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Abstract

P 237

Fortschritte bei der Entwicklung eines künstlichen Akkommodationssystems

Jörg Nagel1, Ulrich Gengenbach1, Helmut Guth1, Thomas Martin1, Liane Rheinschmitt1, Georg Bretthauer1, Rudolf Guthoff2
1Institut für Angewandte Informatik, Forschungszentrum Karlsruhe, Eggenstein-Leopoldshafen; 2Universitäts-Augenklinik Rostock

Hintergrund
Presbyopie und Katarakt spielen in einer alternden Gesellschaft eine zunehmende Rolle. Die abnehmende Akkommodationsfähigkeit kann durch Sehhilfen kompensiert werden. Bei der Katarakt wird die trübe Linse in der Regel durch eine starre IOL ersetzt. Weltweit laufen viele Arbeiten zur Wiederherstellung der Akkommodation. Ein neuer Ansatz, der hier verfolgt wird, ist ein künstliches Akkommodationssystem, das als intelligentes Mikrosystem anstelle einer Intraokularlinse im Kapselsack implantiert wird. Dieses System soll je nach Akkommodationsbedarf vollständig autark die Brechkraft eines integrierten optischen Elements anpassen.
Methode
Zur Entwicklung eines solchen Mikrosystems wurden die Anforderungen aus ophthalmologischer und technischer Sicht ermittelt und die folgenden Teilfunktionen bestimmt: Ermittlung des Akkommodationsbedarfs, Änderung der Brechkraft, Systemsteuerung, Kommunikation und Energieversorgung. Das System muss mit üblichen augenmedizinischen Operationsverfahren in den begrenzten Bauraum, den der Kapselsack nach Entfernen der Linse bietet, für eine lange Lebensdauer betriebssicher und biokompatibel implantiert werden.
Ergebnisse
In diesem Beitrag werden die Grundlagenuntersuchungen, zur Realisierung der oben definierten Teilfunktionen, vorgestellt. Für die Erfassung des Akkommodationsbedarfs wurden sowohl Lösungsansätze geprüft, die körpereigene Reaktionen wie die Bewegung der Augen bei der Fixation eines Objekts und die Nahreaktionen der Pupille betrachten, als auch solche, wie  die direkte Entfernungsmessung oder die Beobachtung des abgebildeten Objekts. Als optische Elemente mit variabler Brechkraft wurden Linsensysteme mit axialer und lateraler Verschiebung mittels Aktoren ebenso untersucht, wie Linsen, deren Wirkprinzip darauf beruht, dass zur Variation der Brennweite deren brechende Flächen geometrisch verformt werden. Um die für den Betrieb des Systems benötigte Energie bereitzustellen, werden sowohl die induktive Einkopplung und Speicherung in Spezial-Akkus als auch die Möglichkeiten des sogenannten Energy Harvesting geprüft. Dies alles stellt sehr hohe Anforderungen an die Systemintegration, die intensiv untersucht wird.
Schlussfolgerungen
Nach Abschluss der Grundlagenuntersuchungen wird eine Auswahl von Komponenten zur Verfügung stehen, die es schlussendlich ermöglichen, das angestrebte intelligente Mikrosystem zu realisieren welches geeignet ist, die Akkommodationsfähigkeit wieder herzustellen.

 
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