Sehschärfe

Scharfes (oben) und unscharfes Bild (unten). Bei normalem Betrachtungsabstand deutlich sichtbar ist die unterschiedliche Detaillierung in der Wiedergabe

Die Sehschärfe, (auch: Sehstärke, Visus, Minimum separabile) ist das Ausmaß der Fähigkeit eines Lebewesens, mit seinem Sehorgan Muster und Konturen in der Außenwelt als solche wahrzunehmen. Zur Begriffsklärung bedarf es der Unterscheidung weiterer wesentlicher Merkmale.

Differenzierung

Minimum visibile

Unter Minimum visibile versteht man die Grenze der Sichtbarkeit. Diese wird dann erreicht, wenn sich Objekte, die betrachtet und auf der Netzhaut abgebildet werden, nicht mehr als Kontur und Kontrast von der sie umgebenden Leuchtdichte abgrenzen. Dies bedeutet, dass die Erkennbarkeit von Außenobjekten im Wesentlichen von der Fähigkeit des visuellen Systems abhängt, Helligkeitsunterschiede wahrzunehmen.

Minimum discriminibile

Mit Minimum discriminibile bezeichnet man die Erkennbarkeitschwelle für kleinste Unterschiede von Außenobjekten. In Prüfsituationen geht es hier beispielsweise um die Klärung, ob es sich beim Betrachten einer Linie um eine durchgehende Linie oder um eine so genannte Noniusanordnung handelt (Noniussehschärfe), ob eine minimale Ortsänderung (Bewegung) oder auch eine Orientierungsänderung (Verkippung) zweier Objekte zueinander stattgefunden hat.

Minimum separabile

Das Minimum separabile (Synonyme: anguläre Sehschärfe, Visus) erfordert neben einer relativen Lokalisation eine Trennung eng benachbarter Konturen, die durch minimale Leuchtdichteunterschiede auf der Netzhaut eben noch als getrennt wahrgenommen werden können. Hierbei überlagern sich die Leuchtdichteverteilungen der benachbarten Objekte umso mehr, je enger die Muster im Aussenraum nebeneinander liegen.

Minimum legibile

Das Minimum legibile ist die Lesesehschärfe. Sie unterscheidet sich von den anderen Sehschärfenvarianten durch die Miteinbeziehung gespeicherter Formen von Optotypen als Wortbestandteile. Daher ist ihr Wert in der Regel auch höher als der Wert der anderen Sehschärfenarten, weil hier Wörter nicht nur erkannt, sondern auch nach dem Sinne des Kontextes eingeordnet werden.

Einheiten

Die Winkel-Sehschärfe (angulare Sehschärfe) ist das Auflösungsvermögen, bei dem zwei Sehobjekte noch als getrennt wahrgenommen werden (Minimum separabile). Die Auflösung von 1' (einer Winkelminute) entspricht einer Ortsauflösung von etwa 1,5 mm bei 5 m Abstand. Je kleiner die Winkel-Sehschärfe ist, desto besser ist die Sehschärfe.

Die dimensionslose Eigenschaft Visus wird definiert, indem die Bezugsgröße 1' in Beziehung zur individuellen Winkel-Sehschärfe gesetzt wird.

Visus = 1' / (individuelle Winkel-Sehschärfe)

Beispiel: wenn eine Person Punkte erst bei einem Winkelabstand von 2' trennen kann, hat sie einen Visus von 0,5.

Statt Winkel können auch Entfernungen bestimmt werden. Wenn man als Bezugsgröße den Abstand d wählt, bei dem man zwei Punkte unter einem Winkel von 1' sieht, dann ist:

Visus = individueller Abstand / d

Beispiel: wenn eine Person erst im Abstand von 6 m die Punkte getrennt sehen kann, die bei 12 m einen Winkelabstand von 1' haben, hat sie einen Visus von 6/12 = 0,5.

Vergleichswerte

Zum Vergleich hier die Winkel-Sehschärfen (in Winkelminuten) für einige Tiere:^[1]:
Linsenaugen

• Wanderfalke: 0,4'
• Mensch (Fovea): 0,4-1' = 3 cm auf 100 m
• Katze: 5'
• Frosch: 7'
• Elefant: 10,3'
• Ratte: 40'

Komplexaugen

• Honigbiene: 60'
• Einsiedlerkrebs: 270'
• Taufliege: 540'
• Garnele: 780'

Visusangaben in Prozent

Vielfach wird zur Beschreibung des Visus eine Prozentzahl angegeben.

Visus = 100 % * 1' / (individuelle Winkel-Sehschärfe)

Eine solche Angabe wird in der Regel leichter verstanden und dient deshalb der besseren Verständigung. Bei genauer Betrachtung existieren dabei allerdings vier Probleme:

1. Der Prozentwert hat keinen Bezug (Prozent wovon?)
2. Es wird der Eindruck erweckt, die Stufen hätten gleiche subjektive und objektive Bedeutung (Gleichabständigkeit, Intervallskala); tatsächlich haben Verluste im unteren Bereich der Skala weit höhere Bedeutung
3. 100 % scheint die höchste erreichbare Sehschärfe zu sein
4. Es scheint einen Nullpunkt zu geben.

Der Gebrauch dieser Prozentangabe wird jedoch auch nahegelegt durch die Tatsache, dass ein Auflösungsvermögen von 1 Bogenminute innerhalb des Normalbereichs jeder Altersgruppe liegt und deshalb ein Visus von „100 %“ regelmäßig als (noch) normal betrachtet werden kann. Im deutschen Sozialrecht ist dementsprechend unabhängig vom Alter ein Visus von 1,0 als nicht eingeschränkt definiert.

Bedeutung der Sehschärfe

Die Sehschärfe ist der wichtigste messbare Parameter des Sehsinns.

Der normale Visus ist altersabhängig und liegt bei einem 20-jährigen Menschen bei 1,0 bis 1,6, bei einem 80-jährigen bei 0,6 bis 1,0.

Der Visus ist in der Augenheilkunde der Zielparameter, dessen Verbesserung oder Erhalt mit den meisten ophthalmologischen Maßnahmen angestrebt wird. Zahlreiche rechtliche Vorschriften, die die Eignung für die Bedienung gefährlicher Geräte (zum Beispiel Führerschein) oder für bestimmte Berufe (zum Beispiel Polizei) festlegen, verlangen bestimmte Mindest-Visuswerte. Ebenso richten sich Leistungen privater und gesetzlicher Unfallversicherungen für Augenschäden und die Zahlung des gesetzlichen Blindengelds in erster Linie nach dem Visus.

Deutliche Sehweite

Nicht zu verwechseln mit der Sehschärfe ist der Begriff der deutlichen Sehweite, auch Bezugssehweite oder Normsehweite genannt. Sie ist festgelegt auf 250 mm. Die Bezugsgröße ist erforderlich, um beispielsweise den Vergrößerungsfaktor einer Lupe zu definieren.

Physiologie der Sehschärfe

Sehschärfe in Abhängigkeit von der Netzhautstelle

Die Sehschärfe des Menschen ist abhängig von:

• Dem Auflösungsvermögen des Augapfels (s. u.)
• Der Abbildungsqualität auf der Netzhaut, die durch die brechenden Medien des Auges – Hornhaut, Kammerwasser, Linse und Glaskörper – bestimmt wird
• Den optischen Eigenschaften des Objekts und seiner Umgebung (Kontrast, Farbe, Helligkeit)
• Der Form des Objekts: die Netzhaut und das zentrale Nervensystem sind in der Lage, bestimmte Formen (horizontale und vertikale Geraden, rechte Winkel) höher aufzulösen als es dem Auflösungsvermögen des Augapfels allein entspricht

Bei der praktischen Messung des Visus spielt außerdem die Fähigkeit, den Seheindruck zu beschreiben, eine wesentliche Rolle.

Die Größe der Augen-Pupille begrenzt physikalisch die Auflösung des Augapfels, physiologisch sind es die Dichte der Rezeptoren (Stäbchen und Zapfen) und die Signalverarbeitung der rezeptiven Felder der Netzhaut. Die Auflösung erreicht ihren höchsten Wert bei maximal weiter Pupille und ausreichender Helligkeit im Bereich der Fovea centralis retinae („Sehgrube“). Das Gesichtsfeld der Sehgrube durchmisst weniger als 1°. Bei einer exzentrischen Fixation von 2° hat der Visus bereits um 0,5 abgenommen.

Untersuchung und Messmethoden

Landoltring

Snellen-Haken

In Deutschland wird der Visus in der Regel mit Hilfe von projizierten Sehzeichen definierter Größe, Helligkeit, Form und definierten Kontrasts bestimmt. Die Verwendung eines Projektors anstelle einer Tafel hat den Vorteil der Unabhängigkeit von der Prüfentfernung. Für eine reproduzierbare Visusprüfung existieren DIN-Vorschriften. Danach ist das Norm-Sehzeichen der sogenannte Landoltring, ein Ring definierter Breite mit einer Lücke von derselben Breite, die in acht verschiedenen Richtungen angeordnet sein kann. Durch das Erkennen der Richtung der Lücke zeigt der Untersuchte, dass sein Auflösungsvermögen mindestens der Breite der Lücke entspricht. In der Praxis werden allerdings wegen der leichteren Verständigung meist genormte Abbildungen von Zahlen als Sehzeichen verwendet. Es existieren weitere genormte Sehzeichen, so die Snellen-Haken, die einem E ähneln und andere, die für die Visusprüfung von Analphabeten und Kindern im Vorschulalter sowie für die nicht-verbale Verständigung geeignet sind. Auf den meisten Sehzeichenprojektoren werden Zeichen bis zu einer Visusstufe von 0,05 (entsprechend ca. 0,3°) angeboten. Dies ist in der mit zunehmender Sehschwäche anwachsenden Messungenauigkeit begründet. Für noch geringere Visuswerte werden Sehprobentafeln verwendet (s. u.) bzw. Fingerzählen, Handbewegungen und Lichtquellen benutzt.

Bei der Messung des Visus wird zwischen demjenigen ohne Korrektur, wie Brille oder Kontaktlinse, und demjenigen mit Korrektur unterschieden. Dabei bezeichnet man die Sehschärfe ohne Korrektur auch als Rohvisus. Weitere häufige Abkürzungen sind s.c. (lat.: sine correctione = ohne Korrektur) und c.c. (lat.: cum correctione = mit Korrektur). Diejenige optische Korrektur, die den höchsten Visuswert ergibt, wird häufig als die „beste Korrektur“ bezeichnet. Die Möglichkeit der optischen Korrektur bewirkt, dass der Visus unabhängig von den Brechungseigenschaften des Auges ist. Der Visus im Sinne der obigen Definition ist also der Visus mit bester Korrektur.

Mit einer Sehschärfe trotz optimaler Brillen- oder Kontaktlinsenkorrektur von weniger als 1/50 = 0,02 (ermittelt mit Sehprobentafeln) auf dem besseren Auge gilt eine Person im Sinne des Sozialgesetzbuchs in Deutschland als blind, für die Weltgesundheitsorganisation (WHO) ab einer Sehschärfe von 3/60 = 0,05 oder weniger.

Sehprobentafeln

Die Verwendung von Sehprobentafeln hat unter anderem den Nachteil, dass wegen der unveränderlichen Größe der Sehzeichen sehr genau auf das Einhalten der Prüfentfernung geachtet werden muss. Eine bekannte Sehprobentafel ist der Snellen-Index, erstellt vom niederländischen Ophthalmologen Herman Snellen, bei dem kleiner werdende Buchstaben und Zahlen gelesen werden müssen. Es gibt auch hier diverse andere Tafeln.

Sehprobentafeln sind auf eine Normentfernung geeicht. Der Visus wird durch einen Bruch ermittelt. Im Zähler steht die Ist-Entfernung, also die Entfernung, aus der der Untersuchte das Sehzeichen erkennt. Im Nenner steht die Normentfernung, die Entfernung, bei der ein Mensch mit einer Sehschärfe von 1,0 dasselbe Sehzeichen erkennen könnte. Gemessen wird die Entfernung entweder im metrischen System oder bei Snellen im englischen Foot-Maß, die ineinander umgerechnet werden können. Häufig erfolgt die Angabe der Sehschärfe als Dezimalzahl.

Sehtafel

Metrisch	Dezimal	Snellen	Winkelminuten
6/3	2,0	20/10	0,5'
6/4,5	1,33	20/15	0,75'
6/6	1,0	20/20	1'
6/7,5	0,8	20/25	1,25'
6/9	0,67	20/30	1,5'
6/12	0,5	20/40	2'
6/15	0,4	20/50	2,5'
6/30	0,2	20/100	5'
6/60	0,1	20/200	10'
6/120	0,05	20/400	20'

Ein Beispiel: Erkennt ein Patient ein Zeichen aus der Entfernung von 6 Metern, für das die Normentfernung 30 Meter beträgt, so ist sein Visus 6/30 oder 0,2.

Kontureninteraktion

Sehzeichen, die eng nebeneinander stehen, können weniger gut erkannt werden, da dicht benachbarte Konturen das Auflösungsvermögen beeinträchtigen (Trennschwierigkeiten oder Crowding). Dies kann bei Reihenoptotypen eine Verschlechterung von bis zu einer Visusstufe ausmachen. Bei Amblyopien, Nystagmus oder ungenügend korrigierten Ametropien können die Unterschiede zwischen Reihen- und Einzeloptotypen sogar ganz erhebliche Auswirkungen haben. Bei Landoltringen ist deshalb ab einer Sehschärfe von 0,32 und für alle größeren Sehzeichen ein Mindestabstand der Optotypen zueinander vorgeschrieben, der größer als 35 Winkelminuten sein soll. Diese Entfernung liegt außerhalb der Zone von Konturinteraktionen. Bei kleineren Sehzeichen ab einem Visus von 0,4 wird jedoch lediglich der zweifache Durchmesser des Landoltrings als Abstand der Sehzeichen untereinander gefordert. Damit geraten sie in die Interaktionszone. Aus diesem Grunde wurden für klinische Untersuchungen spezielle Tests mit Landoltringen (C-Test) entwickelt, die eine klare Trennung zwischen Einzel- und Reihensehzeichen aufweisen. Hierbei sind bei den Einzeloptotypen alle Sehzeichen durch alle Visusstufen hindurch mindestens 35 Winkelminuten voneinander entfernt. Bei den Reihenoptotypen beträgt der Abstand durch alle Visusstufen hindurch exakt 2,6 Winkelminuten. Die Prüfdistanz liegt in beiden Fällen bei 40 cm.

Differentialdiagnostik

Zur Beurteilung, ob die Sehschärfe eines Probanden refraktionsbedingt, also auf Grund einer nicht oder nur unzureichend korrigierten Fehlsichtigkeit (Ametropie) vermindert ist, oder ob dies durch organische oder funktionelle Probleme verursacht wird, kann die Verwendung einer stenopäischen Lücke sinnvoll sein. Eine Möglichkeit, organisch bedingte Sehminderungen von funktionellen zu unterscheiden ist der so genannte Ammann'sche Grauglastest.

Wissenswertes

Menschen mit Autismus sehen im Mittel rund 2,8 Mal schärfer als ein Durchschnittsbürger, das heißt, ihre Sehschärfe ist mit der eines Greifvogels vergleichbar. ^{[2] [3]}

Siehe auch

• Visuelle Wahrnehmung

Literatur

• Herbert Kaufmann: Strabismus. Unter Mitarbeit von W. de Decker unter anderem, Stuttgart: Enke, 1986, ISBN 3-432-95391-7

Weblinks

• Sehschärfebestimmung nach Europäischer Norm: wissenschaftliche Grundlagen und Messverfahren (Univ. Freiburg)
• Messung der Sehschärfe per Computerbildschirm und Browser (englisch)

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.sinnesphysiologie.de/komplex/raum.htm
2. ↑ Jochen Paulus: Extremer Scharfblick. In: Bild der Wissenschaft; Ausgabe: 11/2009, Seite 29 – Leben & Umwelt. Bild der Wissenschaft, abgerufen am 2010-05-08, 04:04:34 MESZ (HTML, sprache: deutsch). 
3. ↑ Ashwin E., Ashwin C., Rhydderch D., Howells J., Baron-Cohen S., Autism Research Centre, Department of Psychiatry, University of Cambridge, Douglas House, Cambridge, United Kingdom. [e-mail]: Eagle-eyed visual acuity: an experimental investigation of enhanced perception in autism. In: Biol Psychiatry. 2009 Jan 1;65(1):17-21. Epub 2008 Jul 23. (1. Januar 2009, Ausgabe Nr. 1, Seiten 17-21; Elektronische Publikation: 23. Juli 2008). NIH.gov, PMID: 18649873 [1], abgerufen am 2010-05-08, 03:51:14 MESZ (HTML, sprache: englisch).