Zur Auswertung standen Untersuchungsergebnisse zum Pupillenreflex von insge-samt 38 Versuchspersonen zur Verfügung, die an vier verschiedenen Testaufbauten und bei einer Reihe unterschiedlicher Testabläufe erzielt wurden.
Bei der Bewertung der Ergebnisse zu den Untersuchungen zum Pupillenreflex darf aber dennoch nicht vergessen werden, dass es sich nur um Daten aus einer be-grenzten Menge von Einzeluntersuchungen und Tests handelt und dass dabei die Zahl der Versuchsteilnehmer insgesamt zwar durchaus beachtlich war, dass aber in den verschiedenen einzelnen Teiluntersuchungen jeweils nur eine relativ kleine Un-termenge an den entsprechenden Tests teilnahm und folglich auch nur diese Unter-menge ausgewertet werden konnte. Diese Vorgehensweise wird insbesondere dadurch gerechtfertigt, dass die verschiedenen Einzeluntersuchungen mit unter-schiedlichen Testaufbauten nicht zuletzt auch zur Absicherung bzw. Relativierung der anderen Ergebnisse im Sinne einer Selbstüberprüfung dienen sollten. Außerdem ließ der zeitliche Umfang der einzelnen Messungen, d. h. sowohl mit einzelnen Ver-suchsteilnehmern als auch der betreffenden einzelnen Tests kaum eine andere Vor-gehensweise zu.
Im Vergleich zu vielen Untersuchungen zu psychophysiologischen Fragestellungen, deren Ergebnisse in der Literatur Niederschlag gefunden haben und bei denen in sehr vielen Fällen lediglich die jeweiligen Autoren der entsprechenden Veröffent-lichungen gegen- und wechselseitig als Versuchsteilnehmer fungierten, waren in den hier berichteten Untersuchungen mehr als die Hälfte aller Versuchsteilnehmer nicht unmittelbar Beteiligte an den Einzeluntersuchungen.
Ein Beispiel der Problematik der Ermittlung funktionaler Zusammenhänge soll an-hand der relativen Amplitude dargestellt werden, wie sie im Testaufbau nach Ab-schnitt 2.3.2, UnterabAb-schnitt d.), Abbildung 2.31 zugrundelagen. Die entsprechenden Datenpunkte sind in der nachfolgenden Abbildung 2.42 für die einzelnen Wellenlän-gen eingetraWellenlän-gen. Dabei handelt es sich bei den Messpunkten um die Messwerte der einzelnen Versuchsteilnehmer bei der jeweiligen Laserstrahlleistungseinstellung.
Mit Hilfe der experimentell ermittelten Koeffizienten (s. Tab. 2.10) kann man z. B. die relative Amplitude für die Wellenlänge von 532 nm nach Gl. (2.5) berechnen
arel= 0,045·log10(P) + 0,334 (2.5) In Gl. (2.5) ist die Laserstrahlleistung in µW einzusetzen. Somit erhält man bei 0,1 nW eine Pupillerverkleinerung von 15 %, bei 1 µW von 33 % und bei 100 µW ei-ne solche um 42 %. Die Verkleiei-nerung steigt pro Dekade um 4,5 % und der Vertrau-ensbereich beträgt bei 532 nm ca. 28 % (s. Abb. 2.42).
Abb. 2.42 Relative Amplituden des Pupillenreflexes bei den verschiedenen Wellen-längen im Laserstrahlleistungsbereich zwischen 0,1 nW und 100 µW mit Angabe aller Messpunkte und des 95 %-Vorhersagebereichs
Die für die relativen Amplituden geschilderte Situation traf selbstverständlich auch für die absoluten Amplituden des Pupillendurchmessers zu. Dies wird in der folgenden Abbildung 2.43 deutlich, in der die im Testaufbau nach Abschnitt 2.3.2, Unterab-schnitt d.), Abbildung 2.34 ermittelten einzelnen Datenpunkte für die einzelnen Wel-lenlängen eingetragen sind. Dabei handelt es sich bei den Messpunkten um die Messwerte der einzelnen Versuchsteilnehmer bei der jeweiligen Laserstrahlleistungs-einstellung. Darüber hinaus ist der 95 %-Vorhersagebereich eingetragen.
Abb. 2.43 Amplituden des Pupillenreflexes bei den verschiedenen Wellenlängen im Laserstrahlleistungsbereich zwischen 0,1 nW und 100 µW mit Angabe al-ler Messpunkte und des 95 %-Vorhersagebereichs
Die für die relativen und absoluten Amplituden gemachten Aussagen trafen auch für die Kontraktionsdauerbestimmung gleichermaßen zu. Daher sind auch für diese Kenngröße des Pupillenreflexes die im Testaufbau nach Abschnitt 2.3.2, Unterab-schnitt d.), Abbildung 2.38 und 2.39 ermittelten einzelnen Datenpunkte für die einzel-nen Wellenlängen in der nachfolgenden Abbildung 2.44 eingetragen. Dabei handelt es sich bei den Messpunkten um die Messwerte der einzelnen Versuchsteilnehmer bei der jeweiligen Laserstrahlleistungseinstellung. Darüber hinaus ist der 95 %-Vorhersagebereich eingetragen.
Abb. 2.44 Kontraktionsdauern des Pupillenreflexes bei den verschiedenen längen im Laserstrahlleistungsbereich zwischen 0,1 nW und 100 µW mit Angabe aller Messpunkte und des 95 %-Vorhersagebereichs
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass bei der großflächigen und gleich-zeitig langandauernden Exposition von 10 s die gemessenen Latenzzeiten bei La-serstrahlleistung bis zu 300 µW in einer 7-mm Pupille zwischen 160 ms und 200 ms lagen und damit gezeigt werden konnte, dass selbst bei dieser beidäugigen Expositi-on eine entsprechende Zeitdauer verstreicht, bis sich der Pupillendurchmesser zu verkleinern beginnt. Die Aussagekraft war dabei insofern aber noch begrenzt, da messtechnisch mit ± 40 ms keine bessere zeitliche Auflösung vorlag.
Bei Expositionsdauern von 500 ms konnte gezeigt werden, dass die relative Amplitu-de Amplitu-des Pupillendurchmessers auf Werte von 38 % anstieg und längere Expositions-dauern auch noch größere Werte erzeugen können. Der kleinste Pupillendurchmes-ser wird aber bei Expositionen, die kürzer als 1 s dauern, nicht während der Expositi-on selbst, sExpositi-ondern erst verspätet erreicht. Erst bei ExpositiExpositi-onsdauern oberhalb vExpositi-on 2 s Dauer wird die tonische Phase erreicht, d. h., dass sich der Pupillendurchmesser
dann nicht mehr weiter verringert. Die Latenzdauer lag bei solchen einäugig durchge-führten Untersuchungen mit einem Strahldurchmesser, der kleiner als die Pupille war, zwischen 200 ms und 280 ms, selbst dann, wenn die Laserstrahlleistung ca.
200 µW betrug.
Insofern zeigte sich, dass mit einer Latenzzeit von ca. 250 ms zu rechnen ist, d. h., dass in der ersten Viertelsekunde keine Reduzierung der durch die Pupille in das Auge gelangenden Strahlungsleistung erfolgt und dass durch den Pupillenreflex oh-nehin nur dann eine Reduzierung der in das Auge fallenden Laserstrahlungsleistung erreicht werden kann, wenn der Strahlquerschnitt größer als der Pupillen-durchmesser oder vergleichbar mit diesem ist.
Auch bei deutlich besserer Zeitauflösung von ± 8,3 ms konnten keine kürzeren La-tenzdauern ermittelt werden. Es ergaben sich im Extremfall bei entsprechend gerin-gen Laserstrahlleistungerin-gen sogar Latenzdauern von bis zu 340 ms. Die Latenzdauern hängen sowohl vom Verfahren, von der Messtechnik und Auflösungsgenauigkeit, als auch von den angewandten Expositionsbedingungen und den Testpersonen selbst ab.
Die nach Dunkeladaptation vorliegenden Anfangs-Pupillendurchmesser mit Werten bis zu 9,07 mm (Mittelwert 7,73 mm) haben darüber hinaus deutlich gemacht, dass die bei sicherheitstechnischen Überlegungen und bei der Festlegung von Expositi-onsgrenzwerten angesetzten 7 mm in der Praxis durchaus überschritten werden können. Ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor kann insofern nicht angenommen werden, wenn insbesondere von einem großen Strahldurchmesser ausgegangen wird.
Bei gleichen optischen Energien wurden die kürzesten Latenzdauern bei 532 nm er-reicht, allerdings ist der Unterschied gegenüber den Werten bei der Wellenlänge von 405 nm eher gering. Diese Beobachtung ist insofern wichtig, da die Latenzdauer (Reaktionszeit) nicht unmittelbar mit der spektralen Hellempfindlichkeit des menschli-chen Auges zusammenzuhängen scheint. Allerdings ist bei der vom Auge als am wenigsten hell empfundener Wellenlänge von 670 nm im langwelligen Bereich auch die längste Latenzdauer festgestellt worden. Insgesamt gesehen könnte man daher für Wellenlängen größer als 532 nm aus den Messungen allenfalls eine gewisse V()-Abhängigkeit ableiten, allerdings trifft dies für 405 nm dann überhaupt nicht zu.
Es hat sich insgesamt vielmehr gezeigt, dass der Pupillenreflex nicht durch die spekt-rale Hellempfindlichkeit bestimmt wird. Die bisherigen Ergebnisse lassen phäno-menologisch ein zu kürzeren Wellenlängen verschobenes Wirkungsspektrum vermu-ten.
Aus den erhaltenen Ergebnissen lässt sich die Tendenz ableiten, dass die Latenz-dauer bei allen Wellenlängen mit wachsender optischer Energie abnimmt, es kann daraus aber nicht geschlussfolgert werden, dass dies auch bei deutlich größeren Werten der optischen Energie zutrifft, da auch eine Art Sättigung nicht auszuschlie-ßen ist und hier nur ein begrenzter Energiewertebereich untersucht wurde. Größere Energiewerte können aber nicht auf den Pupillenreflex untersucht werden, da dazu Expositionsgrenzwertüberschreitungen erforderlich wären.
Eindeutige Zusammenhänge wurden für die relativen und absoluten Amplituden des Pupillenreflexes gefunden. Diese Amplituden wachsen mit steigender Laserstrahl-leistung. Auch die Kontraktionsdauer wächst mit steigender optischer Strahlungsleis-tung bei konstanter Expositionsdauer. Umgekehrt dazu verhält sich die Latenzdauer.
Diese nimmt mit wachsender Laserstrahlleistung, die in das Auge fällt, ab.
Die wichtigsten Kenngrößen des Pupillenreflexes, nämlich Latenzdauer, relativer und absoluter Pupillendurchmesser sowie Kontraktionsdauer können durch eine
loga-rithmische Abhängigkeit von der Laserstrahlleistung beschrieben werden. Dies gilt für alle Wellenlängen im sichtbaren Spektrum.
Dem Pupillenreflex kommt zweifelsohne auch eine Schutzfunktion gegenüber einer Überexposition zu. Allerdings ist der Pupillenreflex mit Zeitdauern von wenigstens 160 ms bei hohen Laserstrahlleistungen und typisch ca. 200 ms, bis eine erste Ver-kleinerung des Durchmessers einsetzt und mit einer Zeitdauer, die zusätzlich min-destens 300 ms beträgt, bis der kleinste Durchmesser erreicht wird, und zwar auch bei der größten getesteten Laserstrahlleistung, nur bedingt als Schutz geeignet. Die Summe aus Latenz- und Kontraktionsdauer war selten kleiner als 1 s. Damit ist die Reduzierung des Pupillendurchmessers zu gering, um einen wirksamen Schutz vor Blendung zu gewährleisten. Insbesondere gegenüber Expositionen mit kleinem Strahlquerschnitt ist der Pupillenreflex weitgehend bis praktisch ineffizient. Allenfalls bei großflächiger Exposition, wie sie bei stark divergenter optischer Strahlung oder bei großem Strahlquerschnitt vorliegt, kann eine unterstützende Schutzwirkung un-terstellt werden, wenn die Exposition nicht zu kurzzeitig ist.