Trübe Aussichten

Es ist zunächst wie beim Augenarzt in dem kleinen Raum am Institut für Visual Computing and Human-Centered Technology an der Technischen Universität Wien. Hier erklärt Diplom-Ingenieurin Katharina Krösl vom Forschungsbereich Computergrafik die Funktion der von ihr unter Supervision von Professor Michael Wimmer entwickelten Katarakt-Software. Mit ihrer Hilfe kann man sich ein anschauliches Bild davon machen, wie Menschen mit Grauem Star die Welt sehen.

Das Besondere an der Software, die in eine Virtual-Reality-Brille installiert wurde, erklärt die Forscherin: »Da wir wollen, dass alle unsere Probanden genau gleich sehen, wird die VR-Brille kalibriert und auf die individuelle Sehstärke der Person eingestellt, die sie trägt.« Sogenannte Eyetracker, kleine Kameras links und rechts außen an der Brille, sorgen außerdem dafür, dass alle Veränderungen der Blickrichtung registriert werden. Da jede Person unterschiedlich gut oder schlecht sieht, reichen standardmäßig eingestellte Simulationen nicht aus, um Ergebnisse genau messen und quantifizieren zu können.

Der Graue Star ist eine der am häufigsten vorkommenden Augenerkrankungen. Im Alter zwischen 52 und 64 Jahren haben laut Bundesverband der Augenärzte Deutschlands, rund 50 Prozent der hiesigen Bevölkerung einen Grauen Star, zwischen 65 und 75 Jahren sind es mehr als 90 Prozent. Dabei kommt es zu einer Trübung der Linse, was unterschiedliche Probleme mit sich bringt. Die Sehschärfe nimmt ab, die Kontrastwahrnehmung verschlechtert sich, das Licht wird von der Trübung im Auge gestreut. Das Autofahren in der Dämmerung kann durch erhöhte Blendempfindlichkeit sowie verringerte Hell-Dunkel-Anpassung des Auges zur Herausforderung werden. Auch Doppelbilder können beim Grauen Star auftreten.

Da die Linse nicht unbedingt gleichmäßig trüb wird, sind häufig unterschiedliche Bereiche des Sichtfelds von der Sehbeeinträchtigung betroffen. Linsentrübungen zeigen sich beispielsweise bei der Cataracta nuclearis am zentralen Linsenkern, bei der Cataracta subcapsularis unter der hinteren Linsenkapsel und bei der Cataracta corticalis im Randbereich der Linse. Mischformen sind möglich. In Zusammenarbeit mit der Augenärztin Dr. Sonja Karst von der Med-Uni-Wien konnte das Forscherteam um Krösl Versuchspersonen mit einer genau definierten virtuellen Sehbeeinträchtigung ausstatten und sie verschiedene Aufgaben lösen lassen.

Wie trübe die Aussichten mit Katarakt tatsächlich sind, demonstriert ein Selbstversuch mit der Wiener VR-Brille, die die drei häufigsten Formen des Grauen Stars simulieren kann. Bei einem virtuellen Gang durch eine Einbauküche mit »Cataracta corticalis«, blenden die vier Deckenleuchten stark und die Konturen von Gegenständen sind unscharf. Noch unangenehmer ist das zweite Beleuchtungssystem mit den kleinen, hellen Spots unter den Hängeschränken.

»Die Simulation von Blendeffekten ist wichtig«, weiß Krösl. »Denn nicht immer ist mehr Licht auch das bessere Licht.« Viele für gesunde Augen nicht störende oder sogar angenehme Beleuchtungssysteme können Menschen mit Katarakt das Erkennen von Objekten unmöglich machen. So ermittelten die Forscher unter anderem die maximale Distanz, in der Betroffene mit Grauem Star noch Hinweisschilder für den Notausgang erkennen konnten. Speziell beim virtuellen Rundgang mit »Cataracta subcapsularis«, bei der ein Fleck im Sehzentrum das Sichtfeld versperrte, konnten die Probanden der Wiener Studie das Schild am Ende des Fluchtwegs nicht oder nur schwer erkennen. »Unsere Studie hat gezeigt, dass passive Beleuchtung in dem Fall oft angenehmer ist und weniger stört«, so Krösl.

Bisher gab es kaum vergleichbare praxisnahe Studien, weil es sehr schwer ist, ausreichend viele Versuchspersonen mit genau den richtigen Arten von Grauem Star für solche Untersuchungen zu gewinnen. Wenn man nun jeden beliebigen Menschen per VR-Brille mit dieser Sehbehinderung ausstatten könne, werde die Sache viel einfacher, sagt Krösl. Als nächsten Schritt plant das Wiener Forscherteam eine Studie mit Patienten durchzuführen, die bereits operiert wurden und aus eigener Erfahrung sagen können, wie die Sehkraft vor der Operation war. »So wissen wir, wie nah unsere Simulation der Realität kommt und können, wenn nötig, weitere Verbesserungen an der Software vornehmen«, sagt Krösl.

Rund 700 000 bis 800 000 Menschen lassen sich jedes Jahr in Deutschland am Grauen Star operieren. 90 Prozent der Patienten erreichen danach wieder eine Sehleistung von 50 bis 100 Prozent. Eine Routine-OP, zu der sich aber nicht alle Betroffenen durchringen können. »Zu einer Operation am Auge entschließt man sich oft erst sehr spät«, weiß Krösl. Um sich auch mit einer Sehbeeinträchtigung so lange wie möglich selbstständig zurechtfinden zu können, brauche es solche Studien. Langfristig sollten die Forschungsergebnisse in die Planung von Beleuchtungssystemen für Kliniken, Altenheime und öffentliche Gebäude einfließen. Aber auch in Schulungen und Seminare für Angehörige und Pflegepersonal oder zur Fortbildung von Medizinstudenten. »Damit sie ein Gefühl dafür bekommen, wie es ist, mit einer Augenerkrankung zu leben«, so Krösl.

Zur Produktreife der VR-Brille brauche es aber noch Zeit, es handle sich bisher um ein Forschungsprojekt – das seinen ersten Erfolg jedoch mit der Nominierung zum »Best Conference Paper« im März auf der IEEE Conference on Virtual Reality in Osaka, Japan, feiern konnte. »Schon jetzt ist unser System ein aussagekräftiges Modell dafür, den Grauen Star besser zu verstehen«, ist Krösl überzeugt. 

Weitere Informationen bei der TU Wien.