Untersuchung eines Eye Tracker Prototypen zur automatischen Operationsmikroskopsteuerung

Abstract

Die Durchführung mikrochirurgischer Operationen wird erst durch die Verwendung von Operationsmikroskopen möglich. Die Mikroskopoptik wird mittels einer Fußsteuerung zentriert. Der hier untersuchte Prototyp eines Eye Tracking Systems (ETS) verwendete zwei separate Bildverarbeitungsalgorithmen, um in Situationsbildern am vorderen Augenabschnitt den Irismittelpunkt bzw. in Situationsbildern am hinteren Augenabschnitt das Helligkeitszentrum zu berechnen. Die Zentrierung der Mikroskopoptik wurde mittels dieser Berechnungen automatisiert. Die Funktionstüchtigkeit des Prototyps sollte unter realistischen Bedingungen untersucht werden. Des Weiteren waren die Auswirkungen des Prototyps auf die Arbeitsbedingungen des Operateurs Gegenstand dieser Untersuchung. 30 pars-plana-Vitrektomien, teilweise in Kombination mit Phakoemulsifikation und Hinterkammerlinsenimplantation, wurden in diese Untersuchung eingeschlossen. Die durch den Prototyp berechneten Koordinaten der Irismittelpunkte bzw. der Helligkeitszentren wurden mit den tatsächlichen Koordinaten verglichen. Des Weiteren wurde die interne Qualitätskontrolle des Prototyps untersucht. Die Häufigkeit von Operationsmikroskopzentrierungen durch den Operateur und die Zentrierung des Blickfeldes unter konventionellen Bedingungen wurden mit den Ergebnissen der Operationen unter Verwendung der automatischen Operationsmikroskopsteuerung verglichen. 64,2% der Irismittelpunkte sowie 91,0% der Helligkeitszentren konnten durch den Prototyp richtig bestimmt werden. Die interne Qualitätskontrolle des Prototyps war mit den verwendeten Systemparametern nicht in der Lage, den Anteil falsch bestimmter Irismittelpunkte bzw. Helligkeitszentren ausreichend zu unterdrücken. Die Häufigkeit von Operationsmikroskopzentrierungen durch den Operateur wurde bei Prozeduren am vorderen Augenabschnitt durch das ETS nicht vermindert sondern sogar noch um 50% gesteigert. Bei Prozeduren am hinteren Augenabschnitt konnte demgegenüber eine Verminderung um bis zu 100% festgestellt werden. Die mittlere Zentrierung des Blickfeldes wurde bei Prozeduren am vorderen Augenabschnitt leicht verbessert. Bei Prozeduren am hinteren Augenabschnitt war das Ergebnis inkonsistent: in zwei der nach Toleranz gegliederten Gruppen war eine bessere Zentrierung feststellbar, in der dritten zeigte sich jedoch eine leichte Verschlechterung. Die Ergebnisse deuten auf den möglichen Nutzen sowie die Realisierbarkeit eines Eye Tracking Systems hin. Um das untersuchte Gerät im klinischen Alltag erfolgreich einsetzen zu können, sind die Beseitigung der herausgearbeiteten Fehlerquellen sowie die Verbesserung der Funktionstüchtigkeit erforderlich.