Analyse schneller Augenbewegungen in Virtual Reality

eyeTrax - Das System

Für die Untersuchung und Analyse der Okulomotorik (Augenbewegungen und der Pupillenfunktion) wurde das System eyeTrax entwickelt. Mittels Hochleistungs-Eye-Tracking-Kameras – integriert in eine Virtual-Reality-Brille – werden die Augenbewegungen präzise erkannt und mithilfe der eyeTrax-Software vielfältig ausgewertet. Die Ergebnisse dokumentieren mögliche Defizite der okulomotorischen Funktionen, welche auch im Profi-Sport von großer Bedeutung sind.

Die Okulomotorik wird anhand einer 3D-Simulation, die visuelle Reize gezielt und reproduzierbar auslöst, getestet. Die Hochleistungs-Eye-Tracking-Kamers erfassen die Augenbewegungen und die Pupillenreaktionen beim Verfolgen und Suchen von bewegten Objekten sowie Lichtreizen, indem durch Computer-Vision-Algorithmen die Pupille im Videobild erkannt und verfolgt wird. Die 3D-Simulation misst, im Gegensatz zu bildschirmbasierten Systemen, zudem die Akkomodationsleistung (Konvergenz und Divergenz).

eyeTrax kombiniert eine Reihe von hochentwickelten Algorithmen und wertet die Ergebnisse für beide Augen separat aus. Unterschiedliche Messungen können intraindividuell verglichen werden. Durch die reproduzierbaren und objektivierbaren Daten sind Rückschlüsse auf die kognitive Funktion des Gehirns möglich.

Forschung - Studien zu leichten Schädel-Hirn-Traumen

Derzeit existiert für das leichte Schädel-Hirn-Trauma (mild Traumatic Brain Injury, mTBI) keine objektiven Untersuchungsmethoden zur Sicherung dieser Diagnose. Sie stützt sich auf die subjektiven und motivationsabhängigen Angaben des Patienten sowie auf die Einschätzung des Arztes nach der Abfrage von Symptomen: Übelkeit, Erbrechen, Schwindel oder Kopfschmerz sind allerdings nur indirekte Hinweise auf eine Schädigung des Gehirns.

eyeTrax führt mit renommierten Wissenschaftlern Studien zur Diagnose leichter Schädel-Hirn-Traumen mit Hilfe der Eye-Tracking- und Virtual-Reality-Technik durch. In Kooperation mit klinisch tätigen Wissenschaftlern und Sportärzten werden neuro-ophthalmologische Parameter in der Akutphase nach einem leichten Schädel-Hirn-Trauma erfasst und hinsichtlich ihrer Sensitivität und Spezifität für die Diagnose eines leichten Schädel-Hirn-Traumas bewertet.

Diese Parameter sollen die diagnostische Sicherheit mittels objektivierbarer funktioneller Parameter bei leichten Schädel-Hirn-Traumen verbessern. Die Spezifität der Methode ist auch für die optimale Steuerung eines Heilverfahrens und damit für die Entscheidung über eine berufliche Wiedereingliederung von großer Bedeutung.

Das Verfahren zur Zulassung als Medizinprodukt der Klasse 1 ist in Deutschland (okulomotorische Leistungsdiagnostik) und in den USA bereits eingeleitet.

Sport - Einsatz im Sport

Nicht erst seit der Verletzung von Fußball-Nationalspieler Christoph Kramer im Finale der Weltmeisterschaft 2014 stehen Schädel-Hirn-Traumen (mTBI) auch im Breiten- und Spitzensport im Fokus der sportmedizinischen Diskussion. Im Profi-Sport werden Spielsituationen nur bei einer intakten Okulomotorik in Sekundenschnelle erfasst. Ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma kann zu Defiziten der okulomotorischen Funktionen führen, die die Reaktionsfähigkeit mindern sowie die räumliche Wahrnehmung beeinflussen. Diese Fähigkeiten spielen u. a. beim Einschätzen von Spielsituationen und beim Zweikampfverhalten eine große Rolle. Mögliche Defizite erhöhen ebenso signifikant das Risiko für muskuloskelettale Verletzungen.

Eine belastbare und objektive Beurteilung dieser kognitiven Fähigkeiten unmittelbar nach einer Kopfverletzung ist somit von großer Bedeutung – für die Gesundheit der Sportler und für die Entscheidung, ob der Spieler weiterhin volle Leistung erbringen kann, oder spielstrategisch ausgewechselt werden sollte. Bisher entscheiden dies die Mannschaftsärzte subjektiv und nach Erfahrungswerten. Vor allem leichte Schädel-Hirn-Traumen werden oftmals nicht erkannt bzw. verharmlost und dementsprechend nicht optimal therapiert. Die Betroffenen werden ggf. zu schnell (oder unnötig spät) wieder in den Trainings- und Wettkampfprozess (Return-To-Play) integriert.

eyeTrax Team

Das eyeTrax Team besteht aus einem interdisziplinäres Team von erfahrenen Spezialisten

Björn Fuhrmann

Geschäftsführer und Gründer von mindQ. Sammelte seine digitalen Erfahrungen in Projekten und Führungsfunktionen bei E-Plus, Arcor, Vodafone, PSI AG, BASE, Atos und vielen weiteren Unternehmen.

Olaf Gerlach

Geschäftsführer und Gründer von mindQ. Konzeptionierte und entwickelte Big Data Analyse Systeme für Arcor, Vodafone, PSI AG sowie die Deutsche Bahn und leitete diverse internationale Forschungsverbundprojekte mit dem Schwerpunkt verteilter mobiler Systeme.

Prof. Dr. med. Andreas Weidner

Neurochirurg und Orthopäde vormals Leitender Arzt der Neurochirurgischen Abteilung der Paracelsus Klinik Osnabrück, Gründung- Ehrenmitglied des Berufsverbandes Deutscher Neurochirurgen (BDNC), Ehrenmitglied der Deutschen Wirbelsäulen Gesellschaft (DWG)

Dr. Matthias Temmen

Ist promovierter Physiker und hat langjährige, internationale Forschungserfahrung im Bereich der dreidimensionalen Spektro- und Mikroskopie. Er leitet die soft- und hardwareseitige Entwicklung von eyeTrax und entwirft die Algorithmen zur Datenauswertung und -aufzeichnung.

Sebastian Weidner

Arbeitete u.a. bei der FIFA Fussball-Weltmeisterschaft 2006, beim Bundesligisten Borussia Dormtund, dem Sportfernsehsender arena TV sowie im Red Bull Media House. Hauptaufgabe ist die Projektorganisation sowie die Kommunikaton mit Sport-Vereinen, -Verbänden und Medien.

Christopher Gundler

Betreut die künstliche Intelligenz hinter den Assistenzsystemen von eyeTrax. Als Kognitionswissenschaftler und Data Scientiest forscht er an der Nutzung tiefer neuronaler Netzwerke für eine maschinengestützte Interpretation der Daten.

Medien - Berichterstattung über eyeTrax

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