Sehschärfe - Visual acuity

Sehschärfe
Ein typisches Snellen-Diagramm , das häufig für Sehschärfetests verwendet wird.
Gittergewebe	D014792
MedlinePlus	003396
LOINC	28631-0

LogMAR - ETDRS-Diagramm

Die Sehschärfe ( VA ) bezieht sich im Allgemeinen auf die Klarheit des Sehens , bewertet jedoch technisch die Fähigkeit eines Prüflings, kleine Details mit Präzision zu erkennen. Die Sehschärfe hängt von optischen und neuralen Faktoren ab, dh (1) der Schärfe des Netzhautbildes im Auge , (2) der Gesundheit und Funktion der Netzhaut und (3) der Empfindlichkeit der Interpretationsfähigkeit des Gehirns.

Eine häufige Ursache für eine geringe Sehschärfe sind Refraktionsfehler (Ametropie), Fehler bei der Lichtbrechung im Augapfel und Fehler bei der Interpretation des Netzhautbildes durch das Gehirn. Letzteres ist die Hauptursache für Sehschwäche bei Menschen mit Albinismus. Ursachen für Refraktionsfehler sind Aberrationen in der Form des Augapfels oder der Hornhaut und eine verringerte Flexibilität der Linse . Eine zu hohe bzw. zu geringe Refraktion (im Verhältnis zur Länge des Augapfels und der Hornhautkrümmung) ist die Ursache für Kurzsichtigkeit (Myopie bzw. Minusstärke) bzw. Weitsichtigkeit (Hyperopie bzw. Plusstärke); ein normaler refraktiver Status wird als Emmetropie (Nullstärke) bezeichnet. Andere optische Ursachen sind Astigmatismus oder komplexere Hornhautunregelmäßigkeiten. Diese Anomalien können meist mit optischen Mitteln (wie Brillen , Kontaktlinsen , refraktiver Chirurgie usw.) korrigiert werden .

Neuronale Faktoren, die die Sehschärfe einschränken, befinden sich in der Netzhaut oder im Gehirn (oder der dorthin führenden Bahn). Beispiele für die erste sind eine Netzhautablösung und Makuladegeneration . Eine weitere häufige Beeinträchtigung, Amblyopie , wird dadurch verursacht, dass sich das visuelle Gehirn in der frühen Kindheit nicht richtig entwickelt hat. In einigen Fällen wird eine geringe Sehschärfe durch eine Hirnschädigung verursacht, beispielsweise durch eine traumatische Hirnverletzung oder einen Schlaganfall. Wenn optische Faktoren korrigiert werden, kann die Sehschärfe als Maß für die neurale Funktion angesehen werden.

Die Sehschärfe wird typischerweise während der Fixierung gemessen, dh als Maß für das zentrale (oder foveale ) Sehen, da sie in der Mitte am höchsten ist.). Die Sehschärfe im peripheren Sehen kann jedoch im Alltag von gleicher Bedeutung sein. Die Sehschärfe nimmt in Richtung der Peripherie zuerst steil und dann allmählich invers-linear ab (dh die Abnahme folgt ungefähr einer Hyperbel ). Die Abnahme erfolgt gemäß E ₂ /( E ₂ + E ), wobei E die Exzentrizität in Grad des Sehwinkels ist und E ₂ eine Konstante von ungefähr 2 Grad ist. Bei einer Exzentrizität von 2 Grad beträgt die Sehschärfe beispielsweise die Hälfte des fovealen Wertes.

Beachten Sie, dass die Sehschärfe ein Maß dafür ist, wie gut kleine Details in der Mitte des Gesichtsfelds aufgelöst werden. es zeigt daher nicht an, wie größere Muster erkannt werden. Die Sehschärfe allein kann somit die Gesamtqualität der Sehfunktion nicht bestimmen.

Definition

Augenuntersuchung auf Sehschärfe

Die Sehschärfe ist ein Maß für die räumliche Auflösung des visuellen Verarbeitungssystems. VA, wie es manchmal von Optikern genannt wird, wird getestet, indem die Person, deren Sehvermögen getestet wird, aufgefordert wird, sogenannte Optotypen zu identifizieren – stilisierte Buchstaben, Landoltringe , pädiatrische Symbole , Symbole für Analphabeten , standardisierte kyrillische Buchstaben in der Golovin –Sivtsev-Tabelle oder andere Muster – auf einem gedruckten Diagramm (oder auf andere Weise) aus einem festgelegten Betrachtungsabstand. Sehzeichen werden als schwarze Symbole vor weißem Hintergrund (dh bei maximalem Kontrast ) dargestellt. Der Abstand zwischen den Augen der Person und der Testtafel wird so eingestellt, dass er in der Art und Weise, wie das Objektiv zu fokussieren versucht (Fernschärfe), oder auf einen definierten Leseabstand (Nahschärfe) annähernd „ optisch unendlich “ ist .

Ein Referenzwert, über dem die Sehschärfe als normal angesehen wird, wird als 6/6-Sehvermögen bezeichnet, dessen USC- Äquivalent 20/20-Sehvermögen ist: Bei 6 Metern oder 20 Fuß ist ein menschliches Auge mit dieser Leistung in der Lage, Konturen von etwa 1,75 Zoll zu trennen mm auseinander. Ein Sehvermögen von 6/12 entspricht einer geringeren Leistung, während ein Sehvermögen von 6/3 einer besseren Leistung entspricht. Normale Personen haben eine Sehschärfe von 6/4 oder besser (je nach Alter und anderen Faktoren).

Im Ausdruck 6/x-Sehvermögen ist der Zähler (6) die Entfernung in Metern zwischen dem Objekt und der Sehtafel und der Nenner (x) die Entfernung, in der eine Person mit einer Sehschärfe von 6/6 den gleichen Sehzeichen erkennen würde. Somit bedeutet 6/12, dass eine Person mit 6/6-Sehvermögen aus 12 Metern Entfernung (dh in doppelter Entfernung) den gleichen Sehtyp erkennen würde. Dies entspricht der Aussage, dass die Person mit 6/12-Sehvermögen die Hälfte der räumlichen Auflösung besitzt und die doppelte Größe benötigt, um das Sehzeichen zu erkennen.

Eine einfache und effiziente Möglichkeit, die Schärfe anzugeben, besteht darin, den Bruch in eine Dezimalzahl umzuwandeln: 6/6 entspricht dann einer Schärfe (oder einem Visus) von 1,0 (siehe Ausdruck unten), während 6/3 einer 2,0 entspricht, die oft erreicht wird von gut korrigierten gesunden jungen Probanden mit binokularem Sehen . Die Angabe der Schärfe als Dezimalzahl ist in europäischen Ländern Standard, wie von der europäischen Norm (EN ISO 8596, früher DIN 58220) gefordert.

Die genaue Entfernung, in der die Sehschärfe gemessen wird, ist nicht wichtig, solange sie ausreichend weit entfernt ist und die Größe des Sehzeichens auf der Netzhaut gleich ist. Diese Größe wird als Sehwinkel angegeben , d. h. der Winkel am Auge, unter dem das Sehzeichen erscheint. Bei einer Sehschärfe von 6/6 = 1,0 entspricht die Größe eines Buchstabens auf der Snellen-Karte oder der Landolt-C- Karte einem Sehwinkel von 5 Bogenminuten (1 Bogenmin = 1/60 Grad). Durch das Design eines typischen Sehzeichens (wie ein Snellen E oder ein Landolt C) beträgt die kritische Lücke, die aufgelöst werden muss, 1/5 dieses Wertes, dh 1 Bogenminute. Letzteres ist der Wert, der in der internationalen Definition der Sehschärfe verwendet wird:

Schärfe = 1/Spaltgröße [Bogen min].

Die Sehschärfe ist ein Maß für die Sehleistung und bezieht sich nicht auf die zur Korrektur des Sehvermögens erforderliche Brillenverordnung. Stattdessen wird bei einer Augenuntersuchung versucht, die Verschreibung zu finden, die die beste erreichbare korrigierte Sehleistung bietet. Die resultierende Sehschärfe kann größer oder kleiner als 6/6 = 1,0 sein. Tatsächlich hat eine Person, bei der ein 6/6-Sehvermögen diagnostiziert wurde, tatsächlich oft eine höhere Sehschärfe, da die Person, sobald dieser Standard erreicht ist, als normal (im Sinne einer ungestörten) Sehkraft angesehen wird und kleinere Optotypen nicht getestet werden. Personen mit einem Sehvermögen von 6/6 oder "besser" (20/15, 20/10 usw.) können bei anderen Problemen im Zusammenhang mit dem Sehsystem, wie z. B. Weitsichtigkeit , Augenverletzungen oder Alterssichtigkeit, noch von einer Brillenkorrektur profitieren .

Messung

Manueller Handsehtest in Ghana (2018).

Die Sehschärfe wird durch ein psychophysisches Verfahren gemessen und bezieht als solches die physischen Eigenschaften eines Reizes mit der Wahrnehmung eines Subjekts und den daraus resultierenden Reaktionen in Beziehung . Die Messung kann eine sein , unter Verwendung von Sehtafel erfunden von Ferdinand Monoyer , durch optische Instrumente oder durch computerisierte Tests wie der FrACT.

Es ist darauf zu achten, dass die Sehbedingungen dem Standard entsprechen, wie z. B. richtige Ausleuchtung des Raumes und der Sehtafel, richtiger Sehabstand, genügend Zeit zum Reagieren, Fehlertoleranz usw. In europäischen Ländern sind diese Bedingungen durch die europäische Norm (EN ISO 8596, früher DIN 58220) genormt.

Geschichte

Physiologie

Tagessehen (dh Tagessehen ) durch subserved cone Rezeptorzellen , die eine hohe räumliche Dichte (im haben zentralen Fovea ) und eine hohe Schärfe von 6/6 oder besser ermöglichen. Bei schwachem Licht (dh skotopischem Sehen ) haben Zapfen keine ausreichende Empfindlichkeit und das Sehen wird durch Stäbchen unterstützt . Die räumliche Auflösung ist dann viel geringer. Dies ist auf die räumliche Summation der Stäbchen zurückzuführen , dh eine Anzahl von Stäben verschmelzen zu einer bipolaren Zelle , die sich wiederum mit einer Ganglienzelle verbindet , und die resultierende Einheit für die Auflösung ist groß und die Schärfe klein. Beachten Sie, dass sich in der Mitte des Gesichtsfelds (der Foveola ) keine Stäbchen befinden und die höchste Leistung bei schwachem Licht im nahen peripheren Sehen erzielt wird

Die maximale Winkelauflösung des menschlichen Auges beträgt 28 Bogensekunden oder 0,47 Bogenminuten, dies ergibt eine Winkelauflösung von 0,008 Grad und entspricht bei einer Entfernung von 1 km 136 mm. Dies entspricht 0,94 Bogenminuten pro Linienpaar (eine weiße und eine schwarze Linie) oder 0,016 Grad. Für ein Pixelpaar (ein weißes und ein schwarzes Pixel) ergibt dies eine Pixeldichte von 128 Pixel pro Grad (PPD).

6/6 Vision ist definiert als die Fähigkeit, zwei Lichtpunkte aufzulösen, die durch einen Sehwinkel von einer Bogenminute getrennt sind, was 60 PPD oder etwa 290–350 Pixel pro Zoll für eine Anzeige auf einem Gerät mit einer Größe von 250 bis 300 mm entspricht aus dem Auge.

Somit ist die Sehschärfe oder das Auflösungsvermögen (bei Tageslicht, zentrales Sehen) die Eigenschaft von Zapfen. Um Details aufzulösen, muss das optische System des Auges ein fokussiertes Bild auf die Fovea projizieren , eine Region innerhalb der Makula mit der höchsten Dichte an kegelförmigen Photorezeptorzellen (die einzige Art von Photorezeptoren, die in der Mitte der Fovea mit einem Durchmesser von 300 μm existiert). mit der höchsten Auflösung und dem besten Farbsehen. Schärfe und Farbensehen sind, obwohl sie von denselben Zellen vermittelt werden, unterschiedliche physiologische Funktionen, die nur durch die Position miteinander in Wechselbeziehung stehen. Die Sehschärfe und das Farbsehen können unabhängig voneinander beeinflusst werden.

Das Diagramm zeigt die relative Sehschärfe des menschlichen Auges auf dem horizontalen Meridian. Der tote Winkel liegt bei ca. 15,5° nach außen (zB im linken Gesichtsfeld für das linke Auge).

Die Körnung eines fotografischen Mosaiks hat ein ebenso begrenztes Auflösungsvermögen wie die "Korn" des Netzhautmosaiks . Um Details zu sehen, müssen zwei Sätze von Rezeptoren durch einen mittleren Satz interveniert werden. Die maximale Auflösung beträgt 30 Bogensekunden, die dem Durchmesser des Fovealkegels oder dem Winkel des Augenknotenpunktes entsprechen. Um von jedem Zapfen Empfang zu erhalten, als ob das Sehen auf einer Mosaikbasis wäre, muss das "Lokalzeichen" von einem einzelnen Zapfen über eine Kette von jeweils einer bipolaren, Ganglion- und seitlichen Kniegelenkszelle erhalten werden. Ein Schlüsselfaktor für die Erlangung eines detaillierten Sehens ist jedoch die Hemmung. Dies wird durch Neuronen wie die Amakrin- und Horizontalzellen vermittelt, die die Ausbreitung oder Konvergenz von Signalen funktionell inaktiv machen. Diese Tendenz zum Eins-zu-Eins-Shuttle von Signalen wird durch die Aufhellung des Zentrums und seiner Umgebung angetrieben, was die Hemmung auslöst, die zu einer Eins-zu-Eins-Verdrahtung führt. Dieses Szenario ist jedoch selten, da Zapfen sowohl mit kleinen als auch mit flachen (diffusen) Bipolaren verbunden sein können und amakrine und horizontale Zellen Nachrichten genauso leicht zusammenführen wie sie hemmen können.

Licht wandert vom Fixationsobjekt zur Fovea über einen imaginären Pfad, der als Sehachse bezeichnet wird. Die Gewebe und Strukturen des Auges, die sich in der Sehachse befinden (und auch die angrenzenden Gewebe), beeinflussen die Qualität des Bildes. Diese Strukturen sind: Tränenfilm, Hornhaut, Vorderkammer, Pupille, Linse, Glaskörper und schließlich die Netzhaut. Der hintere Teil der Netzhaut, das sogenannte retinale Pigmentepithel (RPE), ist unter anderem dafür verantwortlich, Licht zu absorbieren, das die Netzhaut durchquert, damit es nicht auf andere Teile der Netzhaut zurückprallen kann. Bei vielen Wirbeltieren wie Katzen, bei denen eine hohe Sehschärfe keine Priorität hat, gibt es eine reflektierende Tapetumschicht , die den Photorezeptoren eine "zweite Chance" gibt, das Licht zu absorbieren und so die Fähigkeit, im Dunkeln zu sehen, verbessert. Dadurch scheinen die Augen eines Tieres im Dunkeln zu leuchten, wenn ein Licht darauf gestrahlt wird. Das RPE hat auch eine wichtige Funktion beim Recycling der Chemikalien, die von den Stäben und Kegeln bei der Photonenerkennung verwendet werden. Wenn das RPE beschädigt ist und nicht aufräumt, kann diese "Schuppen"-Blindheit die Folge sein.

Wie bei einem fotografischen Objektiv wird die Sehschärfe durch die Größe der Pupille beeinflusst. Optische Aberrationen des Auges, die die Sehschärfe verringern, sind am größten, wenn die Pupille am größten ist (etwa 8 mm), was bei schlechten Lichtverhältnissen auftritt. Bei kleiner Pupille (1–2 mm) kann die Bildschärfe durch die Beugung des Lichts an der Pupille eingeschränkt sein (siehe Beugungsgrenze ). Zwischen diesen Extremen liegt der Pupillendurchmesser, der bei normalen, gesunden Augen im Allgemeinen am besten für die Sehschärfe geeignet ist; diese beträgt in der Regel etwa 3 oder 4 mm.

Wenn die Optik des Auges ansonsten perfekt wäre, wäre die Sehschärfe theoretisch durch die Pupillenbeugung begrenzt, was eine beugungsbegrenzte Sehschärfe von 0,4 Bogenminuten (Minarbogen) oder 6/2,6 Sehschärfe wäre. Die kleinsten Zapfenzellen in der Fovea haben eine Größe von 0,4 Minarc des Gesichtsfeldes, was auch eine untere Grenze für die Sehschärfe setzt. Die optimale Sehschärfe von 0,4 Minarc oder 6/2,6 lässt sich mit einem Laserinterferometer demonstrieren, das Defekte in der Augenoptik umgeht und ein Muster aus dunklen und hellen Streifen direkt auf die Netzhaut projiziert. Laserinterferometer werden heute routinemäßig bei Patienten mit optischen Problemen wie Katarakt verwendet , um den Zustand der Netzhaut zu beurteilen, bevor sie einer Operation unterzogen werden.

Der visuelle Kortex ist der Teil der Großhirnrinde im hinteren Teil des Gehirns, der für die Verarbeitung visueller Reize verantwortlich ist, der als Okzipitallappen bezeichnet wird . Die zentralen 10° des Feldes (ungefähr die Verlängerung der Makula ) wird durch mindestens 60% des visuellen Kortex repräsentiert. Von vielen dieser Neuronen wird angenommen, dass sie direkt an der Verarbeitung der Sehschärfe beteiligt sind.

Die richtige Entwicklung einer normalen Sehschärfe hängt davon ab, dass ein Mensch oder ein Tier in sehr jungen Jahren eine normale Sehleistung hat. Jegliche Sehschwäche, d. h. alles, was eine solche Wahrnehmung über einen längeren Zeitraum stört, wie Katarakt , schwere Augendrehung oder Strabismus , Anisometropie (ungleicher Brechungsfehler zwischen den beiden Augen) oder Bedecken oder Flicken des Auges während einer medizinischen Behandlung , führt in der Regel zu einer schweren und dauerhaften Abnahme der Sehschärfe und der Mustererkennung des betroffenen Auges, wenn sie nicht früh im Leben behandelt wird, ein Zustand, der als Amblyopie bekannt ist . Die verminderte Sehschärfe spiegelt sich in verschiedenen Anomalien der Zelleigenschaften im visuellen Kortex wider. Zu diesen Veränderungen gehört eine deutliche Abnahme der Anzahl der Zellen, die mit dem betroffenen Auge verbunden sind, sowie der Zellen, die mit beiden Augen in der Kortikalis V1 verbunden sind , was zu einem Verlust der Stereopsis , dh der Tiefenwahrnehmung durch binokulares Sehen (umgangssprachlich: "3D-Sehen") führt. . Der Zeitraum, in dem ein Tier auf eine solche Sehschwäche hochsensibel reagiert, wird als kritische Zeit bezeichnet .

Das Auge ist durch den Sehnerv , der aus dem Augenhintergrund austritt, mit der Sehrinde verbunden . Die beiden Sehnerven kommen hinter den Augen am Sehnervenkreuz zusammen , wo etwa die Hälfte der Fasern von jedem Auge auf die gegenüberliegende Seite übergehen und Fasern des anderen Auges verbinden, die das entsprechende Gesichtsfeld darstellen, die kombinierten Nervenfasern beider Augen bilden sich die Sehbahn . Dies bildet letztlich die physiologische Grundlage des binokularen Sehens . Die Bahnen projizieren zu einer Relaisstation im Mittelhirn , dem Nucleus geniculatum lateralis , einem Teil des Thalamus , und dann entlang einer Ansammlung von Nervenfasern, der optischen Strahlung , zum visuellen Kortex .

Jeder pathologische Prozess im visuellen System, auch bei älteren Menschen über die kritische Phase hinaus, führt oft zu einer Abnahme der Sehschärfe. Somit ist die Messung der Sehschärfe ein einfacher Test, um auf die Gesundheit der Augen, des visuellen Gehirns oder des Weges zum Gehirn zuzugreifen. Jede relativ plötzliche Abnahme der Sehschärfe ist immer ein Grund zur Besorgnis. Häufige Ursachen für eine Abnahme der Sehschärfe sind Katarakte und vernarbte Hornhaut , die den Sehweg beeinträchtigen, Erkrankungen, die die Netzhaut betreffen, wie Makuladegeneration und Diabetes , Krankheiten, die die Sehbahn zum Gehirn beeinträchtigen, wie Tumore und Multiple Sklerose , und Erkrankungen , die die Sehschärfe beeinträchtigen des visuellen Kortex wie Tumore und Schlaganfälle.

Obwohl das Auflösungsvermögen von der Größe und Packungsdichte der Photorezeptoren abhängt, muss das neuronale System die Informationen der Rezeptoren interpretieren. Wie aus Einzelzellexperimenten an Katzen und Primaten festgestellt wurde, sind verschiedene Ganglienzellen in der Netzhaut auf unterschiedliche Ortsfrequenzen abgestimmt , sodass einige Ganglienzellen an jedem Ort eine bessere Sehschärfe haben als andere. Letztendlich scheint es jedoch so, dass die Größe eines Flecks kortikalen Gewebes im Sehbereich V1 , der eine bestimmte Stelle im Gesichtsfeld verarbeitet (ein Konzept, das als kortikale Vergrößerung bekannt ist ), für die Bestimmung der Sehschärfe ebenso wichtig ist. Insbesondere ist diese Größe im Zentrum der Fovea am größten und nimmt mit zunehmender Entfernung von dort ab.

Optische Aspekte

Neben den neuronalen Verbindungen der Rezeptoren spielt das optische System eine ebenso wichtige Rolle bei der Netzhautauflösung. Im idealen Auge kann das Bild eines Beugungsgitters 0,5 Mikrometer auf der Netzhaut eintauchen. Dies ist jedoch sicherlich nicht der Fall und außerdem kann die Pupille eine Beugung des Lichts verursachen. Somit werden schwarze Linien auf einem Gitter mit den dazwischenliegenden weißen Linien gemischt, um ein graues Aussehen zu erzielen. Defekte optische Probleme (z. B. nicht korrigierte Myopie) können es verschlimmern, aber geeignete Linsen können helfen. Bilder (wie Gitter) können durch laterale Hemmung geschärft werden, dh stärker angeregte Zellen hemmen die weniger angeregten Zellen. Ähnlich verhält es sich bei chromatischen Aberrationen, bei denen die Farbsäume um schwarz-weiße Objekte in ähnlicher Weise gehemmt werden.

Ausdruck

Die Sehschärfe wird oft anhand der Größe der Buchstaben auf einer Snellen-Karte oder der Größe anderer Symbole wie Landolt Cs oder der E-Karte gemessen .

In einigen Ländern wird die Sehschärfe als vulgärer Bruch und in einigen als Dezimalzahl ausgedrückt . Unter Verwendung des Messgeräts als Maßeinheit wird die (fraktionierte) Sehschärfe relativ zu 6/6 ausgedrückt. Andernfalls wird die Sehschärfe mit dem Fuß relativ zu 20/20 ausgedrückt. Für alle praktischen Zwecke entspricht 20/20 Vision 6/6. Im Dezimalsystem ist die Schärfe definiert als Kehrwert der Spaltgröße (gemessen in Altminuten) des kleinsten Landolt C , dessen Orientierung zuverlässig identifiziert werden kann. Ein Wert von 1,0 entspricht 6/6.

LogMAR ist eine weitere häufig verwendete Skala, die als ( dekadischer ) Logarithmus des minimalen Auflösungswinkels (MAR) ausgedrückt wird , der der Kehrwert der Schärfenzahl ist . Die LogMAR-Skala wandelt die geometrische Abfolge eines traditionellen Diagramms in eine lineare Skala um. Es misst den Verlust der Sehschärfe: Positive Werte zeigen einen Sehverlust an, während negative Werte eine normale oder bessere Sehschärfe anzeigen. Diese Skala wird häufig klinisch und in der Forschung verwendet, da die Linien gleich lang sind und so eine kontinuierliche Skala mit gleichmäßigen Abständen zwischen den Punkten bilden, im Gegensatz zu Snellen-Diagrammen, die eine unterschiedliche Anzahl von Buchstaben auf jeder Linie haben.

Eine Sehschärfe von 6/6 wird häufig so beschrieben, dass eine Person Details aus 6 Metern (20 ft) Entfernung sehen kann, genauso wie eine Person mit "normalem" Sehvermögen aus 6 Metern Entfernung sehen würde. Wenn eine Person eine Sehschärfe von 6/12 hat, soll sie Details aus 6 Metern (20 ft) Entfernung sehen, genauso wie eine Person mit "normalem" Sehvermögen sie aus 12 Metern (39 ft) Entfernung sehen würde.

Gesunde junge Beobachter können eine binokulare Sehschärfe von mehr als 6/6 haben; die Grenze der Sehschärfe im bloßen menschlichen Auge liegt bei etwa 6/3–6/2,4 (20/10–20/8), obwohl 6/3 die höchste Punktzahl war, die in einer Studie mit einigen US-amerikanischen Profisportlern verzeichnet wurde. Es wird angenommen, dass einige Raubvögel , wie Falken , eine Schärfe von etwa 20/2 haben; in dieser Hinsicht ist ihr Sehvermögen viel besser als das menschliche Sehvermögen.

Wenn die Sehschärfe unter dem größten Sehzeichen auf dem Diagramm liegt, wird der Leseabstand verringert, bis der Patient es lesen kann. Sobald der Patient die Tabelle lesen kann, werden die Buchstabengröße und der Testabstand notiert. Wenn der Patient die Tabelle aus keiner Entfernung lesen kann, wird er wie folgt getestet:

Rechtliche Definitionen

Verschiedene Länder haben gesetzliche Grenzwerte für eine als Behinderung einzustufende Sehschwäche definiert. In Australien beispielsweise definiert das Social Security Act Blindheit als:

Eine Person erfüllt die Kriterien für dauerhafte Erblindung nach § 95 Sozialversicherungsgesetz, wenn die korrigierte Sehschärfe auf beiden Augen weniger als 6/60 auf der Snellen-Skala beträgt oder eine Kombination von Sehfehlern vorliegt, die zu einer gleich bleibenden Sehschärfe führt Verlust.

In den USA definiert das entsprechende Bundesgesetz Blindheit wie folgt:

[D]ie Begriff "Blindheit" bedeutet eine zentrale Sehschärfe von 20/200 oder weniger im besseren Auge bei Verwendung einer Korrekturlinse. Ein Auge, das von einer Sichtfeldeinschränkung begleitet wird, so dass der größte Durchmesser des Gesichtsfelds einen Winkel von nicht mehr als 20 Grad einschließt, gilt für die Zwecke dieses Absatzes als mit einer zentralen Sehschärfe von 20/200 oder weniger .

Die Sehschärfe einer Person wird registriert und dokumentiert: ob der Test auf Fern- oder Nahsicht durchgeführt wurde, das oder die untersuchten Auge(n) und ob Korrekturlinsen (dh Brillen oder Kontaktlinsen ) verwendet wurden:

• Entfernung von der Karte
  • D (entfernt) für die Auswertung in 6 m Höhe.
  • N (nah) für die Bewertung, die bei 15,7 Zoll (400 mm) durchgeführt wurde.
• Auge bewertet
  • OD (lateinisch oculus dexter ) für das rechte Auge.
  • OS (lateinisch oculus sinister ) für das linke Auge.
  • OU (lateinisch oculi uterque ) für beide Augen.
• Brillenbenutzung während des Tests
  • cc (lateinisch cum correctore ) mit Korrektoren.
  • sc: (lateinisch sine correctore ) ohne Korrektoren.
• Pinhole-Okkluder
  • Auf die Abkürzung PH folgt die Sehschärfe, gemessen mit einem Pinhole-Okkluder, der zeitweise Brechungsfehler wie Myopie oder Astigmatismus korrigiert .

Der Fernvisus von 6/10 und 6/8 mit Pinhole im rechten Auge ist also: DscOD 6/10 PH 6/8. Die Fernsehschärfe von Zählfingern und 6/17 mit Pinhole im linken Auge ist: DscOS CF PH 6/17. Eine Nahsehschärfe von 6/8 mit einem bei 6/8 verbleibenden Pinhole in beiden Augen mit Brille beträgt: NccOU 6/8 PH 6/8.

"Dynamische Sehschärfe" definiert die Fähigkeit des Auges, feine Details in einem sich bewegenden Objekt visuell zu erkennen.

Überlegungen zur Messung

Bei der Sehschärfenmessung geht es um mehr als das Sehen der Sehzeichen. Der Patient sollte kooperativ sein, die Sehzeichen verstehen, mit dem Arzt kommunizieren können und vieles mehr. Wenn einer dieser Faktoren fehlt, wird die Messung die tatsächliche Sehschärfe des Patienten nicht wiedergeben.

Die Sehschärfe ist ein subjektiver Test, was bedeutet, dass der Test nicht durchgeführt werden kann, wenn der Patient nicht kooperieren will oder kann. Ein Patient, der schläfrig oder betrunken ist oder an einer Krankheit leidet, die sein Bewusstsein oder seinen mentalen Status verändern kann, erreicht möglicherweise nicht seine maximal mögliche Schärfe.

Analphabeten, die keine Buchstaben und/oder Zahlen lesen können, werden mit sehr geringer Sehschärfe registriert, wenn dies nicht bekannt ist. Manche Patienten sagen dem Untersucher nicht, dass sie die Sehzeichen nicht kennen, es sei denn, sie werden direkt danach gefragt. Eine Hirnschädigung kann dazu führen, dass ein Patient gedruckte Buchstaben nicht erkennt oder sie nicht buchstabieren kann.

Eine motorische Unfähigkeit kann dazu führen, dass eine Person falsch auf das angezeigte Sehzeichen reagiert und die Sehschärfemessung negativ beeinflusst.

Variablen wie Pupillengröße, Hintergrundanpassungsleuchtdichte, Präsentationsdauer, Art des verwendeten Sehzeichens, Interaktionseffekte benachbarter Sehkonturen (oder „Crowding“) können alle die Sehschärfenmessung beeinflussen.

Testen bei Kindern

Die Neugeborenen ist Sehschärfe beträgt ca. 6/133, nach dem Alter von sechs Monaten in den meisten Kindern 6/6 gut entwickeln, nach einer Studie im Jahr 2009 veröffentlicht.

Die Messung der Sehschärfe bei Säuglingen, präverbalen Kindern und besonderen Bevölkerungsgruppen (zB Behinderten) ist mit einer Buchstabentafel nicht immer möglich. Für diese Populationen sind spezielle Tests erforderlich. Als grundlegender Untersuchungsschritt muss geprüft werden, ob visuelle Reize fixiert, zentriert und verfolgt werden können.

Formellere Tests mit bevorzugten Blicktechniken verwenden Teller-Sehschärfekarten (die von einem Techniker hinter einem Fenster in der Wand präsentiert werden), um zu überprüfen, ob das Kind eine zufällige Präsentation von vertikalen oder horizontalen Gittern auf einer Seite visuell aufmerksamer wahrnimmt als eine leere Seite auf der anderen Seite – die Balken werden immer feiner oder näher beieinander, und der Endpunkt wird festgestellt, wenn das Kind auf dem Schoß seiner erwachsenen Bezugsperson beide Seiten gleichermaßen bevorzugt.

Eine weitere beliebte Technik sind elektrophysiologische Tests mit visuell evozierten (kortikalen) Potenzialen (VEPs oder VECPs), die zur Einschätzung der Sehschärfe in Zweifelsfällen und erwarteten schweren Sehverlustfällen wie der angeborenen Leber-Amaurose verwendet werden können .

Der VEP-Test der Sehschärfe ähnelt in gewisser Weise dem bevorzugten Sehen bei der Verwendung einer Reihe von schwarzen und weißen Streifen ( Sinuswellengitter ) oder Schachbrettmustern (die größere Reaktionen als Streifen erzeugen). Verhaltensreaktionen sind nicht erforderlich und stattdessen werden Gehirnwellen aufgezeichnet, die durch die Präsentation der Muster erzeugt werden. Die Muster werden immer feiner, bis die evozierte Gehirnwelle einfach verschwindet, was als Endpunkt der Sehschärfe gilt. Bei Erwachsenen und älteren, aufmerksamkeits- und weisungsfähigen verbalen Kindern entspricht der vom VEP bereitgestellte Endpunkt sehr gut dem psychophysischen Maß in der Standardmessung (dh dem perzeptuellen Endpunkt, der durch Nachfragen ermittelt wird, wenn sie das Muster nicht mehr sehen können) ). Es wird davon ausgegangen, dass diese Entsprechung auch für wesentlich jüngere Kinder und Kleinkinder gilt, was jedoch nicht zwingend der Fall sein muss. Studien zeigen, dass die evozierten Gehirnwellen sowie die daraus abgeleiteten Sehschärfen im Alter von einem Jahr sehr erwachsen sind.

Aus nicht vollständig verstandenen Gründen hinken die Sehschärfen von verhaltenspräferenziellen Sehtechniken bis zum Alter von mehreren Jahren typischerweise hinter denen zurück, die mit dem VEP, einem direkten physiologischen Maß für die frühe visuelle Verarbeitung im Gehirn, bestimmt wurden. Möglicherweise dauert es länger, bis komplexere Verhaltens- und Aufmerksamkeitsreaktionen, an denen Hirnareale beteiligt sind, die nicht direkt an der Verarbeitung des Sehens beteiligt sind, ausgereift sind. Daher kann das visuelle Gehirn das Vorhandensein eines feineren Musters (das sich in der evozierten Gehirnwelle widerspiegelt) erkennen, aber das "Verhaltenshirn" eines kleinen Kindes findet es möglicherweise nicht auffällig genug, um darauf besondere Aufmerksamkeit zu richten.

Eine einfache, aber weniger verwendete Technik ist die Überprüfung der okulomotorischen Reaktionen mit einer optokinetischen Nystagmustrommel , bei der der Proband in die Trommel gelegt und von rotierenden schwarzen und weißen Streifen umgeben ist. Dies erzeugt unwillkürliche abrupte Augenbewegungen ( Nystagmus ), während das Gehirn versucht, die sich bewegenden Streifen zu verfolgen. Es besteht eine gute Übereinstimmung zwischen der optokinetischen und der üblichen Sehschärfe bei Erwachsenen. Ein potenziell schwerwiegendes Problem bei dieser Technik besteht darin, dass der Prozess reflexiv ist und im unteren Hirnstamm und nicht im visuellen Kortex vermittelt wird. Somit kann jemand eine normale optokinetische Reaktion haben und dennoch kortikal blind sein ohne bewusste visuelle Wahrnehmung.

"Normale" Sehschärfe

Die Sehschärfe hängt davon ab, wie genau das Licht auf die Netzhaut fokussiert wird, von der Integrität der neuralen Elemente des Auges und der Interpretationsfähigkeit des Gehirns. "Normale" Sehschärfe (im zentralen, dh fovealen Sehen) wird häufig als das angesehen, was von Herman Snellen als die Fähigkeit definiert wurde , ein Sehzeichen zu erkennen, wenn es 5 Bogenminuten umfasst , d. h. Snellens Sehtafel 6/6 Meter, 20 /20 Fuß, 1,00 Dezimal oder 0,0 logMAR. Bei jungen Menschen beträgt die durchschnittliche Sehschärfe eines gesunden, emmetropen Auges (oder ametropen Auges mit Korrektur) ungefähr 6/5 bis 6/4, daher ist es ungenau, die Sehschärfe von 6/6 als "perfektes" Sehen zu bezeichnen . 6/6 ist die Sehschärfe, die benötigt wird, um zwei Konturen zu unterscheiden, die um 1 Bogenminute getrennt sind – 1,75 mm bei 6 Metern. Dies liegt daran, dass ein 6/6-Buchstabe, zum Beispiel E, drei Gliedmaßen und zwei Leerzeichen dazwischen hat, was 5 verschiedene Detailbereiche ergibt. Die Fähigkeit, dies aufzulösen, erfordert daher 1/5 der Gesamtgröße des Buchstabens, was in diesem Fall 1 Bogenminute (Sichtwinkel) wäre. Die Signifikanz des 6/6-Standards kann man sich am besten als untere Normgrenze oder als Screening-Cutoff vorstellen. Bei der Verwendung als Screening-Test benötigen Probanden, die dieses Niveau erreichen, keine weitere Untersuchung, obwohl die durchschnittliche Sehschärfe mit einem gesunden Sehsystem in der Regel besser ist.

Manche Menschen leiden möglicherweise an anderen Sehproblemen wie schweren Gesichtsfeldstörungen , Farbenblindheit , vermindertem Kontrast , leichter Amblyopie , zerebralen Sehbehinderungen, Unfähigkeit, sich schnell bewegende Objekte zu verfolgen, oder einer von vielen anderen Sehbehinderungen und haben immer noch "normale" Sehschärfe. Eine "normale" Sehschärfe impliziert also keineswegs ein normales Sehen. Der Grund für die weit verbreitete Verwendung der Sehschärfe liegt darin, dass sie leicht zu messen ist, ihre Abnahme (nach Korrektur) oft auf eine Störung hinweist und dass sie oft den normalen täglichen Aktivitäten entspricht, die eine Person bewältigen kann, und ihre Beeinträchtigung bewertet, diese auszuführen (sogar obwohl es heftige Debatten über diese Beziehung gibt).

Sonstige Maßnahmen

Normalerweise bezieht sich die Sehschärfe auf die Fähigkeit, zwei getrennte Punkte oder Linien aufzulösen, aber es gibt andere Maße für die Fähigkeit des visuellen Systems, räumliche Unterschiede zu erkennen.

Die Noniusschärfe misst die Fähigkeit, zwei Liniensegmente auszurichten. Der Mensch kann dies mit bemerkenswerter Genauigkeit tun. Dieser Erfolg wird als Hypersensibilität bezeichnet . Unter optimalen Bedingungen mit guter Beleuchtung, hohem Kontrast und langen Liniensegmenten beträgt die Grenze der Noniusschärfe etwa 8 Bogensekunden oder 0,13 Bogenminuten, verglichen mit etwa 0,6 Bogenminuten (6/4) bei normaler Sehschärfe oder 0,4 Bogenminuten Durchmesser eines Fovealkegels . Da die Grenze der Noniusschärfe weit unter der liegt, die der regulären Sehschärfe durch das "Netzhautkorn" oder die Größe der Fovealzapfen auferlegt wird, wird angenommen, dass es sich eher um einen Prozess des visuellen Kortex als der Netzhaut handelt. Um diese Idee zu unterstützen, scheint die Noniusschärfe sehr ähnlich zu sein (und kann den gleichen zugrunde liegenden Mechanismus haben), was es ermöglicht, sehr geringfügige Unterschiede in der Orientierung zweier Linien zu erkennen, wobei die Orientierung bekanntermaßen im visuellen Kortex verarbeitet wird.

Der kleinste erkennbare Sehwinkel, der durch eine einzelne feine dunkle Linie gegen einen gleichmäßig beleuchteten Hintergrund erzeugt wird, ist auch viel kleiner als die Größe des Fovealkegels oder die normale Sehschärfe. In diesem Fall beträgt die Grenze unter optimalen Bedingungen etwa 0,5 Bogensekunden oder nur etwa 2 % des Durchmessers eines Fovealkegels. Dies erzeugt einen Kontrast von ca. 1% zur Beleuchtung der umgebenden Kegel. Der Erkennungsmechanismus ist die Fähigkeit, solch kleine Kontrast- oder Beleuchtungsunterschiede zu erkennen, und hängt nicht von der Winkelbreite des Balkens ab, die nicht erkannt werden kann. Wenn die Linie also feiner wird, scheint sie schwächer, aber nicht dünner zu werden.

Stereoskopische Sehschärfe ist die Fähigkeit, Tiefenunterschiede mit beiden Augen zu erkennen. Bei komplexeren Zielen ist die Stereoschärfe ähnlich der normalen monokularen Sehschärfe oder etwa 0,6–1,0 Bogenminuten, aber bei viel einfacheren Zielen wie vertikalen Stäben kann sie nur 2 Bogensekunden betragen. Obwohl die Stereosehschärfe normalerweise sehr gut mit der monokularen Sehschärfe übereinstimmt, kann sie selbst bei Patienten mit normaler monokularer Sehschärfe sehr schlecht sein oder fehlen. Solche Personen weisen typischerweise in sehr jungen Jahren eine abnorme visuelle Entwicklung auf, wie z. B. ein alternierendes Strabismus oder eine Augendrehung , bei der beide Augen selten oder nie in die gleiche Richtung zeigen und daher nicht zusammen funktionieren.

Bewegungsschärfe

Das Auge hat Schärfegrenzen für die Bewegungserkennung. Die Vorwärtsbewegung wird durch die untergeordnete Winkelgeschwindigkeitserkennungsschwelle (SAVT) begrenzt, und die horizontale und vertikale Bewegungsschärfe wird durch die seitlichen Bewegungsschwellen begrenzt. Die seitliche Bewegungsgrenze liegt im Allgemeinen unter der sich abzeichnenden Bewegungsgrenze, und für ein Objekt einer gegebenen Größe wird die seitliche Bewegung die aufschlussreichere der beiden, sobald sich der Beobachter ausreichend weit von der Bewegungsbahn entfernt. Unterhalb dieser Schwellen wird die subjektive Konstanz nach dem Stevens'schen Potenzgesetz und dem Weber-Fechner-Gesetz erlebt .

Subtended Angle Velocity Detection Threshold (SAVT)

Es gibt eine bestimmte Schärfegrenze bei der Erkennung der sich nähernden Bewegung eines sich nähernden Objekts. Dies wird als die angesehen subtended Winkelgeschwindigkeits - Detektionsschwelle (SAVT) Grenze der Sehschärfe. Es hat einen praktischen Wert von 0,0275 rad/s. Für eine Person mit einer SAVT-Grenze von ist die drohende Bewegung eines sich direkt nähernden Objekts der Größe S mit der Geschwindigkeit v nicht erkennbar, bis sein Abstand D . ist ${\displaystyle {\dot {\theta}}_{t}}$

${\displaystyle D\lessapprox {\sqrt {{\frac {S\cdot v}{\dot {\theta_{t}}}}}-{\frac {S^{2}}{4}}}}, }$

wobei der S ² /4- Term für kleine Objekte relativ zu großen Entfernungen durch Kleinwinkel-Approximation weggelassen wird .

Um die SAVT zu überschreiten, muss ein Objekt der Größe S, das sich mit der Geschwindigkeit v bewegt , näher als D sein ; jenseits dieser Distanz wird subjektive Beständigkeit erfahren. Die SAVT kann aus der Entfernung gemessen werden, in der ein auftauchendes Objekt zum ersten Mal erkannt wird: ${\displaystyle {\dot {\theta}}_{t}}$

${\displaystyle {\dot {\theta}}_{t}\approx {\frac {4S\cdot v}{S^{2}+4D^{2}}},}$

wobei der S ² -Term für kleine Objekte relativ zu großen Entfernungen durch Kleinwinkel-Approximation weggelassen wird .

Das SAVT hat für Fahrsicherheit und Sport die gleiche Bedeutung wie die statische Grenze. Die Formel ist abgeleitet von dem Einnahme - Derivat des Sehwinkels in Bezug auf Abstand und dann durch Geschwindigkeit Multiplizieren der Zeitrate der visuellen Expansion (zu erhalten d θ / d t = d θ / d x · d x / d t ).

Seitliche Bewegung

Es gibt auch Schärfegrenzen ( ) der horizontalen und vertikalen Bewegung. Sie können gemessen und definiert werden durch die Schwellenerkennung der Bewegung eines Objekts, das sich mit der Entfernung D und der Geschwindigkeit v orthogonal zur Blickrichtung bewegt , aus einer zurückgesetzten Entfernung B mit der Formel ${\displaystyle {\dot {\theta}}_{t}}$

${\displaystyle {\dot {\theta}}_{t}\approx {\frac {B\cdot v}{B^{2}+D^{2}}}.}$

Da die Tangente des eingeschlossenen Winkels das Verhältnis des orthogonalen Abstands zum zurückgesetzten Abstand ist, ist die Winkelzeitrate ( rad / s ) der seitlichen Bewegung einfach die Ableitung des inversen Tangens multipliziert mit der Geschwindigkeit ( d θ /d t = d θ / d x · d x / d t ). In der Anwendung bedeutet dies, dass ein orthogonal verlaufendes Objekt erst dann als bewegt wahrnehmbar ist, wenn es die Distanz . erreicht hat

${\displaystyle D\lessapprox {\sqrt {{\frac {B\cdot v}{{\dot {\theta}}_{t}}}-B^{2}}},}$

wobei für die seitliche Bewegung im Allgemeinen ≥ 0,0087 rad/s mit wahrscheinlicher Abhängigkeit von der Abweichung vom Fovia und der Bewegungsorientierung ist, die Geschwindigkeit in Entfernungseinheiten angegeben ist und die Nullentfernung geradeaus ist. Weite Objektentfernungen, enge Rückschläge und niedrige Geschwindigkeiten verringern im Allgemeinen die Bedeutung der seitlichen Bewegung. Eine Detektion mit nahem oder Null-Set-Back kann durch die reinen Skalenänderungen der sich abzeichnenden Bewegung erreicht werden. ${\displaystyle {\dot {\theta}}_{t}}$

Radiale Bewegung

Die Bewegungsschärfegrenze beeinflusst die radiale Bewegung gemäß ihrer Definition, daher muss das Verhältnis der Geschwindigkeit v zum Radius R größer sein : ${\displaystyle {\dot {\theta}}_{t}}$

${\displaystyle {\dot {\theta}}_{t}\wenigerapprox {\frac {v}{R}}.}$

Radiale Bewegungen treten in klinischen und Forschungsumgebungen, in Kuppeltheatern und in Virtual-Reality- Headsets auf.

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

• Duanes Klinische Augenheilkunde . Lippincott Williams & Wilkins. 2004. V.1 C.5, V.1 C.33, V.2 C.2, V.2 C.4, V.5 C.49, V.5 C.51, V.8 C.17 .
• Golovin SS, Sivtsev DA (1927). Таблица для исследования остроты зрения [ Tabelle zum Studium der Sehschärfe ] (in Russisch) (3. Aufl.).
• Carlson; Kurtz (2004). Klinische Verfahren für die Augenuntersuchung (3. Aufl.). McGraw-Hügel. ISBN 978-0071370783.

Externe Links

• Wie die Sehschärfe gemessen wird, um Blindheit zu verhindern
• Sehschärfe-Messstandard , International Council of Ophthalmology, 1984
• Sehschärfe des menschlichen Auges Archiviert am 6. September 2012 an der Wayback Machine
• Sehschärfe Kapitel aus der Webvision Referenz, University of Utah
• Der Freiburger Sehschärfetest (FrACT)