Lägesbeskrivning för projektet Widesight, årsskiftet 1999

    Jörgen Gustafsson, Syncentralen, Länssjukhuset Ryhov

    Bodil Jönsson, Certec, LTH

    Sammanfattning

    Syftet med projektet Widesight är att utröna framgångsmöjligheterna för förhoppningen att människan bättre kan använda sitt perifera seende. Speciellt vikt fästs vid möjligheterna till förbättringar för synskadade människor med synbortfall i den centrala delen av näthinnan dvs central-scotom, och för bilförare.

    Ett förbättrat seende förutsätter inte bara en förbättrad optik utan också att människans signalbehandling och kognitiva förmåga förmår dra nytta av en optiskt förbättrad avbildning. Det är emellertid långt ifrån självklart hur människans seende som en del av hennes biologiska system påverkas av optiska förbättringar. I projektet görs därför en strikt åtskillnad mellan

    1. undersökningar och förbättringar av optiken och
    2. undersökningar av förbättringarnas effekter på seendet

    Arbetet enligt "1" har inneburit att vi

    a
    . utnyttjat de fysikaliskt-matematiska modeller som finns för ögats optik och dessa modellers översättning till datorprogram (raytracing). Delar av arbetet har bedrivits dels med de få raytracingprogram, som är direkt gjorda för ögats optik (men som inte är särdeles väl anpassade för studier av snett infallande strålar), dels med raytracingprogram skapade för stora optiska system (och som tidigare oftast inte alls tillämpats på ögats optik). Den bästa möjligheten att föra samman det vi hittills tror oss veta om ögats perifera optik och genom en optimering få fram de kompensationer, som behövs för att avbildningen skall bli så perfekt som möjligt, har vi fått i programmet OSLO.
    Under våren 1999 kommer projektet att publicera en översiktsartikel om olika existerande raytracingprograms skilda möjligheter att vara till hjälp vid studier av avbildning i ögat vid snett infallande strålar.

    b. för närvarande konstrueras linser som svarar mot de optiska kompensationer som programmet OSLO föreskriver.

    c. som ett bispår har det gjorts förberedande undersökningar av hur den perifera optiken i ett frilagt öga från en död gris kan studeras. Arbetet utfördes som ett examensarbete.

    Punkten 2, undersökningar av förbättringarnas effekter på själva seendet, är inne i en grovfas, där det först handlar om huruvida man kan notera några effekter överhuvudtaget av en optisk kompensation i sidseendet. Senare – om effekterna finns – blir det frågan om en kvantifiering av dessa.

    En intressant kombination av möjligheterna enligt 1 och 2 utgörs av en pågående konstruktion där en avbildning på näthinnans perifera del i ett levande öga förhoppningsvis skall kunna fotograferas, med och utan yttre optisk kompensation. Det är de nu existerande synnerligen goda bildförstärkarna som gör detta möjligt – det går nämligen att fånga upp även en så ljussvag bild som det nödvändigtvis måste vara frågan om för att ögat inte skall skadas.

    Projektet har också en tredje del: att bygga upp en brukartillgänglig kunskapsbank/expertsystem på svagsynsområdet.

    Medverkar i projektet gör projektledaren Jörgen Gustafsson, Länssjukhuset Ryhov, Jönköping, samt Bodil Jönsson och Björn Breidegard, Certec, LTH, Sven-Göran Pettersson, Fysik LTH, samt externt Rolf Öhman, Bara Elektronik, och Lars Hellström, Multilens.

    1. Undersökningar och förbättringar av människoögats optik för snett infallande strålar

    a. Raytracing
    Framgångsrika datormässiga studier av optiska strålgångar i det perifera av ett människoöga vilar på två förutsättningar:

    1. en god modell över ögat, som duger också för perifera strålar
    2. ett väl fungerande datorprogram som kan ta hand om beräkningar, optimeringar och eventuell grafik.

    Eftersom detta området tidigare märkligt nog varit i stort sett försummat, har vare sig förutsättningarna enligt 1) eller 2) varit enkla att uppfylla med en acceptabel grad av tillförlitlighet. Efter mycket sökande och prövande av olika programvaror inom området ögats optik och raytracing har vi nu genom programmet OSLO och en kompetent OSLO-användare kommit så långt att de första trovärdiga värdena på kompensationslinser resulterat. OSLO är i första hand avsett för lins-design inom området industriell optik, dvs för utveckling av kamera- och instrument-optik.

    De program som vi prövat är:

    Ett forsknings- och utbildningsprogram av Wolfgang Fink, Tübingen, Tyskland

    Ett forsknings- och utbildningsprogram av Sven-Göran Pettersson, Fysik LTH, Lund

    Ett kommersiellt program från Kidger Optics, USA

    En beta version av det kommersiella Visual Optics Lab, Ed Sarver, USA

    Ett kommersiellt program OSLO, Sinclare Optics, USA

    En av de viktigaste anledningarna till att just OSLO gett de bästa möjligheterna till resultat utifrån vår intresseinriktning är att OSLO klarar att använda en gradientindexlins som modell för ögonlinsen. Detta ger en större likhet med det mänskliga ögats lins.

    De första beräkningarna med OSLO är klara. Dominant är en stor astigmatism. Nu pågår arbete att med hjälp av OSLO-programmet korrigera aberrationerna genom kompensationer i olika vinklar ut till 60 grader.

    Samtidigt som detta arbete fullbordas görs en översiktsartikel över olika raytracingprograms skilda möjligheter att vara till hjälp vid studier av avbildning i ögat vid snett infallande strålar.

    b. Linskonstruktion

    För närvarande konstrueras linser som svarar mot de optiska kompensationer som programmet OSLO föreskriver.

    c. Grisögon som fysikalisk modell

    En examensarbetare på LTH har under hösten arbetat med att försöka undersöka optiken i grisögon. En rad praktiska svårigheter visade sig men ändå bedöms det som att en vidare utveckling av detta arbete skulle kunna vara möjlig. Undersökningarna tyder på att optiken i grisögon är ganska lik det mänskliga ögats optik. Vårt huvudspår är att i nästa försök prova att spåra enskilda laserstrålars väg genom grisögat vid olika sneda infall.

      2. Undersökningar av förbättringarnas effekter på seendet

    Eftersom denna punkt ligger efter linskonstruktionen enligt 1b har det egentliga arbetet ännu inte inletts. Men två viktiga förberedelser har gjorts:

    a. Förberedelse: Scotom linsen "Jenny"

    Genom ett idéutbyte inom projektet genererades tanken om att man behöver en "scotomlins", en svart kontaktlins, för att kunna simulera ett bortfall av det centrala seendet och därigenom bättre kunna studera det perifera seendet isolerat. Denna kontaktlins finns nu att köpa från Nordiska Lins i Göteborg.

    I första hand kan Jenny användas för att ge förståelse för hur patienter med utsläckt maculafunktion har det. Den kan inte helt ge den fulla upplevelsen av hur det är att se bara i det perifera seendet, men den kommer att vara mycket värdefull då vi vill isolerat studera det perifera.

    b. Förberedelse: Prov med riktad bildförstoring

    Det hittillsvarande enda sättet att kompensera för bortfall i det centrala seendet har varit att arbeta med förstorade bilder, dvs. att i realiteten utnyttja det perifera seendet (dock inte alls så långt ut som detta projekt syftar). Jörgen Gustafsson och Lars Hellström, Multilens, har funderat och testat olika möjligheter att använda "bildförstoringsslipning" kombinerat med de hjälpmedel vi idag använder. Multilens har under hösten gjort ett antal försök att tillverka linser som ger "riktad bildförstoring".

    Nu finns en lins som går att sätta utanpå ett ML-Aplanatisk system och som ger denna effekt. Man kan därigenom "glesa ut" bokstäverna i en text. Den första användartesten var lovande: vederbörande frivilliga försöksperson konstaterade att det blev mycket lättare att läsa genom utglesningseffekten. När optiken ytterligaste förbättrats, kommer kliniska tester att genomföras.

    Det är inte självklart hur utfallen av proven med riktad bildförstoring kommer att kunna samspela med Widesightprojektets kommande optiska korrektioner för sneda strålar, men projekten är så närliggande att de rimligen bör kunna dra nytta av varandra.

    3. Kunskapsbank/ expertsystem

    Ett arbete med att bygga upp en kunskapsbank eller ett expertsystem för att göra tillgängliga erfarenheter från svensk synrehabilitering pågår. I första hand utvecklas ett program som förtecknar de olika praktiska svårigheter som en synskadad kan ha. Användaren skall kunna gå från dessa till olika förslag till åtgärder.

    Parallellt pågår en utveckling av ett föreläsningsmaterial inom svagsynoptik.

     

    Senast ändrad: 02-04-09