Shutter-Brillen-Haploskop mit Eye-Tracker-Regelung zum Zweck der Fusionstherapie

Zusammenfassung

Hintergrund: Herkömmliche Haploskope erfordern eine manuelle Vorgabe der darzubietenden Disparität sowie speziell angefertigtes Bildmaterial und ihre Verwendbarkeit ist weitgehend auf die Sehschule begrenzt. Wir entwickelten ein Gerät, das einen Computermonitor mithilfe einer Shutter-Brille als Haploskop betreibt. Die angezeigte Disparität wird mithilfe eines Eye-Trackers ermittelt. Material und Methoden: Ein Patient blickt durch eine Shutter-Brille auf einen Monitor, während seine Augen durch eine Kamera aufgenommen werden. Eine Eye-Tracking-Software ermittelt Fixationspunkte und Schielwinkel. Die Bildschirmanzeige erfolgt mit einer Disparität, welche anhand dieser Messwerte geregelt wird. Die Regelung geschieht entsprechend einer Software, welche nach den Möglichkeiten des Patienten die Disparität graduell verringert. Die diagnostischen Daten werden permanent aufgezeichnet. Ergebnisse: Mit dem Gerät können beliebige Bildschirminhalte, wie z. B. Videofilme oder Computeranwendungen für Fusionstraining und diagnostische Zwecke eingesetzt werden. Erste exemplarische Untersuchungen an Patienten mit Heterophorie und intermittierendem Außenschielen weisen auf eine Vergrößerung der Fusionsbreite und eine durch Kompensation bedingte Verringerung des subjektiven Schielwinkels hin. Schlussfolgerungen: Das entwickelte Shutter-Brillen-Haploskop mit Eye-Tracker-Regelung bietet verschiedene Möglichkeiten für diagnostische Anwendungen. Durch das Gerät wird ein automatisches, an den Patienten angepasstes, Fusionstraining möglich, das auch im Arbeits- oder Heimbereich stattfinden kann.

Abstract

Background: Common haploscopes require a manual input of the presented disparity and particularly prepared images; moreover, they can be used predominantly by orthoptists. We developed a device that makes possible a haploscope on the basis of a computer monitor with shutter-glasses. The presented disparity is determined with help of an eye-tracker. Materials and methods: A patient looks at a monitor through shutter-glasses, the eyes being recorded by a camera. An eye-tracking software determines the fixation points and the angle of strabismus. Images are presented at the monitor with a disparity that is regulated according to these measurements. This is controlled by means of a software so that the disparity is gradually decreased according to the patients abilities. Diagnostic data are recorded permanently. Results: Any monitor contents, such as videos, TV or computer applications, can be used for fusion training or diagnostic purposes with the new apparatus. Initial investigations of patients with heterophoria or intermittent exophoria indicate a decrease of the subjective angle of strabismus by compensation and an increase of the fusional range. Conclusions: The developed shutter-glass-haploscope with eye-tracking control provides several methods for diagnosis. The appliance provides automated fusion training adapted to the patient that can be done at the working place or at home.

Schlüsselwörter

Haploskop - Diplopie - Fusionsschulung - Eye-Tracker - Biofeedback - Shutter-Brille

Key words

Haploscope - diplopia - fusion therapy - eye tracking - biofeedback - shutter-glasses

Literatur

• 1 Anliker J. Eye movements: on-line measurement, analysis and control. In: Monty RS, Senders JW (Hrsg) Eye Movements and Psychological Processes. Hillsdale, NJ; Lawrence Erlbaum Associates 1976: 185-199
• 2 Aulhorn E. Phasendifferenz-Haploskopie. Eine neue Methode zur Trennung der optischen Eindrücke beider Augen.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 1966;  148 540-544
• 3 Conrad H-G, Carmesin H-O, Gülsdorff B. Proposed Strabismus Therapy. In: Elsner N, Wässle H (Hrsg) Göttingen Neurobiology Report 1997. Stuttgart; Thieme 1997: 1039
• 4 Dannheim-de Decker E. Pleoptische und orthoptische Therapie.  Z prakt Augenheilkd. 2000;  21 369-374
• 5 Decker W de. Heterotropie (manifester Strabismus). In: Kaufmann H (Hrsg) Strabismus. Stuttgart; Enke 1995: 268
• 6 Doden W, Bunge H. Fusionsstörungen nach Schädelhirntraumen.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 1965;  146 845-853
• 7 Fergason J L. Light Modulator Demodulator and Method of Communication Employing the Same. U.S. Patent No. Re. 32,521. Oct. 13, 1987
• 8 Herzau V, Aulhorn E. Untersuchung des Stereosehens mit dem Phasendifferenzhaploskop.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 1975;  167 413-420
• 9 Herzau V. Sensorik des Binokularsehens. In: Kaufmann H (Hrsg) Strabismus. Stuttgart; Enke 1995: 123-137
• 10 Kämpf U. et al . Unterstützende Amblyopiebehandlung durch Computerspiele mit Hintergrundstimulation.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 2001;  218 244-250
• 11 Kerkhoff G, Stögerer E. Behandlung von Fusionsstörungen bei Patienten nach Hirnschädigungen.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 1994;  205 70-75
• 12 Kerkhoff G, Stögerer E. Recovery of fusional convergence after systematic practice.  Brain Injury. 1994;  8 15-22
• 13 Lang J. Strabismus: Diagnostik, Schielformen, Therapie. Bern; Huber 1995: 39
• 14 Lang J. Strabismus: Diagnostik, Schielformen, Therapie. Bern; Huber 1995: 148-155
• 15 Lang J. Strabismus: Diagnostik, Schielformen, Therapie. Bern; Huber 1995: 53
• 16 Lang J. Strabismus: Diagnostik, Schielformen, Therapie. Bern; Huber 1995: 117
• 17 Lipton L. Selection devices for field-sequential stereoscopic displays.  Stereoscopic Displays and Applications. 1991;  1457 274-282
• 18 Oohira A, Ochiai M. Influence on visual function by a stereoscopic TV programme with binocular liquid crystal shutter and Hi-Vision TV display.  Ergonomics. 1996;  39 1310-1314
• 19 Rüssmann W. Heterophorie und Asthenopie. In: Kaufmann H (Hrsg) Strabismus. Stuttgart; Enke 1995: 178
• 20 Rüssmann W. Untersuchung der Motorik. In: Kaufmann H (Hrsg) Strabismus. Stuttgart; Enke 1995: 444 f
• 21 Rüssmann W. Heterophorie und Asthenopie. In: Kaufmann H (Hrsg) Strabismus. Stuttart; Enke 1995: 193 f
• 22 Rüssmann W. Untersuchung des Binokularsehens. In: Kaufmann H (Hrsg) Strabismus. Stuttgart; Enke 1995: 422 f
• 23 Rüssmann W. Untersuchung des Binokularsehens. In: Kaufmann H (Hrsg) Strabismus. Stuttgart; Enke 1995: 424
• 24 Rüssmann W. Untersuchung des Binokularsehens. In: Kaufmann H (Hrsg) Strabismus. Stuttgart; Enke 1995: 428
• 25 Rüssmann W. Untersuchung des Binokularsehens. In: Kaufmann H (Hrsg) Stuttgart; Enke 1995: 430 f
• 26 Rüssmann W. Untersuchung des Binokularsehens. In: Kaufmann H (Hrsg) Strabismus. Stuttgart; Enke 1995: 492 f
• 27 Rüssmann W. Untersuchung des Binokularsehens. In: Kaufmann H (Hrsg) Strabismus. Stuttgart; Enke 1995: 425
• 28 Stanworth A. Defects of ocular movement and fusion after head injury.  Brit J Ophthal. 1974;  58 266-271

1 Es wurde nachgewiesen, dass binokulares Sehen durch Verwendung einer LCD-Shutter-Brille nicht wesentlich beeinträchtigt wird, s. [18].

2 Wir berücksichtigen nur die Querdisparität und nicht die für Tiefensehen wichtige dynamische Disparität und Orientierungsdisparität [9].

3 Seit Jahren werden Patienten mit Störungen des Binokularsehens nach Hirnschädigungen (Fallstudien siehe u. a. bei [6] [28]) durch Fusionstraining mit Prismenleiste und Fusionstrainer nach Keller behandelt [11] [12]. Nach weiteren klinischen Erprobungen an Patienten könnte das entwickelte Gerät zur Fusionsschulung bei eben dieser Zielgruppe eingesetzt werden.