1 VIII VI II OPTISCHER SINN Fragen .....................................................

1
VIII
VI II OPTISCHER SINN
Fragen ............................................................................................................................... 2
Vorbemerkung .................................................................................................................. 3
1 Die Bestimmung der Sehschärfe ............................................................................... 3
1.1 Foveale Betrachtung ............................................................................................ 3
1.2 Extrafoveale Betrachtung .................................................................................... 3
1.3 Auswertung.......................................................................................................... 4
1.3.1 Visusbestimmung.................................................................................. 4
1.3.2 Bestimmung des Sehschärfewinkels..................................................... 4
1.3.3 Bestimmung der Bildgröße auf der Retina ........................................... 5
2 Messung der Dunkeladaptation des Auges................................................................ 6
2.1 Beschreibung der Apparatur ................................................................................ 6
2.2 Untersuchungsgang.............................................................................................. 6
2.3 Aufgabe................................................................................................................ 6
2.4 Computergestützte Messung mit Hilfe einer Dunkeladaptationsbrille .................. 9
2.5 Aufgabe................................................................................................................ 10
3 Perimetrie................................................................................................................... 12
3.1 Gerätebeschreibung ............................................................................................. 12
3.2 Bedienung des Perimeters.................................................................................... 12
3.3 Aufgaben.............................................................................................................. 14
4 Refraktometrie mit dem Optometer nach Donders.................................................... 15
4.1 Prinzip der indirekten Refraktionsbestimmung ................................................... 15
4.2 Bestimmung von Nah- und Fernpunkt am Optometer......................................... 16
4.2.1 Funktionsweise des Optometers ........................................................... 16
4.2.2 Benutzung von Vorsatzlinsen ............................................................... 17
4.2.3 Untersuchungsgang............................................................................... 17
4.3Auswertung........................................................................................................... 19
4.3.1 Bestimmung der optischen Bulbuslänge............................................... 19
4.3.2 Brechkraftberechnung bei bekannter Bulbuslänge ............................... 19
4.3.3 Berechnung des Astigmatismus............................................................ 20
4.3.4 Berechnung der Akkommodationsbreite .............................................. 20
5 Farbensehen ............................................................................................................... 22
5.1 Prüfung des Farbensehens ................................................................................... 22
5.1.1 Ishihara Tafeln ...................................................................................... 22
5.1.2 Anomaloskop ........................................................................................ 22
5.2 Demonstrationsversuch zur additiven Farbmischung.......................................... 22
6 Spiegeln des Augenhintergrundes ............................................................................. 23
7 Weitere Demonstrationsversuche .............................................................................. 23
7.1 Augenmodell........................................................................................................ 23
7.2 Stereoskop............................................................................................................ 23
2
Literatur
1. SCHMIDT, LANG: Physiologie des Menschen
Kap. 18: Sehen und Augenbewegungen
Kap. 13: Allgemeine Sinnesphysiologie
2. KLINKE, PAPE, KURTZ, SILBERNAGL: Physiologie
Kap. 21: Sehsystem und Augenbewegungen
Kap. 17: Das zentrale Nervensystem - Grundlage bewussten Menschseins
3. SPECKMANN, HESCHELER, KÖHLING: Physiologie
Kap. 3.3 Visuelles System
Kap. 3.1.1 Sensorisches System - Grundlagen
Fragen
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Was ist Divergenz, Konvergenz, Hemmung, Förderung? (Skizze)
Was ist eine "Dioptrie"?
Welche Brechkraft hat das emmetrope Auge bei Fernakkomodation?
Wie akkomodiert das menschliche Auge? Welche zentralnervösen Strukturen sind
daran beteiligt?
Was ist eine Konvergenzreaktion?
Geben Sie qualitativ die Änderungen des Nahpunkt-, Fernpunktabstandes, der Akkommodationsstrecke, der Akkommodationsbreite für Myopie und Hyperopie im
Vergleich zum emmetropen Auge an.
Warum bekommt ein nicht korrigierter Hyperoper oft Kopfschmerzen?
Welche Abbildungsfehler des menschlichen Auges kennen Sie? Wie werden sie
z.T. schon physiologisch kompensiert?
Was ist Sehschärfe, Visus?
In welchen Netzhautabschnitten besteht die größte Zapfen- bzw. Stäbchendichte?
Was ist Adaptation? Wo findet sie statt? Inwieweit ist die Pupille daran beteiligt?
Wodurch kommt der "Knick" in der Dunkeladaptationskurve zustande?
Bei welchen Wellenlängen liegt die maximale Helligkeitsempfindung
a) beim helladaptierten
b) beim dunkeladaptierten Auge?
Wie ist das "rezeptive Feld" (RF) einer Retinaganglienzelle aufgebaut?
Welche Strukturen der Retina sind an dem Aufbau des RF beteiligt?
Welches wichtige neuronale Schaltungsprinzip liegt dem zugrunde?
Was ist additive (subtraktive) Farbmischung?
Was ist ein Horopter?
3
18. Wie werden Gegenstände wahrgenommen, die vor bzw. hinter der Horopterebene
liegen?
19. Was ist die Querdisparation?
20. Wodurch wird das Gesichtsfeld natürlicherweise begrenzt?
21. Was unterscheidet Gesichtsfeld und Blickfeld?
22. Was ist ein Skotom? Welches natürliche Skotom gibt es?
23. Wie groß ist der physiologische Augeninnendruck? Wie stark schwankt er? Wann
ist er pathologisch?
Vorbemerkung
Für den Versuch 6 ist es unbedingt notwendig, ein Auge während des Praktikums mit 1
bis 2 Tropfen eines Parasympathikolytikums (z.B. Mydriaticum RocheR) zu tropfen.
Etwa eine Stunde nach dem Tropfen ist die Pupille maximal erweitert. Die Wirkung des
Mydriatikums läßt üblicherweise nach weiteren 1 bis 2 Stunden wieder nach. Bitte beachten Sie die Gegenanzeigen auf dem Beipackzettel. In jeder Untergruppe sollte mindestens ein Praktikumsteilnehmer getropft werden.
1
Die Bestimmung der Sehschärfe
1.1 Foveale Betrachtung
Der Proband sitzt oder steht in genau 6 m Entfernung vor einer beleuchteten Sehprobentafel (nach SNELLEN). Nacheinander werden beide Augen untersucht. Das nicht zu
prüfende Auge wird mit einer Hand zugedeckt. Der Untersucher notiert die kleinste
Zeichenreihe, die der Proband mit dem jeweiligen Auge sicher und komplett lesen kann.
Neben der jeweiligen Zeichenreihe stehen die Entfernung, aus der ein Normalsichtiger
diese Zeile noch sicher und komplett lesen kann, sowie die Strichdicke der Zeichen auf
der Sehprobentafel. Beide Werte werden für die noch sicher erkannte Zeichenreihe protokolliert.
Brillenträger führen die Messung mit und ohne Brillenkorrektur durch; Normalsichtige
imitieren eine Kurzsichtigkeit durch Aufsetzen einer Probierbrille mit schwachen Sammellinsen (+1 dpt).
1.2 Extrafoveale Betrachtung
Der Proband bleibt in 6 m Entfernung von der Sehprobentafel sitzen. Der Untersucher
veranlasst den Probanden, einen Gegenstand am Rand der Sehprobentafel zu fixieren.
Am einfachsten gelingt dies, wenn der Untersucher dem Probanden einen Reiz (bewegter Finger oder Bleistift) auf dem vertikalen Streifen in Höhe der extrafoveal zu betrach-
VIII
4
tenden Zeile anbietet. Für den Probanden erscheinen die Zeichen der Sehprobentafel in
der Peripherie seines Gesichtsfeldes. Der Proband gibt an, auf welcher Zeile er die Zeichen nicht mehr sicher erkennt. Der Untersucher kontrolliert ständig den Bulbus des
Probanden. Kleine Bulbusbewegungen deuten an, dass der Proband für kurze Zeit die
Zeichen der Sehprobentafel fixiert und nicht den Gegenstand! In diesem Fall ist die
Untersuchung zu wiederholen.
Die Strichdicke der letzten noch erkannten Zeile und die Sollentfernung werden für das
rechte und linke Auge nacheinander bestimmt und protokolliert.
1.3
Auswertung
1.3.1 Visusbestimmung
Der Visus ist entweder eine dimensionslose Verhältniszahl und definiert als der Quotient aus Istentfernung und Sollentfernung oder wird als Kehrwert des kleinsten Sehschärfewinkels α angegeben:
Visus =
1
.
Sehschärfewinkel α
Der Sehschärfewinkel α wird in der Einheit "Winkelminuten" gemessen.
1.3.2 Bestimmung des Sehschärfewinkels
Aus obiger Skizze erhält man für den Sehschärfewinkel:
tan α =
G
g + r
Daraus folgt:
α = arctan
G
g + r
Geben Sie den Sehschärfewinkel bitte in Winkelminuten an.
(arctan = tan-1 auf den meisten Taschenrechnern; 1 Grad = 60 Winkelminuten)
5
VIII
1.3.3 Bestimmung der Bildgröße auf der Retina
g
B
b
G
Die Abbildungseigenschaften des menschlichen Auges können näherungsweise durch
die Gesetze für ein einfaches optisches System mit einer einzigen, gekrümmten Grenzfläche beschrieben werden (= reduziertes Auge). Der Krümmungsradius r beträgt beim
reduzierten Auge 5,7 mm. Die anatomische Bulbuslänge eines Emmetropen beträgt 24
mm, die optische Bulbuslänge des reduzierten Auges 22,8 mm. Mit Hilfe des Strahlensatzes erhält man aus obiger Skizze:
Bildgröße auf der Retina (B)
Strichdicke (G)
=
optische Bulbuslänge (b) − r
Istentfernung (g) + r
Aus dieser Gleichung lässt sich die Bildgröße des dünnsten erkannten Striches auf der
Retina ermitteln. Geben Sie diese Bildgröße bitte in µm an!
Protokoll
Foveal rechts
ohne Korrektur
mit Korrektur
bzw. künstlich myop
Foveal links
ohne Korrektur
mit Korrektur
bzw. künstlich myop
Extrafoveal
rechts
links
Sollabstand
Ist
abstand
Strichdicke
m
m
mm
Visus
Bildgröße Sehschärfeμm
winkel
min
6
2
Messung der Dunkeladaptation des Auges
Als Adaptation bezeichnet man die Anpassung der Empfindlichkeit des Auges an unterschiedliche Beleuchtungsstärken. Die Anpassung an Helligkeit heißt Helladaptation, die
Anpassung an Dunkelheit Dunkeladaptation.
Adaptometer sind Apparate, an denen die Leuchtdichte eines Beobachtungsfeldes in
einem großen Bereich abgestuft und gleichzeitig abgelesen werden kann.
2.1 Beschreibung der Apparatur
Die an der Rückwand des Adaptometers nach ENGELKING-HARTUNG angebrachte
60-Watt-Glühlampe beleuchtet eine Milchglasscheibe von 10 cm Durchmesser an der
Frontseite des Gerätes. Zwischen Glühlampe und Milchglasscheibe sind 3 Gleitschieber
(Filter) eingefügt. Durch jeden Filter kann die Leuchtdichte auf ein Hundertstel des
Ausgangswertes herabgesetzt werden, im ganzen also auf ein Millionstel.
Zur zusätzlichen Feinregulation befindet sich eine "quadratische Blende" (Abertsches
Diaphragma = rautenförmig) im Strahlengang, deren Fläche an der Oberseite des Adaptometers verändert werden kann. Die Blendenöffnung hat bei Maximalstellung der Feinregulierung eine Fläche von 4900 mm2. Durch Kombination der Filter und Blenden
kann die Leuchtdichte kontinuierlich um mehr als den Faktor 109 variiert werden.
2.2 Untersuchungsgang
Der zu Untersuchende blickt 5 Minuten auf die Glühfäden einer 500-Watt-Lampe. Nach
Abschalten der Hellbeleuchtung wird aus 60 cm Entfernung ein rotes Lämpchen neben
der Milchglasscheibe des Adaptometers fixiert. Bei dieser Aufstellung wird die Milchglasscheibe extrafoveal betrachtet. Vom Untersucher werden zunächst die 3 Filter aus
dem Strahlengang gezogen und die Feinregulierungsblende geschlossen. Die Skalenzeiger stehen auf Null (linke Skala). In den vorgegebenen Zeitabständen wird jetzt die
Leuchtdichteschwelle ermittelt.
Ausgehend von unterschwelligen Lichtintensitäten wird die Feinblende langsam geöffnet bis die beleuchtete Fläche vom Untersuchten eben wahrgenommen wird. Der zugehörige linke Skalenwert, der den Durchmesser der Blendenöffnung in mm (= Kantenlänge der rautenförmigen Blende) angibt, wird abgelesen. Der Protokollführer, der sich
außerhalb des Versuchsraums befindet, notiert die abgelesenen Blendendurchmesser
und sagt die Zeiten an, zu denen gemessen werden soll.
2.3 Aufgabe
Bestimmen Sie an einer Versuchsperson mit dem Adaptometer zu den im Protokoll angegebenen Zeiten die Blendenöffnungsdurchmesser und Filter, bei denen die Milchglasscheibe gerade eben wahrgenommen wird.
7
VIII
Ermitteln sie die Blendenfläche aus dem Blendendurchmesser (d²/2). Die Werte der
Blendenfläche werden unter Berücksichtigung der im Strahlengang befindlichen Filter
in relative Leuchtdichten umgerechnet.
relative Leuchtdichte =
Blendenfläche [mm 2 ]
10(2 × Anzahl der Filter)
Protokoll
Zeit
(min)
sofort
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
18
20
22
24
Blendendurchmesser (mm)
Blendenfläche
(mm2)
Anzahl der
Filter
relative Leuchtdichte
8
VII
3
10
2
10
1
Relative Leuchtdichte
10
0
10
-1
10
-2
10
-3
10
-4
10
0
5
10
Zeit [min]
15
20
9
2.4
Computergestützte Messung mit Hilfe einer Dunkeladaptationsbrille
Alternativ zur Messung der Dunkeladaptation nach Engelking-Hartung wird im Praktikum die computergesteuerte Messung mit Hilfe einer Dunkeladaptationsbrille angeboten. Bitte informieren Sie sich über beide Messverfahren, auch wenn sie nur eine Methode selbst anwenden.
Das computergestützte Verfahren nutzt eine Brille, die fest auf den Kopf gesetzt wird
und um die Augen lichtdicht abschließt. Beim Start des Messprogramms wird das zu
untersuchende Auge zunächst für 5 min mit weißem Licht einer hohen Intensität geblendet. Unmittelbar danach werden im Gesichtsfeld des Auges Lichtpunkte angeboten,
die zwischen rot und grün wechseln. Die Lichtintensität für jede Farbe wird vom Gerät
so lange gesteigert, bis die Versuchperson durch Druck auf einen Knopf mitteilt, dass
sie den Lichtpunkt gerade eben erkennen kann. Der Messwert wird online in einem Diagramm aufgenommen, welches die Änderung der Schwellenreizstärke (= Logarithmus
der relativen Leuchtdichte in cd/m2) in Abhängigkeit von der Zeit wiedergibt. Es werden zwei getrennte Messwertkurven für rotes und grünes Testlicht dargestellt. Die Gesamtdauer des Versuchs beträgt 30 min.
VIII
10
2.5
Aufgabe
Übertragen Sie die Ergebnisse des Messprotokolls in die Abbildung auf der folgenden
Seite, oder kleben Sie einen Ausdruck des Messprotokolls an die entsprechende Stelle.
Beantworten Sie folgende Fragen:
1) In welchem Bereich der Adaptationskurve ist der Kurvenverlauf für rotes und grünes
Testlicht identisch, in welchem Bereich verlaufen die Kurven unterschiedlich?
2) Erklären Sie die Unterschiede in den Kurvenverläufen für rotes und grünes Licht.
3) Informieren sie sich beim Probanden darüber, wie er die roten und grünen Lichtpunkte wahrgenommen hat. War eine eindeutige Farbzuordnung möglich?
11
VIII
2
3
Schwelle [log(cd/m )]
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
0
10
Zeit [min]
20
30
12
3
Perimetrie
Das monokulare Gesichtsfeld stellt die Gesamtheit aller Punkte des Raumes dar, die von
einem Auge bei fixierter Blickrichtung und fixiertem Kopf gleichzeitig wahrgenommen
werden. Die Bestimmung der Gesichtsfeldgrenzen erfolgt durch die Perimetrie:
Hierbei wird bei fixierter Blickrichtung eine Lichtmarke langsam aus der Peripherie in
Richtung des Fixationspunktes verschoben. Sobald die Lichtmarke wahrgenommen
wird, ist die Gesichtsfeldgrenze erreicht. Der Blickwinkel zwischen der Fixationslinie
und der Lichtmarkenposition wird in Grad abgelesen (°) und markiert die Gesichtsfeldgrenze. Wenn in wiederholten Messungen die Lichtmarken aus verschiedenen Richtungen ins Gesichtsfeld geführt werden, können die Grenzen des kompletten monokularen
Gesichtsfelds bestimmt werden.
3.1 Gerätebeschreibung
Der Proband sitzt vor einer Halbschale. Er fixiert mit dem zu prüfenden Auge den perforierten Scheitelpunkt der Halbschale. Die Innenfläche der Halbschale ist matt weiß
und gleichmäßig ausgeleuchtet. Eine am Gerät angebrachte Kinn- und Kopfstütze fixiert
den Kopf des Probanden. Zwei seitlich an der Halbschale angebrachte Visiere dienen
zur Kontrolle der Augenposition.
Um die Halbschale ist eine Projektionsvorrichtung um 180° schwenkbar angebracht.
Diese Projektionseinrichtung führt ein Fernrohr mit, durch welches das Patientenauge
beobachtet wird. An der Projektionseinrichtung ist ein Objektivkopf befestigt. Über
diesem Objektivkopf können Testmarken auf jede beliebige Stelle der Halbschale projiziert werden. Die Testmarken können über Drehscheiben verändert werden:
Durchmesser:
9 - 1,1 mm
Farben:
weiß, grün, rot
Auf der Seite des Prüfers befindet sich eine Registriervorrichtung mit einem Registrierstift. Dieser Registrierstift wird gleichlaufend mit den Testmarken bewegt. Dadurch ist
es möglich, die Stellung der Testmarken im Schalenhintergrund auf einem Gesichtsfeldschema zu markieren.
3.2 Bedienung des Perimeters
1. Einlegen des Gesichtsfeldschemas in die Registriervorrichtung.
2. Das nicht zu untersuchende Auge des Prüflings wird abgedeckt, der Kopf gegen
Kinn- und Kopfstütze gelagert. Kinn- und Kopfstütze sind über Drehknöpfe zu verschieben. Das untersuchte Auge ist richtig positioniert, wenn
a) der Hornhautscheitel des zu untersuchenden Auges in der Mitte des Seitenvisiers
erkannt wird (nur bei einem der beiden Perimeter) und
13
b) der Prüfer die Mitte der Pupille des zu untersuchenden Auges im Fadenkreuz des
Fernrohres sieht.
3. Schalenbeleuchtung (Umfeldbeleuchtung) einschalten. Zimmerbeleuchtung ausschalten. Prüfmarke mit der größten Leuchtdichte und dem kleinsten Durchmesser wählen. Die Prüfmarke wird durch die Betätigung eines Griffknopfes (mit der rechten
Hand) von der Peripherie der Halbschale langsam zur Mitte bewegt. Dabei kann über
das Fernrohr kontrolliert werden, ob die Blickrichtung des Auges tatsächlich unverändert bleibt. Der Proband signalisiert, wann er die Prüfmarke erstmals wahrnimmt.
Der Prüfer markiert die Position der Testmarke auf dem Gesichtsfeldvordruck durch
Niederdrücken des Stiftes an der Registriervorrichtung. Zur Prüfung in einem anderen Meridian wird der Projektionsarm nach links oder rechts geschwenkt. Die Testmarke wird erneut von der Peripherie zum Zentrum hin bewegt.
4. Bei der Bestimmung der Gesichtsfeldgrenzen für farbiges Licht ist darauf zu achten,
dass der Proband erst dann die Wahrnehmung der Prüfmarke signalisiert, wenn er die
Farbe (rot oder grün) deutlich erkannt hat.
VIII
14
3.3 Aufgaben
1. Bestimmen Sie die Gesichtsfeldgrenzen eines Auges für Weiß (in 30°-Abständen);
Markierungspunkte mit Bleistift nachziehen und miteinander verbinden.
2. Bestimmen Sie die Gesichtsfeldgrenzen eines Auges für Rot und Grün. Markierungspunkte entsprechend farbig nachzeichnen und verbinden.
3. Ermitteln Sie die Lage des blinden Fleckes.
Protokoll: Perimetrie
Gesichtsfelder (weiß,farbig)
15
4
VIII
Refraktometrie mit dem Optometer nach Donders
Der dioptrische Apparat des Auges erzeugt eine Abbildung eines betrachteten Gegenstandes auf der Retina. Sofern die Brechkraft des optischen Systems zur Gegenstandsweite und zur Bulbuslänge passt, liegt die Bildebene auf der Retina und es wird ein
scharfes Abbild erzeugt. Die Brechkraft des Auges wird über die Aktivierung des Ziliarmuskels kontrolliert, indem die Linsenform über den Zug der Zonulafasern an der
Linsenkapsel reguliert wird. Die Brechkraft des Auges beträgt bei entspanntem Ziliarmuskel bei nahezu allen Menschen 58,6 dpt. Eine Kontraktion des Ziliarmuskels erhöht
diese Brechkraft durch Entspannung der Zonulafasern und Abrundung der Linse. Den
maximalen Brechkraftgewinn, der durch eine maximale Ziliarmuskelkontraktion erzielt
werden kann, bezeichnet man als Akkommodationsbreite.
Ein Gegenstand kann nur dann scharf abgebildet werden, wenn die Brechkräfte des dioptrischen Apparates in der vertikalen und horizontalen Ebene gleich groß sind. Einen
Brechkraftunterschied zwischen vertikaler und horizontaler Ebene bezeichnet man als
Astigmatismus.
Die Bestimmung der physikalisch optischen Kenngrößen (optische Bulbuslänge, Akkommodationsbreite, Astigmatismus) bezeichnet man als Refraktometrie oder Refraktionsbestimmung. Die mit der Refraktionsbestimmung gemessene optische Bulbuslänge
bezieht sich auf das "reduzierte Auge" und ist kürzer als die anatomische Bulbuslänge.
4.1 Prinzip der indirekten Refraktionsbestimmung
Da eine direkte Messung der Bulbuslänge sowie der Brechkraft des dioptrischen Apparates am Lebenden nicht möglich ist, wird eine Refraktionsbestimmung indirekt durchgeführt durch Messung der größten und der kleinsten Entfernung eines Gegenstandes
vom Auge, aus der er noch scharf abgebildet wird. Mit Hilfe der Beziehung
Brechkraft (D) =
n1
n2
+
Gegenstandsweite (g)
Bildweite (b)
(1)
n1 Brechungsindex des Mediums, in dem sich der Gegenstand befindet
n2 Brechungsindex des Mediums, in dem sich das Bild befindet
ist es möglich die Brechkraft bei bekannter Bildweite (= optische Bulbuslänge) bzw. die
optische Bulbuslänge bei bekannter Brechkraft zu bestimmen. Da bei Fernakkommodation der Ziliarmuskel vollständig entspannt ist, die Brechkraft des dioptrischen Apparates somit 58,6 dpt beträgt, kann mit Hilfe des Fernpunktes die optische Bulbuslänge
16
ermittelt werden. Ist die optische Bulbuslänge bekannt, so kann mit Hilfe einer Nahpunktbestimmung die Akkommodationsbreite sowie der Astigmatismus ermittelt werden.
4.2 Bestimmung von Nah- und Fernpunkt am Optometer
Zur Messung des Nah- und Fernpunkts wird ein Optometer verwendet. Es besteht aus
einem Messstab von 50 cm Länge, auf dem ein Fadenkreuz (der abzubildende Gegenstand) hin- und herbewegt werden kann. Am Nullpunkt des Messstabes befindet sich
eine Blende mit 2 kleinen Löchern im Abstand von ca. 2 mm sowie eine Fassung für
eine Vorsatzlinse.
4.2.1 Funktionsweise des Optometers
Voraussetzung für die Empfindung eines scharfen Bildes ist einerseits eine mehr oder
minder physikalisch scharfe Abbildung eines Gegenstandes auf der Retina und andererseits eine Bildoptimierung durch die neurophysiologischen Mechanismen der Kontrastverstärkung (laterale Hemmung). Da für die Bestimmung von Fern- und Nahpunkt die
physikalische Schärfe und nicht die Schärfenempfindung entscheidend ist, wird am Optometer eine Lochblende mit 2 Löchern benutzt. Deren Funktionsweise lässt sich folgendermaßen erklären: Solange das durch die Doppellochblende betrachtete Bild auf
der Retina physikalisch scharf abgebildet ist, beeinflusst die Blende lediglich die Hel-
17
VIII
ligkeit der Abbildung. Wird das Bild hingegen unscharf, so entsteht durch die Doppellochblende ein physikalisch unscharfes Doppelbild. Durch die neurophysiologischen
Mechanismen zur Bildverbesserung wird das unscharfe Doppelbild jedoch nicht als
unscharf empfunden. Der Übergang von einfacher zu doppelter Bildempfindung legt
den Abstand des Gegenstandes fest, bei dem das Bild physikalisch gerade noch scharf
auf der Retina abgebildet wird.
4.2.2 Benutzung von Vorsatzlinsen
Da der Messstab des Optometers lediglich eine Länge von 50 cm hat, der Fernpunkt
aber in der Regel weiter als 50 cm entfernt ist, muss der Bereich, in dem der Fernpunkt
liegt, auf den Messstab "geholt" werden. Dies ist mit Hilfe einer konvexen Vorsatzlinse
möglich. Um Formel (1) anwenden zu können, muss bei einer solchen Messung die
Gesamtbrechkraft des zusammengesetzten Systems Vorsatzlinse-Auge bekannt sein.
Vereinfacht gilt:
D Gesamt = D Vorsatzlinse + D Auge
DGesamt
DVorsatzlinse, DAuge
(2)
Brechkraft des zusammengesetzten Systems
Brechkraft der Vorsatzlinse bzw. des Auges
Die Brechkraft der benutzten Vorsatzlinse (meistens + 4 dpt) muss bei der Auswertung
berücksichtigt werden und ist zu protokollieren.
4.2.3 Untersuchungsgang
Der Proband blickt mit dem zu untersuchenden Auge durch die horizontal angeordneten
Löcher der Lochblende. Er bemüht sich einen möglichst geringen Abstand zwischen
Corneascheitel und Lochblende einzuhalten. Der Proband nimmt zwei runde helle Flächen wahr, in deren Überschneidungszone sich das Kreuz befinden sollte.
Abb. 2.
richtig
falsch
18
Abb. 3a
Kreuz im Nah- bzw. Fernpunkt ⇒ einfaches Bild
Abb. 3b
Kreuz näher als Nahpunkt bzw. weiter als Fernpunkt ⇒ doppeltes Bild, unterbrochene
Linien: Richtung der Wahrnehmung
Fernpunktbestimmung: Der Untersucher bewegt das Kreuz vom Probanden weg. Der
Proband gibt an, bei welcher Entfernung er das Kreuz erstmals doppelt empfindet (Abb.
3). Sollte der Messstab nicht ausreichen, benutzen Sie bitte eine geeignete Vorsatzlinse.
Die Messung wird mehrmals durchgeführt und die gemittelte Entfernung, bei der der
Übergang von einfacher zu doppelter Wahrnehmung stattfindet, wird als Fernpunkt für
das betreffende Auge protokolliert.
Bei der Nahpunktbestimmung bewegt der Untersucher das Fadenkreuz von einem
Punkt, an dem der Proband das Kreuz einfach wahrnimmt, auf den Probanden zu, bis
dieser ein Doppelbild des Kreuzes wahrnimmt. Eine Vorsatzlinse ist in der Regel nicht
notwendig. Ein Nahpunkt für das getropfte Auge sollte ebenfalls gemessen werden, um
auf diese Weise einen Eindruck davon zu bekommen, in welchem Ausmaß das Parasympatholytikum gewirkt hat. Bei dieser Messung ist meist eine Vorsatzlinse nötig.
(Warum?).
Bestimmen Sie die Nahpunkte für zwei Stellungen der Doppellochblende:
1. Löcher horizontal
2. Löcher vertikal angeordnet
19
4.3
Auswertung
4.3.1 Bestimmung der optischen Bulbuslänge
Setzt man Gleichung (2) in Gleichung (1) ein und löst nach der Bildweite (= optische
Bulbuslänge) auf, erhält man:
n2
b =
D Vorsatzlinse + D Auge,fern −
DVorsatzlinse
DAuge,fern
gfern
n1
n2
n1
g fern
Brechkraft der vorgesetzten Linse, (evtl. Brechkraft einer
Kontaktlinse addieren!)
Brechkraft des Auges bei entspanntem Ziliarmuskel (58,6 dpt)
Fernpunkt des getropften Auges in Metern
Brechungsindex der Luft (1,00)
Brechungsindex des Augeninneren (1,336)
4.3.2 Brechkraftberechnung bei bekannter Bulbuslänge
Aus 4.3.1. ist die optische Bulbuslänge für das getropfte Auge bekannt. Im folgenden
wird angenommen, dass die optische Bulbuslänge beider Augen gleich ist. Dies ist bei
den meisten Menschen näherungsweise erfüllt. Setzt man wieder Gleichung (2) in (1)
ein und löst diese Gleichung diesmal nach der Brechkraft des Auges auf, erhält man
eine Gleichung, die eine Bestimmung der Brechkräfte bei Nahakkommodation ermöglicht.
D Auge, nah, horizontal =
n1
g nah, horizontal
+
n2
− (D Vorsatzlinse )
b
gnah,horizontal Nahpunkt bei horizontaler Lochblende in Metern
b
Bulbuslänge bestimmt in 4.3.1, beim emmetropen Auge 22,8 mm
(Die Vorsatzlinse wird meist nicht verwendet !)
Analog lassen sich die Brechkräfte bei vertikaler Lochblendeneinstellung ermitteln.
VIII
20
4.3.3 Berechnung des Astigmatismus
Der Astigmatismus eines Auges ist definiert als der Brechkraftunterschied zwischen
horizontaler und vertikaler Ebene:
Astigmatismus = DAuge,nah,vertikal - DAuge,nah,horizontal
4.3.4 Berechnung der Akkommodationsbreite
Die Akkommodationsbreite ist definiert als der Brechkraftgewinn, der durch eine ma-
ximale Ziliarmuskelkontraktion (Nahakkomodation) gegenüber der Brechkraft bei entspanntem Ziliarmuskel (Fernakkomodation 58,6 dpt) erreicht werden kann. Wir berechnen die Akkomodationsbreite als die Differenz vom Mittelwert der Brechkraft bei Nahakkomodation und der bekannten Brechkraft bei Fernakkomodation:
Akkommodationsbreite =
D Auge,nah, vertikal + D Auge,nah,horizontal
2
− D Auge,fern
21
VIII
Protokoll: Refraktionsbestimmung
MESSUNGEN AM OPTOMETER:
linkes Auge
Vorsatzlinse
[dpt]
Entfernung
[m]
rechtes Auge
Vorsatzlinse
[dpt]
Entfernung
[m]
Fernpunkt
horizontale
Lochblende
Nahpunkt
vertikale
Lochblende
BERECHNUNGEN:
linkes Auge
rechtes Auge
Optische Bulbuslänge
[mm]
(Wenn Sie bei der Berechnung Ihrer eigenen optischen Bulbuslänge einen nicht plausiblen Wert
errechnet haben, setzen Sie für die folgenden Berechnungen die Bulbuslänge eines emmetropen
Auges ein. Begründen Sie Ihre Entscheidung)
Brechkraft des Auges
[dpt]
linkes Auge
rechtes Auge
linkes Auge
rechtes Auge
nah, horizontal
nah, vertikal
Akkommodationsbreite
[dpt]
Astigmatismus [dpt]
22
5
Farbensehen
5.1
Prüfung des Farbensehens
5.1.1 Ishihara Tafeln
Ein einfaches Verfahren, um die Farbtüchtigkeit zu ermitteln, ist das Betrachten von
sogenannten Ishihara-Tafeln. Auf diesen Tafeln sind mit verschieden farbigen Feldern
Zahlen oder auch Buchstaben dargestellt. Menschen mit Störung des Farbensinns können einige dieser Zahlen nicht lesen oder sie lesen andere Zahlen, die aufgrund von verschiedenen Helligkeitsstufen der Felder erkannt werden.
5.1.2 Anomaloskop
Mit dem Anomaloskop wird Farbtüchtigkeit beim Rot-Grün-Sehen bestimmt. Die Er-
mittlung einer möglicherweise vorliegenden Störung erfolgt durch den Vergleich eines
Gemisches aus spektralem Rot (670 nm) und spektralem Grün (535 nm) mit monochromatisch gelbem Licht (589 nm). Die Versuchsperson blickt durch das Okular des
Anomaloskops auf ein rundes Prüffeld, das horizontal in zwei Hälften geteilt ist. Die
untere Hälfte wird mit gelbem Licht beleuchtet, dessen Helligkeit reguliert werden
kann. In der oberen Hälfte wird gelbes Licht durch eine Mischung von rotem und grünem Licht erzeugt.
Es wird zuerst eine mittlere Mischung aus ROT und GRÜN angeboten, die Versuchsperson soll diese Mischung mit dem spektralem GELB in Bezug auf Helligkeitsunterschiede und auf Farbunterschiede beurteilen und eventuell nachgleichen, z.B. wird jemand mit einer Grünschwäche (deuteranomal) mehr GRÜN hinzufügen als ein normal
Farbtüchtiger.
Der Anomaliequotient, AQ, das ist das Verhältnis zwischen der eingestellten Mischung
und der Normmischung, nimmt für Normalfarbtüchtige Werte zwischen 0.7 und 1,4 an.
AQ < 0.7 : Protanomalie oder Protanopie.
AQ > 1,4 : Deuteranomalie oder Deuteranopie.
Zur Überprüfung der Einstellbreite wird im oberen Feld zunächst ROT angeboten und
dann stufenweise von der Versuchsperson GRÜN dazugemischt bis Farbgleichheit empfunden wird, anschließend wird im oberen Feld GRÜN angeboten und dann ROT dazugemischt. Bei sehr gutem Farbunterscheidungsvermögen werden jedesmal die gleichen
Mischungsverhältnisse eingestellt, die Einstellbreite ist dann sehr gering.
5.2 Demonstrationsversuch zur additiven Farbmischung
Aufgebaut sind drei Diaprojektoren. In jedem Projektor steckt ein Schwarz-Weiß-Dia
von einem bunten Stillleben. Dieses bunte Sillleben war aus der gleichen Position drei-
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mal fotografiert worden, aber für jedes Bild war ein anderes Farbfilter vor die Kamera
gehalten worden : Blau, Rot oder Grün. (Welche Wellenlänge lässt ein Rot-Filter
durch? Was bedeuten helle Stellen auf dem Schwarz-Weiß-Bild, das mit dem Rotfilter
aufgenommen wurde?) Wenn nun die drei schwarz-weißen Bilder übereinander auf die
Wand projiziert werden und vor jeden Projektor dasjenige Filter gehalten wird, mit dem
das Bild aufgenommen worden war, erhält man wieder aus den Schwarz-Weiß Projektionen das farbige Bild des Stilllebens. (Warum ?)
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Spiegeln des Augenhintergrundes
Es sollen mit der direkten Ophthalmoskopie Blutgefäße und Papille des Augenhintergrundes betrachtet werden. Die Linse der Versuchsperson wirkt dabei als Lupe und entwirft ein aufrechtes, virtuelles Bild. Dieses Bild ist etwa 16fach vergrößert und zeigt
einen Ausschnitt von ca. 1,5 mm Durchmesser auf der Netzhaut. Gehen Sie mit dem
Augenspiegel auf etwa 2 bis 5 cm an das zu untersuchende Auge heran, sowohl Ihre
Augen als auch die der Versuchsperson sollten fernakkommodiert sein, eventuelle Refraktionsanomalien können durch Einschalten eingebauter Linsen im Ophthalmoskop
korrigiert werden. Stellen Sie sich das Bild so ein, dass Sie Gefäße des Augenhintergrundes deutlich sehen können. Folgen Sie dem Verlauf der Gefäße bis Sie die Papille
finden.
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Weitere Demonstrationsversuche
7.1 Augenmodell
Das schematisierte Modell eines Auges mit "Hornhaut", "Linse", "Netzhaut" und "Kam-
merwasser" bietet die Möglichkeit auszuprobieren, welche Auswirkungen verschiedene
Refraktionsanomalien (Myopie, Hyperopie, Astigmastismus) auf die Abbildung auf der
"Netzhaut" haben. Mit Hilfe von Vorsatzlinsen können diese Abbildungsfehler korrigiert werden.
7.2 Stereoskop
Zur Überprüfung des binokularen räumlichen Sehens werden in einem Stereoskop je-
dem Auge getrennte Bilder angeboten. Bei binokularer Fusion werden diese beiden Bilder zu einem Bild verschmolzen. Wenn in den stereoskopischen Vorlagen einige Bilddetails querdisparat abgebildet sind, erscheinen diese Details räumlich, d.h. sie werden
so wahrgenommen, als lägen sie vor oder hinter dem Gesamtbild.
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