Das Anomaloskop ist ein präzises Untersuchungsgerät, das mithilfe der Mischung von Lichtfarben und des Farbabgleichs mit monochromatischem Licht den Typ und den Schweregrad einer Farbsehstörung quantitativ bestimmt. Es wird eingesetzt, wenn eine genaue Typdiagnose nötig ist oder das Vorliegen einer Farbsehstörung bestätigt werden muss.
Die Hauptziele des Anomaloskops sind die folgenden drei Punkte.
1907 entwickelte der Deutsche Willibald Nagel auf Grundlage des Rayleigh-Abgleichprinzips das Nagel-Anomaloskop. Seitdem wird es als Goldstandard für die endgültige Diagnose von Farbsehstörungen eingesetzt. Da die angeborene Rot-Grün-Farbsehstörung Anomalien der für die Unterscheidung von rotem und grünem Licht zuständigen Zapfen (L-Zapfen und M-Zapfen) widerspiegelt, gilt der Nagel-Typ, der denselben Wellenlängenbereich einstellt, als am besten für die endgültige Diagnose geeignet.
Vom Screening bis zur endgültigen Diagnose einer Farbsehstörung wird ein stufenweiser Untersuchungsablauf verwendet.
| Schritt | Untersuchung | Zweck |
|---|---|---|
| 1 | Ishihara-Pseudoisochromatentafeln | Screening (Feststellung, ob eine Farbsehstörung vorliegt) |
| 2 | Panel D-15 | Schweregradeinschätzung (grobe Beurteilung von starkem, mittlerem und leichtem Ausmaß) |
| 3 | Anomaloskop | Sichere Diagnose und genaue Typbestimmung |
Das Anomaloskop eignet sich nicht für das Screening, ist aber bei der Typbestimmung und der quantitativen Beurteilung des Schweregrades an Genauigkeit anderen Farbsehprüfungen überlegen.
Es ist indiziert, wenn nach dem Ishihara-Test oder dem D-15 eine Farbsehstörung vermutet wird und eine genaue Unterscheidung zwischen Typ 1 und Typ 2 oder die Einordnung als Dichromasie bzw. abnorme Trichromasie erforderlich ist. Es ist auch unverzichtbar, wenn aus rechtlichen oder beruflichen Gründen eine genaue Beurteilung des Farbsehens nötig ist, etwa bei Piloten von Verkehrsflugzeugen, Lokführern und Schiffsführern, sowie wenn zwischen erworbener und angeborener Farbsehstörung unterschieden werden muss.
Zu den Hauptindikationen des Anomaloskops gehören folgende.
Die Eigenschaften der einzelnen Farbsehtests sind unten dargestellt.
| Test | Screening | Typbestimmung | Schweregradbeurteilung | Anmerkungen |
|---|---|---|---|---|
| Ishihara-Pseudoisochromaten-Tafeln | ◎ | △ | × | Für schulische Gesundheitsuntersuchungen und das ambulante Screening |
| Panel D-15 | ○ | ○ | ○ (leicht bis mittelgradig) | Geeignet für eine grobe Einschätzung des Schweregrads |
| 100-Farbtontest | ○ | ○ | ◎ | Sehr gut für die genaue Einschätzung des Schweregrads |
| Anomaloskop | × | ◎ (am zuverlässigsten) | ◎ | Goldstandard für die gesicherte Diagnose |
Das Anomaloskop benötigt für die Untersuchung Zeit, und das Gerät ist auf spezialisierte Einrichtungen beschränkt; daher eignet es sich nicht für Screening-Zwecke3).
Das Anomaloskop beruht auf dem Prinzip des Farbabgleichs: Die untersuchte Person stellt das Mischungsverhältnis des Lichts so ein, bis die Farben übereinstimmen (Farbabgleich).
Im Okular des Nagel-Anomaloskops befindet sich ein kreisförmiges Sehfeld, das in zwei Hälften geteilt ist.
Die untersuchte Person sucht die Einstellung, bei der beide Seiten gleichfarbig und gleich hell erscheinen, während das Rot/Grün-Verhältnis verändert wird. Der Farbgleichspunkt und sein Bereich werden aufgezeichnet.
Rayleigh-Abgleich (Rot-Grün-Abgleich)
Ziel: angeborene Rot-Grün-Farbsehstörung (Typ 1 und Typ 2)
Lichtquelle: gelbes Licht (589 nm) vs. gemischtes rotes (670 nm) + grünes (546 nm) Licht
Gerät: Nagel-Anomaloskop
Prinzip: Metamerie zwischen dem Mischungsverhältnis von Rot/Grün und gelbem Licht. Wenn sich das Empfindlichkeitsverhältnis der L- und M-Zapfen von der Norm unterscheidet, ändern sich der Gleichheitspunkt und der Gleichheitsbereich.
Moreland-Abgleich (Blau-Grün-Abgleich)
Ziel: angeborene Blau-Gelb-Farbsehstörung (Tritanomalie)
Lichtquelle: blau-grünes monochromatisches Licht vs. gemischtes Licht aus blauem + grünem Licht
Gerät: erweitertes Gerät für den Moreland-Abgleich
Prinzip: Metamerie zwischen dem Mischungsverhältnis von Blau/Grün und blaugrünem Licht. Dies spiegelt eine Abweichung der Empfindlichkeit der S-Zapfen wider. Mit dem Nagel-Typ ist die Beurteilung der Tritanomalie nicht möglich.
Der Rayleigh-Abgleich ist ein Farbgleichungsverfahren, bei dem die Helligkeit und Farbe von gelbem monochromatischem Licht (589 nm) mit rotem und grünem Mischlicht abgeglichen werden. Bei normalem Farbsehen wird die Gleichheit nur bei einem bestimmten Rot/Grün-Verhältnis erreicht, aber wenn eine Abweichung der L- oder M-Zapfen vorliegt, wird der Bereich, in dem die Gleichheit erreicht wird, stark größer. Bei Dichromasie wird die Gleichheit über den gesamten Mischungsverhältnisbereich erreicht, und bei anomaler Trichromasie ist der Gleichheitsbereich breit, aber begrenzt. Durch die Quantifizierung dieser Unterschiede können Art und Ausmaß des Farbsehens numerisch beurteilt werden.
Bei normaler Farbwahrnehmung gelingt die Farbanpassung nur in einem engen Bereich um 1:1 (Grün:Rot). Bei einer Farbsehstörung wird der Abgleichbereich breiter, und bei Dichromasie ist die Farbanpassung über den gesamten Bereich möglich.
Die Anomaloskop-Befunde für die einzelnen Farbsehtypen sind unten aufgeführt.
| Farbsehtyp | Abgleichbereich (Rayleigh-Abgleich) | Leuchtdichteanpassung | Beurteilung |
|---|---|---|---|
| Normale Farbwahrnehmung | Enge Spanne nahe 1:1 | Gering | Normal |
| Typ-1-Dichromasie (Protanopie) | Übereinstimmung über den gesamten Bereich (0–73) nur mit Rot | das rote Licht abdunkeln | Typ-1-Dichromasie |
| Typ-1-Anomaltrichromasie (Protanomalie) | breiter Bereich in Richtung Rot | das rote Licht etwas abdunkeln | Typ-1-Anomaltrichromasie |
| Typ-2-Dichromasie (Deuteranopie) | Übereinstimmung über den gesamten Bereich nur mit Grün | fast keine Helligkeitsanpassung | Typ-2-Dichromasie |
| Typ-2-Anomaltrichromasie (Deuteranomalie) | Breiter Bereich mit Grünverschiebung | Geringe Helligkeitsanpassung | Typ-2-Anomaltrichromasie |
Ein Merkmal der Farbsehstörung vom Typ 1 ist, dass aufgrund des Fehlens oder der verminderten Empfindlichkeit der L-Zapfen die relative Sehschärfe für rotes Licht (Wahrnehmung der Helligkeit) abnimmt, sodass bei der Farbabgleichung eine Helligkeitsanpassung erfolgt, die rotes Licht dunkler macht. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein dieser Helligkeitsanpassung ist das wichtigste Unterscheidungsmerkmal zwischen Typ 1 und Typ 2.
Bei der Dichromasie reicht der Abgleichbereich über die gesamte Skala (0–73), während er bei der Anomaltrichromasie breiter als normal ist, aber nicht den gesamten Bereich umfasst. Das Ausmaß kann danach beurteilt werden, ob der Abgleichbereich der Anomaltrichromasie den normalen Abgleichpunkt einschließt4).
Der wichtigste Unterscheidungspunkt ist der Unterschied in der Helligkeitsanpassung (relativen Sehschärfe). Bei Typ 1 (protan) führt die abnorme Empfindlichkeit der L-Zapfen dazu, dass rotes Licht dunkler erscheint, sodass beim Farbabgleich eine Anpassung erfolgt, die die Helligkeit des roten Lichts verringert. Bei Typ 2 (deutan) hat die abnorme Empfindlichkeit der M-Zapfen nur einen geringen Einfluss auf die Helligkeitswahrnehmung, sodass der Farbabgleich fast ohne Helligkeitsanpassung gelingt. Außerdem unterscheidet sich auch die Verschiebung des Abgleichbereichs: Typ 1 tendiert zur roten Seite, Typ 2 zur grünen Seite.
In einigen Berufen sind gesetzliche Standards für das Farbsehen festgelegt, und eine genaue Typbestimmung ist erforderlich. Dazu gehören Flugzeugpiloten, Lokführer, Schiffspiloten, Polizeibeamte und Angehörige der Selbstverteidigungsstreitkräfte2). In diesen Berufen reichen Screening-Tests wie die Ishihara-Tafeln allein nicht aus, und eine zahlenmäßige Beurteilung des Abgleichbereichs mit einem Anomaloskop kann erforderlich sein.
Bei erworbener Farbsehstörung (verursacht durch Erkrankungen des Sehnervs, der Makula, medikamentenbedingte Farbsehstörung usw.) ist die Tatsache, dass sich der Gleichungsbereich im Laufe der Zeit verändert, ein wichtiger Hinweis zur Abgrenzung gegenüber der angeborenen Farbsehstörung. Bei angeborener Farbsehstörung bleibt der Gleichungsbereich ein Leben lang stabil, während er sich bei erworbener Farbsehstörung je nach Aktivität der Grunderkrankung verändert5). Daher ist eine wiederholte Anomaloskop-Untersuchung bei Verdacht auf eine erworbene Farbsehstörung sinnvoll.
Die genaue Dokumentation von Art und Ausmaß der angeborenen Rot-Grün-Farbsehstörung ist für die genetische Beratung auf Grundlage des X-chromosomal-rezessiven Erbgangs hilfreich. Bei einigen Trägerinnen zeigt sich eine leichte Erweiterung des Gleichungsbereichs, und eine genaue Beurteilung mit dem Anomaloskop kann manchmal die Trägerdiagnose unterstützen6).
Da das Gerät teuer ist und in der Bedienung Erfahrung erfordert, ist es auf Universitätskliniken und spezialisierte augenärztliche Einrichtungen beschränkt. Viele allgemeine Augenarztpraxen verfügen nicht über ein Anomaloskop.
Die weltweite Prävalenz der angeborenen Rot-Grün-Farbsehstörung wird bei Männern auf etwa 8 % und bei Frauen auf etwa 0,5 % geschätzt, mit Unterschieden zwischen den Bevölkerungsgruppen1). Die Prävalenz variiert je nach Ethnie und Region; bei japanischen Männern werden etwa 5 % und bei Frauen etwa 0,2 % berichtet. Aufgrund dieser hohen Prävalenz gilt es als wichtig, angemessene Farbsinnprüfungen bei Schuluntersuchungen und Einstellungsuntersuchungen einzurichten7).
Klassische optische Anomaloskope verwenden Halogenlampen und Interferenzfilter, doch in den letzten Jahren hat die Entwicklung von digitalen Anomaloskopen auf LED- und Monitorbasis Fortschritte gemacht3). Durch die Digitalisierung soll die Tragbarkeit verbessert und die Durchführung außerhalb spezialisierter Einrichtungen möglich werden.
Es wird an einfachen Farbabgleichstests mit den Displays von Smartgeräten geforscht. Da sie jedoch von den Farbeigenschaften des Displays, der Kalibrierung und dem Umgebungslicht beeinflusst werden, sind sie derzeit noch kein Ersatz für das Nagel-Anomaloskop.
Durch die Kombination der Genotypanalyse der L- und M-Gene mittels Next-Generation-Sequenzierung mit der phänotypischen Bewertung mit einem Anomaloskop schreitet die Forschung voran, um den Zusammenhang zwischen den Arten von Hybridgenen und dem Farbabgleichsbereich genau zu analysieren6). Die Aufklärung der Entsprechung zwischen Genotyp und Phänotyp wird voraussichtlich dazu beitragen, die Genauigkeit der genetischen Beratung zu verbessern.
