Amblyopie-Therapie: Interaktive Shutterbrille soll Klebepflaster ersetzen

Augenärzte behandeln die Amblyopie bei Kindern durch Abkleben des gesunden Auges. Das beeinträchtigte Pendant wird dadurch trainiert. Diese Okklusions-Therapie erfordert, dass die verordnete Tragezeit des Pflasters eingehalten wird.

“Dies ist oftmals nicht der Fall – viele Kinder lehnen diese Methode ab, häufig tragen sie das Pflaster aus Scham nicht”, berichtet die Fraunhofer Gesellschaft. Künftig soll daher eine elektronische Sehhilfe mit sensorischem Feedback das gesunde Auge situationsbedingt automatisch verdunkeln und die Kinder beim korrekten Tragen unterstützen. Ein Funktionsmuster der Brillenelektronik präsentieren Fraunhofer-Forscher auf der Messe Medica.

Die funktionale Sehschwäche eines Auges ist eine häufige Ursache für Sehbehinderungen bei Kindern. Standardmäßig wird die Schwachsichtigkeit (Amblyopie) durch Abdecken des besseren Auges mit einem verdunkelnden Pflaster therapiert. Das geschädigte Auge wird auf diese Weise trainiert, das Gehirn nimmt dessen Signale an. Je früher die Behandlung erfolgt, desto besser stehen die Heilungschancen. Nachteile dieser Okklusions-Therapie sind das eingeschränkte räumliche Sehen und der entstellende Charakter des Klebepflasters. “Häufig lehnen Kinder ein solches Pflaster ab und tragen es nicht. Daher verfehlt die Therapie oftmals ihr Ziel, denn der Erfolg der Behandlung hängt von der Okklusions-Tragezeit ab”, betont die Fraunhofer Gesellschaft und verweist auf das Verbundprojekt InsisT*, mit dem die Projektpartner die schwierige Behandlung kleiner Kinder entscheidend vorantreiben und die Therapieadhärenz durch eine interaktive, kontextsensitive Shutterbrille mit sensorischem Feedback verbessern wollen. Mit der neuen Technologie, so heißt es, lasse sich die Abdeckung des Auges situationsbedingt steuern, bei bewegungsintensiven Aktivitäten könne sie ausgesetzt werden, um Unfälle aufgrund eines fehlenden räumlichen Sehvermögens zu vermeiden.

Multimodale Sensorik im Brillengestell
Für die Steuerung der Brille sorgt eine multimodale Sensorik, die sich in den Brillenbügeln befindet. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik IBMT entwickeln diese Brillenelektronik sowie die Smartphone-App, mit der die Eltern des erkrankten Kindes die Therapie überwachen können. “Sämtliche Informationen werden in einer digitalen Patientenakte gesammelt, ebenfalls eine Entwicklung des IBMT-Forscherteams”, betont die Gesellschaft. “Diese datenschutzkonforme Webanwendung ist für den behandelnden Ophthalmologen zugänglich, der den Therapieverlauf kontrollieren, anpassen und optimieren kann.” Der Augenarzt erfahre, ob und wann die Brille getragen wurde, diese Transparenz habe bei der bisherigen Methode gefehlt. “Die Daten werden von der Brille per Bluetooth drahtlos auf die App und anschließend in die Datenbank übertragen, die in der Cloud alle Informationen sicher archiviert. Ziel dieses Vorgehens ist es, eine individualisierte Therapie zu realisieren”, erläutert Dr. Frank Ihmig, Wissenschaftler am Fraunhofer IBMT in St. Ingbert.

Akzeptanz der Therapie erhöhen
Diese Echtzeitdatenverarbeitung wird durch unterschiedliche Sensoren ermöglicht: Temperatur- und Hautkontaktsensoren überwachen den Tragezustand, die Trageposition, die Tragedauer sowie die Okklusionszeiten der LCD-Brillengläser. “Die Daten werden in einem elektronischen Speicher protokolliert, der im Gestell untergebracht ist. Die Brille ist also auch ein Datenlogger”, sagt Ihmig. Die Verdunkelung der LCD-Gläser erfolge elektronisch – der Verdunkelungseffekt entstehe durch das Ein- und Ausschalten der integrierten Flüssigkristalle. Der Takt der Okklusion lasse sich steuern und individuell anpassen – “ein Vorteil gegenüber der bisherigen Therapie mit Klebepflaster”. Die Projektpartner hoffen, die kleinen Patienten auf diese Weise zum permanenten Tragen der Brille zu motivieren. Die Hautkontaktsensoren würden den korrekten Sitz des Systems prüfen und den Betroffenen “ein kindgerechtes Feedback” geben. Dadurch könne die Akzeptanz der Therapie erhöht werden.

Ein Beschleunigungssensor erkennt Bewegungsmuster, wobei er verschiedene Aktivitäten wie stehen, liegen, sitzen, gehen, laufen, springen, Fahrradfahren und Treppe steigen unterscheidet. “Die Shutterbrille ist kontextsensitiv. Bei bewegungsintensiven Aktivitäten wie beim Sport wird die Ansteuerung der LCD-Gläser abgeschaltet, die Verdunkelung deaktiviert, sodass das volle räumliche Sehvermögen gewährleistet ist. Dies dient der Sicherheit des Kindes. Unfälle und Verletzungen werden so umgangen”, erklärt Ihmig.

Erste Tests mit schwachsichtigen Kindern sind laut Mitteilung der Fraunhofer Gesellschaft für das zweite Quartal 2019 geplant. Eine Validierungsstudie zum Projektende soll den erwarteten medizinischen Nutzen belegen.
Ein erstes Funktionsmuster der Brillenelektronik liegt vor, im nächsten Schritt wird diese miniaturisiert, damit sie sich in Kinderbrillengestelle einbauen lässt. Darüber hinaus arbeiten die Forscher an der Optimierung der Batterielaufzeit, wofür ein energieeffizienter Betrieb der Elektronik realisiert wird. Das Laden der Shutterbrille erfolgt induktiv, also drahtlos.

*Das Projekt InsisT:
(Interaktive Brille mit sensorischem Feedback zur Therapie von Schwachsichtigkeit bei Kindern)
Projektlaufzeit: 2017 bis 2020
Fördergeldgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF
Projektpartner:
Augenklinik Sulzbach
BEO MedConsulting Berlin GmbH
Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT, St. Ingbert
Novidion GmbH, Köln (Koordinator)

Quelle: Fraunhofer Gesellschaft