Zusammenfassung
Akkommodation, die Fähigkeit von der Nähe bis in die Ferne scharf zu sehen, ist mit ca. 50 Jahren so stark eingeschränkt, so dass wir eine Sehhilfe, z. B. eine Brille, verwenden müssen. Ein neuer Ansatz zwischen unendlich und Lesedistanz eine stufenlose Akkommodation wiederherzustellen, ist die Implantation eines optischen Mikrosystems anstelle einer Intraokularlinse. Es werden Konzept und Realisierung des Systems als Funktionsmodell im Maßstab 2:1 beschrieben.
Abstract
After losing accommodation, the ability to focus from near to far, at the age of about 50 we require visual aids such as spectacles. A new approach for restoring accommodation between infinity and reading distance consists of implanting a microoptical system in place of an intraocular lens. This paper outlines concept and realization of such a system as functional model at the scale of 2:1.
Über die Autoren
Dr.-Ing. Ulrich Gengenbach leitet die Arbeitsgruppe Systemintegration für Mikro- und Nanosysteme am Institut für Angewandte Informatik des Karlsruher Instituts für Technologie. Er koordinierte gemeinsam mit Dr. Helmut Guth das Projekt Künstliches Akkommodationssystem. Hauptarbeitsgebiete: Entwicklung von Methoden, Prozessen und Geräten für die Integration von Mikro- und Nanosystemen.
Institut für Angewandte Informatik, Karlsruher Institut für Technologie, Hermann-von Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen
Dr.-Ing. Christoph Beck arbeitete von 2009–2015 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Angewandte Informatik/Automatisierungstechnik (AIA) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), wo er auch promovierte. Seit 2015 ist er für die Bosch Healthcare Solutions GmbH tätig.
Bosch Healthcare Solutions GmbH, Stuttgarter Str. 130, 71332 Waiblingen
Dr. rer. nat. Helmut Guth war bis 2013 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Angewandte Informatik des Karlsruher Instituts für Technologie. Er koordinierte gemeinsam mit Dr. Ulrich Gengenbach das Projekt Künstliches Akkommodationssystem. Hauptarbeitsgebiete: Optiksimulation im Bereich der Mikrosystemtechnik und der Medizintechnik und Entwurf/Realisierung entsprechender Demonstratoren.
Institut für Angewandte Informatik, Karlsruher Institut für Technologie, Hermann-von Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen
Nach Abschluss eines Maschinenbaustudiums an der Universität Karlsruhe arbeitet Liane Koker seit 2007 am Institut für Angewandte Informatik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), wo sie 2011 promovierte. Ihre Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich der Systemintegration für aktive Implantate sowie gedruckte Materialien und Systeme.
Institut für Angewandte Informatik, Karlsruher Institut für Technologie, Hermann-von Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen
Markus Krug schloss sein Studium der Elektrotechnik an der HS Karlsruhe 2011 ab und arbeitete bis 2015 am Institut für Angewandte Informatik des Karlsruher Instituts für Technologie an seiner Promotion. Zurzeit arbeitet er als Entwickler von Hardware und hardware-naher Software bei der Bruker AXS GmbH.
Bruker AXS GmbH, Östliche Rheinbrückenstr. 49, 76187 Karlsruhe
Dipl.-Ing. Thomas Martin hat zunächst während seines Maschinenbaustudiums und anschließend von 2007 bis 2015 als Doktorand und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Karlsruher Institut für Technologie im Projekt Künstliches Akkommodationssystem mitgearbeitet. Er befasste sich mit der Entwicklung von Aktorlösungen für die Optik des Implantats. Seit 2016 ist er für die Roche PVT GmbH tätig.
Roche PVT GmbH, Maybachstraße 30, 71332 Waiblingen
Dr.-Ing. Jörg Nagel schloss 2007 sein Maschinenbaustudium an der Universität Karlsruhe und 2011 seine Promotion des Maschinenbaus am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ab. Seit 2015 arbeitet er als Fachexperte für Industrie 4.0 Anwendungen bei der Pepperl+Fuchs GmbH.
Pepperl+Fuchs GmbH, Lilienthalstraße 200, 68307 Mannheim
Dr.-Ing. Ingo Sieber leitet die Arbeitsgruppe Systemintegration – Modellbildung und Simulation am Institut für Angewandte Informatik des Karlsruher Instituts für Technologie. Schwerpunkte seine Forschungstätigkeit ist die Interdomänensimulation von Mikro- und Nanosystemen sowie die fertigungsgerechte, robuste Entwurfsauslegung optischer Systeme.
Institut für Angewandte Informatik, Karlsruher Institut für Technologie, Hermann-von Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen
Dipl.-Math. Peter Stiller schloss 1981 ein Mathematikstudium an der Universität Karlsruhe ab. Er arbeitet seither am am Institut für Angewandte Informatik des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Bereich Software-Entwicklung.
Institut für Angewandte Informatik, Karlsruher Institut für Technologie, Hermann-von Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen
Prof. Dr. rer. nat. Oliver Stachs leitet die Arbeitsgruppe Experimentelle Ophthalmologie an der Augenklinik der Universität Rostock. Seine Forschungsschwerpunkte sind Untersuchungen zur Akkomodation und Presbyopie, die anwendungsnahe Biophotonik und die ophthalmologische Bildgebung im Rahmen von klinischen und experimentellen Studien. Er koordiniert gemeinsam mit Prof. R. F. Guthoff die Forschungsaktivitäten der Universitätsaugenklinik.
Universität Rostock, Doberaner Str. 140, 18057 Rostock
Prof. Dr. med. Rudolf F. Guthoff war von 1992–2014 Direktor der Universitätsaugenklinik Rostock, bis 4/2016 leitete er kommissarisch das Institut für Biomedizinische Technik der Universität Rostock und war Sprecher von RESPONSE – Partnerschaft für Innovation in der Implantattechnologie. Seit 1.4.2016 ist er Senior Professor der Universität Rostock und leitet die RESPONSE Arbeitsgruppe an der Universitätsaugenklinik.
Universität Rostock, Doberaner Str. 140, 18057 Rostock
Danksagung
Besonderer Dank gebührt Prof. Georg Bretthauer als Schöpfer und Spiritus Rector des Künstlichen Akkommodationssystems. Die Autoren danken weiterhin der Helmholtzgemeinschaft deutscher Forschungszentren (HGF) für die Förderung dieser Arbeiten in der programmorientierten Forschungsförderung, sowie dem BMBF für die Förderung im wissenschaftlichen Vorprojekt „Grundlagen für ein Künstliches Akkommodationssystem“ KueAkk (16SV3940) und im Teilprojekt B des Kompetenzdreiecks Optical Microsystems II (16SV5472K). Ferner geht der Dank an das Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) für die Fertigung der AH-Linsen, an Fa. Ingeneric für die Fertigung der Glasgehäuse, an das CIS Institut für Mikrosensorik und Photovoltaik für die Entwicklung und Fertigung der Pupillenweitensensoren, an die Universitätsaugenklinik Tübingen für Untersuchungen zum Pupillennahreflex, an das IMTEK, Universität Freiburg für die Fertigung der Silizium-Koppelgetriebe und an die Karlsruhe Micro Nano Facility (KNMF) für die Laserstrukturierung von Funktionsmustern.
©2016 Walter de Gruyter Berlin/Boston
