© TH Köln | Heike Fischer

Pupillenlichtreflex präzise vermessen

Forschungsprojekt entwickelt neue Technologie

Der Pupillenlichtreflex, also die Reaktion der menschlichen Pupille auf plötzliche Lichtreize, lässt unter anderem Rückschlüsse auf Alkoholkonsum oder erhöhte Schläfrigkeit zu. Da der Reflex sehr schnell erfolgt, wird für eine zuverlässige Auswertung eine Technik mit hoher Messgenauigkeit benötigt. Diese stand bislang noch nicht zur Verfügung. In dem gemeinsamen Forschungsprojekt I-RIS haben die Stellar DBS GmbH und die TH Köln jetzt eine zum Patent angemeldete Methode entwickelt, mit der der Pupillenlichtreflex sehr präzise vermessen werden kann, und damit die Grundlagen für weiterführende klinische Studien gelegt.

Für die Messungen blickt der Proband durch einen Brillenkorpus, der einer VR-Brille ähnelt. Durch zwei in dem Korpus montierte LED-Streifen wird ein Auge mit einer speziell erarbeiteten Sequenz von Lichtblitzen stimuliert. Kameras filmen die Reaktionen beider Augen und geben die Daten an einen Computer weiter, der den Pupillenlichtreflex analysiert. „Mit unserer Technologie nehmen wir bis zu 1.000 Bilder pro Sekunde auf. Das ermöglicht uns sehr detailreiche und störungsfreie Aufnahmen mit einer bislang nicht dagewesenen Genauigkeit“, sagt Prof. Dr. Gregor Fischer, Projektleiter am Institut für Medien- und Phototechnik der TH Köln.

Nach der fünf Sekunden dauernden Messung stehen die Ergebnisse sofort zur Verfügung. Ausgewertet wird die Öffnung der Pupille hauptsächlich in Bezug auf Schlüsselparameter: die Latenzzeit zwischen dem Einsetzen der Stimulation und dem Zusammenziehen der Pupille, die Dauer des Zusammenziehens, die minimale Pupillengröße sowie die Dauer der Wiederöffnung der Pupille.

„Mit der neuen Technologie eröffnen sich neue Möglichkeiten im Bereich der Schläfrigkeits- und Alkoholmessung. Zudem wird die Pupillenvermessung deutlich praxistauglicher. Innerhalb von kurzer Zeit können Aussagen über den Zustand des Probanden getroffen werden. Das war mit bestehenden Systemen bislang so nicht möglich“, so Fischer. Der Prototyp im Projekt I-RIS wurde so konzipiert, dass er mit geringen Anpassungen auf die Größe einer handelsüblichen VR-Brille miniaturisierbar und somit mobil und unkompliziert einsetzbar ist.

Neben der Konzeptionierung und dem Aufbau des Prototyps entstand im Rahmen des Projektes auch die komplette Software zur Steuerung der Anlage und zur Auswertung der Messungen. Dabei waren vor allem die exakte und schnelle Berechnung der Pupillengröße in jedem Einzelbild sowie die Eliminierung von Störgrößen wie etwa Blinzeln im Fokus. Um die Vergleichbarkeit der Aufnahmen zu garantieren, müssen die entstandenen Aufnahmen zudem mit einem komplexen Algorithmus normiert werden. {…}

Das Forschungsprojekt I-RIS wurde über zwei Jahre durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert.

Vollständige Quelle: TH Köln