Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Blicktüchtigkeit eines Lebewesens, wobei die Bewegung zumindest eines Augapfels zu einem Blickpunkt hin beobachtet wird, sowie ein Verfahren hierfür.

Die neurobiologische Grundlage der vorliegenden Erfindung besteht in den unterschiedlichen corticalen und subcorti- calen Hirnprozessen, welche die Blickrichtungsänderungen steuern und in den Dienst des Sehens und der Raumorientierung stellen. Bei Ausfall oder mangelhafter Funktion eines oder mehrerer dieser Prozesse durch mangelhafte Entwicklung, Verletzungen, bei Erkrankungen oder . durch Medikamente oder Drogen kommt es zu charakteristischen Veränderungen der Blicksteuerung. Bislang wird auf die Prüfung der Blicktüchtigkeit in der Praxis wenig Wert gelegt .

Lediglich einige Spezialisten, insbesondere Neurologen, testen die Blicktüchtigkeit, indem sie ihre Finger als Blickpunkte verwenden und für den Patienten einen beliebigen Bezugspunkt aussuchen. Bei dieser Prüfung wird lediglich getestet, ob der Patient in der Lage ist, beim Anheben des einen oder anderen Fingers seine Augen auf diesen zu richten. Diese Methode ist verständlicherweise ungenügend. Ferner können kaum diagnostische Rückschlüsse aus dieser Prüfung gezogen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der o.g. Art zu entwickeln, mit der eine exakte Prüfung der Blicktüchtigkeit auch zu diagnostischen Zwecken erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Bewegung des Aug¬ apfels automatisch erfaßt, in einer Auswerteeinheit mit der Lage des Blickpunktes verglichen und Bewegungsfehler des Augapfels im Verhältnis zum Blickpunkt aufgelistet werden.

Durch die automatische Erfassung ist es möglich, eine Viel¬ zahl von Prüfungen an einem Lebewesen, insbesondere am Men¬ schen, durchzuführen und bei einer entsprechenden Anzahl von Bewegungsfehlern des Augapfels auf eine mangelhafte Funktion eines Organs od. dgl. zu schließen.

Zur Erfassung der Bewegung des Augapfels bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. Bspw. kann der Augapfel durch eine Kamera beobachtet werden, die eine Bewegung des Augapfels erkennt. Im vorliegenden bevorzugten Ausführungs¬ beispiel sind ηedoch dem Augapfel rechts und links der Pu¬ pille jeweils Fotozellen zugeordnet, die auf eine Reflek- tion von infrarotem Licht durch die vorderen Augenmedien reagieren. Die Intensität des reflektierten Lichtes ändert sich bei der Bewegung des Augapfels seitenungleich, so daß aus der Differenz beider Fotozellen ein Maß für die Augen- position relativ zum Kopf gewonnen werden kann.

Hierdurch kann von der Einrichtung exakt erkannt werden, in welche Richtung das Auge sieht. Diese Information wird dann ggf. über einen Differenzverstärker an einen Mikroprozessor weitergegeben.

Auch für die Erzeugung der Blickpunkte sind viele Möglichkeiten denkbar. Da im vorliegenden Fall bevorzugt das Verfahren und die Vorrichtung automatisiert werden sollen, bieten sich als Blickpunkte Lichtpunkte an, jedoch soll darauf die Erfindung nicht beschränkt werden. Die erfindungsgemaße Verwendung von Laserlichtpunkten hat den Vorteil, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch bei normalem Tageslicht durchgeführt werden kann.

Bevorzugt sind drei Laserlichtquellen vorgesehen, wobei eine mittlere Laserlichtquelle den Bezugs- oder Fixationspunkt für die Augen herstellt, während die beiden anderen Laserlichtquellen die Blickpunkte erzeugen. Das Erzeugen der Blickpunkte geschieht bevorzugt übers Kreuz, so daß die Anwendung des Verfahrens unabhängig von der Entfernung des Lebewesens von einem Schirm, der die Blickpunkte aufzeigt, ist. Je weiter sich das Lebewesen von diesem Schirm entfernt, umso weiter gehen auch die Blickpunkte auseinander, so daß die vom menschlichen Auge zurückzulegende Entfernung zwischen Fixationspunkt und Blickpunkt relativ gleich bleibt.

In der Auswerteeinheit findet nun ein Vergleich der aufleuchtenden Blickpunkte mit dem Signal der Einrichtung zum automatischen Erfassen der Bewegung des Augapfels statt. Stimmt der Blickpunkt mit dem Signal überein, so kann positiv festgestellt werden, daß das menschliche Auge den richtigen Blicksprung vollzogen hat. Ist dies nicht der Fall, so liegt ein Fehler vor. Die elektrischen Signale bzw. Ergebnisse werden in der Auswerteeinheit gespeichert und sofort analysiert.

Nach mehrfacher Meßwiederholung werden die gemittelten Daten bspw. auf einer LCD-Anzeige ausgegeben und/oder einem Computer zugeleitet. Der genaue Testablauf kann vom diagnostizierenden Arzt festgelegt werden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel befindet sich in der Auswerteeinheit eine Datenbank, welche als Referenzdatenbank zu werten ist . In dieser Datenbank befinden sich eine Vielzahl von Normdaten einer großen Anzahl von Personen, die bestimmte gleiche Parameter aufweisen. Zu diesen Parametern gehört das Geschlecht und das Alter. Es sind jedoch auch weitere Parameter denkbar, wobei deren Aufzählung den Rahmen der vorliegenden Erfindung sprengen würde. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird vor allem auch die Reaktionszeit des menschlichen Auges beim Sprung auf den Blickpunkt ermittelt. Dieser Reaktionszeit wird bislang wenig Beachtung geschenkt. Die Ermittlung erfolgt bevorzugt auf ¹ /l000 ^ste -'- Sek., wodurch vor allem eine Reflexkontrolle stattfindet. Das normale menschliche Auge braucht eine bestimmte Zeit, um von dem Fixationspunkt zum Blickpunkt zu gehen. Ist bspw. diese Reaktionszeit sehr kurz, so kann darauf geschlossen werden, daß die Reflexe bei diesem Patienten nicht gehemmt sind. Das würde wiederum bedeuten, daß die Reflexkontrolle des Patienten fehlerhaft ist. Erwiesenermaßen befindet sich die Reflexkontrolle im wesentlichen im Tektum, so daß aus einer fehlerhaften Reflexkontrolle auf eine mögliche Schädigung des Mitte-lhirns geschlossen werden könnte.

In der Grundlagenforschung, vor allem in der Wahrnehmungs¬ und Kognitionspsychologie kann das Gerät dort eingesetzt werden, wo eine Kontrolle der Fixation bzw. das Auftreten von Blicksprüngen eine Rolle spielt. In den Fächern Neurologie, Psychiatrie und Ophthalmologie eignet sich das Gerät zu einer raschen Prüfung der Blickkontrolle ohne jeglichen Laboraufwand.

Ungenügende Blickkontrolle kann ein frühes Zeichen von beginnenden Erkrankungen sein, z.B. bei Schizophrenie oder Alzheimer. Beim Training im Spitzensport und in der Sportmedizin ist eine genaue Kenntnis der Augenreaktionen sehr nützlich. Im übrigen kann das Verfahren und das Gerät überall eingesetzt werden, wo die Sicherstellung einer ausreichenden Blickkontrolle bzw. deren Störung wichtig erscheint. Beispiele sind: Fahreignung (Polizei) im Alter oder nach Medikamenteneinnahme oder bei Drogenmißbrauch; Berufseignung (Piloten) , Arbeitssicherheit (Bildschirm¬ arbeitsplätze) , Schuleignung, Lese- Rechtschreibprobleme, usw.

Nebenbei soll noch erwähnt werden, daß es Patienten gibt, bei denen nur ein Auge fehlerhaft reagiert oder die bspw. nur zu einer Seite hin fehlerhaft reagieren. Auch dies kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ermittelt werden und läßt Rückschlüsse auf bestimmte Fehlfunktionen zu.

Im vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden die Laserlichtquellen, die Einrichtungen zum automatischen Erfassen der Bewegung des Augapfels und die Auswerteeinheit ein kompaktes Gerät, welches bspw. auf den Kopf eines Menschen aufgesetzt werden kann. Deshalb ist die Handhabung dieses Gerätes wesentlich erleichtert.

Die Meßelemente der Einrichtung zum automatischen Erfassen der Bewegung des Augapfels sind in drei Richtungen vor dem Auge justierbar, um genügend starke Signale und eine ausreichende Eichung zu ermöglichen. Um den störenden Einfluß von Kopfbewegungen zu kompensieren, sind die Laserlichtquellen zur Erzeugung der Blickpunkte samt den Meßelementen auf dem Kopf montiert. Das Gesichtsfeld selbst bleibt weitgehend frei. Daε gesamte Gerät ist transportabel, einfach zu bedienen, kann bei Tageslicht eingesetzt werden und bedarf weder eines eigenen Raumes noch irgendwelcher anderer Zusatzgeräte.

Die Besonderheit des Gerätes besteht darin, daß es alle für die Anwendung notwendigen Elemente in einer einfachen Weise vereint. Dies sind die Lichtreize, die Messung selbst, die Auswertung und die Ergebnisanzeige.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Figur 1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Prüfen der Blicktüchtig¬ keit in Gebrauchslage auf dem Kopf eines Menschen;

Figur 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Prüfen der Blicktüchtigkeit gemäß Figur 1;

Figur 3 eine Frontansicht der Vorrichtung zum Prüfen der Blicktüchtigkeit gemäß Figur 2;

Figur 4 eine vergrößert dargestellte Draufsicht auf eine Einrichtung zum automatischen Erfassen der Bewegung eines Augapfels;

Figur 5 eine schematische und blockschaltbildliche Darstellung eines erfindungsgemaßen Verfahrens zum Prüfen der Blicktüchtigkeit eines Lebewesens.

Gemäß Figur 1 befindet sich auf einem Kopf eines menschlichen Lebewesens eine erfindungsgemäße Vorrichtung R zum Prüfen der Blicktüchtigkeit dieses Menschen. Gemäß den Figuren 2 und 3 weist eine derartige Vorrichtung R einen Reif 2 auf, der dem menschlichen Kopf 1 angepaßt werden kann] Mit diesem Reif 2 sind zwei Einrichtungen 3.1 und 3.2 zum automatischen Erfassen der Bewegung eines Augapfels 4 (siehe Figur 4) verbunden. Dabei weist jede Einrichtung 3 zwei beabstandete Fotozellen 5.1 und 5.2 auf, wobei zwischen den beiden Fotozellen 5.1 und 5.2 eine Infrarotlichtquelle 6 vorgesehen ist. Die Fotozellen 5.1 und 5.2 befinden sich an Halterungen 7.1 und 7.2, während die Infrarotlichtquelle 6 an einem Haltebügel 8 zwischen den beiden Halterungen 7.1 und 7.2 angeordnet ist.

Die beiden Fotozellen 5.1 und 5.2 sind auf einen Augapfel 9 rechts und links neben der Pupille 10 ausgerichtet, so daß sie eine Änderung der Intensität des reflektierten Infrarotlichtes erfassen. Das physikalische Meßprinzip für die Bewegung des Augapfels beruht auf der Reflektion dieses infraroten Lichtes durch die vorderen Augenmedien. Bei Rotation des Augapfels 9 ändert sich die Intensität des reflektierten Lichtes seitenungleich, so daß aus der Differenz ein Maß für die Augenposition relativ zum Kopf gewonnen werden kann.

Leitungen 11.1 und 11.2 deuten an, daß die Fotozellen 5.1 und 5.2 mit einer Auswerteeinheit 11 verbunden sind. Diese Auswerteeinheit 11 erstreckt sich gemäß Figur 3 zwischen zwei Bügelschenkeln 12.1 und 12.2 eines Bügels 13, der über diese Bügelschenkel 12.1 und 12.2 mit dem Reif 2 verbunden ist. Ferner besteht der Bügel 13 aus einer Traverse 14, welche die beiden Bügelschenkel 12.1 und 12.2 miteinander verbindet. Auf dieser Traverse 14 sitzen drei Laserlicht¬ quellen 15.1, 15.2 und 15.3. Jede dieser Laserlichtquelle 15.1 bis 15.3 sendet eine Laserstrahl 16.1, 16.2 und 16.3 aus, die im vorliegenden Fall auf einen Schirm 17 gerichtet sind. Durch den Laserstrahl 16.1 entsteht auf dem Schirm 17 ein Bezugspunkt 18, während die Laserstrahlen 16.1 und 16.3 jeweils einen Blickpunkt 19.1 und 19.3 erzeugen.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:

Die ^' Vorrichtung zum Prüfen der Blicktüchtigkeit eines Lebewesens, insbesondere eines Menschen, wird dem Kopf 1 eines Menschen aufgesetzt. Dabei wird der Reif 2 so auf dem Kopf 1 angeordnet, daß sich die Einrichtungen 3.1 und 3.2 vor den Augen befinden, d.h., daß sich die Fotozellen 5.1 und 5.2 jeweils neben den Pupillen 10 anordnen. Zwischen den Fotozellen 5.1 und 5.2 kann der Mensch auf den Schirm 17 schauen.

Die Laserlichtquellen 15 befinden sich auf der Traverse 14 über dem Kopf 1 und richten ihren Strahl 16.1 bis 16.3 auf den Schirm 17. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 kreuzen sich alle drei Strahlen 16.1 bis 16.3 in einem Kreuzungspunkt 20, der sich bevorzugt möglichst nahe am menschlichen Kopf 1 befindet. Hierdurch wird gewährleistet, daß sich der Abstand zwischen den beiden Blickpunkten 19.1 und 19.3 auch beim Wechsel der Entfernung des Kopfes 1 von dem Schirm 17 verändert.

Für das Prüfen der Blicktüchtigkeit wird von der Laserlichtquelle 15.2 der Bezugspunkt 18 auf dem Schirm 17 hergestellt. Die Augen richten sich auf diesen Bezugspunkt 18. Mit einem Zufallsgenerator od. dgl. in der Auswerteeinheit 11 wird nun durch die Laserlichtquelle 15.1 bzw. 15.3 jeweils ein Blickpunkt 19.1 oder 19.3 erzeugt, während die Laserlichtquelle 15.2 abgeschaltet ist. Die Einrichtung 3.1 und 3.2 zum automatischen Erfassen der Bewegung des Augapfels ermitteln nun, ob sich das Auge tatsächlich auf den erscheinenden Blickpunkt 19.1 bzw. 19.3 richten. In der Auswerteeinheit 11 wird festgestellt, ob die Bewegung des einen oder anderen oder beider Augen richtig oder fehlerhaft ist. Ferner erfolgt eine Auflistung der richtigen bzw. falschen Bewegung des Augapfels und eine Ermittlung der Reaktionszeit. Die Reaktionszeit wird bevorzugt auf ¹ /ιooo ^ste -'- Sek. genau ermittelt.

Nicht näher gezeigt, befindet sich in der Auswerteeinheit 11 eine Datenbank, welche anhand von gespeicherten Daten vergleichbarer Lebewesen ermittelt, ob die Fehlerquote im oder außerhalb dieses Rahmens liegt. Dabei wird die Datenbank anhand von spezifischen Parametern erstellt. Beim Menschen sind diese Parameter vor allem das Geschlecht und das Alter.