DE4326760A1 - Vorrichtung zur Prüfung zentraler Sehfunktionen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prüfen von Gesichtsfeldausfällen oder Veränderungen der Wahrnehmungsschwelle pro Netzhautort sowie der Messung von Sehschärfe in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit.

Die Verfahren zur Gesichtsfeldmessung sind Perimetrie, Kampimetrie oder Rauschfeldkampimetrie. Die Perimetrie erschließt die Lichtempfindlichkeit jedes gewünschten Netzhautpunktes. Dabei wird als Vorrichtung eine Anordnung in Form eines Kugelperimeters nach Goldmann benutzt. Der Proband wird mit einer Kinn- und Stirnstütze fixiert und blickt auf einen Fixierpunkt im Zentrum der Innenfläche der Halbkugel. Die Methoden zur Prüfung sind die kinetische Perimetrie oder die statische Perimetrie. Bei der kinetischen Perimetrie wird eine Prüfmarke von periphär nach zentral des Schirmes bewegt, bis der Proband diese wahrnimmt und durch ein Signal meldet. Bei der statischen Perimetrie wird eine Lichtmarke an einem fixen Ort in ihrer Lichtintensität so lange erhöht, bis der Proband dies ebenfalls durch ein Signal meldet. Heute werden meist computergesteuerte Perimeter benutzt, die hauptsächlich nach dem Prinzip der Rasterperimetriemethode arbeiten. Hierbei steuert der Computer die Projektion der Prüfmarken mit einer ortsabhängigen Lichtintensität gemäß der physiologischen Wahrnehmungsschwelle der Netzhaut an verschiedenen Orten innerhalb der Halbkugel.

Bei der Kampimetrie fixiert der Patient nach dem gleichen Prinzip in definiertem Abstand einen Videomonitor. Das Gesichtsfeld kann hier aber lediglich nur bis ca. 30 Grad (gemessen an der optischen Achse des Auges) geprüft werden.

Die Rauschfeldkampimetrie wie im EP 88 112 691.6 bietet auf diesem Schirm ein Rauschfeld in der Art eines Fernsehbildes "ohne Empfang" an. Durch Betrachten dieses Rauschfeldes kann der Proband bei vorhandenen Ausfällen diese als Ausfall des Rauschfeldes wahrnehmen.

In der Kombination von Kampimetrie und Rauschfeldkampimetrie wurde ein schnelles Verfahren geschaffen zur Auffindung von Gesichtsfeldausfällen wie sie beispielsweise beim Glaukom vorkommen. Bei dieser Erkrankung erfolgen die ersten Schädigungen im allgemeinen innerhalb des 30-Grad-Gesichtsfeldes in Form von Bjerrum Skotome.

Problem der bisherigen Anlagen ist es, daß sie in ihrer räumlichen Ausdehnung sehr groß sind und dadurch, daß jede Prüfeinrichtung mit einer aufwendigen Anordnung von Untersucherbildschirm, Computersteuerung etc. verbunden ist, auch sehr teuer sind. Beim Perimeter hat schon allein die Cupola einen Durchmesser zwischen 60 cm bis 100 cm.

Die Kapimeter sind bedingt durch Monitore, Computersteuerungen und Abstandsvorrichtung in Form von Kinn- und Stirnstütze ebenfalls sehr große Anlagen.

Zur Sehschärfeprüfung werden Refraktometer und andere meist auf einem optischen Linsen- und Spiegelsystem basierende Geräte angeboten. Oftmals wird die Sehschärfe noch über Sehprobentafeln ermittelt. Zur Prüfung der Dunkeladaption werden ebenfalls räumlich große kugelförmige Anordnungen verwendet. Die Geräte bieten jedoch keine Möglichkeit einer Prüfung in Form einer Kombination aus Sehtest und Reaktionsgeschwindigkeit auf einen optischen Reiz an, wie dies beispielsweise für die Fahrtüchtigkeit eines Autofahrers erforderlich ist.

Weiterhin können die Anlagen meistens nur in abgedunkelten Räumen unter nicht oder nur schwer einstellbarer Helligkeit des Raumes betrieben werden. Sehr oft müssen für die beschriebenen Untersuchungen mehrere Geräte in Anspruch genommen werden.

Die Erfindung soll eine Vorrichtung schaffen, die Gesichtsfeldausfälle mindestens im 30-Grad- Gesichtsfeld erfaßt und diese Untersuchung mit anderen wichtigen Untersuchungen verbindet, wie der Überprüfung der Wahrnehmung bei Dunkeladaptation sowie der Messung der Sehschärfe und Reaktionsgeschwindigkeit eines Probanden auf einen optischen Reiz. Dabei soll die Prüfeinrichtung im Vergleich zu den obengenannten Anlagen von minimal möglicher räumlicher Ausdehnung sein und die Steuerung zur Kostenreduzierung und Raumeinsparungen an bestehende Personalcomputeranlagen angeschlossen werden können.

Erfindungsgemäß soll für diese Aufgabe eine Brille gebaut werden, die diesen Anforderungen entspricht. Der Raum in dem die Untersuchung durchzuführen ist muß nicht wie bei herkömmlichen Methoden abgedunkelt werden, sondern die Untersuchung kann bei Tageslicht stattfinden, da die Brille lichtdicht ist. Da erfindungsgemäß sowohl die Helligkeit des Displays als auch unabhängig davon die Helligkeit im Innern der Brille reguliert werden kann, ist es möglich, die Fähigkeit zum Sehen bei geringer Lichtstärke zu prüfen. (Es sind somit Verhältnisse simulierbar wie beim Autofahren in der Nacht.) Das nicht untersuchte Auge befindet sich dabei in einer Brillenkammer mit einer definierten Helligkeit. Nachuntersuchungen können bei definierter Innenhelligkeit gemacht werden und sind somit objektiv in ihrer Ergebnisreproduktion. Des weiteren ist die Überprüfung der Reaktionsgeschwindigkeit des Probanden möglich.

Zusammengerechnet eignet sich das Gerät beispielsweise zur Überprüfung der Fahrtauglichkeit, da die wesentlichen Parameter wie Gesichtsfeld, Sehschärfe, Dunkeladaptation sowie Reaktion getestet werden können und dies alles mit nur einer Meßvorrichtung.

Vorrichtung zur Prüfung zentraler Sehfunktionen

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einem Ausführungsweg sowie darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die gesamte Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Prüfung des zentralen Gesichtsfeldes.

In Fig. 1:
Die beschriebene Vorrichtung in Fig. 2 wird in Fig. 1 als Brille (8) dargestellt. Die Brille (8) setzt sich zusammen aus den regulierbaren Größen Display (9), Fotowiderstand (13), Sensor (10) und Lichtquelle(n) zur Regulierung der Helligkeit des Displays (20/Fig. 2) sowie zur Regulierung der Helligkeit im Innern der Brille (23/Fig. 2). Die Sehzeichen werden im Computer von der Software generiert und über einen Driver (5) auf dem Display dargestellt. Dabei wird über die Software des Computers Form, Größe, Erscheinungszeit, Helligkeit und Farbe von Sehzeichen und Hintergrund sowie deren Lokalisation auf dem Display gesteuert.

Zur Prüfung des zentralen Gesichtsfeldes wird dem Probanden zunächst ein meistens im Zentrum des Displays liegendes Fixationssehzeichen dargeboten. Das Fixationszeichen ist Bezugspunkt für die Angabe des Winkels weiterer im Verlauf der Untersuchung auf dem Display dargestellter Prüfmarken und wird in seiner Lokalisation als 0 Grad angegeben. Während der Proband diesen Punkt fixiert werden nach dem Prinzip der Rasterperimetrie, der statischen Perimetrie oder der dynamischen Perimetrie Sehzeichen (Prüfmarken) dargeboten, die in ihrer Lokalisation und Helligkeit vom Computer gesteuert werden. Nimmt der Proband ein Sehzeichen wahr, so betätigt er den Signalgeber (12). Der Signalgeber kann das Signal über den A/D-Converter oder wie hier beschrieben über die Tastatur weiterleiten. Damit ist der Signalgeber im Sinne einer ausgelagerten Taste der Tastatur (7) zu verstehen. Der Computer registriert die Reaktion des Probanden (gesehen/nicht gesehen) auf eine Prüfmarke und speichert dies als Teilergebnis aus Probandenreaktion, Lokalisation und Intensität der Prüfmarke im Gesichtsfeld ab. Am Untersuchermonitor (3) kann der Untersucher den derzeitigen Stand der Untersuchung mitverfolgen bzw. den Verlauf der Untersuchung beeinflussen. Die gesamte Steuerung des Untersuchungsablaufs führt der Untersucher über die dazugehörige Software durch. Die Tastatur dient der Eingabe durch den Untersucher. Er ist außerdem in der Lage die Helligkeit im Innern der Brille sowie bei passiven Displays die Beleuchtungshelligkeit zu steuern. Ein Fotowiderstand (13) mißt die Gesamthelligkeit im Innern der Brille und leitet das Signal über den A/D-Converter (6) wieder zum Computer. Umgekehrt wird die Helligkeit der Innenbeleuchtung vom Computer über den A/D- bzw. D/A-Converter gesteuert. Ein Sensor wie er auch bei modernen Kameras angewendet wird, kontrolliert dabei die Stellung der Pupille, um die erforderliche Fixierung des Probanden zu prüfen. Die Ausgabe aller gemessenen Werte erfolgt ständig auf dem Untersuchermonitor. Die ermittelten Daten können dann standartisiert über einen Drucker (2) oder ein anderes Ausgabegerät ausgegeben werden bzw. abgespeichert (4) werden. Weiterhin ist es möglich die gemessenen Daten direkt im Computer über Algorithmen, Fuzzy Logic oder ähnliches Diagnosehilfen weiterzuverarbeiten. So können auch Vergleichswerte zu früheren Untersuchungen direkt ermittelt werden oder Meßwerte direkt analysiert und ausgegeben werden.

Zur Prüfung der Dunkeladaptation werden dem Probanden bei abnehmender Innenhelligkeit entsprechende Sehzeichen in verschiedener Farbe, Form, Helligkeit und Größe in Abhängigkeit zum Adaptationszustand bzw. in Abhängigkeit zur inneren Helligkeit der Brille angeboten. Der Proband berichtet dem Untersucher über das gesehene Sehzeichen oder den Vergleich mehrerer gleichzeitig erscheinender Sehzeichen oder bestätigt bei der Schwellenbestimmung als "gesehen" im Falle der Wahrnehmung mit dem Signalgeber (12).

Zur Prüfung der Sehschärfe werden dem Probanden bei definierter Innenhelligkeit Sehzeichen in unterschiedlicher Größe und Form mit hohem Kontrast dargeboten. Der Proband berichtet dem Untersucher über das Gesehene. Der Untersucher vergleicht die Ergebnisse mit denen seines Monitors.

Zur Prüfung der Reaktionszeit werden dem Patienten Sehzeichen kurzzeitig angeboten. Der Computer mißt die Zeit von der Darbietung auf dem Display der Vorrichtung, bis zur Reaktion des Probanden durch den Signalgeber. Dabei kann im vorhinein abgesprochen werden unter welchen Bedingungen eine Reaktion erfolgen soll etc.

Sämtliche Funktionen der Vorrichtung werden über die dazugehörige Software gesteuert und sind in der Art ihrer Ausführungsmöglichkeit variierbar.

Fig. 2:
Fig. 2 beschreibt in systematischer Darstellung die Meßbrille selbst. Die optischen Medien sind entlang der optischen Achse (29) eingezeichnet. Der Proband betrachtet über ein entsprechendes Okular (28) sowie eine dazugehörige Feldlinse (27) das Display (21). Diese Elemente können elektrisch oder manuell bewegt werden, um eventuelle Refraktionsanomalien des Probanden auszugleichen. Der dadurch veränderte Bildwinkel wird in der Steuerung berücksichtigt. Das Display wird im Falle eines passiven Displays von hinten beleuchtet. Die Helligkeit des Displays kann durch den Untersucher gesteuert werden, indem er die Helligkeit der Displaybeleuchtung (mit Reflektor 20) oder das Display selbst entsprechend steuert. Das Licht gelangt über einen Diffusor (22) zum Display (21), dann über Feldlinse (27) und Okular (28) in das Auge auf die Netzhaut des Probanden. Das Display ist in der Lage diskrete Graufstufen bzw. Farbstufen darzustellen. Die Pixel selbst sowie Kombinationen von Pixeln sind ansteuerbar. Die Helligkeit im Innern der Brille ist über die Beleuchtungseinheiten (mit Reflektor 23) und zugehörigem Diffusor (24) regulierbar. Zwischen Beleuchtung und Diffusor kann bei Bedarf ein Farbfilter eingebracht werden. Ein Photowiderstand (24) mißt die Helligkeit im Innern der Brille. Am Okular befindet sich ein Sensorensystem, das dem einer modernen Kamera entspricht, um die Fixation des Probanden anhand der Pupillenstellung im Verhältnis zur optischen Achse zu messen. Die gesamte Einheit ist nach außen lichtdicht abgeschlossen. Der Übergang von Proband zu Meßbrille wird durch eine elastische Manschette (30) ermöglicht.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß durch die Konzeption der Vorrichtung eine kleine handliche Meßvorrichtung im Gegensatz zu den großen Anlagen geschaffen wurde. Die Kombination der möglichen Meßvorgänge schafft ein Gerät, das die wesentlichen Sehfunktionen (Gesichtsfeld, Sehschärfe, Nachtsehen, Reaktion auf optische Eindrücke), wie sie beispielsweise beim Autofahren benötigt werden, erfaßt. Durch die Konstruktion mit preisgünstigen Elementen und die Nutzung vorhandener Elemente (Computer) ist die Integration des Systems in bereits vorhandene Systeme möglich, was zu einer wesentlichen Kostenreduzierung und Platzeinsparung führt. Durch die problemlose Anwendung bei normalem Tageslicht wird die Bedienung unkompliziert und bequem. Zusammen genommen ergibt sich für die Vorrichtung eine große Verbreitungsmöglichkeit beispielsweise auch unter Optikern, die in Screening-Tests mit zur Diagnose gefährlicher Augenerkrankungen wie dem Glaukom beitragen können. Die Algorithmen der Software geben in diesem Rahmen bereits Hinweise auf pathologische Meßwerte.

Weitere Untersuchungen sind denkbar wie:
- Untersuchung des beidäugigen Sehens (Simultansehens) nach dem Prinzip eines oder Handstereoskops (bei einer binokularen Vorrichtung)
- Untersuchung des Farbsehens im Sinne von pseudoisochromatischen Tafeln, die durch das Display dargestellt werden, oder Farbvergleichstests etc.
- Untersuchung der Kontrastwahrnehmung im Sinne eines (Streifen) Testbildes nach Campbell und Maffei
- Nutzung der biokularen Anordnung in Kombination mit einer Kamera als Bildverstärker für Sehgeschädigte.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Prüfung der zentralen Sehfunktionen im Auge eines Probanden mit einem Bild erzeugenden Schirm (9/21), der die Darbietung von Sehzeichen in verschiedenen Winkeln gemessen zur optischen Achse (29) ermöglicht. Der Proband fixiert dabei im Falle der Gesichtsfeldmessung ein Fixationszeichen im frei definierten 0-Grad-Punkt des Schirmes und reagiert auf das Einblenden der Sehzeichen mit gesehen oder nicht gesehen durch Betätigen eines Signalgebers (12). Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Proband über ein optisches System (30/28/27), ein Display (21), betrachtet, dieses Display (21) über eine elektronische Anordnung (6) durch einen Rechner (1) gesteuert wird und der Rechner zusätzlich über einen Signalgeber (12), der vom Probanden bedient wird, beeinflußt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mobil ist und aus einem Display (21) besteht, das wenn nötig eine helligkeitsregulierbare Beleuchtungseinrichtung (20) hat, sowie eine fokussierbare optische Betrachtungseinrichtung (27/28/30), die eine scharfe Abbildung des Displays auf der Netzhaut des Probanden gewährleistet, sowie eine regelbare diffuse Beleuchtungseinrichtung (23) für den lichtdichten Raum zwischen Display und Auge aufweist mit einem Helligkeitssensor (25/13) zur genauen Regelung der für die verschiedenen Untersuchungsmethoden benötigten Raumhelligkeit, sowie einer Einrichtung zur Messung der Pupillenstellung (26/10) und eines Signalgebers (12) für die Rückkopplung durch den Probanden.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung aus einem handelsüblichen Computer (PC, Laptop, Notebook) (1) besteht, mit einer speziellen Software, die Algorithmen beinhaltet, zur Messung und Auswertung der Untersuchungen des zentralen Gesichtsfeldes des Auges, der Sehschärfe, des Reaktionsvermögens, der Farberkennung sowie einer Prüfung der Nachtsichtigkeit (Dunkeladaptation).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung so aufgebaut ist, daß sie wie eine Brille aufgesetzt werden kann mit einer bei Bedarf helmartigen Halterung am Kopf sowie einer manuell oder motorisch einstellbaren optischen Betrachtungseinrichtung (27/28).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Display (21) diskrete Graustufen, eine hohe Auflösung und Frequenz hat, eine Farbmatrix der Grundfarben besitzt und jedes Pixel einzeln ansteuerbar ist sowie die diffuse (22) Beleuchtungseinrichtung (20) in ihrer Helligkeit steuerbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Raumhelligkeit ein photoelektronisches Element (25) verwendet wird und die Raumhelligkeit durch die diffuse (24) Beleuchtungseinrichtung (23) steuerbar ist und durch Verwendung von geeigneten Farbfiltern auch farbiges diffuses Licht erzeugt werden kann.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 6 monokular oder binokular ausgeführt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei monokularer Ausführung Mittel vorgesehen sind, die gewährleisten, daß das zum Zeiptunkt der Untersuchung nicht untersuchte Auge in einem lichtdicht verschlossenen Raum mit einer durch eine Beleuchtungseinrichtung einstellbarer definierter Helligkeit blickt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Software zur Messung des zentralen Gesichtsfeldes nach einem Algorithmus an verschiedenen Stellen des Displays in ihrer Helligkeit variable Prüfmarke erzeugt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Software einen Algorithmus zur Untersuchung des zentralen Gesichtsfeldes nach dem Prinzip der statischen, dynamischen oder Rasterperimetriemethode besitzt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Software zur Messung der Reaktionszeit des Probanden auf dem Display an verschiedenen Stellen Zahlenreihen, Buchstaben, Wörter, Figuren, Bilder erzeugt sowie die Helligkeit und Sichtdauer nach einem Algorithmus steuert und die Reaktionsgeschwindigkeit mittels dem vom Probanden ausgelösten Signal (Signalgeber 12) bei unterschiedlicher Helligkeit und Farbe gemessen werden kann.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Software zur Messung der Nachtsichtigkeit einen Algorithmus aufweist, der die Raumhelligkeit und Farbe steuert und auf dem Display an verschiedenen Stellen Punkte, Zahlen, Worte, Objekte, Bilder in variabler Helligkeit und Farbe erzeugt und die Rückkopplung über die Reaktion des Probanden gewährleistet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Software Ergebnisse aus den genannten Untersuchungen über Datenvergleich, Algorithmen, Fuzzy Logic oder neuronalen Netzen weiterverarbeitet und somit eine Hilfe zur Diagnose darstellt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Software zur Prüfung der Sehschärfe über einen Algorithmus verfügt, der gewährleistet, daß bei hohem Kontrast Sehzeichen, Zahlenreihen, Buchstaben, Wörter, Figuren und Bilder in unterschiedlicher Größe und Auflösung dargestellt werden können und die Rückmeldung des Probanden gewährleistet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Software Bilder erzeugen oder weiterleiten kann, um das Farbsehen, Simultansehen oder die Kontrastwahrnehmung des Probanden zu prüfen.