Stereopsis-Test (Stereopsis Testing)

Auf einen Blick: Wichtige Punkte

Stereosehen ist die Fähigkeit des Gehirns, die binokulare Disparität zu erkennen und in Tiefe umzurechnen; es ist erst nach Erreichen der Fusion möglich.
Bei normalem Stereosehen ist eine so präzise Tiefenwahrnehmung möglich, dass ein Tiefenunterschied von 8 cm auf 10 m Entfernung unterschieden werden kann.
Der Titmus Stereotest misst das Nahstereosehen mit Polarisationsbrille, in der Reihenfolge Fliege (3000 Bogensekunden) → Tiere (400–100 Bogensekunden) → Kreise (800–40 Bogensekunden). Bei Kreisen und Tieren ist auf falsch positive Ergebnisse zu achten.
Der TNO-Test verwendet die Zufallspunktmethode mit Rot-Grün-Brille, ohne monokulare Hinweise, daher geringe falsch positive Rate (Disparität 480–15 Bogensekunden).
Der Lang Stereotest verwendet die Zylinderbeugungsmethode ohne Brille und eignet sich für das Screening bei Säuglingen.
Die Entwicklung des Stereosehens beginnt im Alter von 3–5 Monaten und erreicht etwa im Alter von 4 Jahren eine Stereosehschärfe von 60 Bogensekunden.
Bei einäugiger Sehschärfe bis 0,3 bleibt das Stereosehen normal, bei 0,2 nimmt es ab und bei 0,1 verschwindet es.

1. Was ist der Stereosehtest?

Stereosehen ist die Funktion, bei der das Gehirn die horizontale Verschiebung der Bilder auf der linken und rechten Netzhaut, d.h. die binokulare Disparität, erkennt und in Tiefe umrechnet. Diese Funktion ist erst nach Erreichen der Fusion möglich; die foveale Fusion ermöglicht feines Stereosehen, die periphere Fusion grobes Stereosehen.

Bei normalem Stereosehen ist eine äußerst präzise Tiefenwahrnehmung möglich, sodass ein Tiefenunterschied von 8 cm auf 10 m Entfernung unterschieden werden kann.

Klinische Bedeutung des Stereosehtests

Der Stereosehtest wird zu folgenden Zwecken durchgeführt.

Beurteilung von Schielen: Bewertung der binokularen Sehfunktion vor und nach der Operation sowie Bestätigung der Behandlungswirksamkeit
Beurteilung von Amblyopie: Quantitative Bewertung der Verbesserung der binokularen Sehfunktion durch Amblyopiebehandlung
Pädiatrisches Augenscreening: Beurteilung der Sehentwicklung und Früherkennung von Anomalien
Postoperative Beurteilung: Bestätigung der Wiederherstellung der binokularen Sehfunktion nach Schielkorrektur oder Kataraktoperation
Eignungs- und Berufstests: Beurteilung der für Präzisionsarbeit, Autofahren usw. erforderlichen Stereosehschärfe

Einheit des Stereosehens

Die Stereosehschärfe (Stereoacuity) wird in Bogensekunden (arc second) angegeben. Je kleiner der Wert, desto präziser ist das Stereosehen.

Normaler Erwachsener: etwa 40–60 Bogensekunden
Hohe Stereosehschärfe: 40 Bogensekunden oder weniger
Grobes Stereosehen: etwa 400–800 Bogensekunden
Praktische Grenze des Stereosehens: 200 Bogensekunden oder weniger

Q Beeinträchtigt das Fehlen von Stereosehen den Alltag?

Auch ohne Stereosehen erscheint die Welt keineswegs flach, und es gibt keine großen Beeinträchtigungen im Alltag. Dies liegt daran, dass monokulare Tiefenhinweise (Perspektive, Schattierung, Bewegungsparallaxe usw.) die Tiefenwahrnehmung ergänzen. Allerdings kann es in Situationen, die binokulares Sehen erfordern, wie Präzisionsarbeit, Sport oder Autofahren, nachteilig sein. Da sich das Stereosehen durch Behandlung von Schielen oder Amblyopie verbessern kann, ist eine regelmäßige Beurteilung sinnvoll.

2. Arten und Abläufe der Untersuchungsmethoden

Zufallspunkt-Stereosehtest-Diagramm (FInD Stereo): Tiefendiagramm für Ring- und Dellenreize und psychometrische Funktion zur Schwellenschätzung

Wilkins L, et al. FInD stereo: a rapid, sensitive stereoacuity test. PLoS One. 2024;19(6):e0305036. Figure 1. PMCID: PMC11161055. License: CC BY 4.0.

Tiefendiagramme der A) Ring- und B) Dellenreize des FInD-Stereosehtests mit Zufallspunktfiguren (adaptiv dargebotener Disparitätsbereich von leicht bis schwer) und C) psychometrische Funktion zur Schätzung der Stereoschwelle aus den Antworten der Teilnehmer. Dies entspricht dem Prinzip der Stereoschwellenmessung mit der Zufallspunktmethode, die im Abschnitt „TNO-Test (Komplementärfarbentrennungsmethode)“ behandelt wird.

Einfache Tests: Zwei-Bleistift-Methode und Ringdurchfädelmethode

Zwei-Bleistift-Methode: Ein sehr einfacher Test, bei dem die Spitzen zweier Bleistifte zusammengebracht werden. Der Untersucher hält einen Bleistift 33 cm vor dem Probanden, und der Proband muss die Spitze seines Bleistifts an die des Untersuchers heranführen. Bei beiden Tests gilt: Wenn die Aufgabe mit beiden Augen möglich ist, aber mit einem Auge fehlschlägt, wird eine praktische binokulare Sehfunktion angenommen.

Ringdurchfädelmethode: Es wird ein Ring mit 2–3 cm Durchmesser geformt, den der Untersucher hält, und der Proband muss einen schlüsselförmig gebogenen Draht hindurchführen. Im Vergleich zur Zwei-Bleistift-Methode bietet sie weniger monokulare Hinweise und erfordert eine stärkere Wahrnehmung der Disparität.

Merkmale beider Tests:

Natürliche Tests, die ohne Trennung der Augen durchgeführt werden können
Durch Übung besteht die Möglichkeit, sie zu bestehen (keine strenge Stereosehmessung)
Einfach und ohne spezielle Instrumente durchführbar

Titmus-Stereotest (Polarisationsbrillenmethode)

Dieser Test misst die Nahstereosehfunktion, indem er dem linken und rechten Auge mit einer Polarisationsbrille Sehzeichen mit Disparität darbietet. Das Sehzeichen wird in 40 cm Entfernung vor den Augen platziert.

Testablauf:

Der Proband setzt eine Polarisationsbrille auf
Zuerst wird die Fliege (fly) mit der maximalen Disparität (3.000 Bogensekunden) gezeigt und geprüft, ob der Proband den Flügel greifen kann
Wenn die Fliege möglich ist, werden die drei Stufen der Tiere (400–100 Bogensekunden) getestet
Dann weiter zu den 9 Stufen der Kreise (800 bis 40 Bogensekunden).

Disparitätsbereich des Titmus-Stereotests:

Sehzeichen	Disparitätsbereich
Fliege (Fly)	Ca. 3.000 Bogensekunden
Tiere	400 bis 100 Bogensekunden
Kreise	800 bis 40 Bogensekunden

Hinweis: Bei Kreisen und Tieren bleiben monokulare Hinweise erhalten, daher muss die Möglichkeit falsch-positiver Ergebnisse bedacht werden.

Q Warum treten beim Titmus-Stereotest falsch-positive Ergebnisse auf?

Bei den Kreisen und Tieren des Titmus-Stereotests können monokulare Hinweise (leichte Unebenheiten im Druck, Schatten usw.) erhalten bleiben, die auch ohne Polarisationsbrille sichtbar sind. Daher können selbst Patienten ohne räumliches Sehen richtig antworten, was zu falsch-positiven Ergebnissen führt. Die Fliege hat eine große Disparität (ca. 3.000 Bogensekunden) und wenige monokulare Hinweise, sodass falsch-positive Ergebnisse selten sind. Der TNO-Test, der die Zufallspunktmethode ohne monokulare Hinweise verwendet, wird ergänzend eingesetzt, da er weniger falsch-positive Ergebnisse liefert.

TNO-Test (Komplementärfarben-Trennverfahren)

Dieser Test verwendet eine Rot-Grün-Brille, um die beiden Augen zu trennen, und misst das räumliche Sehen mit Zufallspunktfiguren.

Merkmale:

Binokulare Trennung durch Rot-Grün-Brille (Anaglyphenverfahren)
Vollständige Eliminierung monokularer Hinweise durch Zufallspunktmuster
Wenig falsch-positive Ergebnisse
Messbereich: 480 bis 15 Bogensekunden
Hervorragend zur Bestätigung des Vorhandenseins oder Fehlens von binokularem Sehen

Frisby-Test (Methode der realen Stereopsis)

Dies ist die natürlichste Methode zur Messung der Stereopsis unter Verwendung der Vorder-Hinter-Anordnung realer Objekte.

Merkmale:

Verwendet keine Polarisations- oder Komplementärfarbfilter
Messung ohne binokulare Trennung
Ermöglicht die physiologischste Beurteilung der Stereopsis, da reale dreidimensionale Objekte verwendet werden
Für die Nahsicht

Lang Stereotest (Zylinderbeugungsverfahren)

Diese Methode verwendet ein Array von Zylinderlinsen, um jedem Auge unterschiedliche Bilder darzubieten, und ermöglicht die Beurteilung des Vorhandenseins oder Fehlens von Stereopsis ohne Brille.

Merkmale:

Keine Brille (polarisiert oder Anaglyphen) erforderlich
Hauptsächlich für das Screening bei Säuglingen und Kindern verwendet
Auch bei wenig kooperativen Kleinkindern anwendbar
Geeigneter zur Bestätigung des Vorhandenseins oder Fehlens von Stereosehen als für quantitative Messungen

Vergleich der verschiedenen Testmethoden:

Testmethode	Binokulare Trennung	Monokulare Hinweise	Messbereich	Hauptzielalter
Zwei-Stift-Methode	Nein	Ja	Nicht quantifizierbar	Alle
Ringdurchstecktest	Keine	Gering	Nicht quantifizierbar	Alle
Titmus-Stereotest	Polarisationsbrille	Ja (Kreis/Tier)	3.000 bis 40 Sekunden	Ab 2 Jahren
TNO-Test	Rot-Grün-Brille	Keine	480 bis 15 Sekunden	Schulalter und älter
Frisby-Test	Keine	Gering	Nahbereich	Alle
Lang-Stereotest	Zylinderbeugung	Gering	Nur grobe quantitative	Säuglinge und älter

3. Testauswahl nach Alter und Entwicklung des Stereosehens

Entwicklungsprozess des Stereosehens

Studien mit visuell evozierten Potenzialen (VEP) zeigen, dass binokulares Sehen bereits im Alter von 2 Monaten vorhanden ist und die Fusion zwischen 3 und 5 Monaten beginnt. Die Erkennung des Stereosehens erfolgt im gleichen Altersbereich (3–5 Monate). Spätestens mit 20 Wochen ist bei über 75 % der Kinder Stereosehen nachweisbar.

Studien mit Zufallspunktkarten berichten, dass die Stereosehschärfe mit 1 Jahr und 5 Monaten 60 Bogensekunden erreicht, aber allgemein wird angenommen, dass sie mit etwa 4 Jahren 60 Bogensekunden erreicht.

Wichtige Phasen der Entwicklung des Stereosehens:

2 Monate: Entwicklung des binokularen Sehens
3–5 Monate: Beginn der Fusion und des räumlichen Sehens
20 Wochen (ca. 5 Monate): Bei über 75 % der Kinder ist räumliches Sehen nachweisbar
Mit etwa 4 Jahren: Stereosehschärfe erreicht etwa 60 Bogensekunden

Altersempfohlene Tests

Alter	Empfohlener Test
Säuglinge (bis 2 Jahre)	Lang Stereotest, Verhaltensbeobachtung
Kleinkinder (2–4 Jahre)	Titmus fly, Lang Stereotest
Schulkinder und älter	Titmus vollständig, TNO-Test, Frisby-Test
Erwachsene	Alle Tests (Auswahl je nach Zielsetzung)

Im Säuglingsalter ist aufgrund der geringen Kooperation der Lang-Stereotest ohne Brille und die Verhaltensbeobachtung leicht durchführbar. Im Kleinkindalter kann die Bewegung „Flügel greifen“ des Titmus-Fliegentests als Spiel durchgeführt werden. Ab dem Schulalter sind präzise Messungen wie der TNO-Test möglich.

Hinweise zur Untersuchung

Die wichtigsten Punkte bei der Auswahl des Tests je nach Alter sind im Folgenden aufgeführt.

Bei Kindern unter 3 Jahren sollte die Bestätigung des „Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins“ des Stereosehens Vorrang vor quantitativen Tests haben
Polarisationsbrillen (Titmus) können bei Kleinkindern schwierig zu tragen sein
Der Lang-Stereotest ist für Kinder geeignet, da die Untersuchung schnell abgeschlossen ist
Auch bei Erwachsenen sollte der Test je nach Ziel (Screening, genaue Beurteilung, Eignungstest) ausgewählt werden

4. Beziehung zwischen Stereosehen und Sehschärfe

Beziehung zwischen Sehschärfe und Stereosehschärfe

Es besteht ein gewisser Zusammenhang zwischen Sehschärfe und Stereosehschärfe (Stereoacuity), aber viele Patienten zeigen auch bei Amblyopie eine recht gute Stereosehschärfe. Wenn die Sehschärfe unter einen bestimmten Wert fällt, nimmt auch die Stereosehschärfe stark ab.

Experimentelle Daten mit Reduktion der Sehschärfe eines Auges durch ND-Filter:

Sehschärfe bis 0,3: Stereosehschärfe im Normalbereich
Sehschärfe 0,2: Stereosehschärfe nimmt ab
Sehschärfe 0,1: Stereosehen kann verschwinden

Aus diesem Zusammenhang ergibt sich, dass selbst bei einer mittelschweren Amblyopie eines Auges (Sehschärfe etwa 0,2–0,3) das Stereosehen erhalten bleiben kann. Allerdings ist die hochauflösende Stereosehschärfe (40–60 Bogensekunden) leicht beeinträchtigt, und in manchen Fällen bleibt nur grobes Stereosehen (mehrere hundert Bogensekunden) erhalten.

Beziehung zwischen Amblyopie und Stereopsis

Bei Amblyopie ist die Stereopsis häufig beeinträchtigt, kann sich aber durch Behandlung (Abdecken des gesunden Auges, optische Korrektur usw.) verbessern.

Arten von Amblyopie, bei denen Stereopsisstörungen häufig auftreten:

Strabismusamblyopie: Durch die Abweichung der Augenachsen werden keine korrespondierenden Punkte etabliert, die Stereopsis ist stark beeinträchtigt.
Anisometropieamblyopie: Die verminderte Sehschärfe eines Auges reduziert die Stereopsis, die sich jedoch mit Verbesserung der Sehschärfe des amblyopen Auges erholen kann.
Formdeprivationsamblyopie: Bei längerer visueller Deprivation (z. B. angeborener Katarakt) kann die Wiederherstellung der Stereopsis schwierig sein.

Q Bleibt die Stereopsis bei Amblyopie erhalten?

Das hängt vom Typ und Schweregrad der Amblyopie ab. Bei einer Sehschärfe eines Auges von etwa 0,3 bleibt die Stereopsis oft im Normalbereich. Bei Strabismusamblyopie ist die Stereopsis aufgrund der Achsenabweichung deutlich beeinträchtigt. Bei Anisometropieamblyopie kann sich die Stereopsis erholen, wenn die Sehschärfe des amblyopen Auges auf über 0,3 verbessert wird. Die Beurteilung der Stereopsis nach Behandlung (Abdecken, Prisma, Operation usw.) ist ein wichtiger Indikator für die Behandlungswirksamkeit.

5. Vergleich der Untersuchungsmethoden und Auswahlrichtlinien

Grad der binokularen Trennung und monokulare Hinweise

Um falsch-positive Ergebnisse bei Stereopsis-Tests zu vermeiden, ist die Eliminierung monokularer Hinweise wichtig. Ein Vergleich der Tests hinsichtlich der Stärke der binokularen Trennung und der Seltenheit monokularer Hinweise lässt sich wie folgt zusammenfassen.

Richtung mit mehr monokularen Hinweisen (höheres Risiko falsch-positiver Ergebnisse):

Zwei-Stift-Methode → Frisby-Test → Lang Stereotest → Titmus Stereotest (Kreis/Tier) → TNO-Test (am wenigsten Hinweise)

Klinische Auswahlrichtlinien:

Screening (Säuglinge): Lang Stereotest, Verhaltensbeobachtung
Qualitative Bewertung (Vorhandensein von Stereopsis): Titmus Fly, Lang Stereotest
Quantitative Bewertung (präzise Messung der Stereosehschärfe): TNO-Test, Titmus Circles
Um falsch positive Ergebnisse zu vermeiden: TNO-Test (Zufallspunktmethode)
Bei Schwierigkeiten beim Tragen einer Brille: Lang Stereotest, Frisby-Test

Messabstand und Fern- und Nahstereopsis

Die meisten klinischen Stereopsis-Tests werden in der Nähe (30-40 cm) durchgeführt. Dies liegt an der Handhabbarkeit der Testgeräte, spiegelt jedoch nicht vollständig die Stereopsis im täglichen Leben (einschließlich Fernsicht) wider.

Titmus Stereotest: Nahsicht (40 cm)
TNO-Test: Nahsicht (ca. 40 cm)
Frisby-Test: Nah- bis Mittelentfernung (einstellbar)
Two-Pencil-Test: Nahsicht (33 cm)

Wenn eine Bewertung der Fernstereopsis erforderlich ist (berufliche Eignungstests usw.), verwenden Sie einen speziellen Stereopsis-Test für die Ferne (Howard-Dolman-Gerät usw.).

6. Neuronale Mechanismen der Stereopsis und klinische Anwendungen

Neuronale Mechanismen der Stereopsis

Die Verarbeitung der Stereopsis beginnt im visuellen Kortex (V1) und umfasst ein weitreichendes visuelles Verarbeitungssystem, das sich über V2, V3, V4 und MT erstreckt.

Hauptverarbeitungswege:

Detektion der binokularen Disparität: Im primären visuellen Kortex (V1) werden die Eingaben von linkem und rechtem Auge integriert, und binokulare Neuronen reagieren entsprechend der Disparität.
Umrechnung in Tiefe: Nach Verarbeitung in den Arealen V2, V4 und MT (V5) wird die Disparitätsinformation als Tiefenwahrnehmung bewusst.
Ventraler Pfad (Was-Pfad): Beteiligt an der Erkennung von Form und Farbe von Objekten.
Dorsaler Pfad (Wo-Pfad): Beteiligt an der Verarbeitung von Position und Bewegung von Objekten; Stereopsis wird hauptsächlich in diesem Pfad verarbeitet.

Beziehung zwischen Fusion und Stereopsis

Stereopsis setzt Fusion (die Fähigkeit, die Bilder beider Augen zu einem zu vereinen) voraus. Es gibt zwei Arten der Fusion:

Foveale Fusion: Präzise Fusion in der Nähe der Fovea. Grundlage für feine Stereopsis (im Bereich von einigen zehn Bogensekunden).
Periphere Fusion: Fusion in der peripheren Netzhaut. Wird auch bei grober Stereopsis (im Bereich von einigen hundert Bogensekunden) aufrechterhalten.

Bei Schielen und Amblyopie ist die Fusion gestört, daher ist auch die Stereopsis gestört. Nach einer Schieloperation kann sich die Fusion verbessern und die Stereopsis wiederherstellen.

Empfindlichkeit und Grenzen von Stereopsis-Tests

Stereopsis-Tests sind nützlich für das Screening von Amblyopie und Schielen, aber folgende Grenzen sind zu beachten:

Ein einzelner Stereopsis-Test allein kann keine definitive Diagnose von Amblyopie oder Schielen stellen.
Selbst bei guter Stereopsis kann ein Mikroschielen (Monofixationssyndrom) vorliegen.
Selbst bei schlechter Stereopsis können Sehschärfe und Augenstellung normal sein (Fälle, in denen nur die Stereopsis selektiv beeinträchtigt ist).
Bei Säuglingen und Kleinkindern ist es schwierig, Verständnis und Kooperation für den Test zu erhalten, was leicht zu falsch-negativen Ergebnissen führt.

Die Ergebnisse des Stereosehtests sollten in Kombination mit Sehschärfetests, Augenstellungstests und Augenbewegungstests beurteilt werden.

7. Literaturverzeichnis

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