Bildgebung: Neuer Ansatz vereinfacht Netzhautuntersuchungen

Eine neuentwickelte Augenkamera nimmt digital fokussierbare Netzhautbilder auf, ohne dass eine mechanische Fokussierung erforderlich ist. Das könnte Augenuntersuchungen mittels Funduskameras vereinfachen.

Augenuntersuchungen sind ein unverzichtbares Instrument zur Erkennung von Erkrankungen wie diabetischer Retinopathie, Glaukom und altersbedingter Makuladegeneration. Um frühe Anzeichen einer Erkrankung zu erkennen, ist ein wichtiger Bestandteil dieses Prozesses die Fundusbildgebung. Die verwendeten Kameras sind jedoch teuer, schwer zu bedienen und erfordern eine sorgfältige Fokussierung. Das schränkt ihre Verfügbarkeit in vielen Kliniken und unterversorgten Regionen ein.

Neue Funduskamera entwickelt

Ein Team von Forschern der Johns Hopkins University, Baltimore, USA, der Boston University, Boston, USA und weiteren Kooperationspartnern hat nun eine neue Art von Funduskamera entwickelt, die eine der größten Herausforderungen beseitigt: die Fokussierung.

Anstelle mechanischer Einstellungen einer Linse verwendet das System einen speziellen Diffusor, der während der Bildgebung 3D-Lichtinformationen erfasst. Mit diesen Daten kann ein Computer die Bilder nach der Aufnahme rekonstruieren und neu fokussieren. Eine erste Demonstration dieser Methode am lebenden menschlichen Auge wurde in der Fachzeitschrift „Biophotonics Discovery“ veröffentlicht.

Digital auf den richtigen Fokus schärfen

Um das System zu entwickeln, modifizierte das Team eine handelsübliche Funduskamera und ersetzte einen Teil ihrer Optik durch einen holografischen Diffusor und einen empfindlichen digitalen Sensor. Anschließend kalibrierten sie das System, indem sie aufzeichneten, wie der Diffusor Licht mit unterschiedlichen Brechungsfehlern unscharf macht. Nach der Kalibrierung konnte die Kamera Bilder der Netzhaut in Modellaugen aufnehmen und diese mithilfe einer Software digital auf den richtigen Fokus schärfen.

In Tests mit Freiwilligen gelang es den Forschern mit dem Gerät, Farbbilder der Netzhaut aufzunehmen, die Merkmale wie den Sehnervenkopf, Blutgefäße und die Makula zeigten. Wichtig ist, dass die Bilder über einen großen Bereich von Brechungsfehlern – mehr als zehn Dioptrien – neu fokussiert werden konnten, ohne dass optische Komponenten bewegt werden mussten.

Zudem lieferte das System eine konsistente Auflösung von etwa 7 bis 10 Linienpaaren pro Millimeter. Das ist zwar geringer als bei einer herkömmlichen Kamera, aber es blieb bei Augen mit Brechungsfehlern stabil und zwar mit fester Optik und ohne vorherige Fokussierung.

Reduktion von Kosten und Komplexität

Die Ergebnisse zeigen, dass die diffusionsbasierte computergestützte Bildgebung in der realen Augenuntersuchung eingesetzt werden kann. Da bei diesem Ansatz bewegliche Teile vermieden werden, könnte er dazu beitragen, die Kosten und die Komplexität von Funduskameras zu reduzieren.

Die Forscher sehen auch Potenzial für die Kombination dieser Technik mit Autorefraktoren in einem einzigen Gerät. Ein solches Instrument könnte umfassende Augenuntersuchungen einfacher durchführbar und breiter zugänglich machen.

(sas/BIERMANN)