Ausgangssituation / Problemstellung: Ein erhöhter Augeninnendruck (intraokularer Druck - IOD) ist ein bedeutender Risikofaktor für die Entstehung eines Glaukoms. Daher wird der IOD routinemäßig zur Beurteilung des Krankheitsverlaufs bei betroffenen Patienten gemessen, aber auch zur Früherkennung eingesetzt. Bei der berührungslosen Tonometrie (Non-Contact-Tonometrie, NCT) wird durch einen Luftstoß die Hornhaut des Auges applaniert, um den Druck zu bestimmen. Allerdings berücksichtigt dieses Verfahren nicht die pulsatile Schwankung des Augeninnendrucks, die durch den Herzzyklus verursacht wird. Diese Schwankung beträgt bei gesunden Augen im Durchschnitt etwa 3 mmHg. Da die NCT nur eine Momentaufnahme des IOD liefert, erfolgen die Messungen zu einem unbekannten Zeitpunkt der Pulswelle, was zu ungenauen Ergebnissen führen kann. Eine verbesserte NCT, die die okulare Pulswelle berücksichtigt, könnte präzisere und reproduzierbarere Messungen ermöglichen und die Belastung für die Patienten reduzieren. Eine gesichert wiederholbare IOD-Messung würde insbesondere bei Therapiekontrollen eine genauere Bewertung des Krankheitsverlaufs erlauben. Projektziel: Das Ziel des Projekts ist es, die Non-Contact-Tonometrie durch die Integration einer Methode zur Erfassung der okularen Gefäßpulswelle zu erweitern. Dabei soll die reflektive Photoplethysmographie (PPG) am vorderen Auge eingesetzt werden, um die Tonometrie-Messungen mit den intraokularen Druckschwankungen zu synchronisieren. Dies soll die Reproduzierbarkeit der Messungen verbessern und eine höhere Vergleichbarkeit zwischen den Messungen ermöglichen. Lösungsweg: Zunächst wird ein laserbasierter Freistrahlaufbau entwickelt, der eine kontinuierliche Detektion der Lichtabsorption, wie für die PPG erforderlich, ermöglicht. Dabei werden mögliche Störgrößen wie die Reflexionen an der Hornhaut untersucht. Zur Validierung der Methode wird ein Modellsystem entwickelt, das aus einer modellierten Kornea besteht, sowie einem Gewebephantom, dass von Mikrofluidikkanälen für den Blutfluss durchzogen ist. Dieses Modell simuliert die Pulsationen und Druckveränderungen im Auge. Es ermöglicht die Erzeugung eines statischen und gegebenenfalls auch eines pulsierenden intraokularen Drucks, der mit einem Drucksensor gemessen und später mit den Ergebnissen der Tonometrie verglichen wird. Sobald die Absorptionsmessung am Gewebemodell etabliert ist und die korrekte Messung des intraokularen Drucks durch das Tonometer sichergestellt ist, wird eine Software zur Pulswellendetektion entwickelt. Diese Software soll markante Punkte der Pulswelle in den Absorptionswerten automatisch erkennen und den optimalen Zeitpunkt für die Tonometrie vorhersagen, um eine synchronisierte Messung zu ermöglichen. Das Grundprinzip der NCT bleibt dabei unverändert, jedoch wird das bestehende Tonometer um den neuen Laboraufbau erweitert. Während der gesamten Entwicklung wird darauf geachtet, dass die Expositionsgrenzwerte für die Augensicherheit eingehalten werden, um eine spätere Anwendung des Verfahrens zu gewährleisten. Zusammenfassend soll im Projekt die Präzision und Wiederholgenauigkeit der NCT gesteigert werden, die Belastung für den Patienten durch Reduzierung der Messungen gemindert und mit der Erfassung der okularen Gefäßpulswelle ein weiterer diagnostischer Parameter der NCT hinzugefügt werden.