Augenmotilitätsstörungen (eBook)

Vorwort 5
Inhaltsverzeichnis 6
Anleitung 9
Einleitung 11
1 Methode und Werkzeuge 13
2 Analytische Modelle 15
3 Struktur von biomechanischen Modellen 17
4 Geschichte der Modellierung des menschlichen Auges 19
5 Augenmodell SEE-KID 22
1 Klinische Vorraussetzungen und Augenmuskelchirurgie 23
6 Medizinische Grundlagen 26
1 Augenmuskel-„Pulleys“ 28
2 Augenmuskelschichten 30
3 Anatomische Messdaten 30
4 MRT-Befunde der Orbita 32
5 Sektionsbefunde der Orbita 33
7 Physiologie der Augenmotilität 35
1 Kinematische Prinzipien der Augenbewegungen 37
8 Neuronale Strukturen 41
1 Hering’sches Gesetz 42
2 Sherrington’sches Gesetz 43
9 Funktionelle Topographie 44
10 Analyse von Augenbewegungsstörungen 48
1 Physiologie der Rollstrecke 48
11 Horizontales Begleitschielen 51
1 Konkomitantes konvergentes Schielen 51
2 Konkomitantes divergentes Schielen 53
12 Inkomitante, periphere und zentrale Augenbewegunggsstörungen 55
1 Fehlinnervationssyndrom Stilling-Türk-Duane I 55
2 Fehlinnervationssyndrom Stilling-Türk-Duane II 56
3 Beidseitiges Fibrosesyndrom 57
4 Heavy-Eye-Syndrom rechts 59
5 Nukleäre Schielform (VI-Parese) mit supranukleärer Blickparese nach rechts 61
13 Vertikale Motilitätsstörungen 63
14 Nomenklatur 64
15 Vertikale Schielformen 66
1 Strabismus sursoadductorius 67
2 Strabismus deorsoadductorius 68
3 Überfunktion des m. obl. inf. 71
4 Strabismus sursoadductorius durch Pulley-Verlagerung 72
5 Höherstand des rechten Auges (+VD) 73
6 Beidseitige Überfunktion des m. obl. inf. mit Kopfzwangshaltung 74
16 Differentialdiagnostische Aspekte 77
1 Wirkungsweise der funktionellen Topographie 79
17 SEE++ Referenz 83
1 Überblick 83
2 Patientenverwaltung 84
3 Medizinische Stammdaten 86
4 Referenzdaten 97
5 Szenarien 99
6 Ansichten 104
7 Symbolleisten 110
8 Operationen 117
9 Optionen 124
10 Datenexport 127
Nachwort und Ausblick 133
Literatur 135

3 Struktur von biomechanischen Modellen (S. 9-10)

Wie der Name bereits verrät, handelt es sich bei der Biomechanik um einen Zweig der Mechanik, der sowohl die Kräfte untersucht, welche auf biologische Strukturen wirken, als auch deren Auswirkungen. Folglich ist für die erfolgreiche Entwicklung biomechanischer Modelle ein grundlegendes Verständnis von folgenden drei Gebieten erforderlich: – biologische Strukturen – mechanische Analyse – Verstehen von Bewegungen [Mil96].

Für die Konstruktion eines biomechanischen Modells ist es anfangs notwendig, die relevanten anatomischen Strukturen des okulomotorischen Systems zu erfassen und geeignete Abstraktionen zu schaffen, die unter Verwendung mathematischer Methoden modelliert werden können. Deshalb müssen alle sechs äußeren Augenmuskeln und der Bulbus in einer abstrakten Darstellung als Teile eines gesamten biomechanischen Modells definiert werden. Ein Augenmuskel selbst setzt sich in einer abstrakten Darstellung aus mehreren Teilen zusammen. Diese wären beispielsweise die Insertion oder der Ursprung eines Augenmuskels. Auch diese können weiter unterteilt werden.

Um ein vollständiges biomechanisches Modell zu gestalten, reicht jedoch die Abbildung der Augenmuskeln und des Bulbus alleine nicht aus. Ebenso ist eine Beschreibung der geometrischen Beziehungen zwischen allen abstrakten Darstellungen erforderlich. Dieser Teil des biomechanischen Modells wird als geometrisches Modell definiert. Um die Veränderbarkeit des Systems zu gewährleisten ist es wünschenswert, das geometrische Modell als einen eigenständigen, austauschbaren Teil zu gestalten, der mit anderen biomechanischen Komponenten interagiert.

Ein wohlgeformtes biomechanisches Modell besteht aus austauschbaren Komponenten, die für Flexibilität und Kompatibilität bei späteren Änderungen und Erweiterungen des Systems sorgen. Abgesehen vom geometrischen Teil des Systemmodells ist ferner ein Modell zur Beschreibung der Muskelkräfte und deren Einfluss auf die Augengeometrie notwendig. Daher braucht ein biomechanisches Modell ebenso ein Muskelkräftemodell, welches die Umwandlung von Innervationen in Muskelkräfte simuliert und vorhersagt und im Anschluss daran diese Muskelkräfte in die Augengeometrie einfließen lässt, sodass diese letztendlich in Form von Augenrotationen dargestellt werden. Ein biomechanisches Augenmodell muß auch die Kinematik von Augenbewegungen berücksichtigen.

Angewandt auf das kinematische Modell des menschlichen Auges wird eine Vorwärts- und Rückwärtskinematik eingesetzt. Die Vorwärtskinematik findet bei gegebenen Innervationen die resultierende Blickrichtung, die Rückwärtskinematik wiederum leitet aus einer gegebenen Blíckrichtung die Innervationen für die Augenmuskeln ab. Folglich besteht ein biomechanisches Modell aus mehreren abstrakten Darstellungen und Sub-Modellen. Die abstrakten Darstellungen beziehen sich auf die verschiedenen anatomischen Teile des menschlichen Auges, während die Sub-Modelle mathematische Beschreibungen der geometrischen Eigenschaften, Muskelkräfte und Kinematik einschließen [BKPH03].