-
Verfahren zur Bestimmung der Blickrichtung und des Gesichtsfeldes
des Auges und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens -Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zur bestimmung der Blickrichtung und des Gesichtsfeldes des Auges
mittels einer auf die Pupille einwirkenden dreha und/oder verschiebbar angeordneten
Lichtquelle mit einer Wellenlänge im nahen Infrarotbereich und einer Anordnung zur
Durchführung dieses Verfahrens.
-
Durch die deutsche Auslegeschrift 1 076 886 ist ein Gerät zur Augenbehandlung
bekanntgeworden, bei. dem eine beleuchtbare Marke als Blickrichtungspunkt quer zur
optischen Achse einer Vergrößerungslinse allseitig verschiebbar ist. Dieses Gerät
erfordert die Bedienung durch einen Arzt und gestattet nur Näherungswerte.
-
Durch die deutsche Auslegeschrift 2 146 08r ist eine Vorrichtung zur
Behandlung der Augenmuskeln bekanntgeworden, bei der Lichtzeichen
unabhangig
voneinander beweg und/oder einstellbar sind, und zwar innerhalb des ganzen Blickfeldes
des Auge wobei die Lichtzeichen auch mittels Lichtleitkabeln übertragen werden können
bzw. durch gerichtete Strahlen erzeugt werden. Auch bei dieser Vorrichtung ist die
Mitwirkung des Arztes unerläßlich und die erzielten Meßwerte sind noch zu ungenau.
-
Durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 932 278 zählt eine Vorrichtung
zum Prüfen des Pupillarreflexes zum Stand der Technik, bei der die Bewegung oder
Veränderung der Pupille durch einwirkendes Licht unter Infrarotbestrahlung durch
eine TP-T'amFra aufgenommen wird und reproduziert wird. Eine Bestimmung der Blickrichtung
und des Gesichtsfeldes ist mit diesem Gerät nicht möglich.
-
Durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 135 654 ist eine Vorrichtung
zur Prüfung des Gesichtsfeldes bekanntgeworden, bei der mittels einer programmierbaren
Datenverarbeitungsanlage die Lage, Größe und Intensität von kurzzeitigen Lichtpunkten
in einem zweidimensionalen Priiffeld erzeugt und gesteuert werden. Der Patient steuert
hierbei von Iland die Wahrnehmung nach, so daß der Schwellwert des wahrgenommenen
Reizes bestimmt werden kann. Diese Vorrichtung läßt ebenfalls keine präzisen Werte
zu, denn die Nachzeichnung der kurzzeitigen Lichtpunktfolgen durch den Patienten
birgt zu viele Unsicherheitsfaktoren. Außerdem treten hier 6ehr schnell Augenreizungen
auf. Auch hier ist die Anwesenheit eines Arztes erforderlich.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der zum
Stande der Technik zählenden Vorrichtungen zu beseitigen und ein Verfahren und eine
Anordnung zur Durchführung desselben zu schaffen, womit sowohl die Blickrichtung
als auch das Gesichtsfeld automatisch gemessen werden können, ohne daß die Anwesenheit
eines Arztes erforderlich ist.
-
Diese Aufgabe findet ihre Lösung dadurch, daß von einer Infrarot-Lichtquelle
Strahlenbündel auf den Puplllen- bzw Irisrand des Auges gerichtet werden und die
einzelnen reflektierten Intensitäten mittels lichtempfindlicher Sensoren gemessen,
ein Maß für die Winkelabweichung zwischen Blickrichtung und Lichtquellenrichtung
geben.
-
Durch diese }1annehmen ist nun ein berührungsloses Verfahren geschaffen,
welches außerdem die Adaption nicht beeinflußt und vor allem automatisch ohne Anwesenheit
des Arztes zuverlässig und genau arbeitet.
-
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß der Winkelabstand zwischen Blickrichtung
und Lichtquelle nach einem festgelegten Schema statistisch über das gesamte Gesichtsfeld
verändert wird und der Prüfling bei jeder Änderung innerhalb einer festlegbaren
Zeitspanne ein Signal für eine Registriereinrichtung auslöst.
-
Durch diese Maßnahmen wird vermieden, daß der Patient eine besondere
Erwartungehaltung" bezüglich des Ortes des zu erwartenden Lichtes einnehmen kann
In einer Ausgestaltung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist vorgesehen, daß das Registrier signal infolge erheblicher Steigerung der Helligkeit
der Neßlichtquelle durch Lidschlußreflex ausgelöst wird. Durch diese Maßnahme wird
der Patient jeglicher Entscheidung zur Auslösung des Registriersignals enthoben.
Fotoelektrische Meßmittel registrieren den Lidschluß und betätigen die logischen
Funktionen zur Registrierung und Auswertung.
-
Nun ist noch vorgesehen, daß von Messung zu Messung als Adaptionszeit
eine einstellbare Verzögerungszeit eingelegt wird.
-
Die Adaptionszeit brhuchte bei dem vorgeschlagenen Verfahren eigentlich
nicht oder nur kaum berücksichtigt werden, aber zur
Erzielung eines
optimalen Meßergebnisses kann so eine gewShrto Ruhezeit von etwa drei bis zehn Sekunden
nur von Vorteil sein.
-
Außerdem kann in dieser Zeitspanne das Prtiflicht neu poitioniert
werden.
-
Ferner wird noch vorgeschlagen, daß ein rein rechnerisch erzeugtes
Lichtsignal, wie beispielsweise ein Lichtfeld mit wechselnder Farbe und konstanter
llellitkeit zur Pressung herangezogen wird. Durch diese Maßnahmen wird bewirkt,
daß die l..ichtFignale keine Adaptionsänderungen hervorrufen.
-
Die Anordnung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens ist
in den Ansprüchen und in der Beschreibung festgelegt und eingehend behandelt. Das
Verfahren ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben und die Anordnung
hierzu gezeichnet. Es zeigen: Fig. 1 den Aufbau eines Systems in schematischer Darstellung;
Fig. 2 die Meßstrahlen im Bereich der Pupille des Auges, deren zweite Stellung Strichpunktiert
dargestellt ist; Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit vier Meßstrahlen gemäß Fig.
2.
-
Für die Augenheilkunde ist in vielen Fällen die exakte Festlegung
der Blickrichtung von besonderem Interesse. Bisher leuchte der Arzt diese Richtung
derart festzulegen, daß er den Patienten motivierte, eine bestimmte Stelle, die
vorwiegend durch einen Lichtpunkt dargestellt wurde, anzufixieren. Soll jedoch eine
veränderliche Blickrichtung laufend kontrolliert und möglichst häufig registriert
werden, so sind die bisher bekannten Methoden kaum zu gebrauchen.
-
Hier setzt das vorgeschlagene Verfahren ein, indem es die Blickrichtung
des Auges optisch mißt und dabei den Pupillen-oder auch den Irisrand als Meßziel
benützt. Hierzu erfolgt die Messung im infraroten Wellenlängenbereich, um die Adaption
des
Auges nicht wesentlich zu beeinflussen. In Fig. 1 ist die Meßanordnung
schematisch dargestellt.
-
Von einer Tnfrarotlichtquelle 10, die beispielsweise eine Lumineszenzdiode,
Laserdiode oder Spaltlampe etc. sein kann, wird licht ausgesendet und von einem
Strahlteilerprisma - in dem gezeichneten Beispiel sind es die teildurchlÄssigen
Spiegel Iii 12 und 13 - in mindestens drei etwa gleiche Strahlen aufgespalten. Jedes
dieser Lichtbündel 1, 2 und 3 - in Fig. 3 ist eine Anordnung mit einem zusätzlichen
Lichtbündel 4 dargestellt, das natürlich auch einen vierten teildurchlässigen Spiegel
usw. erfordert - wird durch eine Zylinderoptik 17, 18, 19 zu annähernd rechteckigem
Querschnitt geformt und auf den Pupillen- bzw. Irisrand 51 des Auges 50 gelenkt.
Zwischen Strahlteiler 11, 12, 13, ... und den Zylinderlinsen 17, 18, 19, ... sind
weitere teildurchlässige Spiegel 14, 15, 16, angeordnet, die die vom Auge 50 bzw.
dessen Pupille 51 etc.
-
reflektierten Strahlintensitäten einzeln auf lichtempfindliche Sensoren
20, 21, 2?, ... lenken.
-
Da innerhalb der Pupille bzw. der Iris die I,ichtabsorption betrachtlich
größer ist als auf den ilbrigen Flachen des Augapfels, sind die reflektierten Intensitäten
der drei oder vier etc. Strahlenbündel 1, 2, 3 und gagehenenfalls 4 von der jeweiligen
Blicklage des Auges bezüglich der Symmetrieachse abhngig.
-
Das heißt, die Symmetrielage ist dann erreicht, wenn das Differenzsignal
zwischen Sensor 2 und 3 und zwischen Scnsor 3 und l gleich Null ist.
-
1,2 = D2,3 = D3,1 = 0 (I.) Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 würde die
Gleichung Inuten: D1,3 =D2,4 =0 (II.)
Nun kann in absolut zuverlässiger
und sicherer Weise an der Größe der einzelnen Differenzsignale auf die vorherrschende
Winkelabweichung der Blickrichtung aus der jeweiligen Stellung 51a der Iris 51 geschlossen
werden. Andererseits kann für Steuerzwecke ein logisches Signal beim Eintreten der
Symmetriebedingung erzeugt werden, welches anzeigt, wann und wie lange eine bestimmte
Blickrichtung eingenommen wird.
-
Die Differenzsignale können auch elektronisch vorabgeglichen werden,
so daß eine von der geometrischen Symmetrie abweichende Augenposition die Meßbedingung
erfüllt und das logische Signal auslöst. Alle diese Operationen erfolgen in der
Registrier- und Auswerteinheit 23.
-
Soll das Gesichtsfeld des Patienten bestimmt werden, so wird -wie
vorbeschrieben - zuerst auf die Symmetrielage des Auges bzw. dessen Blicks in der
Symmetrieachse einjustiert. Hierzu dient ein Lichtpunkt auf dieser Achse (Zielpunkt),
auf den der Patient seinen Blick richtet. Diese sogenannte Symmetrie löst in dem
Registrier- und Auswertgerät 23 ein Signal aus, welches dem Steuergerät 24 der Meßlichtquelle
10 (sichtbarer Spektralbereich z. B. 575 nm) nunmehr das Kommando zum Ablauf eines
vorher festgelegten Programmes zur Änderung des Winkelabstandes zwischen Blickrichtung
und Efeßlichtnuelle gibt. Die auftretenden Ortsveränderungen der Meßlichtquelle
erfolgt vorzugsweise statistisch und überstreicht nach und nach das gesamte Gesichtsfeld
des Patienten.
-
Das Aufleuchten eines oder mehrerer Neßlichtsignale kann nun vom Patienten
durch einen Tastendruck als Zeichen, daß er das Signal erkannt hat, signalisiert
werden. Dieses Signal wird sodann zusammen mit der Information über den jeweils
gegenartigen Winkelabstand zwischen Blickrichtung und Lichtquelle in der Einheit
23 registriert. Diese Registrierung kann auch mittels eines Schreibers Über einen
genormten Papiervordruck erfolgen, wo Punkt für Punkt des erkannten Lichtsignals
nach
der Erkennungssignalisierung innerhalb eines kurzen Zeitinterfalls
von beispielsweise einer Sekunde durch den Patienten automatisch eingezeichnet wird.
-
Hierzu kann es von Vorteil sein, wenn der erfindungsgemäßen Anordnung
ein elektrischer Verzögerungskreis angeschlossen ist, der es gestattet, daß zwischen
zwei Meßvorgängen eine bestimmte Verzögerungszeit - vorgesehen sind etwa drei bis
zehn Sekunden -einstellbar ist. In dieser Zeit wird dem Patienten eine Adap tionszeit
gewährt und außerdem wird währenddessen das oder die Neßlichter neu positioniert.
Erfolgt während dieser Zeit ein Tastendruck oder ein Lidschlag, so werden diese
gesondert registriert (Störpegel!, ohne daß hiervon der Programmablauf beeinflußt
wird. Es ist schon gesagt worden, daß die Messungen der Pupillenposition mit Licht
einer Wellenlänge erfolgt, welches außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches -
vorzugsweise im nahen Infrarotbereich erfolgt 1 um die Adaption des Auges nicht
bzw. nur wenig zu beeinflussen. Es versteht sich von selbst, daß die Meßmittel zur
Bestimmung des Lidschlußzeitpunktes für die infrarote Strahlung ausgelegt sind.
-
Um nun eine zahlenmäßige Steigerung der Neßvorgänge pro Zeit einheit
zu erhalten - auch für Untersuchungen bzw. Meßvorgängen bei Kindern - ist vorgesehen,
im mittleren Bildbereich optische Reize zu erzeugen, die zwangsläufig eine häufige
Ausrichtung der Sehachse auf diese bewirken. Hierzu wird jeweils ein rein rechnerisch
erzeugtes Lichtsignal, wie zum Beispiel ein nicht feld von wechselnder Farbe bei
konstanter Helligkeit, erzeugt.
-
Eine Adaptionsänderung ist hierdurch ausgeschlossen.
-
Elit den vorgeschlagenen annahmen ist ein Verfahren zur Pestimmung
des Gesichtsfeldes geschaffen, das der Patient praktisch ohne ärztliche Hilfe selbst
durchführen kann und automatisch ein Neßprotokoll durch die flegistrier- und Auswerteinheit
23 erstellt. Es handelt sich um ein berührungsloses Verfahren,
welches
die Adaption nicht oder nur ganz wenig beeinflußt.
-
Für die augenärztliche Praxis bedeutet dieses vorgeschlagene Verfahren
- vor allem im Hinblick auf den derzeit noch vorherrschenden Arztemangel - eine
wesentliche Rationalisierung der Behandlungspraxis.
-
Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Blickrichtung des Auges,
welches Teil des Verfahrens und der Anordnung zur Gesichtsfeldbestimmung sind, kann
auch für sich in vielen Bereichen der Noßtechnik und Antropotechnik eingesetzt werden.
-
- Patentansprüche -