Binokulares Sehen

Binokulares Sehen, also das Sehen mit zwei Augen, bei dem ein Objekt als ein einziges Bild wahrgenommen wird, ist nur durch klare, gleichzeitige Bewegungen der Augäpfel möglich. Die Augenmuskeln sorgen dafür, dass beide Augen auf das Fixationsobjekt gerichtet sind, sodass dessen Bild auf identische Punkte der Netzhaut beider Augen fällt. Nur in diesem Fall erfolgt eine Einzelwahrnehmung des Fixationsobjekts.

Identisch oder korrespondierend sind die zentralen Vertiefungen und Netzhautpunkte, die sich im gleichen Abstand von den zentralen Vertiefungen im selben Meridian befinden. Netzhautpunkte, die sich in unterschiedlichen Abständen von den zentralen Vertiefungen befinden, werden als disparat, nicht korrespondierend (nicht identisch) bezeichnet. Ihnen fehlt die angeborene Eigenschaft der Einzelwahrnehmung. Fällt das Bild des Fixationsobjekts auf nicht identische Punkte der Netzhaut, kommt es zu Doppeltsehen oder Diplopie (griechisch diplos – doppelt, opos – Auge) – einem sehr schmerzhaften Zustand. Dies tritt beispielsweise bei Strabismus auf, wenn eine der Sehachsen vom gemeinsamen Fixationspunkt zur einen oder anderen Seite verschoben ist.

Die beiden Augen befinden sich in derselben Frontalebene in einiger Entfernung voneinander, sodass jedes von ihnen nicht ganz identische Bilder von Objekten vor und hinter dem Fixationsobjekt erzeugt. Infolgedessen kommt es zwangsläufig zu einer Verdoppelung, die als physiologisch bezeichnet wird. Sie wird im zentralen Bereich des visuellen Analysators neutralisiert, dient aber als bedingtes Signal für die Wahrnehmung der dritten räumlichen Dimension, d. h. der Tiefe.

Diese Verschiebung der Bilder von Objekten (näher und weiter vom Fixationspunkt entfernt) nach rechts und links von der Makula lutea auf der Netzhaut beider Augen führt zur sogenannten transversalen Disparität (Verschiebung) der Bilder und deren Eintritt (Projektion) auf disparate Bereiche (nicht identische Punkte), was zu Doppeltsehen, auch physiologischer Art, führt.

Die transversale Disparität ist der primäre Faktor der Tiefenwahrnehmung. Es gibt sekundäre, unterstützende Faktoren, die bei der Beurteilung der dritten Raumdimension helfen. Dies sind die lineare Perspektive, die Größe von Objekten und die Anordnung von Licht und Schatten, die die Tiefenwahrnehmung unterstützen, insbesondere bei einäugigem Sehen, wenn die transversale Disparität ausgeschlossen ist.

Mit dem Konzept des binokularen Sehens sind Begriffe wie Fusion (der psychophysiologische Vorgang der Verschmelzung monokularer Bilder) und Fusionsreserven verbunden, die bei einem bestimmten Grad der Verkleinerung (Konvergenz) und Trennung (Divergenz) der Sehachsen eine binokulare Fusion ermöglichen.

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Merkmale des binokularen Sehens

Binokulares Sehen ist die Fähigkeit, mit zwei Augen im Gesicht einer Person Volumen und Tiefe wahrzunehmen. Diese Seheigenschaft wird durch folgende Merkmale gewährleistet:

1. Gemeinsame Wahrnehmung: Jedes Auge sieht ein Objekt aus einem leicht anderen Winkel, und das Gehirn fügt die beiden Bilder zu einem einzigen zusammen. Diese Bildfusion ermöglicht es dem Menschen, Tiefe, Entfernung und die dreidimensionale Struktur von Objekten einzuschätzen.
2. Stereosehen: Der Effekt, dass jedes Auge ein Bild leicht verschoben sieht, wird als Stereosehen bezeichnet. Dadurch kann man die Nähe und Entfernung von Objekten einschätzen und ihre Position im Raum genau bestimmen.
3. Überlappende Bilder: Beim binokularen Sehen überlappen sich Teile der Bilder in jedem Auge, und das Gehirn fügt diese überlappenden Bereiche zusammen. Dadurch entsteht ein Gefühl von Tiefe und Volumen.
4. Fixation: Die Augen fixieren meist denselben Punkt im Raum. Dies gewährleistet die Stabilität des Sehens und ermöglicht das Verfolgen bewegter Objekte.
5. Konvergenz: Wenn eine Person einen nahen Gegenstand ansieht, nähern sich die Augen und fokussieren auf diesen Gegenstand. Dies nennt man Konvergenz. Wenn eine Person einen entfernten Gegenstand ansieht, divergieren die Augen.
6. Stereopsis: Stereopsis ist die Fähigkeit, kleine Unterschiede in der Position von Objekten im Raum zu erkennen. Sie ermöglicht es einer Person, kleinste Details zu erkennen und die Tiefenwahrnehmung einzuschätzen.

Binokularsehen ist ein wichtiger Bestandteil des normalen menschlichen Sehvermögens und ermöglicht es uns, die Welt um uns herum dreidimensional wahrzunehmen. Binokularsehen kann zu Problemen mit der Tiefenwahrnehmung und der Koordination der Augenbewegungen führen, was wiederum zu Problemen mit der Sehfunktion und der Wahrnehmung der Welt um uns herum führen kann.

Welche Merkmale unserer Vorfahren führten zum binokularen Sehen?

Das binokulare Sehen entwickelte sich im Laufe der Evolution der Säugetiere, einschließlich des Menschen, als Anpassung an die Besonderheiten ihrer Umwelt und Lebensweise. Diese Eigenschaft hat ihre Vorteile und ist mit einer Reihe evolutionärer Veränderungen verbunden:

1. Übergang zum Baumleben: Frühe Primaten verlagerten ihr Leben vom Boden in die Bäume, wo sie begannen, sich aktiv zu bewegen, nach Nahrung zu suchen und Gefahren zu vermeiden. Das binokulare Sehen war ein adaptiver Vorteil, der es ihnen ermöglichte, Entfernungen und Tiefen einzuschätzen, während sie sich durch die Äste der Bäume bewegten.
2. Jagen und Nahrungssuche: Das binokulare Sehen wurde wichtig für die Jagd auf Insekten und andere Kleintiere sowie für die Suche nach essbaren Früchten und Pflanzen im Wald. Tiefes Stereosehen ermöglichte es Primaten, Beute präzise anzuvisieren und zu fangen.
3. Sozialleben: Primaten mit binokularem Sehen zeigen ein komplexes Sozialverhalten, das verschiedene Formen der Kommunikation, Interaktion und Erkennung von Gruppenmitgliedern umfasst. Binokulares Sehen ermöglicht eine genauere Erkennung von Gesichtsausdrücken und Gesten anderer.
4. Abwehr von Raubtieren: Auch das binokulare Sehen kann bei der Früherkennung von Raubtieren helfen, was die Überlebenschancen erhöhen kann.
5. Gehirnentwicklung: Binokularsehen erfordert eine komplexere Informationsverarbeitung im Gehirn, was zur Entwicklung des Primatengehirns und seiner Fähigkeit zu hochorganisiertem Verhalten beitrug.

Aufgrund dieser evolutionären Anpassungen und Vorteile ist das binokulare Sehen zu einem charakteristischen Merkmal von Primaten, einschließlich des Menschen, geworden. Diese Fähigkeit ermöglicht es uns, effektiver mit der Welt um uns herum zu interagieren und uns erfolgreich an verschiedene Aspekte unseres Lebens anzupassen.

Definition des binokularen Sehens

Ein Synoptophor ist ein Gerät zur Beurteilung von Strabismus und zur Quantifizierung des binokularen Sehens. Es kann Unterdrückung und ACS erkennen. Das Gerät besteht aus zwei zylindrischen Röhren mit einem rechtwinklig angeordneten Spiegel und einer +6,50 D-Linse für jedes Auge. Dadurch können optische Bedingungen in einer Entfernung von 6 m geschaffen werden. Bilder werden in einen Objektträger an der Außenseite jeder Röhre eingelegt. Die beiden Röhren stützen sich auf Säulen, die eine Relativbewegung der Bilder zueinander ermöglichen. Diese Bewegungen werden auf einer Skala markiert. Der Synoptophor misst horizontale, vertikale und Torsionsabweichungen.

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Identifizierung von ACS

ACS wird mithilfe eines Synoptophors wie folgt erkannt.

1. Der Untersucher ermittelt den objektiven Winkel des Strabismus, indem er ein Bild auf die Fovea des einen und dann des anderen Auges projiziert, bis die Anpassungsbewegungen aufhören.
2. Wenn der objektive Winkel gleich dem subjektiven Strabismuswinkel ist, d. h. die Bilder werden als übereinanderliegend mit gleicher Position der Synoptophorengriffe beurteilt, dann ist die Netzhautkorrespondenz normal,
3. Ist der objektive Winkel ungleich dem subjektiven Winkel, liegt ein AKS vor. Die Differenz der Winkel ergibt den Anomaliewinkel. Der AKS ist harmonisch, wenn der objektive Winkel gleich dem Anomaliewinkel ist, und inharmonisch, wenn der objektive Winkel den Anomaliewinkel überschreitet. Bei einem harmonischen AKS ist der subjektive Winkel gleich Null (d. h. es kommt theoretisch zu keiner Installationsbewegung während des Abdeckungstests).

Messung des Abweichungswinkels

Hirschberg-Test

Dies ist eine ungefähre Methode zur Einschätzung des Winkels eines manifesten Strabismus bei Patienten, die schlecht kooperieren und eine schlechte Fixation haben. Auf Armlänge wird eine Taschenlampe in beide Augen des Patienten gehalten und der Patient wird gebeten, einen Gegenstand zu fixieren. Der Hornhautreflex befindet sich beim fixierenden Auge mehr oder weniger in der Mitte der Pupille und ist beim schielenden Auge in die entgegengesetzte Richtung der Abweichung dezentriert. Der Abstand zwischen der Mitte der Hornhaut und dem Reflex wird geschätzt. Vermutlich entspricht jeder Millimeter Abweichung 7 (15 dpt). Befindet sich der Reflex beispielsweise am temporalen Rand der Pupille (mit einem Durchmesser von 4 mm), beträgt der Winkel 30 dpt, befindet er sich am Rand des Limbus, beträgt er etwa 90 dpt. Dieser Test ist aufschlussreich zur Feststellung eines Pseudostrabismus, der wie folgt klassifiziert wird.

Pseudoesotropie

• Epikanthus;
• kleiner Pupillenabstand bei eng beieinander stehenden Augen;
• Negativer Winkel Kappa. Der Winkel Kappa bezeichnet den Winkel zwischen der Sehachse und der anatomischen Achse des Auges. Typischerweise liegt die Foveola temporal vom hinteren Pol. Dadurch befinden sich die Augen in einer leichten Abduktion, um eine bifoveale Fixation zu erreichen. Dies führt zu einer nasalen Verschiebung des Reflexes vom Hornhautzentrum in beiden Augen. Dieser Zustand wird als positiver Winkel Kappa bezeichnet. Ist er groß genug, kann er eine Exotropie simulieren. Ein negativer Winkel Kappa liegt vor, wenn die Foveola relativ zum hinteren Pol nasal liegt (hohe Myopie und Ektopie der Fovea). In dieser Situation liegt der Hornhautreflex temporal vom Hornhautzentrum und kann eine Esotropie simulieren.

Pseudoexotropie

• großer Pupillenabstand;
• positiver Kappa-Winkel, wie zuvor beschrieben.

Krimsky-Test

Bei diesem Test wird ein Prisma vor das fixierende Auge gehalten, bis die Hornhautreflexe symmetrisch werden. Wichtig ist, dass der Krimsky-Test nicht dissoziiert und nur die manifeste Abweichung erfasst. Da jedoch die latente Komponente nicht berücksichtigt wird, wird das tatsächliche Ausmaß der Abweichung unterschätzt.

Abdeckungstest

Die zuverlässigste Methode zur Beurteilung der Abweichung ist der Abdecktest. Der Abdecktest unterscheidet zwischen Tropien und Phorien, bewertet den Grad der Abweichungskontrolle und bestimmt die Fixationspräferenz und Fixationsstärke jedes Auges. Dieser Test basiert auf der Fähigkeit des Patienten, ein Objekt zu fixieren, und erfordert Aufmerksamkeit und Interaktion.

Der Cover-Uncover-Test besteht aus zwei Teilen.

Abdeckungstest für Heterotropie. Sollte mit Fixierung von nahen (unter Verwendung eines akkommodativen Fixationssignals) und entfernten Objekten wie folgt durchgeführt werden:

• Der Patient fixiert einen Gegenstand, der sich direkt vor ihm befindet.
• Bei Verdacht auf eine Abweichung des rechten Auges deckt der Untersucher das linke Auge ab und notiert die Bewegungen des rechten Auges.
• Das Fehlen von Installationsbewegungen weist auf eine Orthophorie oder Heterotropie links hin.
• Eine Adduktion des rechten Auges zur Wiederherstellung der Fixierung weist auf eine Exotropie hin, eine Abduktion auf eine Esophorie.
• Eine Abwärtsbewegung weist auf Hypertropie hin, eine Aufwärtsbewegung auf Hypotropie.
• Der Test wird am anderen Auge wiederholt.

Der Eröffnungstest deckt Heterophorie auf. Er sollte mit der Fixierung eines nahen (mithilfe eines akkommodativen Reizes) und eines entfernten Objekts wie folgt durchgeführt werden:

• Der Patient fixiert ein entferntes Objekt, das sich direkt vor ihm befindet.
• Der Untersuchende bedeckt sein rechtes Auge und öffnet es nach einigen Sekunden.
• Fehlende Bewegung deutet auf Orthophorie hin, obwohl ein aufmerksamer Untersucher bei den meisten gesunden Personen oft eine leichte latente Abweichung erkennt, da echte Orthophorie selten ist.
• Wenn das rechte Auge hinter dem Verschluss abgelenkt ist, tritt beim Öffnen eine Refixationsbewegung auf.
• Eine Adduktion des rechten Auges weist auf eine Exophorie hin, eine Abduktion auf eine Esophorie.
• Eine Verstellbewegung nach oben oder unten deutet auf eine Vertikalphorie hin. Beim latenten Strabismus ist im Gegensatz zum manifesten Strabismus nie eindeutig, ob es sich um eine Hypotropie des einen Auges oder eine Hypertropie des anderen Auges handelt.
• Der Test wird am anderen Auge wiederholt.

Die Prüfung kombiniert in der Regel den Cover-Test und den Uncover-Test, daher auch der Name „Cover-Uncover-Test“.

Der alternierende Abdecktest stört die Mechanismen der binokularen Fusion und deckt die tatsächliche Abweichung (Phorie und Tropie) auf. Er sollte nach dem Abdeck-Entdeckungstest durchgeführt werden, da er bei früherer Durchführung nicht zwischen Phorie und Tropie unterscheiden kann.

• das rechte Auge wird 2 Sekunden lang abgedeckt;
• der Verschluss wird zum Partnerauge bewegt und 2 Sekunden lang schnell zum anderen Auge verschoben, dann mehrere Male hin und her;
• Nach dem Öffnen des Verschlusses notiert der Untersucher die Geschwindigkeit und Sanftheit der Rückkehr des Auges in seine Ausgangsposition.
• Bei einem Patienten mit Heterophorie wird vor und nach der Untersuchung auf die korrekte Stellung der Augen geachtet, während bei einer Heterotropie eine deutliche Abweichung festgestellt wird.

Mit dem Prismenabdeckungstest können Sie den Schielwinkel genau messen. Er wird wie folgt durchgeführt:

• Zunächst wird ein alternierender Abdeckungstest durchgeführt.
• Prismen mit zunehmender Brechkraft werden vor einem Auge platziert, wobei die Basis in die entgegengesetzte Richtung der Abweichung zeigt (d. h. die Spitze des Prismas zeigt in die Richtung der Abweichung). Bei konvergentem Strabismus werden die Prismen beispielsweise mit der Basis nach außen platziert.
• Der abwechselnde Abdeckungstest wird während dieser Zeit fortgesetzt. Wenn die Prismen stärker werden, nimmt die Amplitude der Refixationsaugenbewegungen allmählich ab.
• Die Untersuchung wird bis zur Neutralisierung der Augenbewegungen durchgeführt. Der Abweichungswinkel entspricht der Stärke des Prismas.

Tests mit verschiedenen Bildern

Der Maddox-Wing-Test trennt die Augen bei der Fixierung eines nahen Objekts (0,33 m) und misst die Heterophorie. Das Gerät ist so konzipiert, dass das rechte Auge nur einen weißen vertikalen und einen roten horizontalen Pfeil und das linke Auge nur eine horizontale und vertikale Zahlenreihe sieht. Die Messungen werden wie folgt durchgeführt:

• Horizontale Ablenkung: Der Patient wird gefragt, auf welche Zahl der weiße Pfeil zeigt.
• Vertikale Abweichung: Der Patient wird gefragt, auf welche Zahl der rote Pfeil zeigt.
• Beurteilung des Zyklophorie-Grades: Der Patient wird gebeten, den roten Pfeil so zu verschieben, dass er parallel zur horizontalen Zahlenreihe steht.

Der Maddox-Stäbchentest besteht aus mehreren miteinander verschmolzenen zylindrischen roten Glasstäben, durch die das Bild eines weißen Flecks als roter Streifen wahrgenommen wird. Die optischen Eigenschaften der Stäbchen brechen den Lichtstrahl in einem Winkel von 90°: Liegen die Stäbchen waagerecht, ist die Linie vertikal und umgekehrt. Der Test wird wie folgt durchgeführt:

• Der Maddox-Stab wird vor dem rechten Auge platziert. Dadurch werden die beiden Augen getrennt, da die rote Linie vor dem rechten Auge nicht mit der weißen Punktquelle vor dem linken Auge verschmelzen kann.
• Der Grad der Dissoziation wird durch die Zusammenführung der beiden Bilder mithilfe von Prismen gemessen. Die Basis des Prismas zeigt in die entgegengesetzte Richtung der Abweichung des Auges.
• Vertikale und horizontale Abweichungen können gemessen werden, eine Unterscheidung zwischen Phorie und Tropie ist jedoch nicht möglich.

Abstufungen des binokularen Sehens

Das binokulare Sehen wird gemäß den Daten des Synoptophors wie folgt klassifiziert.

1. Der erste Grad (simultane Wahrnehmung) wird durch die Präsentation zweier unterschiedlicher, aber nicht absolut gegensätzlicher Bilder getestet, zum Beispiel „Vogel im Käfig“. Die Versuchsperson wird gebeten, den Vogel durch Bewegen der Griffe des Synoptophors in den Käfig zu setzen. Werden die beiden Bilder nicht gleichzeitig wahrgenommen, liegt entweder eine Suppression oder eine ausgeprägte Amblyopie vor. Der Begriff „simultane Wahrnehmung“ ist irreführend, da zwei unterschiedliche Objekte nicht an derselben Stelle im Raum lokalisiert werden können. Retinale „Rivalität“ bedeutet, dass das Bild eines Auges das des anderen dominiert. Eines der Bilder ist kleiner als das andere, sodass sein Bild auf die Fovea und das größere auf die Parafovea (und somit auf das schielende Auge) projiziert wird.
2. Der zweite Grad (Fusion) ist die Fähigkeit, zwei ähnliche Bilder, die sich in kleinen Details unterscheiden, zu einem zu verschmelzen. Ein klassisches Beispiel sind zwei Kaninchen, von denen eines keinen Schwanz und das andere einen Blumenstrauß hat. Sieht ein Kind ein Kaninchen mit Schwanz und einen Blumenstrauß, deutet dies auf eine Fusion hin. Die Fusionsreserven werden durch Verschieben der Synoptophoren-Griffe beurteilt, und die Augen arbeiten synergistisch oder divergieren, um die Fusion aufrechtzuerhalten. Offensichtlich ist eine Fusion mit geringen Fusionsreserven im Alltag wenig wertvoll.
3. Der dritte Grad (Stereopsis) ist die Fähigkeit, die Tiefenwahrnehmung bei der Überlagerung zweier Bilder desselben Objekts, die aus unterschiedlichen Winkeln projiziert werden, aufrechtzuerhalten. Ein klassisches Beispiel ist ein Eimer, der als dreidimensionales Bild wahrgenommen wird.