Optik und Mechatronik
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Der smart4i‐Demonstrator als innovatives, kooperatives Studentenprojekt im Umfeld von Industrie
(2018)
Das Ziel der vorliegenden Bachelorthesis besteht in der Entwicklung und Herstellung eines Videootoskops. Das Vorgehen orientiert sich dabei an den Vorschriften und Verfahren zur Entwicklung eines Medizinproduktes, wie sie im Gesetz über Medizinprodukte aufgeführt sind.
Die Richtlinie 93/42/EWG nennt dazu zum einen grundlegende Anforderungen welche ein jedes Medizinprodukt erfüllen muss.
Zum anderen gibt sie, je nach Klassifizierung des Medizinproduktes, ein entsprechendes EG-Konformitätsverfahren vor.
Auf Basis dieses Verfahrens erfolgt sowohl die
Konstruktion des Videootoskops, als auch die technische Dokumentation der Entwicklung.
Für die Herstellung der Gehäuseteile wird ein handelsüblicher Stereolithographie-Drucker verwendet, wie er auch für den 3D-Druck von Otoplastiken zum Einsatz kommt.
Die elektronischen Komponenten bestehen aus einfach zu beziehenden Einzelteilen, die über einen Raspberry Pi Zero W im Inneren des Videootoskops angesteuert werden.
Als Betriebssystem kommt „Raspbian“ zum Einsatz.
Die einzelnen Funktionen, welche für den Betrieb des Videootoskops nötig sind, werden über separate Programme gesteuert. Das so entwickelte und hergestellte Videootoskop erfüllt die grundlegenden Anforderungen zur Durchführung einer
Videootoskopie.
Es liefert dazu die Möglichkeit das Bildmaterial mittels eines beliebigen Webbrowsers über einen
Live-Stream aufzurufen und zu verfolgen.
Hinsichtlich der Umsetzung der gesetzlichen Vorschriften besteht jedoch weiterer Handlungsbedarf um ein vollständiges EG-Konformitätsverfahren zu durchlaufen. Nur so sind eine CE-Kennzeichnung und ein Vertrieb des Videootoskops möglich.
Die Photorefraktion findet heutzutage Anwendung in Augenkliniken, der refraktiven Chirurgie und bei Forschungen zum Thema Akkommodation bei Menschen und bei Tieren.
Ein entscheidender Vorteil dieser objektiven Refraktionsbestimmung besteht darin, Fehlsichtigkeiten schnell, binokular und auf Distanz zu vermessen.
In der vorliegenden Arbeit werden die Messmöglichkeiten mit dem Photorefraktometer PowerRef3 plusoptiX R09 genau untersucht, damit Studierende des Studienganges Augenoptik/Optometrie der Hochschule Aalen in Zukunft, im Rahmen eines Praktikums, Messungen durchführen können.
Im Zuge dessen wurden aus den gewonnenen Erkenntnissen
der Messungen für die Studierenden eine potentielle Praktikumsanleitung und eine Bedienungsanleitung
erstellt. Die Bedienungsanleitung enthält eine Beschreibung beim Vorgehen einer Messung.
Eine ausführliche Messung zur Kalibrierung des Photorefraktometers wurde mit fünf Probanden durchgeführt. Sie zeigte, dass eine sehr hohe Korrelation zwischen erwarteter und gemessener Refraktion besteht (R2=0,9905. Die lineare Gleichung der Regressionsgeraden lautet gemessene Refraktion=1,0647*erwartete Refraktion+0,0682. Der Pupillendurchmesser des abgedeckten Auges ändert sich um 0,1190 mm pro vorgehaltene Dioptrie. Außerdem konnte mit dieser Messung die beim Probanden vorliegende Phorie qualitativ bestimmt werden.
Zwar gestalten sich die Messungen mit dem Photorefraktometer nicht immer ganz einfach, jedoch bietet sich der Photorefraktometer sehr gut an, um bereits theoretisch erlernte Inhalte praktisch anzuwenden, zu untersuchen, Abweichungen kritisch zu hinterfragen und deren Ursache zu analysieren. Die Messungen mit dem Photorefraktometer PowerRef3plusoptiX R09 können sehr wertvolle Hinweise geben, die mit anderen Techniken nicht gewonnen werden können.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Thema des Einflusses der digitalen Endgeräte auf das Sehverhalten von Kindern und Jugendlichen.
Daran angelehnt, werden die Möglichkeiten der Prävention einer Myopieprogression aufgezeigt.
Diese Bachelorarbeit sowie eine Zusammenfassung von bestehenden Studien dienen als Grundlage für die Erstellung einer Informationsbroschüre für Eltern und Augenoptiker/Optometristen.
Aus diesem Grund werden in dieser Arbeit die Ursachen, möglichen Folgen und Behandlungsmethoden detailliert aufgeführt.
Purpose: Recent studies found a reduction of myopia progression with multifocal contact lenses, however, with yet unclear mechanism. This raises the hypothesis that the addition zones of the multifocal contact lenses induce myopic defocus on the retina, which consequentially leads to choroidal thickening and therefore inhibited eye growth. We tested the effect of the optical design of multifocal contact lenses on choroidal thickness.
Methods: 18 myopic students wore four different contact lenses ((1) single-vision lens corrected for distance, (2) single-vision lens with +2.50 D full-field defocus, (3) “Multifocal center-distance” design, addition +2.50 D, (4) “Multifocal center-near” design, addition +2.50 D) for each 30 minutes on their right eye. Automated analysis of the macular choroidal thickness, vitreous chamber depth and eccentric photorefraction were performed before and after each contact lens.
Results: Choroidal thickness and vitreous chamber depth showed no significant differences to baseline with none of the contact lenses. Choroidal thickness increased the most with the “Multifocal center-distance” and the full-field defocus lens, followed by the “Multifocal center-near” and the single-vision contact lens (+2.1 ± 11.1 μm, +2.0 ± 11.1 μm, +1.6 ± 11.3 μm, +0.9 ± 11.2 μm, respectively). The “Multifocal center-distance” design showed an overall more myopic refractive profile than the other lenses. Changes of vitreous chamber depth occurred in anti-phase to these of choroidal thickness.
Conclusion: Multifocal contact lenses have no significant influence on choroidal thickness and after short-term wear. Therefore, it is assumed that it is not the main contributor to the protective effect of multifocal contact lenses in myopia control.
Grundlagen der Optik
(2018)
Das Ziel dieser Arbeit ist es, zu überprüfen, ob die optische Korrektur einer hydrophilen Freiformkontaktlinse bei Keratokonus durch einen zusätzlichen peripheren quadranten-spezifischem Anteil verbessert und zentrale Freiformflächen zu designen, berechnen, drehen und anzupassen. Diese Linse wird anschließend im Vergleich mit einer Linse mit identischer Freiform, aber ohne peripheren quadrantenspezifischen Anteil in Bezug auf das Sitz-und Zentrierverhalten und einer idealerweisesphärischen Vorderfläche untersucht. Jeweils zwei baugleichehydrophile Freiformkontaktlinsen mit und ohne peripherem quadrantenspezifischem Anteil werden mit gleichem sphärischem Vorderflächendesign und mit identischen Stabilisationszonen berechnet (Softwareentwicklung sagreader, HS Aalen). Alle Freiform-Kontaktlinsen für den Keratokonuspatienten werden mit einer Diamantdrehmaschine mit fast oscillation tool gefertigt (DAC Intl, USA). Mit Hilfe der Pentacam HR (Oculus, Wetzlar) werden Scheimpflugaufnahmender linsenfreien Hornhaut des Probanden, sowie Topographien mit den gefertigten Kontaktlinsenauf dem Augegemacht. Aus den ermittelten Datenwird mit einem Differenzprogramm (Matlab, Softwareentwicklung HS Aalen) die Abweichung der Scheiteltiefen von der besten Sphäre berechnet und graphisch dargestellt. Das Ergebnis zeigt, dass die Abweichung(„Oszillation“)der Vorderfläche von der besten Sphäre bei den Linsen mit zentraler Freiformrückfläche und ohne quadranten-spezifisch emperipherem Anteil im Vergleich zur Vorderfläche der Hornhaut des Probanden sich von 0,23 mm auf 0,18 mm reduziert. Bei den Linsen mit peripherem quadrantenspezifischem Anteil jedoch ist eine deutliche Erhöhung der irregulären Vorderflächenverformung festzustellen.
Als Schlussfolgerung der Pilotstudie ergibt sich, dass eine zusätzliche periphere quadrantenspezifische Rückflächengeometrie die optimale Korrektur durch die zentrale Freiformrückfläche nicht verbessern muss.
Wie das bekannte Sprichwort sagt: „Übung macht den Meister“, geht es in der augenoptischen Werkstatt häufig um das Üben von Fähigkeiten und Fertigkeiten.
Die größten Herausforderungen an einer Schule sind dabei die umfangreichen Versuchsbeschreibungen, die meist in der Darstellung nicht ausreichen und noch
zusätzliche Vorführungen der Lehrenden erfordern. Dazu kommt, dass bei größeren Gruppen in der Werkstatt unterschiedliche Versuche parallel laufen müssen und somit mehrere Lehrende gleichzeitig Vorführungen durchführen. Dies ist auf dem begrenzten Raum einer Werkstatt nicht möglich.
Als grundlegende Frage stellt sich hierbei, wie kann genügend Übung bei einem begrenzten Personalaufwand und begrenzter Werkstattgröße gewährleistet werden? Eine hervorragende Lösung dafür sind Lehrvideos.
Lehrvideos können von den Studierenden zu jedem Zeitpunkt abgerufen werden und ermöglichen außerdem das selbstständige Üben. Zudem ermöglichen die Lehrvideos einen optimalen Ausgleich zwischen der klassischen Vorlesung und dem selbstorganisierten Lernen und können auch bei etwas größeren Gruppen eingesetzt werden.
Dieses wird Blended Learning genannt und passt sich dem
digitalen Wandel dieser Zeit an.
Ziel dieser Bachelorthesis ist es, ausführliche Arbeitsabläufe für die augenoptische Werkstatt in Form von Lehrvideos zu erstellen. Diese sollen den
Studierenden den Einstieg in das Werkstattpraktikum erleichtern und individuelle Lücken füllen. Des Weiteren bieten sie die Möglichkeit, Lerninhalte selbstständig zu erarbeiten, zu wiederholen und zu üben.
In der Hörakustikbranche ist in den letzten Jahren die offene Anpassung von Hörsystemen zum Trend geworden.
Die Standardschirmchen werden immer mehr zum Verkaufsschlager. Dabei stellt sich die Frage, ob offen angepasste Hörsysteme mit Schirmchen auch für den Endkunden die beste Wahl sind oder ob individuell gefertigte Folienotoplastiken bessere Ergebnisse, zum Beispiel im Sprachverstehen oder in der subjektiven Zufriedenheit, erzielen.
In der Studie wurden den Probanden offen angepasste Ex-Hörer Hörsysteme mit Standardschirmchen und mit individuell gefertigter Otoplastik jeweils für einen Testzeitraum angepasst. Um die beiden akustischen Ankopplungen zu vergleichen, wurde Augenmerk auf das Sprachverstehen, gemessen mit dem Oldenburger Satztest und dem Freiburger Sprachtest, gerichtet.
Die subjektiven Erfahrungen im Alltag wurden durch einen Fragebogen abgefragt.
Durch objektive Messungen, bestehend aus einer Insitu-Messung und der Messung der Verstärkung in der Messbox, wurden die Verstärkungsunterschiede der akustischen Ankopplung untersucht und mit den subjektiven Eindrücken der Probanden sowie mit den Ergebnissen der Sprachtests verglichen.
Die Ergebnisse zeigen, dass eine offene Versorgung mit Hörsystemen gekoppelt an eine individuelle Otoplastik tendenziell ein besseres Sprachverstehen erreichte. Die Zufriedenheit der Probanden unterschied sich dabei kaum. Ausschließlich der Tragekomfort wurde mit den Schirmchen tendenziell besser bewertet als mit einem individuellen Ohrstück.
Die Messungen in der Messbox und Insitu im Gehörgang zeigten, dass die Aus-wahl der akustischen Ankopplung in der Herstellersoftware großen Einfluss auf die Verstärkung hatte, um den Verlust des niederfrequenten Schalls teilweise zu kompensieren.