Refraktion: Was ist das?

Der Begriff Refraktion umschreibt gleich zwei Zusammenhänge aus der Augenoptik. Zum einen wird mit dem Wort Refraktion die Brechkraft des Auges beschrieben: Der Wert gibt an, wie stark einfallende Lichtstrahlen gebrochen werden. Damit ist die Refraktion für ein scharfes Sehen unverzichtbar. Aber auch das Verfahren zur Brillenglasbestimmung, auch als Sehtest bekannt, wird als Refraktion bezeichnet. Sprachlich genauer ist damit die Refraktionsbestimmung gemeint. Dabei wird der Brechkraftfehler des Auges gemessen, um so die Brillenwerte zu ermitteln. Was es mit der Refraktion auf sich hat und welche Aufgabe sie im Auge hat, erfährst du in diesem Beitrag.

Artikel wurde von Prof. Dr. med. Hans-Jürgen Grein geprüft 

Auf einen Blick

Die Refraktion des Auges

• Wie kann sich die Refraktion des Auges verändern?

• Welche Fehlsichtigkeiten können durch eine fehlerhafte Refraktion entstehen?

Den Brechkraftfehler messen: Objektive und subjektive Refraktionsbestimmung

• Objektive Refraktionsbestimmung

• Subjektive Refraktionsbestimmung

• Refraktionsbestimmung bei Kindern

Nach der Refraktionsbestimmung: So geht es weiter

Auf einen Blick

• Als Refraktion bezeichnet man die Lichtbrecheigenschaften des Auges, aber auch das Verfahren zur Brillenglasbestimmung.

• Am Auge findet die Refraktion zunächst in der Hornhaut statt, wo das Licht am stärksten gebrochen wird – im Anschluss trifft das Licht auf die vordere Augenkammer, die Augenlinse und den Glaskörper. An den Grenzflächen tritt Brechung auf.

• Für eine Brille oder Kontaktlinsen ist es notwendig, den Refraktionsfehler des Auges zu ermitteln.

• Im Anschluss wird die Brechkraft des Auges mithilfe einer optischen Korrektion so angepasst, dass ein schärferes Sehen möglich ist.

• Die Refraktionsbestimmung zur Bestimmung der Sehwerte wird vom Augenoptiker oder Augenarzt durchgeführt.

Um den Begriff der Refraktion zu verstehen, lohnt sich zunächst ein Blick auf die Funktionsweise des Auges.

Damit wir scharf sehen können, müssen die aus unterschiedlichen Richtungen einfallenden Lichtstrahlen im Auge präzise gebündelt werden. Diese Fokussierung erfolgt im Zentrum der Netzhaut, in der sogenannten Makula, dem Bereich des schärfsten Sehens.

Bevor das Licht die Netzhaut erreicht, durchläuft es mehrere transparente Strukturen des Auges, in denen es jeweils gebrochen wird. Zunächst passiert das Licht den Tränenfilm sowie die Hornhaut (Cornea), wo bereits der größte Teil der Brechung stattfindet. Allein die Hornhaut verfügt dank ihrer Wölbung über eine Brechkraft von 42 bis 44 Dioptrien und erzeugt damit etwa zwei Drittel der Gesamtbrechung des Auges. Schon geringe Abweichungen der Krümmungsradien von wenigen zehntel Millimetern können relevante Astigmatismen erzeugen. Anschließend durchquert das Licht die mit Flüssigkeit gefüllte vordere Augenkammer und trifft auf die Augenlinse, die das Licht ein weiteres Mal bricht. Danach gelangt das Licht durch den gelartigen Glaskörper (Corpus vitreum), bevor es die Netzhaut erreicht.

An allen Grenzflächen kommt es zu einer optischen Brechung, also zur Richtungsänderung der Lichtstrahlen. Im Idealfall werden sie so gelenkt, dass sie punktgenau auf der Netzhaut zusammentreffen – dort entsteht dann ein scharfes, verkleinertes Bild des betrachteten Objekts.

Ist das optische System jedoch nicht optimal eingestellt, wird das Licht nicht korrekt auf der Netzhaut fokussiert. Stattdessen treffen die Lichtstrahlen vor oder hinter der Netzhaut zusammen – ähnlich wie bei einer unscharf eingestellten Kamera. Die Folge ist ein verschwommenes Bild, da die Netzhaut die Lichtinformation nicht an der richtigen Stelle empfängt.

Das menschliche Auge durchläuft nach der Geburt bis zum frühen Erwachsenenalter eine komplexe Entwicklung. Dabei wächst das Auge in der Länge und die lichtbrechenden Strukturen müssen sich so anpassen, dass im besten Falle Objekte in der Ferne ohne Anstrengung scharf auf der Netzhaut abgebildet werden. Säuglinge und Kleinkinder sind natürlicherweise weitsichtig. Erst bis etwa zum 14. Lebensjahr erreicht das Auge seine ideale Länge und die dazu passende Brechkraft. Das klappt aber nicht immer perfekt. Wächst das Auge zu schnell und stoppt das Wachstum zu spät, entsteht Kurzsichtigkeit. Neben der Vererbung spielen bei den zugrundeliegenden Regelmechnismen auch Umweltfaktoren eine wichtige Rolle. Langes Nahsehen und wenig Zeit im Tageslicht fördern die Entwicklung der Kurzsichtigkeit bei Kindern.

Auch im weiteren Verlauf des Lebens kann sich die Brechkraft der Hornhaut oder Linse verändern, was die Refraktion des Auges beeinflusst. Zusätzlich können Augenerkrankungen die Lichtbrechung im Auge stören und dadurch zu einer neuen Fehlsichtigkeit führen oder bestehende Brillenwerte verändern, sodass eine Änderung der Sehhilfe erforderlich wird.

Es gibt verschiedene Arten der Fehlsichtigkeit, die durch eine fehlerhafte Lichtbrechkraft im Auge entstehen können. Dazu zählen:

• die Kurzsichtigkeit (Myopie)

• die Weitsichtigkeit (Hyperopie)

• die Stabsichtigkeit (Astigmatismus)

• die Altersweitsichtigkeit (Presbyopie)

Refraktionsbedingte Fehlsichtigkeiten können mithilfe einer vorgesetzten Linse, also beispielsweise einer Brille oder einer Kontaktlinse, korrigiert werden. Dafür ist es jedoch notwendig, die exakten Brillenglaswerte durch einen Augenoptiker oder Augenarzt bestimmen zu lassen. Auch das dafür eingesetzte Verfahren zur Messung des Brechkraftfehlers innerhalb des Auges wird als Refraktion bezeichnet. Präziser spricht man von der Refraktionsbestimmung.

Die individuellen Brillenwerte und die damit erreichte Sehschärfe werden im Rahmen einer Refraktionsbestimmung ermittelt. Dabei wird der Brechkraftfehler des Auges mithilfe spezieller Verfahren gemessen. Zum Einsatz kommen dabei moderne Geräte und ausgeklügelte Verfahren, die die optische Brechkraft des Auges präzise analysieren können. Ein solcher Sehtest erfolgt in der Regel in mehreren Schritten, um möglichst exakte Rückschlüsse auf die Art und Ausprägung der Fehlsichtigkeit ziehen zu können.

Die objektive Refraktionsbestimmung ist der Auftakt eines Sehtests. Sie wird mithilfe eines automatisierten Refraktometers durchgeführt – ein Gerät, das auf Knopfdruck und ohne weitere Befragung bereits das Ausmaß der Fehlsichtigkeit misst. Menschen, die einen Sehtest machen möchten, blicken dabei einfach nur in das Gerät, das dann z.B. ein Muster auf die Netzhaut des Auges projiziert. Dieses Bild wird automatisiert durch entsprechende optische und elektronische Verfahren scharf gestellt. So lässt sich der notwendige Brechwert für eine Korrektion der individuellen Sehschwäche bereits annährend ermitteln.

Allerdings kann die objektive Refraktionsbestimmung durch verschiedene Faktoren verfälscht werden – beispielsweise durch Akkommodation, getrübte Augenlinsen oder eine unregelmäßige Hornhaut. Daher reicht dieses Messverfahren allein nicht aus, um die exakten Brillenwerte zu bestimmen. Im Anschluss erfolgt daher in der Regel noch eine subjektive Refraktionsbestimmung, um auch den individuellen Seheindruck mit in die Werte der Sehhilfe einfließen zu lassen.

Die objektive Refraktionsbestimmung liefert bereits sehr gute Werte – und doch dient sie nicht als einziges Testverfahren. Die subjektive Refraktionsbestimmung findet unmittelbar nach dem objektiven Messerverfahren statt und bildet die tatsächliche, individuelle Sehleistung deutlich besser ab. Hier werden der subjektive Eindruck der Testperson und Fehler durch unkontrollierte Akkommodation berücksichtigt. Außerdem wird das Zusammenspiel beider Augen getestet, sodass sich zuverlässig eine geeignete Sehhilfe mit passenden Werten finden lässt.

Bei der subjektiven Refraktion handelt es sich um ein aktives Testverfahren, das direkt durch einen Augenarzt oder Augenoptiker durchgeführt wird. Die zuvor ermittelten Werte aus der objektiven Refraktion – etwa durch ein Autorefraktometer – dienen hierbei als Ausgangsbasis. Diese Messwerte werden in eine Messbrille oder einen Phoropter eingegeben – ein präzises optisches Gerät, das eine Vielzahl unterschiedlicher Linsenkombinationen zur Auswahl stellt. Die Testperson blickt dabei durch das Gerät auf eine Sehprobentafel, auf der Buchstaben, Zahlen oder sogenannte Landolt-Ringe (Kreise mit einer Öffnung) dargestellt sind. Durch das systematische Zuschalten verschiedener Linsen wird jeweils geprüft, welche Kombination das schärfste Bild liefert. Der Patient gibt dabei fortlaufend Rückmeldung, ob das Bild „besser oder schlechter“ erscheint. Schritt für Schritt tasten sich der Untersucher und die Testperson so an die optimalen Korrektionswerte für jedes Auge heran.

Zunächst werden die Augen einzeln getestet, anschließend erfolgt eine beidäugige Messung, um das binokulare Sehen – also das Zusammenspiel beider Augen – zu berücksichtigen.

Ziel ist es, die individuell passenden Korrektionswerte für Brillengläser oder Kontaktlinsen zu ermitteln. Aufgrund der Linsenstärken, mit denen die Testperson am besten sieht, werden die endgültigen Brillen- oder Kontaktlinsenwerte festgelegt. Änderungen können sich durch die Art der Korrektion oder den Sitz der zukünftigen Brille ergeben.

Das Ergebnis kann zusätzlich abgesichert werden, indem die ermittelten Werte in eine Messbrille eingesetzt und von der Testperson probegetragen werden. So lässt sich bereits vor Ort überprüfen, ob und wie stark sich das Seherlebnis mit den neuen Werten verbessert. Bei alterssichtigen Personen kann sich eine Bestimmung der Brillenwerte für die Nähe anschließen.

Auch Fehlsichtigkeiten bei Kindern kommen vor, doch je nach Alter sind sie noch nicht dazu in der Lage, eigenständig ihre Sehschwäche zu kommunizieren. Daher fokussiert sich die Refraktionsbestimmung bei Kindern maßgeblich auf die objektive Refraktionsbestimmung, die gegebenenfalls durch weitere Untersuchungen ergänzt wird.

Sobald das Kind dazu in der Lage ist, die Frage nach scharfer oder unscharfer Wahrnehmung zu beantworten, kann auch die subjektive Refraktionsbestimmung eingesetzt werden. Bei Kindern, die noch nicht lesen oder schreiben können, werden statt Buchstaben und Zahlen Bildsymbole verwendet, die das Kind erkennen und benennen muss. Für sichere Ergebnisse ist hier ein häufiger Wechsel der Reihenfolge der Bilder notwendig, damit das Kind die Antworten nicht einfach auswendig lernt und die Ergebnisse so verfälscht werden.

Wichtig zu wissen: Bei Kleinkindern ist ein gewisses Maß von Weitsichtigkeit völlig normal und wird nur korrigiert, wenn dabei durch zu hohen Akkommodationsbedarf eine Schielstellung ausgelöst wird. 

Hat die Refraktionsbestimmung korrektionswürdige Ergebnisse geliefert, kann im Anschluss nach einer passenden Sehhilfe gesucht werden. Hier kommen neben klassischen Brillen oder Sonnenbrillen mit Sehstärke auch Kontaktlinsen in Frage, um die Brechwertfehler der Augenauszugleichen. Die Entscheidung, ob eine Brille oder Kontaktlinsen besser geeignet sind, hängt vor allem von den individuellen Lebensgewohnheiten einer Person ab. Ein Augenoptiker berät dich gerne rund um alle offenen Fragen.

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