Brechungsapparat des Auges, Linse, Katarakt

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1 Brechungsapparat des Auges, Linse, Katarakt Brechung und Brechungsanomalien verstehen Akkommodation und Presbyopie verstehen Katarakt verstehen Sehschärfenbestimmung verstehen Refraktionsbestimmung verstehen Spaltlampenuntersuchung verstehen

2 Visuelles System: Bestimmung der Sehschärfe (Visus) Sehsystem: = der leistungsfähigste Fernsinn des Menschen! - liefert mehr Information an das Gehirn als alle anderen Sinnessysteme zusammen! Höchste Leistungen des visuellen Systems: - Umwandlung von Licht in elektrische Impulse und Sinnesempfindung : Räumliches Auflösungsvermögen: Details von weniger als 1 Sehwinkelminute werden von einem großen beidäugigen Gesichtsfeld von über 180 aufgelöst! : Adaptationsfähigkeit: Nach Anpassung an Helligkeit können Objekte über einen Leuchtdichtebereich von mehr als 10 Dekaden erkannt werden! Verarbeitungsgeschwindigkeit ist außerordentlich hoch : Zeitliches Auflösungsvermögen: (Bsp.: Tischtennis spielen) : Kontrastsehen: Gegenstände können bei geringen Lichtunterschieden erkannt werden : Farbensehen: Gleich helle Objekte können durch Spektralanalyse unterschieden werden

3 Wie kann die Sehschärfe (Visus) bestimmt werden? Landolt-Ringe = normierte Sehzeichen, die in einer bestimmten Entfernung dargeboten werden (auch möglich mit kontrastreichen Figuren des Alltags, z.b. Kinderbilder) Aus: Thews, Anatomie, Physiologie, 2007 Visus (V) ist definiert als: V = 1 / Sehwinkel Sehwinkel e (in Winkelminuten) bezogen auf erkennungsspezifische Teile eines Sehzeichens

4 Was bedeutet der Visus = 1 für die anatomische Zuordnung auf der Retina? Visus = 1,0 wenn eine Öffnung im Landolt-Ring bei einem Sehwinkel von 1 Winkelminute erkannt wird Visus = 1,0 das bedeutet, der Abstand d der beiden Punkte auf der Retina beträgt bei einer Gesamtbrennweite des Auges von 23 mm etwa 5 µm! das entspricht ca. dem Durchmesser von 4 nebeneinander liegenden Außensegmenten foveolärer Photorezeptoren! Aus: Speckmann et al., 2013 b. Sehprobentafel

5 Wo befindet sich auf der Retina die höchste Sehschärfe? Aus: Thews, Anatomie, Physiologie, 2007 Fotorezeptoren der humanen Retina: 120 Millionen dämmerungsempfindliche Stäbchen, skotopisches Sehen 6 Millionen tageslichtempfindliche Zapfen, photopisches Sehen Unterschiedliche Plazierung der Fotorezeptoren: Zapfen, höchste Dichte, Fovea centralis (1,5 mm ) und dort in der Foveola (0,3 mm ) Stäbchen, die meisten parafoveal, bei etwa Sehwinkelgrad (Speckmann et al., 2013) (Astronomen betrachten Sterne nicht mit der Foveola, sondern mit parafovealem Bereich)

6 Geometrische Optik, Anwendung am menschlichen Auge Abbildendes System, Vertebratenauge: Hornhaut (Kornea) Linse mit Gradientenindex (gesamt, positive Brechkraft) Reelle und umgekehrte Abbildung auf der Netzhaut Brechkraft (Luft-Kornea) = ca. 48,8 dpt Brechkraft (Luft-Kornea-Kammerwasser) ca. 31,66 dpt Def. Brechkraft D: Kehrwert der Brennweite f (in Metern) einer Linse (wird in Dioptrien (dpt) angegeben): D [dpt] = 1 / Brennweite [1/m] Brechkraft 31,66 dpt Brennweite = 0,032 m = 32 mm Auge ist jedoch nur ca. 24 mm lang, zusätzliche Brechkraft durch unsere bikonvexe Linse

7 Wie kann unsere Linse die Brechkraft des Auges anpassen? durch Akkommodation: = aktive Änderung der Brechkraft des Auges d.h., Auge akkommodiert, indem sich die Linse stärker krümmt; hauptsächlich Brechkraft der Vorderseite nimmt zu Akkommodationsbreite (dpt) = maximal erreichbare Änderung der Brechkraft Aus: Klinke et al., Physiologie, 2010 Akkommodationsbreite (dpt) = 1/Nahpunkt in [m] - 1/Fernpunkt in [m]

8 Akkommodationsmechanismus Fernakkommodation Nahakkommodation Aus: Thews, Anatomie, Physiologie, 2007 Jugendliche Linse große Eigenelastizität (Kraft hierfür kommt hauptsächlich durch die elastischen Strukturen der Aderhaut), kugelt sich ab, wenn sie nicht außen am Linsenäquator durch die Zonula-Fasern flachgezogen wird D.h.: Fernakkommodation durch Anspannung der Zonula-Fasern, Linse flach, Brechkraft gering, weit entfernte Gegenstände werden scharf abgebildet Nahakkommodation: Zug der Zonula-Fasern kann durch Kontraktion der ringförmigen Ziliarmuskels veringert werden Krümmung und Brechkraft der Linse nehmen zu, Nahpunkt wird scharf abgebildet

9 Alterssichtigkeit (Presbyopie) Ursachen der Abnahme der Akkommodationsbreite mit zunehmendem Alter? Scharfes Sehen von normalsichtigen Kindern: gesamter Entfernungsbereich, von Unendlich - auf ca. 5-7 cm (Nahpunkt) Linse: - wächst zeitlebens - kann durch die Linsenkapsel keine Zellen abstoßen - Linsenkern vergrößert und verdichtet sich zunehmend (Alterskern) Linse wird weniger verformbar, auch andere Strukturen (Aderhaut, Ziliarmuskel) verlieren zunehmend an Elastizität Abnahme der Akkommodationsbreite mit zunehmendem Alter: Scharfes Sehen in der Nähe, beim Normalsichtigen im Alter nicht mehr möglich! Aus: Speckmann et al., 2013

10 Sphärische Refraktionsfehler Zeichnung des jeweiligen Strahlengangs (oben) und Darstellung des Bereichs scharfen Sehens durch Akkommodation (unten, roter Balken) Normalsichtigkeit (Emmetropie): Kurzsichtigkeit (Myopie): Auge zu lang, weiter entfernte Blickziele werden vor der Netzhaut scharf abgebildet Weitsichtigkeit (Hyperopie): Auge zu kurz, zusätzlich erforderliche Brechkraft, vermehrte Akkommodation werden; aber nahe Gegenstände werden nicht scharf gesehen Optische Korrektur: Zerstreuungs -linse (- dpt) Optische Korrektur: Konvexlinse (+ dpt) Aus: Speckmann et al., 2013

11 Subjektive Beschwerden bei Refraktionsfehlern Hyperopie, unkorrigiert: Akkommodation bereits für Ferne erforderlich Ggf. Asthenopie Evtl. Akkommodativer Strabismus convergens Ggf. Unscharfsehen, bes. Nahbereich Myopie, unkorrigiert: Sehen in der Ferne unscharf Ggf. Blinzeln (stenopäische Lücke) Je nach Myopiestärke: Sehen in der Nähe gut >Therapie: Minusgläser >Therapie: Plusgläser

12 Subjektive Beschwerden bei Refraktionsfehlern Astigmatismus, unkorrigiert: Sehen in der Ferne und Nähe unscharf, verzerrt Ggf. Blinzeln (stenopäische Lücke) >Therapie: Zylindergläser

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14 Untersuchungen: Refraktionsbestimmung Visusbestimmung Refraktionsbestimmung ist nicht gleich Visusbestimmung!!! - Refraktionbestimmung klärt eventuelle Brechungsanomalien auf - Visusbestimmung klärt das optische Auflösungsvermögen des Auges auf

15 Untersuchungen Refraktionsbestimmung, subjektiv Krieglstein, Atlas, 1998

16 Untersuchungen Refraktionsbestimmung Objektive Refraktionsbestimmung: -Skiaskopie (Schattenprobe) -(Auto)Refraktometer Krieglstein, Atlas, 1998

17 Brillenverordnung Ermittlung der Fernkorrektur Köln, Asterix, geb ,0-0,5 5 +1,0-0,5 175 Add. +1,75 Ermittlung der Nahaddition Bifokalgläser, Progressivgläser Dr. Unterschrift

18 Visusbestimmung Monokular (c.c. ; s.c) Optotypen, z.b.: Landoltringe < 60% Abbruchkriterium Zunächst Fernvisus, 5m Entfernung, Projektor, Tafel Nahvisus Ggf. 1 m, Tafel Ggf. Handbewegungen Ggf. Fingerzählen Ggf. Lichtscheinprojektion Ggf. Lichtwahrnehmung Ggf. Preferential Looking Test Ggf. Fixationsverhalten Ggf. Folgebewegungen, reflektorische Augenbewegungen

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20 Die Katarakt (Linsentrübung, Grauer Star) Senile Katarakt: Über 90% aller Katarakte Andere Katarakte: -kongenitale, -traumatische, -bei metabolischen Allgemeinerkrankungen, -sekundäre

21 Untersuchungen Spaltlampenuntersuchung

22 Senile Katarakt Cataracta nuclearis (Kernkatarakt) Cataracta corticalis (Rindenkatarakt)

23 Minderung der Sehschärfe Reduktion der Leseschärfe Brechkraftänderung Monokulare Doppel- oder Mehrfachbilder Gesteigerte Blendung Veränderte Farbwahrnehmung Reduzierte Kontraste Konzentrische Gesichtsfeldeinengung Katarakt, Beschwerdebild

24 Katarakt, Therapie/Operation/Technik Methode der Wahl: Extrakapsuläre Kataraktextraktion mit Kunstlinsenimplantation In Lokalanästhesie möglich Mikrochirurgie am OP-Mikroskop Gute Erfolgsquote, vorher visuslimitierende Begleiterkrankungen abklären (z.b. Makuladegeneration) Komplikationsrate unter 2% In rd. 30% Nachstarbildung > Neodym-YAG-Laser Kapsulotomie

25 Katarakt, Therapie/Operation/Technik

26 Katarakt, Therapie/Optische Rehabilitation Intraokularlinse (1-2% Bildvergrößerung) Hinterkammerlinse Vorderkammerlinse Kontaktlinse (7-10% Bildvergrößerung) Aphakieglas/Starbrille (monolateral unverträglich, da 20-30% Bildvergrößerung!)

27 FRAGESTUNDE

28 Beim Übergang von der Fern- zur Nahakkommodation a) nimmt der Krümmungsradius der Linsenvorderfläche ab b) relaxiert der Ziliarmuskel c) kontrahiert der M. dilatator pupillae d) nimmt die Brechkraft der Cornea zu e) kontrahieren die Zonulafasern

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30 Welche Aussagen zur Myopie bzw. Hyperopie trifft zu? a) Bei einer Myopie ist der Bulbus in der Regel zu kurz. b) Beim myopen Auge ist die Brechkraft im Verhältnis zur Bulbuslänge zu groß. c) Der Myope kann nach Akkommodation auch entfernte Gegenstände scharf sehen. d) Der Hypermetrope kann selbst nach Akkommodation entfernte Gegenstände nicht scharf sehen. e) Bei einer Hyperopie können nahe Gegenstände besonders gut erkannt werden.

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32 Bei einer nicht-korrigierten Myopie von -3 dpt a) wird der Lichtstrahl aus unendlich hinter der Netzhaut fokussiert b) wird ein Lichtstrahl aus unendlich vor der Netzhaut fokussiert c) tritt eine Alterssichtigkeit vorzeitig auf d) ist der Bulbus in der Regel 20 mm lang

33 Welche Aussage zur Kataraktchirurgie ist falsch? Die eigene Linse wird meist via Ultraschall zertrümmert. Es wird eine Kunstlinse in den Kapselsack eingesetzt. Häufigste Komplikation ist der so genannte Nachstar. Die Kunstlinse muss nach ca. 15 Jahren ausgetauscht werden. Schwerwiegendste Komplikation ist die Endophthalmitis.

34 Geschafft!...für heute..