Künstliche Sicht durch Retinaimplantate
Motivation
Weltweit sind über 43 Millionen Menschen von Blindheit betroffen, und die Zahl dieser Betroffenen steigt kontinuierlich. Allein an altersbedingter Makulardegeneration leiden mehr als 2 Millionen Menschen. Retinaimplantate stellen eine innovative Technologie dar, die das Ziel verfolgt, den Sehsinn wiederherzustellen.
In Aachen haben wir mit dem Epiret 3 bereits einen Prototypen entwickelt. Seit das Argus II vom Markt genommen wurde, sind keine kommerziellen Retinaimplantate mehr verfügbar. Das PRIMA-Implantat von Pixium Vision befindet sich derzeit in klinischen Studien in Frankreich und eine Zulassung in den USA wird erwartet. Bis heute wurden insgesamt weltweit über 500 Retinaimplantate erfolgreich implantiert.
Das Graduiertenkolleg 2610 – InnoRetVision ist ein von der DFG gefördertes Programm zur Ausbildung von Doktoranden im Bereich der Retinaimplantate. Gemeinsam betreuen wir mehr als 40 Doktoranden von den Universitäten RWTH Aachen, Duisburg-Essen und dem Forschungszentrum Jülich.
Wissenschaftliche Fragestellungen
Retinaimplantate weisen derzeit eine sehr geringe Auflösung auf. Das am häufigsten eingesetzte Argus II verfügt über lediglich 60 Elektroden, was einer Auflösung von 6 × 10 Pixeln entspricht. Damit sich nicht einmal einfache Bilder wie ein Space Invader (88 = 11 × 8 Pixel) darstellen. Zudem treten nichtlineare Effekte auf, wie die unbeabsichtigte Aktivierung von Axonen (Zellleitungen) anstelle der Soma (Zellkörper) in der Retina. Die wahrnehmbare Bildqualität ist durch einen stark verminderten Kontrast eingeschränkt, und eine Farbwahrnehmung ist derzeit nicht möglich.
Unsere Forschung zielt darauf ab, diese Herausforderungen zu überwinden und die Funktionalität von Retinaimplantaten signifikant zu verbessern. Dabei beschäftigen wir uns unter anderem mit semantisch relevantem Downsampling, der Minimierung nichtlinearer Effekte und der Entwicklung von Technologien zur Verbesserung des Kontrasts und der Farbwahrnehmung.
Abschlussarbeiten
Superpixel-Based Downsampling with Fixed Region Constraints and Adaptive Compactness Contact: Henning Konermann
Kooperationspartner
- Prof. Dr. Peter Walter, Klinik für Augenheilkunde, Universitätsklinikum Aachen
Drittmittel
- DFG GRK 2610, “Innovative Schnittstellen zur Retina für optimiertes künstliches Sehen – InnoRetVision”, Projektnr. 424556709
Kontakt
Veröffentlichungen
Dataset for Cross-Device and Cross-Subject Consistency Evaluation in Visual Fixation Prediction
In: IEEE Dataport
Abstract: Convolutional Neural Network-based Inverse Encoder for Optimization of Retinal Prosthetic Stimulation
In: Artificial Vision – The International Symposium on Visual Prosthetics
