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Eye-Tracking und seine Anwendung in der Medizin
Medizinische Eye-Tracking-Anwendungen
Wörtlich bedeutet der Begriff Eye-Tracking (manchmal unter dem Namen Gaze-Tracking bekannt), einem Auge zu folgen. Dabei bestimmen bestimmte Geräte die Position der Augäpfel des Patienten. Je nachdem, wohin das Auge gerichtet ist, berechnet das System den Blickwinkel und kann so feststellen, auf welches von mehreren Objekten eine Person schaut. Geräte, die für diesen Zweck verwendet werden, werden Eyetracker genannt.
Eye Tracking wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, vor allem in der medizinischen und ophthalmologischen Forschung, in kommerziellen Anwendungen zur Bestimmung der Verwendbarkeit von Websites und gedruckten Materialien, bei der Erstellung verschiedener Simulatoren und Augmented-Reality-Systeme, in der modernen Videoüberwachung usw. Eye-Tracker werden auch in spezialisierten medizinischen Zentren aktiv eingesetzt, um ein Kommunikationssystem mit Patienten aufzubauen, die teilweise oder vollständig ihre motorischen Funktionen verloren haben, an schweren Verletzungen des Bewegungsapparates oder an Sprachstörungen leiden. Für solche Patienten ist nicht nur die physiologische, sondern auch die psychologische und soziale Rehabilitation wichtig. Aus diesem Grund spielt die Kommunikation für sie eine wichtige Rolle.
Es gibt verschiedene Arten von Eyetrackern, und der Hauptunterschied zwischen ihnen besteht in der Art der Technologie, mit der die Position der Augen bestimmt wird.
Der erste Gerätetyp ist ein Satz von Spezialelektroden, die um die Augen des Patienten positioniert sind. Da jedes Auge eine konstante Quelle eines schwachen elektrischen Feldes ist, kann mit Hilfe spezieller Geräte die Position der Pupille zu einem festen Zeitpunkt bestimmt werden. Diese Methode erfordert keine hohe Rechenleistung, kann bei völliger Dunkelheit und geschlossenen Augen des Patienten angewendet werden, ist jedoch eher für die medizinische Forschung geeignet, als um die Kommunikation zwischen dem Patienten und seinem Assistenten zu erleichtern.
Die zweite Art von Eyetrackern ist die Verwendung von Miniaturspiegellinsen. Um genau zu funktionieren, müssen diese Geräte vollständig mit den Augen des Patienten in Berührung kommen. Sie identifizieren präzise die schnelle Dynamik der Augenrotation und werden von Augenärzten verwendet, um die Physiologie der Augenbewegungen jedes einzelnen Patienten zu bestimmen. Wie die erste Art von Eyetrackern sind auch verspiegelte Linsen ausschließlich für medizinische und chirurgische Zwecke konzipiert.
Der dritte Typ von Eyetracking-Geräten ist ein System zur automatischen Hintergrundbeleuchtung und Videoaufzeichnung in Echtzeit, das unter Verwendung von Computerverarbeitung die Position der Pupille berechnet und anhand der Koordinaten die Blickrichtung des Patienten mit ausreichender Genauigkeit bestimmt . Diese Systeme werden für die Kommunikation des Patienten mit dem medizinischen Personal, Ärzten und Besuchern verwendet. Ihr Funktionsprinzip ähnelt der Arbeit mit einem Assistenten, der letzte wird jedoch durch das Computersystem ersetzt. Auf dem Bildschirm sieht der Patient eine für ihn bereits übliche Buchstabenmatrix; Durch seinen Blick kann er auf das gewünschte Zeichen zeigen und es dann mit einem einfachen oder doppelten Blinzeln oder einer anderen vordefinierten Augenbewegung auswählen. Auf diese Weise wählt der Patient die Buchstaben aus und setzt die Wörter und Sätze zusammen.
Die Vorteile eines solchen Computersystems liegen auf der Hand. Erstens ist eine ständige Anwesenheit des Assistenten in der Nähe des gelähmten Patienten nicht erforderlich. Der Patient kann sich selbst die für ihn passenden Ruhezeiten aussuchen. Das System wird angehalten, während der Patient schläft oder keinen Text verfasst. Im Fehlerfall müssen Patient oder Assistent von Anfang an kein Wort oder keine Phrase eingeben, da Computer-Eye-Tracker das Bearbeiten des Texts ermöglichen. Und schließlich ist der offensichtlichste Vorteil, dass eine gelähmte Person im Voraus eine Nachricht vorbereiten kann, zum Beispiel einen Gruß für Besucher oder ein paar Worte über seinen Gesundheitszustand während der regelmäßigen ärztlichen Untersuchung. Übrigens sind die meisten Eye-Tracker in medizinischen Einrichtungen mit einer Funktion ausgestattet, mit der ein Arzt hinzugezogen werden kann. Dazu muss der Patient nur eine Weile auf den dafür verantwortlichen Bildschirmbereich fokussieren.
Auf den ersten Blick scheint es, dass die elektronischen Eyetracking-Systeme keine Mängel im persönlichen Kontakt des Patienten mit dem Assistenten aufweisen, dies ist jedoch nicht der Fall. Erstens ist die Unterbringung des Patienten in einer Spezialklinik viel teurer, und zweitens sind viele in medizinischen Zentren eingesetzte professionelle Eye-Tracker zu umständlich und unpraktisch. Die Arbeit mit ihnen macht Patienten müde. Schließlich löst es nicht die Probleme der gelähmten Menschen, deren Therapie und Rehabilitation Schritt für Schritt zu Hause durchgeführt werden sollte.