreuz. Der Patient, welcher eine Rot-Grün- bzw. Rot-Blau-Brille trägt, sieht mit jedem Auge nur das dem jeweiligen Filter entsprechende Symbol und positioniert den Cursor gemäß seinem subjektiven Seheindruck möglichst genau in das Zentrum der beiden Kreise. Leidet der Patient unter Augenbewegungsstörungen wird sich der Cursor jedoch tatsächlich außerhalb des Kreismittelpunktes befinden. Die Position des Cursors zum Zentrum des Doppelkreises, welche vom System als relative Koordinaten ausgegeben werden, stellen das wesentlich genauere Testergebnis dar.

Koordimetrie

Die in der Literatur und Praxis eingeführten und allgemein anerkannten komplexen Untersuchungen der Augenbewegungen (Motilität) erfolgen mit der sogenannten Harmswand, dem Hess-Schirm, oder dem Helmholtz- Schirm. Der Hess-Schirm (Fig. 8) und der Helmholtz-Schirm (Fig. 7) zeigen unterschiedlich kissenförmig verzerrte horizontale und vertikale Koordinatenlinien, welche die Projektion einer Kugeloberfläche auf eine ebene Fläche im Raster von 5° darstellen. Die Harmswand (Fig. 9) hingegen stellt ein rechtwinkliges Koordinatensystem im 5° Raster dar. In Fig. 10 wird die Polar-Darstellung gezeigt, welche bisher für die Koordimetrie nicht angewandt wurde und somit für diesen Anwendungsfall eine Neuheit darstellt. Die besonderen Merkmale der unterschiedlichen Koordinatensysteme, sowie die entsprechenden Theorien, entsprechen dem Stand der medizinischen Wissenschaft, sind jedoch inhaltlich für die Definition des Schutzrechtes unerheblich und werden deshalb nicht weiter beschrieben.

Der Untersuchungsablauf der Koordimetrie ist folgender: Auf den zu testenden Positionen einer Koordinatentafel, welche durch die Schnittpunkte von waagerechten und senkrechten Koordinatenlinien gebildet werden, positioniert der Untersucher rote Markierungen, bzw. leuchten bei neueren Entwicklungen rote Leuchtdioden (Stimulus) auf. Der Patient, welcher eine Rot-Grün-Brille trägt und mit jedem Auge nur das der Farbe entsprechende Symbol sieht, zeigt mit einem grünen Lichtzeiger auf die durch den roten Stimulus markierten Positionen.

Bestehen keine Augenbewegungsstörungen, wird der rote Stimulus auf jeder Schirmposition exakt getroffen. Sind jedoch Störungen der Augenbewegungen vorhanden, wird mit dem Lichtzeiger eine vom Stimulus abweichende Position markiert. Diese Position wird vom Untersucher anschließend vom Schirm abgelesen und manuell auf einen Vordruck übertragen, worin die oft unterschätzten Ungenauigkeiten dieser Testanordnung begründet sind. Zusätzlich zu den vom Untersucher verursachten Ungenauigkeiten, werden naturgemäß durch die Größe und Form des Lichtzeigers und durch eine eventuell unruhige Hand des Patienten Meß- und Ablesefehler verursacht. Diese Fehler, sind beim Hess- oder Helmholtzschirm im Mittel mit ca. 5 Grad anzunehmen, können jedoch bei ungünstigen Untersuchungsbedingungen auch größer sein. Zum Beispiel können zusätzliche Fehler durch unbemerkte Veränderung der Kopfposition hinzukommen. Fälschlicherweise wird jedoch oftmals die Auflösung der auf die Koordinatentafel aufgedruckten Koordinaten (= 0,5°) als die erreichbare Genauigkeit der Untersuchungsanordnungen angenommen.

Bei der hier beschriebenen computergesteuerten Koordimetrie sind die systembedingten Meßfehler niedriger anzusetzen, und liegen je nach verwendetem Anzeigesystem bei ca. 1 bis 2 Grad. Lediglich die Genauigkeit der angezeigten Koordinaten, sowie die Präzision mit welcher der Patient den Cursor auf der Koordinatentafel platziert, bestimmen die Genauigkeit des Testergebnis. Bei Verwendung von Flachbildschirmen wird die größte Anzeigegenauigkeit erreicht. Hierbei beträgt die physikalisch mögliche Darstellungspräzision 1 Pixel, was bei einer Auflösung von 1024 × 768 ca. 0,1%. der Darstellungsmaße entspricht. Die bei einigen einfachen Monitoren mit Kathodenstrahlröhren, sowie bei der Projektion eventuell vorhandene Kissenverzeichnung kann softwaremäßig ausgeglichen werden. Desweiteren kann auch die bei einigen einfacheren Projektoren unter ungünstigen Raumverhältnissen vorhandene Trapezverzeichnung softwaremäßig kompensiert werden.

Der bei der klassischen Koordimetrie eingesetzte Lichtzeiger wird durch einen auf dem Bildschirm dargestellten Cursor der Farbe rot, grün oder blau ersetzt. Der Cursor wird vom Patienten mittels Computermaus positioniert. Zur Ausfilterung der entsprechenden Testsymbole trägt der Patient eine Rot-Grün- bzw. Rot-Blau-Brille. Die zu testenden Koordinaten werden programmgesteuert nacheinander durch einen Leuchtpunkt in einer Komplementärfarbe zum Cursor dargestellt. Der Patienten markiert gemäß seinem subjektiven Seheindruck die entsprechenden Koordinaten mit dem Cursor. Diese Koordinaten werden von der Software übernommen, können patientenbezogen auf der Festplatte abgespeichert und anschließend als Untersuchungsprotokoll graphisch ausgedruckt werden. Als Anzeigemedium der vom Computer generierten Koordinaten können alle Bildschirme mit Kathodenstrahlröhren, Flachdisplays in TFT oder Plasmatechnologie, sowie Video- bzw. Datenprojektore benutzt werden. Somit sind je nach Untersuchungsanforderung bzw. finanziellem Aufwand Displaygrößen von minimal 15 Zoll Diagonale bis zur Darstellung der Harmswand in den Originalmaßen möglich.

Die Harmswand ermöglicht bei den Ausmaßen von 2,5 × 2,5 Metern Kantenlänge und einem Untersuchungsabstand von 2,5 Metern eine horizontale bzw. vertikale Darstellung der Koordinaten von +/- 25 Grad. Der Hess-Schirm bzw. Helmholtz- Schirm ermöglicht bei den Ausmaßen von 1,0 × 1,0 Meter Kantenlänge und einem Untersuchungsabstand von 0,5 Meter eine horizontale bzw. vertikale Darstellung der Koordinaten von +/- 45 Grad.

Damit die mit der Erfindung ermittelten Untersuchungsergebnisse den Standarduntersuchungen vergleichbar sind, müssen identische Bedingungen gegeben sein. Dies wird dadurch erreicht, daß die Koordinaten des Hess-Schirm und Helmholtz-Schirm auf einem entsprechenden Großbildschirm bzw. einem Rückprojektionsschirm gemäß Fig. 2 dargestellt werden.

Die Koordinaten der Harmswand werden mittels Datenprojektor auf eine Projektionsfläche projiziert. Somit ist z. B. die Harmswand gemäß Fig. 3, in den Originalmaßen von 2,5 × 2,5 Meter abzubilden.

Wenn die Koordimetrie gemäß den Darstellungsmöglichkeiten der Harmswand erfolgen soll, jedoch ein Untersuchungsabstand von 30 cm zulässig ist, können die Koordinaten gemäß Fig. 1 auf dem 21 Zoll Datenmonitor dargestellt werden. Hierbei werden in horizontaler Blickrichtung +/- 33 Grad und in vertikaler Blickrichtung +/- 26 Grad dargestellt.

Zyklodeviation

Die Untersuchung der Zyklodeviation (Verrollung der Augen) erfolgt folgendermaßen: Auf neun in drei Reihen verteilten Positionen, wird gemäß Fig. 12 nacheinander eine ca. 5 bis 10 Grad lange waagerechte Linie (22.3) in den Farben rot, grün, oder blau projiziert. Zusätzlich wird eine gleichlange Doppellinie (22.4) in einer Komplementärfarbe als Cursor projiziert, welche sich tastengesteuert um die Mitte der waagerechten Referenzlinie drehen läßt. Der Patient, welcher eine Rot-Grün- bzw. Rot-Blau-Brille trägt, dreht den Cursor solange bis dieser seinem subjektiven Eindruck entsprechend parallel zu der Referenzlinie erscheint. Bei gleicher zyklischer Ausrichtung der Augen werden Referenzlinie und Cursor parallel angeordnet sein. Beim Vorhandensein von zyklischen Augenbewegungsstörungen wird der Cursor abweichend von der Referenzlinie angeordnet sein. Die relative Abweichung des Cursors zur Referenzlinie stellt für die neun Schirmpositionen das Untersuchungsergebnis dar.

Kopffixation Kopfstütze

Zur Sicherstellung fehlerfreier Untersuchungsergebnisse darf der Kopf des Patienten während der Untersuchung ( Koordimetrie) nicht gedreht werden und muß ruhiggestellt sein. Um dies zu erreichen, wird bei den überlieferten Untersuchungsverfahren eine Kopfstütze eingesetzt. Diese Kopfstütze besteht aus einer Kinnauflage und einer Stirnhalterung, welche auf einem senkrechten Ständer befestigt sind. Die Höhe der Kinnstütze und die vertikale Position der Stirnhalterung kann individuell eingestellt werden. Damit der Patient seinen Kopf in dieser Vorrichtung fixieren kann, ist es erforderlich, daß er sich nach vorne beugt und das vorgeschobene Kinn auf die Kinnstütze aufsetzt. Zwangsläufig nimmt er hierbei eine unnatürlich verkrampfte Körperhaltung ein. Damit der Kopf senkrecht auf der Kopfhalterung aufsitzt, wird die Halswirbelsäule im Bereich des Kopfansatzes relativ stark abgebogen. Diese Körperhaltung ist für den Patienten unbequem, wobei außerdem nicht sichergestellt ist, daß sich der Kopf tatsächlich senkrecht in der Kopfhalterung befindet. Diese Körper- und Kopfhaltung ist im ganzen unnatürlich und entspricht nicht der eines aufrechtsitzenden bzw. stehenden Menschen. Deshalb ist davon auszugehen, daß diese Untersuchungshaltung das Ergebnis der Koordimetrie negativ beeinflussen kann.

Zur bequemen Fixierung des Kopfes in normaler aufrechter und unverkrampfter Körperhaltung wird eine modifizierte Kopfstütze Fig. 4/5 in Verbindung mit einer funktionell angepaßten Sitzeinrichtung eingesetzt. Hierbei sitzt der Patient auf einem höhenverstellbaren Stuhl (20.2/20.4) mit fester, lotrechter Rückenlehne (20.3), an diese leicht angelehnt. Die Kinnstütze (20.13) mit Stirnhalterung (21.2) ist hierbei nicht direkt auf einem senkrechten Träger angebracht, sondern auf einem von vorne/unten, ca. 350 mm langen, im Winkel von 45 Grad zugeführten Träger (20.5) montiert. Dieser Träger wiederum sitzt auf einem senkrechten Träger (20.5) auf, welcher auf dem Boden aufsteht. Die räumliche Anordnung der Sitzeinrichtung zur Kopfstütze ist derart, daß die Kopfstütze mit Kinnauflage und Stirnhalterung den Kopf des Patienten bei aufrechter Sitzhaltung korrekt fixiert bzw. stützt ohne die normale unverkrampfte Körperhaltung zu stören. Damit sich der Patient bequem an die Kopfstütze setzen kann, ist die Sitzeinrichtung auf einer geeigneten Gleitschiene oder Rollschiene (20.7) befestigt. Somit kann der Sitz zurückgerollt werden, der Patient nimmt Platz und wird mit der Sitzeinrichtung an die Kopfstütze herangerollt. Die Höhenverstellung der Sitzeinrichtung, sowie die Horizontalbewegung der Sitzeinrichtung auf der Rollschiene kann optional durch Elektromotorantriebe oder pneumatische Antriebe erfolgen.

Kopfpositionskontrolleinrichtung

Bei der Harmswand, dem Hess-Schirm, sowie dem Helmholtzschirm wird die Kopfposition mit Hilfe einer kleinen Kopflampe, welche einen fokussierten Lichtstrahl auf den Schirm wirft kontrolliert. Wandert der auf den Schirm projizierte Lichtpunkt durch Kopfbewegungen des Patienten aus einem definierten Kontrollbereich aus, erkennt dies der Untersucher, oder eine Kontrolleinrichtung, worauf die Untersuchung unterbrochen wird. Dieser Kontrolleinrichtung fehlt bisher jedoch eine Möglichkeit, die Ansprechschwelle der Testunterbrechung einzustellen. Weiterhin kann die Kopflampe leicht auf dem Kopf verrutschen, woraus Meßfehler resultieren können.

Bei der erfindungsgemäß gestaltete Kopfpositionskontrolleinrichtung gemäß Fig. 5 und Fig. 6 sind durch die folgenden konstruktiven Eigenschaften diese Mängel nicht vorhanden:

Beim Platzieren des Kopfes an der Kopfstütze wird das Kinn auf die Kinnstütze (20.13) aufgelegt und ein vorderer Anschlag (21.1) an das Kinn herangeführt. Dieser Anschlag ist entweder mit einem Mikroschalter oder einer druckempfindlichen Meßeinrichtung versehen, welche bei korrekter Position des Kinns durch die Detektion des horizontal ausgeübten Druckes ein Freigabesignal ausgibt, oder einen Kontakt schließt. Beim Anlegen der Stirn an die Stirnstütze (21.2) wird ebenfalls durch einen Mikroschalter oder eine Druckmesseinrichtung ein Freigabesignal ausgegeben, oder ein Kontakt geschlossen. Durch diese beiden Positionsdetektionen ist die korrekte Vertikale Orientierung (Neigung) des Kopfes zur Koordinatentafel gesichert. Die Drehung des Kopfes um die senkrechte Achse wird durch einen Inkrementalen Drehgeber (21.3) kontrolliert, welcher ebenfalls konstruktiver Bestandteil der Kopfstütze ist und nach der Platzierung des Patienten auf den Kopf aufgesetzt wird. Auf der Achse des Drehgebers ist eine Kontaktplatte (21.4) befestigt, welche den schlupffreien Kontakt der Drehgeberachse zum Kopf sicherstellt. Die seitliche Neigung des Kopfes um die horizontale Achse wird durch einen Neigungssensor (21.5) gemessen. Dieser Neigungssensor wird mit einer Haltevorrichtung, welche im einfachsten Falle aus einem Stirnband besteht, am Hinterkopf in Höhe der Augen platziert.

Die Auswertung der Drehgeberimpulse, des Neigungsgebers sowie der Daten der beiden Druckschalter erfolgen durch eine Auswerteelektronik. Diese Auswerteelektronik, welche nach der korrekten Platzierung des Patienten durch einen Tastendruck aktiviert wird, übernimmt diese Momentanposition als Referenzposition, ermittelt alle Abweichungen der Kopfhaltung zur Referenzposition, vergleicht die Abweichung mit den vorgegebenen Toleranzwerten und gibt bei Toleranzüberschreitung ein Alarmsignal aus.

Claims (24)

1. Untersuchungssystem zur Untersuchung des menschlichen Sehvermögens, dadurch gekennzeichnet, daß ein Computer (19.1), ein Untersuchermonitor (19.2), sowie ein Patientenmonitor (19.3) mit mindestens 21 Zoll Bildschirmdiagonale zusammen mit einer Videoschalteinheit (Schutzanspruch 4) in einem gemeinsamen Gehäuse (19.0) eingebaut sind. Gesteuert wird das System durch eine spezielle Steuersoftware, welche die Display- und Systemsteuerungen gemäß Schutzanspruch 5, 6, 7 und 8 realisiert. Für die Fixierung des Kopfes wird die Kopfstütze (20.0) gemäß Schutzanspruch 10, 13 und 16 verwendet. Für die Darstellung der Koordinatentafeln gemäß Schutzanspruch 6 und 8 kann ergänzend ein Großbildschirmen mit einer Bildschirmdiagonale größer 21 Zoll verwendet werden. Die Technologie dieses Monitors kann sowohl die Kathodenstrahlröhre als auch die des Flachbildschirmes sein. Der Patientenmonitor in Form des Großbildschirmes kann sowohl innerhalb, als auch getrennt außerhalb des Systemgehäuses angeordnet sein.

2. Untersuchungssystem zur Untersuchung des menschlichen Sehvermögens, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückprojektionsbox (19.13), die Kopfstütze und Kopfpositionskontrolleinrichtung gemäß Schutzanspruch 10,11 und 16, ein Computer mit Untersuchermonitor, die Videoschalteinheit (Schutzanspruch 4), sowie die Steuersoftware zu einer zusammengehörenden Funktionseinheit integriert sind. Die gemäß Schutzanspruch 5, 6, 7 und 8 realisierten Testanordnungen sind funktionaler Bestandteil des Systems. Mit dieser Testeinrichtung kann der Hess-Schirm mit den Maßen von 1,0 × 1,0 Meter sowie der Helmholtz-Schirm mit den Maßen von 1,3 × 1,3 Meter auf dem Projektionsschirm (19.14) dargestellt werden. Die eingesetzte Rückprojektionsbox besteht aus einem geschlossenen Gehäuse (19.13), einem Datenprojektor (19.10), zwei Umlenkspiegeln (19.11 und 19.12), sowie dem Rückprojektionsschirm (19.14). Der Untersuchungsabstand des Patienten (21.1) zum Schirm (19.14) beträgt 50 cm. Der Schutzanspruch bezieht sich nicht auf die technische Realisierung der Rückprojektion. Schutz wird begehrt für den Einsatz der Rückprojektion innerhalb dieser speziellen Anwendung.

3. Untersuchungssystem zur Untersuchung des menschlichen Sehvermögens, dadurch gekennzeichnet, daß ein Datenprojektor (19.20), eine Projektionswand (19.24), die Kopfstütze und Kopfpositionskontrolleinrichtung (19.23) gemäß Schutzanspruch 10, 11 und 16, ein Computer (19.21) mit Untersuchermonitor (19.22), die Videoschalteinheit (Schutzanspruch 4), sowie die Steuersoftware zu einer zusammengehörenden Funktionseinheit integriert sind. Die gemäß Schutzanspruch 5, 6, 7 und 8 realisierten Testanordnungen sind funktionaler Bestandteil des Systems. Mit dieser Testeinrichtung können die Harms-, Hess- sowie Helmholtz- Koordinaten, mit den Projektionsmaßen von 2,5 × 2,5 Meter auf der Projektionswand (19.24) dargestellt werden. Der Schutzanspruch bezieht sich nicht auf die technische Realisierung der Datenprojektion. Schutz wird begehrt für den Einsatz der Datenprojektion innerhalb dieser speziellen Anwendung.

4. Vorrichtung gemäß einer der Schutzansprüche 1, 2, oder 3, ergänzt um eine Videoschalteinrichtung zur Ansteuerung des Untersucher- und des Patientenmonitors, durch folgende Funktionen gekennzeichnet:

• - Ansteuern der beiden Monitore, wobei das vom Computer kommende Videosignal auf zwei Signalwege aufgesplittet wird, um die Monitore mit korrektem Pegel und Impedanz anzusteuern.
• - Das Videosignal, welches für den Untersuchermonitor bestimmt ist, wird unverändert im Spannungsverhältnis 1 zu 1 durchgeschleift.
• - Das Videosignal für den Patientenmonitor kann über die serielle Schnittstelle programmgesteuert dunkelgeschaltet werden.
• - Die Grundintensität der drei Monitorfarben rot, grün, blau des Patientenmonitors wird in der Videoschalteinrichtung für jeden Einzeltest separat gespeichert. Die gespeicherten Einstellungen können über die serielle Schnittstelle programmgesteuert aufgerufen werden.
• - Die Intensität der drei Monitorfarben rot, grün, blau kann über drei auf der Frontplatte angebrachte Potentiometer vom Untersucher manuell eingestellt werden.
• - Die Videoschalteinrichtung beinhaltet eine Fernbedienungsempfangseinheit, welche die von externen Spezialtastaturen drahtlos übertragenen Steuersignale empfängt und über die serielle Schnittstelle zum Computer weiterleitet. Die Übertragung zwischen der externen Tastatur und der Videoschalteinrichtung erfolgt über Funk- oder Infrarotsignal.

5. Vorrichtung gemäß einer der Schutzansprüche 1, 2, 3, 19 oder 20, ergänzt um die Testanordnung des modifizierten Schobertest. Dadurch gekennzeichnet, daß zur Realisierung des abgewandelten Schobertest zwei auf dem Bildschirm ineinanderliegende rote, grüne oder blaue Kreise (22.1) in der Bildschirmmitte projiziert werden. Zusätzlich wird ein vom Patienten über die Computermaus oder den Trackball, frei auf dem Schirm positionierbarer, kreuzförmiger Cursor (22.2) in einer Komplementärfarbe dargestellt. Die Relativposition der beiden Symbole zueinander stellt das Untersuchungsergebnis dar.

6. Vorrichtung gemäß einer der Schutzansprüche 1, 2, 3, 19 oder 20, ergänzt um die Untersuchungsmöglichkeit der Augenbewegungsstörungen. Dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der computergesteuerten Koordimetrie ein auf dem Bildschirm dargestellter Cursor der Farbe rot, grün oder blau vom Patienten mittels der Computermaus oder dem Trackball frei positioniert wird. Die zu testenden Koordinaten nach Hess, Helmholtz oder Harms werden programmgesteuert nacheinander durch einen Leuchtpunkt in einer Komplementärfarbe zum Cursor dargestellt. Dies erfolgt vorzugsweise in den Farbkombinationen rot - grün oder rot - blau. Die Koordinaten der vom Patienten durch Tastendruck markierten Cursorpositionen werden von dem Computer übernommen und können auf der Festplatte abgespeichert werden.

7. Vorrichtung gemäß einer der Schutzansprüche 1, 2, 3, 19 oder 20, ergänzt um die Untersuchungsmöglichkeit der Zyklodeviation. Dadurch gekennzeichnet, daß auf neun in drei Reihen auf dem Bildschirm verteilten Positionen programmgesteuert nacheinander ein ca. 5 bis 10 Grad langer waagerechter Strich (22.3) in den Farben rot, grün, oder blau projiziert wird.

Zusätzlich wird ein gleichlanger Doppelstrich (22.4) in einer Komplementärfarbe als Cursor projiziert, welcher sich tastengesteuert um die Mitte des waagerechten Striches drehen läßt. Die relative Abweichung des Cursors zum Referenzstrich wird für alle neun Positionen als Ergebnis der Untersuchung übernommen.

8. In Ergänzung der Schutzansprüche 1, 2, 3, 6, 19 und 20 werden zusätzlich zu den Darstellungen der überlieferten Standardkoordinaten nach Hess, Helmholtz und Harms die Koordinaten in polarer Darstellung als Polarkoordinaten projiziert.

9. Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 10, ergänzt um eine Laserprojektionseinheit. Dadurch gekennzeichnet, daß abweichend von Schutzanspruch 3 die Koordinatenpunkte, sowie der Cursor durch Halbleiterlaser dargestellt werden. Die Projektion der Koordinaten nach Hess, Helmholtz und Harms, gemäß Schutzanspruch 6, sowie der Polarkoordinaten nach Schutzanspruch 8, erfolgen durch einen roten und grünen, bzw. roten und blauen Halbleiterlaser (19.26). Hierzu wird für jeden Laser eine rechnergesteuerte, zweidimensional schwenkbare Positioniereinrichtung (19.26) eingesetzt. Diese lenkt die Laserstrahlen entsprechend den anzuzeigenden Testkoordinaten auf die Projektionsfläche (19.24). Wahlweise kann die Projektion der beiden Laserstrahlen auf den Schirm über rechnergesteuert schwenkbare Spiegelanordnungen erfolgen. Hierbei projiziert beispielsweise der rote Laser die Koordinatenpunkte entsprechend der Koordinatentafel programmgesteuert auf die Projektionsfläche. Der grüne oder blaue Laser projiziert den vom Patienten mittels Trackball gesteuerten Cursors als Punkt oder Kreuz auf die Projektionsfläche. Die Laserprojektions- und Ablenkeinrichtung (19.26) ist optionaler Bestandteil der Kopfstütze gemäß Schutzanspruch 10 und 11. Schutzanspruch wird erhoben auf den Einsatz der Laserprojektion (19.26) für diesen speziellen Anwendungsfall.

10. Vorrichtung gemäß einer der Schutzansprüche 1, 2, 3 oder 9, ergänzt um die Fixationsmöglichkeit des Kopfes. Dadurch gekennzeichnet, daß der Patient (20.1) entspannt und aufrecht auf einer Sitzeinrichtung (20.2) mit Rückenlehne (20.3) sitzen kann. Hierzu wird die Kopfstütze in Verbindung mit einer funktionell angepaßten Sitzeinrichtung eingesetzt. Der Patient sitzt auf einem höhenverstellbaren Stuhl (20.4) mit fester, lotrechter Rückenlehne (20.3), an diese leicht angelehnt. Die Kinnstütze mit Stirnhalterung (20.12) ist hierbei nicht direkt auf einem senkrechten Träger angebracht, sondern auf einem von vorne/unten, ca. 250 bis 350 mm langen, im Winkel von 45 Grad zugeführten Träger (20.5) montiert. Dieser Träger wiederum sitzt auf einem senkrechten Träger (20.6) auf, welcher auf dem Boden aufsteht. Die räumliche Anordnung der Sitzeinrichtung zur Kopfstütze ist derart, daß die Kopfstütze mit Kinnauflage (20.13) und Stirnhalterung (21.2) den Kopf (20.1) des Patienten bei aufrechter Sitzhaltung korrekt fixiert bzw. stützt ohne die normale unverkrampfte Körperhaltung zu stören. Damit sich der Patient bequem an die Kopfstütze setzen kann, ist die Sitzeinrichtung (20.2/20.4) auf einer Gleitschiene oder Rollschiene (20.7) befestigt. Somit kann der Sitz zurückgerollt werden, der Patient nimmt Platz und wird mit der Sitzeinrichtung an die Kopfstütze herangerollt. Die Höhenverstellung der Sitzeinrichtung (20.4), sowie die Horizontalbewegung der Sitzeinrichtung auf der Rollschiene kann optional durch einen Elektromotor oder pneumatischen Antriebe erfolgen. An dem Ständer (20.6) ist die Bedienplatte (20.8) befestigt, welche den Patiententrackball (20.9) trägt.

An den Kopfstützen-Seitenholmen (20.12), sowie dem Stirnhalter (21.2) sind die beiden Filtergläser (20.14/20.15) befestigt. Das Rotglas befindet sich vor dem rechten Auge, das Blauglas bzw. Grünglas befindet sich vor dem linken Auge.

11. Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 10, erweitert um die Funktion einer Seitenneige- bzw. Drehvorrichtung (20.11/20.12/20.13) mit folgenden Merkmalen: Die Verbindungsstelle zwischen der Kopfstütze (20.11) und dem 45 Grad Träger (20.5) ist mit einer Linearführung (20.11/20.12) versehen. Dadurch kann die Kopfstütze, mit Kinnhalter und Stirnstütze, um die Position des Augen-Mittelpunkt seitlich gedreht werden. Die halbkreisförmige Gegenschiene (20.12) dieser Linearführung ist an der Kopfstütze befestigt.

12. Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 10, erweitert um die Funktion einer einfachen 45 Grad Seitenneige- Umsetzvorrichtung. In der mechanisch einfachen Version wird die Kopfstütze auf der Halterung um einen definierten Winkel verdreht montiert und mittels einer Schnellspannvorrichtung fixiert.

13. Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 10, für die direkte Montage an einem Untersuchungstisch. Hierbei wird der 45 Grad Träger (19.5) mittels einer Haltevorrichtung (19.6) auf der Tischplatte befestigt.

14. Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 10, für die direkte Montage an einer Deckenhalterung. Hierbei erfolgt die Verbindung Deckenhalterung Kopfstütze oberhalb der Stirnhalterung.

15. Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 10 und 11, erweitert um die Funktion einer seitlichen Haltevorrichtung des Kopfes. Dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei auf einer Kopfseite angebrachte Stützeinrichtungen den Kopf seitlich abstützen und fixieren.

16. Vorrichtung zur Verwendung mit Schutzanspruch 10, für die Ermittlung der Kopfposition des Patienten, welche zusammen mit der Kopfstütze eine Funktionseinheit darstellt, durch folgende konstruktive Merkmale gekennzeichnet: Beim Platzieren des Kopfes an der Kopfstütze wird das Kinn auf die Kinnstütze (20.13) aufgelegt und ein vorderer Anschlag (21.1) an das Kinn herangeführt. Dieser Anschlag ist entweder mit einem Mikroschalter oder einer druckempfindlichen Meßeinrichtung versehen, welche bei korrekter Position des Kinns durch die Detektion des horizontal ausgeübten Druckes ein Freigabesignal ausgibt, oder einen Kontakt schließt. Beim Anlegen der Stirn an die Stirnstütze (21.2) wird ebenfalls durch einen Mikroschalter oder eine Druckmeßeinrichtung ein Freigabesignal ausgegeben, oder ein Kontakt geschlossen. Durch diese beiden Positionsdetektionen ist die korrekte vertikale Orientierung (Neigung) des Kopfes zur Koordinatentafel gesichert. Die Drehung des Kopfes um die senkrechte Achse wird durch einen Inkrementalen-Drehgeber (21.3) kontrolliert, welcher oberhalb des Kopfes an der Kopfstütze montiert ist. Die auf der Achse des Drehgebers montierte Kontaktplatte (21.4) wird nach der Platzierung des Patienten auf den Kopf aufgesetzt. Der schlupffreie mechanische Kontakt der Drehgeberkontaktplatte zum Kopf wird dadurch sicherstellt, daß die Kontaktplatte mit leichtem Federdruck auf den Kopf angedrückt wird.

Die seitliche Neigung des Kopfes um die horizontale Achse wird durch einen Neigungssensor (21.5) gemessen. Dieser Neigungssensor wird mit einer Haltevorrichtung, welche im einfachsten Falle aus einem Stirnband besteht, am Hinterkopf in Höhe der Augen platziert. Die Auswertung der Drehgeberdaten (21.3) , der Neigungssensordaten (21.5), sowie der Daten der beiden Druckschalter (21.1/21.2) erfolgen durch eine Auswerteelektronik. Diese Auswerteelektronik, welche nach der korrekten Platzierung des Patienten durch einen Tastendruck aktiviert wird, übernimmt die Momentanposition des Kopfes als Referenzposition, ermittelt alle Abweichungen der Kopfhaltung zur Referenzposition, vergleicht die Abweichung mit den vorgegebenen Toleranzwerten und gibt bei Toleranzüberschreitung ein Alarmsignal aus. Weiterhin werden die aufbereiteten Daten des Drehgebers und des Neigungssensors auf einem Display (22.7) als Zahlenwert dargestellt.

17. Vorrichtung, welche innerhalb Schutzanspruch 3 zur Positionsbestimmung des Kopfes ohne die Verwendung einer Kopfstütze angewandt wird. Dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf des Patienten nicht mechanisch durch eine Kopfstütze fixiert wird. Die Position, sowie die räumliche Orientierung des Kopfes wird durch vier getrennte Sensorsysteme erfaßt. Hierzu ist jeweils ein Neigungssensor am Hinterkopf und an der Seite des Kopfes befestigt. Diese beiden Sensoren ermitteln sowohl die Seitenneigung als auch die Nick- oder Gesichtsneigung des Kopfes. Zur Detektion der Drehbewegung des Kopfes um die senkrechte Achse, wird auf dem Kopf ein 360 Grad richtungssensitiver Magnetsensor, bzw. ein elektronischer Kompaß befestigt. Als magnetische Referenz wird entweder das Erdmagnetfeld, oder ein künstlich erzeugtes Magnetfeld benutzt. Die horizontale Position des Kopfes im Raum wird mittels einer Ultraschall Entfernungsmeßeinrichtung ermittelt. Hierzu wird auf dem Kopf des Patienten ein Ultraschallsender befestigt. Durch diesen Ultraschallsender werden kurze Impulspakete (Burst) ausgesandt, welche entsprechend laufzeitverzögert von drei bis vier im Raum fest installierte Mikrofone empfangen und durch eine nachgeschaltete Elektronik ausgewertet werden. Diese Elektronik steuert den Ultraschallsender an und ermittelt aus den Laufzeitunterschieden der von den Mikrofonen empfangenen Ultraschall-Impulspaketen, sowohl die relative Positionsveränderung, als auch die dreidimensionale Absolutposition des auf dem Kopf befindlichen Ultraschallsenders. Durch die Zusammenführung aller Sensorsignale in einer Zentralelektronik kann diese sowohl die Drehung und Neigung des Kopfes, als auch die dreidimensionale Absolutposition des Kopfes im Raum bestimmen. Diese Auswerteelektronik, welche nach der korrekten Platzierung des Patienten durch einen Tastendruck aktiviert wird, übernimmt die Momentanposition des Kopfes als Referenzposition, ermittelt alle Abweichungen der Kopfhaltung zur Referenzposition, vergleicht die Abweichung mit den vorgegebenen Toleranzwerten und gibt bei Toleranzüberschreitung ein Alarmsignal aus. Weiterhin werden die aufbereiteten Daten der Sensoren auf einem Display als Zahlenwert dargestellt. Die Sensoren können mittels einer Haube oder eines Helmes auf dem Kopf fixiert werden. Diese Einrichtung ermöglicht eine definierte dreidimensionale Kopfhaltung im Raum, ohne die Verwendung einer Kopfstütze. Hierbei wird gegenüber der Verwendung von Schutzanspruch 10, 11 und 16 ein erheblich höherer Freiheitsgrad erreicht.

18. Vorrichtung gemäß einer der Schutzansprüche 16 oder 17 welche um die Funktion der kopfpositionsabhängigen Projektionsnachführung ergänzt wird. Schutzanspruch 18 wird innerhalb der Schutzansprüche 1, 2, 3 und 9 angewandt. Die durch diese Funktion verfolgte Verbesserung liegt darin, daß auch bei Verändern der Kopfposition während der Koordimetrie, die begonnene Untersuchung fehlerfrei beendet werden kann. Damit der Patient bei leichter Drehung oder Verschiebung des Kopfes die Projektion der Testsymbole in gleicher Orientierung sieht, werden die von Schutzanspruch 16 und 17 ermittelten Daten dazu verwendet, die Projektion der Testmuster entsprechend der momentanen Kopfposition zu verschieben. Hierdurch bleibt die Relativpositionen der Projektion zur Augenebene erhalten. Die Korrektur der Projektionsdaten und die Generierung der Projektionen erfolgen durch den Systemrechner (19.1/19.21).

19. Untersuchungssystem zur Untersuchung des menschlichen Sehvermögens. Dadurch gekennzeichnet, daß ein tragbarer Computer mit eingebautem TFT Flachdisplay, in Verbindung mit einem separaten TFT Flachbildschirm mit mindestens 20 Zoll Bildschirmdiagonale zu einer zusammengehörenden mobilen Funktionseinheit integriert werden. Gesteuert wird das System durch eine spezielle Steuersoftware, welche die Display- und Systemsteuerungen gemäß Schutzanspruch 5, 6, 7 und 8 realisiert.

20. Untersuchungssystem zur Untersuchung des menschlichen Sehvermögens. Dadurch gekennzeichnet, daß ein stationärer Computer mit 15 oder 17 Zoll Untersuchermonitor, in Verbindung mit einem Patientenmonitor von mindestens 21 Zoll Bildschirmdiagonale zu einer zusammengehörenden Funktionseinheit integriert werden. Gesteuert wird das System durch eine spezielle Steuersoftware, welche die Display- und Systemsteuerungen gemäß Schutzanspruch 5, 6, 7 und 8 realisiert. Für die Darstellung der Koordinatentafeln gemäß Schutzanspruch 6 und 8 kann ergänzend ein Großbildschirmen mit einer Bildschirmdiagonale größer 21 Zoll verwendet werden.

21. Schutzanspruch wird erhoben auf alle unter Schutzanspruch 1 bis 20 aufgeführten programmgesteuerten Funktionen, sowie alle durch die Software realisierten Monitor- und Projektionsdarstellungen, welche unter den Schutzansprüchen 1 bis 20 beschrieben werden. Weiterhin wird für die kombinatorische Zusammenfassung der folgenden Testfunktionen in einem Untersuchungssystem für die softwaremäßige Realisierung Schutz begehrt:
Sehschärfebestimmung gemäß DIN 58220,
Untersuchung des Farbsehvermögens und Kontrastsehens,
Untersuchung des zentralen Gesichtsfeldes,
Untersuchung von Augenbewegungsstörungen und Schielen.