Auswirkung einer
im Sichtfeld befindlichen farbigen Grafik
auf die Farbkontrastwahrnehmung und
die chromatische Adaptation an eine farbige Laserschutzbrille bei Normal- und Glaukomprobanden
Augenklinik
der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg zur
Erlangung des Doktorgrades Dr. med. dent.
vorgelegt von Ninja Borgmeier
Als Dissertation genehmigt von der Medizinischen Fakultät
der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Tag der mündlichen Prüfung: 04.02.2021
Vorsitzender des Promotionsorgans: Prof. Dr. med. Markus Neurath Gutachter/in: Herr PD Dr. Robert Lämmer, Herr Prof. Dr. Antonio Bergua
Inhaltsverzeichnis
1 ZUSAMMENFASSUNG ... 1
2 EINLEITUNG ... 5
Farbensehen ... 5
Farbsehtests ... 6
Farbsinnstörungen ... 7
2.3.1 Hereditäre Farbsinnstörungen ... 8
2.3.2 Erworbene Farbsinnstörungen ... 9
Glaukome ... 10
2.4.1 Primäre Offenwinkelglaukome ... 11
2.4.2 Normaldruckglaukome ... 12
Laser ... 12
Einfluss auf die Farbkontrastwahrnehmung ... 13
2.6.1 Laserschutzbrillen ... 14
2.6.2 Intraokulare Linsen mit UV-Filter ... 15
2.6.3 Chromatische Induktion und Kirschmanns viertes Gesetz ... 15
2.6.4 Farbkonstanz ... 18
2.6.5 Adaptation ... 19
Ziel ... 21
Patent von UVEX ... 21
3 MATERIAL UND METHODEN ... 24
Probanden ... 24
3.1.1 Normalprobanden ... 24
3.1.2 Glaukomprobanden ... 25
Grafik ... 26
Farnsworth-Panel-Dichotomous-15-Test ... 26
Statistik ... 27
4 ERGEBNISSE ... 27
Normalprobanden, 1. Durchlauf ... 27
Normalprobanden, 2. Durchlauf ... 28
Vergleich Normalprobanden 1. und 2. Durchlauf ... 29
Glaukomprobanden, 1. Durchlauf ... 30
Glaukomprobanden, 2. Durchlauf ... 31
Vergleich Glaukomprobanden 1. und 2. Durchlauf ... 31
Vergleich Normalprobanden und Glaukomprobanden ... 32
5 DISKUSSION UND AUSBLICK ... 33 6 LITERATURVERZEICHNIS ... 38
1 Zusammenfassung
Dem Schutz dienend sind für die medizinische Behandlung mittels Laser, Laserschutzbrillen unabdingbar (Teichman, et al., 1999), (Foth, 2009). Die farbigen Schutzgläser blockieren den monochromatischen und damit farbigen Laserstrahl (Teichman, et al., 1999), (Foth, 2009). Durch diese Tatsache wird jedoch die Farbkontrastwahrnehmung erschwert, so dass Farben verändert wahrgenommen werden (Teichman, et al., 1999).
Ziel dieser Dissertation war es, den Einfluss einer im Sichtfeld befindlichen farbigen Grafik auf die Farbkontrastwahrnehmung und auf die Adaptation des Auges an eine farbige Laserschutzbrille auszuwerten.
Um die chromatische Adaptation und den Einfluss einer Glaukom Erkrankung auf selbige und die Farbwahrnehmung zu untersuchen, wurden neben 46 gesunden Normalprobanden auch 37 Patienten mit einer neurodegenerativen Erkrankung in Form eines Glaukoms eingeschlossen.
Zur Bestimmung der Farbkontrastwahrnehmung unter verschiedenen Bedingungen wurden Farnsworth-Panel-Dichotomous-15-Tests (Panel-D-15-Tests) mit und ohne farbiger Laserschutzbrille durchgeführt. In einem weiteren Durchgang wurde der Panel- D-15-Test mit Laserschutzbrille und einer farbigen Grafik im Sichtfeld der Probanden durchgeführt. Bei den Tests wurden sowohl die Zeit als auch die Fehler gemessen.
Lediglich die Zeit wurde als Indikator für die Farbkontrastwahrnehmung und die Adaptation ausgewertet.
Die Normalprobanden konnten sich in der Schnelligkeit der Durchführung des Panel-D- 15-Tests mit Laserschutzbrille im 1. Durchlauf signifikant von 1 min 19.22 s ± 37.50 s auf 1 min 7.71 s ± 26.94 s (p=0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur) steigern, wenn eine farbige Grafik in ihrem Sichtfeld lag. Sie steigerten sich in ihrer Schnelligkeit Im 2. Durchlauf von 1 min 3.39 s ± 28.04 s auf 0 min 54.88 s ± 22.38 s (p=0.006, nicht signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur).
Die Glaukomprobanden konnten sich im 1. Durchlauf von 1 min 24.35 s ± 33.52 s Testzeit auf 1 min 13.80 s ± 25.47 s (p=0.007, nicht signifikant nach Bonferroni-Holm- Korrektur) verbessern. Im 2. Durchlauf bestand bei den Glaukomprobanden in der Schnelligkeit der Testdurchführung mit und ohne Grafik kein Unterschied (1 min 5.67 s
± 34.41 s vs. 1 min 9.28 s ± 28.00 s, p>0.05, nicht signifikant nach Bonferroni-Holm- Korrektur).
Bei der Durchführung des Panel-D-15-Tests haben Normal- und Glaukomprobanden mit einer farbigen Laserschutzbrille signifikant mehr Zeit benötigt als ohne selbiger.
Bei den Normalprobanden zeigte sich dies in einer Verlängerung der Testzeit mit Laserschutzbrille im 1. Durchlauf von 0 min 42.98 s ± 17.29 s auf 1 min 19.22 s ± 37.50 s (p<0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur). Und im 2. Durchlauf von 0 min 39.11 s ± 19.71 s auf 1 min 3.39 s ± 28.04 s (p<0.001, signifikant nach Bonferroni- Holm-Korrektur).
Bei den Glaukomprobanden verlängerte sich die Testzeit im 1. Durchlauf mit Laserschutzbrille von 0 min 48.00 s ± 22. 18 s auf 1 min 24.35 s ± 33.52 s (p<0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur). Und im 2. Durchlauf von 0 min 46.34 s ± 21.85 s auf 1 min 9.28 s ± 28.00 s (p<0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm- Korrektur).
Die beiden Probandengruppen vergleichend haben die Normalprobanden lediglich im 2.
Durchlauf ohne Laserschutzbrille signifikant weniger Zeit benötigt als die Glaukomprobanden (0 min 39.11 s ±19.71 s vs. 0 min 46.34 s ±21.85 s, p=0.038, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur).
Bei den übrigen Testbedingungen und Durchläufen konnte zwischen den beiden Probandengruppen keine Differenz festgestellt werden (p>0.05, nicht signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur).
Weiterführend könnte der Einfluss der Art des Farbspektrums (z. B. farbige, abstrakte Muster) untersucht werden.
Abstract
Laser protection glasses are very important to protect the eyes while using a laser (Teichman, et al., 1999), (Foth, 2009). The colored protection glasses block monochromatic colored laser light (Teichman, et al., 1999), (Foth, 2009). That fact makes the perception of color more difficult (Teichman, et al., 1999).
The aim of this dissertation was to evaluate the effect of a colored sketch placed in the field of view while wearing colored laser protection goggles concerning the perception of color contrast and chromatic adaption.
To explore the mechanisms of adaption in color vision and the influence of glaucoma to it, we did not only recruit 46 healthy probands, but also 37 patients with a neurodegenerative disease (glaucoma).
To analyse perception of color contrast in different terms, we conducted Farnsworth- Panel-Dichotomous-15-Tests (Panel-D-15-Test) with and without colored laser protection glasses. Furthermore, the probands accomplished one run with laser protection goggles and a colored sketch in the field of view. Time and faults were scaled during the tests. But only time was evaluated.
The study shows that the healthy so called normal probands perform a Panel-D-15-Test significant faster in the first round while wearing laser protection glasses when there is a colored sketch presented in their field of view.
They decreased test time from 1 min 19.22 s ± 37.50 s to 1 min 7.71 s ± 26.94 s (p=0.001, significant after Bonferroni-Holm-correction). In the second round they decreased test time from 1 min 3.39 s ± 28.04 s to 0 min 54.88 s ± 22.38 s (p=0.006, not significant after Bonferroni-Holm-correction).
The probands with glaucoma could decrease test time in the first round from 1 min 24.35 s ± 33.52 s to 1 min 13.80 s ± 25.47 s (p=0.007, not significant after Bonferroni-Holm- correction). In the second round there was no difference in test time with or without colored sketch. (1 min 5.67 s ± 34.41 s vs. 1 min 9.28 s ± 28.00 s, p>0.05, not significant after Bonferroni-Holm-correction).
The normal probands as well as the probands with glaucoma needed significantly more time for the Panel-D-15-Tests when wearing colored laser protection glasses compared to the run without glasses.
For the normal probands the test time increased in the first round from 0 min 42.98 s ± 17.29 s to 1 min 19.22 s ± 37.50 s (p<0.001, significant after Bonferroni-Holm- correction). And in the second round from 0 min 39.11 s ± 19.71 s to 1 min 3.39 s ±28.04 s (p<0.001, significant after Bonferroni-Holm-correction).
For the probands with glaucoma the test time increased in the first round from 0 min 48.00 s ± 22.18 s to 1 min 24.35 s ± 33.52 s (p<0.001, significant after Bonferroni-Holm- correction). And for the second round from 0 min 46.34 s ± 21.85 s to 1 min 9.28 s ± 28.00 s (p<0.001, significant after Bonferroni-Holm-correction).
When comparing both groups, the normal probands needed only in the second round without laser protection glasses significantly less time than the probands with glaucoma (0 min 39.11 s ± 19.71 s vs. 0 min 46.34 s ± 21.85 s, p=0.038, significant after Bonferroni- Holm-correction).
For all the other test conditions and rounds there was no difference between the two (p>0.05, not significant after Bonferroni-Holm-correction).
For further research the influence of the type of color spectrum could be evaluated.
2 Einleitung
Farbensehen
Das für das menschliche Auge sichtbare Spektrum reicht von ca. 400nm (blauviolett) bis max. 750nm (rot) Wellenlänge (Peyman, et al., 1986).
Die menschliche Retina umfasst 6 Millionen Zapfen und 100 Millionen Stäbchen (Naifeh
& Kaufman, 2017). Die zahlenmäßig wesentlich geringer vorkommenden Zapfen sind zuständig für das Farbempfinden. Sie sind lichtunempfindlicher als die Stäbchen und haben ihre höchste Konzentration in der Fovea (Naifeh & Kaufman, 2017). Im menschlichen Auge befinden sich drei verschiedene Zapfentypen, die sich in ihrer spektralen Empfindlichkeit unterscheiden: Blau-, Grün- und Rotzapfen (Krastel, et al., 2009). Die Stäbchen sind verantwortlich für das menschliche Hell-Dunkel-Empfinden.
Sie sind besonders empfindlich für geringe Helligkeit (Naifeh & Kaufman, 2017). Beim Menschen lassen sich vier verschiedene Sehpigmente unterscheiden. Neben dem Rhodopsin lassen sich unter den Zapfenpigmenten ein Vertreter der Familie der Pigmente mit Absorptionsmaximum bei < 500 nm Wellenlänge und zwei bei > 500 nm Wellenlänge unterscheiden (Nathans, 1999). Das Blaupigment (S-Zapfen für short-wave) besitzt ein Absorptionsmaximum bei ∼425 nm, das Grünpigment (M-Zapfen für middle-wave) bei
∼530 nm und das Rotpigment (L-Zapfen für long-wave) bei ∼560 nm (Nathans, 1999) (Shevell & Kingdom, 2008). Die Aktivität der Retinazellen (Photorezeptoren) beruht auf der Photonen induzierten Isomerisierung von Rhodopsin und dem Protein Opsin (Naifeh
& Kaufman, 2017).
Das Prinzip der Trichromasie beruht auf der Eigenschaft der menschlichen Farbwahrnehmung, alle Spektralfarben durch die Mischung der drei Grundfarben abzubilden (Shevell & Kingdom, 2008). Durch einen Lichtreiz werden in der Regel mehrere Zapfentypen erregt, da sich die Empfindlichkeitsbereiche überlappen (Krastel, et al., 2009). Die Farbwahrnehmung wird deshalb durch eine simultane Erregung der drei verschiedenen Fotorezeptoren in der Retina des Auges erzeugt (Ugalahi, et al., 2016). Die Farbempfindung „weiß“ entsteht, wenn alle Zapfentypen in gleichem Maße erregt werden (Krastel, et al., 2009).
Farbsehtests
Verschiedene Farbsehtests werden in Studien herangezogen und miteinander verglichen.
Drei klinische Standard-Tests wurden 1993 zur Detektion von Rot-Grün Farbsinnstörungen bei heterozygoter Trägerinnen verschiedener Farbsinnstörungen und zur Beurteilung des Farbsehvermögens selbiger durchgeführt (Jordan & Mollon, 1993).
Der Ishihara-Test, Farnsworth-Munsell-Test sowie das Nagelanomaloskop erbrachten unterschiedliche Ergebnisse. Der Ishihara-Test ermittelte eine veränderte Farbsichtigkeit für die heterozygoten Trägerinnen, wohingegen der Farnsworth-Munsell-100-Test keine signifikanten Unterschiede aufzeigte. Das Nagelanomaloskop zeigte signifikant erhöhte Einstellungsbreiten aber keine signifikante Differenz der Mittelwerte (Jordan & Mollon, 1993).
Die Sensitivität von Pseudochromatischen Tests wurde 2010 anhand von 486 männlichen Probanden mit Farbfehlsichtigkeit ausgewertet. 70 der Probanden zeigten eine Protanomalie und 416 eine Deuteranomalie. Die Farbfehlsichtigkeit der Probanden wurde anhand eines Nagelanomaloskops identifiziert und charakterisiert. Alle Probanden, die mittels Nagelanomaloskop als anomale Trichromaten identifiziert wurden, machten mindestens ein Fehler beim Ishihara-Test, wohingegen 23 der anomalen Trichromaten keinen Fehler beim American Optical Company (Hardy, Rand and Rittler) plates Test (HRR Test) machten. Verglichen mit den Ergebnissen des Nagelanomaloskops lag die Sensitivität des Ishihara-Tests bei 97,7 % bzw. 98,4 % für vier bzw. drei Fehler als Schwellwert zur Einstufung als farbfehlsichtig. Für den HRR-Test lag die Sensitivität bei 92,8% bzw. 87% für zwei bzw. drei Fehler als Schwellwert. Der Ishihara-Test ist demnach ein sehr sensitiver Test zur Identifizierung von Farbfehlsichtigkeit, wohingegen der HRR-Test nicht ausreichend sensitiv ist (Birch, 2010).
Bei 286 Probanden mit Farbfehlsichtigkeit erbrachte der Farnsworth-Dichotomous-15- Test verglichen mit dem Farnsworth-Lantern-Test eine Sensitivität von 67 % und eine Spezifität von 94 %. Eine Einstellbreite beim Nagelanomaloskop von größer 10 zeigte eine Sensitivität von 87 % und eine Spezifität von 57 % verglichen mit dem Farnsworth- Lantern-Test (Cole & Maddocks, 1998).
2014 wurde ein neuer pseudoisochromatischer Test vorgestellt, der vor allem für Babys entwickelt wurde. Der Test nutzt modifizierte Farbtafeln, angelehnt an die von Pease und Allen aus dem Jahre 1988. 216 drei bis 23 Monate alte Babys wurden getestet. Der Test besteht aus zwei farbigen 45 cm x 18 cm großen Farbtafeln und einer grauen
Vergleichstafel mit je einem 13 cm x 13 cm großen farbigen Quadrat, dem Ziel. Das Ziel musste auf der Tafel detektiert werden. Das Ziel der grauen Vergleichstafel war leicht zu detektieren und war entweder in einem sehr viel heller- oder dunklerem Grauton. Der Kontrast zwischen Hintergrund und Ziel der beiden Testtafeln war entweder auf einer Rot-Grün- oder einer Blau-Gelb-Diskriminierungsachse. Das Ziel befand sich immer an unterschiedlichen Stellen auf den Tafeln. Anhand der Blickrichtung und Aufmerksamkeit des Kindes wurde die Farbdiskriminierungsfähigkeit des Kindes evaluiert (Mercer, et al., 2014).
In einer Studie mit 1872 Probanden wurden die Ergebnisse bezüglich der Detektion von Farbsinnstörungen durch genetische Tests mit Hilfe des MassArray Systems und dem Nagel Anomaloskop verglichen. Rot-Grün-Defekte wurden zuverlässig durch die genetischen Tests aufgedeckt. Die Einstufung der Schwere des Defekts entsprach der Einstufung über das Nagel Anomaloskop (Davidoff, et al., 2016).
Farbsinnstörungen
Zu den Häufigkeiten von Farbsinnstörungen gibt es verschiedene Studien.
Bezugnehmend auf Unterschiede zwischen verschiedenen Bevölkerungsgruppen wurde 1963 eine Studie aus Indien veröffentlicht. In dieser wurden 1500 Menschen bezüglich Farbensehen untersucht. 2,8 % der untersuchten Personen waren farbenblind. Davon waren 3,6 % Männer und 1,04 % Frauen. Von den 42 betroffenen Patienten hatten lediglich 6 Patienten die klinische Ambulanz aufgrund von Farbsehstörungen aufgesucht (Mehra, 1963).
Von Oktober 2013 bis Januar 2014 wurden bezüglich Farbsinnstörungen in Teheran (Iran) insgesamt 2150 Kinder untersucht. Bei 48 Kindern (2,2 %) konnte eine Farbsinnstörung festgestellt werden. Darunter waren signifikant mehr Jungen als Mädchen (3,5 % vs. 1 %, p < 0,001). Ebenso wurde ein signifikanter Zusammenhang zwischen verringerter Sehschärfe (Visus) und Farbsinnstörung festgestellt. Zwischen Farbsinnstörung und Art der Amblyopie, Ametropie, Anisometropie oder Strabismus konnte kein Zusammenhang nachgewiesen werden (Rajavi, et al., 2015).
In einer Studie aus Süd-Kalifornien wurde die Häufigkeit von Farbsinnstörungen bei Kindern unterschiedlicher ethnischer Herkunft untersucht. Die Tests von 4177 Kindern wurden ausgewertet. Darunter 1265 Farbige, 812 Asiaten, 1280 Hispanoamerikaner und 820 weiße Nicht-Hispanoamerikaner. Die Prävalenz von Farbsinnstörungen bei Jungen
lag bei 1,4 % für Farbige, 3,1 % für Asiaten, 2,6 % für Hispanoamerikaner und 5,6 % für weiße Nicht-Hispanoamerikaner. Farbsinnstörungen kamen signifikant häufiger bei weißen Nicht-Hispanoamerikanern verglichen mit Farbigen (p = 0,0003) und verglichen mit Hispanoamerikanern (p = 0,02) vor. Für Mädchen lag die Häufigkeit von Farbsinnstörungen bei allen Gruppen zwischen 0,0 % und 0,5 %. (Xie, et al., 2014).
Farbsinnstörungen haben teilweise großen Einfluss auf die subjektive Lebensqualität betroffener Personen. Beispielsweise fühlen sich Betroffene in ihrer Gesundheit, in ihrem Arbeitsleben und ihrem Gefühlsleben stark beeinträchtigt. Dies ergab eine Studie mit 128 Männern und 291 Frauen. Bezogen auf das Alter konnte verglichen mit gesunden Probanden eine signifikant schlechtere Lebensqualität der Betroffenen bezüglich Gesundheit (p = 5 × 10−7), Arbeit (p = 1,3 × 10−7), und Gefühlsleben (p = 6 × 10−5) festgestellt werden (Barry, et al., 2017).
2.3.1 Hereditäre Farbsinnstörungen
Angeborene Störungen des Farbempfindens betreffen etwa 8% Männer und nur 0,4%
Frauen (Spalding, 1999), (Barry, et al., 2017). Auch eine Studie aus Indien, die die Prävalenz von Rot-Grün-Sehschwäche bei 1352 Männern und 1302 Frauen untersuchte, lieferte ähnliche Werte (8,73 % für Männer und 1,69 % für Frauen) (Shah, et al., 2013).
Bei hereditären Farbsinnstörungen fehlt eines der drei Pigmente die für das Farbensehen verantwortlich sind. Die Protanopie ist die Rot-, die Deuteranopie die Grün- und die Tritanopie die Blaublindheit (Wald, 1966). Die Gene, die das Rot-Grün-Sehen kodieren sind an das X-Chromosom gebunden, was die gesteigerte Prävalenz bei Männern erklärt (Nathans, et al., 1986), (Drummond-Borg, et al., 1989). Es gibt ein Rot-Pigment kodierendes Gen, wohingegen die Anzahl der Grün-Pigment kodierenden Gene zwischen einem und fünf variieren können (Nathans, et al., 1986) (Drummond-Borg, et al., 1989).
Die Farbsichtigkeit einer heterozygoten Trägerin eines Protan- als auch eines Deutan- Defektes wurde abgesehen von „Schmidt’s sign“ als indifferent zu der eines Trichromaten eingestuft (Tait & Carroll, 2009).
Die oben bereits erwähnte Studie aus dem Jahre 1993 mit 31 heterozygoten Trägerinnen und 12 Kontrollprobanden erbrachte differente Ergebnisse. Sie zeigte für heterozygote Trägerinnen verschiedener Farbsinnstörungen eine signifikant höhere Fehlerrate bei einem Ishihara-Test, keine signifikanten Unterschiede bei einem Farnsworth-Munsell- 100-Test und signifikant erhöhte Einstellbreiten aber keine signifikante Abweichung
bezüglich der Mittelwerte bei einem Anomaloskop. Bei dem Ishihara-Test konnte kein signifikanter Unterschied zwischen den 20 Deutan- und den 11 Protan-Trägerinnen gefunden werden (Jordan & Mollon, 1993).
2.3.2 Erworbene Farbsinnstörungen
Erworbene Farbsinnstörungen können verschiedene Auslöser haben. Beispielsweise wurde in einer Studie mit 100 Probanden, darunter 50 Probanden die mindestens 4 Jahre einer Tätigkeit als Schweißer nachgegangen sind, heurausgefunden, dass Schweißen eine Farbsinnstörung hervorrufen kann. Unter den 50 getesteten Schweißern lag die Häufigkeit von Farbfehlsichtigkeit bei 15 % und war signifikant höher als bei den 50 Vergleichsprobanden (2 %, p = 0,001). Außerdem konnte sowohl ein Zusammenhang zwischen der Länge der Tätigkeit als Schweißer und dem Verlust des Farbensehens (p = 0,04), also auch zwischen den Arbeitsstunden pro Tag und dem Auftreten einer Farbsinnstörung (p = 0,025) detektiert werden (Heydarian, et al., 2017).
Eine andere Studie mit 84 Probanden bestätigte die Beeinträchtigung des Farbensehens bei Patienten mit Diabetes Mellitus Typ 2, auch ohne diabetischer Retinopathie. Es wurden 47 Probanden mit Diabetes Mellitus Typ 2, davon 25 Probanden mit diabetischer Retinopathie, sowie 37 Kontroll-Probanden herangezogen. Der gemessene „Color confusion score“ (Wolff, et al., 2015) der Probanden mit diabetischer Retinopathie (p <
0,0001) und der Probanden mit Diabetes Mellitus Typ 2, aber ohne diabetischer Retinopathie (p = 0,002) war höher verglichen mit den Probanden der Kontrollgruppe.
Eine Abweichung zeigte sich bei 48 % der Probanden mit diabetischer Retinopathie, 41
% ohne diabetischer Retinopathie und bei 3 % der Probanden der Kontrollgruppe (Wolff, et al., 2015).
Der Zusammenhang zwischen Farbsinnstörungen und Erkrankungen des Auges, wie Glaukomen, werden ebenfalls erforscht. Es wurde eine verschlechterte Farbunterscheidungsfähigkeit bei Patienten mit glaukomatös bedingtem Gesichtsfelddefekt detektiert (Poinoosawmy, et al., 1980). Dabei wurde ein signifikanter Zusammenhang zwischen Beeinträchtigung der Farbdiskriminierung und Stärke des Gesichtsfelddefekts festgestellt (Poinoosawmy, et al., 1980). Ebenso signifikant war der Zusammenhang zwischen Farbdiskriminierungsfähigkeit und der glaukomatösen Schädigung des Sehnervenkopfes (Poinoosawmy, et al., 1980).
Eine weitere Studie untersuchte unter anderem die Farbwahrnehmung von Glaukomprobanden mit unterschiedlichem Schweregrad der Krankheit. Dabei wurde kein signifikanter Unterschied in der Farbwahrnehmung bei frühen und moderaten Glaukom Stadien festgestellt (Bambo, et al., 2016).
Die Farbwahrnehmung kann ein wichtiges Kriterium für die Einschätzung des Verlaufs eines Glaukoms frühen Stadiums sein (Papaconstantinou, et al., 2009). Patienten die im Verlauf ein Glaukom entwickelten zeigten im Vergleich zu Patienten mit okularer Hypertension eine Einschränkung bezüglich des Farbensehens. Bei diesen Patienten wurde eine signifikant höhere Fehlerrate bei einem Farnsworth-Munsell-Test mit 100 Farbtönen festgestellt, noch bevor Gesichtsfeldeinschränkungen messbar wurden (Papaconstantinou, et al., 2009). Damit kann die Farbwahrnehmung eine glaukomatöse Veränderung bei Patienten mit uneingeschränktem Gesichtsfeld detektieren (Papaconstantinou, et al., 2009).
Glaukome
Glaukome sind eine Gruppe von neurodegenerative Erkrankungen des Auges, die eine Veränderung des Sehnervenkopfes sowie die Degeneration von retinalen Ganglienzellen zur Folge haben (Weinreb & Khaw, 2004), (Weinreb, et al., 2014), (Nickells, et al., 2012).
Neben anderen Faktoren besteht zwischen der Ganglienzelldegeneration und einem erhöhten intraokularen Druck bei Glaukom Erkrankung ein Zusammenhang. (Weinreb, et al., 2014). An diesem Punkt setzt die Therapie von Glaukom Erkrankungen an. Der intraokulare Druck wird mittels hypotensiver Augentropfen reduziert um ein Fortschreiten der Degeneration einzudämmen. Eine weitere Therapiemöglichkeit stellt die Laser Trabeculoplasty oder ein chirurgischer Eingriff dar (Weinreb, et al., 2014).
Eine Hochrechnungsstudie von 2006 sagte für das Jahr 2010 60,5 Millionen Glaukomerkrankte (Offenwinkel- oder Winkelblockglaukom) voraus. Diese Zahl soll sich bis 2020 auf 79,6 Millionen erhöhen (Quigley & Broman, 2006). Davon sollen 74 % ein Offenwinkelglaukom haben. 59 % der Erkrankten sollen Frauen sein. Der Anteil der Frauen mit Offenwinkelglaukomen soll bei 55 % und für Winkelblockglaukome bei 70
% liegen (Quigley & Broman, 2006). Asiaten sollen 47 % der Glaukomerkrankten und 87 % der Winkelblockglaukome ausmachen (Quigley & Broman, 2006).
2020 soll die Erkrankung bei 5,9 Millionen Patienten mit Offenwinkelglaukom und 5,3 Millionen Patienten mit Winkelblockglaukom zur völligen Erblindung führen (Quigley
& Broman, 2006). Damit sind Glaukome die zweit häufigste Ursache für Erblindung (Quigley & Broman, 2006), (Quigley, 1996). Und betreffen verstärkt Frauen und Asiaten (Quigley & Broman, 2006).
2.4.1 Primäre Offenwinkelglaukome
In der oben bereits erwähnten Studie machen Offenwinkelglaukome 74 % der Glaukom Erkrankungen aus (Quigley & Broman, 2006).
Um die Prävalenz von Primären Offenwinkelglaukomen in verschiedenen Altersgruppen zu untersuchen, wurden 2005-2006 in Pakistan 149 Glaukompatienten zwischen 30 und 70 Jahren untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Prävalenz bei Patienten über 50 Jahren am höchsten war. Die Häufigkeit stieg über die Gruppen < 40 Jahre, 41 bis 50 Jahre, 51 bis 60 Jahre und 61 bis 70 Jahre von 1,34 %, über 19,46 % und 31,54 % auf 47,65 % (Taqi, et al., 2011).
In einer Studie mit 2528 in Shanghai lebenden Probanden, die 50 Jahre oder älter waren, wurde eine Gesamtzahl von 72 Personen mit Primärem Offenwinkelglaukom diagnostiziert. Dies entsprach einer Prävalenz von 2,85 %. Lediglich 8 der Personen hatten die Diagnose bereits vor der Studie (He, et al., 2015). Nur 22 der Probanden mit Primärem Offenwinkelglaukom hatten einen intraokularen Druck von mehr als 21 mmHg. Alle anderen hatten einen Druck von 21mmHg oder weniger (He, et al., 2015).
Ebenfalls in Shanghai wurde die Häufigkeit von Primären Offenwinkelglaukomen bei Personen mit Verwandtschaft ersten Grades zu einem Patienten mit selbiger Erkrankung untersucht. Bei 12,62 % der 531 untersuchten Personen wurde ebenfalls ein Primäres Offenwinkelglaukom diagnostiziert. Wohingegen bei den 526 Probanden ohne Verwandtschaft ersten Grades zu einer Person mit Primärem Offenwinkelglaukom nur 1,52 % mit selbiger Erkrankung diagnostiziert wurden. Damit war die Prävalenz einer Erkrankung für die erst genannte Gruppe 8 mal höher (Kong, et al., 2013).
Eine retrospektive Studie untersuchte 423 Fälle von verstorbenen Glaukompatienten auf Risikofaktoren für eine Erblindung bei Glaukom Erkrankung. 60 % der Probanden hatten ein Primäres Offenwinkelglaukom und 40 % ein Pseudoexfoliationsglaukom. Höherer intraokularer Druck stellte ein wichtiger Risikofaktor für Erblindung bei Glaukom Erkrankung dar. Ebenso wie ein fortschreitender Gesichtsfelddefekt. Die erblindeten Patienten hatten einen wesentlich längeren Krankheitsverlauf seit Diagnosestellung verglichen mit den Patienten die nicht erblindeten. Ein höheres Alter zum Todeszeitpunkt
war ebenso assoziiert mit einer höheren Wahrscheinlichkeit für Erblindung. Wohingegen das Alter bei Diagnosestellung keine Rolle für die Wahrscheinlichkeit einer Erblindung spielte (Peters, et al., 2014).
2.4.2 Normaldruckglaukome
Anders als bei einem Primären Offenwinkel Glaukom, führt der nicht erhöhte Druck (≤
21 mmHg) bei einem Normaldruckglaukom zu einer erschwerten Diagnosestellung (Kamal & Hitchings, 1998).
Um zu evaluieren, ob die Reduktion des Intraokularen Druckes eine adäquate Therapiemöglichkeit bei Normaldruckglaukomen darstellt, bzw. ob der Intraokulare Druck trotz normaler Werte eine Rolle bei der Pathogenese von Normaldruckglaukomen spielt, wurden in einer Studie 79 unbehandelte Augen 61 Augen gegenübergestellt, die mittels intraokularer Druckreduktion um 30 % behandelt wurden. 35 % der unbehandelten Augen und nur 12 % der behandelten Augen wiesen Anzeichen von Progression auf (Collaborative normal-tension glaucoma study group, 1998).Daraus wurde geschlossen, dass der Intraokulare Druck pathogenetisch eine Rolle spielt und eine Reduktion um 30 % vorteilhaft bezüglich des Krankheitsverlaufes ist (Collaborative normal-tension glaucoma study group, 1998), (Collaborative normal-tension glaucoma study group, 1998) In einer weiteren Studie zeigten in einem Beobachtungszeitraum von 7 Jahren jedoch nur 50 % der unbehandelten Augen eine Progression. Daraus wurde geschlussfolgert, dass das Voranschreiten bei Normaldruckglaukomen unterschiedlich schnell, aber im allgemeinen eher langsam und geringfügig ist (Anderson, et al., 2001).
Im Mai 2014 wurde ein Research Artikel zur Therapie von Normaldruckglaukomen veröffentlicht, der zu dem Entschluss kommt, dass die Reduktion des Intraokularen Druckes die bewährteste Behandlungsmethode darstellt. Dennoch gibt es zunehmend Belege dafür, dass auch Druck unabhängige Faktoren eine wichtige Rolle in der Pathogene von Normaldruckglaukomen spielen. Ein Beispiel hierfür ist die vaskulare Dysregulation. (Song & Caprioli, 2014)
Laser
LASER steht als Akronym für „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“ (Laservision GmbH & Co.KG, 2016). Laserlicht ist monochromatisch und hat eine geringe Divergenz sowie eine gleichbleibende Leistungsdichte, die auf einem
Brennfleck von nur ca. 10 µm auf der Netzhaut des Auges konzentriert wird (Laservision GmbH & Co.KG, 2016). Die Konzentration des Lichtes ist so hoch, dass jedes Gewebe auf das der Fokus trifft erwärmt und damit koaguliert wird (Laservision GmbH & Co.KG, 2016). Damit lässt sich Gewebe exakt schneiden und abtragen. Da die Fovea selbst nur ein paar Mikrometer groß ist, ist es möglich durch nur einen Laserpuls die Sehkraft zu verlieren (Laservision GmbH & Co.KG, 2016).
1979 wurde die so genannte Laser Trabeculoplasty (LTP) von Wise und Witter entwickelt (Wise & Witter, 1979) und seither in der Medizin zur Behandlung verschiedenster Erkrankungen angewendet (Stein, et al., 2016). In mehreren randomisierten Multi- Center-Studien wurde nachgewiesen, dass diese Methode den intraokularen Druck bei Offenwinkelglaukomen reduzieren kann (Francis, et al., 2016). Ursprünglich wurde LTP mit einem Argonlaser durchgeführt (Peaks bei 488 und 514 nm) (Francis, et al., 2016).
Seit März 2001 wird der frequenzverdoppelte Q-switched Neodymium-doped yttrium aluminium garnet Laser (Nd:YAG-Laser) mit 532 nm Wellenlänge zur Selektiven Laser Trabeculoplasty (SLT) bei Offenwinkelglaukomen verwendet (Francis, et al., 2016). Der monochromatische und gering divergente Laserstrahl wird durch Streuung wenig abgeschwächt. Damit hat er eine große Reichweite und birgt die Gefahr einer unbeabsichtigten Schädigung anderer Gewebe. Das Auge des Behandlers muss deshalb durch eine dem LASER angepasste Schutzbrille geschützt werden (Foth, 2009).
Einfluss auf die Farbkontrastwahrnehmung
Betrachtet man ein Ei auf einem Wochenmarkt, erscheint dieses weiß. Eine Aubergine violett. Wäre die Farbwahrnehmung nur von der Wellenlänge abhängig, die von dem Objekt ausgeht, würde uns das Ei gelb und die Aubergine orange erscheinen, wenn wir sie mit nach Hause nähmen und sie unter künstlichem Licht betrachteten (Shevell &
Kingdom, 2008). Dies passiert nicht, weil die neuronale Repräsentation die Veränderung der reflektierten Wellenlänge durch die veränderte Beleuchtung kompensiert (Shevell &
Kingdom, 2008). Dieser neuronale Vorgang kann nicht ablaufen, wenn das reflektierte Licht eines Objektes ohne Kontext gesehen wird. Der Kontext ist die Summe der lichtreflektierenden Objekte im Sichtfeld (Shevell & Kingdom, 2008). Wenn beispielsweise ein weißes Blatt Papier und ein Papier, das lange Wellenlängen reflektiert isoliert betrachtet werden, so erscheint eines weiß und das andere rot. Beleuchtet man das erste Blatt Papier jedoch mit langwelligem Licht, so erscheinen beide gleich, weil es
keinen Kontext gibt, der dem Gehirn Anlass zur Annahme gibt, dass die Papiere unterschiedlich sein könnten (Shevell & Kingdom, 2008). Verschiedene nachfolgend näher beleuchtete Faktoren können Einfluss auf die Farbkontrastwahrnehmung haben.
2.6.1 Laserschutzbrillen
Laserschutzbrillen sind mit Filtern ausgestattet, die undurchlässig für bestimmte Wellenlängen sind und somit die Farbwahrnehmung beeinträchtigen (Teichman, et al., 1999). Pro Wellenlänge hat ein Schutzglas eine bestimmte optische Dichte. Dieser Zusammenhang wird durch eine spezifische Transmissionskurve für jedes Schutzglas beschrieben. Aus ihr ist ablesbar, welche Wellenlänge in welcher Stärke abgeschwächt wird (Foth, 2009). Der Filter einer Laserschutzbrille wird so gewählt, dass er die Wellenlänge des Lasers abschwächt oder für diese undurchlässig ist. So wird das Auge des Behandlers geschützt (Foth, 2009).
Um seine Umwelt möglichst uneingeschränkt wahrnehmen zu können, sollten die Gläser eine gute und gleichmäßige Durchlässigkeit des sichtbaren Lichtes gewähren (Foth, 2009). Dies ist aber vor allem bei Schutzgläsern für Laserlicht nahe oder im sichtbaren Bereich schwer umzusetzen (Foth, 2009). Eine Schutzbrille für den in der Augenheilkunde angewendeten frequenzverdoppelten Nd:YAG-Laser muss undurchlässig für die grüne Wellenlänge (λ=532nm) sein (Foth, 2009). Bei dem Augenschutz-Filter handelt es sich um einen Energie-Tiefpass-Filter, der hochfrequente bzw. kurzwellige Strahlung filtert und nur Strahlung im Bereich oberhalb einer bestimmten Grenzwellenlänge, beispielsweise 500nm, passieren lässt. Der höherenergetische bzw. kurzwellige Anteil der Strahlung wird blockiert. Damit bildet der Filter einen Tiefpass für Frequenz und Energie und einen Hochpass für die Wellenlänge (Foth, 2009).
Dementsprechend fällt die grüne und auch blaue Farbe aus dem sichtbaren Farbspektrum des Brillenträgers heraus und beeinträchtigt das Farbensehen. Der Brillenträger nimmt seine Umgebung rot-orange war (Foth, 2009). Analog wird die Umgebung durch eine grüne Laserschutzbrille, die einen roten Laserstrahl abblockt, grün wahrgenommen.
Generell muss auch das Brillengestell dem Laserlicht standhalten (Foth, 2009). Es gibt verschiedene Gestaltungsarten von Brillengestellen. Unterschieden wird zwischen Korb- und Bügelbrillen (Foth, 2009). Korbbrillen sind größer und können daher leichter über Korrekturbrillen getragen werden, schließen dichter an der Haut ab, haben aber auch
einen geringeren Tragekomfort (Foth, 2009). Ferner wird zwischen Laserjustier- und Laserschutzbrillen unterschieden. Laserschutzbrillen schwächen die transmittierte Strahlung auf das Niveau eines Lasers der Klasse 1 oder 1M ab. Laserjustierbrillen schwächen den Strahl hingegen nur auf das Niveau eines Lasers der Klasse 2 ab. Dadurch wird die schädigende Wirkung weitgehend abgeschwächt während der Laserstrahl noch unter Sicht justierbar ist (Foth, 2009). Laser werden anhand ihres Gefährdungspotentials für Haut und Augen in Klassen eingeteilt. Laser der Klasse 1 und 1M haben das geringste Gefährdungspotential. Klasse-2- und -2M-Laser sind Laser im sichtbaren Bereich, die durch den Lidschlussreflex und das Abwenden des Kopfes als sicher eingestuft werden (Foth, 2009).
2.6.2 Intraokulare Linsen mit UV-Filter
In der Katarakt Behandlung hat sich die chirurgische Implantation von Intraokularen Linsen mit einem Filter für kurzwelliges Licht etabliert (Schmidinger, et al., 2008). Dieser Blaufilter dient als Schutz vor den UV-Strahlen der Sonne und schädigendem blauen Licht (da Costa, et al., 2017), (Cionni & Tsai, 2006). Durch den Blaufilter erscheinen die Linsen gelb (Schmidinger, et al., 2008), (da Costa, et al., 2017), (Niwa, et al., 1996).
Studien haben gezeigt, dass diese Linsen die Kontrastsensitivität heraufsetzen können (Yap, 1984), (Niwa, et al., 1996), (Yuan, et al., 2004). Wobei neuere Studien keinen statistisch signifikanten Einfluss der gelben Linsen auf die Farbwahrnehmung feststellen konnten (Schmidinger, et al., 2008), (Cionni & Tsai, 2006), (Landers, et al., 2007) (Muftuoglu, et al., 2007), (Rodriguez-Galietero, et al., 2005), (Yuan, et al., 2004). Eine weitere Studie untersuchte auch den Einfluss der gelben Linsen auf die Stärke einer vorhanden angeborenen partiellen Rot-Grün-Schwäche und fand keinen negativen Einfluss heraus (Raj, et al., 2005).
2.6.3 Chromatische Induktion und Kirschmanns viertes Gesetz
1891 schrieb August Kirschmann bereits „Ueber die quantitativen Verhältnisse des simultanen Helligkeits- und Farben-Contrastes“ (Kirschmann, 1891). In seinem vierten Gesetz beschreibt er, dass der empfundene Kontrast zwischen einer Farbe und einem Grau derselben Helligkeit von der Sättigung der Farbe abhängt. Er steigt mit steigender Sättigung der Induktionsfarbe. Dieser Zusammenhang ist jedoch nicht proportional. Die Kontraststeigerung verliert mit steigender Sättigung an Ausmaß. Kirschmann vermutete
einen logarithmischen Zusammenhang (Kirschmann, 1891). Weiter schreibt er, dass ein simultaner Farbkontrast am stärksten ist, wenn die Helligkeit gleich oder ähnlich ist und dass der Kontrast zweier Farben am größten ist, wenn die beiden Farben einen mittleren Sättigungsgrad haben. (Kirschmann, 1891).
Die Art der Beziehung zwischen simultanem Farbkontrast und Sättigung der Induktionsfarbe wurde mittels verschiedener Messmethoden 2012 untersucht. Zwei der vier Messmethoden erbrachten ein ähnliches Ergebnis wie die Beobachtungen von Kirschmann. Die anderen beiden zeigten einen eher linearen Zusammenhang auf. Daraus wurde geschlussfolgert, dass die Art des Zusammenhanges zwischen steigendem Simultankontrast und steigender Sättigung der Induktionsfarbe von der Messmethode abhängig ist (Bosten & Mollon, 2012).
Der Crispening Effekt nach Takasaki besagt, dass ähnliche Farben leichter voneinander zu unterscheiden sind, wenn sie von einer, zu den Zielfarben ähnlichen Hintergrundfarbe umgeben sind. Die wahrgenommene Farbdifferenz zwischen ähnlichen Farben steigt also auf einem ebenfalls ähnlichen Hintergrund, verglichen mit einem Hintergrund der nicht dem Farbton der Zielfarben ähnelt (Takasaki, 1967), (Ekroll & Faul, 2012), (Whittle, 1992). Whittle geht davon aus, dass die neuronale Rückantwort größer ausfällt, wenn die Leuchtkraftdifferenz klein ist, weil diese weniger an die Leuchtkraft an sich, als an die Leuchtkraftdifferenz gekoppelt ist, wenn diese klein ist. Darin findet er die Erklärung für den Crispening Effekt (Whittle, 1992).
Der Expansions Effekt der Farbskala nach Brown und MacLeod beschreibt eine Abhängigkeit der Farbwahrnehmung von der Varianz der umgebenden Farben im Gegensatz zu einer einfarbigen Umgebung. Damit stellt dieser Effekt eine Erweiterung des Simultankontrast-Effektes dar. Die gesteigerte Farbvarianz des Hintergrundes, bei gleichem mittleren Farbton, der eine Zielfarbe umgibt, erzeugt in der wahrgenommenen Sättigung und dem empfundenen Farbkontrast eine Verschiebung in Richtung Komplementärfarbe. Ähnliche Farben vor solch einem Hintergrund sind also schwerer voneinander zu unterscheiden. (Brown & MacLeod, 1997), (Ekroll & Faul, 2012). Sechs Zielfarben, alle mit 50 % Grauanteil, wurden in dem Experiment in einen bunten, kontrastreichen Hintergrund mit großer Farbvarianz, eingebettet. Allen Einzelfarben hatten jedoch ebenfalls 50 % Grauanteil Die Zielfarben erschienen wie sechs sehr ähnliche, ausgewaschene Grauabstufungen. Wohingegen dieselben sechs Farben vor einem einfarbigen Hintergrund mit 50 % Grauanteil sehr viel kontrastreicher erschienen
und eine erweiterte Farbskala der wahrgenommenen Farben erzeugten (Brown &
MacLeod, 1997). Dementsprechend wirken Farben, die von einem einfarbigem, kontrastarmen Hintergrund umgeben sind sehr viel lebendiger und farbintensiver als vor einem bunten, kontrastreichem Hintergrund mit gleichem mittleren Farbton (Brown &
MacLeod, 1997), (Ekroll & Faul, 2012). Die Farbempfindung hängt also neben dem Farbton der Hintergrundfarbe auch von der Farbvarianz um die Hintergrundfarbe ab (Brown & MacLeod, 1997), (Ekroll & Faul, 2012).
Die 2012 veröffentliche Studie von Ekroll und Faus bekräftigt die Vermutung, dass der Mechanismus des Simultankontrastes derselbe ist, der dem Crispening Effekt und auch dem Expansions Effekt der Farbskala zugrunde liegt. Damit besagt diese Hypothese, dass die Richtung des Simultankontrast-Effektes durch den Vektor von Hintergrund- und Zielfarbe und nicht wie bisher angenommen von der Komplementärfarbe des Hintergrundes bestimmt wird. Und dass die Stärke des Simultankontrast-Effektes von der Differenz der Ziel- und Hintergrundfarbe abhängt. Dies widerspricht Kirschmanns viertem Gesetz (Ekroll & Faul, 2012).
Ihre Vermutung war, dass der Simultankontrast als lokaler Mechanismus größtenteils aufgehoben werden kann, wenn die beiden Farben des Hintergrundes und des Ziels voneinander abgegrenzt werden. Hierzu wurde um das kreisförmige Ziel ein schwarzer Ring gezogen und somit von dem Hintergrund getrennt. Damit sollte der nicht lineare Zusammenhang des Crispening Effektes verschwinden, aber der lineare Zusammenhang der von Kries Adaptation bestehen bleiben. Die Ergebnisse des Experimentes deuten darauf hin, dass der Effekt eines einfarbigen Hintergrundes auf die wahrgenommene Zielfarbe von zwei Mechanismen abhängt. Entscheidenden Einfluss hat der lokale Kontrast der beiden Farben und entspricht somit dem was bisher als Mechanismus des Simultankontrastes definiert wurde. Der zweite zugrundeliegende Mechanismus ist unabhängig von lokalem Kontrast und beruht auf der von Kries Adaptation (Ekroll &
Faul, 2012).
Johannes von Kries beschrieb 1909 eine Farbenumstimmung durch eine dauerhafte Belichtung mit einer bestimmten Farbe. Diese Farbe verliert bei längerer Betrachtung an Helligkeit und Sättigung und anders herum erscheint ein farbloses Licht in etwa in der Komplementärfarbe des Lichtes, das die Umstimmung erzeugt hat. Er beschreibt auch, dass die Vielfältigkeit der menschlichen Empfindungen die der verschieden farbigen Lichtreize übersteigt, weil zum Beispiel ein homogenes Blau an einer gelbermüdeten
Stelle eine sehr viel gesättigtere Blauempfindung erzeugt, die an einer nicht belichteten Stelle gar nicht ausgelöst werden kann (Von Kries, 1909).
2017 wurde eine Studie veröffentlicht, die die chromatische Induktion bei Farbtafeln mit farbigem Zentrum und anders farbigem Hintergrund untersuchte. Verglichen wurden Farbtafel-Paare mit jeweils einem gleichfarbigen Zentrum und unterschiedlich farbigem Hintergrund. Die Hintergrundfarbe beeinflusste die wahrgenommene Farbe des Zentrums und sorgte dafür, dass gleichfarbige Zentren unterschiedlich wahrgenommen wurden. Die größte wahrgenommene Farbdifferenz zwischen zwei exakt gleichfarbigen Zentren wurde erzeugt, wenn die Zentrumsfarbe auf der Farbverbindungslinie der beiden Hintergründe lag. Je weiter der Abstand der Zentrumsfarbe von dieser Verbindungslinie war, desto weniger groß erschien der Farbunterschied der gleichfarbigen Zentren (Ratnasingam & Anderson, 2017).
2.6.4 Farbkonstanz
Die Farbkonstanz beschreibt die gleichbleibende Farberscheinung von Objekten bei unterschiedlicher Beleuchtung, trotz Veränderung des Farbspektrums das unser Auge ausgehend von einem Objekt erreicht (Shevell & Kingdom, 2008). Die Tatsache, dass Objekte nur bei Beleuchtung gesehen werden können, zeigt die Abhängigkeit der Objekterscheinung von der Lichtreflexion des Objektes aber auch von der Beleuchtung (Shevell & Kingdom, 2008). Dennoch ist die Farbe eines Objektes im Alltag unter verschiedenen Lichtverhältnissen relativ konstant, wie das oben genannte Beispiel des Eies und der Aubergine auf dem Wochenmarkt und zuhause zeigt (Shevell & Kingdom, 2008).
Die Konstanz der wahrgenommenen Farben unter verschiedenen Lichtverhältnissen lässt sich durch die Vielfalt der neuralen Transformation erklären (Smithson, 2005). Das Ausmaß der Farbkonstanz ist unterschiedlich für eine Veränderung der Lichtquelle verglichen mit einer Veränderung der Lichtreflexion einer Oberfläche in der Nähe des Testobjektes. Die Farbkonstanz ist geringer bei Veränderung des reflektierenden Lichtes als bei Veränderung der Lichtquelle (Delahunt & Brainard, 2004).
Im Allgemeinen variiert der Grad an Farbkonstanz stark mit dem sichtbaren Umfeld und der gestellten Aufgabe an den Beobachter (Shevell & Kingdom, 2008), (Smithson, 2005).
Die Farberscheinung eines Objektes hängt stark von dem reflektierten Licht anderer Objekte in komplexen Szenen ab. Eine solche komplexe Szene ist die natürliche
Umgebung, in denen verschiedene Objekte im Sichtfeld des Betrachters die Farbwahrnehmung beeinflussen (Shevell & Kingdom, 2008).
Das Erscheinungsbild eines Objektes, das durch eine komplexe Szenerie hervorgerufen wird unterscheidet sich wesentlich von dem des isolierten Objektes (Shevell & Kingdom, 2008). Denn in einer komplexen Szenerie hängt die Farberscheinung eines Objektes nicht mehr allein von dem durch das Objekt reflektierte Licht ab, das auf das Auge trifft. Eine komplexe Szenerie erlaubt die Trennung der intrinsischen Farbe eines Objektes von der Beleuchtung desselben (Shevell & Kingdom, 2008). Auch trägt die farbliche Repräsentation einer komplexen Szenerie nicht nur zur Erscheinung von Farbton, Sättigung und Helligkeit, sondern auch zu Form, Textur und Objektgliederung bei (Shevell & Kingdom, 2008).
Dieser Einfluss erklärt, warum die Bandbreite an Farben, die wir wahrnehmen können viel größer ist, als die Farbskala die rein durch die Mischung der drei Grundfarben (Prinzip der Trichromasie) erzeugt wird (Shevell & Kingdom, 2008).
Ein Hinweis auf einen zentral-neuronalen Mechanismus liefert der Nachweis eines interokularen Transfers, der bei der Farbkontrastwahrnehmung vor verschiedenen Hintergründen beobachtet wurde (Singer & D'zmura, 1994), (Shevell & Kingdom, 2008).
2.6.5 Adaptation
Auch die Adaptation des Auges spielt für die Wahrnehmung der Umwelt durch ein Schutzglas eine Rolle. Das menschliche Auge ist in der Lage an die Bedingungen Hell und Dunkel, aber auch an Farben zu adaptieren. Dies führt zu einer Farbkonstanz, also einem gleichbleibenden Farbeindruck eines Objektes in unterschiedlicher Umgebung und Beleuchtung (Olkkonen, et al., 2008). Die so genannte chromatische Adaptation wird in Kurzzeit-Adaptation innerhalb von Sekunden bis Minuten und Langzeit-Adaptation innerhalb von Tagen bis Wochen, unterteilt (Belmore & Shevell, 2011).
Die chromatische Kurzzeit-Adaptation bezieht sich meist auf eine Belichtungszeit von 15 Minuten oder weniger (Belmore & Shevell, 2011). Die Effekte verschwinden nach einigen Sekunden bis Minuten (Jameson, et al., 1979), (Rinner & Gegenfurtner, 2000), (Belmore & Shevell, 2011).
Einerseits findet eine Sensitivitätsverschiebung der drei Zapfentypen statt und damit eine Veränderung der auf Rezeptorebene generierten Signale. Die Sensitivität wird anhand der Absorption des Iodopsins bei den Wellenlängen 440nm, 530nm bzw. 560nm bestimmt
(Jameson, et al., 1979). Die fotosensitiven Pigmente der retinalen Rezeptoren bleichen durch die Absorption von Licht aus und regenerieren sich wieder, wenn die Erregung verringert wird (Boynton & Whitten, 1972).
Die Rezeptoradaptation schütz die Nervenzellen vor dauerhafter Überaktivierung auf einem hohen Level (Jameson, et al., 1979).
Andererseits findet auf neuraler Ebene eine Verschiebung der Nulllinie der Erregung bei Komplementärfarben statt. Die menschliche Farbkodierung findet im visuellen System über ein 3-Kanal-System statt. Unterschieden werden der achromatische Schwarz-weiß- Kanal, der Rot-grün-Kanal und der Gelb-blau-Kanal (Jameson, et al., 1979).
Shevell schrieb 1978, dass die Veränderung einer Farberscheinung, die durch die Veränderung der Adaptation bei zufügen einer zweiten Farbe hervorgerufen wird, nicht alleine druch die beiden ursprünglichen Farben vorausgesagt werden kann. Denn betrachtet man zwei gelbe Lichter, die sich in ihrer Helligkeit und / oder ihrer Sättigkeit unterscheiden bei gleicher Adaptation, erscheint bei zufügen von rotem Licht zum Adaptationsfeld unter bestimmten Bedingungen eines der beiden urprünglich gelben Lichter grünlich, während das andere rötlich erscheint (Shevell, 1978).
Wird das Auge beispielsweise mit grünlichem Gelb belichtet, so findet eine Nulllinienverschiebung der neuralen Erregung die mit dem Rot/Grün-Kanal korrespondiert in Richtung Grün statt. Als Konsequenz der Adaptation wird das grünliche Gelb als neutrales Gelb wahrgenommen (Jameson, et al., 1979).
Klettert man beispielsweise durch den Grand Canyon, werden Rotzapfen überproportional erregt, was zu einer geringeren Rotsensitivität führt. Dies fällt auf, wenn man nach dem Verlassen des Grand Canyons jemanden mit blonden Haaren betrachtet und diese plötzlich blau-grün erscheinen (Mrowka, 2016).
Die Vertrautheit mit den Farben natürlich vorkommender Objekte kann den Effekt der Farbkonstanz unterstützen (Olkkonen, et al., 2008).
Die für diese wissenschaftliche Arbeit verwendete UVEX Laserschutzbrille (PROTECTOR (F14), Filter T1Q03, Color: hellgrün, Visible Light Transmission (VLT):
ca. 45%) kommt bei der Anwendung eines Nd:YAG-Lasers mit 1064nm Wellenlänge zum Einsatz. Sie besitzt ein hellgrünes Schutzglas. Dementsprechend werden beim Tragen der Brille die Grünzapfen überproportional erregt. Langwellige Wellenlängen werden geblockt, der Filter entspricht also einem Tiefpass für die Wellenlänge. Der Träger nimmt seine Umwelt vor der Adaptation grün war (Laservision GmbH & Co.KG,
2016), (Patent: Walter, et al., 2011).
Alle Farben werden wie durch einen grünen Schleier wahrgenommen. Violett wird also eher bläulich und rot eher grünlich wahrgenommen. Auch die Farben dazwischen erscheinen alle in Grünabstufungen (Laservision GmbH & Co.KG, 2016).
Nach der Adaptation an den farbigen Filter kann das Farbspektrum wieder in seinem natürlichen Farbkontrast wahrgenommen werden (Kuriki & Uchikawa, 1998). Die Adaptation kann allerdings nur bei nicht zu starker Beeinflussung des Spektrums stattfinden. Bei zu stark getönten Filtern, kann die Farbverschiebung nicht vollständig durch Adaptation ausgeglichen werden (Kuriki & Uchikawa, 1998).
Ziel
In dieser wissenschaftlichen Arbeit wurde untersucht, in wie weit eine im Sichtfeld befindliche farbige Grafik Einfluss auf die Adaptation an eine farbige Laserschutzbrille und auf die Farbkontrastwahrnehmung hat.
Um die Adaptationsmechanismen im Bereich des Farbensehen und den Einfluss einer Glaukom Erkrankung darauf zu untersuchen, wurden gesunde Normalprobanden aber auch Patienten mit einer neurodegenerativen Erkrankung (Glaukom) eingeschlossen. Der Einschluss von Glaukomprobanden diente dem Erkenntnisgewinn bezüglich des Zusammenhanges zwischen Farbensehen und Glaukomerkrankungen.
Patent von UVEX
Für die Durchführung dieser wissenschaftlichen Arbeit wurde uns ein Patent der Firma UVEX zur Verfügung gestellt (Patent: Walter, et al., 2011).
Durch farbige Brillengläser wie beispielsweise bei Laserschutzbrillen wird eine Farbverschiebung in der Farbwahrnehmung beim Träger der Brille hervorgerufen (Patent: Walter, et al., 2011). Angenommen wird, dass sich das Farbwahrnehmungssystem anhand von Farben einstellen kann, die sowohl im Sichtfeld des Arbeitsbereiches, als auch in bekannten natürlichen Objekten auftauchen (Patent:
Walter, et al., 2011). Durch die Einstellung anhand von bekannten Objekten im Sichtfeld wird die Farbverschiebung in gewissem Maße wieder ausgeglichen. Ein bekanntes farbiges Objekt kann zum Beispiel der Farbverlauf des Farbspektrums des Regenbogens sein.
Die veränderte Farbwahrnehmung, die durch farbige Brillengläser wie die einer
Laserschutzbrille verursacht wird, kann durch Farb- und Lichtadaptation begrenzt bzw.
revidiert werden (Patent: Walter, et al., 2011).
Blickt ein Skifahtrer durch eine orangene Skibrille, nimmt er den weißen Schnee anfangs orange war. Nach maximal 2 Minuten ist die entstandene Farbverschiebung in der Farbwahrnehmung ausgeglichen und der Schnee sieht wieder weiß aus (Patent: Walter, et al., 2011). Bei zu stark getönten Brillen kann die Farbverschiebung nicht mehr komplett ausgeglichen werden (Patent: Walter, et al., 2011).
Die Erfindung betrifft einen Arbeitsbereich mit mindestens einer Lasereinrichtung die mindestens einen Laserstrahl erzeugt, vor dem sich der Anwender mittels eines Augenschutz-Filters schützt (Patent: Walter, et al., 2011).
Beim Einsatz eines Lasers in der Medizin ist es notwendig, dass sich der Behandler mittels einer Laserschutzbrille schützt. Diese blockiert, abhängig von der Arbeitswellenlänge des Lasers, bestimmte Wellenlängen. Dadurch wird der transmittierte Spektralbereich eingeschränkt und damit die Farbwahrnehmung verschoben (Patent: Walter, et al., 2011). Auch der Einsatz von künstlicher Beleuchtung kann einen solchen Effekt hervorrufen (Patent: Walter, et al., 2011). Die Verschiebung der Farbwahrnehmung führt auch zu einer verschlechterten Farbkontrastwahrnehmung (Patent: Walter, et al., 2011).
Um präzise Operationen durchführen zu können, von denen beispielsweise auch das kosmetische Ergebnis abhängt, ist eine uneingeschränkte Farbwahrnehmung wichtig. Vor allem für das Unterscheiden benachbarter Strukturen, die sich anhand ihrer Farbe und weniger anhand von Helligkeit oder Albedo unterscheiden (Patent: Walter, et al., 2011).
Das Abnehmen der Laserschutzbrille um die Farbkontrastwahrnehmung wieder zu erhöhen brigt die Gefahr einer Augenverletzung (Patent: Walter, et al., 2011).
Bei der Arbeit mit einem Laser an einem Arbeitsbereich trägt der Anwender einen Filter zum Schutz der Augen in Form einer Laserschutzbrille. Im Arbeitsbereich oder benachbart zu diesem befindet sich eine Farbtafel mit einem Farbverlauf die durch die Laserschutzbrille betrachtet wird und so die menschliche Farbkontraswahrnehmung erhöht (Patent: Walter, et al., 2011).
Die Idee der Erfindung ist, etwas zu finden, das die subjektive Farbkontrastwahrnehmung möglichst stark erhöht. Diese Aufgabe wird durch eine Farbtafel mit einem Farbverlauf mehrerer Farben gelöst. In dem Farbverlauf sollten bestenfalls nicht weniger als 3 Einzelfarben vorhanden sein. Der Farbverlauf kann dem Anwender unbekannt, sollte
besser jedoch bekannt sein (Patent: Walter, et al., 2011). Die Farbtafel soll möglichst gleichzeitig mit dem zu bearbeitenden Objekt durch die Laserschutzbrille betrachtet werden und soll bevorzugt 200 cm2 – 1000 cm2 groß sein, möglich sind auch 10 cm2 – 2500 cm2 (Patent: Walter, et al., 2011). Der Farbverlauf der Farbtafel wird vorzugsweise den Farben des Arbeitsbereiches angepasst und enthält mindestens eine Farbe des Arbeitsbereiches (Patent: Walter, et al., 2011). Beim Betrachten der Farbtafel durch die Laserschutzbrille findet eine Farbverschiebung statt. Der Betrachter kennt im günstigsten Fall aber die Reihenfolge der Farben des Farbverlaufs und weiß wie welche Farbe in ihrem natürlichen Kontrast aussieht (Patent: Walter, et al., 2011).
Wenn sich das Farbwahrnehmungssystem nach Störung durch eine farbige Laserschutzbrille mit Hilfe des Farbspektrums wiedereinstellt, ist der Farbverlauf des Farbspektrums auch mit Laserschutzbrille, wieder in seinem natürlichen Kontrast wahrnehmbar. Dementsprechend sind auch die im Arbeitsbereich auftretenden Farben wieder kontrastreich wahrnehmbar (Patent: Walter A, 2011). Auch die Farbverschiebung durch künstliche oder farbige Beleuchtung, also Beleuchtung anders als Tageslicht, kann so revidiert werden. (Patent: Walter, et al., 2011).
Die Farbtafel kann aus unterschiedlichen Materialien und zwei- oder dreidimensional sein. Die Farben der Farbtafel können ohne Abstufung oder mit geringer Abstufung ineinander übergehen, sich in Helligkeit, Farbton und Sättigkeit unterscheiden und im Allgemeinen Spektralfarben oder andere Farben sein (Patent: Walter, et al., 2011). Sehr gut geeignet ist die Darstellung der Einzelfarben in Form eines Regenbogens, da dieser allgemein bekannt ist und viele Einzelfarben enthält (Patent: Walter, et al., 2011). Ebenso gut geeignet sind intuitiv bekannte Objekte, die sich je nach Kulturkreis in dem man aufgewachsen ist unterscheiden (Patent: Walter, et al., 2011). Das Augenschutz-Filter kann ebenso aus verschiedenen Materialien hergestellt und unterschiedliche Farbfilter, genauer Grau-, Blau-, Grün, Orange-, Gelb- oder Rotfilter enthalten. Ebenso sind Hoch- und Tiefpassfilter möglich. Ein Beispiel hierfür wäre eine Laserschutzbrille für den Gebrauch eines frequenzverdoppelten Nd:YAG-Laser, dessen Arbeitswellenlänge 532nm beträgt und damit für das menschliche Auge grün erscheint. Die Grenzwellenlänge ab der der Laserschutzfilter durchlässig ist wird beispielsweise auf 500nm festgesetzt (Patent: Walter, et al., 2011).
Bei einer Operation ist es zum Beispiel wichtig feine Farbunterschiede verschiedener Strukturen voneinander zu unterscheiden. Die eigentlichen Farben der Strukturen wie
beispielsweise Blutgefäße sind dem Operateur vertraut und die Grundfarben besser bekannter Objekte (rot, grün, blau, gelb) tauchen in dem Farbverlauf der Farbtafel auf.
Anhand dieser kann sich das Farbwahrnehmungssystem einstellen. Die eingeschränkte Farbunterscheidungsfähigkeit wird durch die Farbtafel „schnell und einfach“
wiederhergestellt (Patent: Walter, et al., 2011).
3 Material und Methoden
Probanden
Um die Erkenntnisse über Zusammenhänge zwischen Glaukomen und Farbensehen zu erweitern, wurden in dieser Studie neben Normalprobanden mit mindestens einem gesunden Auge, auch Glaukomprobanden eingeschlossen. Insgesamt wurden 83 Patienten der Augenklinik Erlangen als Probanden rekrutiert und in 2 Gruppen eingeteilt:
Normalprobanden und Glaukomprobanden
Alle Probanden erhielten eine ausführliche ophthalmologische Untersuchung, inklusive bestkorrigiertem Visus, applanatorisch gemessenem Augeninnendruck mittels Goldmann-Tonometrie, Funduskopie, Gesichtsfeldmessung G1 (Octopus 900, Haag- Streit, Ganzfeldprojektionsperimietrie), Analyse der retinalen Nervenfaserschichtdicke (RNFL) und Ausschluss von Pathologien im Bereich der Macula mittels Spectralis- Domain OCT (Heidelberg Retina Angiograph 2 HRA2, HB Engineering), sowie einen Farbsehtest mittels HMC-Anomaloskop (Oculus GmbH & Co.KG, Deutschland).
Bei allen Untersuchungen wurde jeweils das dominante Auge, das den Anforderungen entsprach, getestet. Das andere Auge wurde mittels Augenklappe abgedeckt.
Die Probanden wurden für die Durchführung des Panel-D-15-Tests bezüglich des Visus bestkorrigiert.
3.1.1 Normalprobanden
Gruppe 1 waren 46 männliche und weibliche Normalprobanden. Im Schnitt war der Normalproband 55±13 Jahre alt und männlich mit einem dominanten rechten Auge.
Als Normalproband wurden Probanden mit einem gesunden, nicht vorerkrankten Auge, ohne Medikamentenanamnese, keiner vorangegangenen Augenoperation oder
Augenlaserung, einem Visus von ≥ 0,8, einer My-/ Hyperopie bis 6 dpt und einem Augeninnendruck ≤ 21 mmHg definiert. Voraussetzung war ebenso ein regelrechter Perimetriebefund: MD ≤ 2.8, < 3 benachbarte Testpunkte auf der Standardabweichungskarte mit einer Wahrscheinlichkeit < 5%, < 2 benachbarte Testpunkte auf der Standardabweichungskarte mit einer Wahrscheinlichkeit < 1%
(gezählt wurden nur die Punkte, die bei erneuter Durchführung an derselben Stelle auftraten), ein regelrechter Farbsinn (Anomaloskop) und Alter ≥ 18 Jahre.
Als Ausschlusskriterien wurden neurologische, psychische, psychosomatische und ophthalmologische Erkrankungen, sowie systemische Erkrankungen mit okularer Beteiligung definiert. Außerdem führte eine positive Medikamentenanamnese systemischer Medikamente, welche eine okulare Beteiligung aufweisen und lokale Augentherapeutika zum Studienausschluss. Ebenso zum Ausschluss führten eine bestehende Schwangerschaft, fehlende oder mangelnde Deutschkenntnisse, sowie ein fehlendes Verständnis für den Ablauf der Studie.
3.1.2 Glaukomprobanden
Gruppe 2 waren 37 männliche und weibliche Glaukomprobanden.
Im Mittel war der Glaukomproband 66±10 Jahre alt und weiblich mit einem durchschnittlichen MD=5,99±3,74.
Als Glaukomprobanden wurden Patienten mit einem POWG (primäres Offenwinkelglaukom) oder NDG (Normaldruckglaukom), einem Visus von ≥ 0,8, einer My-/ Hyperopie bis 6 dpt und einem Augeninnendruck ≤ 21 mmHg definiert. Ebenso Voraussetzung war ein nicht zu stark fortgeschrittener Gesichtsfelddefekt, mit entsprechendem Perimetriebefund: MD > 2.8, ≥ 3 benachbarte Testpunkte auf der Standardabweichungskarte mit einer Wahrscheinlichkeit < 5%, ≥ 2 benachbarte Testpunkte auf der Standardabweichungskarte mit einer Wahrscheinlichkeit < 1%
(gezählt wurden nur die Punkte, die bei erneuter Durchführung an derselben Stelle auftraten), ein regelrechter Farbsinn (Anomaloskop) und Alter ≥ 18 Jahre definiert.
Als Ausschlusskriterien wurden neurologische, psychische und psychosomatische Erkrankungen definiert. Zum Ausschluss führten außerdem eine bestehende Schwangerschaft, fehlende oder mangelnde Deutschkenntnisse, sowie ein fehlendes Verständnis für den Ablauf der Studie.
Grafik
Mit einem farbigen Bild gängiger Motive wurde der Einfluss eines Farbspektrums auf die Adaptation an eine Laserschutzbrille getestet. Dieses Bild wird nachfolgend als Grafik bezeichnet. Die Grafik stellte ein Haus mit rotem Dach und weißen Wänden, eine grüne Wiese, einen blauen See, einen Baum mit braunem Stamm und grüner Krone und einen blauen Himmel mit gelber Sonne und weißen Wolken dar. [Abb. 2] Sie lag bei den ausgewiesenen Testläufen im Sichtfeld des Probanden.
Die Entscheidung für eine Grafik mit oben beschriebenen Motiven erfolgte, da viele Probanden den Farbverlauf eines Regenbogens nicht intuitiv beschreiben konnten. Aber alle Probanden entstammten dem westlichen Kulturkreis und waren somit den gewählten Farbmotiven vertraut.
.
Abb. 2: Grafik
Farnsworth-Panel-Dichotomous-15-Test
Für die Untersuchung der Adaptation des Auges an eine Laserschutzbrille mit und ohne Vergleichsfarbspektrum, wurden mehrere Durchläufe eines Panel-D-15-Tests durchgeführt und die Zeit, sowie die Fehler gemessen.
Der Panel-D-15-Test besteht aus 15 Farbplättchen, die vom Probanden in einer Farbreihe, angeordnet werden müssen. Dabei wird immer das dem vorigen Plättchen am ähnlichsten Plättchen als nächstes angereiht.
Die Zeit wurde in Minuten und Sekunden gemessen und die Fehler zum idealen Farbverlauf gezählt.
Zwischen beiden Durchläufen wurde eine Pause von ca. 60 min und zwischen allen Einzeldurchgängen von jeweils ca. 5 min festgelegt.
Im 1. Durchlauf wurden zunächst 2 Testläufe durchgeführt. Danach folgte ein Durchgang mit Laserschutzbrille und mit Grafik, ein Testlauf, ein Durchgang ohne Laserschutzbrille und ohne Grafik, ein Testlauf, sowie ein Durchgang mit Laserschutzbrille und ohne Grafik.
Nach 60 Minuten Pause erfolgten im 2. Durchlauf direkt die Durchgänge mit Laserschutzbrille und mit Grafik, ohne Laserschutzbrille und ohne Grafik, sowie mit Laserschutzbrille und ohne Grafik, jeweils wieder unterbrochen von einem Testlauf.
Drei Testbedingungen (mit Laserschutzbrille mit Grafik, ohne Laserschutzbrille ohne Grafik und mit Laserschutzbrille ohne Grafik) wurden, bezüglich der benötigten Zeit zur Durchführung eines Panel-D-15-Tests, miteinander verglichen.
Die Panel-D-15-Tests wurden unter standardisierter Beleuchtung mit einer Tageslichtlampe (Radium NL 18w/665, Spectralux Plus, cool daylight) durchgeführt.
Die Patienten erhielten eine UVEX-Laserschutzbrille (PROTECTOR (F14), Filter T1Q03, Color: hellgrün, Visible Light Transmission (VLT): ca. 45%).
Die Grafik lag bei den ausgewiesenen Einzeldurchgängen im Sichtfeld des Patienten.
Statistik
Zur statistischen Auswertung wurde SPSS Software (Version 21) verwendet. Die Daten wurden mittels Wilcoxon Signed-Rank Test analysiert und nach Bonferroni-Holm korrigiert.
4 Ergebnisse
Für die Auswertung wurde nur die gemessene Zeit herangezogen. Die Fehlerrate wurde als zu unspezifisch für die Bestimmung des Unterschiedes eingeschätzt.
Normalprobanden, 1. Durchlauf
Durchschnittlich haben die Normalprobanden im 1. Durchlauf ohne Laserschutzbrille signifikant weniger Zeit benötigt als mit Laserschutzbrille (0 min 42.98 s ± 17.29 ms vs.
1 min 19.22 s ± 37.50 s, p < 0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur). Mit
Laserschutzbrille waren die Probanden mit Grafik signifikant schneller als ohne Grafik (1 min 7.70 s ± 26.94 s vs. 1 min 19.22 s ± 37.50 s, p = 0.001, signifikant nach Bonferroni- Holm-Korrektur). [Abb. 3]
Abb. 3: Normalprobanden, 1. Durchlauf, a = ohne Laserschutzbrille und ohne Grafik, b = mit Laserschutzbrille und mit Grafik, c = mit Laserschutzbrille und ohne Grafik
Mit Laserschutzbrille waren die Probanden signifikant langsamer als ohne Laserschutzbrille (1 min 19.22 s ± 37.50 s vs. 0 min 42.98 s ± 17.29 s, p < 0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur). In den Durchgängen mit Laserschutzbrille waren die Normalprobanden ohne Grafik signifikant langsamer, als mit Grafik (1 min 19.22 s ± 37.50 s vs. 1 min 7.71 s ± 26.94 s, p = 0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm- Korrektur).
Normalprobanden, 2. Durchlauf
Auch im 2. Durchlauf wurde mit Laserschutzbrille eine signifikante Steigerung der Testzeit detektiert (1min 3.39 s ± 28.04 s vs. 0 min 39.11 s ± 19.71 s, p < 0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur). In den Durchgängen mit Laserschutzbrille waren die Probanden mit Grafik schneller als ohne Grafik (0 min 54.88 s ± 22.38 s vs. 1 min 3.39 s
± 28.04 s, p = 0.006, nicht signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur). [Abb. 4]
Abb. 4: Normalprobanden, 2. Durchlauf, a = ohne Laserschutzbrille und ohne Grafik, b = mit Laserschutzbrille und mit Grafik, c = mit Laserschutzbrille und ohne Grafik
Im 2. Durchlauf waren die Normalprobanden mit Laserschutzbrille signifikant langsamer als ohne Laserschutzbrille (1 min 3.39 s ± 28.04 s vs. 0 min 39.11 s ± 19.71 s, p < 0.001, signifikant nach Bonferroni- Holm-Korrektur). Mit Laserschutzbrille waren die Normalprobanden mit Grafik schneller als ohne Grafik (0 min 54.88 s ± 22.38 s vs. 1 min 3.39 s ± 28.04 s, p = 0.006, nicht signifikant nach Bonferroni-Holm- Korrektur).
Vergleich Normalprobanden 1. und 2. Durchlauf
Im 2. Durchlauf der Normalprobanden fand bei allen drei Testbedingungen eine signifikante Verringerung der Testzeit statt. Ohne Laserschutzbrille verbesserten sich die Normalprobanden von 0 min 42.98 s ± 17.29 s auf 0 min 39.11 s ± 19.71 s (p = 0.002, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur). Mit Laserschutzbrille mit Grafik verkürzte sich die Testzeit im 2. Durchlauf von 1 min 7.71 s ± 26.94 s auf 0 min 54.88 s ± 22.38 s (p < 0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur). Mit Laserschutzbrille ohne Grafik konnten sich die Probanden von 1 min 19.22 s ± 37.50 s auf 1 min 3.39 s ± 28.04 s steigern (p < 0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur)
Glaukomprobanden, 1. Durchlauf
Innerhalb der Gruppe der Glaukomprobanden konnte statistisch kein Unterschied zwischen POAG und NTG detektiert werden. Folglich wurden die POAG- und NTG- Probanden als einheitliche Gruppe analysiert.
Die Glaukomprobanden benötigten für die Durchführung des Panel-D-15-Tests mit Laserschutzbrille signifikant mehr Zeit als ohne (1 min 24.35 s ± 33.52 s vs. 0 min 48.00 s ± 22.18 s, p < 0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur). Mit Laserschutzbrille verringerte sich die benötigte Zeit in der Testdurchführung mit Grafik im Vergleich zur Durchführung ohne Grafik (1 min 13.80 s ± 25.47 s vs 1 min 24.35 s ± 33.52 s, p = 0.007, nicht signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur). [Abb. 5]
Abb. 5: Glaukomprobanden, 1. Durchlauf, a = ohne Laserschutzbrille und ohne Grafik, b = mit Laserschutzbrille und mit Grafik, c = mit Laserschutzbrille und ohne Grafik
Mit Laserschutzbrille waren die Glaukomprobanden signifikant langsamer als ohne Laserschutzbrille (1 min 24.35 s ± 33.52 s vs. 48.00 s ± 22.18 s, p < 0.001, signifikant nach Bonferroni-Holm-Korrektur). Die Glaukomprobanden waren in der Testdurchführung mit Laserschutzbrille mit Grafik schneller als ohne Grafik (1 min 13.80 s ± 25.47 s vs 1 min 24.35 s ± 33.52 s, p = 0.007, nicht signifikant nach Bonferroni- Holm-Korrektur).
