Wellenfrontmessung: Die Vermessung und Analyse der Abbildungsfehler des Auges

Die Wellenfrontmessung – auch Wellenfrontanalyse und Aberrometrie genannt – dient dazu, sämtliche Abbildungsfehler des menschlichen Auges zu erfassen und zu analysieren. Oft bilden die gewonnenen Daten die Grundlage wellenfrontgeführter Augenlaserbehandlungen, die der Korrektur von Fehlsichtigkeiten dienen. Weitere Informationen zu der modernen Untersuchungsmethode erhalten Sie in diesem Artikel.

Das menschliche Auge ist ein Wunderwerk der Natur, aber bekanntlich kein perfektes optisches System. Die Sehschärfe (Visus) wird von vielen Faktoren beeinflusst, wobei selbst ein gesundes Auge mit klaren optischen Medien (Hornhaut, Kammerwasser in der vorderen Augenkammer, Linse und Glaskörper) und intakter Netzhaut (Retina) Wellenfrontfehler aufweisen kann, die die Qualität der Abbildung beziehungsweise das Sehvermögen negativ beeinflussen können. Verursacht werden diese optischen Abbildungsfehler (Aberrationen) durch eine unregelmäßige Brechung des Lichts an der Hornhaut, der Augenlinse oder im Glaskörper.

Seit einiger Zeit bieten moderne Messmethoden die Möglichkeit, neben den klassischen Fehlsichtigkeiten wie Kurzsichtigkeit (Myopie), Weitsichtigkeit (Hyperopie) und Hornhautverkrümmung (Astigmatismus) (allesamt Abbildungsfehler niederer Ordnung) auch Wellenfrontfehler zu erfassen, die als Abbildungsfehler höherer Ordnung bezeichnet werden. Dazu wird eine Wellenfrontmessung vorgenommen, bei der das auf die Netzhaut projizierte Bild von außen mit einem sogenannten Aberrometer – auch Wellenfrontmesser oder Wellenfrontanalysegerät genannt – aufgenommen und dargestellt wird. Um die Abbildungsfehler höherer Ordnung zu berechnen, vergleicht man computergestützt die Abbildung mit der Idealdarstellung.

Was ist ein Aberrometer?

Die Wellenfrontmessung des menschlichen Auges wird mit einem Aberrometer umgesetzt, wobei es hier verschiedene Messprinzipien gibt. Am weitesten verbreitet sind Aberrometer mit einem Hartmann-Shack-Sensor. Bei der Untersuchung wird zunächst ein Lichtstrahl exakt auf die Netzhaut gerichtet, von dort reflektiert und als Wellenfront durch Linse und Hornhaut wieder nach außen projiziert. Der Wellenfrontmesser analysiert die austretende Lichtwelle, die durch ein spezielles Linsensystem (Linsenarray) auf einer CCD-Kamera abgebildet wird. Anhand der dargestellten, mal mehr und mal weniger unregelmäßigen Wellenfront lassen sich die Abweichungen von der Idealdarstellung ermitteln und von einem Computer auswerten. Da durch die Wellenfront-Technologie somit Präzisionsdaten gewonnen werden können, wird sie in der Augenheilkunde als eine wertvolle Bereicherung der diagnostischen und therapeutischen Möglichkeiten angesehen. Noch ist allerdings nicht sicher geklärt, ob die Wellenfrontmessung die subjektiv empfundene Seherfahrung hinreichend beschreibt. Ebenso ist noch nicht komplett erforscht, wie das Gehirn Abbildungsfehler höherer Ordnung selbst ausgleichen kann.

Wie äußern sich Wellenfrontfehler?

Bei einem gesunden Auge ohne optische Medientrübung und Hornhautpathologie ist der Anteil der Abbildungsfehler höherer Ordnung in der Regel nur gering. Die Wellenfrontfehler äußern sich insbesondere durch geringere Kontrastsehschärfe (sphärische Aberration) und eine erhöhte Blendempfindlichkeit.

Wie werden Abbildungsfehler höherer Ordnung korrigiert?

Während Fehlsichtigkeiten niederer Ordnung mit einer optischen Korrektur ausgeglichen werden können, sind Abbildungsfehler höherer Ordnung mittels Brille oder Kontaktlinse nur bedingt korrigierbar. Je nach Stärke der Aberrationen kommt eine Augenlaserbehandlung (Laser-in-situ-Keratomileusis, kurz LASIK) infrage, um die optischen Eigenschaften des Auges gezielt zu verbessern (ein Hauptvorteil dieser Behandlungsmethode ist das durch sie verbesserte Dämmerungssehen). Die Wellenfrontmessung liefert die hierfür notwendigen Daten:

  • Optische Darstellung der Hornhauttopografie
  • Darstellung aller Brechkraftfehler des Auges

Die Wellenfrontmessung spielt außerdem im Bereich aberrations-korrigierender Intraokularlinsen eine wichtige Rolle. Es handelt sich hier um Linsenimplantate, die als Ersatz für die natürliche Linse des menschlichen Auges dienen.

Vor allem Menschen mit besonders stark ausgeprägten Brechungsfehlern höherer Ordnung, wie ihn zum Beispiel irregulärer Astigmatismus darstellt, können von einer wellenfrontgeführten Augenoperation profitieren. Bei kleinen Wellenfrontfehlern hingegen müssen die Vor- und Nachteile des Eingriffs sehr sorgsam vom behandelnden Arzt abgewogen werden. Denn manche Abbildungsfehler haben tatsächlich positive Nebeneffekte (zum Beispiel verbesserte Tiefenschärfe) und können so andere optische Fehler kompensieren.

Wellenfrontmessung auf einen Blick:

  • Die Wellenfrontmessung ist dazu geeignet, Abweichungen von der idealen Optik des Auges zu erfassen und zu analysieren
  • Es werden optische Abbildungsfehler niederer und höherer Ordnung gemessen
  • Die Daten einer Wellenfrontmessung werden für eine individuell maßgeschneiderte LASIK (Augenlaserbehandlung zur Korrektur von Sehfehlern) benötigt

Quellen

Andreas Berke: Biologie des Auges. Mainz: WVAO, 1999 (2. Auflage).