DE19627848C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Perimetrieren des Gesichtsfeldes des menschlichen Auges - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Das Gesichtsfeld des menschlichen Auges ist durch die retinale Lichtempfindlichkeit bestimmt. Die Lichtempfindlichkeitswerte innerhalb des Gesichtsfeldes werden mit einem Perimeter bestimmt. Hierfür sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen stets eine Anzahl Testorte innerhalb des Gesichtsfeldes untersucht werden und für die der Schwellenwert der Wahrnehmung ermittelt wird. Geeignet sind computergesteuerte Perimeter, die dem Ermitt­ lungsverfahren entsprechend programmiert sind.

Es ist bekannt, mittels eines Perimeters die retinale Licht­ empfindlichkeit an den bestimmten, koordinatenmässig festgelegten Testorten durch die Darbietung von Lichtreizen (Stimuli) unter­ schiedlicher Intensität (Helligkeit oder Grösse) zu bestimmen. Die Probanden antworten während einer Untersuchung durch Drücken eines Antwortknopfs, wenn der Lichtreiz wahrgenommen wird. Wird der Lichtreiz nicht gesehen, wird der Antwortknopf nicht gedrückt. Hierbei werden die Lichtreize abgestuft mit grösserer und geringerer Intensität so dargeboten, dass die Empfindlichkeits­ schwelle ein- oder mehrmals überschritten wird. Nach dem Über­ schreiten der Empfindlichkeitsschwelle wechselt jeweils die Richtung der Veränderung der Stimulusintensität von heller nach dunkler oder umgekehrt. Gleichzeitig wird die Grösse der Ver­ änderung reduziert (z. B. auf die Hälfte des vorherigen Wertes) bis die Empfindlichkeitsschwelle eingegabelt, das heisst, der Schwellenwert der Wahrnehmung ermittelt ist.

Per Definition entspricht der Schwellenwert der Wahrnehmung (retinale Empfindlichkeit in Dezibel) jener Stimulusintensität (in Apostilb), von der nach einer bestimmten Anzahl Darbietungen die eine Hälfte gesehen wurde und die andere nicht. Die retinale Empfindlichkeit wird als logarithmische Funktion des Quotienten aus der maximalen Stimulusintensität geteilt durch die dargebotene Stimulusintensität ausgedrückt. Die Formel für die retinale Empfindlichkeit lautet:

Das bedeutet, dass die retinale Empfindlichkeit mit 0 dB ausge­ wiesen wird, wenn der hellste Stimulus (z. B. 1'000 oder 10'000 asb) nicht gesehen wird. Hohe Stimulusintensitäten entsprechen tiefen Empfindlichkeitswerten.

Gemäss diesem bekannten Verfahren erfordert die Ermittlung der retinalen Empfindlichkeit durch Eingabeln vier bis sechs Sti­ mulusdarbietungen pro Testort. Da in der Regel die retinale Empfindlichkeit des Gesichtsfeldes durch Messungen an 50 bis 100 Testorten bestimmt wird, sind zwischen 200 und 600 Stimulusdar­ bietungen pro Untersuchung des Gesichtsfeldes erforderlich. Eine solche Untersuchung dauert daher in der Regel zwischen 7 und 20 Minuten. Aus Gründen der Effizienz, wegen Genauigkeitsproblemen bedingt durch die fortschreitende Verlangsamung der retinalen Erneuerung (Müdigkeit) und wegen ungenügender Zuverlässigkeit durch falsche Antworten bei schwindender Konzentration der Pro­ banden, wird diese Untersuchungsdauer als zu lang empfunden.

Die Anzahl der zur Bestimmung des Schwellenwertes der Wahr­ nehmung erforderlichen Untersuchungsschritte an den einzelnen Testorten kann dann vermindert werden, wenn gemäß der gattungsbildenden EP 0 495 247 A1 dem Patienten in der Regel an jedem Testort nur einmal ein Stimulus zunehmenden Wertes so lange dargeboten wird, bis der Schwellenwert der Reaktion erreicht ist.

Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Schwellen­ werte der retinalen Empfindlichkeit eines Gesichtsfeldes in wesentlich kürzerer Zeit ermittelt werden kann.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 (Verfahren) beziehungsweise des Anspruchs 5 (Vorrichtung).

Die Erfindung löst die Aufgabe zuverlässig, weil sie biologische Abhängigkeiten und Wechselbeziehungen berücksichtigt. Benachbarte Orte im Gesichtsfeld sind sowohl durch die retinalen zellulären Wechselbeziehungen als auch durch die Struktur des optischen Weges zum occipitalen Kortex anatomisch verbunden. Diese Bezie­ hungen sind bekannt und haben zur Folge, dass sich die meisten Empfindlichkeitsverluste in grösseren Bereichen der Retina aus­ wirken. Wegen diesen Wechselbeziehungen genügt pro Testort, auch bei vergleichsweise grossem Abstand zwischen den Testorten, nur ein einziger Lichtreiz. Tiefe und scharf begrenzte Defekte sind weniger üblich und korrespondieren meistens mit dem zentralen Areal oder der Fovea der Retina.

Anhand der beiliegenden Fig. 1 bis 7 wird nachfolgend ein Aus­ führungsbeispiel erläutert.

Untersucht bzw. ermittelt werden soll die retinale Empfindlich­ keit bzw. der Schwellenwert der Wahrnehmung im 30°-Ausschnitt des Gesichtsfeldes eines Probanden, wobei in diesem Ausschnitt 76 regelmässig verteilte Testorte in linearer Anordnung mit 6°-Auflösung koordinatenmässig festgelegt sind (Fig. 1). Alle Testorte (dieses Ausschnitts) werden in vier Gruppen - bezeichnet mit den Ziffern 1 bis 4 - aufgeteilt (Fig. 2). Die Aufteilung kann auch in weniger oder mehr als vier Gruppen erfolgen. Diese Gruppen werden eine nach der andern untersucht. Bei allen vier Gruppen 1 bis 4 ist der gegenseitige Abstand der zugehörigen Testorte sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung gleich, so dass sich in jeder Reihe regelmässig Testorte von zwei Gruppen abwechseln. Die Testorte der verschiedenen Gruppen 1 bis 4 sind somit homogen im Bereich des Gesichtsfeldes verteilt.

Die Untersuchung beginnt an einem beliebig gewählten Testort der Gruppe 1. Der Anfangswert der Stimulusintensität für die Test­ orte der ersten Gruppe 1 ist vorzugsweise die Hälfte des für einen Testort zutreffenden alterskorrigierten Normalwerts des Probanden (Fig. 4). Diese Anfangswerte liegen zwischen 0 dB (blind) und der retinalen Empfindlichkeit der normalsichtigen Bevölkerung gleichen Alters (Fig. 3). Andere, z. B. krankheits­ abhängige Anfangswerte können ebenfalls verwendet werden.

Jeder Testort in jeder Gruppe 1 bis 4 wird nur einmal untersucht, das heisst, mit einem Stimulus beaufschlagt. Die Reihenfolge der Testorte während der Untersuchung ist zufällig gewählt.

Abhängig von der an einem Testort auf einen dargebotenen Stimulus erfolgten Patientenantwort (positiv oder negativ) wird zum Aus­ gangswert dieses Testortes ein vorherbestimmter Wert mit positi­ vem oder negativem Vorzeichen, Konstante genannt, addiert, um für diesen Testort den vorgegebenen Ausgangswert im Falle einer JA-Antwort anzuheben, bzw. im Falle einer NEIN-Antwort, abzu­ senken.

Die Konstante für die erste Gruppe ist grösser als jene der zweiten und die Konstante der zweiten Gruppe grösser als jene der dritten Gruppe, usw. Die Konstanten sind von der ersten zur letzten Gruppe näherungsweise regelmässig zu kleineren Werten hin abgestuft. Nimmt man für die erste Gruppe als Konstante "a" 1/4 des alterskorrigierten Normalwertes gerundet auf die nächste ganze, gerade Zahl, das heisst 8 Dezibel, so ergeben sich für die vier Gruppen beispielsweise folgende Konstanten:

• 1. Gruppe, Konstante a 8 dB,
• 2. Gruppe, Konstante b 5 dB,
• 3. Gruppe, Konstante c 4 dB,
• 4. Gruppe, Konstante d 2 dB.

Nach der Untersuchung der Testorte der ersten Gruppe werden deren 5 Ausgangswerte um die Gruppenkonstante "a" (= 8) entsprechend der Probandenantworten mit positivem oder negativem Vorzeichen korrigiert (Fig. 5). Für die zwischen den Testorten der ersten Gruppe liegenden Testorte der übrigen Gruppen 2 bis 4 werden die Ausgangswerte durch Interpolation an die korrigierten Ausgangs­ werte der ersten Gruppe 1 angepasst. Die hierbei an den einzelnen Testorten vorzunehmenden Korrekturen sind in Fig. 6 aufgeführt.

Diese Korrekturwerte (Konstanten "a" und interpolierte Korrektur­ werte) werden zu den bisherigen Ausgangswerten, das heisst, den halben, alterskorrigierten Normalwerten hinzu- oder abgezählt (je nach dem Vorzeichen des Korrekturwertes) und damit die für den Untersuch der Testorte der zweiten Gruppe 2 geltenden neuen Ausgangswerte festgelegt (Fig. 7). Die Testorte der zweiten Gruppe 2 werden danach in beliebiger Reihenfolge mit den neuen Ausgangswerten entsprechenden Stimuli beaufschlagt. Nach der Untersuchung der zweiten Gruppe 2 werden je nach der Patientenantwort (gesehen oder nicht gesehen) zum bereits einmal korrigierten Aus­ gangswert jedes Testorts der zweiten Gruppe eine zweite Konstante "b" in der Grösse von 6 dB mit positivem oder negativem Vor­ zeichen hinzuaddiert und der korrigierte Ausgangswert erneut korrigiert. Die ebenfalls bereits einmal korrigierten Ausgangs­ werte der zwischen den Testorten der zweiten Gruppe liegenden Testorte der Gruppen 1, 3 und 4 werden wie nach der Untersuchung der ersten Gruppe durch Interpolation an die zweimal korrigierten Ausgangswerte der Testorte der zweiten Gruppe 2 angepasst, worauf - unter gleichem Vorgehen - die Testorte der Gruppen 3 und 4 untersucht und deren korrigierte Ausgangswerte unter Berücksich­ tigung der Patientenantworten und den Konstanten "c" und "d" neu festgelegt und an die retinale Lichtempfindlichkeitsschwelle herangeführt werden. Die nach der Untersuchung der Testorte der letzten Gruppe 4 vorliegenden korrigierten Ausgangswerte stellen somit die gesuchten Schwellenwerte der Wahrnehmung bzw. der retinalen Empfindlichkeit dar.

Beim beschriebenen Verfahrensbeispiel werden die Testorte im zu untersuchenden Bereich des Gesichtsfeldes in Gruppen unterteilt, wobei die Testorte der Gruppen gleichmässig über den Unter­ suchungsbereich verteilt sind. Zuerst werden in einer Verfahrens­ stufe die Testorte der ersten, in einer zweiten Verfahrensstufe jene der zweiten Gruppe, usw. untersucht. Jedem Testort ist für den dort darzubietenden Stimulus ein Ausgangswert zugeordnet. An den während einer Verfahrensstufe untersuchten Testorten werden die Ausgangswerte entsprechend der Patientenantwort (gesehen oder nicht gesehen) um einen konstanten Wert vergrössert oder verkleinert. Die Ausgangswerte für die während einer Verfahrens­ stufe nicht untersuchten Testorte werden jeweils durch Inter- oder Extrapolation an die in dieser Verfahrensstufe korrigierten Ausgangswerte angepasst.

Der konstante Wert, mit dem die Ausgangswerte der während einer Verfahrensstufe jeweils untersuchten Testorte korrigiert werden, wird von Verfahrensstufe zu Verfahrensstufe kleiner. Der kon­ stante Wert der letzten Verfahrensstufe entspricht vorzugsweise der kleinsten Differenz zweiter Stimuli, die für das Berechnen des Schwellenwertes beim Gabelverfahren, das heisst, zwei Dezibel, notwendig ist.

Die Stimulushelligkeit ist die Intensität des Lichtreizes, der dem Proband dargeboten wird. Die grösste Intensität (in Apostilb) wird dort benötigt, wo das Gesichtsfeld des Probanden abgesenkt ist. Die kleinsten Intensitäten werden in Testorten mit normaler Empfindlichkeit dargeboten.

Die sogenannten Normalwerte, die für die Festlegung des Ausgangs­ wertes von Bedeutung sind, werden für jedes Perimeter-Modell in klinischen Studien erhoben. Sie sind auch die Grundlage für die Ermittlung von Defekten der retinalen Empfindlichkeit. Die Normalwerte sind altersabhängig und werden für verschiedene Altersgruppen bestimmt.

Obwohl beim beschriebenen Beispiel die Testorte innerhalb der Gruppen 1 bis 4 linear angeordnet sind, kann auch eine nicht lineare Anordnung gewählt werden. Ebenso ist es möglich, eine andere Auflösung als 6° zu wählen.

Geeignet für die Durchführung des Verfahrens ist ein Perimeter wie es beispielsweise in der EP-A-495 247 beschrieben ist, wenn dessen Rechner dem Verfahren entsprechend programmiert wird und in einem internen oder externen Speicher die Ausgangswerte enthält.

Claims (5)

1. Verfahren zum Perimetrieren des Gesichtsfeldes des mensch­ lichen Auges, wobei im Gesichtsfeld eine Vielzahl koor­ dinatenmäßig bestimmter Testorte festgelegt ist, derart, dass in einem bestimmten Umkreis um jeden Testort minde­ stens ein weiterer Testort vorhanden ist und an jedem Testort nur einmal ein Stimulus dargeboten wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass für jeden Testort ein ursprünglicher Ausgangswert für den Stimulus festgelegt und festgehalten wird,
dass der erste Stimulus einer eine Untersuchung bildenden Stimuliserie an einem beliebigen Testort mit dem ursprüng­ lichen Ausgangswert dargeboten wird,
dass für diesen Testort und für die in einem bestimmten Umkreis hierzu liegenden Testorte die ursprünglichen Aus­ gangswerte entsprechend der Patientenantwort zum Schwel­ lenwert der Wahrnehmung hin korrigiert werden und als korrigierte Ausgangswerte die betreffenden ursprünglichen Ausgangswerte ersetzen und
dass die folgenden Stimuli in beliebiger Reihenfolge an den übrigen Testorten dargeboten werden, und je nach Te­ stort entweder den festgehaltenen ursprünglichen Ausgangs­ wert oder gegebenenfalls den korrigierten Ausgangswert aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Testorte in n Gruppen unterteilt werden, und dass kein Testort einer Gruppe im Umkreis eines Testortes der gleichen Gruppe liegt, dass zuerst die Testorte der er­ sten, danach die der zweiten, usw. und zuletzt die der n- ten Gruppe je mit einem Stimulus beaufschlagt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der für jeden Testort vorgesehene Ausgangswert die Hälfte des für diesen Testort bekannten alterskorrigierten Normalwertes eines Probanden ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der ursprüngliche Ausgangswert für jeden Testort der ersten Gruppe nach der Messung entsprechend der Patienten­ antwort gesehen oder nicht gesehen um eine erste Konstante zu einem korrigierten Ausgangswert vergrößert oder ver­ kleinert wird, welche Konstante in grober Näherung dem halben Durchschnitt der alterskorrigierten Normalwerte aller Testorte entspricht, dass die ursprünglichen Aus­ gangswerte der Testorte der übrigen Gruppen durch Inter- und/oder Extrapolation an die korrigierten Ausgangswerte der ersten Gruppe angepasst werden, dass die derart kor­ rigierten Ausgangswerte der zweiten Gruppe nach deren Untersuchung um eine zweite Konstante - entsprechend der Patientenantwort - vergrößert oder verkleinert werden, welche zweite Konstante kleiner als die erste Konstante ist, wobei die bereits korrigierten Ausgangswerte der nicht untersuchten Testorte erneut durch Inter- und/oder Extrapolation korrigiert werden, und dass bei den nachfol­ genden Gruppen in gleicher Weise verfahren wird, wobei die dritte Konstante kleiner als die zweite und die vierte kleiner als die dritte, usw. ist.

5. Vorrichtung zum Perimetrieren des Gesichtsfeldes des menschlichen Auges mit Mitteln, die einem Auge während einer Untersuchung eine bestimmte Blickrichtung vorgeben, mit Mitteln, um im Umfeld der Blickrichtung Stimuli an hinsichtlich ihrer Lage bestimmten Testorten darzubieten, mit einem Rechner, der die Mittel zur Darbietung der Sti­ muli sowohl hinsichtlich der Lage als auch der Stärke steuert, mit einem dem Rechner zugeordneten Speicher, der einerseits für jeden Testort einen Ausgangswert speichert und dem andererseits eine Antworteinrichtung zum Signali­ sieren der Patientenantwort zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rechner an jedem Testort nur einmal einen Stimu­ lus darbietet,
dass der Rechner den ersten Stimulus einer Untersuchung mit dem abgespeicherten Ausgangswert darbietet und für diesen Testort und die in einem bestimmten Umkreis liegen­ den Testorte die ursprünglichen Ausgangswerte entsprechend einer Patientenantwort zum Schwellenwert der Wahrnehmung hin korrigiert und im Speicher anstelle der bisherigen für diese Testorte abgespeicherten Ausgangswerte speichert und dass der Rechner an den übrigen Testorten den Stimulus mit dem ursprünglichen oder gegebenenfalls dem korrigierten Ausgangswert darbietet.