2. Optik
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2. Optik Das optische Empfangsorgan des Menschen ist das Auge. Das optische System aus Hornhaut und Augenlinse bewirkt, dass das, was betrachtet wird, auch scharf auf der Netzhaut abgebildet wird. Es ist vergleichbar mit der Funktion eines Fotoapparates. Der Film in der Kamera entspricht dabei der Netzhaut im Auge. 6 Mio. farbempfindliche Zapfen und 120 Mio. besonders lichtempfindliche Stäbchen wandeln Lichtreize in Nervenimpulse um, die über den Sehnerv zum Gehirn geleitet werden. Das Auge passt sich zudem unterschiedlichen Lichtverhältnissen optimal an. Der Mensch erkennt mit seinen Augen schwach leuchtende Sterne, hat aber auch kein Problem, bei hellem Sonnenlicht sehr gut zu sehen. Bei einem gesunden Auge werden Lichtstrahlen sowohl beim Blick in die Ferne als auch beim Sehen in der Nähe auf der Netzhaut zu einem scharfen Bild vereinigt. Das abbildende System des Auges entwirft auf der Netzhaut ein reelles, umgekehrtes und verkleinertes Bild der betrachteten Gegenstände. Dieser Effekt kommt durch Brechung der Lichtstrahlen an den gekrümmten Flächen zustande. Die Brechkraft eines optischen Systems wird in Dioptrien (dpt), d. h. durch den reziproken Wert (Kehrwert) der in Metern gemessenen Brennweite, angegeben. Dabei entspricht die Brennweite in der Optik dem Abstand eines Brennpunktes, auch Fokus genannt, von dem ihm zugeordneten Hauptpunkt auf der Linse bei parallel einfallendem Licht. Brechkraft (dpt) =1/Brennweite (m) Licht 26 Einleitung Anatomie Dunkelheit Optik Trockenes Auge Gereiztes Auge Allergisches Auge AMD Glaukom 2.1 Akkommodation Der optische Apparat des Auges ist in der Lage, unterschiedlich weit entfernte Gegenstände scharf auf der Netzhaut abzubilden. Die Kraft dahinter ist der Ziliarmuskel, der die Position der Zonulafasern bestimmt. Diese können blitzschnell gespannt oder entspannt werden. Durch die stattfindende Verformung der Linse verändert sich ihre Brechkraft. Vor allem der Krümmungsradius der vorderen Linsenfläche wird dadurch geändert. Beim Blick in die Ferne wird die Augenlinse flach gezogen. Beim Betrachten naher Gegenstände muss sich die Augenlinse wölben, um eine höhere Brechkraft zu erzielen. Dieser Anpassvorgang wird Akkommodation genannt. Mit zunehmendem Alter sinkt die Fähigkeit zur Brechkrafterhöhung. Damit rückt der Nahpunkt immer weiter vom Auge weg. Zonulafasern Linse, gestrafft Einleitung Linse, entspannt Blick in die Ferne Die Naheinstellung Ringmuskel (der Iris) ist entspannt, die Linse wird durch Faserzug flacher/dünner Ringmuskel (der Iris) ist angespannt, die Linse wird durch Lockerung der Zonulafasern gewölbter/dicker Anatomie Optik Trockenes Auge Gereiztes Auge Allergisches Auge AMD Glaukom 27 Ein Kleinkind kann z. B. noch auf eine Entfernung von etwa sechs Zentimetern scharf sehen, jedoch mit zunehmendem Alter lässt die Elastizität der Linse nach, so dass die Grenze des scharfen Sehens mit 30 Jahren etwa bei 15 cm und mit 50 Jahren bei 40 cm liegt. In höherem Alter verlieren die meisten Menschen die Fähigkeit, ihre Augen auf Lese- oder Arbeitsdistanz zu akkommodieren. Dieser Mangel, „Altersweitsichtigkeit“ genannt, wird durch eine besondere Nahbrille ausgeglichen. Der Ziliarkörper (Corpus ciliare) Im vorderen Abschnitt des Auges bildet die mittlere Augenhaut den Ziliarkörper. Charakteristisch ist die faltige Struktur. Der Ziliarkörper enthält die glatten Muskelfaserzüge des Ziliarmuskels, der über die Zonulafasern den Krümmungsradius der Linse reguliert. Zudem wird in den Ziliarkörperzotten das Kammerwasser produziert, welches über das Ziliarkörperepithel in die Hinterkammer abgesondert wird. Zusammenfassung: Nah- und Fernsehen wird durch Akkomodation der Linse ermöglicht. Diese Akkomodation wird durch Anspannung und Entspannung der Zonulafasern über die Bewegung des Ziliarmuskels gesteuert. Auch die Kammerwasserproduktion erfolgt im Ziliarkörper. 28 Einleitung Anatomie Optik Trockenes Auge Gereiztes Auge Allergisches Auge AMD Glaukom 2.2 Funktionsstörungen der Optik Durch einen zu kurzen oder zu langen Bau des Augapfels, durch altersbedingten Flexibilitätsverlust der Linse oder durch Anomalien der Hornhaut können einfallende Lichtstrahlen sich nicht mehr auf der Netzhaut treffen. Das führt zu unscharfem Sehen. Es wird zwischen Kurz- und Weitsichtigkeit unterschieden. Gesundes Auge 2.2.1 Kurzsichtigkeit Bei Kurzsichtigkeit ist das Auge relativ zur Brechkraft von Hornhaut und Linse zu lang. Entweder ist das Auge an sich zu lang oder die Brechkraft der lichtbrechenden Medien zu stark. Beim Blick in die Ferne kommt es zu einem unscharfen Bild, da sich die Lichtstrahlen aufgrund eines zu langen Auges schon vor der Netzhaut im Glaskörper vereinigen. Beim Blick auf nahe Gegenstände ist das Bild gestochen scharf, da sich die Lichtstrahlen auf der Netzhaut vereinigen können. Ein Zerstreuungsglas (Minusglas) bricht parallel einfallende, d. h. aus der Ferne kommende, Strahlen so, als ob sie vom Nahpunkt kämen. Auf der Netzhaut entsteht ein scharfes Bild. Meist verstärkt sich die Kurzsichtigkeit bis zum 25. Lebensjahr durch ein Längenwachstum des Auges, das erst danach zum Stillstand kommt. Zu langes Auge = Kurzsichtigkeit Zusammenfassung: Kurzsichtigkeit tritt auf, wenn das Auge relativ zur Brechkraft von Hornhaut und Linse zu lang ist und kann durch ein Zerstreuungsglas (Minusglas) korrigiert werden. Einleitung Anatomie Optik Trockenes Auge Gereiztes Auge Allergisches Auge AMD Glaukom 29 2.2.2 Weitsichtigkeit Bei Weitsichtigkeit ist das Auge relativ zur gegebenen Brechkraft von Hornhaut und Linse zu kurz. Jungen Menschen mit mäßiger Weitsichtigkeit fällt es häufig nicht auf, dass sie weitsichtig sind. Durch Akkommodation (Erhöhung der Linsenbrechkraft durch Anspannen des Ziliarmuskels) wird das Bild in der Ferne scharf gesehen. Zu kurzes Auge = Weitsichtigkeit Beim Blick in die Nähe kommt es zu einem unscharfen Bild, da sich die Lichtstrahlen trotz maximaler Linsenbrechkraft wegen des zu kurzen Auges erst hinter der Netzhaut vereinigen. Mit höherem Alter nimmt die Fähigkeit zur Erhöhung der Linsenbrechkraft ab. Damit wird scheinbar die Weitsichtigkeit stärker. Zur Korrektur werden Sammelgläser (Plusgläser) verwendet. Zusammenfassung: Weitsichtigkeit entsteht, wenn das Auge relativ zur Brechkraft von Hornhaut und Linse zu kurz ist und kann durch Sammelgläser (Plusgläser) korrigiert werden. 2.2.3 Schielen Der Begriff „Schielen“ („Strabismus“) bezeichnet meist beständige oder immer wieder auftretende Fehlstellungen der Augen. Rund 4-5 Millionen Menschen in Deutschland sind daran erkrankt. Sie leiden nicht nur unter der oft äußerlich sichtbaren Abweichung: Noch belastender sind die mit dem Schielen verbundenen Sehstörungen. Je früher das Schielen im Leben des Kindes auftritt, desto schwerer ist die Sehbehinderung. Um den Raum richtig erkennen zu können, müssen beide Augen in dieselbe Richtung schauen. In jedem Auge entsteht dabei jeweils ein Bild, das sich nur geringfügig von dem Bild im anderen Auge unterscheidet. 30 Einleitung Anatomie Optik Trockenes Auge Gereiztes Auge Allergisches Auge AMD Glaukom Das Gehirn veschmilzt diese beiden Bilder zu einem einzigen dreidimensionalen Seheindruck. Die Fehlstellung eines Auges führt beim Schielen jedoch dazu, dass die in den einzelnen Augen entstehenden Bilder gravierend voneinander abweichen. Schielen Das Gehirn ist nicht mehr in der Lage, sie zu einem einzigen dreidimensionalen Bild zu verschmelzen. Um die störenden Doppelbilder zu vermeiden, kann das kindliche Gehirn das vom schielenden Auge übertragene Bild einfach unterdrücken. Das hat oft die Folge, dass das nicht benutzte Auge sehschwach wird, obwohl es organisch gesund ist. Diese Art von Sehschwäche wird Amblyopie genannt. Ohne Behandlung entwickeln nahezu 90 % aller Schielkinder eine einseitige Amblyopie. Wird diese Schielschwachsichtigkeit nicht rechtzeitig entdeckt und behandelt, bleibt sie lebenslang bestehen. Das Kind kann dann nie mehr lernen, richtig beidäugig oder gar dreidimensional zu sehen. Eine rechtzeitige Behandlung kann die Amblyopie so gut wie immer verhindern und sogar beidseitiges und meist auch gutes räumliches Sehen herstellen. Zusammenfassung: Schielen ist mit dem Sehen von störenden Doppelbildern verbunden, die vom Gehirn unterdrückt werden. Dieses Unterdrücken kann zur Amblyopie führen, die durch rechtzeitige Behandlung umgangen werden kann. Einleitung Anatomie Optik Trockenes Auge Gereiztes Auge Allergisches Auge AMD Glaukom 31 2.3 Kontaktlinsen Bei der Kontaktlinse handelt es sich um eine ultradünne, uhrglasförmige Linse. Sie wird direkt auf das Auge gesetzt und ist daher nahezu unsichtbar. Sie kann aus starrem, flexiblem oder auch aus quellfähigem Kunststoff gefertigt sein. Dabei gibt es entsprechend ultradünne, weiche oder formstabile Kontaktlinsen. In der Regel werden sie anstelle einer Brille zur Korrektur der Fehlsichtigkeit eingesetzt. Bei Kontaktlinsen gibt es im Gegensatz zur Brille keine Einschränkung des Blickfeldes und die Umwelt wird ohne Randverzerrung in natürlicher Größe wahrgenommen. Typische Brillenprobleme wie Drücken, Rutschen, Beschlagen und Regentropfen auf den Gläsern fallen weg. Es gibt einen modischen und kosmetischen Vorteil und nicht zu vergessen ist die Möglichkeit, ungehindert Sport zu treiben. Formstabile Kontaktlinsen Die modernen formstabilen Linsen sind aus einem extrem leichten Material, das sich durch hohe Sauerstoffdurchlässigkeit und gute Verträglichkeit auszeichnet. Sie sind mehrere Jahre haltbar, leicht zu pflegen und zu handhaben. Sie haben sehr gute optische Eigenschaften, können hohe Dioptrienzahlen und vor allem auf einfache Weise auch Hornhautverkrümmungen oder -unregelmäßigkeiten ausgleichen. Sie benötigen unbedingt eine präzise Anpassung, brauchen eine längere Eingewöhnungszeit als weiche Kontaktlinsen und können ein Fremdkörpergefühl auslösen. 32 Einleitung Anatomie Optik Trockenes Auge Gereiztes Auge Allergisches Auge AMD Glaukom Weiche Kontaktlinsen Weiche Kontaktlinsen bestehen aus so genanntem Hydrogel oder Silikon-Hydrogel. Alternativ werden auch Weichlinsen aus Silikon angeboten. Sie sind größer als formstabile (harte) Linsen. Allerdings erfordert es auch etwas Übung, sie einzusetzen und auch wieder herauszunehmen. Dafür ist die Eingewöhnungszeit kürzer und der Tragekomfort oft besser als bei formstabilen Linsen. Eine gründliche Pflege ist wie bei allen Linsen natürlich Voraussetzung, Weichlinsen müssen gründlich gesäubert werden Zu einer vollständigen Reinigung gehören neben der Desinfektion und Oberflächenreinigung der Kontaktlinse auch die Proteinentfernung. Mittlerweile gibt es bereits „Tageslinsen“, die nicht gereinigt werden brauchen, da sie nach einmaligem Tragen entsorgt werden und täglich eine frische Linse eingesetzt wird. Immer stärker rücken auch Materialien, die fast 100 % Sauerstoff an das Auge lassen und bei dieser hohen Qualität sogar über Nacht getragen werden können, in den Fokus. Zusammenfassung: Kontaktlinsen sind Sehhilfen, die direkt auf das Auge gesetzt werden. Mit ihnen lassen sich typische Brillenprobleme umgehen. Einleitung Anatomie Optik Trockenes Auge Gereiztes Auge Allergisches Auge AMD Glaukom 33 3. Das Trockene Auge Dieses Kapitel beschäftigt sich mit der Krankheit „Trockenes Auge“, mit den Ursachen, die ihr zugrunde liegen, der Symptomatik und den therapeutischen Möglichkeiten, die dem Betroffenen zur Verfügung stehen. Definition: Das „Trockene Auge“ ist eine komplexe Störung von Tränenfilm und Augenoberfläche durch verminderten Tränenfluss oder vermehrte Verdunstung, welche mit physisch-psychischem Unbehagen oder visueller Beeinträchtigung einhergeht. Die Ursachen sind vielfältig. Die Bezeichnung „Trockenes Auge“ wird umgangssprachlich für Keratoconjunctivitis sicca verwendet. In diesen Begriff haben die lateinischen bzw. griechischen Worte: kerato – Hornhaut (gr.), conjunctiva – Bindehaut (lat.) und sicca – trocken (lat.) Eingang gefunden. 34 Einleitung Anatomie Optik Trockenes Auge Gereiztes Auge Allergisches Auge AMD Glaukom
