Sehschärfe

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.

Die Sehschärfe ist der wichtigste bestimmbare 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 Kraftfahrzeuge) oder für bestimmte Berufe (zum Beispiel Polizist) 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.

Sehschärfe in Abhängigkeit von der Netzhautstelle (auf dem horizontalen Meridian und auf 1.0 normiert; die Funktion entspricht einer Hyperbel)

Die Sehschärfe des Menschen ist abhängig von:

• der Abbildungsqualität auf der Netzhaut, welche bestimmt wird durch
  • die brechenden Medien des Auges – Hornhaut, Kammerwasser, Linse und Glaskörper –
  • und die Refraktion des Auges
  • sowie den Brechungsindex des Mediums, das von außen an die Hornhaut grenzt (Luft, Wasser);
• den optischen Eigenschaften des Objekts und seiner Umgebung (Kontrast, Farbe, Helligkeit);
• der Form des Objekts, denn das die Netzhautsignale verarbeitende zentrale Nervensystem ist in der Lage, bestimmte Formen (wie horizontale und vertikale Geraden, rechte Winkel, in einer Flucht liegende Linien bei einem Nonius) höher aufzulösen als es allein nach dem Auflösevermögen der Netzhaut zu erwarten wäre;
• der Netzhautstelle, mit der fixiert wird;
• dem Auflösungsvermögen des Augapfels.

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

Die Größe der Augen-Pupille begrenzt die Auflösung des Augapfels physikalisch, physiologisch sind es die Dichte der Rezeptoren (Stäbchen und Zapfen) und die Signalverarbeitung durch Ganglienzellen der Netzhaut (s. deren rezeptive Felder). Die Auflösung erreicht ihren höchsten Wert bei ausreichender Helligkeit im Zentrum der Fovea centralis („Sehgrube“), also bei zentraler Fixation. Der Bereich höchster Sehschärfe (das „foveale Bouquet“) umfasst nur etwa 8 bis 16 Winkelminuten,[6] ist also noch wesentlich kleiner als die Foveola, die etwa 1,4° durchmisst[7]. Von dort aus ist es eine kontinuierliche Abnahme, etwa in Form einer Hyperbel (s. Abbildung). Bei einer exzentrischen Fixation von etwa 1° hat die periphere Sehschärfe bereits auf die Hälfte abgenommen.[8]

Bei der Geburt ist die Sehschärfe des Kindes noch nicht voll entwickelt. Sowohl die Netzhaut als auch die Sehrinde des Kortex entwickeln sich in den ersten Lebensjahren.[9]

Landoltring, nach DIN-Norm

Snellen-E

Die Bestimmung der Sehschärfe geschieht üblicherweise mit Methoden der Psychophysik. Den Probanden werden Sehzeichen präsentiert, und aus ihren Antworten ist zu ersehen, ob sie sie richtig erkannt haben. Daneben existieren auch objektive Verfahren, die die unwillkürlichen Reaktionen auf kleiner werdende Reizmuster bewerten, und so eine Beurteilung des Visus zulassen. Hierzu gehört beispielsweise die Prüfung des optokinetischen Nystagmus oder das Preferential Looking bei Kleinkindern und Säuglingen.

In Deutschland wird der Visus meist 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 das Snellen-E[10], der Pflüger-E-Haken, bei dem der mittlere Strich kürzer ist, sowie 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 Bestimmung des Visus wird zwischen demjenigen mit Korrektur, wie Brille oder Kontaktlinse, und demjenigen ohne Korrektur unterschieden. Dabei bezeichnet man die Sehschärfe ohne Korrektur auch als Rohvisus. Häufig werden auch die Abkürzungen s.c. (sine correctione, lateinisch für „ohne Korrektur“) und c.c. (cum correctione, lateinisch für „mit Korrektur“) verwendet. 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

Bei der Verwendung von Sehprobentafeln muss, wegen der unveränderlichen Größe der Sehzeichen, auf das genaue Einhalten der Prüfentfernung geachtet werden. Des Weiteren ist das Einhalten der richtigen (recht hellen) Beleuchtung der Tafel wichtig, da die Sehschärfe wesentlich von der Leuchtdichte des weißen Hintergrunds abhängt. Nach der 2009 eingeführten DIN-Norm 58220 soll die Prüfleuchtdichte 80–320 cd/m² betragen.[11] 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.

Sehprobentafel

Visus			Winkel in Minuten	Besonderheit
Metrisch	Dezimal	Snellen
6/3	2,0	20/10	0,5′
6/4,5	1,33	20/15	0,75′
6/6	1,0	20/20	1′	Norm-Wert
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′	blind laut WHO
6/300	0,02	20/1000	50'	blind laut SGB

Ablese-Beispiel: Erkennt ein Patient ein Zeichen aus der Entfernung von 6 Metern bzw. 20 Fuß, für das die Normentfernung 30 Meter bzw. 100 Fuß beträgt, so ist sein Visus metrisch 6/30, dezimal 0,2, Snellen 20/100, was in jedem Fall 5 Winkelminuten entspricht.

• Visuelle Wahrnehmung
• Akkommodation
• Sehen unter Wasser
• Blindheit

• Franz Grehn: Augenheilkunde. 30. Auflage. Springer Verlag, Berlin 2008, ISBN 978-3-540-75264-6.
• Herbert Kaufmann (Hrsg.): Strabismus. Unter Mitarbeit von Wilfried de Decker u. a. Enke, Stuttgart 1986, ISBN 3-432-95391-7.

• Literatur von und über Sehschärfe im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Sehschärfebestimmung nach Europäischer Norm: wissenschaftliche Grundlagen und Messverfahren (Univ. Freiburg)
• Messung der Sehschärfe per Computerbildschirm und Browser (Freiburg Vision Test (‘FrACT’)) (englisch)

1. Herbert Kaufmann: Strabismus. 4. grundlegend überarbeitete und erweiterte Auflage, unter Mitarbeit von W. de Decker u. a., Georg Thieme Verlag, Stuttgart / New York 2012, ISBN 978-3-13-129724-2.
2. J. Keller, H. Strasburger, D. T. Cerutti, B. A. Sabel: Assessing spatial vision – automated measurement of the contrast-sensitivity function in the hooded rat. In: Journal of Neuroscience Methods. Band 97, 2000, S. 103–110.
3. Die Gittersehschärfe wird in Keller u. a. (2000) mit 0,86 Perioden/Grad geschätzt. Eine halbe Periode (=1 Gitterbalken) hat die 1,4 – 2-fache Breite der Lücke (Heinrich & Bach, 2013). Damit entspricht das etwa 24' – 17' Landolt-Lücke
4. S. Heinrich, M. Bach: Resolution acuity versus recognition acuity with Landolt-style optotypes. In: Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. Band 251, Nr. 9, 2013, S. 2235–2241, doi:10.1007/s00417-013-2404-6.
5. Gullstrand Tutoring: Die Sehleistungslüge youtube.com
6. Hans Strasburger: Seven myths on crowding and peripheral vision. In: i-Perception. Band 11, Nr. 2, 2020, S. 1–45, doi:10.1177/2041669520913052.
7. S. L. Polyak: The Retina. The University of Chicago Press, Chicago, 1941.
8. H. Strasburger, I. Rentschler, M. Jüttner: Peripheral vision and pattern recognition: a review. In: Journal of Vision. Band 11, Nr. 5, 2011, S. 1–82 (journalofvision.org).
9. Jutta Kienbaum, Bettina Schuhrke: Entwicklungspsychologie des Kindes Von der Geburt bis zum 12. Lebensjahr. Verlag W. Kohlhammer, Stuttgart 2010, S. 75.
10. Im deutschsprachigen Bereich wird das Snellen-E oft fälschlich als „Snellen-Haken“ oder „E-Haken“ bezeichnet. Das ist insofern irreführend als Snellen seinerzeit zwei verschiedene Optotypen eingeführt hat, das Snellen-E (engl. "Snellen’s E"), und den Snellen-Haken (engl. "Snellen hook"). Letzterer ist ebenfalls quadratisch, hat aber nur zwei „Zinken“ (d. h. hat die Form von einem „C“ oder „U“). Aus ihm hat Landolt den Landolt-Ring entwickelt.
    Z. B. schreibt Fick (1898, S. 339): "Die Messungen haben wir selbstverständlich nach Snellen's Methode vorgenommen, aber nicht mit Buchstaben, auch nicht mit den dreizinkigen Haken ⋿ , sondern mit den einfachen Haken ⊏, die, wie Steiger¹⁾ überzeugend dargethan hat, für wissenschaftliche Prüfungen den Vorzug verdienen."
    Oder im Lehrbuch von Le Grand (1967, S. 84): “A test object similar to the Landolt ring is the Snellen hook, in the form of a U, the opening of which can be placed in four different positions (Fig. 26).”
    Referenzen:
    A. E. Fick: Ueber Stäbchensehschärfe und Zapfensehschärfe. In: Archiv für Ophthalmologie. 45, 1898. S. 336–356.
    Yves le Grand: Form and Space Vision. Indiana University Press, 1967, S. 84.
11. W. Wesemann, U. Schiefer, M. Bach: Neue DIN-Normen zur Sehschärfebestimmung. In: Ophthalmologe. Nr. 107, 2010, S. 821–826, doi:10.1007/s00347-010-2228-2.
12. Dennis M. Levi: Crowding – an essential bottleneck for object recognition: a minireview. In: Vision Research. Band 48, Nr. 5, 2008, S. 635–654.
13. H. Strasburger, I. Rentschler, M. Jüttner: Peripheral vision and pattern recognition: a review. In: Journal of Vision. Band 11, Nr. 5, 2011, S. 1–82 (journalofvision.org).
14. J. A. Stuart, H. M. Burian: A study of separation difficulty: its relationship to visual acuity in normal and amblyopic eyes. In: American Journal of Ophthalmology. Band 53, 1962, S. 471–477.

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