Der Farbsehtest ist ein Sammelbegriff für eine Reihe von Untersuchungsmethoden zur Bestimmung des Vorhandenseins, des Typs und des Schweregrads einer Farbsehstörung (color vision deficiency). Farbsehstörungen werden in angeborene und erworbene unterteilt. Angeborene Farbsehstörungen sind genetisch bedingte Anomalien der Zapfen-Sehpigmente, während erworbene Farbsehstörungen alle anderen Ursachen von Farbsehbeeinträchtigungen umfassen. Erworbene Farbsehstörungen werden auch dann als erworben klassifiziert, wenn die Grunderkrankung angeboren ist.
Die angeborene Rot-Grün-Sehschwäche tritt bei etwa 5 % der japanischen Männer und etwa 0,2 % der japanischen Frauen auf. Sie wird durch eine Deletion oder Expressionsanomalie der L- und M-Gene auf dem X-Chromosom verursacht und ist eine X-chromosomal vererbte Erkrankung. Sie ist der häufigste Typ der angeborenen Farbsehstörung. Es gibt ethnische Unterschiede: Bei Männern beträgt die Häufigkeit etwa 6–8 % bei der weißen Bevölkerung, 4–5 % bei der gelben Bevölkerung und 2–4 % bei der schwarzen Bevölkerung.
Die Ziele des Farbsehtests lassen sich in den folgenden vier Punkten zusammenfassen.
① Screening: Erkennung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Farbsehstörung bei Schuluntersuchungen und Eignungstests.
② Bestimmung von Typ und Grad: Klassifizierung in Typ 1, Typ 2 oder Typ 3 und Bewertung des Schweregrads.
③ Erkennung erworbener Farbsehstörungen: Hilfsdiagnose und Krankheitsüberwachung bei Netzhaut- und Sehnervenerkrankungen.
④ Berufs- und Studienberatung: Bewertung der beruflichen Eignung und Sammlung von Informationen für die Lebensberatung.
Der Test folgt in der Regel einem dreistufigen Ansatz: Screening → Gradbestimmung → definitive Diagnose. Der Ishihara-Farbsehtest wird als erste Stufe des Screenings am häufigsten verwendet, gefolgt vom Panel-D-15-Test zur Gradbestimmung und schließlich dem Anomaloskop zur definitiven Diagnose.
Farbsehtests in der Schule wurden 2003 durch eine Änderung der Durchführungsverordnung zum Schulgesundheits- und Sicherheitsgesetz aus den Pflichtuntersuchungen gestrichen. In der Folge nahmen Fälle zu, in denen Schüler ohne Kenntnis einer Farbsehstörung bei der Berufswahl auf Schwierigkeiten stießen. Im Jahr 2014 empfahl das Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie in einer Mitteilung erneut die Durchführung von Farbsehtests in der Schule (für Freiwillige) 4).
QWer sollte einen Farbsehtest machen lassen?
A
Der Test wird hauptsächlich in folgenden Situationen empfohlen: ① Bei Schuluntersuchungen um die 4. Klasse oder bei Untersuchungen von Freiwilligen. ② Vor der Berufs- oder Studienwahl (wenn Interesse an Berufen mit Farbsehrestriktionen wie Luftfahrt, Eisenbahn, Polizei usw. besteht). ③ Bei der Nachsorge von Augenerkrankungen (Retinitis pigmentosa, Optikusneuritis, Makulaerkrankungen usw.), wenn eine Überwachung von Farbsehveränderungen erforderlich ist. ④ Zur Bestätigung des Trägerstatus bei familiärer Vorbelastung mit Farbsehstörungen. Die frühzeitige Kenntnis des Vorhandenseins, des Typs und des Schweregrads einer Farbsehstörung ermöglicht eine angemessene Berufswahl und Lebensberatung.
2. Indikationen und klinische Bedeutung der einzelnen Farbsehtestmethoden
Die Farbsehtestmethoden werden je nach Zielsetzung eingesetzt. Die folgende Tabelle vergleicht die wichtigsten Testmethoden und ihre Indikationen.
Testmethode
Screening
Typbestimmung
Gradbestimmung
Bewertung erworbener Störungen
Testdauer
Ishihara-Farbtafeln
◎
△
×
×
5–10 Minuten
Standard-Farbsehtafeln Teil 1 (für angeborene Anomalien)
○
○
△
×
5–10 Minuten
Standard-Farbsehtafeln Teil 2 (für erworbene Anomalien)
×
×
×
○
5–10 Minuten
Panel-D-15-Test
○
○
○
○
3–5 Minuten
FM-100-Hue-Test
○
○
◎
◎
15–30 Minuten
Anomaloskop
×
◎
◎
△
Etwa 30 Minuten
Der dreistufige Untersuchungsablauf für angeborene Farbsehstörungen ist wie folgt.
Schritt 1 (Screening): Pseudoisochromatische Tafeln (Ishihara, Standard-Farbsehtest-Tafel Teil 1) → Erkennung des Vorliegens einer Farbsehstörung.
Schritt 2 (Schweregradbeurteilung): Panel-D-15-Test → Beurteilung von Typ und Schweregrad.
Schritt 3 (Bestätigungsdiagnose): Anomaloskop → Bestätigung des Typs und präzise Beurteilung des Schweregrads.
Zur Beurteilung erworbener Farbsehstörungen werden die Standard-Farbsehtest-Tafel Teil 2 oder der FM-100-Hue-Test verwendet. Erworbene Farbsehstörungen werden je nach Schädigungsgrad der einzelnen Zapfensysteme in erworbene Blau-Gelb-Störungen und erworbene Rot-Grün-Störungen unterteilt, aber keine von beiden tritt isoliert auf; beide sind immer gemeinsam vorhanden, wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß.
QWelche Arten von Farbsehtests gibt es?
A
Sie werden grob in vier Kategorien eingeteilt. ① Pseudoisochromatische Tafeln: Ishihara, Standard-Farbsehtest-Tafel Teil 1 und 2 usw. Verwendung für Screening und Beurteilung erworbener Störungen. ② Farbton-Anordnungstests: Panel-D-15-Test, FM-100-Hue-Test. Verwendung zur Schweregradbeurteilung und Analyse der Verwechslungsachse. ③ Anomaloskop: Diagnosegerät zur Bestätigung basierend auf dem Abgleich einer Rot-Grün-Mischung mit einem gelben Monochrom. ④ Computergestützte Tests (Cambridge Colour Test usw.): Ermöglichen quantitative Bewertung angeborener und erworbener Störungen. Jeder Test hat seine Vor- und Nachteile, daher ist eine Kombination je nach Zielsetzung wichtig.
3. Prinzipien und Verfahren der einzelnen Untersuchungsmethoden
Eine Tafel des Ishihara-Farbsehtests, die eine pseudoisochromatische Abbildung zeigt, bei der die Ziffer „2“ mit einem Punktmuster in Verwechslungsfarben dargestellt ist, das für Personen mit Rot-Grün-Sehschwäche schwer lesbar ist. Dies entspricht dem im Abschnitt „3. Prinzipien und Verfahren der einzelnen Untersuchungsmethoden“ behandelten Prinzip der Pseudoisochromasie des Ishihara-Tests.
Prinzip: Verwendung von Figuren (Ziffern, Mustern), die für Personen mit Rot-Grün-Sehschwäche und Normalsichtige unterschiedlich erscheinen. Es basiert auf dem Prinzip der Verwechslungsfarben und enthält Tafeln, die von Farbfehlsichtigen nicht gelesen werden können, sowie Tafeln, die von Normalsichtigen nicht gelesen werden können.
Untersuchungsbedingungen: Durchführung bei natürlichem Tageslicht oder unter Standardbeleuchtung. Untersuchungsabstand und Präsentationszeit richten sich nach der Anleitung des verwendeten Testtafel-Sets.
Beurteilung: Die internationale Ausgabe mit 38 Tafeln enthält drei Typen: Transformationstafeln, Verschwindetafeln und Klassifikationstafeln. Anhand des Fehlerlesemusters wird das Vorliegen einer Rot-Grün-Sehschwäche bestimmt. Es eignet sich für das Screening von Rot-Grün-Störungen, ist jedoch für eine detaillierte Bestimmung von Typ und Schweregrad unzureichend; eine Typ-3-Farbsehstörung (Blau-Gelb-Störung) kann nicht erkannt werden 2).
Empfehlung: Es wird empfohlen, nicht nur eine, sondern zwei oder mehr Arten von pseudoisochromatischen Tafeln zu kombinieren.
Panel D-15-Test (Farbton-Anordnungstest)
Prinzip: 15 Farbchips basierend auf dem Munsell-Farbsystem sollen in der Reihenfolge angeordnet werden, die dem Referenzfarbchip (fest) am nächsten kommt. Personen mit normalem Farbsehen können sie in einer nahezu korrekten Reihenfolge anordnen 5).
Vorgehen: Beginnen Sie mit 1 festen und 15 beweglichen Chips in zufälliger Reihenfolge. Der Proband ordnet nacheinander den Farbchip an, der dem Referenzchip am nächsten zu sein scheint. Die benötigte Zeit beträgt 3–5 Minuten.
Typ-1-Farbsinn (Protan): Querlinienmuster entlang der Typ-1-Verwechslungsachse
Typ-2-Farbsinn (Deutan): Querlinienmuster entlang der Typ-2-Verwechslungsachse
Typ-3-Farbsinn (Tritan): Querlinienmuster entlang der skotopischen Achse
Merkmale: Geeignet zur Beurteilung leichter bis mittelschwerer Farbsehstörungen. Sehr leichte anomale Trichromaten können den Test bestehen. Auch zur Beurteilung erworbener Farbsehstörungen verwendbar 5).
FM100-Hue-Test (Präzisionstest)
Prinzip: Präziser Farbton-Anordnungstest, bei dem 85 Farbchips in der Farbtonreihenfolge angeordnet werden müssen. Als erweiterte Version des Panel D-15 bewertet er die feinere Farbtonunterscheidungsfähigkeit 5).
Vorgehen: Die 85 Chips werden für den Test in 4 Schachteln (je 22–23 Chips) aufgeteilt. Jede Schachtel wird unabhängig durchgeführt, und ein Fehlerwert wird berechnet. Die benötigte Zeit beträgt 15–30 Minuten (anfällig für Ermüdung und Konzentrationsschwankungen).
Bewertung: Der Fehlerwert wird in einem Abweichungsdiagramm (Deviation Plot) dargestellt, um das Muster der Verwechslungsachse zu beurteilen. Eine quantitative Bewertung erfolgt mittels Verwechslungswinkel, C-Index und S-Index 3).
Anwendungen: Nützlich zur Erkennung leichter erworbener Farbsehstörungen, detaillierten Beurteilung der Farbtonunterscheidungsfähigkeit und Verlaufsbeobachtung. Hauptsächlich in spezialisierten Einrichtungen eingesetzt 5).
Standard-Farbsehtest-Tafel Teil 2 (für erworbene Störungen)
Prinzip: Pseudoisochromatische Tafel, spezialisiert auf die Erkennung erworbener Farbsehstörungen (einschließlich Blau-Gelb-Störungen). Sie kann erworbene Anomaliemuster erkennen, die mit der Ishihara-Tafel nicht nachweisbar sind.
Vorgehen: Jedes Auge einzeln untersuchen. Bei erworbenen Farbsehstörungen kann es zu Seitenunterschieden kommen, daher ist die einäugige Untersuchung wichtig.
Indikationen: Screening auf erworbene Farbsehstörungen infolge von Netzhauterkrankungen, Optikusneuropathien, Glaukom usw. Auch zur Verlaufskontrolle bei diabetischer Retinopathie, altersbedingter Makuladegeneration, Optikusneuritis usw.
Hinweis: Nicht für das Screening angeborener Farbsehstörungen verwenden.
QWie wird der Panel-D-15-Test ausgewertet?
A
Die Reihenfolge der 15 Farbplättchen wird notiert und die Plättchennummern in ein Polardiagramm (Desaturationsdiagramm) eingetragen. Bei normalem Farbsehen zeigen die Verbindungslinien benachbarter Plättchen ein regelmäßiges, kreisähnliches Muster. Bei Farbsehstörungen treten große Sprunglinien (Crossing Lines) auf, die die Verwechslungsachse kreuzen. Bei Typ-1-Farbsehstörung zeigen sich Crossing Lines entlang der Typ-1-Verwechslungsachse, bei Typ-2 entlang der Typ-2-Achse und bei Typ-3 entlang der skotopischen Achse. Bei sehr leichter anomaler Trichromasie kann der Test bestanden werden; dann ist eine zusätzliche Bewertung mit dem FM-100-Hue-Test oder einem Anomaloskop erforderlich.
Farbplättchen-Set des Farnsworth-Munsell-Hue-Tests
Gabriela P. Farnsworth–Munsell Hue Color Vision Test, Material and Finishing Laboratory. Wikimedia Commons. 2019. Figure 2. Source ID: commons.wikimedia.org/wiki/File:Farnsworth%E2%80%93Munsell_Hue_Color_Vision_Test,_Material_and_Finishing_Laboratory.jpg. License: CC BY 4.0.
Foto der vier Kästchen des Farnsworth-Munsell-Hue-Tests mit Farbplättchen im Labor, das zeigt, dass jedes Kästchen 22–23 Farbplättchen enthält. Dieses Set entspricht den Farbplättchen, die im Farbanordnungstest im Abschnitt „4. Interpretation der Testergebnisse“ bewertet werden.
Typen angeborener Farbsehstörungen und Testergebnisse
Die Klassifikation der angeborenen Rot-Grün-Farbsehstörungen und die entsprechenden Befunde in den einzelnen Tests sind unten aufgeführt. Die Häufigkeit der Anomalie-Typen: Typ-2-Trichromasie (Deuteranomalie) ist am häufigsten, gefolgt von Typ-2-Dichromasie (Deuteranopie), dann Typ-1-Trichromasie (Protanomalie) und Typ-1-Dichromasie (Protanopie).
Typ
Zapfenanomalie
Ishihara-Tafel
D-15-Muster
Häufigkeit (Männer)
Typ-1-Dichromasie (Protanopie)
L-Zapfenmangel
Rot-Grün-Verwechslung
Typ-1-Achsenkreuzungslinie
Etwa 1 %
Typ-1-Trichromasie (Protanomalie)
L-Zapfenfunktionsstörung
Rot-Grün-Verwechslung (leicht bis mittelschwer)
Typ-1-Achsenkreuzungslinie (leicht)
Etwa 1 %
Typ-2-Dichromasie (Deuteranopie)
M-Zapfenmangel
Rot-Grün-Verwechslung
Typ-2-Achsenkreuzungslinie
Etwa 1 %
Deuteranomalie (Typ-2-Trichromasie)
M-Zapfen-Funktionsstörung
Rot-Grün-Verwechslung (leicht bis mittelschwer)
Typ-2-Achsenkreuzungslinie (leicht)
Etwa 5%, am häufigsten
Tritanomalie (Typ-3-Trichromasie)
S-Zapfen-Anomalie
Nicht nachweisbar
Skotopische Achsenkreuzungslinie
Selten (autosomal-dominant)
Der Ishihara-Test hat eine hohe Sensitivität für Rot-Grün-Farbsehstörungen, aber eine geringe Genauigkeit bei der Bestimmung von Typ und Schweregrad. Es wird empfohlen, zwei oder mehr Arten von Pseudoisochromatischen Tafeln zu kombinieren. Typ-3-Farbsehstörungen (angeborene Blau-Gelb-Sehstörung) werden mit dem Ishihara-Test nicht erkannt; sie werden mit dem Standard-Farbsehtest Teil 2 oder dem Panel-D-15-Test beurteilt.
Erworbene Farbsehstörungen können durch Anomalien in jedem Teil der Sehbahn verursacht werden: Hornhaut, Linse, Glaskörper, Netzhaut, Sehnerv, Sehnervenkreuzung, primärer visueller Kortex, Sehstrahlung oder visuelle Zentren der Großhirnrinde. Am häufigsten sind Erkrankungen der Netzhaut und des Sehnervs die Ursache.
Erworbene Farbsehstörungen werden in erworbene Blau-Gelb-Sehstörungen und erworbene Rot-Grün-Sehstörungen unterteilt, aber sie treten nie isoliert auf; beide sind immer vorhanden, wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß.
Erworbene Blau-Gelb-Farbsehstörung (verstärkt mit Abnahme der Zapfenfunktion) 1)
FM100 · D-15
Glaukom
Erworbene Blau-Gelb-Farbsehstörung (früh) → gemischter Typ
FM100
Diabetische Retinopathie
Erworbene Blau-Gelb-Farbsehstörung
Teil 2 · FM100
Bei Retinitis pigmentosa verstärken sich die Farbsehstörungen mit dem Rückgang der Zapfenfunktion, und erworbene Blau-Gelb-Farbsehstörungen werden häufig nachgewiesen 1). Farbbenennungsaufgaben helfen, Farbverwechslungen im Alltag zu verstehen und Patienten zu beraten.
QWelcher Test eignet sich zur Erkennung erworbener Farbsehstörungen?
A
Zur Beurteilung erworbener Farbsehstörungen eignen sich der zweite Teil der Standard-Farbsehtafel oder der FM 100 Hue-Test. Die Ishihara-Tafel ist für angeborene Rot-Grün-Farbsehstörungen konzipiert und für die Erkennung erworbener Farbsehstörungen (insbesondere Blau-Gelb) ungeeignet. Der FM 100 Hue-Test hat eine hohe Sensitivität für leichte erworbene Farbsehstörungen und eignet sich auch für die Verlaufsbeobachtung. Bei der Nachsorge von Netzhaut- und Sehnervenerkrankungen ist es wichtig, jedes Auge einzeln zu testen und die Veränderungen der Seitendifferenz zu verfolgen.
Durch die Änderung der Durchführungsverordnung zum Schulgesundheits- und Sicherheitsgesetz im Jahr 2003 wurde der Farbsehtest aus den obligatorischen Schuluntersuchungen gestrichen. Als Reaktion auf die Zunahme von Fällen, in denen Betroffene ohne Kenntnis ihrer Farbsehstörung aufwuchsen und bei der Berufswahl auf Schwierigkeiten stießen, wurde 2014 durch ein Schreiben des Ministeriums für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie der Farbsehtest in der Schule (auf freiwilliger Basis) erneut empfohlen 4).
Es wird empfohlen, etwa in der vierten Klasse der Grundschule (einer körperlich und psychisch stabilen Phase) eine detaillierte Typbestimmung durch einen Augenarzt durchführen zu lassen. Die genaue Kenntnis der eigenen Farbeigenschaften vor der Berufswahl ist wichtig, um eine angemessene Berufswahl zu unterstützen.
Bei der Nachsorge von Optikusneuritis, Makulaerkrankungen und Retinitis pigmentosa werden Farbsehtests als objektive Funktionsbewertung eingesetzt.
Optikusneuritis: Muster erworbener Rot-Grün-Farbsehstörung. Indikator für das Ansprechen auf die Behandlung
Makulaerkrankungen (altersbedingte Makuladegeneration, zentrale seröse Chorioretinopathie): Beurteilung der Makulafunktion anhand des Schweregrads der erworbenen Blau-Gelb-Farbsehstörung
Retinitis pigmentosa: Zeitliche Beobachtung von Veränderungen des Verwirrungswinkelmusters im FM 100 Hue-Test 1)
Bei Patienten mit angeborener Farbsehstörung (insbesondere Kleinkindern) richtet sich die Erklärung hauptsächlich an die Eltern. Da die Farbsehstörung angeboren ist, darf man nicht vergessen, dass es für den Betroffenen niemals ein „Fehler“ ist, wenn er Farben falsch erkennt. Das Wichtigste ist, die Farbsehstörung bei der zukünftigen Ausbildung und Berufswahl ausreichend zu berücksichtigen, damit der Betroffene aufgrund seiner Farbsehstörung nicht in Schwierigkeiten gerät.
Bestimmte Berufe und Qualifikationen (Flugzeugpilot, Lokführer, Schiffsführer, Polizeibeamter, Selbstverteidigungsbeamter usw.) können Einschränkungen bezüglich des Farbsehens haben. Es ist wichtig, die konkreten Arbeitsinhalte und Einschränkungen zu prüfen und individuell zu beraten.
Auch die Perspektive des Farben-universellen Designs, das andere Informationen als Farbe (Form, Position, Helligkeit, Beschriftung, Textur usw.) nutzt, ist in der Patientenaufklärung nützlich.
Jede Testmethode hat ihre eigenen Grenzen. Eine angemessene Auswahl und sorgfältige Interpretation der Testergebnisse sind erforderlich.
Grenzen des Ishihara-Tests:
Unzureichend für eine detaillierte Bestimmung von Typ und Grad
Kann Typ-3-Farbsehen (angeborene Blau-Gelb-Anomalie) nicht erkennen
Kann nicht zur Bewertung erworbener Typ-3-Farbsehstörungen verwendet werden
Verblasste oder beschädigte Testtafeln können zu falsch-negativen Ergebnissen führen
Grenzen des Panel-D-15-Tests:
Sehr leichte anomale Trichromasie (z. B. leichte Deuteranomalie) kann als bestanden gewertet werden
Für eine definitive Diagnose ist ein Anomaloskop erforderlich
Empfindlich gegenüber Lichtverhältnissen; Durchführung unter Standardlichtquelle ist unerlässlich
Grenzen des FM-100-Hue-Tests:
Die Untersuchungszeit ist lang (15–30 Minuten)
Müdigkeit und nachlassende Konzentration beeinflussen die Ergebnisse
Die Untersuchung wird hauptsächlich in spezialisierten Einrichtungen durchgeführt
Bei älteren Menschen beeinträchtigt die altersbedingte Abnahme der Farbunterscheidungsfähigkeit die Ergebnisse (die oberen Normalwerte variieren je nach Altersgruppe) 5)
Untersuchungsbeleuchtungsbedingungen:
Alle Farbsehtests werden unter natürlichem Tageslicht oder einer Standardlichtquelle mit einer Farbtemperatur von 6500 K durchgeführt
Bei schlechten Lichtverhältnissen können auch Personen mit normalem Farbsehen Fehler beim Ablesen machen
Das Tragen von farbkorrigierenden Brillen oder getönten Kontaktlinsen verändert die Ergebnisse; daher während des Tests nicht verwenden
Verbreitung digitaler und computergestützter Farbsehtests:
Die Standardisierung von Farbsehtests auf Tablets und Monitoren schreitet voran. Computergestützte Tests wie der Cambridge Colour Test (CCT) ermöglichen eine quantitative Bewertung angeborener und erworbener Farbsehstörungen und reduzieren die untersucherabhängige Variabilität 5). Allerdings ist die Kalibrierung des Displays eine Voraussetzung für die Testgenauigkeit.
Verbreitung von farbuniversellem Design:
Anwendungen in öffentlichen Schildern, Lehrmaterialien, Webdesign und medizinischen Dokumenten nehmen zu. Die Informationsvermittlung, die nicht nur auf Farben angewiesen ist, verbessert den Informationszugang für Menschen mit Farbsehvielfalt.
Zusammenarbeit mit der genetischen Diagnostik:
Die Forschung zur molekularbiologischen Bestätigungsdiagnostik durch L/M-Genanalyse schreitet voran. Die Korrelation zwischen der phänotypischen Bewertung mittels Anomaloskop und dem Genotyp wird zunehmend präzisiert, und eine zukünftige klinische Anwendung wird erwartet.
