In der vorliegenden Arbeit wurden Augenbewegungen während des Lesens bei gesunden Probanden und bei Patienten mit degenerativen Netzhauterkrankungen untersucht. Hierbei kam ein Infrarot-Tracker mit einer für die Patienten modifizierten Meßbrille zum Einsatz, außerdem ein Scanning Laser Ophthalmoskop, bei dem über einen akustooptischen Modulator Texte direkt auf der Netzhaut abgebildet und mit den Lesebewegungen aufgezeichnet wurden. Die Meßgeräte konnten für simultane Messungen miteinander kombiniert werden.
Bei elf untersuchten Patienten mit Zentralskotom war die Lesegeschwindigkeit im Vergleich zu Gesunden um etwa die Hälfte herabgesetzt, sie benötigten fast doppelt so viele Fixationen und Rücksprünge innerhalb einer Textzeile traten siebenmal so häufig auf.
Mit einer neu entwickelten Software zum Lesetraining wird ein Text zu einer Folge von Buchstabenkomplexen aufbereitet, um so die Anzeigegeschwindigkeit schrittweise zu steigern. Dieser Effekt wurde in einer Vorstudie untersucht.

Christian Teschner
Lesevorgang bei Gesunden und Patienten mit Makuladegeneration: Ansätze für Lesetraining und Rehabilitation
ISBN 10: 3-86573-025-6
ISBN 13: 978-3-86573-025-1
120 S. 15 EUR. 2004 (Diss.)


1. Einleitung . . . . . 13
1.1 Augenbewegungen während des Lesevorgangs
1.2 Ziel der Untersuchung
1.3 Anwendung: Entwicklung eines Lesetrainingsprogramms

2. Methoden Teil I: Ober2-System . . . . . 17
2.1 Meßeigenschaften des Ober2-Systems
2.1.1 Meßprinzip
2.1.2 Aufbau der Meßbrille
2.1.3 Videoaufnahme des Auges im Infrarotbereich
2.1.4 Zuordnung der Meßsensoren zu den gemessenen Bewegungskomponenten
2.1.5 Infrarotdioden und Infrarotsensoren werden gepulst angesteuert
2.1.6 Intensität der Infrarotdioden
2.1.7 Verarbeitung des Meßsignals
2.1.8 Sakkaden und Fixationen: Charakteristische Meßableitung
2.2 Reduktion von Artefakten
2.2.1 Schwankende Hintergrundbeleuchtung
2.2.2 Lidschläge
2.2.3 Kopfbewegungen: eine Ursache für unerwünschte Driftkomponenten
2.2.4 Verrutschte Meßbrille
2.2.5 Augenfarbe des Probanden
2.2.6 Kontaktlinsen
2.3 Artefakte, die durch den Geräteaufbau bedingt sind
2.3.1 Ausfall einer IR-Diode
2.3.2 Ausfall eines IR-Sensors: Simulation durch Abkleben eines Sensors
2.3.3 Unterschiedliche räumliche Amplitude bei der Messung verschiedener Probanden
2.4 Grenzen der Meßgenauigkeit
2.4.1 Zeitliche Auflösung des Meßsystems
2.4.2 Test auf zeitliche Verzögerung durch das Meßsystem selbst
2.5 Beschreibung des Versuchsaufbaus mit dem Ober2-System
2.5.1 Geräteaufbau
2.5.2 Lesetafel und Bildschirm im Vergleich
2.5.3 Zum Problem der Beleuchtung
2.6 Einstellung der meßsystembezogenen Parameter
2.6.1 Hintergrundbeleuchtung und Rauschfilter
2.6.2 Überlegungen zur Wahl der Meßfrequenz
2.6.3 Darstellung der Daten
2.7 Manuelle Auswertung der Leseversuche

3. Methoden Teil II: SLO . . . . . 39
3.1 Aufbau des SLO
3.2 Der akustooptische Modulator (AOM)
3.3 Lichtbelastung der Netzhaut
3.4 Projektion von Texten bzw. Abbildungen auf die Netzhaut
3.5 Störung der Bildqualität, Artefakte
3.5.1 Lidschläge
3.5.2 Unscharfe und abgedunkelte Halbbilder
3.6 Grenzen der Meßgenauigkeit
3.6.1 Untersuchung auf mögliche Bildverzerrungen
3.6.2 Grenzen der zeitlichen Auflösung
3.7 Ober2-System und SLO im Vergleich

4. Leseversuche mit gesunden Probanden und mit Patienten mit juveniler Makuladegeneration . . . . . 49
4.1 Auswahlkriterien für die Patientengruppe
4.2 Eingangsuntersuchung der Patienten
4.3 Vergleichsgruppe mit gesunden Probanden
4.4 Beschreibung der Lesetexte
4.5 Untersuchungsprogramm mit dem Ober2-System
4.6 Auswertung der mit dem Ober2-System aufgezeichneten Meßkurven
4.7 Untersuchungsprogramm am SLO
4.8 Auswertung der SLO-Sequenzen

5. Ergebnisse . . . . . 57
5.1 Gesunde Probanden
5.1.1 Lesen eines Textes in verschiedenen Vergrößerungen
5.1.2 Änderung des Lesemusters durch mehrmaliges Lesen desselben Textes
5.1.3 Rücksprung zum Zeilenanfang
5.1.4 Geübter Leser
5.2 Patienten
5.2.1 Makulopathie, geübter Anwender von Lesehilfen
5.2.2 Hochgradige Makulopathie
5.2.3 Makulopathie mit Ringskotom, Zeilenrücksprung durch mehrere Sakkaden
5.2.4 Beispiel für einen Lesevorgang bei Makuladegeneration
5.2.5 Wechselnder exzentrischer Fixationsort
5.3 Auswertung der Leseversuche: Gesunde Probanden und Patienten im Vergleich

6. Entwicklung eines Lesetrainingsprogramms . . . . . 71
6.1 Vorüberlegung
6.2 Fixation mehrerer Punkte bei steigender Anzeigegeschwindigkeit
6.3 Konzept des Lesetrainingsprogramms
6.4. Umsetzung des Konzepts auf Softwareebene
6.5. Vorstudie
6.5.1 Ablauf des Trainings
6.5.2 Ergebnisse

7. Kombination von Ober2-System und SLO . . . . . 83
7.1 Versuchsaufbau
7.2 Fixation einzelner Marker: Driftkomponente des Ober2-Systems
7.3 Lesevorgang und Analyse von Sakkaden mit größerer räumlicher Amplitude: Bewegungsartefakte in der Videoaufzeichnung des SLO

8. Einspielen des Lesetrainingsprogramms in das SLO . . . . . 89
8.1 Versuchsaufbau
8.2 Anzahl der Fixationen pro Buchstabenkomplex

9. Diskussion . . . . . 91
9.1 Meßmethoden
9.1.1 Ober2-System
9.1.1.1 Vergleich mit anderen Infrarot-Reflexionstechniken
9.1.1.2 Genauigkeit des Ober2-Systems im Vergleich zu anderen Meßmethoden
9.1.1.3 Analyse von Artefakten bei Infrarot-Reflexionstechniken
9.1.2 Klinischer Einsatz des SLO
9.2 Lesen unter physiologischen Bedingungen
9.2.1 Lesegeschwindigkeit
9.2.2 Einfluß der Schriftgröße
9.3 Lesebewegungen bei Patienten mit Makuladegeneration
9.3.1 Exzentrische Fixation
9.3.2 Charakterisierung des Lesemusters
9.3.3 Wechsel des exzentrischen Fixationsortes
9.3.4 Einfluß von Hilfsmitteln auf den Lesevorgang
9.4 Leseexperimente zu speziellen Fragestellungen
9.4.1 Lesegeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Textpräsentation
9.4.2 Einfluß der Exzentrizität auf die Texterkennung
9.5 Erklärungsmodelle für Augenbewegungsmuster während des Lesens
9.5.1 Lesegesichtsfeld, "visual span", "perceptual span"
9.5.2 Lesemodelle - Steuerung von Augenbewegungen während des Lesens
9.6 Lesetraining
9.6.1 Schnellesetraining bei Gesunden
9.6.2 Evaluation von Lesetrainingsprogrammen bei Störungen der Lesefähigkeit
9.7 Rehabilitation von Patienten mit Sehbehinderungen
9.7.1 Gesellschaftliche Relevanz
9.7.2 Bestehende Möglichkeiten der Rehabilitation

10. Ausblick: Weiterentwicklung des Lesetrainingsprogramms . . . . . 105
10.1 Entwicklung von Trainingsalgorithmen
10.2 Automatische Anpassung von Trainingsalgorithmen
10.3 Hilfe beim Zeilenrücksprung
10.4 Training einer stabilen exzentrischen Fixation

Literatur . . . . . 109

Lebenslauf . . . . . 119

Danksagungen . . . . . 120