VR-Simulation sensibilisiert für Probleme durch das Glaukom

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Systeme mit virtueller oder erweiterter Realität können einige der Hauptschwierigkeiten simulieren, die durch das Glaukom entstehen, so eine neue Studie der City, University of London.
VR-Simulation eines Glaukoms

Quelle: Martina Badini/Shutterstock.com

  • Das Glaukom ist eine chronisch fortschreitende Augenerkrankung mit einer charakteristischen Schädigung des Sehnervs.
  • In Deutschland ist rund eine Million Menschen von der Erkrankung betroffen.
  • im Rahmen der Welt-Glaukom-Woche 2020 hat die City, University of London eine Studie veröffentlicht.
  • Sie zeigt, wie sich VR-Simulation nutzen lässt, um die alltäglichen Herausforderungen für Menschen mit Glaukom und anderen Sehbehinderungen aufzuzeigen.

Lösungen für die VR-Simulation können einige der Hauptschwierigkeiten veranschaulichen, die ein Glaukom verursacht, so eine neue Studie der City, University of London.

Eine neue Studie, die im Rahmen der Welt-Glaukom-Woche 2020 veröffentlicht wurde, zeigt, wie im Handel erhältliche Head Mounted Displays (HMD) zur Simulation der alltäglichen Herausforderungen von Menschen mit Glaukom eingesetzt werden können.

Glaukom ist ein Überbegriff für eine Gruppe degenerativer Augenerkrankungen, die den Sehnerv im hinteren Teil des Auges betreffen. Es ist weltweit die Hauptursache für irreversible Erblindung und macht schätzungsweise 11 Prozent der Fälle von schwerer Sehbehinderung in Großbritannien aus [1].

Die Studie des Crabb Lab  der City, University of London legt nahe, dass die Technologie unter anderem dazu beitragen könnte, dass politische Entscheidungsträger die Auswirkungen von Sehbehinderungen auf Patienten besser einschätzen können, und dass Architekten bei der Planung von zugänglichen Gebäuden unterstützt werden könnten.

VR-Simulation eines Hauses und AR-Aufgabe mit einem Labyrinth

22 Freiwillige ohne Glaukom nahmen an der Studie teil. Die Teilnehmer trugen ein HMD, während sie verschiedene Aufgaben in virtueller oder erweiterter Realität ausführten. Bei der Virtual-Reality-Aufgabe wurden die Teilnehmer in eine Simulation eines typischen, „überladenen“ Hauses versetzt. Durch Bewegen der Augen und des Kopfes konnten sie sich darin umsehen, um ein irgendwo im Haus verstecktes Mobiltelefon zu finden.

Bei der Augmented-Reality-Aufgabe navigierten die Teilnehmer durch ein lebensechtes, menschengroßes „Maus-Labyrinth“, das sie durch Kameras im vorderen Teil des HMD betrachteten. Sensoren im HMD verfolgten die Position der Augen der Teilnehmer und ermöglichten es der Software, einen verschwommenen Sehbereich, ein so genanntes „Skotom“, zu erzeugen, der den gleichen Teil ihres Gesichtsfeldes behinderte, wohin auch immer sie blickten.

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Video (Youtube, März 2020). OpenVisSim-Demonstration von Simulationen der Sehbehinderungen, die im City TECS (Technology Enabled Care Studio), City, Universität London, gefilmt wurde.

Das Skotom wurde anhand medizinischer Daten eines echten Glaukompatienten erstellt, und zwar entweder mit eingeschränkter Sicht im oberen Teil des Gesichtsfeldes des Teilnehmers oder im unteren Teil. In Kontroll-Studien fehlte das Skotom.

Ähnlich wie bei echten Glaukompatienten waren die Teilnehmer langsamer bei der Ausführung der Aufgaben, wenn die simulierte Beeinträchtigung vorlag, und machten auch mehr Kopf- und Augenbewegungen. Sie fanden die Aufgaben ebenfalls besonders schwierig, wenn der Sehverlust den unteren Teil ihres Gesichtsfeldes betraf. Die Ergebnisse zeigten auch, wie manche Menschen mit einer identischen Beeinträchtigung besser umgehen konnten als andere.

Software zur Simulation der Sehbehinderung frei verfügbar

Die Software, die die Autoren zur VR-Simulation der Sehbehinderung entwickelt haben (OpenVisSim), wurde online zur freien Nutzung und Entwicklung für andere zur Verfügung gestellt. Sie ist mit den meisten kommerziell erhältlichen HMDs und Smartphones kompatibel und unterstützt eine Reihe von visuellen Effekten, mit denen die verschiedenen Symptome, die mit einer Reihe von Augenkrankheiten verbunden sind, simuliert werden können.

Der Erstautor der Studie, Dr. Peter Jones, Dozent am Crabb Lab, City, University of London, erklärte:

„Es ist zwar unmöglich, genau nachzuvollziehen, wie es ist, ein Glaukom zu haben, aber unsere Ergebnisse legen nahe, dass digitale Simulatoren zumindest einige der Herausforderungen, denen sich Menschen mit grünem Star täglich stellen müssen, erlebbar machen können. Wir arbeiten jetzt mit Architekten zusammen, um zu untersuchen, ob sich Sehverlustsimulatoren einsetzen lassen, um besser zugängliche Gebäude und Transportsysteme zu entwerfen.“

Bild: Beispiel für die durch ein Glaukom ausgelösten Sehstörungen. Bildquelle: Martina Badini/shutterstock.com

Die Studie wird in der Online-Zeitschrift npj Digital Medicine veröffentlicht.

Die Studie wurde von der Moorfields Eye Charity (https://moorfieldseyecharity.org.uk/) und Fight for Sight (UK) (https://www.fightforsight.org.uk/) finanziert.

Referenz:

[1] Quartilho, A., Simkiss, P., Zekite, A., Xing, W., Wormald, R. und Bunce, C., 2016. Führende Ursachen für nachweisbaren Sehverlust in England und Wales während des Jahres bis zum 31. März 2013. Auge, 30(4), S.602.

Lesen Sie den vollständigen Forschungsartikel auf der npj Digital Medicine Website: https://www.nature.com/articles/s41746-020-0242-6

Dr. Peter Jones hat einen Blog geschrieben, der den Forschungsartikel auf der npj Digital Medicine Website begleitet: https://go.nature.com/38tmiRO

Die Software OpenVisSim steht online zum freien Download zur Verfügung: https://github.com/petejonze/OpenVisSim

Ein Online-Werkzeug, das die mit OpenVisSim möglichen Effekte zeigt: https://www.ucl.ac.uk/~smgxprj/vr/

Mehr zum Crabb Lab an der City, Universität London: Webseite: http://www.staff.city.ac.uk/crabblab/#/ Twitter: @crabblab

Erfahren Sie hier mehr über VR in der Medizin und Chancen für Diagnostik und Operationsplanung.

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