Die Sonnenfinsternis am 11. August 1999 aus optometrischer Sicht

Retinopathia solaris

Einleitung:

‍Nachdem Ereignis einer Sonnenfinsternis sind seit dem Altertum regelmäßige epidemieartige Maculapathien aufgetreten. Allein bei der Sonnenfinsternis 1912 erlitten in Deutschland ca. 3500 Menschen Makulaschäden. Bereits Sokrates empfahl, die Sonnenfinsternis nur durch ihr Spiegelbild im Wasser zu betrachten. Erst seit wenigen Jahren ist geklärt, dass nicht thermische, sondern photochemische Schäden der Netzhaut ursächlich sind.

Anamnese:‍

Ein 46 Jahre alter Zahnarzt möchte sich über die Korrektionsmöglichkeiten für seine verschiedenen Sehaufgaben informieren. Bisher trägt er zum Lesen eine Einstärken-Lesebrille und für die oralen Operationen eine Lupenbrille. Imletzten halben Jahr hat die Lesefähigkeit nachgelassen und er ist mehr denn je auf eine gute Ausleuchtung seines Operationsgebietes angewiesen. Dies führt dazu, dass er sich am Abend oft sehr „Augenmüde“ fühlt. Die Sehaufgaben in der Nähe fallen ihm schwer, mit unter sei ihm etwas übel oder er hat dumpfe Kopfschmerzen, jedoch kein schwallartiges Erbrechen. Außerdem muss er immer die Lesebrille im Patientengespräch absetzen. Das ständige „Hin und Her“ zeigt sich im anspruchsvollen Praxisalltag als unpraktisch und unprofessionell.

Auf die genauere Nachfrage nach den Kopfschmerzen berichtet der Kunde von seinem Hobby, der Astronomie. Dabei habe er sich verletzt und die asthenopischen Beschwerden führt er auf das traumatische Ereignis zurück. Ererzählt von seinen großartigen Sonnenbeobachtungen in den letzten Jahrzehnten. Besonders die totale und partielle Sonnenfinsternis haben ihn nachhaltig beeindruckt. Der Perlschnureffekt, kurz vor der Sonnenfinsternis 1999, als das Licht der Sonne gerade noch durch die Täler des Mondes gefallen ist, waren herausragende astronomische Beobachtungen. Denn die einzelnen Strahlungsflecken erscheinendann wie Perlen an einer Schnur aufgereiht. Dennoch ist wohl die Korona der schönste Teil der totalen Sonnenfinsternis. Sie besteht aus ionisiertem Gas, welches von der Sonne abstrahlt. Leider hat er bei der begeisterten astronomischen Beobachtung einen ungeeigneten Sonnenfilter für sein Teleskop benutzt. Die Folge der Sonnenlicht-Exposition war eine Retinopathia Solaris, die sich erst verzögert mit einem Verschwommensehen und Zentralskotom bemerkbar gemacht hat. Zu seinem Glück hat sich die Retinopathie unter Kortisongabe nach einigen Wochen leicht zurückgebildet. Nur ein kleiner Gesichtsfelddefekt ist dauerhaft zurückgeblieben. Seit diesem Ereignis achtet er genauer auf einen optimalen Sonnenfilter bei seinen astronomischen Beobachtungen.

‍Befunde:

Visuelles System

- bisher Lesebrille und KF Lupenbrille (Carl Zeiss Meditec AG) für Zahnoperationen

- keine Augenerkrankung, aber eine Verletzung (Retinopathiasolaris) der Netzhaut in Makulanähe

- verursacht durch die ungeschützte Beobachtung der Sonnenfinsternis 1999 mit einem Teleskop

- kein Strabismus,  

- leichte asthenopischen Beschwerden – 2x Woche, abends

Allgemeine Gesundheit

- keine Vorerkrankungen

Medikamentenanamnese      

- kurze Kortison-Therapie 1999, sonst waren bisher keineMedikamente notwendig

Familienanamnese

- keine relevanten Erkrankungen

Soziales Umfeld

- Sänger im Gospelchor, Hobbyastronom

Optometrische Messungen:

Visus SC

- rechtes Auge (OD): 0,7+

- linkes Auge   (OS): 1,0

 Augenglasbestimmung

- Ferne  R: sph +0,50                       Vcc 0,8

              L: sph +025    Pr. 0,5 B.o. Vcc 1,0

- Nähe   Add. 1,25 für 0,4 Meter, Add. 0,75dpt für 0,9 Meter

- Operationssituation Add. 0,75dpt kombiniert mit Lupensystem 3,2x 400mm

- Führungsauge: OD

Covertest

- OS: kleine Einstellbewegungvon unten

Pupillenreaktionstest

- beide Augen (OU): 5 mm bei Dunkelheit, 3 mm in Helligkeit

- kein relativer afferenter Pupillendefekt (RAPD) - (Swinging-Flashlight-Test)

Kontrastempfindlichkeit

- OD leicht unterder Altersnorm, OS in der Altersnorm

Augeninnendruck (IOP) 9.10Uhr - NCT

- OD: 23 mm/Hg           20,0 mm/Hg  (korrigiert nach Dresdner Tabelle – siehe Pachymetrie)

- OS: 23 mm/Hg           20,1 mm/Hg   (korrigiert nach Dresdner Tabelle – siehe Pachymetrie)

Spaltlampenbefund

- Augenlider / Adnexe:         normal            OU

- Bindehaut / Lederhaut: leichte konjunktivale Hyperämie Grad 1 - OU

- Wimpern: reduzierter Wimpernwuchs      OU

- Hornhaut:                            klar                OU

- Iris:                                      normal           OU

- Augenlinse:                         OD schwache zentrale Verdichtungen, OS ohne Auffälligkeit

- Kammerwinkel:                   OD:  33° OS:   39°

- Pachymetrie (nm):              OD: 619  OS: 621

- Vorderkammertiefe (mm): OD: 2,98 OS: 2,94

 Augenhintergrund (Abb. 6)

- Glaskörper:            normal OU

- Papille:                   normal OU

- Cup to Disc Ratio: 0.2 OU

- Makula:                OD kleine, gelblich-weiße foveale Läsion    OS ohne Auffälligkeit

- Gefäße:                  normal OU

- Peripherie:             normal OU

Diagnose:‍

Der Kunde leidet seit seiner Retinopathia solaris 1999 an einem sehr kleinen Gesichtsfelddefekt (Zentralskotom) am rechten Auge. Eine regelmäßige Gesichtsfeldmessung wird durch einen niedergelassenen Augenarzt durchgeführt. Die letzte Messung und Kontrolluntersuchung fanden vor circa 5 Monaten statt. Deshalb wurde im Rahmen der optometrischen Messungen darauf verzichtet. Bei der optometrischen Untersuchung konnten leichte zentrale Verdichtungen in der Linse des rechten Auges und funduskopisch eine kleine, rötlich scharf begrenzte foveale Läsion gefunden werden, die auf die ungeschützte Sonnenexposition 1999, zurückzuführen ist. Die Kontrastempfindlichkeit ist bei höheren Ortsfrequenzenauf dem rechten Auge herabgesetzt.

Behandlung:‍

Wir versorgten den Kunden mit einer „Officebrille“. Durch sie ist ein stufenloses Sehen von rund 4 Metern bis circa 40 Zentimetern möglich. Der Kunde kann jetzt alle relevanten Sehaufgaben im Praxisalltag abdecken ohne die Brille abzunehmen. Dabei wurde auf eine ausreichende Fassungsgröße geachtet, da mit dieser Brille auch kleine Zahnoperationen durchgeführt werden und ein entsprechender Spritzschutz gewährleistet sein muss. Der Systemträger der Lupenbrille wurde mit der neuen Glasstärke für die Zwischenentfernung von circa 0,9 Metern verglast. Bei der Verordnung der Glasstärke für die Lupenbrille musste auf die Veränderung der Gebrauchsentfernung des Lupensystems geachtet werden. Nun ist der Kunde in der Lage, durch die Brille seinen Operationstisch und das Operationszubehör und durch das Lupensystem - sein Operationsgebiet - in einer wenig veränderten Entfernung deutlich zu sehen.

Diskussion:‍

Es zeigt sich, dass die Netzhaut entgegen früherer Annahmen nicht durch die Hitze, sondern durch photochemische Prozesse geschädigt wird, da sich die Temperatur der Makula beim Blick in die Sonne lediglich um 2°C bis 4°C erhöht. Die elektromagnetische Strahlung kann prinzipiell auf drei Wegen biologisch schädigend wirken:

thermoakustisch – durch mechanische Disruption (Photodisruption),

thermisch - durch Temperaturerhöhung um mindestens 10°C – 15°C oder photochemisch.

Eine photochemische Schädigung - wie im vorliegenden Fall - entsteht erst unterhalb einer Wellenlänge von 510 nm. Dieser Schädigungsmechanismus ist bisher nur teilweise geklärt, da er erst mit einer langen Latenzzeit auftritt. Bekannt ist, dass die photochemische Reaktionskette zytotoxische Substanzen an den Membranen der Außensegmente der Photorezeptoren freisetzt. Es werden dabei auch freie Radikale, Hyperoxidanionen und Wasserstoffperoxid gebildet. Sie entstehen nicht nur bei der photochemischen Reaktion in den Rezeptoren, sondern auch in Mikrosomen oder bei der Zellatmungin den Mitochondrien. Werden sie nicht rechtzeitig abgebaut, so reagieren sie mit dem umliegenden Gewebe und Membranen und vernetzen Enzymproteine, Membranproteine und Kollagene. Eine wirksame Behandlung der Solarretinopathie gibt es nicht. Da der Schaden erst viele Stunden nach der Exposition bemerkt wird, kommt die Gabe von Antioxidantien oft zu spät. Durch die Forschung ist gesichert, dass die Katarakt, Photokeratitis, periorbitales Plattenepithelkarzinom und Basaliome (siehe Abbildungen 7/8) entstehen können. Auch das Voranschreiten der senilen Makuladegeneration ist auf die UV-Strahlung und den blauen Lichtanteil zurückzuführen. Fraglich in diesem Zusammenhang ist das Aderhautmelanom, ein schnelleres Voranschreiten der Presbyopie, der chronischen Konjunktivitis und Pinguecula. (1/2)

Der menschliche Organismus ist, bedingt durch seine lange Lebenszeit, auf eine Reihe von Schutzmechanismen zur Vermeidung von UV-Strahlungsschäden angewiesen. Besonders das Auge und die inneren Strukturen haben im Verlaufe der Evolution Enzyme entwickelt, um die toxischen Reaktionsprodukte von Licht und Sauerstoff abzubauen.

Die Netzhaut ist von den zytotoxischen Schädigungsmechanismen am stärksten betroffen, da das optische System des Auges das Licht genau auf die Makula fokussiert. Das führt zu photochemischen Zellveränderungen und Wärmeschäden. Der Wärmeabtransport, sowie die enorme Stoffwechselrate werden durch ein dichtes Kapillarnetz in der Aderhaut (Chorioidea) gewährleistet. Die Cornea absorbiert nahezu vollständig die auftreffende UV-B Strahlung, so dass nur UV-A Strahlung in das Augeninnere gelangt. Dieser Strahlungsanteil wird teilweise durch die im Kammerwasser befindliche Ascorbinsäure (Vitamin C) absorbiert. Der größte Teil wird jedoch von der Augenlinse gefiltert. Die in der Augenlinse befindliche Aminosäure Tryptophanist hauptsächlich für den Schutzeffekt verantwortlich. Während bei Kindern noch reichlich UV-Strahlung die vorderen Augenabschnitte passieren kann, filtert mit zunehmendem Altem die sich langsam trübende Linse stetig den blauen Anteil des Lichts. Dabei finden zahlreiche Molekülumwandlungen und Quervernetzungen von Linsenproteinen statt. Das kann auch eine Entmischung des Protein-Wasser-Komplexes der Augenlinse zur Folge haben. Es bilden sich große Proteinaggregate und mit Wasser gefüllte Vakuolen. Hierdurch wird die Entstehung von Streulicht begünstigt. Eine Linsentrübung, welche im Rahmen desPhysiologischen liegt, stellt einen wichtigen Schutzfaktor für diestrahlungsempfindliche Netzhaut dar.Ein weiterer Schutzmechanismus ist die Phagozytose der verbrauchten Zapfenbestandteile. Ab dem 45. Lebensjahr nimmt die Phagozytoserate stetig ab. Es kommt zu Ablagerungen von Zellresten in das Retinale Pigmentepithel. Die Speicherkapazität ist zu einem bestimmten Zeitpunkt erschöpft. Um das 80. Lebensjahr nimmt das unvollständig phagozytierte Zapfenmaterial 20% des Zytoplasmavolumens ein. Danach werden die unverdaulichen Zellreste in die Bruchsche Membran eingelagert. Das hat Diffusionsdefizite von Nährstoffen für die Netzhaut zur Folge. Hierdurch wird die Entstehung der altersbedingten Makuladegeneration begünstigt. (4) 4

Methoden für die sichere Sonnenbeobachtung - Prävention

Für die sichere Sonnenbeobachtung mit einem Teleskop oder Fernglas ist auf die Verwendung eines geeigneten Filters zu achten. Schutzfolien müssen das meiste Licht reflektieren und absorbieren. Im Fachgeschäft können Sonnenfilterfolien erworben werden, die man auf die Objektivöffnung des Teleskops oder Feldstechers spannt. Dabei wird das einfallende Licht auf 0,001 % reduziert. Außer den Folien können auch Objektiv-Sonnenfilter aus beschichtetem Glas Verwendung finden.

Sonnenfilter:

• Objektiv-Sonnenfilterfolie mit einer aufgedampften Metallschicht
• Objektiv-Sonnenfilter: optisch polierte Planparallele-Glasplatte mit Chrom oder Aluminium bedampft
• Herschelkeile: kombiniert mit einem Graufilter

Die besonderen Details einer Sonnenfinsternis lassen sich mit amateurastronomischen Mitteln am besten mit einem Hα-Filterbeobachten. Dieser Filter lässt nur die Strahlung einer Wellenlängevon 656,28 Nanometern hindurch und wird ausschließlich an Refraktoren verwendet. Die Hα-Sonnenteleskope sind bereits durch den Hersteller mit einem eingebauten Filter ausgestattet und können nur für die Beobachtung der Sonne verwendet werden.

Bei Glasfiltern erzeugt eine Chromschicht ein gelboranges Sonnenbild, wogegen eine Aluminiumschicht ein blauweißes Bild erzeugt. Die optische Dichte (Extinktion) gibt an, welcher Bruchteil des einfallenden Sonnenlichts durch das Filter gelangt. Die Extinktion der Metallbeschichtungen kann je nach Anwendungsfall variiert werden. In der Regel sind diesOD = 3,0 (1/1.000) oder OD = 4,0 (1/10.000) für fotografische Zwecke oder visuell mit zusätzlichem Filter, das die optische Dichte des gesamten Systems auf OD = 5,0 (1/100.000) herabsetzt. Ein Objektiv-Sonnenfilter kann bei fast jeder Teleskopbauart verwendet werden. Einzige Ausnahmen sind der Schiefspiegler nach Kutter oder das Yolo. Selbstgebaute Filter (rußgeschwärztesGlas, Rettungsdecken, Schweißerbrillen) dürfen nicht verwendet werden!

Steht kein Sonnenfilter zur Verfügung, sollte man auf eine Beobachtung mittels Okularprojektion ausweichen, bei der die Beobachtungszeit jedoch kurz gehalten und von Pausen unterbrochen werden sollte, da sich Teile der Optik stark aufheizen können. Auch Okularsonnenfilter, dürfen zur Beobachtung nicht verwendet werden. Sie können bereits nach kurzer Beobachtungszeit, aufgrund der Hitzeentwicklung platzen und massive Augenschäden verursachen. Herschelkeile sind die einzigen Filter, die am Okular verwendet werden dürfen. Sie lenken einen Großteil des Lichts (rund 95 %) in eine Lichtfalle. Allerdings muss ein weiterer Graufilter verwendet werden, um eine sichere Benutzung zu gewährleisten. Außerdem dürfen Herschelkeile nur bei Refraktoren verwendet werden, da es sich hierbei um einen Okularfilter handelt und bei Spiegelteleskopen der Fangspiegel ungeschützt wäre und so beschädigt werden könnte. Herschelkeile liefern ein sehr gutes und kontrastreiches Bildvon der Sonne, welches bei der Benutzung von Objektivsonnenfiltern nicht immerg ewährleistet ist. Beschädigte Objektivfilter oder Sonnenfilterfolien dürfen nicht verwendet werden!Der Sucher am Teleskop muss für die Sonnenbeobachtung auch miteinem Sonnenfilter ausgestattet werden. (3)

Ausblick:

Die nächsten Termine für Sonnenereignisse in Europa sind:

12.08.2026   total              Nördlichstes Russland, westliches Island, IberischeHalbinsel, Balearen

02.08.2027   total              Südküste Spaniens, Gibraltar

26.01.2028   ringförmig Iberische Halbinsel

01.06.2030   ringförmig Malta, Griechenland, Türkei, südöstliches Bulgarien, Russland, Kasachstan

21.06.2039   ringförmig Norwegen, Mittelschweden, Südfinnland, Baltikum, Russland

11.06.2048    ringförmig Mittelnorwegen, Mittelschweden, Baltikum, Russland

12.09.2053   total          Gibraltar

05.11.2059    ringförmigSüdfrankreich, Sardinien 

Fazit:‍

Bei jeder Sonnenexposition ist auf einen optimalen Sonnenschutz zu achten. Dabei ist die genaue Analyse der Umgebungssituation von herausragender Bedeutung. Ein Skifahrer oder Mountainbiker benötigt möglicherweise eine andere Sonnenbrille als ein Autofahrer oder Bergwanderer. Ein Kleinkind sollte mit einem anderen Sonnenfilter geschützt werden als ein Kunde mit altersbedingter Makuladegeneration. Bei Kindern unter 10 Jahren muss auch immer an die noch nicht ausreichende, körpereigene UV-Filterwirkung des Auges gedacht werden und eine entsprechende Sonnenbrille angepasst werden.

Die einzig gefahrlose Möglichkeit, die Sonne durch ein Fernglas oder Teleskop zu beobachten, besteht darin, einen geeigneten Sonnenschutzfilter (Folie, Glas) vor das Objektiv anzubringen. Für eine sichere visuelle Sonnenbeobachtung muss die optische Dichte mindestens OD = 5,0 (1/100.000 des Sonnenlichts) betragen. Die Sonne erscheint dann immer noch viermal so hell wie der Mond. Auch für die Vollmondbeobachtung mit einem optischen Instrument müssen die Augen mit einem professionellen Mondfilter vor bleibenden Netzhautschäden bewahrt werden. Für die Beratung bietet der Fachhandel ausgebildetes Fachpersonal.          

Literatur

1. T. Schlote, M. Grüb, J. Mielke, M. Rohrbach; Taschenatlas, Augenheilkunde, Thieme-Verlag, 2004
2. M. Sachsenweger, Augenheilkunde, Hippokrates Verlag Stuttgart, 1994
3. Wikipedia – Sonnenfilter
4. A. Berke, Biologie des Auges, WVAO, 1999
5. Patientenunterlagen

Autor:

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‍Randy Freitag

– GermanEyeCare –

Hoffmannoptik e.K. – Augenoptisches Kompetenzzentrum im Markgräflerland

EurOptom, Augenoptiker-Meister, Heilpraktiker

veröffentlicht: Deutsche Optikerzeitung - 8/2016 

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