Search

Over half of the visits to an ophthalmologist are routine eye checkups or post-operation follow-ups. Such in-person visits are necessary to monitor the condition of the patient’s eyes, so the physician can provide appropriate on-time treatment to mitigate damage to a patient’s vision. At each visit, the patient receives a set of routine eye examinations using standard ophthalmic instruments. These large machines are expensive, need to be stored in a controlled environment, and require a trained technician to operate them to conduct the exam. Because of these factors, a visit to an eye clinic can be expensive and time-consuming for a patient. In the case where the patient cannot physically visit the office, the ophthalmologist may call the patient and receive a verbal description of the patient’s eye condition, which often leads to misdiagnosis and costly late treatment. The problems associated with patients being unable to receive appropriate eye examination is made worse by the present COVID-19 pandemic, where everyone must stay at home and comply with the so-called social distancing policy to minimize the spread of the virus. Patients are unable to visit the eye clinic to receive their eye checkups, forcing ophthalmologists to rely on the patient’s verbal description for medical treatment. To address the growing need for at-home eye monitoring, portable internet-enabled patient point-of-care ophthalmic instruments need to be designed to enable patients to self-examine their eyes in the comfort of their homes. The results from such screening are then forwarded to an ophthalmologist for off-site evaluation. Also, with these internet-enabled ophthalmic devices, patients can remotely connect with the physician to discuss their screening results via the internet. These devices aim to be low-cost, easy-to-use, reliable, and portable. They will replace the complicated to operate and costly to maintain conventional ophthalmic instruments such as the slit lamp, the visual acuity screener, the funduscope, and the tonometer.The main objective of this master’s thesis is to develop portable internet-enabled ophthalmic instruments that enable users to perform self-monitoring of their eyes. These instruments are a self-imaging slit lamp, a self-screening visual acuity screener, and a compact 2-in-1 goggle tester, capable of performing slit lamp examination and visual acuity screening. The self-imaging slit lamp instrument can automate the slit lamp screening process of the anterior segment of the eye. Slit images are captured and stored via an attached smartphone. Unlike the traditional visual acuity exam, the self-screening visual acuity screener enables the user to perform the test on himself or herself without the need for a test operator to facilitate the screening process. Moreover, the 2-in-1 goggle allows the user to perform a self-imaging slit lamp exam and receive self-screening visual acuity results from a single compact device. Ophthalmologists are given access to the examination results through secure cloud storage, and they can communicate with patients via the attached smartphone in these devices. Preliminary prototyping of these portable self-examining ophthalmic instruments has demonstrated promising results.

Einleitung: Primärteile prothetisch oder epithetisch genutzter Magnetattachments werden auf Pfeilerzähnen und Implantaten befestigt. Bei MR-Untersuchungen sind zwei Wechselwirkungen zu erwarten: Beeinträchtigung der Bildgebung durch Artefakte und Veränderung der Flussdichte durch das Hauptfeld (B0) des MRT. Ziele dieser In-vitro-Untersuchung sind: - Die Bestimmung der Maximalausdehnung der bei 1,5 und 3 T und drei typischen MR-Sequenzen auftretenden Suszeptibilitätsartefakte. - Die Messung der Entmagnetisierung der im MRT exponierten Magnete bei unterschiedlichen Positionen zu B0. Methodik: Der maximale Radius der um drei verschiedene Minimagnet-Typen und zwei ferromagnetische Gegenanker auftretenden Signalauslöschungszonen wurde am SNR-Phantom bei den drei MR-Sequenzen SE-T1, SE-T2 und GE-T2* gemessen. In einer ersten Entmagnetisierungsstudie wurden 30 SmCo- und 60 NdFeB-Magnete und in einer Folgestudie 40 SmCo-Magnete mit erhöhter Koerzitivkraft dem Hauptfeld eines 1,5- und eines 3 T-MRT in verschiedenen Positionen im Gerätetunnel und am Geräteportal ausgesetzt. Als Äquivalent für die Haftkraft wurde die Flussdichte mit einem Teslameter gemessen. Ergebnisse: Die Auslöschungszonen zeigten keine klinisch relevanten Unterschiede bei den verschiedenen Prüfkörpern und den beiden MRT-Hauptfeldstärken. Deutliche Unterschiede traten jedoch in Abhängigkeit von den genutzten MR-Sequenzen auf: Bei den Spinecho-Sequenzen fanden sich zwar insgesamt viel kleinere, aber deutlich unsymmetrische Signallöschungszonen, deren maximaler Radius bis zu 7,4 cm betrug. Die Signallöschungen bei Gradientenecho-Sequenzen zeigten eine mehr symmetrische und großflächige Formation mit einem Maximalradius bis zu 9,7 cm. Für das Ausmaß der Demagnetisierung sind die Ausrichtung der Minimagnete im MRT-Hauptfeld (B0) und dessen Stärke entscheidend. Bei 1,5 T wurde die Flussdichte von NdFeB- und SmCo-Magneten bei Antiparallelität zu B0 deutlich reduziert, bei 3T wurden beide Magnettypen in antiparalleler Lage umgepolt. SmCo-Magnete mit erhöhter Koerzitivkraft widerstanden dem 1,5 T-Feld, wurden bei 3 T jedoch fast vollständig entmagnetisiert. Die ursprünglichen Flussdichtewerte konnten durch Remagnetisierung verlustfrei wiederhergestellt werden. Schlussfolgerung: Vor einer MRT-Untersuchung mit den hier untersuchten Sequenzen und intraoral festsitzenden ferromagnetischen Gegenankern muss geprüft werden, ob die zu untersuchenden Strukturen weit genug von der entstehenden Signallöschungszone entfernt sind. Bei intraoral oder epicranial verankerten Magnetattachments besteht bei MRT- Exposition die Gefahr einer leichten bis kompletten Demagnetisierung mit dementsprechend insuffizient werdendem Prothesenhalt. Durch Inklination oder Reklination des Patientenkopfes ist dieses Problem nicht zu umgehen. SmCo-Magnete mit erhöhter Koerzitivkraft können dagegen bei 1,5 T gefahrlos in situ verbleiben. Bei 3 T sollten alle Dentalmagnete, falls instrumentell-technisch möglich, vor MRT entfernt werden. Bei den ggf. nach MRT demagnetisierten Produkten ist eine Remagnetisierung durch den Hersteller/Vertreiber möglich., Introduction: The primary coping of prosthetic or epithetic magnetic attachments is fixed on abutment-teeth and implants. In MR-examinations two interactions are expected: Impairment of imaging due to artifacts and alteration of flux density due to the main MR-field. Objectives of this in-vitro-study are: - Determine the maximum size of susceptibility-artifacts occurring at 1.5 and 3T and three common sequences. - To measure the demagnetization of the magnets in the MRI in different positions with respect to the main field. Methods: The maximum radius of the signal loss regions around three mini magnet types and two ferromagnetic keepers was measured on the SNR phantom in the three MR sequences SE-T1, SE-T2 and GE-T2*. In an initial demagnetization study, 30 SmCo and 60 NdFeB magnets and in a follow-up study 40 SmCo magnets with increased coercivity were exposed to the main field of a 1.5 and a 3T-MRI in different positions. Flux density was measured with a teslameter. Results: The signal loss regions showed no clinically relevant differences for the various specimens and the two MRI main-field-strengths. However, significant differences occurred depending on the MR sequence used: In spin-echo-sequences, signal loss regions were much smaller but very asymmetric, with a maximum radius of up to 7.4 cm. In gradient echo sequences, signal loss regions were more symmetric and extensive, with a maximum radius of up to 9.7 cm. The extent of demagnetization depends on the orientation of the mini magnets in the MRI field and its strength. At 1.5T, flux density of antiparallel NdFeB and SmCo magnets is significantly reduced, at 3T, polarity is reversed in both magnet types. SmCo magnets with increased coercivity resisted the 1.5T field, but were almost completely demagnetized at 3T. Remagnetisation fully restored the original flux density. Conclusion: Prior to an MRI using the studied sequences on patients with fixed ferromagnetic keepers, it must be checked whether enough distance is between the structures to be examined and the resulting signal loss region. During MRI exposure, intraoral or epicranial magnetic attachments risk being demagnetised, resulting in insufficient prosthesis retention. Inclining or reclining the patient’s head does not prevent the problem. However, SmCo magnets with increased coercivity can remain in situ at 1.5T without risk. At 3T, all dental magnets should be removed before MRI, if technically possible. Manufacturers/distributors can remagnetise products demagnetised during MRI.

Additional file 1. Supplementary tables, figures and note.