Physik

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Das heute am häufigsten angewandte Verfahren zur Sehkorrektur mit Laser ist die Laser in situ Keratomileusis (LASIK). Dabei wird die oberste Schicht der Hornhaut chirurgisch abgetragen und das darunter liegende Gewebe mit Hilfe eines Excimer-Lasers durch mehrere Stöße fein dosierter ultravioletter Strahlung abgetragen. Laser werden eingesetzt, weil sie nicht nur gut fokussiertes, intensives Licht erzeugen, sondern auch elektromagnetische Strahlung mit sehr reiner Wellenlänge abgeben, die sich genauer steuern lässt als Licht mit gemischten Wellenlängen. Das üblicherweise verwendete UV-Licht mit einer Wellenlänge von 193 nm wird vom Hornhautgewebe extrem stark absorbiert, was eine präzise Verdampfung sehr dünner Schichten ermöglicht. Ein computergesteuertes Programm wendet weitere Lichtblitze, in der Regel 10 pro Sekunde, auf die Bereiche an, die tiefer entfernt werden müssen. In der Regel wird mit jedem Stoß ein Fleck mit einem Durchmesser von weniger als 1 mm und einer Dicke von etwa 0,3 μm entfernt. Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit und Astigmatismus können mit einer Genauigkeit korrigiert werden, die bei mehr als 90 % der Patienten ein normales Sehen in der Ferne ermöglicht, in vielen Fällen sogar sofort. Der Hornhautdeckel wird ersetzt; die Heilung erfolgt rasch und ist nahezu schmerzfrei. Mehr als 1 Million Amerikaner unterziehen sich jährlich einer LASIK-Behandlung (siehe Abbildung 5).

Zusammenfassung des Abschnitts

  • Kurzsichtigkeit oder Myopie ist die Unfähigkeit, Objekte in der Ferne zu sehen, und wird mit einer Zerstreuungslinse korrigiert, um die Sehstärke zu verringern.
  • Weitsichtigkeit oder Hyperopie ist die Unfähigkeit, Objekte in der Nähe zu sehen, und wird mit einer Sammellinse korrigiert, um die Sehstärke zu erhöhen.
  • Bei Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit erzeugen die Korrekturgläser Bilder in einer Entfernung, die der Betroffene deutlich sehen kann – in der Ferne bzw. in der Nähe.

Begriffsfragen

  1. Es ist üblich geworden, die durch den Grauen Star getrübte Linse des Auges durch eine innere Linse zu ersetzen. Diese Intraokularlinse kann so gewählt werden, dass der Betroffene perfekt in die Ferne sehen kann. Wird der Betroffene ohne Brille lesen können? Wenn die Person kurzsichtig war, ist die Stärke der intraokularen Linse größer oder kleiner als die der entfernten Linse?
  2. Wenn die Hornhaut neu geformt werden soll (dies kann chirurgisch oder mit Kontaktlinsen geschehen), um die Kurzsichtigkeit zu korrigieren, sollte ihre Krümmung stärker oder schwächer sein? Erläutern Sie. Erläutern Sie auch, wie die Hyperopie korrigiert werden kann.
  3. Wenn es eine feste prozentuale Unsicherheit bei der LASIK-Umformung der Hornhaut gibt, warum würden Sie erwarten, dass die Personen mit der größten Korrektur nach dem Eingriff eine schlechtere Chance auf normales Sehen in der Ferne haben?
  4. Eine Person mit Presbyopie hat die Fähigkeit, die Sehkraft des Auges anzupassen, ganz oder teilweise verloren. Wenn die Fernsicht einer solchen Person mit LASIK korrigiert wird, benötigt sie dann immer noch eine Lesebrille? Erklären Sie.

Probleme & Übungen

  1. Was ist der Fernpunkt einer Person, deren Augen eine entspannte Brechkraft von 50,5 D haben?
  2. Was ist der Nahpunkt einer Person, deren Augen eine akkommodierte Brechkraft von 53.5 D?
  3. (a) Eine Laser-Sehkorrektur, bei der die Hornhaut eines kurzsichtigen Patienten umgeformt wird, reduziert die Brechkraft seines Auges um 9,00 D, wobei die endgültige Korrektur mit einer Unsicherheit von ±5,0 % behaftet ist. Wie groß ist der Dioptrienbereich für Brillengläser, die diese Person nach dem LASIK-Verfahren benötigen könnte? (b) War die Person vor dem Eingriff kurz- oder weitsichtig? Woher wissen Sie das?
  4. Bei einer LASIK-Sehkorrektur wird die Brechkraft des Auges eines Patienten um 3,00 D erhöht. Angenommen, dies führt zu einer normalen Nahsicht, wie hoch war dann der Nahpunkt des Patienten vor dem Eingriff?
  5. Wie hoch war der vorherige Fernpunkt eines Patienten, der sich einer Laser-Sehkorrektur unterzog, die die Brechkraft seines Auges um 7,00 D verringerte, so dass er in der Ferne normal sehen konnte?
  6. Ein stark kurzsichtiger Patient hat einen Fernpunkt von 5,00 cm. Um wie viele Dioptrien sollte die Brechkraft seines Auges bei der Laser-Sehkorrektur reduziert werden, um eine normale Fernsicht für ihn zu erreichen?
  7. Die Augen eines Studenten haben beim Lesen der Tafel eine Brechkraft von 51,0 D. Wie weit ist die Tafel von seinen Augen entfernt?
  8. Die Brechkraft der Augen eines Arztes beträgt 53,0 D, während er einen Patienten untersucht. Wie weit ist das zu untersuchende Objekt von ihren Augen entfernt?
  9. Eine junge Frau mit normaler Fernsicht kann die Sehkraft ihrer Augen um 10,0 % akkommodieren (d. h. erhöhen). Welches ist das nächstgelegene Objekt, das sie deutlich sehen kann?
  10. Der Fernpunkt eines kurzsichtigen Verwalters beträgt 50,0 cm. (a) Wie groß ist die entspannte Sehkraft seiner Augen? (b) Wenn er die normale Akkommodationsfähigkeit von 8,00 % hat, was ist das nächstgelegene Objekt, das er deutlich sehen kann?
  11. Ein stark kurzsichtiger Mann hat einen Fernpunkt von 20,0 cm. Welche Kontaktlinsenstärke (wenn sie auf dem Auge sitzt) korrigiert seine Fernsicht?
  12. Wiederholen Sie das vorherige Problem für eine Brille, die 1,50 cm von den Augen entfernt gehalten wird.
  13. Eine kurzsichtige Person sieht, dass ihre Kontaktlinsenstärke -4,00 D beträgt. Wie groß ist ihr Fernpunkt?
  14. Wiederholen Sie die vorherige Aufgabe für eine Brille, die 1,75 cm von den Augen entfernt ist.
  15. Die Kontaktlinsenstärke für eine leicht weitsichtige Person beträgt 0,750 D, und die Person hat einen Nahpunkt von 29,0 cm. Wie stark ist die Tränenschicht zwischen Hornhaut und Linse, wenn die Korrektur unter Berücksichtigung der Tränenschicht ideal ist?
  16. Ein kurzsichtiger Mann kann Gegenstände in einer Entfernung von mehr als 20 cm von seinen Augen nicht deutlich sehen. Wie nahe muss er an einen Spiegel herantreten, um zu sehen, was er beim Rasieren tut?
  17. Eine Mutter stellt fest, dass die Kontaktlinsenstärke ihres Kindes 0,750 D beträgt. Wie groß ist der Nahpunkt des Kindes?
  18. Wiederholen Sie die vorherige Aufgabe für eine Brille, die 2,20 cm von den Augen entfernt ist.
  19. Die Kontaktlinsenstärke für einen Kurzsichtigen beträgt -4,00 D, und die Person hat einen Fernpunkt von 22,5 cm. Wie hoch ist die Stärke der Tränenschicht zwischen Hornhaut und Linse, wenn die Korrektur unter Berücksichtigung der Tränenschicht ideal ist?
  20. Unrealistische Ergebnisse. Ein Junge hat einen Nahpunkt von 50 cm und einen Fernpunkt von 500 cm. Korrigiert eine Linse von -4,00 D seinen Fernpunkt auf unendlich?

Glossar

Kurzsichtigkeit: ein anderer Begriff für Kurzsichtigkeit, eine Sehschwäche, bei der entfernte Objekte unscharf erscheinen, weil ihre Bilder vor der Netzhaut fokussiert werden, anstatt auf der Netzhaut fokussiert zu werden

Myopie: eine Sehschwäche, bei der entfernte Objekte unscharf erscheinen, weil ihre Bilder vor der Netzhaut fokussiert werden, anstatt auf der Netzhaut fokussiert zu werden

Fernpunkt: der Objektpunkt, den das Auge bei einem nicht akkommodierten Auge auf der Netzhaut abbildet

Fernsichtigkeit: ein anderer Begriff für Hyperopie, der Zustand eines Auges, bei dem die einfallenden Lichtstrahlen die Netzhaut erreichen, bevor sie zu einem fokussierten Bild zusammenlaufen

Hyperopie: der Zustand eines Auges, bei dem die einfallenden Lichtstrahlen die Netzhaut erreichen, bevor sie zu einem fokussierten Bild zusammenlaufen

Nahpunkt: der dem Auge am nächsten liegende Punkt, an dem ein Objekt bei voller Akkommodation genau auf der Netzhaut fokussiert wird

Astigmatismus: das Ergebnis einer Unfähigkeit der Hornhaut, ein Bild auf der Netzhaut richtig zu fokussieren

Laser-Sehkorrektur: ein medizinisches Verfahren zur Korrektur von Astigmatismus und Sehschwächen wie Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit