DE102009011032A1

DE102009011032A1 - Mobile Video Trainingseinheit

Info

Publication number: DE102009011032A1
Application number: DE102009011032A
Authority: DE
Inventors: Uwe Thomas; Peter Marten
Original assignee: EPIRET GmbH
Current assignee: EPIRET GmbH
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2010-09-09

Abstract

Menschen, die an der Erbkrankheit Retinitis Pigmentase oder altersbedingter Makula Degeneration erkrankt sind, verlieren ihr Sehvermögen im Laufe weniger Jahre und erblinden beidseitig vollständig. Im Bereich der Medizintechnik werden aktuell sogenannte Retina Implantate entwickelt, die im begrenzten Umfang Lichtwahrnehmungen beim Patienten hervorrufen. Diese Implantate werden in das Auge implementiert und erzeugen durch geringste Stromimpulse Reize an den auf der Augenhinterwand liegenden Nervenzellen, die der Patient als Licht wahrnimmt. Diese Lichtwahrnehmungen sind nicht zu vergleichen mit dem herkömmlichen Sehen. Stattdessen werden vereinzelte Lichtpunkte oder Lichtstriche wahrgenommen. Dies entspricht einem sehr rudimentären Sehvermögen, reicht aber für eine Orientierungsfähigkeit der blinden Person aus. Träger eines solchen Implantats müssen deshelb diese neue Art zu Sehen erlernen und je nach Lernfähigkeit kann dies für den Patienten einen mehr oder weniger hohen Lernaufwand bedeuten. Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um das frühzeitige Erlernen des Umganges mit einem in Zukunft durch eine Person verwendeten Sehimplantats zu ermöglichen. Mit Hilfe einer Brille, in die eine Kamera und beidseitig Monitore integriert sind, wird die reale Umgebung optisch erfasst. Mittels einer Software werden diese optischen Bilddaten gewandelt und der Person durch die integrierten Monitore in der Form dargeboten, die der Wirkungsweise eines Implantats entsprechen. Die ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren um das frühzeitige Erlernen des Umganges mit einem in Zukunft durch eine Person verwendeten Sehimplantats zu ermöglichen, dahingehend, dass mit Hilfe einer Vorrichtung die Umgebung optisch erfasst wird (1, 3), mittels einer Software (6) diese optischen Bilddaten gewandelt werden und der Person mittels einer Bildwiedergabeeinheit (1, 2) auf das Auge projiziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch eine Miniaturkamera (3) erfasstes Bild in Echtzeit gewandelt wird und über ein Ausgabegerät (1) dieses modifizierte Bild der Person dargeboten wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine tragbare Bild verarbeitende Einheit (1), die bevorzugt zu Trainingszwecken eingesetzt wird und für Menschen, die an einer fortschreitenden Erblindung leiden und in absehbarer Zeit einen vollständigen Sehverlust erleiden werden und für die eine Operation zum Erhalt eines sogenannten Sehimplantats bestimmt sind, als vorbereitendes Übungswerkzeug an die Hand gegeben werden kann.
Die Erfindung betrifft eine Sehsimulation, deren Bildsignale (4) der optischen Wirkung einer Sehprothese entsprechen bzw. deren Wirkungsweise reproduzierbar macht.
Die Erfindung betrifft eine optische Aufnahmeeinheit (3), die in einer tragbaren Bild gebenden Einheit (1, 2) integriert ist und deren Zusammenwirken darauf beruht, Realbilder der Umgebung als Lichtsignale (4) dem Auge darzubieten.
Weiterhin beruht die Erfindung darauf, diese Lichtsignale (4) mit unterschiedlicher Anzahl und Formen zu erzeugen um die Wirkungsweise einer Sehprothese realitätsnah darzustellen.
Die Formen der erzeugten Lichtsignalen (4) können variiert werden um der Wirkungsweise eines Sehimplantates besser zu entsprechen
Die Bild gebende Einheit (1, 2) wird vorzugsweise als auf dem Kopf tragbares Videosystem mit integrierter Bilderfassung ausgeführt.
Die Bilderfassung (3) erfolgt vorzugsweise mit einer Miniaturkamera
Das erfasste Bild wird mittels einer Software (6) die auf einer tragbaren Elektronik (5) installiert ist, soweit verändert, dass das Ergebnis der Wirkungsweise eines Retina Implantats entspricht.
Die Wirkungsweise eines Implantats entspricht dabei einzelnen voneinander trennbaren Lichtpunkten (4) die verschieden starke Lichtintensitäten aufweisen können.
Die Lichtintensitäten können dabei einen klar abgegrenzten runden Verlauf aufweisen und einem hellen Lichtpunkt entsprechen.
Ein Lichtpunkt (7) kann dabei auch einen Intensitätsverlauf aufweisen, der sich bis zum benachbarten Lichtpunkt ausdehnt.
Ein Lichtpunkt (7) kann dabei seine Intensität verändern, in der Weise, dass vom Lichtzentrum ausgehend die Intensität radial nach außen abnimmt.
Hintergrund der Erfindung
Durch Erkrankungen des Auges, bei dem die Licht sensitiven Zellen ihre Funktion verlieren, erleidet der Betroffene einen vollständigen Sehverlust. Diesen Personen kann mit einer Neuroprothese, einem Sehimplantat, im gewissen Rahmen Sehfähigkeit zurückgegeben werden. Voraussetzung ist, dass durch die Erkrankung der Sehnerv, der die Sinnesreize, die im Auge durch Lichteinfall entstehen und an das Hirn weitergibt, nicht beschädigt wird.
Die grundsätzliche Wirkungsweise eines Retina Implantates ist die Anregung bzw. Stimulation von auf der Retina vorhandenen funktionalen Zellen (Ganglienzellen) durch elektrische Stromimpulse.
Die so angeregten Zellen senden über den Sehnerv Seheindrücke an das Hirn weiter. Der Träger eines solchen Implantates nimmt auf diese Weise Lichteindrücke wahr. Sofern diese Stromimpulse in der richtigen Dosierung und Form erfolgen, sind Gesamtseheindrücke möglich, die der Person ganze Bilder vermitteln. So ist ein künstliches Sehen von einfachen Strukturen bis zu hoch aufgelösten Darstellungen möglich.
Stand der Technik
Aus dem Dokument DE 10 2005 000 820 B4 ist ein Verfahren bekannt, das zum Verbessern der Sehfähigkeit sehbehinderter Personen gedacht ist. Das Ausführungsbeispiel beschreibt ein Bildaufnahmegerät, einen Bildspeicher zur späteren Auswertung des aufgenommenen Bildes und ein Bildwiedergabegerät. Die beschriebenen Bildmodifizierungen sind dabei dafür vorgesehen, das aufgenommene Bild für sehbehinderte Menschen so aufzubereiten, dass es dem Anwender ermöglicht das reale Bild mit seinem Restsehvermögen erkennbar zu machen.
Aus dem Dokument DE 10 2005 000 820 A1 ist ein Verfahren bekannt das zum Verbessern der Sehfähigkeit sehbehinderter Personen gedacht ist und eine weiteres Ausführungsbeispiel der DE 10 2005 000 820 B4 darstellt.
Das Dokument US 67 31 326 B1 beschreibt eine stationäre Sehhilfe, die ein Originaldokument aufzeichnet und das hin- und her Bewegen innerhalb dieser Bildinformation, als auch das Zoomen erlaubt.
Das Dokument US 60 84 556 A beschreibt einen virtuellen Computer Monitor unter der Verwendung einer tragbaren Videobrille. Die Anordnung erlaubt das virtuelle Bewegen in dem durch eine Kamera aufgenommene Bild.
Das Dokument US 56 29 988 A beschreibt ein elektronische Bildstabilisierung unabhängig von der verwendeten Bild Aufnahmequelle.
Das Dokument EP 940 118 B1 beschreibt eine Anordnung, welche die Wirkungsweise künstlicher Linsen auf das Netzhautbild zeigt, unter der Berücksichtigung der sich ändernden Sehachse bei Bewegungen des Auges.
Fink W, Tarbell M (2005) Artificial Vision Simulator (AVS) for Enhancing and Optimizing Visual Perception of Retinal Implant Carriers, ARVO (Association for Research in Vision and Ophthalmology) 2005 Conference, Ft. Lauderdale, FL, abstract and lecture beschreibt eine stationäre Einheit mit Videokamera und Computer Monitor, die ein Bild der Videokamera in seiner Auflösung unter Beibehaltung der Halbtoninformation des Bildes so weit reduziert dass diese als beispielhafte Darstellung der Wirkungsweise eines Retina Implantats dient. Die dargestellten Halbtoncluster sind dabei rechteckförmig ausgeführt. Dieses Bild reduzierende Verfahren wird unter anderem bereits im grafischen Gewerbe mit der dafür vorgesehenen Bild verarbeitenden Software angewandt.
1 zeigt eine tragbare Videoeinheit (1) in die für jedes Auge ein Monitor (2) mit einer Auflösung von z. B. 320 × 240 Punkten integriert ist. Solche Einheiten sind heute als Massenprodukt erhältlich. Zusätzlich ist in diese tragbare Einheit eine Miniaturkamera (3) integriert.
2 zeigt das Prinzip der Datenverarbeitung. Eine Kamera (3) nimmt das Bild der Umgebung auf. Die Signale der Kamera (3) werden an eine Elektronik (5) mit darauf installierter Bild verarbeitender Software (6) weitergereicht (8). Die Bild verarbeitende Software (6) verändert das Bildsignal in der Weise, dass Lichtpunkte (7) mit veränderbarer Form und Verlauf entstehen. Diese Bildinformationen werden an die in der tragbaren Videoeinheit (1) übertragen (9) und über die Monitore (2) dargestellt.
3 zeigt die Möglichkeit einer funktionalen Erweiterung, die es ermöglicht eine ergänzende Information zur optischen Abbildung zu ermöglichen, in der Form, dass eine Entfernungsinformation generiert wird.
Die Information zur Objektentfernung kann über gebräuchliche Sensorik erzeugt werden wobei der Sensor (10) zur Erfassung der Entfernung sich sinnvoller Weise in der tragbaren Videoeinheit (1) befindet.
Der Geber für die Entfernungsinformation kann als akustischer oder taktiler Signalgeber ausgeführt sein.
Mit dieser Anordnung (3) kann der Anwender der Mobilen Video Trainingseinheit (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) Bildgebende Informationen und die dazugehörigen Objektentfernungen ideal kombinieren und sich auf die Anwendung eines Sehimplantates effektiv vorbereiten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005000820 B4 [0017, 0018]
- DE 102005000820 A1 [0018]
- US 6731326 B1 [0019]
- US 6084556 A [0020]
- US 5629988 A [0021]
- EP 940118 B1 [0022]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Fink W, Tarbell M (2005) Artificial Vision Simulator (AVS) for Enhancing and Optimizing Visual Perception of Retinal Implant Carriers, ARVO (Association for Research in Vision and Ophthalmology) 2005 Conference, Ft. Lauderdale, FL, abstract and lecture [0023]

Claims

Verfahren zur virtuellen Darstellung der Wirkungsweise eines Sehimplantats unter der Verwendung als Mobile Video Trainingseinheit, bestehend aus einem Bildwiedergabegerät, einen Miniatur PC und einer Bildverarbeitenden Software dadurch gekennzeichnet, dass die Miniaturkamera in der Videobrille integriert ist und das Signal der Kamera durch eine Elektronik nebst Software in Echtzeit digitalisiert und verändert und aufbereitet wird und an die im Bildwiedergabegerät befindlichen Bildschirme weitergegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System für Übungszwecke als Vorbereitung auf eine vollständige Erblindung und der daraufhin erfolgenden Korrektur der Erblindung durch ein Retina Implantat eingesetzt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anordnung (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) es erlaubt die zu entwickelnde Bildverarbeitende Software (6) zu optimieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dargestellten Bilder sich aus Bildpunkten zusammensetzen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Bildpunkte einstellbar ist und damit die Auflösung der Darstellung variiert werden kann.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildpunkte einen radialen Intensitätsverlauf haben können.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung um eine Funktion einer Entfernungsmessung erweiterbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinformationen durch akustische Informationen ergänzt werden.
Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet dass die akustischen Informationen, Entfernungsinformationen enthalten.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungsinformation in unterschiedlichen Audiosignalformen dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Audiosignale als Sprache oder als Tonsignale ausgeführt sind.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet die Entfernungsinformationen als taktile Informationen übergeben werden.