Einfluss der Arteriosklerose auf die Kontrastwahrnehmung · Inhaltsverzeichnis III 2.2.5...
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Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
Standort Wolfsburg
Fachbereich Gesundheitswesen
Studiengang Augenoptik
Einfluss der Arteriosklerose auf die Kontrastwahrnehmung
Diplomarbeit
Zur Erlangung des Grades „Diplom-Ingenieurin Augenoptik (FH)“
Erstprüferin: Prof. Dr. N. Stübiger
Zweitprüfer: Prof. Dr. K.-R. Harms
Name/Vorname: Petzold, Katharina
Matrikel-Nr.: 30280201
Semesteranschrift: Dorfstrasse 12
15295 Wiesenau
Ort/Datum: Wiesenau, den 14. Januar 2007
Inhaltsverzeichnis II
Inhaltsverzeichnis Seite 1 Einleitung und Zielstellung
1.1 Abstract 1 1.2 Einleitung 2 1.3 Gefäßsystem 5
1.3.1 Blutgefäßsystem 5 1.3.2 Wandaufbau der Arterien 6 1.3.3 Typen der Arterien 7 1.3.4 Blutversorgung des Auges 8
1.4 Arteriosklerose 11 1.4.1 Definition/Begriffsbestimmung 11 1.4.2 Pathogenese 11 1.4.3 Lokalisation 15 1.4.4 Symptome 16 1.4.5 Risikofaktoren 17 1.4.6 Untersuchungsmöglichkeiten 18 1.4.7 Behandlungsmöglichkeiten/Therapie 18
1.5 Netzhaut 19 1.5.1 Anatomie und Physiologie der 19
Netzhaut 1.5.1.1 Allgemeines 19 1.5.1.2 Stäbchen und Zapfen 21 1.5.1.3 Die Bipolarzellen 24 1.5.1.4 Die Ganglienzellen 25
1.5.2 Reizverarbeitung in der Netzhaut 27 1.6 Kontrastsehen 32
1.6.1 Definition 32 1.6.2 Neuronale Grundlagen des 35
Kontrastsehens 1.6.3 Kontrastempfindlichkeit 37
2 Probanden, Material und Methoden
2.1 Probanden 43 2.1.1 Allgemeines 43 2.1.2 Arteriosklerosepatienten 44 2.1.3 Kontrollgruppe 45 2.1.4 Ausschlusskriterien 45 2.1.5 Einschlusskriterien 47
2.2 Ablauf der Untersuchungen 47 2.2.1 Allgemeines 47 2.2.2 Refraktionsbestimmung 48 2.2.3 Durchführung der 48 Frequenzverdopplungs-Perimetrie
(Humphrey® MatrixTM) 2.2.4 Durchführung der Flimmer-Perimetrie 53 (Pulsar)
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Inhaltsverzeichnis III
2.2.5 Durchführung der achromatischen 55 Perimetrie (Octopus 311)
2.2.6 Durchführung des Erlanger Flickertests 58 2.2.7 Augenärztliche Screening- 61 Untersuchung der Probanden
2.3 Statistische Auswertung 63 3 Ergebnisse
3.1 Probanden 64 3.2 Ergebnisse der ophthalmologischen 65
Untersuchungen 3.3 Ergebnisse der Frequenzverdopplungs- 67
Perimetrie (Humphrey® MatrixTM) 3.3.1 Ergebnisse der 67 Arteriosklerosepatienten 3.3.2 Ergebnisse der Kontrollgruppe 68 3.3.3 Vergleich der Ergebnisse 69 beider Gruppen
3.4 Ergebnisse der Flimmer-Perimetrie (Pulsar) 70 3.4.1 Ergebnisse der 70 Arteriosklerosepatienten 3.4.2 Ergebnisse der Kontrollgruppe 71 3.4.3 Vergleich der Ergebnisse 72
beider Gruppen 3.5 Ergebnisse der achromatischen Perimetrie 73
3.5.1 Ergebnisse der 73 Arteriosklerosepatienten
3.5.2 Ergebnisse der Kontrollgruppe 74 3.5.3 Vergleich der Ergebnisse 75
beider Gruppen 3.6 Ergebnisse des Erlanger Flickertests 76
3.6.1 Ergebnisse der 76 Arteriosklerosepatienten 3.6.2 Ergebnisse der Kontrollgruppe 77 3.6.3 Vergleich der Ergebnisse 78
beider Gruppen
4 Diskussion der Ergebnisse
4.1 Analyse der Ausgangssituation 79 4.2 Diskussion möglicher Einflussfaktoren 82
4.2.1 Medikamenteneinfluss 82 4.2.2 Exogene und endogene Faktoren 82 4.2.3 Patientenrekrutierung 83 4.2.4 Zeitfaktor 86
4.3 Ophthalmologische Befunde 86 4.4 Diskussion der verwendeten Tests 87
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Inhaltsverzeichnis IV
4.4.1 Allgemeines 87 4.4.2 Frequenzverdopplungs-Perimetrie 87
(Humphrey®MatrixTM) 4.4.3 Flimmer-Perimetrie (Pulsar) 88 4.4.4 Achromatische Perimetrie (Octopus 311) 88 4.4.5 Flicker-Perimetrie 89 (Erlanger Flickertest)
5 Fazit 90
Literaturverzeichnis 91-95 Anhang I: Anamnesebogen 96 Anhang II: Kontrollprobandeninformations- 97-97 bogen Anhang III: Arteriosklerosepatienten- 99-100 informationsbogen Anhang IV: Augenstatus 101 Anhang V: Ausdruck Humphrey® MatrixTM 102 Anhang VI: Ausdruck Pulsar-Perimeter 103 Anhang VII: Ausdruck Octopus 311 104 Anhang VIII: Ausdruck Erlanger Flickertest 105 Ehrenwörtliche Erklärung 106 Danksagung 107
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Abkürzungsverzeichnis V
Abkürzungsverzeichnis A. Arterie Aa. Arterien AMD altersabhängige
Makuladegeneration asb Apostilb = cd/cm² bzw. beziehungsweise ca. Circa cd/cm2 Candela (Lichtstärke) pro
Quadratzentimeter CDR Cup Disc Ratio cm Zentimeter cycl/deg Kreise/Perioden pro Gad dB Dezibel d. h. das heißt dpt Dioptrie Dr. Doktor et al. und andere (Mitarbeiter) etc. et cetera HDL High-Density-Lipoproteine Hz Hertz i. d. R. in der Regel IOD intra ocularer Druck
(Augeninnendruck) KHK koronare Herzkrankheit KM Michelson-Kontrast KW Weber-Kontrast LDL Low-Density-Lipoproteine LED Light Emitting Diode Li Leuchtdichte Innfeld/Buchstabe Lmax Maximale Leuchtdichte Lmin Minimale Leuchtdichte Lu Leuchtdichte Umfeld/Hintergrund LV Loss Variance = Verlustvarianz m männlich mg Milligramm Max Maximum MD Mean Deviation = mittlere Standard-
abweichung Min Minimum mm Millimeter mmHg Millimeter Quecksilbersäule MS Mean Sensitivity = mittlere Empfind-
lichkeit ms Millisekunden M-Zellen magnozelluläre Zellen nm Nanometer o. J. ohne Jahr o. O. ohne Ort ____________________________________________________________________ Katharina Petzold Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
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Abkürzungsverzeichnis VI
o. V. ohne Verfasser p engl.: probability; WahrscheinlichkeitpAVK periphere arterielle
Verschlusskrankheit Prof. Professor PSD Pattern Standard Deviation =
Standardmusterabweichung P-Zellen parvozelluläre Zellen S. Seite Sec Sekunden s. o. siehe oben u. a. und andere, unter anderem v. a. vor allem vgl. vergleiche z. B. zum Beispiel
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Abbildungsverzeichnis VII
Abbildungsverzeichnis Seite
Abbildung 1: Schematische Darstellung des 6
Wandaufbaus einer Arterie
Abbildung 2: Blutversorgung der peripapillären 8
Netzhaut und des Sehnerven
(Nervus opticus)
Abbildung 3: Schematische Darstellung der 9
Gefäßversorgung des Auges
Abbildung 4: Schematische Darstellung der zellulären 12
Ereignisse im Entstehungsprozess der
Arteriosklerose
Abbildung 5: Darstellung einer arteriosklerotischen 14
Plaque
Abbildung 6: Schematischer Schnitt durch die Makula 20
lutea des menschlichen Auges Abbildung 7: Normierte spektrale Absorptionskurven 22
der Sehfarbstoffe Abbildung 8: Schematischer Aufbau der Photorezeptoren 24 Abbildung 9: Schematischer Aufbau und neuronale 28
Verschaltung der Netzhaut
Abbildung 10: Schematische Darstellung der Sehbahnen 30
und Signalweiterleitung von der Retina
bis zum sechsschichtigen Corpus
geniculatum laterale des Primaten Abbildung 11: Definition des Kontrastes 33
Abbildung 12: Schematische Darstellung von 36
rezeptiven Feldern
Abbildung 13: Gittermuster 38 Abbildung 14: Kontrastempfindlichkeitskurve für 39
Gittermuster mit unterschiedlicher
Ortsfrequenz
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Abbildungsverzeichnis VIII
Abbildung 15: Pathologische Veränderungen 42
der Kontrastempfindlichkeitskurve
Abbildung 16: Frequenzverdopplungs-Perimeter, 49
Humphrey® Matrix™
Abbildung 17: Frequenzverdopplungsstimulus 51
Abbildung 18: Schematische Darstellung der Teststimuli 54
der Pulsar-Perimetrie
Abbildung 19: Octopus 311 55
Abbildung 20: Prüfpunktmuster des Programms G1 57
Abbildung 21: Fluoresceinhalbkreise 62
Abbildung 22: Erzielte Ergebnisse CDR beider Gruppen 66
Abbildung 23: Erzielte Ergebnisse IOD beider Gruppen 66
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Tabellenverzeichnis IX
Tabellenverzeichnis Seite
Tabelle 1: Übersicht über die Alters- und Geschlechts- 64
verteilung der Gruppe I und Gruppe II
Tabelle 2: Darstellung der ophthalmologischen 65
Daten der 24 Studienteilnehmer
Tabelle 3: Ergebnisse der Frequenzverdopplungs- 67
Perimetrie mit dem Humphrey® MatrixTM
der Gruppe I
Tabelle 4: Ergebnisse der Frequenzverdopplungs- 68
Perimetrie mit dem Humphrey® MatrixTM
der Gruppe II
Tabelle 5: Vergleich der statistischen Ergebnisse mit 69
dem Humphrey® MatrixTM beider Gruppen
Tabelle 6: Ergebnisse der Flimmer-Perimetrie mit 70
dem Pulsar-Perimeter der Gruppe I
Tabelle 7: Ergebnisse der Flimmer-Perimetrie mit 71
dem Pulsar-Perimeter der Gruppe II Tabelle 8: Vergleich der statistischen Ergebnisse 72
der Flimmer-Perimetrie beider Gruppen Tabelle 9: Ergebnisse der achromatischen Perimetrie 73
der Gruppe I
Tabelle 10: Ergebnisse der achromatischen Perimetrie 74
der Gruppe II
Tabelle 11: Vergleich der statistischen Ergebnisse der 75
achromatischen Perimetrie beider Gruppen Tabelle 12: Ergebnisse des Erlanger Flickertests 76
der Gruppe I Tabelle 13: Ergebnisse des Erlanger Flickertests 77
der Gruppe II Tabelle 14: Vergleich der statistischen Ergebnisse 78
des Erlanger Flickertests
beider Gruppen
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Einleitung und Zielstellung 1
1 Einleitung und Zielstellung 1.1 Abstract Fragestellung: Inwieweit wird die Kontrastwahrnehmung bei Patienten
mit Arteriosklerose, pAVK, beeinflusst?
Hintergrund: In vielfachen Studien konnte bereits belegt werden, dass
sich Allgemeinerkrankungen, wie z.B. die koronare Herzkrankheit, auf
die visuelle Sehleistung, insbesondere das Farbsehen, Einfluss
nehmen. In der vorliegenden Studie wurde das Kontrastsehen bei
Patienten mit einer peripheren arteriellen Verschlusskrankheit (pAVK)
untersucht und mit einer altersentsprechenden Kontrollgruppe
verglichen.
Patienten und Probanden: Es wurden 4 an pAVK erkrankte Patienten
(w:m = 1:3) mit einem Durchschnittsalter von 56,5 (±7,78) Jahren im
Vergleich zu einer Kontrollgruppe mit 20 Gesunden (w:m = 10:10) mit
einem Durchschnittsalter von 48,95 (±6,07) Jahren untersucht. Bevor
die Studienteilnehmer zur Studie zugelassen wurden, unterzogen sich
alle Teilnehmer einer sorgfältigen Erhebung von Anamnese und
Augenbefund. Als Ausschlusskriterien galten akute und chronische
Allgemein- und Augenerkrankungen, Zustand nach Augenoperation,
Applikation von Augentropfen, Augeninnendruck >21 mmHg, CDR >0,5
und ein Visus <0,8.
Methoden: Neben der ophthalmologischen Befunderhebung
(Bestimmung der Sehschärfe und Refraktion, Bestimmung des
Papillenzustandes (CDR), Fundusbeurteilung und
Augeninnendruckmessung) wurde das Kontrastsehen an vier
verschiedenen Kontrastgeräten jeweils monokular getestet: MatrixTM,
Pulsar, Octopus 311 (300 series) und Erlanger Flickertest.
Ergebnisse: Hinsichtlich der verschiedenen Kontrastsehtests zeigte
sich nur bei der konventionellen Weiß-Weiß-Perimetrie ein signifikanter
Unterschied (Mann-Whitney-U-Test: p = 0,016) bezüglich des Faktors
Zeit, zwischen der Kontrollgruppe und dem Patientenkollektiv. Bei der
Auswertung der ophthalmologischen Daten zeigte sich, dass die
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Einleitung und Zielstellung 2
Augeninnendruckwerte des Patientenkollektivs signifikant höher waren,
als die der Kontrollgruppe (t-Test für unverbundene Stichproben: p =
0,01), sowie ein signifikanter Unterschied im Vergleich zwischen der
Patientengruppe mit der Kontrollgruppe bezüglich der
Papillenexkavationsgröße bestand (t-Test für unverbundene
Stichproben: p = 0,02).
Schlussfolgerungen: Bezüglich des Kontrastsehens bestehen im
allgemeinen keine Auffälligkeiten zwischen dem Patientenkollektiv und
den Kontrollprobanden. Demnach könnten Kontrastsehtests, d.h. die
Untersuchung der Wahrnehmungseigenschaft für zeitlich veränderliche
Reize, z.B. für die Glaukomdiagnose, herangezogen werden, da diese
durch Gefäßerkrankungen nicht beeinflusst werden.
1.2 Einleitung Arteriosklerotische Erkrankungen kommen bei Patienten, die an einem
grünen Star (Glaukom) erkrankt sind weitaus häufiger vor, als in einem
altersentsprechendem Normkollektiv.
Auf medizinischer und ophthalmologischer Seite besteht daher großes
Interesse herauszufinden, ob arteriosklerotische Erkrankungen einen
zusätzlichen Einfluss auf den funktionellen Schaden beim Glaukom
ausüben können. So wäre eine Beeinflussung der okulären Perfusion
im Rahmen artherosklerotischer Mikrozirkulationsstörungen denkbar.
Anhand früherer Studien konnte nachgewiesen werden, dass Patienten
mit einer koronaren Herzkrankheit (KHK) trotz guter Sehschärfe (Visus),
einem normalen Augeninnendruck und unauffälligem Augenbefund,
Ausfälle in der Rauschfeldkampimetrie haben (Erb et al.)1 und massive
Farbsinnstörungen aufwiesen (Erb et al.)2. Zwischen den einzelnen
Stadien der Gefäßerkrankungen konnte jedoch kein qualitativer und
quantitativer Unterschied in der Farbwahrnehmungsstörung gefunden 1 Vgl.: Erb, C., et al., Rauschfeldbefunde bei 24 Patienten mit koronarer Herzkrankheit, klinische Monatsblätter Augenheilkunde 217, 2000, S. 274 ff.
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2 Vgl.: Erb, C., et al., Color-vision disturbances in patients with coronary artery disease, Col Res Appl 26, 2002, S. 288 ff.
Einleitung und Zielstellung 3
werden (Erb et al.)3 Auch bei Patienten mit arterieller Hypertonie
konnten erhebliche Farbsinnstörungen, bei sonst unauffälligem
Augenbefund nachgewiesen werden (Schröder et al.).4
Deshalb kann davon ausgegangen werden, dass die Befunde auf einen
Ganglienzellschaden bei den an KHK und an arterieller Hypertonie
erkrankten Patienten schließen lassen, auch wenn gleichzeitig kein
Glaukom vorliegt. Wichtig ist es daher, einen durch eine Arteriosklerose
bedingten sinnesphysiologischen Schaden von dem eines Glaukoms zu
unterscheiden, um Glaukombedingte Schäden besser beurteilen zu
können.
In der Ophthalmologie werden zahlreiche Tests, wie z.B. die Weiß-
Weiß-Perimetrie, die Frequenzverdopplungs-Perimetrie (Matrix), die
Flimmer-Perimetrie (Pulsar) u.a. zur Diagnose eines Glaukoms
herangezogen, ohne jedoch deren Beeinflussung durch andere
systemische Gefäß- und Allgemeinerkrankungen zu kennen. Diese
Erkrankungen könnten jedoch Durchblutungsstörungen am Sehnerven
verursachen. Demzufolge kann die Empfindlichkeit der Papille
gegenüber den Augeninnendruck zunehmen und somit den
glaukomatösen Sehnervenschaden fördern.5
In Bezug auf einen eventuell vorhandenen Überlagerungseffekt in den
Testergebnissen ist es besonders wichtig zu wissen, inwieweit die
Untersuchungen methodisch zur Glaukomdiagnostik geeignet sind.
Ziel dieser Studie soll es sein, Patienten mit schweren
arteriosklerotischen Erkrankungen, d.h. mit einer peripheren arteriellen
Verschlusskrankheit, ohne jegliche schwere sonstige
Allgemeinerkrankungen, Augenerkrankungen (Katarakt, Glaukom,
altersabhängige Makukladegeneration etc.) und Augenoperationen,
3 Vgl.: Erb, C., et al., Farbsinnstörungen bei Patienten mit einer koronaren Herzkrankheit, klinische Monatsblätter Augenheilkunde 215, 1999, S. 15 ff. 4 Vgl.: Schröder, A., et al., Farbsinnstörungen bei Patienten mit einer arteriellen Hypertonie, Ophthalmologe, 2002, 99: S. 375-379.
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5 Vgl.: Erb, C., Augen auf bei Grünem Star – Retten Sie Ihr Augenlicht, o. J., Stand: 11.01.2007 (Internet).
Einleitung und Zielstellung 4
hinsichtlich ihrer qualitativen und quantitativen Kontrastwahrnehmung
zu untersuchen.
Es wurden für die Studie extra Patienten mit schweren
arteriosklerotischen Erkrankungen gewählt, da diese Patientengruppe
i.d.R. eine der schlechtesten Perfusionsstörungen aufweist und
demnach anzunehmen ist, dass sich bei dieser Patientengruppe am
ehesten Störungen im Kontrastsehen aufzeigen müssten.
Die Untersuchung des Kontrastsehens wurde mit dem Humphrey®
MatrixTM, dem Pulsar-Perimeter, dem Octopus 311 und dem Erlanger
Flickertest vorgenommen.
Insgesamt nahmen 20 Kontrollprobanden und vier Patienten freiwillig
an der Studie teil.
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Einleitung und Zielstellung 5
1.3 Gefäßsystem 1.3.1 Blutgefäßsystem Über das Blutgefäßsystem wird der menschliche Körper mit Blut und
Nährstoffen versorgt. Dies ist für die Funktion des Kreislaufes wichtig.
Das Blutgefäßsystem umfasst zwei Kreisläufe. Zum einen den
Körperkreislauf, welcher der größere der beiden Blutkreisläufe ist und
zum anderen den Lungenkreislauf, auch kleiner Blutkreislauf genannt.6
Die Blutgefäße, welche das Blut zum Herzen hin transportieren nennt
man Venen. Sie werden auch als Niedrigdruckgefäße bezeichnet. Jene
Blutgefäße die das Blut vom Herzen weg transportieren bezeichnet
man als Arterien, auch Hochdruckgefäße genannt.
Im großen Blutkreislauf führen die Arterien das sauerstoffreiche und die
Venen das sauerstoffarme Blut. Im Lungenkreislauf hingegen ist dies
genau entgegengesetzt.7
Kleinere vor dem Kapillargebiet liegende Arterien sind unter dem
Namen Arteriolen bekannt. In den Arteriolen münden die Kapillaren.
Dort kommt es zum Sauertsoffaustausch zwischen Blut und Gewebe.
Von den Kapillaren fließt dann das Blut in die mit den Kapillaren
verbundenen Venolen, über kleinere Venen bis hin zu den großen
venösen Blutgefäßen, welche das Blut zum Herzen hin transportieren.8
6 Vgl.: Nawroth, P., Lasch, H. G., Vaskuläre Medizin systematisch, 1999, S. 43, Spornitz, U. M., Anatomie und Physiologie, 2002, S. 301. 7 Vgl.: Schäffler, A., Menche, N., Mensch Körper Krankheit, 1999, S. 288.
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8 Vgl.: Spornitz, U. M., Anatomie und Physiologie, 2002, S. 304.
Einleitung und Zielstellung 6
1.3.2 Wandaufbau der Arterien Der dreischichtige Wandaufbau der großen Arteriengefäße, welcher in
Abbildung 1 abgebildet ist, besteht aus der Intima (innere Schicht),
Media (mittlere Schicht) und Adventitia (äußere Schicht).9
Abbildung 1: Schematische Darstellung des Wandaufbaus einer Arterie.10
Die Intima bildet dabei die innere Gefäßschicht (tunica interna) und
besteht aus einem einschichtigen Plattenepithel (Endothel) mit der
dazugehörigen Basalmembran, den subendothelialen Kollagenfasern
(Bindegewebe), sowie der Membrana elastica interna, einer elastischen
Membran (Membrana elastica interna), welche sich an der
Gefäßaußenwand befindet und die Abgrenzung zwischen Media und
Intima bildet. Die Membrana elastica interna besteht aus dünnen
elastischen und kollagenen Fasern. Das sich darüber befindliche
Endothel trägt zu Austauschprozessen zwischen Blut und Gefäßwand
sowie zur Gefäßspannungsregulation bei.11
Die kräftige Media, als mittlere Gefäßschicht, liegt an der Membrana
elastica interna an und besteht aus zirkulär und spiralförmig
9 Vgl.: Spornitz, U. M., Anatomie und Physiologie, 2002, S. 303. 10 Ebd..
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11 Vgl.: Erb, C., Flammer, J., Risikofaktoren für Augenerkrankungen, 1999, S. 68.
Einleitung und Zielstellung 7
angeordneten glatten Muskelzellen. Zwischen den Zellen befindet sich
Bindegewebe aus Kollagenfasern und elastischen Fasern.
Die äußerste Schicht im Wandaufbau (tunica externa), die Adventitia,
enthält ebenfalls lockeres elastisches und kollagenfaseriges
Bindegewebe, kleine Blutgefäße, Fettgewebe, Nervenfasern und glatte
Muskelzellen. Die Membrana elastica externa bildet die äußere
Abgrenzung zwischen Media und Adventitia.12
Je nach Art und Lage der Arterien sind die drei Schichten des
Wandaufbaus in ihrer Art und vom Aufbau verschieden. So enthalten
die herznahen Arterien, wie z.B. die Aorta (Hauptschlagader), Arteria
subclavia (Unterschlüsselbeinarterie), Arteria carotis (Halsschlagader),
eine dicke Intima. Die Media besteht zudem aus dichten elastischen
Fasernetzen. Aufgrund der hohen Elastizität der Fasern sind die
herznahen arteriellen Blutgefäße stark reversibel dehnbar und werden
als Arterien des elastischen Typs bezeichnet.13
Die Gefäße der Gefäße (vasa vasorum), die überwiegend in der Media
und Adventitia vorhanden sind, sind für die Blutversorgung, Ernährung
und Steuerung der Gesamtarterien verantwortlich.14
1.3.3 Typen der Arterien Arterien werden entsprechend ihrer Funktion und Lokalisation in zwei
Arten unterteilt. Zum einen in die Arterien des elastischen Typs und
zum anderen in die Arterien des muskulären Typs.
Die kleineren peripher, also herzfern, liegenden arteriellen Blutgefäße
sind Arterien der muskulären Art. Sie bestehen aus einer glatten
Muskulatur und sind überwiegend an der Aufrechterhaltung des
Blutdruckes beteiligt. Diese Gefäße sind von einer geringfügigen
Wanddehnbarkeit gekennzeichnet. 15
12 Vgl.: Erb, C., Flammer, J., Risikofaktoren für Augenerkrankungen, 1999, S. 68. 13 Vgl.: Spornitz, U. M., Anatomie und Physiologie, 2002, S. 304, o. V., , o. J., Stand: 20.10.2006 (Internet).
Arterie
14 Vgl.: Ebd..
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15 Vgl.: o. V., Arterie, o. J., Stand: 20.10.2006 (Internet).
Einleitung und Zielstellung 8
Die großen, herznahen Arterien sind überwiegend Arterien des
elastischen Typs. Deren besonderes Merkmal macht die
Windkesselfunktion aus. Dies bedeutet, dass diese Arterien einen Teil
des in der Austreibungsphase ausgeworfenen Schlagvolumens durch
Ausdehnung ihres Lumens speichern und während der Diastole
(sinkender Gefäßinnendruck) das gespeicherte Volumen an die
anschließenden Gefäßabschnitte weiterleiten.16 So kann das mit
systolischem Herzschlag ruckartig ausgeworfene Blut in elastische
Schwingungsfähigkeit umgewandelt werden und es wird ein
kontinuierliches Strömungsverhalten erzielt. Demnach sind diese
Gefäße von einer Fähigkeit zur starken Dehnbarkeit gekennzeichnet.17
1.3.4 Blutversorgung des Auges Die Blutversorgung des menschlichen Auges (siehe Abbildung 2 und 3) erfolgt arteriell über zwei Perfusionssysteme. Zum einem dem
retinalen Gefäßsystem und zum anderen den ziliaren Gefäßsystem.18
Abbildung 2: Blutversorgung der peripapillären Netzhaut und des Sehnerven (Nervus opticus). 19
16 Vgl.: Spornitz, U. M., Anatomie und Physiologie, 2002, S. 304 f. 17 Vgl.: Schäffler, A., Menche, N., Mensch Körper Krankheit, 1999, S. 288. 18 Vgl.: Naumann, G. O. H., Pathologie des Auges I, 1997, S. 68 f.
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19 Ebd., S. 76.
Einleitung und Zielstellung 9
Abbildung 3: Schematische Darstellung der Gefäßversorgung des Auges: Arteria ciliaris anterior
(1); episklerale und konjunktivale Gefäße (2); perforierender Ast der Arteria ciliaris
anterior (3); intramuskulärer Ring (4); Circulus arteriosus iridis major (5); rekurente
choroidale Äste (6); Arteria ciliaris posteriores longa (7); Arteria ciliaris posteriores
brevis (8); Zinn-Haller-Gefäßkranz (9). 20
Das retinale Gefäßssystem wird hauptsächlich über die Arteria
ophthalmica und der daraus hervorgehenden Arteria centralis retinae
versorgt. Über die Zentralarterie der Netzhaut gelangt das Blut in die
inneren Netzhautschichten mit den Bipolar- und Ganglienzellen bis zur
inneren Körnerschicht.21 Die Arteria centralis retinae gelangt circa 10-
15 mm hinter dem Sehnervenaustritt in den Sehnerv und erreicht durch
die Lamina cribrosa (Siebplatte) das Augeninnere.22 Direkt neben dem
Sehnerv treten die Arteriae ciliares posteriores breves (die kurzen
hinteren Ziliararterien) durch die Lederhaut (Sklera) und bilden den
Haller-Zinn-Gefäßkranz. Die folgenden Verästelungen münden in die
engmaschige Choriokapillaris am hinteren Augenpol.23 Die
Choriokapillaris ist die der Netzhaut zugewandte Schicht der Aderhaut
20 Naumann, G. O. H., Pathologie des Auges I, 1997, S. 52. 21 Vgl.: Grehn, F., Augenheilkunde, 1998, S. 201, Naumann, G. O. H., Pathologie des Auges I, 1997, S. 68 f. 22 Vgl.: Erb, C., Flammer, J., Risikofaktoren für Augenerkrankungen, 1999, S. 194.
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23 Vgl.: Naumann, G. O. H., Pathologie des Auges I, 1997, S. 50 f.
Einleitung und Zielstellung 10
(Chorioidea) und stellt ein stark vernetztes Kapillarnetz mit
Läppchenstruktur dar, welches bis an den Sehnervensaum reicht.24
Die Blutversorgung der vorderen Bulbusabschnitte erfolgt vor allem
über die langen hinteren Ziliararterien, nachdem sie die Sklera
durchdrungen haben.
Das choroidale Gefäßsystem unterliegt im Gegensatz zum retinalen
Gefäßsystem nur im geringen Maße metabolischer und myogener
Einflüsse und ist demzufolge nur unterschwellig autoreguliert.25
Über die Autoregulation erfolgt die Anpassung der lokalen Durchblutung
innerhalb gegebener Grenzen an die lokalen Bedürfnisse des
Perfusionsdruckes in den Blutgefäßen.26
Der für die Sehschärfe und für das Kontrastsehen wichtige Bereich der
Fovea centralis, unterliegt der Versorgung durch Diffusion aus dem
wenig regulierten choroidalen Kreislauf. Treten im choroidalen Kreislauf Minderperfusion auf, z.B. durch
atherosklerotische Prozesse oder durch ausgeprägte Vasospastiken,
können je nach Schweregrad der Perfusionsstörung daraus
eingeschränkte Sehleistungen resultieren.
24 Vgl.: Hansen, L., Ophthalmothek: Augenheilkunde systematisch, 1997, S. 31 f. 25 Vgl.: Erb, C., Flammer, J., Risikofaktoren für Augenerkrankungen, 1999, S. 195.
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26 Vgl.: Ebd..
Einleitung und Zielstellung 11
1.4 Arteriosklerose 1.4.1 Definition/Begriffsbestimmung Unter der Arteriosklerose versteht man eine Erkrankung der Intima und
Media der Arterienwand, welche die Ursache für viele Herz-
Kreislauferkrankungen ist und deren Folge Blutfluss- und
Transportstörungen des arteriellen Gefäßsystems sein können. Sie ist
auch im Volksmund unter dem Namen „Arterienverkalkung“ bekannt.
Die Arteriosklerose stellt in den Industrieländern die häufigste
Todesursache dar.27
„Nach der WHO28-Definition ist die Arteriosklerose eine variable
Kombination von Veränderungen in der Intima arterieller Blutgefäße,
bestehend aus herdförmigen Ansammlungen von Lipiden, komplexen
Kohlenhydraten, Blut und Blutbestandteilen, Bindegewebe sowie
Ablagerungen von Kalziumsalzen, die mit Veränderungen der
Arterienmedia verbunden sind.“29
Aufgrund dieser Gefäßwandveränderungen durch intra- und
extrazelluläre Einlagerungen von Cholesterin, Fettsäuren, Kalk u.a.
kommt es zu einer Verdickung und Verhärtung der Gefäße, welche zu
einer Verringerung des Lumens und zum Elastizitätsverlust der Arterien
führt.
1.4.2 Pathogenese
Die komplexen Vorgänge zur Entstehung der Arteriosklerose werden im
großen Umfang erforscht. Einigkeit besteht jedoch über das
Grundmuster der Entstehung, welches in Abbildung 4 dargestellt ist
und im folgenden erläutert wird. Es wird davon ausgegangen, dass die
in Abschnitt 1.4.5 aufgeführten Risikofaktoren im Zusammenhang mit
einer ungünstigen Blutzusammensetzung, lokalem Sauerstoffmangel
27 Vgl.: Berke, A., Allgemeinerkrankungen und das Auge, 2005, S. 20. 28 Weltgesundheitsorganisation.
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29 Thews, G., Mutschler, E., Vaupel, P., Anatomie Physiologie Pathophysiologie des Menschen, 1999, S. 257.
Einleitung und Zielstellung 12
und lokalen mechanischen Einwirkungen (Wirbelbildung des
Blutstromes) zu Endothelschäden (Endothelläsionen) der Arterien
führen können.30
Abbildung 4: Schematische Darstellung der zellulären Ereignisse im Entstehungsprozess der
Arteriosklerose, EZ = Endothelzellen, MEI = Membrana elastica interna (elastische
innere Membran), GMZ = glatte Muskelzellen.31
Lipidansammlungen in der inneren Arterienwandschicht, die oftmals
schon im jugendlichen Alter vorhanden sind, sind der Beginn
arteriosklerotischen Veränderungen. Im weiteren Lebensverlauf lagern
30 Vgl.: Schäffler, A., Menche, N., Mensch Körper Krankheit, 1999, S. 289.
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31 Erb, C., Flammer, J., Risikofaktoren für Augenerkrankungen, 1999, S. 74.
Einleitung und Zielstellung 13
sich Blutbestandteile in der Gefäßwand an und führen zu einer
Einengung der Gefäße und somit zu einer Reduzierung des Blutflusses.
Damit eine Arteriosklerose entstehen kann, muss die Intima der
Arterien geschädigt sein. Aufgrund der Dysfunktion von Endothelzellen
wird die subendotheliale Basalmembran freigelegt und Monozyten
(weiße Blutkörperchen) und Thrombozyten (Blutplättchen) lagern sich
als Mikrothromben, die aufgrund einer Verklumpung mehrerer
Blutplättchen/-körperchen miteinander entstehen
(Aggregationsprozess), an den geschädigten Stellen an. In der Intima
selbst kommt es zur Umwandlung der Monozyten zu sogenannten
Fresszellen (Makrophagen). In dieser Form und mit Hilfe ihrer
Rezeptoren sind die Makrophagen in der Lage LDL- Cholesterin (Low-
Density-Lipoproteine) aufzunehmen. Dies führt zu einer gewissen
Entzündungsreaktion der Intima und zum Umbau des Gefäßgewebes.
Durch die Aufnahme von LDL der Makrophagen werden diese in
Schaumzellen umgewandelt. Durch den Lipidabbau innerhalb der
Schaumzellen sammelt sich vermehrt Cholesterin an, welches dann
durch das HDL (High-Density-Lipoproteine) wieder in den
Extrazellulärraum abtransportiert wird. Danach wandern die Monozyten
von der Intima durch deren Permeabilität in die Media. Dies wird durch
die Freisetzung von Wachstumshormonen (z.B. dem platelet derived
growth factor, PDGF) erreicht, wodurch es zur Proliferation der glatten
Muskelzellen kommt. Es kommt zur Neubildung der Matrix
(Bindegewebsgrundstruktur) mit verändertem Kollagenmuster.
Der gesamte Prozeß führt schließlich dazu, dass die Gefäßwand
aufquillt. Diese arteriosklerotischen Veränderungen bezeichnet man im
frühen Stadium als Atherome und im späteren Krankheitsverlauf als
arteriosklerotische fibröse Plaques (siehe Abbildung 5). Im
allgemeinen führt die Gefäßverkalkung im Zusammenhang mit der
Intimaverdickung zu einer Stenosierung, also Einengung des
Gefäßlumens und dadurch wird der Blutfluss gemindert. Wenn der
arteriosklerotische Zustand längere Zeit anhält kann ein Plaque
einreißen. An dieser Läsionsstelle lagern sich wiederum Thromben an,
die bei extremer Ausdehnung das Gefäß vollständig verschließen ____________________________________________________________________ Katharina Petzold Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
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Einleitung und Zielstellung 14
können, oder sich lösen und mit dem Blutstrom als Thromben in
kleinere arterielle Blutgefäße gelangen und deren Verstopfung
verursachen. Im ungünstigsten Fall kann aufgrund von
Sauerstoffmangel das Gewebe absterben (Nekrose) und sich in
unmittelbarer Umgebung Kalziumsalze anlagern. Das dahinterliegende
Gewebe erleidet aufgrund dessen eine Ischämie (Sauerstoffmangel),
die bis zum Infarkt führen kann.32
Abbildung 5: Darstellung eines arteriosklerotischen Plaques. EZ = Endothelzellen, GMZ = glatte
Muskelzellen.33
32 Vgl.: Berke, A., Allgemeinerkrankungen und das Auge, 2005, S. 20 f, Erb, C., Flammer, J., Risikofaktoren für Augenerkrankungen, 1999, S. 68 ff, Schäffler, A., Menche, N., Mensch Körper Krankheit, 1999, S. 289, Thews, G., Mutschler, E., Vaupel, P., Anatomie Physiologie Pathophysiologie des Menschen, 1999, S. 257 f.
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33 Erb, C., Flammer, J., Risikofaktoren für Augenerkrankungen, 1999, S. 69.
Einleitung und Zielstellung 15
1.4.3 Lokalisation Die Arteriosklerose lässt sich je nach ihrer Lokalisation in drei Formen
unterscheiden, die Atherosklerose, Mediaverkalkung und
Arteriolosklerose.34
Die Atherosklerose bezeichnet alle Intimaveränderungen in den großen
und mittelgroßen Arterien, die eine Lamina elastica interna aufweisen.
Die Sklerose der Media an großen extraokulären Gefäßen, die bedingt
durch primäre Nekrosen eine Verkalkung und Verknöcherung der
Mediaspangen (Muskelschicht der Arterien) hervorrufen, werden unter
dem Begriff Mediaverkalkung, auch Mediasklerose oder Mönckeberg-
Sklerose genannt, zusammengefasst. Der Begriff Arteriolosklerose
steht für die Verdickung der Arteriengefäßwand und damit
einhergehender Einengung des Gefäßlumens.
Der Begriff Arteriosklerose bildet den Oberbegriff der zuvor
beschriebenen Systemerkrankung und umfasst alle arteriosklerotisch
bedingten Veränderungen der Intima und Media.35
Unterschiedliche Gefäßregionen des Körpers können von
arteriosklerotischen Veränderungen betroffen sein und der
Krankheitsverlauf kann sehr variieren.
Die Gefäßveränderungen der Koronararterien (koronare Herzkrankheit
(KHK)) gehen mit einer verminderten Durchblutung der
Herzkranzgefäße des Herzmuskels einher. Ein Engegefühl im
Brustkorb und Schmerzen der linken Herzhälfte und des linken Armes
(zusammengefasst unter dem Begriff Angina pectoris) sind Zeichen für
vasospastische Reaktionen von Gefäßveränderungen. Bei Verschluss
der Herzkranzgefäße durch einen Embolus kann es zu einem
Herzinfarkt kommen.
34 Vgl.: Erb, C., Flammer, J., Risikofaktoren für Augenerkrankungen, 1999, S. 79.
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35 Vgl.: Berke, A., Allgemeinerkrankungen und das Auge, 2005, S. 20 f, Erb, C., Flammer, J., Risikofaktoren für Augenerkrankungen, 1999, S. 79 ff, Thews, G., Mutschler, E., Vaupel, P., Anatomie Physiologie Pathophysiologie des Menschen, 1999, S. 257.
Einleitung und Zielstellung 16
Ein Schlaganfall könnte das Endresultat einer arteriosklerotisch
veränderten Halsschlagader (Arteria carotis) sein. Die periphere
arterielle Verschlusskrankheit (pAVK) äußert sich in
Durchblutungsstörungen der Beine. Als Symptom dafür steht die
sogenannte „Schaufensterkrankheit“. Patienten mit dieser Erkrankung
haben je nach Krankheitsstadium starke Schmerzen in den Beinen und
müssen bei einem Spaziergang öfter eine Pause einlegen.36
Allen Krankheitsereignissen ist jedoch eine generalisierte
Arteriosklerose gemeinsam, die sich aber unterschiedlich in der
Organmanifestation äußert.
1.4.4 Symptome Heutzutage wird dem Augenarzt hinsichtlich der Früdiagnostik bei Herz-
Kreislauferkrankungen eine enorme Bedeutung beigemessen. Daher
soll in diesem Abschnitt auf die sich am Auge erkennbaren Anzeichen
für Durchblutungsstörungen hingewiesen werden.
Der Verschluss der großen zum Auge führenden Arterien (Arteria
carotis interna und Arteria ophthalmica) haben einen enormen Einfluss
auf die Retina. Makulaödem, Cotton-wool-Herde aufgrund der
Unterversorgung von Nervenzellen, oder harte Exsudate durch
Lipideinlagerungen können Anzeichen für arteriosklerotisch bedingte
Gefäßveränderungen sein.37 Ophthalmologisch gesehen lassen sich
erste Anzeichen einer Arteriosklerose bei der Untersuchung des
hinteren Augenabschnittes erkennen. Beurteilt wird der von den
Arteriolen in der Mitte erzeugte Lichtreflex/Lichtstreifen. Dieser
Reflexstreifen ist bei gesunden Augen weißlich leuchtend. Bei einem an
Arteriosklerose erkrankten Patienten erscheint der Reflexstreifen im
Anfangsstadium diffuser und weniger hell. Dies ist auf die veränderte
Dichte der Gefäßwand zurückzuführen. Aufgrund der vermehrten
Hyalineinlagerung in der Media, die eine Verengung des Gefäßlumens
bewirkt, können im weiteren Krankheitsverlauf sogenannte
36 Vgl.: Berke, A., Allgemeinerkrankungen und das Auge, 2005, S. 22.
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37 Vgl.: Ebd..
Einleitung und Zielstellung 17
Kupferdrahtarterien beobachtet werden. Der Lichtreflex ist noch diffuser
und nimmt eine goldgelbe Verfärbung an. Auch das Gunn-Zeichen
(Blutsäule verläuft unter der Arteriole spitz zu, Kreuzungsphänomen),
welches an den Kreuzungspunkten sichtbar ist, an denen Arterien und
Venen eine gemeinsame Adventitia besitzen, kennzeichnet eine
sklerotische Veränderung. Bei schweren sklerotischen Veränderungen
bilden sich Silberdrahtarterien heraus, die durch einen aufgesplitterten
diffusen Lichtstreifen und zum Teil ohne erkennbare Blutsäule
gekennzeichnet ist.38
1.4.5 Risikofaktoren Die Arteriosklerose ist vornehmlich für die Manifestation von arteriellen
Durchblutungsstörungen verantwortlich und trägt mit ca. 50% zu einer
der häufigsten Todesursachen in den Industriestaaten bei.39
Die Entwicklung der Arteriosklerose wird durch eine Reihe von Faktoren
begünstigt und ist daher als eine multifaktoriell bedingte Erkrankung
anzusehen. Zu den Risikofaktoren zählen u.a. die unbeeinflussbaren
Faktoren wie Alter, männliches Geschlecht, Stress und genetische
Veranlagung. Im Gegensatz dazu stellen Faktoren wie
Bewegungsmangel, Übergewicht, Diabetes mellitus, Hypertonie
(Bluthochdruck) Hyperlipidämie (pathologische Erhöhung von
Serumlipiden), Rauchen, pathologisch erhöhte Konsistenz von
Cholesterin (Hypercholesterinämie) u.a. beeinflussbare Größen dar. Ein
Zusammentreffen mehrerer Risikofaktoren aufeinander begünstigt die
Erkrankungswahrscheinlichkeit und erhöht diese.40
38 Vgl.: Berke, A., Allgemeinerkrankungen und das Auge, 2005, S. 22 f, Erb, C., Flammer, J., Risikofaktoren für Augenerkrankungen, 1999, S. 82 f. 39 Vgl.: Schäffler, A., Menche, N., Mensch Körper Krankheit, 1999, S. 289.
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40 Vgl.: o. V., Arteriosklerose, o. J., Stand: 20.10.2006 (Internet).
Einleitung und Zielstellung 18
1.4.6 Untersuchungsmöglichkeiten Folgende Untersuchungsmöglichkeiten können einen Aufschluss über
arteriosklerotisch bedingte Gefäßveränderungen geben.
Als einfachste und wirkungsvollste Untersuchung gilt die Sonografie
(Ultraschallprüfung) der Halsschlagader, der intrakraniellen Gefäße, der
Herzklappen, der Baucharterien, der Beinarterien u.a. und die
Angiografie (Darstellung der Blutgefäße mittels Kontrastmittel und
Röntgenstrahlen). Auch Laborwerte, eine CT (Computertomographie),
eine MRT (Magnetresonanztomographie) und eine ophthalmologische
Untersuchung des hinteren Augenabschnittes (Fundus) können
Auskunft über vorliegende Durchblutungsstörungen geben.41
1.4.7 Behandlungsmöglichkeiten/Therapie Um einer Arteriosklerose vorzubeugen sollte man sich ausreichend
bewegen, möglichst die oben aufgeführten selbst beeinflussbaren
Risikofaktoren vermeiden oder zu mindestens reduzieren, sich gesund,
d.h. fett- und kalorienarm ernähren.
Wurden pathologisch bedingte arteriosklerotische Veränderungen vom
Arzt aufgedeckt werden diese entsprechend behandelt. Die
medikamentöse Behandlung richtet sich dabei nach dem auslösenden
Krankheitsfaktor, wie z.B. ein erhöhter Blutdruck oder
Cholesterinspiegel und dem Stadium der zugrundeliegenden
Arteriosklerose.42
41 Vgl.: o. V., Arteriosklerose, o. J., Stand: 20.10.2006 (Internet).
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42 Vgl.: Ebd..
Einleitung und Zielstellung 19
1.5 Netzhaut 1.5.1 Anatomie und Physiologie der Netzhaut 1.5.1.1 Allgemeines Die Netzhaut (Retina), als innerste Schicht im Wandaufbau des
Augapfels, entsteht embryologisch aus dem inneren Blatt des
Augenbechers.43
Sie ist mit der darunter liegenden Aderhaut an zwei Stellen fest
verbunden, zum einen an der Ora serrata und zum anderen an der
Papille (Sehnervenkopf). Ansonsten liegt sie locker auf der Bruch´schen
Membran auf. Histologisch lassen sich neun Schichten plus retinales
Pigmentepithel (RPE) unterscheiden, die in Abbildung 6 und Abbildung 9 (S. 28) dargestellt sind. Die innere Abgrenzung zum
Glaskörper bildet die innere Grenzmembran (Membran limitans interna)
und besteht aus der Basalmembran der Müllerschen Zellen. Danach
folgen die Nervenfaserschicht, welche Axone der Ganglienzellen
enthält, die Ganglienzellschicht, die innere plexiforme Schicht, diese
besteht aus Axonen der Bipolar-, Amakrin- (Verschaltung der
Ganglienzellen untereinander) und Ganglienzellen. Im weiteren Verlauf
folgen die innere Körnerschicht, diese enthält Bipolar-, Horizontal-
(Verschaltung der Lichtsinneszellen untereinander) und Amakrinzellen,
die äußere plexiforme Schicht, welche aus Axonen der Photorezeptoren
besteht. Danach folgt die äußere Körnerschicht mit den Kernen der
Photorezeptoren, die äußere Grenzmembran (Membrana limitans
externa) und die Photorezeptorschicht, welche die Außen- und
Innensegmente der Stäbchen und Zapfen beinhaltet. Die Abgrenzung
zur Bruch’schen Membran bildet das retinale Pigmentepithel.44
Das retinale Pigmentepithel trägt zum Sauerstoffaustausch zwischen
Aderhaut und den äußeren Netzhautschichten bei und ist für den
Aufbau von verbrauchten Membranscheiben der Rezeptoren
43 Vgl.: Naumann, G. O. H, Pathologie des Auges I, 1997, S. 53.
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44 Vgl.: Hansen, L., Ophthalmothek: Augenheilkunde systematisch, 1997, S. 33 f, Sachsenweger, M., Augenheilkunde, 2003, S. 248 f.
Einleitung und Zielstellung 20
verantwortlich. Zudem sichert es die Blut-Retinaschranke, einer
Diffussionsbarriere zwischen Blutkreislauf und Netzhaut.45
Abbildung 6: Schematischer Schnitt durch die Makula lutea des menschlichen Auges.46
In der menschlichen Netzhaut befinden sich außerdem insgesamt drei
miteinander verknüpfte Neurone, worauf in den folgenden Abschnitten
näher eingegangen wird. Die Photorezeptoren, also die Stäbchen und
Zapfen der Netzhaut, werden als erstes Neuron bezeichnet. Das zweite
Neuron wird von den Bipolarzellen und das dritte Neuron von den
Ganglienzellen gebildet.47
Mit der Aufgabe der Signalaufnahme und Signalverarbeitung ist die
Netzhaut ein komplexes neuronales Netzwerk und trägt somit einen
Hauptanteil zum Auflösungsvermögen, der Adaptationsfähigkeit, der
Wahrnehmung, dem Farb- und Kontrastsehen bei.
45 Vgl.: Hansen, L., Ophthalmothek: Augenheilkunde systematisch, 1997, S. 36. 46 Vgl.: Grehn, F., Augenheilkunde, 1998, S. 200.
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47 Vgl.: Maidowsky, W., Anatomie des Auges, 1980, S. 126.
Einleitung und Zielstellung 21
1.5.1.2 Stäbchen und Zapfen
Man unterscheidet zwei Hauptgruppen von Sehrezeptoren, die sowohl
morphologische als auch funktionelle Unterschiede aufweisen.
Die Netzhaut enthält etwa 6,5 Millionen Zapfen, die für das photopische
Sehen, auch Tages- und Farbsehen genannt, zuständig sind.48 Sie sind
nur bei ausreichend heller Beleuchtung aktiv und ermöglichen ein
hohes zeitliches und räumliches Auflösungsvermögen, sowie die
Unterscheidung von Farben. Aufgrund der hohen Zapfenanzahl und -
dichte, etwa 150000/mm² in der Fovea centralis, der Stelle des
schärfsten Sehens, ist dort die Sehschärfe und Kontrastempfindlichkeit
am höchsten.49 Außerdem fehlen in der Fovea centralis die inneren
Netzhautschichten, somit entfallen einige lichtstreuende Strukturen und
daher ist die „Stelle des schärften Sehens“ von einem hohen optischen
Auflösungsvermögen gekennzeichnet.50
Es lassen sich drei Zapfenklassen unterscheiden, die sich in der
Empfindlichkeit ihrer Photopigmente, in der Häufigkeit ihres
Vorkommens und in ihrer Verteilung auf der Netzhaut differieren, und
auch als Trichromatensystem bezeichnet werden.51 Man unterscheidet
Blau- (S-) Zapfen, Grün- (M-) Zapfen und Rot- (L-) Zapfen mit
verschiedenen Absorptionsspektren der Sehfarbstoffe.52
Wie Abbildung 7 zeigt, liegen die Absorptionsmaxima der
Zapfenpigmente für blauempfindliche Zapfen (S = Short wavelenght)
bei 420 nm, für grünempfindliche Zapfen (M = Middle wavelenght) bei
534 nm und für rotempfindliche Zapfen (L = Long wavelenght) bei 564
nm. Das Absorptionsmaximum der Stäbchen liegt bei 498 nm. Somit
wird erkennbar, dass das Stäbchensystem für kürzere Wellenlängen
empfindlicher ist. Der Bau des Sehpigments Opsin ist für den
Kurvenverlauf der Absorptionskurve ausschlaggebend. 48 Vgl.: Forrester, J. V., et al., The Eye, 1996, S. 40, Maidowsky, W., Anatomie des Auges, 1980, S. 127. 49 Vgl.: Naumann, G. O. H., Pathologie des Auges I, 1997, S. 65. 50 Vgl.: Hansen, L., Ophthalmothek: Augenheilkunde systematisch, 1997, S. 35. 51 Vgl.: Deetjen, P., Speckmann, E.-J., Physiologie, 1999, S. 96.
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52 Vgl.: o. V., Zapfen, o. J., Stand: 07.09.2006 (Internet).
Einleitung und Zielstellung 22
Abbildung 7: Normierte spektrale Absorptionskurven der Sehfarbstoffe der verschiedenen
Zapfentypen und der Stäbchen in der menschlichen Netzhaut
S = Short (Blau-Zapfen-Photopigment), M = Middle (Grün-Zapfen-Photopigment), L =
Long (Rot-Zapfen-Photopigment), R = Rod (Stäbchen-Photopigment).53
Die 115 Millionen Stäbchen, die wegen ihrer hohen Lichtempfindlichkeit
schon bei geringer Helligkeit aktiv sind, sind dagegen für das periphere
Sehen, die Wahrnehmung von Bewegungen und vor allem für das
Dämmerungs- und Nachtsehen (skotopisches Sehen) zuständig. 54 In
der peripheren Netzhaut befinden sich weitaus mehr Stäbchen als
Zapfen und ihre größte Anhäufung liegt bei 15-20° Sehwinkel, während
der Bereich der Fovea centralis frei von Stäbchen ist.55
Gemeinsam ist den Stäbchen und Zapfen der Aufbau und ihre
Gliederung in ein Aussenglied, ein Innenglied, einen kerntragenden
Abschnitt und einen Endkolben, wie dies in der Abbildung 8, S. 24
verdeutlicht wird.56 Während die Außensegmente der Zapfen nicht mit
dem retinalen Pigmentepithel (RPE) in direktem Kontakt stehen,
reichen die Außensegmente der Stäbchen direkt bis ans RPE heran.
Über einem im äußeren Teil befindlichen kurzen Schaft, Zilie (Cilium)
genannt, ist das Innen- mit dem Aussenglied verbunden. Im Innenglied
53 o. V., Cone-response, o. J., Stand: 07.09.2006 (Internet). 54 Vgl.: Forrester, J. V., et al., The Eye, 1996, S. 40. 55 Vgl.: Klinke, R., Silbernagel, S., Lehrbuch der Physiologie, 2001, S. 618 f.
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56 Vgl.: Naumann, G. O. H., Pathologie des Auges I, 1997, S. 64.
Einleitung und Zielstellung 23
werden die Photopigmente (Sehfarbstoffe) der Photorezeptoren
gebildet, welche mit einem elektrischen Signal, auf die durch Licht
erzeugte Formänderung, reagieren. Bei den Stäbchen ist dieser
Sehfarbstoff das Rhodopsin. Dieses besteht aus Opsin, einem
Glycoprotein und dem 11-cis-Retinal (eine Farbstoffgruppe), welches
das Aldehyd des Vitamin A (Retinol) ist.57 Bei den Zapfen ist dieses
Photopigment entsprechend ihrer Absorptionsfähigkeit unterschiedlich,
jedoch besteht es jeweils auch aus einem Zapfenopsin und dem 11-cis-
Retinal.58 Das jeweilige Zapfenopsin weist allerdings eine andere
Aminosäurensequenz auf, je nach entsprechender Farbempfindlichkeit,
als das Opsin der Stäbchen.59
Das Außenglied dagegen ist der lichtempfindliche Teil, in dem 90% des
Photopigments liegen, an dem sich das lichtempfindliche Molekül, das
Retinal, befindet. Diese Sehpigmente sind in Form von Disci
(Membranscheiben) bei den Stäbchen und bei den Zapfen in
Membraneinfaltungen eingelagert (siehe Abbildung 8, S. 24).60
Der Endkolben bildet Synapsen und dient damit der Weiterleitung eines
elektrischen Impuls.
Die Gestalt der Stäbchen gegenüber der Zapfen ist deutlich schlanker,
nicht so kegelförmig und das Aussenglied der Stäbchen ist stabförmiger
und nicht wie bei den Zapfen konisch geformt.
57 Vgl.: Schmidt, R. F., Physiologie des Menschen, 1990, S. 262 f. 58 Vgl.: Thews, G., Mutschler, E., Vaupel, P., Anatomie Physiologie Pathophysiologie des Menschen, 1999, S. 38. 59 Vgl.: Klinke, R., Silbernagel, S., Lehrbuch der Physiologie, 2001, S. 612.
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60 Vgl.: Goldstein, E. B., Wahrnehmungspsychologie, 2002, S. 48, Naumann, G. O. H., Pathologie des Auges I, 1997, S. 64 f.
Einleitung und Zielstellung 24
a) b)
Abbildung 8: Schematischer Aufbau der Photorezeptoren a) der Zapfen und b) der Stäbchen.61
1.5.1.3 Die Bipolarzellen Es handelt sich hierbei um bipolare Schaltzellen, die über ihre Fortsätze
Informationen an amakrine Zellen weitergeben. Diese leiten wiederum
die Signale an die als drittes Neuron bezeichneten Ganglienzellen
weiter. Bipolarzellen stellen somit einen Informationsvermittler zwischen
den ersten und dritten Neuron dar. Der Zellkörper der Bipolarzellen
befindet sich in der inneren Körnerschicht und ihre Axone liegen in der
inneren plexiformen Schicht der Netzhaut.62
Die Verschaltung zwischen den Neuronen kann unterschiedlichen
Aufbaus sein. Entweder ist eine Bipolarzelle mit nur einem Rezeptor
und einer Ganglienzelle verbunden, dies ist bei der Zapfenverbindung
in der Fovea centralis der Fall, oder eine Bipolarzelle kann mit
mehreren Rezeptoren verbunden sein und mehrere Bipolarzellen
61 Forrester, J. V., et al., The Eye, 1996, S. 42.
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62 Vgl.: Hansen, L., Ophthalmothek: Augenheilkunde systematisch, 1997, S. 33.
Einleitung und Zielstellung 25
wiederum mit mehreren Ganglienzellen, diese Verbindungsart liegt in
der übrigen peripheren Netzhaut vor.63 Demzufolge wird von mehreren
Rezeptoren eines Retinabereiches die Bipolarzellenaktivität beeinflusst.
Dieser Netzhautbereich wird auch als rezeptives Feld bezeichnet, auf
das im Abschnitt 1.5.2 noch näher eingegangen wird.
1.5.1.4 Die Ganglienzellen
Die Ganglienzellen mit ihren Axonen bilden das dritte Neuron und leiten
Informationen und Signale aus dem Auge über den von den Axonen der
Ganglienzellen gebildeten Sehnerv (Nervus opticus) bis zur
Sehnervenkreuzung, dem Chiasma weiter. Im weiteren Verlauf
gelangen dann diese Informationen über den Tractus opticus ins
Corpus geniculatum laterale des Zwischenhirns, wo die Axone der
Ganglienzellen münden.64
In der menschlichen Retina befinden sich im Bereich der Foveola
mehrere Lagen von Ganglienzellen und es gibt mehr als 18
verschiedene Ganglienzelltypen.65 Derzeit teilt man die Ganglienzellen
in drei große Gruppen ein. Dabei handelt es sich zum einen um die M-
Zellen (magnon = gross), die sich in den magnozellulären Schichten
des Corpus geniculatum laterale erstrecken (siehe Abschnitt 1.5.2
Abbildung 10, S. 30). Bei rund zehn Prozent der retinalen
Ganglienzellen handelt es sich um diese Zellen mit großen Zellkörpern,
großen Axonendurchmesser und großflächigen Dendritenfeldern. Sie
reagieren phasisch (schnell) mit hoher Übertragungsrate auf
Leuchtdichteveränderungen und Lichtsignale im rezeptiven Feld und
sind von einer hohen Kontrastempfindlichkeit und nicht vorhandener
Farbselektion gekennzeichnet. Außerdem tragen sie aufgrund ihrer
Richtungsselektionsfähigkeit zur Bewegungs-, Tiefen- und Kontrast-
und Flickerwahrnehmung von Objekten mit tiefer Ortsfrequenz, 63 Vgl.: Klinke, R., Silbernagel, S., Lehrbuch der Physiologie, 2001, S. 611f, Thews, G., Mutschler, E., Vaupel, P., Anatomie Physiologie Pathophysiologie des Menschen, 1999, S. 730 f. 64 Vgl.: Deetjen, P., Speckmann, E.-J., Physiologie, 1999, S. 108, Naumann, G. O. H., Pathologie des Auges I,1997, S. 58.
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65 Vgl.: Naumann, G. O. H., Pathologie des Auges I, 1997, S. 58.
Einleitung und Zielstellung 26
niedriger räumlicher Frequenz und hoher Zeitfrequenz bei. Diese Art
der retinalen Ganglienzellen sind im allgemeinen jene Elemente der
Netzhaut, die besonders stark auf plötzliche Stimulusänderungen,
Kontrastwechsel (Hell-Dunkel-Kontrast), Kontrastgrenzen und
Bewegungen reagieren, sowie anfällig für Druckschädigungen sind.
Eine Unterart der M-Zellen sind die sogenannten My-Zellen. Deren
besonderes Merkmal liegt in ihrer Nichtlinearität. Sie reagieren vor
allem auf Wechselsignale, wie schnell flimmerndes Licht und nicht
linear auf Kontraste.
Der andere Zelltyp sind die P-Zellen (parvo = klein), welche sich mit den
parvozellulären Schichten des Corpus geniculatum laterale verbinden
und ihrer Signale dorthin weitergeben (siehe Abschnitt 1.5.2
Abbildung 10, S. 30). Im Gegensatz zu den M-Zellen sind die P-Zellen
in ihrer Übertragungsreaktion träger. Die Zellen des parvozellulären
Systems stellen rund 80 Prozent der Ganglienzellen der Retina dar und
besitzen einen kleineren Zellkörper, kleine Axonendurchmesser und
einen kleinen Dendritenbaum. Durch die P-Zellen werden die Farben
Rot und Grün und Formen wahrgenommen, da deren rezeptive Felder
farbselektiv gegenüber unterschiedlicher Wellenlängen sind. Zudem
sind die rezeptiven Felder kleiner und weisen eine entsprechend hohe
räumliche, jedoch schlechte zeitliche Auflösung auf. Sie reagieren vor
allem auf hohe Ortsfrequenzen (Detailerkennung) und langsame
Zeitfrequenzen, wie langsames Flimmern und konstanter Stimulus.
Daher tragen sie so vor allem zur Sehschärfe und zum Farbensehen
bei. 66
Das dritte System ist das koniozelluläre System. Es besteht aus
Ganglienzellen mit zwei Dendritenbäumen und ist, jedenfalls nach
heutigem Wissen, ausschließlich mit den Blauzapfen–Bipolar–System
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66 Vgl.: Klinke, R., Silbernagel, S., Lehrbuch der Physiologie, 2001, S. 615, Naumann, G. O. H., Pathologie des Auges I, 1997, S. 58 f, Schmidt, R. F., Physiologie des Menschen, 1990, S. 264 f., o. V., Zeiss, Humphrey® FDT und Matrix Visual Field instrument, A collection of publications and abstracts, o. J., S. 5 f und 8 f.
Einleitung und Zielstellung 27
verbunden. Im corpus geniculatum laterale ist es in den interlaminären
Schichten des M- und P-Systems lokalisiert.67
1.5.2 Reizverarbeitung in der Netzhaut Die von einem Objekt ausgehenden Lichtstrahlen werden bei
Emmetropie (Rechtsichtigkeit) auf der Netzhaut vereint und erzeugen
auf ihr ein Bild. Bei Ammetropien (Fehlsichtigkeit) wird dies durch eine
zusätzliche dioptrische Korrektion vor dem Auge erreicht. Das
Netzhautbild wird durch Rezeptorsysteme als Signalmuster
verschlüsselt und durch synaptische Überträgerstoffe an
Folgeneuronen (zweites und drittes Neuron) und im weiteren Verlauf an
höhere Zentren weitergeleitet, wo eine Auswertung der Signale
erfolgt.68
Die Reizverarbeitung und –weiterleitung erfolgt also über vier Neurone.
Das erste Neuron bilden die Photorezeptoren, das zweite Neuron die
Bipolarzellen, das dritte Neuron die retinalen Ganglienzellen mit dem
Sehnerv und das vierte Neuron bildet das Corpus geniculatum
laterale.69
Eine erste visuelle Verarbeitung unter Beteiligung der Bipolar-,
Amakrin-, Horizontal- und Ganglienzellen beginnt also bereits in der
Retina.70
Die Abbildung 9 zeigt die Verzweigungen der retinalen Neuronen
untereinander. Zapfen und Stäbchen sind über verschiedene
Bipolarzellen mit den Ganglienzellen des magnozellulären Systems
(GM) und denen des parvozellulären Systems (GP) zum einen direkt
verbunden (direkter Signalfluß). Zum anderen kann der Signalfluss aber
auch lateral sein. Dies bedeutet, dass zusätzlich eine Querverschaltung
67 Vgl.: Xu, X., et al., A comparison of koniocellular, magnocellular and parvocellular receptive field properties in the lateral geniculate nucleus of the owl monkey, Journal of Physiology, 2001, S. 203-218. 68 Vgl.: Klinke, R., Silbernagel, S., Lehrbuch der Physiologie, 2001, S. 615. 69 Vgl.: Hansen, L., Ophthalmothek: Augenheilkunde systematisch, 1997, S. 39.
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70 Vgl.: Thews, G., Mutschler, E., Vaupel, P., Anatomie Physiologie Pathophysiologie des Menschen, 1999, S. 740.
Einleitung und Zielstellung 28
der Neurone untereinander vorliegt und die Signale zusätzlich über
Horizontalzellen oder Amakrinzellen weitergeleitet werden.71
Die Reizung der Photorezeptoren durch einen Lichtreiz führt zu deren
Hyperpolaristaion. Die Weiterleitung des Potentials an Folgeneuronen
erfolgt entweder ebenfalls hyperpolarisiert (erregt) oder aber nach
Umwandlung auch depolarisiert (gehemmt). Somit entstehen
lichterregte oder lichtgehemmte Neurone, sogenannte ON- bzw. OFF-
Neurone.72
Abbildung 9: Schematischer Aufbau und neuronale Verschaltung der Netzhaut. Zapfen (Z);
Stäbchen (S); Horizontalzellen (H); Amakrinzellen (A); verschiedene Bipolarzellen
(invaginierende (IB), flache (FB) und Stäbchenbipolarzellen (SB)); Ganglienzellen des
magnozellulären Systems (GM) und Ganglienzellen des parvozellulären Systems
(GP).73
71 Vgl.: Deetjen, P., Speckmann, E.-J., Physiologie, 1999, S. 94. 72 Vgl.: Klinke, R., Silbernagel, S., Lehrbuch der Physiologie, 2001, S. 615.
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73 Deetjen, P., Speckmann, E.-J., Physiologie, 1999, S. 94.
Einleitung und Zielstellung 29
Jener entsprechende Bereich des Gesichtfeldes, welcher auf das zu
einer Bipolar- oder Ganglienzelle dazugehörige photorezeptorische
Netzhautareal abgebildet wird, bezeichnet man als rezeptives Feld.74
Von dieser Fläche aus kann die Aktivität einer Zelle beeinflusst werden.
Die Neurone reagieren also auf Belichtung, d.h. einer Stimulation der
Photorezeptoren entsprechend ihrem rezeptiven Feld. Die rezeptiven
Felder können über mehrere Photorezeptoren hinweg ausgedehnt sein
und je nach Lage der Photorezeptoren innerhalb dieser Felder ist deren
Reaktion auf Lichtsignale verschieden. Ein rezeptives Feld besteht je
aus einem runden Zentrum und einem ringförmigen Umfeld, welches
zum Zentrum antagonistisch wirksam ist. Anteilsmäßig enthält ein
rezeptives Feld ein ON-Zentrum und eine OFF-Peripherie oder ein
OFF-Zentrum und eine ON-Peripherie.
Ganglienzellen reagieren auf einen Reiz dann mit höchstmöglichen
Antwortverhalten, wenn der Stimulus genau auf die Größe des
erregenden Zentrums fällt.75
Die Signale der Ganglienzellen vereinen sich am Sehnervenkopf, denn
die Axone der Ganglienzellen bilden den Sehnerven. Nach dem
Durchtritt durch die Papille werden die Signale zum Chiasma, der
Sehnervenkreuzung, weitergeleitet. Dort kreuzen sich die
Sehnervenfasern der nasalen Netzhauthälften zur Gegenseite und
bilden zusammen mit den ungekreuzten Fasern der temporalen
Netzhauthälften der Gegenseite den Tractus opticus (Sehstrang). Von
dort aus verlaufen die Sehnervenfasern nun bogenförmig bis zu den
lateralen Kniehöckern, wo die Informationsweitergabe ans vierte
Neuron erfolgt. Ein großer Teil der Ganglienzellenfasern münden
demzufolge im Corpus geniculatum laterale (CGL). Von dort aus geht
der Weg weiter über die Sehstrahlung zur Sehrinde (Area striata), ein
primäres Sehareal, welches im visuellen Cortex gelegen ist.76
74 Vgl.: Berke, A., Screening-Prüfmethoden der Optometrie, 1996, S. 225. 75 Vgl.: Ebd., S. 226.
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76 Vgl.: Hansen, L., Ophthalmothek: Augenheilkunde systematisch, 1997, S. 39 ff.
Einleitung und Zielstellung 30
Im visuellen Cortex werden die in der Retina entstandenen
Seheindrücke zu Sinneseindrücke verarbeitet.
Das Corpus geniculatum laterale besteht wie in Abbildung 10 zu
ersehen aus sechs Schichten, wobei die zweite, dritte und fünfte
Schicht Signale von dem Auge der selben Körperseite, auch
ipislaterales Auge genannt, erhält und die Schichten eins, vier und
sechs Informationen vom Auge aus der entgegengesetzten
Körperhälfte, also dem kontralateralen Auge erhält.77
Abbildung 10: Schematische Darstellung der Sehbahnen und Signalweiterleitung von der Retina bis
zum sechsschichtigen Corpus geniculatum laterale des Primaten. Die
Vergrößerungen zeigen die M- und P-Zellen des Primaten zum einen nahe der Fovea
(1,6mm entfernt) und zum anderen etwas weiter entfernt von der Fovea (8,5mm
peripher entfernt). 78
77 Vgl.: Goldstein, E. B., Wahrnehmungspsychologie, 2002, S. 50.
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78 Klinke, R., Silbernagel, S., Lehrbuch der Physiologie, 2001, S. 615.
Einleitung und Zielstellung 31
Die Bereiche eins und zwei erhalten ihren Input von den in Abschnitt 1.5.1.4 bereits näher erläuterten M-Ganglienzellen des magnozellulären
Systems (M-Zellen oder Alpha-Zellen genannt) und bilden die
magnozelluläre Schicht. Im Gegensatz dazu stellen die übrigen
Bereiche die parvozellulären Schichten dar, welche ihre Informationen
von den Ganglienzellen des parvozellulären Systems (P-Zellen oder
Beta-Zellen genannt) erhalten.79 In der interlaminären Schicht ist das
koniozelluläre System lokalisiert.
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79 Vgl.: Goldstein, E. B., Wahrnehmungspsychologie, 2002, S. 50.
Einleitung und Zielstellung 32
1.6 Kontrastsehen 1.6.1 Definition Das Kontrastsehen ist eine sinnesphysiologische Leistung, die es dem
Menschen ermöglicht, sich in seiner Umwelt zu orientieren. Die
Wahrnehmung von Kontrasten ist die Voraussetzung für das Sehen
überhaupt. Um einen Kontrast wahrnehmen zu können muss dieser
einen gewissen Schwellenkontrast, einen Leuchtdichteunterschied
zwischen zwei Flächen aufweisen. Zum anderen muss die Person eine
bestimmte Kontrastempfindlichkeit besitzen.
„Der Kontrast ist eine der wichtigsten Variablen des Sehens. Ohne
hinreichenden Kontrast im Gesichtsfeld erfolgt keine Wahrnehmung
eines Reizes.“80
Das Wahrnehmen von visuellen Reizen kann zum einen gleichzeitig
(simultan = Simultan-Kontrast) oder allmählich (sukzessiv = Sukzessiv-
Kontrast) erfolgen. Dabei werden die simultan ausgelösten
Veränderungen der Rezeptorerregung durch Kontraststimuli räumlich
abgewandelt und die sukzessiv ausgelösten Veränderungen werden
zeitlich moduliert. Sukzessivkontraste ergeben sich aus den durch
zeitliche Änderung der Lichtstärke entstehende
Kontrasterscheinungen.81
In der Ophthalmologie stellt die Prüfung des Kontrastsehens zusammen
mit der Sehschärfenbestimmung einen sehr wichtigen Teil zur
Diagnostik von Sehverschlechterungen dar. Die quantitative Erfassung
des Kontrastes lässt sich auf zwei verschiedenen Wegen erreichen.
Zum einen lässt sich der Kontrast mittels der Weber’schen-Formel und
zum anderen über die Michelson-Formel berechnen. Da beide Formeln
verschiedene Werte liefern, der Michelson-Kontrast beispielsweise fällt
bei gleichen Leuchtdichten geringer aus, sollte man die beiden
80 Berke, A., Screening-Prüfmethoden der Optometrie, 1996, S. 221.
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81 Vgl.: Baumgartner, G., et al., Physiologie des Menschen, Band 13, 1978, S. 43 f.
Einleitung und Zielstellung 33
Kontrastarten stets voneinander trennen.82 In Abbildung 11 sind die
Unterschiede der beiden Kontrastarten dargestellt.
Abbildung 11: Definition des Kontrastes
a) Weber Kontrast, das dunklere Objekt (z.B. Optotyp) mit der Leuchtdichte Lmin
befindet sich auf einem helleren Umfeld der Leuchtdichte Lmax.
b) Michelson-Kontrast, für Objekte mit vielen hellen und dunklen Bildanteilen (z.B. für
Gittermuster). 83
Der Weber-Kontrast stellt jenen Kontrast dar, den ein dunkles
Sehzeichen (Objekt) mit der Leuchtdichte Lmin auf einem hellen Umfeld
mit der Leuchtdichte Lmax, bzw. umgekehrt, hinterlässt. Man spricht
auch von einem scharfen, photometrischen Kontrast.84
Mit der nachstehenden Formel lässt sich der photometrische Kontrast
berechnen. Im Zähler steht dabei die Differenz aus der Leuchtdichte
des Hintergrundes (Lu) und der Leuchtdichte der Sehzeichen (Li). Im
Nenner steht nur die Leuchtdichte des Hintergrundes (Lu).
82 Vgl.: Diepes, H., Refraktionsbestimmung, 2004, S. 73. 83 Kaufmann, H., Strabismus, 2003, S. 80.
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84 Vgl.: Paliga, G. P., Die Bestimmung der Sehschärfe, 1993, S. 147 f.
Einleitung und Zielstellung 34
Photometrischer Kontrast = u
iuW L
LLK −= (1)85
Kw = Weber-Kontrast
Lu = Leuchtdichte des Umfeldes (Hintergrund)
Li = Leuchtdichte des Innfeldes (Sehzeichen)
Im Gegensatz zum Weber-Kontrast finden beim Michelson-Kontrast
keine einzelnen Sehzeichen, sondern Gittermuster ihren Einsatz.
So wird der Kontrast für Objekte mit vielen hellen und dunklen
Bildanteilen, die eine periodische Leuchtdichteverteilungen aufweisen,
wie es bei Gittermuster mit Sinuscharakteristik der Fall ist, durch die
untenstehende Michelson-Formel bestimmt.86 Die
Kontrastveränderungen werden erzeugt, indem die Leuchtdichte für
abwechselnd helle Balken vermindert und für dunkle Balken erhöht wird
und somit nicht die ganze, sondern nur die mittlere Leuchtdichte der
Streifen verwendet wird. Der so ermittelte Kontrast wird auch als
Modulation bezeichnet.87
( )
( ) iu
iuM LL
LLLLLL
LL
LLLK
+−
=+−
=+
−+=
minmax
minmax
minmax
minminmax
21
21
(2)88
KM = Michelson-Kontrast
Lmax = maximale Leuchtdichte
Lmin = minimale Leuchtdichte
„Diese Kontrastdefinition stellt also das Verhältnis aus der Amplitude
½x(Lmax–Lmin) zum Mittelwert ½x(Lmax+Lmin) der Leuchtdichteverteilung
des Gitters dar.“89
85 Vgl.: Diepes, H., Refraktionsbestimmung, 2004, S. 73. 86 Vgl.: Kaufmann, H., Strabismus, 2003, S. 80. 87 Vgl.: Paliga, G. P., Die Bestimmung der Sehschärfe, 1993, S. 148. 88 Vgl.: Diepes, H., Refraktionsbestimmung, 2004, S. 73, Paliga, G. P., Die Bestimmung der Sehschärfe, 1993, S. 148.
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89 Berke, A., Screening-Prüfmethoden der Optometrie, 1996, S. 221 f.
Einleitung und Zielstellung 35
Im Allgemeinen kann der Kontrast Größen zwischen den Werten Null
und Eins annehmen. Wenn der Kontrastwert Null beträgt heißt das,
dass die Leuchtdichtendifferenz zwischen Bild und Hintergrund minimal
ist, während der Wert Eins (100%) den maximalen
Leuchtdichtenunterschied definiert. Dieser liegt dann vor, wenn die
Leuchtdichte der dunklen Felder gleich Null ist.90
Die für die Studie verwendete konventionelle Weiß-Weiß-Perimetrie
nutzt v.a. dem Weber-Kontrast, da diese nämlich auf der Messung des
Leuchtdichteunterschiedes zwischen dem Sehzeichen und seinem
Hintergrund beruht. Die Frequenzverdopplungs-Perimetrie (Matrix),
sowie die Flimmer-Perimetrie (Pulsar) nutzen den Michelson-Kontrast,
da sie Gitter mit Sinuscharakteristik als Testzeichen verwenden.
1.6.2 Neuronale Grundlagen des Kontrastsehens In Abschnitt 1.5.2 wurde bereits schon näher die neuronale
Reizverarbeitung des visuellen Systems beschrieben, daher soll in
diesem Abschnitt nur noch einmal auf die durch Gittermuster
ausgelösten Antwortverhalten der Ganglienzellen hingewiesen werden,
denn diese sind unter anderem für die Verarbeitung von Kontrasten und
Flickerreizen verantwortlich.
Synaptische Hemmungen sind für das Wirken visueller
Neuronensysteme ausschlaggebend und gestatten die Signalisierung
von Lichtverminderungen und demnach dem Kontrastsehen.
Nachdem die Photorezeptoren auf Belichtung mit Hyperpolarisation
reagieren erfolgt nach Reizweitergabe deren Verarbeitung in den
Ganglienzellen. Die Zentrum-Umfeld-Organisation der rezeptiven
Felder in den ON-Zentrum- und OFF-Zentrum-Neuronen der Retina
bildet daher den ersten Kontrastmechanismus.91 Das hängt damit
zusammen, dass die antagonistische Verschaltung zwischen dem
90 Vgl.: Paliga, G. P., Die Bestimmung der Sehschärfe, 1993, S. 148.
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91 Vgl.: Baumgartner, G., et al., Physiologie des Menschen, Band 13, 1978, S. 43 f.
Einleitung und Zielstellung 36
erregenden Zentrum und der hemmende Peripherie die hohe
Ganglienzellenempfindlichkeit auf Kontrastveränderungen bedingt.
Wie bereits erwähnt, antworten Ganglienzellen auf einen, z.B. durch ein
Gittermuster ausgelösten Stimulus nur dann mit einem maximalem
Antwortverhalten, wenn der Stimulus genau auf die Größe des
erregenden Zentrums fällt und das Umfeld einen entgegengesetzten
Lichtkontrast erfährt. Dies soll mit der Abbildung 12 zum Ausdruck
gebracht werden. So ist zu erkennen, dass ein Gitter mit
Sinuscharakteristik nur dann die Ganglienzelle maximal erregt, wenn
genau ein Balken auf das erregende Zentrum des rezeptiven Feldes
fällt.
Da die Größe der retinalen rezeptiven Felder von der Fovea, wo sie
etwa zwei Bogenminuten beträgt, zur Peripherie auf mehrere
Bogenminuten hin zunimmt, werden an den peripherer gelegenen
Netzhautorten vorzugsweise Gitter mit niedrigen Ortsfrequenzen
verarbeitet.
Abbildung 12: Schematische Darstellung von rezeptiven Feldern:
a) mehrere Perioden pro Grad fallen auf das erregende Zentrum und auf die
hemmende Peripherie. Demzufolge wird die Ganglienzelle nur wenig erregt;
b) der helle Balken eines Gitters fällt auf das erregende Zentrum (Belichtung)
und die dunklen Balken fallen auf die Peripherie (keine Belichtung). Die
Ortsfrequenz ist optimal. Die Ganglienzelle reagiert mit maximal möglichem
Antwortverhalten;
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Einleitung und Zielstellung 37
c) aufgrund der niedrigen Ortsfrequenz fällt der helle Balken sowohl aufs
erregende Zentrum sowie auf die hemmende Peripherie, so dass beide
Anteile belichtet werden und die Ganglienzelle mit einer Minderung der
Erregung reagiert. 92
1.6.3 Kontrastempfindlichkeit Mit der Kontrastempfindlichkeit lässt sich der Kehrwert des
Schwellenkontrastes ausdrücken. Der Schwellenkontrast ist jener
minimale Kontrastwert, der gerade ausreicht, um ein Gittermuster bzw.
einen Leuchtdichteunterschied wahrzunehmen.93
Je niedriger der gesehene Kontrast ist, desto höher ist die
Kontrastempfindlichkeit, die sich demzufolge als Kehrwert des
Kontrastes definiert (Kontrastempfindlichkeit = 1/Kontrast). Beträgt der
kleinste wahrnehmbare Kontrast, um ein Gittermuster auflösen zu
können beispielsweise 40%, also 0,4, so entspricht das einer
Kontrastempfindlichkeit von 1/0,4 = 2,5.94
In der augenärztlichen Praxis dienen zur Messung der
Kontrastempfindlichkeit vorrangig Gittertests mit sinusförmiger
Lichtverteilung, die sich aus einem kontinuierlichen
Ineinanderübergehen von Maxima zu Minima, wie es in Abbildung 13 dargestellt wird, ergibt. Zur Bestimmung der Kontrastschwelle werden
diese Muster mit verschiedenen Ortsfrequenzen in ihrem Kontrast
soweit verändert, bis sie vom Patienten nicht mehr wahrgenommen
werden.
Ein Gitter ist ein visueller Stimuli aus abwechselnd hellen und dunklen
Balken dessen Kontrast durch seine Ortsfrequenz, d.h. die Anzahl der
92 Berke, A., Screening-Prüfmethoden der Optometrie, 1996, S. 225. 93 Vgl.: Ebd., S. 222.
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94 Vgl.: Paliga, G. P., Die Bestimmung der Sehschärfe, 1993, S. 127 f.
Einleitung und Zielstellung 38
Perioden die unter einem Grad Gesichtswinkel erscheinen, bestimmt
wird. Je ein heller und ein dunkler Strich stellen eine Periode dar.95
Den einzelnen Ortsfrequenzen kommt in unserer Umwelt ein
unterschiedlicher Informationsgehalt zu. So können wir uns mittels
niedriger Ortsfrequenzen (<0,5 Perioden pro Grad) orientieren und
große Objekte wahrnehmen, mit Ortsfrequenzen mittlerer Größe (2-6
Perioden pro Grad) lassen sich feinere Strukturen und Formen
erkennen. Mit Ortsfrequenzen von mehr als sechs Perioden pro Grad
ist die Detailerkennung (z.B. Lesen, Erkennen von Gesichtern)
möglich.96
Abbildung 13: Gittermuster aus Sinuswellen erzeugen einen kontinuierlichen Übergang von dunklen
zu hellen Streifen. Die Kontrastveränderung wird durch Reduktion der maximalen
Leuchtdichte und durch die Erhöhung der minimalen Leuchtdichte erzeugt,
währenddessen die mittlere Leuchtdichte konstant bleibt. Die abgebildeten
Gittermuster haben eine Ortsfrequenz von fünf Perioden pro Grad Sehwinkel.97
Zur Messung der Kontrastempfindlichkeit wird der Schwellenkontrast
der Wahrnehmung für einzelne Ortsfrequenzen ermittelt. Daraus ergibt
95 Vgl.: Paliga, G. P., Die Bestimmung der Sehschärfe, 1993, S. 156. 96 Vgl.: Berke, A., Screening-Prüfmethoden der Optometrie, 1996, S. 224.
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97 Paliga, G. P., Die Bestimmung der Sehschärfe, 1993, S. 156.
Einleitung und Zielstellung 39
sich eine Kontrastempfindlichkeitsfunktion, die durch eine
Kontrastempfindlichkeitskurve ausgedrückt werden kann.
Eine Kontrastempfindlichkeitskurve, wie sie in Abbildung 14 dargestellt
ist, lässt sich anhand der Ermittlung der Kontrastempfindlichkeit für
Gittermuster unterschiedlicher Ortsfrequenzen und deren Darstellung in
einem Diagramm erzeugen.
Abbildung 14: Darstellung der Kontrastempfindlichkeitskurve für Gittermuster mit unterschiedlicher
Ortsfrequenz, deren Kontrast kontinuierlich reduziert wurde.98
Der Normalverlauf dieser unter photopischen Adaptationsbedingungen
ermittelten Funktion weist einen glockenförmigen Verlauf auf. Der
höchste Punkt der Kurve wird bei einer Ortsfrequenz von fünf bis sechs
Perioden erreicht. Für höhere Ortsfrequenzen nimmt die Kurve einen
steileren abfallenden Verlauf an als für niedrigere Ortsfrequenzen.99
Der Schnittpunkt mit der x-Achse gibt das höchste Auflösungsvermögen
bei vollen Kontrast an. Objekte, deren Kontrast und Größe innerhalb
der Fläche liegen, die sich unterhalb der Kontrastempfindlichkeitskurve 98 Paliga, G. P., Die Bestimmung der Sehschärfe, 1993, S. 127.
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99 Vgl.: Berke, A., Screening-Prüfmethoden der Optometrie, 1996, S. 223.
Einleitung und Zielstellung 40
befindet, können erkannt werden. Außerhalb der Kurve befindliche
Objekte bleiben dem Beobachter verborgen.
Zwischen dem Visus und der Ortsfrequenz besteht eine Korrelation. Ein
Visus von 1,0 bedeutet ein Auflösungsvermögen von einer
Winkelminute, dies entspricht 30 Perioden pro Sehwinkelgrad.100
Die Kontrastempfindlichkeit ist von vielerlei Faktoren abhängig. Zum
einen wird sie von der optischen Beschaffenheit der Augen und zum
anderen von den retinalen und neuronalen Bedingungen der Augen
bestimmt. Ab einer Periodenzahl von fünf und mehr Sehwinkelgrad
steht die Kontrastempfindlichkeit unter dem Einfluss optischer Faktoren
und ab 60 Perioden pro Grad ist kein Kontrastempfinden mehr
vorhanden.101 Zu den optischen Einflussfaktoren zählen u.a.
Linsentrübungen. Diese führen aufgrund ihres hohen Streulichtanteils
zu einer reduzierten Leuchtdichte und Einschränkung der
Kontrastempfindlichkeit. Auch Brechungsfehler des Auges (Ametropien)
vermindern die Bildschärfe und somit das Kontrastempfinden für hohe
Ortsfrequenzen. Selbst kleine Objekte können bei hohen Kontraststufen
nicht mehr erkannt werden. Der Grund hierfür ist in der Defokussierung
zu sehen. Je höher die Ametropie und damit die Defokussierung ist,
desto ausgeprägter ist der Verlust der Kontrastempfindlichkeit an den
hohen Ortsfrequenzen. Ein unkorrigierter Astigmatismus schränkt die
Wahrnehmung von Gittermustern ebenfalls ein.102
Zu den retinalen Einflussfaktoren zählen u.a. Netzhauterkrankungen
(z.B. die altersabhängige Makuladegeneration). Des weiteren kann sich
der Adaptationsvorgang der Netzhaut auf die Kontrastempfindlichkeit
auswirken. Dieser ist beim Dämmerungs- oder Nachtsehen niedriger
als unter photopischen Bedingungen (Tagessehen). So kann ein
helladaptiertes Auge im Gegensatz zu einem dunkeladaptierten Auge
nur große Leuchtdichteunterschiede wahrnehmen. Auch die 100 Vgl.: Kaufmann, H., Strabismus, 1995, S. 85. 101 Vgl.: Berke, A., Screening-Prüfmethoden der Optometrie, 1996, S. 224.
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102 Vgl.: Kaufmann, H., Strabismus, 2003, S. 81, Paliga, G. P., Die Bestimmung der Sehschärfe, 1993, S. 134 ff.
Einleitung und Zielstellung 41
Leuchtdichte des Hintergrundes beeinflusst die Kontrastempfindlichkeit.
Ein Stern am Nachthimmel kann daher nur nachts erkannt werden,
jedoch am Himmel bei Tageslicht ist er nicht wahrnehmbar. Der Grund
hierfür liegt allein darin, dass nachts der Kontrast und somit der
Leuchtdichteunterschied zwischen Stern und Himmel hoch genug ist,
währenddessen der Kontrast am Tage zu gering ist, um dass ein
Erkennen des Sterns möglich wäre.103
Bei einer gestörten Kontrastempfindlichkeit, z.B. aufgrund
pathologischer Veränderungen, kann der Verlauf der Kontrastkurve
gegenüber dem Normalkurvenverlauf, Kurve eins, verändert sein.
Abbildung 15 zeigt die vier möglichen Veränderungen in Bezug zur
Normalkurve. Die Kontrastempfindlichkeit kann, wie in Kurve zwei,
generell herabgesetzt sein. Kurve drei zeigt eine Verminderung der
Kontrastempfindlichkeit für hohe Ortsfrequenzen, während in Kurve vier
hauptsächlich die niedrigen Frequenzen betroffen sind. Die in Kurve
fünf dargestellte Einbuchtung entspricht der beschränkten
Verminderung der Kontrastempfindlichkeit für mittlere Ortsfrequenzen.
Mit Hilfe dieser Kurven und deren Kombinationen, lassen sich alle in
der Klinik oder Augenarztpraxis zu beobachteten Veränderungen am
Auge, auf die Kontrastempfindlichkeit zurückführen.104
103 Vgl.: Berke, A., Screening-Prüfmethoden der Optometrie, 1996, S. 121.
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104 Vgl.: Paliga, G. P., Die Bestimmung der Sehschärfe, 1993, S.128 f.
Einleitung und Zielstellung 42
Abbildung 15: Pathologische Veränderungen der Kontrastempfindlichkeitskurve: Normaler
Kurvenverlauf (1), generelle verminderte Kontrastempfindlichkeit (2), reduzierte
Kontrastempfindlichkeit für hohe (3) oder niedrige (4) Ortsfrequenzen, ausschließlich
auf mittlere Ortsfrequenzen begrenzte Kontrastempfindlichkeitsreduzierung (5). 105
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105 Paliga, G. P., Die Bestimmung der Sehschärfe, 1993, S. 129.
Probanden, Material und Methoden 43
2 Probanden, Material und Methoden 2.1 Probanden 2.1.1 Allgemeines Die nachstehend beschriebenen Untersuchungen wurden in der
Abteilung für Augenheilkunde der Schlosspark-Klinik in Berlin
durchgeführt.
Untersucht wurden vier an Arteriosklerose schwer erkrankte Patienten
(Gruppe I), d.h. Patienten mit einer peripheren arteriellen
Verschlusskrankheit zweiten Grades (pAVK Stadium II). Diese
Patientengruppe wurde mit 20 gesunden altersentsprechenden
Probanden als Kontrollgruppe (Gruppe II) verglichen. Dabei lag das
Durchschnittsalter des Patientenkollektivs zum Zeitpunkt der
Untersuchung bei 56,5 Jahren, das durchschnittliche Alter der
Kontrollprobanden lag bei 49,11 Jahren (siehe Tabelle 1, Abschnitt 4.1).
Da ein geschlechtsspezifischer Unterschied nicht erwartet wurde,
schloss man sowohl männliche als auch weibliche Probanden in die
Studie ein.
Mit Hilfe von Aushängen in Apotheken und der Schlosspark-Klinik,
sowie durch persönliche Ansprache wurde auf die Studie aufmerksam
gemacht und die Kontrollprobanden gesucht. Die an Arteriosklerose
schwer erkrankten Patienten wurden durch Herrn Dr. Kahle, Oberarzt
an der Abteilung für Innere Medizin des Franziskus-Krankenhauses in
Berlin ausgewählt und für die Studienzwecke zur Verfügung gestellt.
In der vorliegenden Studie wurde das Kontrastsehen mit Hilfe von
Gesichtsfeldkontrastmodulationsgeräten jeweils monokular, d.h. sowohl
mit dem rechten als auch mit dem linken Auge eines jeden Probanden
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Probanden, Material und Methoden 44
untersucht. Es wurde nur jeweils ein Auge statistisch ausgewertet, dies
erfolgte randominisiert. Alle Studienteilnehmer hatten zuvor keinerlei
Erfahrungen in der Untersuchung der zeitlichen Kontrastempfindlichkeit
und der konventionellen Perimetrie.
2.1.2 Arteriosklerosepatienten
Die Gruppe der Arteriosklerosepatienten bestand aus vier Personen.
Alle Patienten nahmen freiwillig an der Studie teil.
Es wurden Patienten mit einem Alter von 40-62 Jahren, abweichend
von der zu Studienbeginn festgelegten Altersgrenze von 40–60 Jahren,
zur Studie zugelassen, da sich sonst das ohnehin schon so geringe
Patientenkollektiv noch weiter verkleinert hätte.
Die aktuellen anamnetischen, therapeutischen und klinischen Befunde
wurden aus den entsprechenden Arztbriefen der Patienten, zur
Verfügung gestellt von Herrn Dr. Kahle, entnommen.
Aus den Arztbriefen war ersichtlich, dass die Patienten weiterhin unter
Hyperlipoproteinämie, Hypercholesterinämie, arterieller Hypertonie und
Nikotinabusus leiden. Drei der Patienten befanden sich bis etwa vier
Wochen vor der Teilnahme an der Studie in stationärer Behandlung im
Franziskus-Krankenhaus, Berlin. Als therapeutische Maßnahme wurde
bei diesen Patienten eine PTA (perkutane transluminale Angioplastie),
ein Verfahren zur Erweiterung oder Wiedereröffnung von verengten
oder verschlossenen Blutgefäßen, durchgeführt. 106
Folgende Präparate wurden als Therapeutika eingesetzt und während
des Untersuchungszeitraumes eingenommen:
Acetylsalicylsäure (ASS 100), Clopidogrel (Plavix 75), Simvastatin
(Zocor 40, Simvahexal), Ramipiril/HCT (Delix 2,5 und 5 plus),
Nicotinsäure (Niaspan) und Valsartan (Diovan).
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106 Vgl.: o. V., Angioplastie: PTA, o. J., Stand: 15.12.2006 (Internet).
Probanden, Material und Methoden 45
Die Acetylsalicylsäure und das Clopidogrel zählen zu den
Thrombozytenaggregationshemmern und werden zur Vorbeugung von
Schlaganfall und Herzinfarkt verordnet. Simvastatin und Nicotinsäure
haben eine Blutfettspiegelsenkende Wirkung. Ramipiril, HCT und
Valsarten haben eine Blutdrucksenkende Wirkung.107 Keines der
aufgeführten Medikamente führt, entsprechend der „Roten Liste
2006“108, zu einer Störung der visuellen Sinnesleistung, somit auch
nicht zu einer Störung des Kontrastsehens.
Alle pAVK-Patienten nahmen freiwillig an der Studie teil.
2.1.3 Kontrollgruppe Das Kollektiv der altersentsprechenden Kontrollgruppe bestand aus 20
Teilnehmern. Davon waren 10 Probanden männlichen Geschlechts und
10 Probanden weiblichen Geschlechts. Es wurden sowohl männliche,
als auch weibliche Studienteilnehmer zur Studie zugelassen, da kein
geschlechtsspezifischer Unterschied zu erwarten war. In die Studie
eingeschlossen wurden alle Probanden, welche die im nachstehenden
Abschnitt aufgeführten Kriterien erfüllten. Die Kontrollprobanden
nahmen ebenfalls freiwillig an der Studie teil.
2.1.4 Ausschlusskriterien Ziel der vorliegenden Studie sollte sein, Patienten mit schweren
arteriosklerotischen Gefäßveränderungen, jedoch unauffälligen
Augenstatus, auf das Kontrastsehen hin zu untersuchen. Um eventuell
vorliegende Störungen aufzudecken, wurden die Testergebnisse mit
einem altersentsprechenden Normkollektiv (Kontrollgruppe) verglichen.
Aufgrund der hoch angesetzten Kriterien und der festgelegten
Altersgrenze, gelang es in dem kurzen Zeitraum von drei Monaten
107 Vgl.: o. V., Pharmaka, o. J., Stand: 15.12.2006 (Internet).
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108 Rote Liste® 2006, Arzneimittelverzeichnis für Deutschland, 2006.
Probanden, Material und Methoden 46
nicht, die gleiche Anzahl an erkrankten Patienten, wie
Kontrollprobanden zu finden.
Es wurde großer Wert auf eine sorgfältige Auswahl der Probanden
gelegt. Somit mussten von vornherein sämtliche Risikofaktoren bei den
Studienteilnehmern ausgeschlossen werden, wo zu vermuten war, dass
diese Faktoren in irgendeiner Form einen Einfluss auf visuelle
Leistungen, wie z.B. das Kontrastsehen nehmen könnten. Um dies
bestmöglich erfassen zu können, wurde ein standardisierter
Anamnesebogen (siehe Anhang I) eingesetzt. Dieser Anamnesebogen
enthielt neben den persönlichen Daten, wie Geburtsjahr und
Geschlecht auch die Abfrage von Erkrankungen, die als Risikofaktoren
galten. Folgende Erkrankungen wurden im Einzelnen abgefragt:
Hypertonie, koronare Herzkrankheit, Zustand nach Schlaganfall,
Hyperlipidämie, Migräne, kalte Hände (vasospastisch bedingt),
Diabetes mellitus und sonstige schwerwiegende
Allgemeinerkrankungen. Außerdem wurden Probanden mit
Drogenkonsum, regelmäßiger Alkoholeinnahme, Rauchverhalten und
regelmäßiger Medikamenteneinnahme von der Studie ausgeschlossen.
Des weiteren wurde eine ophthalmologische Anamneseerhebung
vorgenommen. Die Augenanamnese umfasste die Frage nach
Operationen, Erkrankungen, wie z.B. altersabhängige
Makuladegeneration, Glaukom (jeglicher Form), Katarakt u.a. und die
Anwendung von Augentropfen (bis auf Tränenersatzmittel). Alle Fragen
mussten mit „Nein“ beantwortet werden, denn wenn nur einer der
genannten Punkte zutraf, konnte der Proband nicht an der Studie
teilnehmen.
Weitere Ausschlusskriterien der Kontrollprobanden waren ein
Augeninnendruck von mehr als 21 mmHg und eine Exkavationsgröße
der Papille (blinder Fleck), d.h. eine Cup-Disk-Ratio (CDR) von mehr
als 0,5, um ein eventuell vorhandenes Glaukom ausschließen zu
können.
Des weiteren musste der Visus mit Korrektion (Vcc) mindestens 0,8
betragen. ____________________________________________________________________ Katharina Petzold Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
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Probanden, Material und Methoden 47
2.1.5 Einschlusskriterien Studienteilnehmer zwischen dem 40. und 62. Lebensjahr wurden zur
Studie zugelassen. Dies galt für beide Gruppen. Von den an
Arteriosklerose erkrankten Patienten durften nur jene Patienten an der
Studie teilnehmen, welche keine weiteren ihnen bekannten Allgemein-
und Augenerkrankungen, die als Risikofaktoren eingestuft wurden,
aufwiesen.
Des weiteren nahmen nur Kontrollprobanden an der Studie teil, welche
die unter Abschnitt 2.1.4 benannten Kriterien nicht erfüllten.
2.2 Ablauf der Untersuchungen 2.2.1 Allgemeines Der Versuchsablauf stellte sich folgendermaßen dar:
Zum Anfang der Untersuchung eines jeden Studienteilnehmers erfolgte
ein ausführliches Informationsgespräch. Mit inbegriffen war die
Aufklärung über die Studie und die nachfolgenden Kontrastsehteste, die
Einwilligung über die Studienteilnahme, welche jeder Studienteilnehmer
mit seiner Unterschrift erteilte (Anhang II und III) und die anamnetische
Befragung. Anschließend wurde die objektive Bestimmung der
Sehschärfe mit einem Autorefraktometer und die subjektive
Augenglasbestimmung mit dem Sehzeichenprojektor vorgenommen.
Hinterher erfolgte die Untersuchung der Kontrastempfindlichkeit an
folgenden Gesichtsfeldkontrastgeräten: Humphrey® MatrixTM der Firma
Zeiss Meditec (Deutschland), Pulsar der Firma Haag-Streit (Schweiz),
Octopus 311 der Firma Haag-Streit (Schweiz) und Erlanger Flickertest
der Firma Roland Consult (Deutschland). Diese Messungen wurden
immer von der gleichen Person durchgeführt.
Nach Abschluss der Kontrastsehuntersuchungen wurden die
Probanden augenärztlich untersucht.
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Probanden, Material und Methoden 48
2.2.2 Refraktionsbestimmung Zuerst wurde die Sehschärfe (Visus) mit vorhandener Brille (VEB), dann
ohne Brille (VSC) und mit bestmöglicher Korrektion (VCC), jeweils für den
Nah- und Fernbereich, bei normalen Tageslichtverhältnissen ermittelt.
Dies erfolgte für das rechte und das linke Auge getrennt und die
Bedingungen waren für alle Studienteilnehmer gleich. Der Proband
musste dabei für die Ermittlung des Fernvisus monokular immer kleiner
werdende Zahlen erkennen, die in etwa sechs Meter Entfernung mittels
eines Sehzeichenprojektors auf eine weißgraue matte Tafel projiziert
wurden. Eine Visusstufe galt entsprechend der DIN-Norm (DIN 58220)
als richtig erkannt, wenn der Proband mindestens drei von vier
Optotypen (Sehzeichen) richtig benennen konnte.109 Für die
Bestimmung des Nahvisus, mit zusätzlichem Leselicht, musste der
Proband auf einer Lesetafel in entsprechender Leseentfernung (30–40
cm) einen Text vorlesen. Eine Visusstufe galt als erkannt, wenn der
völlig zusammenhangslose Text fließend vorgetragen werden konnte.
Die einzelnen Ergebnisse wurden in einer Tabelle (Anhang IV)
eingetragen.
2.2.3 Durchführung der Frequenzverdopplungs-Perimetrie (Humphrey® MatrixTM)
Für die Untersuchungen wurde das in Abbildung 16 dargebotene
Gesichtsfeldinstrument Humphrey® MatrixTM der Firma Zeiss Meditec
benutzt.
Die Frequenzverdopplungstechnologie ist ein relativ neues, von Welch
Allyn patentiertes Verfahren, zur Messung der zeitlichen
Kontrastempfindlichkeit für bewegte Reize und Untersuchung des
Gesichtsfeldes. Es dient vor allem der Erkennung von beginnenden
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109 Vgl.: Kaufmann, H., Strabismus, 2003, S. 85 ff.
Probanden, Material und Methoden 49
Gesichtsfelddefekten und wird daher zur frühzeitigen und präzisen
Glaukomdiagnose eingesetzt.110
Abbildung 16: Frequenzverdopplungs-Perimeter, Humphrey® Matrix™.111
Wie bereits im Abschnitt 1.5.1.4 beschrieben, reagieren vor allem die
retinalen My-Zellen, eine Untergruppe der M-Zellen, auf
Kontrastwechsel. Mit Hilfe dieses Gerätes lassen sich diese Zelltypen
auf ihre Funktionstüchtigkeit hin untersuchen.
Mit der Frequenzverdopplungstechnologie wird die Kontrastsensitivität
für bewegte Reize getestet. Verarbeitet wird diese visuelle Leistung
hauptsächlich über das magnozelluläre Ganglienzellsystem.
Die Frequenzverdopplungsmethode arbeitet mit einem flimmernden
Stimulus. Diese Stimulusart ist neu und war bisher bei keiner
herkömmlichen Perimetrie anzutreffen. Als Testzeichen dient hier ein 5°
mal 5° großer Teststimulus (in der Makula 2° mal 2° großer
Teststimulus) mit niedriger räumlicher Auflösung, bestehend aus
parallelen schwarzen und weißen Balken mit monochromatischem
Sinuswellencharakter und daher sinusförmiger Kontrastverteilung. Ein
schnelles phasengleiches und phasenparalleles gegeneinander
Verschieben der schwarzen und weißen Balken mit 18 Hz erzeugt ein
sogenanntes Gegenflimmern (siehe Abbildung 17). Beim Patienten
wird durch dieses Flimmern der Eindruck von doppelt so vielen Balken 110 Vgl.: o. V., Matrix Broschüre, o. J., Stand: 14.10.2006 (Internet).
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111 o. V., Meditec Zeiss, o. J., Stand: 13.12.2006 (Internet).
Probanden, Material und Methoden 50
hervorgerufen, als tatsächlich im Stimulus vorhanden sind. Man spricht
von einer optischen Täuschung. Daher kommt auch die Bezeichnung
Frequenzverdopplung.112
Für die Untersuchung wurde die vollständige Schwellenwertstrategie,
der 30-2 FDT-Schwellentest mit normaler Testgeschwindigkeit, gewählt.
Der Zeitfaktor der Untersuchung betrug pro Auge durchschnittlich sechs
Minuten. Während der Untersuchung schaut der Patient über ein im
Gerät eingebautes Okular auf einen Videomonitor mit einer
Hintergrundbeleuchtung von 10 cd/m2. Die Kontrastgesichtsfeldprüfung
wurde mit Fernkorrektur (Brille) und monokular durchgeführt. Eine am
Gerät angebrachte Blende sorgte dafür, dass das jeweils nicht zu
untersuchende Auge abgedeckt war. Begonnen wurde die
Untersuchung mit dem rechten Auge, anschließend erfolgte die Prüfung
des linken Auges. Die Aufgabe des Patienten war es, zunächst ein
kleines schwarzes Quadrat, welches sich in der Mitte des dargebotenen
Testfeldes befand, über die ganze Messung hinweg zu fixieren. Das
getestete Gesichtsfeld ist in verschiedene Areale eingeteilt. Dem
Prüfling werden wahlweise 69 Teststimuli in unterschiedlichen
Lokalisationen präsentiert. Somit wird ein 30° umfassendes
Gesichtsfeld erfasst. Die Reihenfolge der Stimuluspräsentation ist
zufällig. Gemessen wird die zeitliche Kontrastempfindlichkeit, d.h. die
Fähigkeit des Patienten bewegte Reize in Form von Gitter
wahrzunehmen. Es wird also die Kontrastschwelle bestimmt, bei der ein
Prüfling gerade noch in der Lage ist die Balken wahrzunehmen. Dazu
muss der Proband jedes Mal, wenn er die Balken aufflimmern sieht,
einen in der Hand haltenden Antwortknopf betätigen. Erkennt ein
Proband das jeweilige Gitter nicht, so wird zu einem späteren Zeitpunkt
dieses Areal nochmals geprüft mit einem im Kontrast gesteigerten
Stimulus. Beim Erkennen eines Stimulus wird dieses Feld später mit
einem im Kontrast reduzierten Stimulus nochmals getestet. Somit wird
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112 Vgl.: Anderson, A. J., et al., Characteristics of the Normative Database for the Humphrey Matrix Perimeter, Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2005, S. 1540-1547, o. V., Zeiss, Humphrey® FDT und Matrix Visual Field Instrument, A collection of publications and abstract, S. 5 f und 8 f.
Probanden, Material und Methoden 51
die entsprechende Reizschwelle ermittelt. Als Fixationspunkt während
der Messung dient ein sich in der Mitte des Testfeldes befindliches
schwarzes Quadrat, worauf der Proband während der ganzen Messung
zu schauen hat. Die Fixation kann vom Untersuchenden zum einen
über den Monitor auf dem Computer beobachtet werden und zum
andern über die Computer gestützte Fixationskontrolle kontrolliert
werden. Dies bedeutet, dass in regelmäßigen Abständen Stimuli in den
blinden Fleck projiziert werden, welche bei richtiger Fixation des
Probanden für diesen nicht sichtbar sind. Als weiteres
Zuverlässigkeitsindizes für die Fixationskontrolle beinhaltet das
Programm falsch positive und falsch negative Fangversuche. So wird
z.B. ein beantworteter unterschwelliger bzw. gar nicht dargebotener
Stimulus als falsch-positive Antwort gewertet und die Unbeantwortung
eines Stimulus, der viel heller, also überschwelliger, als die zuvor
erkannte Schwelle ist, wird als falsch-negative Antwort gewertet. Eine
hohe Anzahl an falsch negativen Antworten stellt ein Indiz für die
Unaufmerksamkeit des Prüflings dar.113
Abbildung 17: Frequenzverdopplungsstimulus.114
113 Vgl.: Gloor, B., Naumann, G. O. H., Rochels, R., Perimetrie mit besonderer Berücksichtigung der automatischen Perimetrie, 1993, S. 44, Kanski, J. J., Klinische Ophthalmologie, 2004, S. 211, Lachenmayr, B. J., Vivell, P. M. O., Perimetrie, 1992, S. 22.
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114 o. V., Zeiss, Humphrey® MatrixTM,, Früherkennung und Verlaufsbeurteilung mittels Frequenzverdopplungstechnologie, o. J..
Probanden, Material und Methoden 52
Nach erfolgter Untersuchung wurde automatisch das Messergebnis
ausgedruckt (siehe Anhang V). Mit diesem Ausdruck lässt sich aus der Schwellenwert-Grafik entnehmen, bei welcher Schwelle (dB) der
Kontraststimulus gerade noch erkannt wurde. In einer
Abweichungsgrafik (insgesamt) wird die Abweichung des Patienten an
jedem Testpunkt in Bezug auf altersbezogene Normwerte angegeben.
Dieser Wahrscheinlichkeitswert kann Werte von p>=5%, p<5%, p<2%,
p<1%, p<0,5% annehmen und wird als Grauabstufung wiedergegeben.
Eine weiße Fläche erscheint, wenn das Gesichtsfeld bei mehr als fünf
Prozent der altersgenormten Gesunden ebenfalls so ausgefallen ist.
Eine schwarze Fläche erscheint, wenn weniger als 0,5 Prozent der
altersgenormten Gesunden auch so reagiert haben. Man kann mit
großer Wahrscheinlichkeit davon ausgehen, das es sich bei den
schwarzen Feldern um defekte Stellen handelt und der Defekt nicht
zufällig entstanden ist.
Angaben zur mittleren Defekttiefe (MD = Mean Defect), dies entspricht
der mittleren Differenz zwischen alterskorrigierten Normwerten und den
gemessenen Werten im Gesichtsfeldareal, und der
Standardmusterabweichung (PSD = Pattern Standard Deviation) einer
Maßzahl für die Homogenität der Verteilung der Defekte im
Gesichtsfeld, sind ebenfalls auf dem Ausdruck angegeben. Der PSD-
Wert entspricht dem LV-Wert bei der achromatischen Perimetrie.115
Da das Gerät sich auf die aktuellen Lichtverhältnisse einstellt, ist keine
Abdunklung des Raumes erforderlich. Die Messungen für diese Studie
wurden jedoch trotzdem in einem abgedunkelten Raum vorgenommen
und waren für alle Studienteilnehmer gleich.
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115 Vgl.: Gloor, B., Naumann, G. O. H., Rochels, R., Perimetrie mit besonderer Berücksichtigung der automatischen Perimetrie, 1993, S. 54, Lachenmayr, B. J., Vivell, P. M. O., Perimetrie, 1992, S. 14.
Probanden, Material und Methoden 53
2.2.4 Durchführung der Flimmer-Perimetrie (Pulsar) Für diese Untersuchungen wurde das Pulsar-Gerät der Firma Haag-
Streit International benutzt. Auch das Pulsar ist ein
Gesichtsfeldinstrument mit dem die Kontrastempfindlichkeit für
bewegliche Flimmerreize gemessen werden kann.
Allgemein lassen sich mit diesem Gerät Hinweise auf frühzeitige
glaukomatöse Gesichtsfelddefekte finden.116
Diese Flimmer-Perimetrie arbeitet mit einem kreisförmigen bewegten
Stimulus mit Sinuscharakteristik (Abbildung 18), wobei die räumliche
Auflösung mit dem Kontrast kombiniert ist.
Es wird, bezogen auf Studien von Frisen davon ausgegangen, dass
vermutlich die räumliche Auflösung eine Funktion des parvozellulären
Systems ist.117
Der Stimulus weist einen Durchmesser von 5° auf, hat eine zeitliche
Modulation von 30 Hz und wird an 66 Punkten für je 500 ms
dargeboten. Die Impulsform des Stimulus kann Werte bei der
räumlichen Auflösung von 0,5 bis 6,3 cycl/deg (Kreise/Perioden pro
Grad) in 12 logarithmischen Abstufungen und der Kontrast Werte von
3% bis 100% in 32 logarithmischen Abstufungen annehmen. Insgesamt
wird ein in seitlicher Richtung 30° und in senkrechter Richtung 24°
großes Gesichtsfeld erfasst.118
Während des Messvorganges schaut der zu Untersuchende mit
entsprechender Nahkorrektur in einem Abstand von etwa 30 cm auf
einem 19 Zoll Monitor. Die Hintergrundbeleuchtung des Monitors
beträgt 31,5 asb. Aufgabe des Probanden ist es während der ganzen
Messung hindurch einen zentralen gelben kleinen Punkt zu fixieren und
116 Vgl.: o. V., Pulsar Highly specific and sensitive Glaucoma detection, o. J.. 117 Vgl.: González- Hernández, M., et al., Combined spatial, contrast, and temporal functions perimetry in mild glaucoma and ocular hypertension, European Journal Ophthalmology, Vol. 14 no. 6, 2004, S. 514 ff.
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118 Vgl.: Ebd., o. V., Pulsar Highly specific and sensitive Glaucoma detection, o. J..
Probanden, Material und Methoden 54
bei einen wahrzunehmenden flimmernden kreisrunden Stimulus den
Antwortknopf zu drücken. Es wird zuerst jeweils das rechte Auge
untersucht, anschließend dann das linke Auge. Das zur Zeit nicht zu
untersuchende Auge wird durch eine Augenklappe abgedeckt.
Abbildung 18: Schematische Darstellung der Teststimuli mit 5° Durchmesser der Pulsar-Perimetrie in
zwei unterschiedlichen Kontraststufen und einer räumlichen Frequenz zwischen 1,3
cycles/deg und 2,5 cycles/deg. R = Radius des Stimulus, C = zentraler Kontrast, SP =
räumliche Auflösung, D = Abstand vom Zentrum.119
Im Anschluss an die Messung wurde das Untersuchungsergebnis
ausgedruckt (siehe Anhang VI) und zeigt neben den Patientendaten
und technischen Daten die falsch-positiven und falsch-negativen
Antworten, eine Schwellenwert-, Graustufen-, Vergleichs- und
Abweichungsgrafik, sowie eine numerische Schwellenwerttabelle mit
den Gesichtsfeldindizes MD (Mean Defect = Mittlerer Defekt), MS
(Mean Sensitivity = Mittlere Empfindlichkeit) und sLV (Square root of
loss variance = Quadratwurzel der Verlustvarianz) u.a..
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119 González-Hernández, M., et al., Combined spatial, contrast, and temporal functions perimetry in mild glaucoma and ocular hypertension, European Journal Ophthalmology, Vol. 14 no. 6, 2004, S. 514 ff.
Probanden, Material und Methoden 55
2.2.5 Durchführung der achromatischen Perimetrie (Octopus 311)
Die Untersuchungen der achromatischen Perimetrie, auch Weiß-Weiß-
Perimetrie genannt, wurden mit dem Octopus 311 (Octopus 300 Series)
der Firma Haag-Streit (Schweiz) vorgenommen. Es handelt sich um ein
statisches automatisches Rasterperimeter (Abbildung 19).
Untersucht wurde die Verteilung der
Lichtdichteunterschiedsempfindlichkeit im Gesichtsfeld. Es bezeichnet
die Fähigkeit des Auges Helligkeitsunterschiede zwischen einem
Stimulus und dessen Hintergrund wahrzunehmen. Diese visuelle
Sinnesleistung wird vorrangig über das parvozelluläre
Ganglienzellsystem verarbeitet. 120
Abbildung 19: Octopus 311 der Firma Haag-Streit (Schweiz).121
Vor Ablauf der Untersuchung wird dem Patient das nicht zu
untersuchende Auge mit einer Augenklappe zugedeckt. Anschließend
schaut der Patient monokular durch eine Okularlinse in eine
beleuchtete Kugel. Die Hintergrundbeleuchtung betrug 31,4 asb (10
cd/m²). Um stets eine optimale Sehschärfe zu erreichen, wurde wenn 120 Vgl.: Gloor, B., Naumann, G. O. H., Rochels, R., Perimetrie mit besonderer Berücksichtigung der Automatischen Perimetrie, Bücherei des Augenarztes, Band 110, 1993, S. 127, Lachenmayr, B. J., Vivell, P. M. O., Perimetrie, 1992, S. 2.
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121 o. V., Haag-Streit, o. J., Stand: 08.12.2006 (Internet).
Probanden, Material und Methoden 56
nötig, der Visus mit Fernkorrekturgläsern ausgeglichen. Die Aufgabe
des Patienten war es, ein grünes Kreuz in der Mitte der Kugel zu
fixieren und per Knopfdruck, mit dem in der Hand haltenden Schalter,
auf jeden wahrgenommenen Lichtpunkt zu antworten.
Für die Messungen wurde das Schwellenprogramm G-1 mit der
dynamischen Strategie verwendet. „Die dynamische Strategie ist ein
schwellenbestimmendes Verfahren mit variablen Schrittweiten und
einfacher Schwellenüberschreitung. Die Schritte sind klein in Bereichen
mit normaler Empfindlichkeit und werden zunehmend weiter dort, wo
die Empfindlichkeit reduziert ist.“122 Es wird die Schwelle der
Lichtunterschiedsempfindlichkeit und die Verteilung der Schwelle im
gesamten Gesichtsfeld ermittelt. Die Größe des Stimulus beträgt 0,43°.
Dieser wird an beliebig ausgesuchten Testorten, je nach Prüfraster
(siehe Abbildung 20), für 100 ms dargebotenen.
Die Empfindlichkeit ist umso höher, je niedriger die Schwelle ist, da die
Empfindlichkeit der reziproke Wert zur Schwelle ist.
Zum Anfang werden die kritischen Testbereiche abgefragt. Dies wurde
so gewählt, da der Proband zu diesem Zeitpunkt noch nicht ermüdet ist
und zuverlässige Antworten gibt. So erhält man die vollwertigen
Schwellenwerte. Später werden die übrigen Bereiche abgefragt. Zudem
werden einige Testorte ein zweites Mal abgefragt (zweite
Schwellenwertbestimmung). Somit wird die Kurzzeitfluktuation (SF =
Short-term Fluctuation), die Streuung der Empfindlichkeit während der
Messung berechnet.123
Während des Messvorganges ist es wichtig, dass der Patient gut auf
das grüne Kreuz fixiert, um ein genaues Messergebnis zu erzielen. Die
Fixationskontrolle erfolgt entweder automatisch über eine eingebaute
Videokamera oder durch den Perimetristen, der über einen
122 Vgl.: o. V., Haag-Streit, Untersuchungs-Programme OCTOPUS 101 und OCTOPUS 300 Series, Kurzbeschreibung, o. J..
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123 Vgl.: Gloor, B., Naumann, G. O. H., Rochels, R., Perimetrie mit besonderer Berücksichtigung der automatischen Perimetrie, 1993, S. 54, Lachenmayr, B. J., Vivell, P. M. O., Perimetrie, 1992, S. 23.
Probanden, Material und Methoden 57
Beobachtungsmonitor die Einstellung auf Pupillenmitte des zu
untersuchenden Auges vornehmen kann. Des weiteren dienen falsch
positive und falsch negative Fangfragen zur Kontrolle der Fixation. Es
lässt sich so eine Aussage über die Zuverlässigkeit der Mitarbeit des
Probanden treffen.
Abbildung 20: Prüfpunktmuster des Programms G1. 124
Im Anschluss an die Messung wird das Untersuchungsergebnis
ausgedruckt (siehe Anhang VII) und zeigt neben den Patientendaten
und technischen Daten die falsch-positiven und falsch-negativen
Antworten, einen Farbstufenausdruck, die kumulative Defektkurve nach
Bebié (Kurvendarstellung der Empfindlichkeitswerte nach der
Defekttiefe), die numerische Defekttiefendarstellung, Differenzwerte
und Messwerte, sowie eine numerische Schwellenwerttabelle mit den
Gesichtsfeldindizes MD (Mean Defect = Mittlerer Defekt), LV (Loss
Variance = Verlustvarianz), MS (Mean Sensitivity = Mittlere
Empfindlichkeit), SF (Short-term Fluctuation = Kurzzeitfluktuation s.o.)
und RF (Reliability factor = Zuverlässigkeitsfaktor).
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124 o. V., Haag-Streit, Untersuchungs-Programme OCTOPUS 101 und OCTOPUS 300 Series, Kurzbeschreibung, o. J., S. 5.
Probanden, Material und Methoden 58
Die mittlere Empfindlichkeit ist das Maß für die mittlere Sensitivität im
gesamten Gesichtsfeld. Die Verlustvarianz gibt das Maß für die
Gleichmäßigkeit des Gesichtsfeldschadens an.125 Die Definitionen für
MD wurde bereits unter Abschnitt 2.2.3 erwähnt.
2.2.6 Durchführung des Erlanger Flickertests Für die Untersuchungen der Flicker-Perimetrie wurde das Erlanger-
Flickertest-Gerät der Firma Roland Consult benutzt. Es handelt sich um
einen mit weißen LEDs bestückten Ganzfeldstimulator. Der Stimulus
wird von einem indirekten Flickerlicht mit Sinuscharakteristik, welches
durch die LEDs ausgelöst wird, konstant in der ganzen Leuchtkugel
erzeugt. Somit wird eine einheitliche retinale Beleuchtungsstärke
gewährleistet.
Es erfolgte die Bestimmung der zeitlichen Kontrastempfindlichkeit mit
kontinuierlich flickerndem Licht in einem abgedunkelten isolierten
Raum. Verarbeitet wird diese Sinnesleistung über das magnozelluläre
System.
Laut Horn (2006) „können sich Defizite im sensorischen System
möglicherweise in einem frühen Stadium äußern, wenn dies durch
Provokationstests einer Belastung ausgesetzt wird.“126 Der Flickertest
bietet mit dem Flickerlicht eine solche Belastung und ist daher ein auf
Provokation beruhender reiner Kontrastsehtest, wobei nicht der
Stimulus selbst bewegt wird, sondern das Licht in der Leuchtkugel eine
Bewegung erfährt und äußert sich als flickernder Ganzfeldstimulus. Es
wird die Reaktivität der Netzhautgefäße auf einen bestimmten
Provikationsreiz getestet.
125 Vgl.: Gloor, B., Naumann, G. O. H., Rochels, R., Perimetrie mit besonderer Berücksichtigung der automatischen Perimetrie, 1993, S. 54. 126 Horn, F. K., et al., Flimmerprovokation im LED-Ganzfeld bei Gesunden und Glaukompatienten, Ophthalmologe, 2006, S. 866-972.
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Probanden, Material und Methoden 59
Die Messungen erfolgten in vier Teilmessungen. Die Aufgabe des
Patienten bestand zunächst darin ein in der Mitte der Leuchtkugel
befindlichen roten Lichtpunkt zu fixieren. Auch hier wurde die
Untersuchung mit Fernkorrektur (Brille) und jeweils mit dem rechten
und linken Auge getrennt vorgenommen. Der Patient hielt in der Hand
einen Antwortschalter, den er immer dann betätigen sollte, sobald er
einen Flickerreiz wahrgenommen hat. Zur Kontrolle der Pupillenweite,
der Augenposition und der Fixation diente eine im Gerät integrierte
Videokamera. Der Ablauf der Untersuchung, der von einem kleinen
eingebauten Minicomputer gesteuert wird, setzte sich aus vier
Teilabschnitten zusammen. Zunächst erfolgte die Messung der
Kontrastsensitivität, dann der Stress-Kontrast-Test, der Stress-Zeit-Test
und zum Abschluss der Flickerfusionsfrequenz-Test. Vor Beginn der
Messung konnte sich der Studienteilnehmer einen Eindruck von der Art
des Flickerreizes verschaffen, indem ihm die Demo-Version vorgespielt
wurde.
In dem ersten Teiltest wurden insgesamt fünf Teilmessungen
ausgewertet. Es wurde zu Anfang dreimal die Kontrastschwelle
gemessen, bei dem der Patient erstmalig das Flickern (37 Hz) bei einer
Helligkeit der Leuchtkugel von 27,84 cd/m2 erkannt hat. Von deren
untersten Wert ausgehend wurden fünf weitere Messungen erfasst und
deren Mittelwert gebildet. Dieser Wert ist auf dem Ausdruck (siehe
Anhang VIII) unter Contrast sensitivity Average angegeben und ging
als Zielgröße in die statistische Auswertung ein.
Während der zweiten Teilmessung wurde der Patient zuvor durch eine
30 sekündige Flickerstressapplikation (37 Hz) bei einer
Leuchtkugelhelligkeit von 27,84 cd/m2 gestresst und im Anschluss
dessen Kontrastschwelle gemessen, bei der er erstmalig nach Ende der
Flickerstressapplikation den Flickerreiz wieder wahrgenommen hat. Die
Antwort auf diese Wahrnehmung erfolgte per Knopfdruck. Auf dem
Ausdruck ist die Prozentzahl des wahrgenommenen Kontrastes unter
Stress-contrast average vermerkt. Dieser Wert ging als Zielgröße in die
statistische Auswertung ein. Beim dritten Teiltest wurde die ____________________________________________________________________ Katharina Petzold Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
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Probanden, Material und Methoden 60
Erholungszeit bestimmt, die der Patient benötigte, um einen
vorgegebenen Kontrastwert von fünf Prozent und 37 Hz, nach 20
sekündiger Flickerstressapplikation mit einer
Flickerlichtkontrastsensitivität von 100%, erneut zu erkennen. So lässt
sich die sensorische Funktion nach Belastung testen. Die Helligkeit der
Leuchtkugel betrug bei dieser Messung 49,50 cd/m2. Dies ist darauf
zurückzuführen, dass die Pupillengröße im Gegensatz zu den anderen
drei Teilmessungen nicht mit 4,00 mm angesetzt wurde, sondern mit
einem Durchmesser von 3,00 mm. Als Zielgröße ging der Stress-time
average Wert in die statistische Auswertung ein. Beim letzten Teiltest
wurde die Helligkeit der Leuchtkugel auf 12,66 cd/m2 gemindert. Bei
geminderter Helligkeit wurde zum Anfang ein von 120 Hz starkes
Flickern mit 100% Kontrast eingeblendet. Von dem Wert ausgehend
wurde die Hertzzahl kontinuierlich gemindert bis der Patient das
Flickern erkannte und dies mit Druck auf dem Antwortknopf
signalisierte. Dieser Messwert wurde dann als Ausgangspunkt für die
folgenden fünf Messungen genommen, wo jeweils fünf mal erneut
variierte Flickerreize ausgestrahlt wurden, dessen Hertzzahl um zehn
zum Ausgangswert erhöht war. Dieser Flickerreiz wurde im folgenden
kontinuierlich reduziert bis der Patient den Antwortknopf gedrückt hat.
Der durchschnittliche Wert aus den fünf Messungen wird im Ausdruck
unter Flicker fusion frequency Average wiedergegeben und wurde in
der Studie statistisch ausgewertet.
Die technischen Daten, wie die Pupillengröße und der Wert für die
Helligkeit/Beleuchtung waren für jeden Test fest voreingestellt gewesen
und in ihren Parametern unveränderlich. Somit waren die Bedingungen
für alle Studienteilnehmer gleich. Der Untersuchungsablauf während
der einzelnen Teilmessungen wurde von einem Minicomputer
gesteuert.
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Probanden, Material und Methoden 61
2.2.7 Augenärztliche Screening-Untersuchung der Probanden Die augenärztliche Screening–Untersuchung zum Ausschluss von
Erkrankungen oder Beeinträchtigungen der Augen fand immer nach der
Refraktion und der Durchführung der Kontrastsehtests statt. Eine
mögliche Beeinträchtigung des Kontrastsehens durch das helle
Untersuchungslicht der Spaltlampe und das für die
Augeninnendruckmessung eingesetzte Anästhetikum mit Fluorescein,
welches eine gelbliche Verfärbung auf den Tränenfilm hinterlässt, sollte
vermieden werden. Durchgeführt wurden diese Untersuchungen von
Frau Dr. Katja Göbel, Augenärztin in der Augenabteilung der
Schlosspark-Klinik, Berlin.
Es erfolgte eine Spaltlampenuntersuchung des vorderen und hinteren
Augenabschnittes. Dabei wurden Veränderungen der Augenlider, der
Bindehaut, der Hornhaut, der Vorderkammertiefe, der Regenbogenhaut
und der Linse beurteilt. Eine Untersuchung des hinteren
Augenabschnittes erfolgte mit Hilfe der indirekten Ophthalmoskopie,
wobei unter Verwendung der Volk 90 dpt Lupe der Fundus
(Augenhintergrund) und das Verhältnis der Exkavationsgröße (CDR =
Cup-Disc-Ratio, entspricht der Aushöhlung am Sehnervenkopf (hellste
Teil der Papille) zur Papillengröße) beurteilt wurde. Eine vergrößerte
Papille geht oft mit einem Sehnervenverlust (glaukombedingt) einher
und sollte daher stets bei einer augenärztlichen Untersuchung
dokumentiert werden.
Zuletzt wurde der Augeninnendruck mit dem Goldmann-
Applanationstonometer gemessen. Für diese Untersuchung wurde dem
Probanden zunächst ein Tropfen pro Auge fluoresceinhaltiges
Lokalanästhetikum (Thilorbin® Augentropfen) auf die
Hornhautoberfläche getropft. Die Messung des Augeninnendrucks
erfolgte ebenfalls an der Spaltlampe unter 60° einfallendem
kobaltblauem Licht. Ein Tonometerköpfchen in zylindrischer Form mit
enthaltendem Biprisma wird auf die Kornea (Hornhaut) leicht
aufgesetzt. Aufgrund dieses Prismas erfolgt eine Teilung des mit
Fluorescein angefärbten Tränenfilms in einen oberen und unteren ____________________________________________________________________ Katharina Petzold Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
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Probanden, Material und Methoden 62
Halbkreis (siehe Abbildung 21). An dem an der Spaltlampe
angebrachten Messkolben wird nun so lange gedreht, i.d.R. von 10
anfangend aufwärts, bis sich die Innenbereiche dieser beiden
Halbkreise gerade berühren. Beobachtet wird das Ganze monokular
vom Untersucher durch das Spaltlampenmikroskop. Der abgelesene
Wert entspricht dem vorliegenden Augeninnendruck, welcher in der
Einheit Millimeter Quecksilbersäule (mmHg) angegeben wird. Für das
rechte und linke Auge wurden die Druckwerte jeweils getrennt ermittelt.
Abbildung 21: Links: Fluoresceinhalbkreise beim Blick durch die Spaltlampe, rechts: Messkolben mit
Angabe des Augeninnendruckwertes in Millimeter Quecksilbersäule (mmHg).127
Alle ermittelten ophthalmologischen Daten wurden in eine Tabelle
eingetragen (siehe Anhang IV) und im Anschluss an die Studie
statistisch ausgewertet.
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127 o. V., Augeninnendruck, o. J., Stand: 1.12.2006 (Internet).
Probanden, Material und Methoden 63
2.3 Statistische Auswertung Zunächst wurden alle Daten für das jeweils randominisierte Auge
tabellarisiert (Software Excel® 2000, Microsoft®) und anschließend mit
dem Programm Statistica für Windows®, Version 4.5 (Firma Statsoft®,
Hamburg), in das die Excel®-Tabellen zuvor importiert wurden,
statistisch ausgewertet.
Damit die richtige Testmethode zur Auswertung der Ergebnisse
herangezogen werden konnte, wurden die Mediane und deren mittlere
absolute Abweichung, die Mittelwerte und deren Standardabweichung
berechnet und alle Ergebnisse auf ihre Normalverteilung hin geprüft. Da
bei allen Testergebnissen der Kontrastsehtests keine normverteilten
Ergebnisse auftraten, wurde zur statistischen Auswertung und zur
Berechnung der Kontrastsehteste der nicht parametrische Mann-
Whitney-U-Test herangezogen. Dieser auf Rängen basierende Test
vergleicht zwei Gruppen untereinander.
Die Ergebnisse der ophthalmologischen Untersuchung waren
normalverteilt und sind biologische Größen. Deshalb wurde zur
Berechnung des p-Wertes (Irrtumswahrscheinlichkeit) der t-Test für
unverbundene Stichproben angewendet.
Bei den Resultaten wurde jeweils die Wahrscheinlichkeit p angegeben.
Das Signifikanzniveau wurde auf p kleiner als 0,05 festgelegt. Somit
stellt die Wahrscheinlichkeit von weniger als fünf Prozent (p<0,05) den
statistischen Beweis für einen signifikanten Unterschied der jeweils
untersuchten Gruppen dar.
Die Auswahl der verschiedenen Testverfahren, sowie die statistischen
Berechnungen entstanden in Übereinstimmung mit Herrn Prof. Dr. C.
Erb, Chefarzt der Augenabteilung der Schlosspark-Klinik, Berlin.
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Ergebnisse 64
3 Ergebnisse 3.1 Probanden Insgesamt wurden während des Studienzeitraumes 24 Probanden
untersucht. Davon waren 4 Studienteilnehmer der Gruppe I (Arteriosklerosepatienten) und 20 Studienteilnehmer der Gruppe II (Kontrollprobanden) angehörig. Die entsprechende Alters- und
Geschlechtsverteilung des Probandenkollektivs wird mit Tabelle 1
veranschaulicht. Während in der ersten Gruppe 3 Männer und 1 Frau
an der Studie teilnahmen, waren es in der Kontrollgruppe 10 Frauen
und 10 Männer.
Tabelle 1: Übersicht über die Alters- und Geschlechtsverteilung der Gruppe I und Gruppe II128
Gruppe I Gruppe II Anzahl der Probanden n 4 20 Geschlecht: männlich 3 (75%) 10 (50%) Geschlecht: weiblich 1 (25%) 10 (50%) Durchschnittsalter (Jahre) (Mittelwert ± Standardabweichung)
56,5 (±7,78) 48,95 (±6,07)
Das Alter der Gruppe der Erkrankten erstreckte sich von 45 bis 62
Jahren. Die Probanden der zweiten Gruppe waren zwischen 40 und 60
Jahre alt. Somit lag das Durchschnittsalter der Gruppe I bei 56,5 ± 7,78
Jahren, das der Kontrollprobanden bei 48,95 ± 6,07 Jahren und lag
demnach um einiges unter dem des Patientenkollektivs.
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128 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 65
3.2 Ergebnisse der ophthalmologischen Untersuchungen Die nachstehende Tabelle 2 und Abbildungen 22 und 23 sollen einen
Überblick über die Ergebnisse der augenärztlichen Untersuchung und
der Refraktion des Probandenkollektivs und deren Verteilung geben.
Angegeben wird jeweils der Mittelwert und die Standardabweichung,
sowie das minimal und maximal erreichte Ergebnis.
Da diese Ergebnisse normverteilt sind und es sich um biologische
Größen handelt, wurde für die statistische Auswertung und
Berechnung des p-Wertes der t-Test für unverbundene Stichproben
angewendet.
Tabelle 2: Darstellung der ophthalmologischen Daten der 24 Studienteilnehmer129
Arteriosklerose- Patientengruppe
(Gruppe I)
Kontrollgruppe (Gruppe II)
Gruppe I/II
Mittel-wert ± Stand-ardab-wei-
chung
Min/ Max Mittel-wert ± Stand-ardab-wei-
chung
Min/ Max
p
Vcc Ferne
1,19 ± 0,13
1,00/ 1,25
1,24 ± 0,56
1,00/ 1,25
0,20
Vcc Nähe
1,00 ± 0
1,00/ 1,00
1,00 ± 0
1,00/ 1,00
-
Vsc Ferne
0,84 ± 0,31
0,50/ 1,25
0,62 ± 0,44
1,00/ 1,25
0,35
Vsc Nähe
0,73 ± 0,08
0,63 /0,80
0,66 ± 0,37
1,00/ 1,00
0,69
Refraktion Ferne [dpt]
-0,56 ± 0,69
-1,25/ 0,25
-0,54 ± 1,91
-4,75/ 2,50
0,69
Refraktion Nähe [dpt]
1,00 ± 1,14
-0,25/ 2,50
0,58 ± 2,34
-4,75/ 4,25
0,73
Cup/Disk- Ratio (CDR)
0,51 ± 0,15
0,35/ 0,70
0,34 ± 0,12
0,10/ 0,50
0,02
Augeninnen-druck
[mmHg]
15,5 ± 1,00
15/ 17
12,35 ± 2,13
9/ 16
0,01
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129 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 66
Histogram: CDR
Anz
ahl n
IGRUPPE:
0
2
4
6
8
10
12
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
IIGRUPPE:
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Abbildung 22:
Erzielte Ergebnisse bezüglich der Papillenexkavationsgröße (CDR) beider Gruppen130
Histogram: IOD
Anz
ahl n
IGRUPPE:
0
1
2
3
4
5
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
IIGRUPPE:
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Abbildung 23:
Erzielte Ergebnisse bezüglich der Augeninnendruckwerte (IOD) beider Gruppen131
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass aufgrund der oben
aufgeführten p-Refraktions-Werte und p-Visus-Werte kein signifikanter
Unterschied zwischen beiden Gruppen besteht. Der p-Wert für den
Augeninnendruck und der CDR liegen jedoch unter p<0,05 und stellen
einen signifikanten Unterschied beider Gruppen dar.
130 Eigene Darstellung.
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131 Ebd..
Ergebnisse 67
3.3 Ergebnisse der Frequenzverdopplungs-Perimetrie (Humphrey® MatrixTM)
3.3.1 Ergebnisse der Arteriosklerosepatienten Die folgende Tabelle 3 gibt eine Übersicht über die
Untersuchungsergebnisse, die Medianwerte mit deren mittleren
absoluten Abweichungen, sowie der minimalen und maximalen
erzielten Ergebnisse der Kontrastsehprüfung mit dem Humphrey®
MatrixTM Gesichtfeldinstrument für die Probanden der Gruppe I.
Tabelle 3: Ergebnisse der Frequenzverdopplungs-Perimetrie mit dem Humphrey® MatrixTM der
Gruppe I132
Anzahl n MD (dB)
PSD (dB)
Fixations-fehler (n/10)
Falsch-pos.
Antworten(n/10)
Falsch-neg.
Antworten (n/6)
Zeit (sec)
1 -1,44 2,59 0 0 0 371 2 0,28 2,65 1 0 0 373 3 2,53 2,92 2 0 0 376 4 3,88 4,09 2 0 0 387
Median 3,88 2,78 1,5 0 0 374,50Min/Max 1,41/
-1,44 2,59/ 4,09
0/2 0/0 0/0 371/ 387
mittlere absolute
Abweichung
± 1,89 ± 0,51 ± 0,96 ± 0 ± 0 ± 5,13
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132 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 68
3.3.2 Ergebnisse der Kontrollgruppe Die folgende Tabelle 4 gibt eine Übersicht über die
Untersuchungsergebnisse, die Medianwerte mit deren mittleren
absoluten Abweichungen, sowie der minimalen und maximalen
erzielten Ergebnisse der Kontrastsehprüfung mit dem Humphrey®
MatrixTM Gesichtfeldinstrument für die Probanden der Gruppe II.
Tabelle 4: Ergebnisse der Frequenzverdopplungs-Perimetrie mit dem Humphrey® MatrixTM der
Gruppe II133
Anzahl N
MD (dB)
PSD(dB)
Fixations-fehler (n/10)
Falsch-pos.
Antworten(n/10)
Falsch-neg.
Antworten (n/6)
Zeit (sec)
1 -11,37 2,03 0 0 0 360 2 -4,38 2,23 0 0 0 362 3 -2,86 2,24 0 0 0 363 4 -2,68 2,25 0 0 0 365 5 -1,91 2,3 0 0 0 366 6 -1,46 2,34 0 0 0 368 7 -1,03 2,39 0 0 0 369 8 -0,61 2,4 0 0 0 373 9 -0,36 2,42 0 0 0 373
10 0,36 2,44 0 0 0 374 11 0,45 2,48 0 0 0 377 12 0,63 2,61 1 0 0 378 13 0,75 2,65 1 0 0 379 14 0,9 2,68 1 0 0 380 15 1,25 2,7 1 0 0 383 16 1,32 2,76 1 0 0 385 17 1,47 2,98 2 0 0 387 18 1,56 3,25 2 0 0 391 19 2 3,45 2 0 0 391 20 2,2 4,78 2 1 0 408
Median 0,41 2,46 0,00 0,00 0,00 375,5Min/ Max
-11,37/2,20
2,03/4,78
0/ 2
0/ 1
0/ 0
360/ 408
mittlere absolute
Abweichung ±
2,09 ±
0,39±
0,72 ±
0,1 ± 0
± 9,30
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133 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 69
3.3.3 Vergleich der Ergebnisse beider Gruppen Für den Vergleich der erzielten Ergebnisse beider Gruppen
untereinander wurden die Mediane und deren mittleren absoluten
Abweichungen berechnet. Die entsprechenden p-Werte wurden mit
dem Mann-Whitney-U-Test bestimmt (Tabelle 5).
Tabelle 5: Vergleich der statistischen Ergebnisse der Frequenzverdopplungs-Perimetrie beider
Gruppen134
Gruppe I Gruppe II Gruppe I/II Zahl der
Probanden n 4 20 24
Median ± mittlere absolute
Abweichung
Median ± mittlere absolute
Abweichung
p
MD (dB) 1,31 ± 2,36 0,41 ± 2,09 0,25 PSD (dB) 2,46 ± 0,39 2,46 ± 0,39 0,15 Fixations-
Fehler (n/10) 1,25 ± 0,96 0,00 ± 0,72 0,25
Falsch pos. (n/10) 0 ± 0 0,00 ± 0,10 0,88 Falsch neg. (n/6) 0 ± 0 0 ± 0 1,00
Zeit (sec) 374,5 ± 5,13 375,50 ± 9,30 0,91
Bei einem Vergleich der erzielten Ergebnisse beider Gruppen ließ sich
mit Hilfe des Mann-Whitney-U-Tests keine Signifikanz eines p-Wert
ermitteln. Da die p-Werte stets größer als 0,05 waren, liegt bei den
Ergebnissen des Frequenzverdopplungs-Perimetrie zwischen der
Gruppe I und Gruppe II kein statistisch signifikanter Unterschied vor.
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134 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 70
3.4 Ergebnisse der Flimmer-Perimetrie (Pulsar) 3.4.1 Ergebnisse der Arteriosklerosepatienten
Die folgende Tabelle 6 gibt eine Übersicht über die
Untersuchungsergebnisse, die Medianwerte mit deren mittleren
absoluten Abweichungen, sowie der minimalen und maximalen
erzielten Ergebnisse der Kontrastsehprüfung mit dem Pulsar-Perimeter
für die Probanden der Gruppe I.
Tabelle 6: Ergebnisse der Flimmer-Perimetrie mit dem Pulsar-Perimeter der Gruppe I135
Anzahl N
MS (dB)
MD (dB)
sLV(dB)
Fixaktions-fehler (n/10)
Falsch-pos.
Antworten (n/10)
Falsch-neg.
Antworten (n/6)
Zeit (sec)
1 16,6 -0,7 2,2 0 0 0 170 2 18,7 -0,6 2,6 0 0 0 172 3 19,1 0,1 2,7 0 0 0 173 4 21 2,2 3,3 1 0 0 181
Median 18,9 -0,25
2,65 0,00 0 0 172,5
Min/ Max
16,6/ 21,0
-0,70/2,20
2,20/3,30
0/ 1
0 0 170/ 181
mittlere absolute Abwei-chung
± 1,20
± 0,98
± 0,30
± 0,38
± 0
± 0
± 3,50
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135 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 71
3.4.2 Ergebnisse der Kontrollgruppe Die folgende Tabelle 7 gibt eine Übersicht über die
Untersuchungsergebnisse, die Medianwerte mit deren mittleren
absoluten Abweichungen, sowie der minimalen und maximalen
erzielten Ergebnisse der Kontrastsehprüfung mit dem Pulsar-Perimeter
für die Probanden der Gruppe II.
Tabelle 7: Ergebnisse der Flimmer-Perimetrie mit dem Pulsar-Perimeter der Gruppe II136
Anzahl N
MS (dB)
MD (dB)
sLV(dB)
Fixaktions-fehler (n/10)
Falsch-pos.
Antworten (n/10)
Falsch-neg.
Antworten (n/6)
Zeit (sec)
1 13,6 -2,2 0,7 0 0 0 167 2 15,2 -1,6 1,4 0 0 0 168 3 15,7 -1,1 1,9 0 0 0 168 4 17,3 -0,7 2,3 0 0 0 168 5 17,6 -0,3 2,4 0 0 0 169 6 18,6 -0,2 2,5 0 0 0 169 7 19,5 0 2,6 0 0 0 169 8 19,5 0 2,7 0 0 0 169 9 19,5 0,2 2,7 0 0 0 170 10 19,7 0,2 2,7 0 0 0 171 11 19,7 0,2 2,7 0 0 0 172 12 19,8 0,3 2,7 0 0 0 173 13 20 0,5 2,8 0 0 0 173 14 20,2 0,6 2,8 0 0 0 174 15 20,2 1,2 3 0 0 0 176 16 20,6 1,6 3 0 0 0 177 17 20,9 1,7 3,4 0 0 0 177 18 21,3 3,6 3,5 0 0 0 178 19 22,5 3,6 3,6 0 0 0 185 20 22,9 5,9 4,1 1 1 1 226
Median 22,9 0,20 2,70 0,00 0,00 0,00 171,50Min/ Max
13,6/ 19,7
-2,20/5,90
0,70/4,10
0/ 1
0/ 1
0/ 1
167/ 226
mittlere absolute Abwei-chung
± 1,73
± 1,36
± 0,49
± 0,10
± 0,10
± 0,10
± 6,99
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136 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 72
3.4.3 Vergleich der Ergebnisse beider Gruppen Es wurden die Mediane und deren mittleren absoluten Abweichungen
berechnet. Die p-Werte wurden mit dem Mann-Whitney-U-Test
bestimmt (Tabelle 8).
Tabelle 8: Vergleich der statistischen Ergebnisse der Flimmer-Perimetrie beider Gruppen137
Gruppe I Gruppe II Gruppe I/II Zahl der
Probanden n 4 20 24
Median ± mittlere absolute
Abweichung
Median ± mittlere absolute
Abweichung
p
MS (dB) 18,9 ± 1,20 22,9 ± 1,73 0,54 MD (dB) -0,25 ± 0,98 0,20 ± 1,36 0,56
sLV 2,65 ± 0,30 2,70 ± 0,49 0,70 Fixations-
Fehler (n/10) 0,00 ± 0,38 0,00 ± 0,10 0,54
Falsch pos. (n/10) 0,00 ± 0 0,00 ± 0,10 0,88 Falsch neg. (n/6) 0,00 ± 0 0 ± 0,10 0,88
Zeit (sec) 172,5 ± 3,50 171,5 ± 6,99 0,49
Bei einem Vergleich der Ergebnisse beider Gruppen ließ sich mit Hilfe
des Mann-Whitney-U-Tests keine Signifikanz eines p-Wert ermitteln. Da
in diesem Fall die p-Werte stets größer als 0,05 waren, liegt bei den
Ergebnissen der Pulsar-Perimetrie zwischen der Gruppe I und Gruppe
II kein statistisch signifikanter Unterschied vor.
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137 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 73
3.5 Ergebnisse der achromatischen Perimetrie 3.5.1 Ergebnisse der Arteriosklerosepatienten Die folgende Tabelle 9 gibt eine Übersicht über die
Untersuchungsergebnisse, die Medianwerte mit deren mittleren
absoluten Abweichungen, sowie der minimalen und maximalen
erzielten Ergebnisse der Kontrastsehprüfung mit dem Octopus 311
Perimeters für die Probanden der Gruppe I.
Tabelle 9: Ergebnisse der achromatischen Perimetrie der Gruppe I138
Anzahl N
MD (dB)
MS (dB)
LV (dB)
RF Falsch-pos. Antworten
(n/10)
Falsch-neg. Antworten
(n/6)
Zeit (sec)
1 -2,9 26,9 3,4 0 0 0 318 2 -1,8 28,2 5 0 0 0 358 3 -1,2 29,8 5,2 0 0 0 381 4 0 29,8 6,7 0 0 0 390
Median -1,50 29,0 6,7 0,00 0,00 0,00 369,5Min/ Max
-2,9/ 0,0
26,9/29,8
5,1/ 3,4
0/ 0
0/ 0
0/ 0
318/ 390
mittlere absolute Abwei-chung
± 0,88
± 1,13
± 0,88
± 0,00
± 0
± 0
± 23,75
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138 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 74
3.5.2 Ergebnisse der Kontrollgruppe Die folgende Tabelle 10 gibt eine Übersicht über die
Untersuchungsergebnisse, die Medianwerte mit deren mittleren
absoluten Abweichungen, sowie der minimalen und maximalen
erzielten Ergebnisse der Kontrastsehprüfung mit dem Octopus 311
Perimeters für die Probanden der Gruppe II.
Tabelle 10: Ergebnisse der achromatischen Perimetrie der Gruppe II139
Anzahl N
MD (dB)
MS (dB)
LV (dB)
RF Falsch-pos.
Antworten(n/10)
Falsch-neg.
Antworten (n/6)
Zeit (sec)
1 -2,2 25,6 2,2 0 0 0 287 2 -1,5 26,5 2,6 0 0 0 289 3 -1,4 26,6 2,6 0 0 0 290 4 -0,9 26,8 2,8 0 0 0 295 5 -0,6 27,1 2,9 0 0 0 295 6 -0,5 27,3 3,1 0 0 0 299 7 -0,5 27,6 3,2 0 0 0 310 8 -0,3 27,9 3,2 0 0 0 311 9 -0,3 27,9 3,3 0 0 0 311 10 -0,3 28 3,3 0 0 0 312 11 -0,2 28,2 3,6 0 0 0 317 12 -0,1 28,2 4,1 0 0 0 323 13 0,1 28,2 4,4 0 0 0 324 14 0,2 28,3 4,7 0 0 0 332 15 0,2 28,4 5,2 0 0 0 338 16 0,6 28,5 5,8 0 0 0 345 17 1,2 28,5 6,9 0 0 0 345 18 1,4 28,8 12,8 0 0 0 345 19 1,4 29,1 14 7,1 1 0 349 20 1,5 29,4 14,9 17,6 3 3 356
Median -0,25 28,1 3,45 0,00 0,00 0,00 314,5Min/ Max
-2,2/ 1,5
25,6/29,4
2,2/14,9
0/ 17,6
0/ 3
0/ 3
287/ 356
mittlere absolute Abwei-chung
± 0,75
± 0,74
± 2,80
± 2,22
± 0,70
± 0,29
± 18,92
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139 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 75
3.5.3 Vergleich der Ergebnisse beider Gruppen
Um die einzelnen Ergebnisse der Gesichtsfelduntersuchung
untereinander zu vergleichen, wurden zunächst die Mediane und deren
mittleren absoluten Abweichungen berechnet und die p-Werte mit dem
Mann-Whitney-U-Test bestimmt (Tabelle 11).
Tabelle 11:
Vergleich der statistischen Ergebnisse der achromatischen Perimetrie beider
Gruppen140
Gruppe I Gruppe II Gruppe I/II Zahl der
Probanden n 4 20 24
Median ± mittlere absolute
Abweichung
Median ± mittlere absolute
Abweichung
p
MS (dB) 29,0 ± 1,13 28,1 ± 0,74 0,23 MD (dB) -1,50 ± 0,88 -0,25 ± 0,75 0,06
LV 6,70 ± 0,88 3,45 ± 2,80 0,26 RF 0,00 ± 0 0,00 ± 17,6 0,76
Falsch pos. 0,00 ± 0 0,00 ± 0,70 0,76 Falsch neg. 0,00 ± 0 0,00 ± 0,29 0,88 Zeit (sec) 369,5 ± 23,75 314,50 ± 18,92 0,02
Bei einem Vergleich der Ergebnisse beider Gruppen ließ sich mit Hilfe
des Mann-Whitney-U-Tests die Signifikanz des p-Wertes für die Zeit
ermitteln. Da in diesem Fall der p-Wert kleiner als 0,05 ist, liegt
zwischen der Gruppe I und Gruppe II ein statistisch signifikanter
Unterschied bezüglich der Zeit vor.
Bei den anderen Werten war der p-Wert stets größer als 0,05, so dass
bezüglich der anderen Ergebnisse kein statistisch signifikanter
Unterschied zwischen beiden Gruppen besteht.
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140 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 76
3.6 Ergebnisse des Erlanger Flickertests 3.6.1 Ergebnisse der Arteriosklerosepatienten
Die folgende Tabelle 12 gibt eine Übersicht über die
Untersuchungsergebnisse, die Medianwerte mit deren mittleren
absoluten Abweichungen, sowie der minimalen und maximalen
erzielten Ergebnisse der Kontrastsehprüfung mit dem Erlanger
Flickertest für die Probanden der Gruppe I.
Tabelle 12: Ergebnisse des Erlanger Flickertests der Gruppe I141
Anzahl N
Contrast sensitivity
(%)
Stress-contrast
(%)
Stress- time (sec)
Flicker fusion
frequency (Hz)
1 2,53 6,18 11 44,4 2 2,57 15,53 11 53,6 3 3,61 15,53 18 55 4 4,36 15,53 49 55
Median 3,47 12,67 23 53,7 Min/ Max
0,79/ 12,09
6,18/ 24,61
9/ 47
43,8/ 81,0
Mittlere absolute
Abweichung
± 1,90
± 5,26
± 9,04
± 4,57
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141 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 77
3.6.2 Ergebnisse der Kontrollprobanden
Die folgende Tabelle 13 gibt eine Übersicht über die
Untersuchungsergebnisse, die Medianwerte mit deren mittleren
absoluten Abweichungen, sowie der minimalen und maximalen
erzielten Ergebnisse der Kontrastsehprüfung mit dem Erlanger
Flickertest für die Probanden der Gruppe II.
Tabelle 13: Ergebnisse des Erlanger Flickertests der Gruppe II142
Anzahl N
Contrast sensitivity
(%)
Stress-contrast
(%)
Stress- time (sec)
Flicker fusion
frequency (Hz)
1 0,79 6,18 9 43,8 2 1,06 6,18 9 46 3 1,55 9,8 9 47,8 4 1,73 9,8 12 48 5 1,92 9,8 17 48 6 2,67 9,8 18 49,4 7 2,75 9,8 19 50 8 3,04 9,8 20 51,2 9 3,32 9,8 23 51,6 10 3,32 9,8 23 52,6 11 3,77 9,8 24 53,8 12 4,24 15,53 26 54,2 13 4,36 15,53 27 54,2 14 4,81 15,53 30 54,8 15 5,41 15,53 34 55,4 16 6,18 24,61 35 56,2 17 6,45 24,61 35 57 18 6,51 24,61 38 57,6 19 7,63 24,61 43 63,2 20 12,09 24,61 47 81
Median 3,09 15,53 14,50 54,30 Min/ Max
2,53/ 4,36
6,18/ 15,53
11,00/ 49,00
44,40/ 55,00
mittlere absolute
Abweichung
± 0,65
± 2,60
± 9,78
± 4,16
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142 Eigene Darstellung.
Ergebnisse 78
3.6.3 Vergleich der Ergebnisse beider Gruppen Es wurden die Mediane und deren mittleren absoluten Abweichungen
berechnet, und die p-Werte mit dem Mann-Whitney-U-Test bestimmt
(Tabelle 14).
Tabelle 14: Vergleich der statistischen Ergebnisse des Erlanger Flickertests beider Gruppen143
Gruppe I Gruppe II Gruppe I/II Zahl der
Probanden n 4 20 24
Median ± mittlere absolute
Abweichung
Median ± mittlere absolute
Abweichung
p
Contrast sensitivity (%) 3,47 ± 1,90 3,09 ± 0,65 0,45 Stress-contrast (%) 12,67 ± 5,26 15,53 ± 2,60 0,71 Stress-time (sec) 23,00 ± 9,04 14,50 ± 9,78 0,22
Flicker fusion frequency (Hz)
53,70 ± 4,57 54,30 ± 2,79 0,86
Bei einem Vergleich der Ergebnisse beider Gruppen ließ sich mit Hilfe
des Mann-Whitney-U-Tests keine Signifikanz eines p-Wert ermitteln. Da
in diesem Fall die p-Werte stets größer als 0,05 waren, liegt bei den
Ergebnissen des Erlanger Flickertests zwischen der Gruppe I und
Gruppe II kein statistisch signifikanter Unterschied vor.
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143 Eigene Darstellung.
Diskussion der Ergebnisse 79
4 Diskussion der Ergebnisse 4.1 Analyse der Ausgangssituation Ziel der vorliegenden Studie war es, Patienten mit schweren
arteriosklerotischen Erkrankungen, d.h. mit einer peripheren arteriellen
Verschlusskrankheit, jedoch unauffälligem Augenstatus und ohne
zusätzliche schwere Allgemeinerkrankungen, hinsichtlich ihrer
qualitativen und quantitativen Kontrastwahrnehmung zu untersuchen.
In der Glaukomdiagnostik werden heutzutage zahlreiche Diagnosetests
angewandt, wobei bei den meisten Testuntersuchungen zusätzliche
Einflussfaktoren durch systemische Gefäß- oder
Allgemeinerkrankungen, und somit eventuell erzielte
Überlagerungseffekte in den Testergebnissen, nicht berücksichtigt
werden. Es ist bekannt, dass das Glaukom mit einer verringerten
Durchblutung in den arteriellen und venösen Blutgefäßen, sowie in den
retinalen Kapillaren assoziiert ist und mit einer Vielzahl anderer
Erkrankungen einhergeht. Derzeit ist noch ungeklärt, welchen Einfluss
Mikrozirkulationsstörungen auf die visuelle Sinnesleistung, v.a. dem
Kontrastsehen, haben.144 Es ist daher wichtig bei der Beurteilung und
Diagnosestellung „Glaukom“ neben den ermittelten
Gesichtsfelddefekten, der Beurteilung des Augeninnendrucks und dem
Papillenzustand, derartige Einflüsse bei der Interpretation zu
berücksichtigen.
Wie im Abschnitt 1.2 bereits erwähnt, konnte der Einfluss von
systemischen Erkrankungen, wie z.B. KHK auf die visuelle
Sinnesleistung, wie beispielsweise dem Farbsehen, nachgewiesen
werden. Auch Pahor (2003) belegte die Minderung der
Kontrastempfindlichkeit aufgrund eines Diabetes mellitus (Abschnitt 4.2.3).
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144 Vgl.: o. V., Teilprojekt B II.1 “Mikrozirkulation von Retina und Papille bei Glaukomen”, 1996-1998, Stand: 07.12.2006 (Internet).
Diskussion der Ergebnisse 80
Diskutiert wurde in diesen Studien eine vorliegende Störung der
okulären Gefäße (A. opthalmica, A. centralis retinae, Aa. ciliares, sowie
die großen Aderhautgefäße) und damit einhergehende
Mikrozirkulationsstörungen aufgrund der eingeschränkten, durch die
Krankheit bedingten, Autoregulation der retinalen Gefäße. Gerade
Schröder (2002) diskutierte Fundusveränderungen und
Mikrozirkulationsstörungen, die auf ein Versagen der Autoregulation der
Gefäße und einem damit verbundenen erhöhten Blutfluss in den
retinalen Gefäßen aufgrund arteriosklerotischer Gefäßveränderungen
zurückzuführen sind.145
Gegenstand dieser Studie war es, die Beeinflussung des
Kontrastsehens aufgrund arteriosklerotisch bedingter
Gefäßveränderungen gegenüber einem Normkollektiv zu untersuchen.
Im Ergebnis fanden sich signifikante Unterschiede bei dem
untersuchten Patientenkollektiv im Vergleich mit einer gesunden
Kontrollgruppe, in der konventionellen Weiß-Weiß-Perimetrie bezüglich
des Faktors Zeit. Signifikante Unterschiede in der Untersuchung der
zeitlichen Kontrastempfindlichkeit mit der Flimmer-Perimetrie, der
Frequenzverdopplungs-Perimetrie und der Flicker-Perimetrie konnten
nicht nachgewiesen werden.
Zusammenfassend kann damit gesagt werden, dass keine besonderen
Auffälligkeiten beim Vergleich beider Gruppen, in den Ergebnissen der
zeitlichen Kontrastempfindlichkeitsmessung zu finden waren, auch
wenn die untersuchte Patientengruppe sehr klein war. Aber selbst ein
Trend konnte, bis auf den MD-Wert in der achromatischen Perimetrie,
nicht nachgewiesen werden.
Bezüglich der Auswertung der ophthalmologischen Daten ließen sich
signifikant höhere Werte des Augeninnendrucks und der
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145 Vgl.: Schröder, A., et al., Farbsinnstörungen bei Patienten mit arterieller Hypertonie, Ophthalmologe, 2002, 99: S. 375-379.
Diskussion der Ergebnisse 81
Papillenexkavationsgröße im Vergleich der Patientengruppe mit der
Kontrollgruppe aufzeigen.
Welche Erklärungen lassen sich für den leicht erhöhten, dennoch im
Normbereich liegenden Augeninnendruck, für die erhöhten CDR-Werte
und für die Unauffälligkeiten bezüglich des qualitativen und
quantitativen Kontrastsehens bei Patienten mit schwerer
Arteriosklerose finden?
Die erhöhte Cup-Disc-Ratio könnte ein Hinweis auf lokale
Perfusionsstörungen am Sehnervenkopf im Rahmen der
Arteriosklerose sein. Auch der relativ erhöhte Augeninnendruck deutet
auf ein arteriosklerotisch umgebautes Trabekelmaschenwerk hin.
Die vor dem Beginn der Studie angedachte These, dass das
Kontrastsehen aufgrund der Beeinflussung der okulären Perfusion im
Rahmen artherosklerotischer Mikrozirkulationsstörungen gestört sein
könnte, entstand hinsichtlich der zuvor genannten Studiendiskussionen.
Diese bezogen sich jedoch immer nur auf das Farbsehen, welches vor
allem über das retinale Zapfensystem wahrgenommen und über das
parvozellüläre System verarbeitet wird.
Zu vermuten wäre, dass das auf Bewegungsreize reagierende
magnozelluläre System robuster ist, als das parvozelluläre System.
Bewegungsreize veranlassen den Menschen in erster Linie, z.B. auf
Gefahren, zu reagieren. Es ist nicht die Form oder Farbe eines
Objektes die den Menschen zu Reaktionen u.a. auf Gefahren verleitet,
sondern die von einem Objekt ausgehende Bewegung. Rasche
Bewegungen werden in der Netzhautperipherie, wo überwiegend
Stäbchen vorhanden sind, erfasst. Nur die genaue Identifizierung eines
Reizes erfolgt erst nach Blickzuwendung in der Fovea.
Es scheint somit naheliegend, dass das magnozelluläre robuster
ausgestattet sein sollte, da das Erkennen von Gefahren zum Schutze
des Individuums dient. ____________________________________________________________________ Katharina Petzold Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
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Diskussion der Ergebnisse 82
4.2 Diskussion möglicher Einflussfaktoren 4.2.1 Mediakmenteneinfluss Aufgrund der Schwere der Erkrankung mussten alle pAVK-Patienten
Medikamente, auch zum Zeitpunkt der Untersuchung, einnehmen.
Demzufolge muss mit einem Medikamenteneinfluss gerechnet werden.
Anhand der „Roten Liste 2006“ führt jedoch keines der unter Abschnitt 2.1.2 erwähnten Medikamente zu einer Störung des Kontrastsehens.
Ein geringer Einfluss der Medikamente ist dennoch nicht
auszuschließen.
4.2.2 Exogene und endogene Faktoren Alle in der Studie verwendeten Kontrastsehtests zählen zu
psychophysischen Untersuchungsmethoden. Diese sind v.a. durch
innere und äußere Faktoren beeinflussbar. Außerdem ist mit einer
gewissen Variation im Antwortverhalten zu rechnen. So antworten
manche Probanden erst mit „Ja“, wenn sie sich absolut sicher sind
einen Reiz gesehen zu haben. Andere Probanden hingegen antworten
bereits schon in Zweifelsfällen mit einem „Ja“.
Zu den inneren (endogenen) Faktoren zählen u.a. die Aufmerksamkeit,
die Konzentration, die Intelligenz, die Leistungsfähigkeit, der Lerneffekt,
die Motivation und die Kooperation einer Person. Da diese Größen sehr
vom Probanden abhängig sind, sind sie durch den Untersuchenden nur
schwer zu beeinflussen und dementsprechend schlecht zu beurteilen.
Da aber alle Studienteilnehmer freiwillig an der Untersuchung
teilgenommen haben und ausreichende Pausen von etwa fünf Minuten
zwischen den einzelnen Tests gewährleistet waren, fällt mangelnde
Kooperation und Motivation sicherlich nur geringfügig ins Gewicht. Auch
der Lerneffekt kann als geringfügig eingestuft werden, da alle
Studienteilnehmer keine Erfahrung in der Messung der zeitlichen
Kontrastempfindlichkeit und der konventionellen Weiß-Weiß-Perimetrie ____________________________________________________________________ Katharina Petzold Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
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Diskussion der Ergebnisse 83
hatten. Ein Lerneffekt könnte erst nach mehrmaliger Anwendung ein
und desselben Tests vermutet werden. Um ein stabiles Gesichtsfeld zu
erhalten sind daher stets mehrere Messungen erforderlich.146
Zu den exogenen Faktoren zählen u.a. Testzeit, Lautstärke und
Beleuchtung. Diese äußeren Faktoren sind beeinflussbar. Ihre
Gewichtung auf das Testergebnis kann jedoch durch einen optimalen
Untersuchungsablauf möglichst gering gehalten werden.
Hierbei ist anzumerken, dass die Bedingungen während der
Untersuchungen für die Studienteilnehmer nicht so optimal, dennoch
aber für alle Probanden gleich waren. So standen die Kontrastsehtests,
außer dem Erlanger Flickertest, alle in einem Raum. Dieser Raum
wurde auch von Patienten der Kliniksprechstunde mitbenutzt und somit
waren stets alle Tests besetzt. Daher befanden sich i.d.R. bis zu drei
Personen plus Untersuchendem in diesem Raum. So könnten sich zu
laute Unterhaltungen und Geräusche negativ auf die
Konzentrationsfähigkeit und Aufmerksamkeit der Studienteilnehmer und
somit auf das Antwortverhalten ausgewirkt und die
Untersuchungsergebnisse beeinflusst haben. Optimaler wäre die
Durchführung der Untersuchungen in einem extra dafür vorgesehenen
ruhigen Raum gewesen.
4.2.3 Patientenrekrutierung An der Studie nahmen vier Patienten mit einer pAVK und 20
Kontrollprobanden teil.
Die pAVK-Patienten wurden speziell durch Herrn Dr. Kahle, Oberarzt
der Abteilung für innere Medizin des Franziskus-Krankenhauses in
Berlin ausgewählt, da sie möglichst eine pAVK Stadium II aufweisen
sollten.
Auf die Zusammenstellung und Auswahl der Patienten konnte die
Durchführende der Studie keinen weiteren Einfluss nehmen.
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146 Vgl.: Lachenmayr, B. J., Vivell, P. M. O., Perimetrie, 1992, S. 37.
Diskussion der Ergebnisse 84
Es wurden extra Patienten mit einem pAVK Stadium II gesucht, da beim
Stadium I zu vermuten war, dass aufgrund des minder ausgeprägten
Krankheitsstadiums und der damit verbundenen Beschwerdefreiheit,
die okulären Schäden noch zu gering sind, um eventuelle
Auffälligkeiten im Kontrastsehen festzustellen. Anders herum wurde auf
Patienten mit einem pAVK Stadium III und IV verzichtet, da diese
aufgrund ihres Krankheitsstandes körperlichen Belastungen nicht lange
standhalten würden und demzufolge die Testergebnisse deutlich
beeinflusst wären.
Des weiteren durften die Patienten keine weiteren schwerwiegenden
Allgemeinerkrankungen und Augenerkrankungen aufweisen, um
weitere sich auf das Kontrastsehen auswirkende Faktoren zu
vermeiden.
Die Kontrollprobanden wurden über Aushänge und durch persönliche
Ansprachen gefunden.
Auf die Geschlechtsverteilung wurde nicht weiter geachtet, da ein
geschlechtsspezifischer Unterschied nicht erwartet wurde.
Ein erhöhter Augeninnendruck, d.h. >21 mmHg, sowie eine
Papillenexkavationsgröße von maximal 0,5 wurden deswegen als
Ausschlusskriterium für beide Gruppen festgelegt, um ein eventuell
vorhandenes Glaukom ausschließen zu können, von dem bekannt ist,
das dieses mit Gesichtsfelddefekten und Kontrastsehstörungen
einhergeht.
Aufgrund der hohen Anforderungen und festgelegten
Ausschlusskriterien, ließen sich nicht mehr geeignete Patienten für den
Untersuchungszeitraum finden, denn die Patientenproblematik stellt
sich folgendermaßen dar: Es erkranken eher ältere Menschen an
Arteriosklerose, demzufolge war es sehr schwierig ein jüngeres
Patientenkollektiv, zwischen dem 40. und 60. Lebensjahr zu finden. Das
Alterskriterium wurde jedoch so gewählt, um möglichst andere, sich auf ____________________________________________________________________ Katharina Petzold Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
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Diskussion der Ergebnisse 85
das Kontrastsehen auswirkende (altersabhängige) Einflussfaktoren, wie
z.B. eine bereits ausgebildete Katarakt zu minimieren. Es ist bekannt,
dass mit zunehmenden Lebensjahren aufgrund verstärkten
Medientrübungen, insbesondere der Linse, den altersbedingten Verlust
an retinalen Nervenfasern und einer verringerten Pupillenweite, die
Fähigkeit zur Kontrastwahrnehmung abnimmt.147
In der Studie von Müller (2005) wurden auffällige Unterschiede
bezüglich der Untersuchung der Kontrastwahrnehmung in
verschiedenen Altersgruppen festgestellt.148
Untersuchungen von Aulhorn und Harms (1972) belegten des weiteren
eine Absenkung der retinalen Empfindlichkeit im zentralen Gesichtsfeld
von 1 dB pro 10 Jahre.149
Des weiteren sollten die Patienten keine weiteren schweren
Allgemeinerkrankungen, wie z.B. Diabetes mellitus und keine
Augenerkrankungen (Katarakt, Glaukom, AMD, etc.) aufweisen, um
dadurch hervorgerufene Einflüsse gering zu halten, so dass bei der
Ergebnisauswertung und Diskussion eindeutige Aussagen formuliert
werden können. In einer Studie von Pahor (2003) konnte bereits
nachgewiesen werden, dass die Lichtunterschiedsempfindlichkeit der
Netzhaut bei Diabetikern reduziert ist. 150
Es sollte sichergestellt werden, dass sich eventuell aufzeigende
Veränderungen im Kontrastsehen beim Patientenkollektiv allein durch
die arteriosklerotischen Gefäßveränderungen bedingt sind, im
Gegensatz zum Kontrollprobandenkollektiv.
147 Vgl.: Lachenmayr, B. J., Vivell, P. M. O., Perimetrie, 1992, S. 20 ff. 148 Vgl.: Zennecke, U., Untersuchung des Stereo- und Kontrastsehens bei Patienten mit idiopathischer pulmonal arterieller Hypertonie, Dissertation, Medizinische Hochschule Hannover, 2005, S. 48. 149 Vgl.: Lachenmayr, B. J., Vivell, P. M. O., Perimetrie, 1992, S. 23.
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150 Vgl.: Pahor, D., Reduction of Retinal Light Sensitivity in Diabetic Patients, Klinische Monatsblätter Augenheilkunde, 2003, 220, S. 868-872.
Diskussion der Ergebnisse 86
4.2.4 Zeitfaktor Bezüglich der benötigten Testzeit der Patienten ließen sich
Auffälligkeiten nur in der konventionellen Weiß-Weiß-Perimetrie finden.
Hier lagen die Werte der Patientengruppe im Vergleich zur
Kontrollgruppe signifikant höher (Mann–Whitney-U-Test: p = 0,02).
Da dieser Test als Dritter im Untersuchungsablauf angewandt wurde,
könnte die erhöht benötigte Testzeit auf eine geringe Belastbarkeit der
Patienten zurückgeführt werden. Denn aufgrund der schwere der
Erkrankung ist bekannt, dass diese Patienten stärkeren körperlichen
Belastungen nur erschwert standhalten.
Außerdem benötigten die Patienten gegenüber den Kontrollprobanden
eine ausführlichere und längere Erklärungszeit und waren auch für
längere Pausen zwischen den einzelnen Tests dankbar.
Des weiteren könnte aber auch die verlängerte Testzeit ein erster
Anhaltspunkt für beginnende Ganglienzellschäden sein. Da mit der
Weiß-Weiß-Perimetrie die Lichtunterschiedsempfindlichkeit gemessen
wird, welche überwiegend über das parvozelluläre System verarbeitet
wird, kann davon ausgegangen werden, dass ein eventuell beginnender
P-Zellendefekt vorliegen könnte und das parvozelluläre System
vielleicht sensibler auf Mikrozirkulationsschäden reagiert.
4.3 Ophthalmologische Befunde
Bei der Auswertung der ophthalmologischen Befunde zeigte sich, dass
alle Studienteilnehmer im Bereich der Fern- und Nahsehschärfe, sowie
in der Refraktion, aufgrund der strengen Ein- und Ausschlusskriterien
im Normbereich lagen.
Bei der Patientengruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigten sich
jedoch Auffälligkeiten bezüglich der Augeninnendruckwerte (t-Test für
unverbundene Stichproben: p = 0,01). Diese waren leicht erhöht,
dennoch im Normbereich. Die erhöhten Augeninnendruckwerte ____________________________________________________________________ Katharina Petzold Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
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Diskussion der Ergebnisse 87
könnten, mit einem arteriosklerotisch bedingten verändertem
Trabekelmaschenwerk und daher einem geminderten
Kammerwasserabfluss, in Zusammenhang gebracht werden.
Auch die CDR-Werte waren im Vergleich zu der Kontrollgruppe
signifikant höher (t-Test für unverbundene Stichproben: p = 0,02).
Wie bereits unter Abschnitt 4.1 erwähnt könnte die erhöhte Cup-Disc-
Ratio der Patientengruppe auf lokale Perfusionsstörungen an der
Papille sein.
Zusätzlich fanden sich Gefäßkaliberschwankungen und ein Fundus
hypertonicus I. Grades bei der Beurteilung des hinteren
Augenabschnittes der pAVK-Patienten, die im Rahmen der
Arteriosklerose auch zu erwarten waren.
4.4 Diskussion der verwendeten Tests 4.4.1 Allgemeines Bei der Testauswertung ist immer der Einfluss endogener und exogener
Faktoren, v.a. der Kooperationsbereitschaft des Probanden und die
Erfahrung des Untersuchenden zu berücksichtigen.
4.4.2 Frequenzverdopplungs-Perimetrie (Humphrey® MatrixTM)
Bei der Frequenzverdopplungs-Perimetrie (Humphrey® MatrixTM)
handelt es sich um ein Kontrastsehtest zur Untersuchung der zeitlichen
Kontrastsensitivität für bewegliche Gitterreize.
Hierbei zeigten sich keine signifikanten Unterschiede im Vergleich der
Patientengruppe mit der Kontrollgruppe. Da dieser Test überwiegend
Frühschäden der M-Zellen aufzeigt, kann davon ausgegangen werden,
dass insbesondere das magnozelluläre Ganglienzellsystem des
Patientenkollektivs noch nicht geschädigt war.
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Diskussion der Ergebnisse 88
4.4.3 Flimmer-Perimetrie (Pulsar) Dieser Test dient der Messung der zeitlichen Kontrastempfindlichkeit für
bewegte Flimmerreize, wobei auch die räumliche Auflösung in
Korrelation mit der Kontrastempfindlichkeit gemessen wird, deren
Verarbeitung sowohl über das magnozelluläre, als auch über das
parvozelluläre System erfolgt.
Obwohl nicht nur das magno-, sondern auch das parvozelluläre
Zellsystem angesprochen wird, ließen sich keine signifikanten
Unterschiede zwischen den pAVK-Patienten und den
Kontrollprobanden nachweisen.
4.4.4 Achromatische Perimetrie (Octopus 311)
Mit der konventionellen Weiß-Weiß-Perimetrie wird die Verteilung der
Lichtunterschiedsempfindlichkeit im Gesichtsfeld gemessen, deren
Verarbeitung, vorwiegend über das parvozelluläre System erfolgt.
Es lassen sich die Spätsymptome eines Glaukoms, also perimetrische
Gesichtsfelddefekte erst aufdecken, wenn mehr als 30-50 Prozent der
Ganglienzellen geschädigt sind, d.h. beginnende Gesichtsfelddefekte
lassen sich mit dieser Methode nicht aufzeigen. 151
Ein großer Nachteil der Weiß-Weiß-Perimetrie liegt in der beträchtlichen
Anforderung an die Konzentration. Auf Nachfrage bei den
Studienteilnehmern, welcher Test am anstrengendsten gewesen sei,
gaben viele Teilnehmer die Weiß-Weiß-Perimterie an.
Vermutlich erfordert das Erkennen der sehr kleinen Stimuli eine hohe
Konzentration. Darauf lässt sich vielleicht auch die verlängerte Testzeit
der Patienten zurückführen.
Der Vorteil kleiner Testzeichen besteht jedoch darin, dass
Gesichtsfelddefekte recht genau in ihrer Größe bestimmt werden
können.
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151 Vgl.: Bach, M., Klinische Sinnesphysiologie und Glaukom, Stand: 06.12.2006 (Internet).
Diskussion der Ergebnisse 89
4.4.5 Flicker-Perimetrie (Erlanger Flickertest) Der Erlanger Flickertest ist ein Ganzfeldflimmertestgerät zur Messung
der zeitlichen Kontrastempfindlichkeit, über ein von LEDs erzeugtes
kontinuierliches, monotones, flickerndes Licht mit Sinuscharakteristik.
Es ist ein, auf Provokation beruhender, Ganzfeld-Kontrastsehtest, bei
dem nicht der Stimulus selber bewegt wird, sondern das Licht eine
Bewegung erfährt. Somit lässt sich die Reaktivität der Netzhautgefäße
und ein eventuell vorliegender selektiver Verlust der Ganglienzellen
prüfen.
Vorteilhaft erweist sich derzeit die Messung der Erholungszeit nach
Flickerstressapplikation zur Glaukomdiagnose. In Studien von Horn et
al., Jünemann et al. und Velten et al. konnte eine verlängerte
Erholungszeit bei Glaukompatienten, aufgrund möglicher Schädigung
der Ganglienzellen, nachgewiesen werden.152
Beim Betrachten der Studienergebnisse zeigte sich, dass bezüglich der
Erholungszeit, sowie der anderen Teilmessungen keine signifikanten
Unterschiede zwischen der Gruppe I und der Kontrollgruppe bestanden.
Demnach würde sich dieser Test für eine Glaukomfrühdiagnostik
eignen, da er anscheinend nicht durch systemische
Gefäßerkrankungen beeinflusst wird.
Kritisch anzumerken bleibt aber, dass die voreingestellten technischen
Daten nicht veränderbar waren. Für ein besseres Testergebnis wäre die
Möglichkeit einer manuellen Einstellung besser gewesen. So hätte man
z.B. den Kontrastwert von 5% beim Stress-time-Test auf 12% erhöhen
können, denn nicht alle Studienteilnehmer haben beim Contrast-
sensitivity-Test die Kontrastschwelle von 5% erkannt haben.
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152 Vgl.: Horn, F. K., et al., Flimmerprovokation im LED-Ganzfeld bei Gesunden und Glaukompatienten, Opthalmologe, 2006, S. 866-872, Horn, F. K., et al., The full-field test in glaukomas, Graefe’s Arch Clin Eyp Ophthalmol, 1999, S. 621-628, Velten, I. M., et al., Temporal contrast sensitivity with peripheral and central stimulation in glaucoma diagnosis, Br J Ophthalmol, 1999, S. 199-205.
Fazit 90
5 Fazit
Mit der vorliegenden Pilotstudie konnten keine nennenswerten
Auffälligkeiten bei den pAVK-Patienten im Vergleich zur Kontrollgruppe
bezüglich der qualitativen und quantitativen Kontrastwahrnehmung
aufgezeigt werden.
Daher könnte davon ausgegangen werden, dass Kontrastsehtests
durch systemische Gefäßerkrankungen nicht beeinflusst werden.
Dies würde bedeuten, dass solche Tests zur Glaukomfrühdiagnostik
herangezogen werden können, ohne dass der Einfluss von anderen
Faktoren, u.a. begünstigt durch arteriosklerotische Gefäßerkrankungen,
bei der Beurteilung der Untersuchungsergebnisse berücksichtigt
werden müssen.
Um dazu aber genauere Aussagen treffen zu können, wäre eine
Wiederholung dieser Studie mit einer größeren und somit
repräsentativeren Patientengruppe über einen längeren Zeitraum, als
den zur Verfügung stehenden drei Monaten anzuraten.
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Literaturverzeichnis 91
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Anhang I 96
Anamnese
Geburtsjahr: ______________ Männlich O Weiblich O Allgemein: (Zutreffendes bitte ankreuzen) nein ja Bluthochdruck, Durchblutungsstörung nein ja (koronare) Herzkrankheit nein ja Zustand nach Schlaganfall nein ja Hyperlipidämie (Fettstoffwechselstörung, erhöhter Cholesterinspiegel) nein ja Migräne nein ja kalte Hände (vasospastisch bedingt) nein ja Zuckerkrankheit nein ja sonstige Allgemeinerkrankungen: nein ja Drogen: nein ja Alkohol (im Sinne eines Missbrauchs): nein ja Rauchen; Zigaretten/Tag: nein ja Medikamente (welche und wogegen): Augen: nein ja Zustand nach Augenoperation; welche: nein ja Augenerkrankung: nein ja Augentropfen:
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Anhang II 97
Probandeninformation und Zustimmung zur Mitarbeit an einer Studie zur Untersuchung des Kontrastsehens der
Kontrollprobanden:
Name:_________________________ Geb.-Dat.:______________
Sehr geehrte Studienteilnehmerin, sehr geehrter Studienteilnehmer !
Das Kontrastsehen ist ein wichtiger Bestandteil unseres Seheindrucks.
Da verschiedene Medikamente, aber auch Allgemeinerkrankungen auf
diese Sinnesleistung Einfluss nehmen können, sind
altersentsprechende Normwerte dringend notwendig zum Vergleich.
Aus diesem Grund haben wir Sie für diese Normwerterhebung
ausgesucht.
Für diese Untersuchungen werden keine pupillenerweiternden
Medikamente angewendet. Die Messung des Augeninnendruckes
erfolgt mit einem Glasprisma. Die Untersuchung ist Bestandteil einer
jeden augenärztlichen Routineuntersuchung.
Die Untersuchungen sind ungefährlich und dauern insgesamt ca. 2
Stunden.
Sie werden unter der Leitung von Prof. Dr. med. Carl Erb, Facharzt für
Augenheilkunde durchgeführt.
Die Teilnahme an dieser Studie erfolgt freiwillig nach ausführlicher
Information und Beantwortung aller Ihrer Fragen. Sie können sich
jederzeit, auch ohne Angaben von Gründen, von der Untersuchung
zurückziehen, ohne dass Ihnen daraus Nachteile für Ihre medizinische
Betreuung erwachsen.
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Anhang II 98
Alle im Rahmen dieser Untersuchung anfallenden Informationen
werden vertraulich behandelt und aufbewahrt. Ihre Daten werden
anonymisiert ausgewertet.
Wir danken Ihnen für Ihre Mitarbeit! Sie leisten einen wichtigen Beitrag
für eine bessere augenärztliche Funktions-Diagnostik in der Zukunft.
Ich erkläre mich unter den oben erwähnten Bedingungen zur Mitarbeit
an dieser Untersuchung bereit.
Berlin, Unterschrift Studienteilnehmer_________________
Berlin, Unterschrift des Arztes _________________
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Anhang III 99
Probandeninformation und Zustimmung zur Mitarbeit an einer Studie zur Untersuchung des Kontrastsehens der
Arteriosklerosepatienten:
Name:_________________________ Geb.-Dat.:______________
Sehr geehrte Studienteilnehmerin, sehr geehrter Studienteilnehmer !
Das Kontrastsehen ist ein wichtiger Bestandteil unseres Seheindrucks.
Verschiedene Medikamente, aber auch Allgemeinerkrankungen wie
zum Beispiel Arteriosklerose, können auf diese Sinnesleistung
vermutlich Einfluss nehmen.
Für diese Untersuchungen werden keine pupillenerweiternden
Medikamente angewendet. Die Messung des Augeninnendruckes
erfolgt mit einem Glasprisma. Die Untersuchung ist Bestandteil einer
jeden augenärztlichen Routineuntersuchung.
Die Untersuchungen sind ungefährlich und dauern insgesamt ca. 2
Stunden.
Sie werden unter der Leitung von Prof. Dr. med. Carl Erb, Facharzt für
Augenheilkunde durchgeführt.
Die Teilnahme an dieser Studie erfolgt freiwillig nach ausführlicher
Information und Beantwortung aller Ihrer Fragen. Sie können sich
jederzeit, auch ohne Angaben von Gründen, von der Untersuchung
zurückziehen, ohne dass Ihnen daraus Nachteile für Ihre medizinische
Betreuung erwachsen.
Alle im Rahmen dieser Untersuchung anfallenden Informationen
werden vertraulich behandelt und aufbewahrt. Ihre Daten werden
anonymisiert ausgewertet.
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Anhang III 100
Wir danken Ihnen für Ihre Mitarbeit! Sie leisten einen wichtigen Beitrag
für eine bessere augenärztliche Funktions-Diagnostik in der Zukunft.
Ich erkläre mich unter den oben erwähnten Bedingungen zur Mitarbeit
an dieser Untersuchung bereit.
Berlin, Unterschrift Studienteilnehmer_________________
Berlin, Unterschrift des Arztes _________________
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Anhang IV 101
Augenstatus
Rechtes Auge Linkes Auge
Refraktion Vcc Ferne
Vcc Nähe
Sehschärfe Vsc Ferne
Vsc Nähe
Vcc Ferne
Vcc Nähe
Augeninnendruck (mmHg)
Vorderer Augenabschnitt O unauffällig O unauffällig
Hinterer Augenabschnitt
CDR:
O unauffällig
CDR:
O unauffällig
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Anhang V 102
Ausdruck Humphrey® MatrixTM
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Anhang VI 103
Ausdruck Pulsar-Perimeter
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Anhang VII 104
Ausdruck Octopus 311
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Anhang VIII 105
Ausdruck Erlanger Flickertest
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Ehrenwörtliche Erklärung 106
Ehrenwörtliche Erklärung “ Hiermit erkläre ich an Eides statt, dass ich die vorliegende Arbeit
selbständig und ohne unerlaubte fremde Hilfe angefertigt habe, andere
als die angegebenen Quellen nicht benutzt und die den benutzten
Quellen wörtlich oder inhaltlich entnommenen Stellen als solche
kenntlich gemacht habe.“
Ort, Datum Unterschrift
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Danksagung 107
Danksagung
Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. C. Erb, Chefarzt der
Augenabteilung der Schlosspark-Klinik, Berlin, für die interessante
Themenstellung und die gute Unterstützung während der Durchführung
dieser Arbeit. Ohne sein Engagement und seine Hilfsbereitschaft bei
allen Problemen wäre diese Arbeit nicht möglich gewesen.
Ebenfalls möchte ich mich bei Herrn Dr. S. Kahle, Oberarzt der
Abteilung für innere Medizin des Franziskus-Krankenhauses, Berlin, für
sein Interesse an dieser Studie und seine Unterstützung bei der
Auswahl der Patienten bedanken.
Weiterhin gilt mein Dank Frau Dr. K. Göbel, Augenärztin der
Augenabteilung der Schlosspark-Klinik, Berlin, für die
ophthalmologische Nachuntersuchung der Probanden.
Ganz besonders danke ich den Patienten und Kontrollprobanden, die
an dieser Studie teilgenommen haben und mir somit das Anfertigen
dieser Arbeit ermöglichten.
Ein großer Dank sei auch an meinen Mann und meine Eltern gerichtet,
die mich während des Studiums mit aller Kraft unterstützten; ohne sie
wäre diese Arbeit nicht möglich gewesen.
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