Sehschärfe

Sehschärfe ⓘ
Eine typische Snellen-Tafel, die häufig zur Prüfung der Sehschärfe verwendet wird.
MeSH	D014792
MedlinePlus	003396
LOINC	28631-0

LogMAR - ETDRS-Tafel ⓘ

Die Sehschärfe (VA) bezieht sich im Allgemeinen auf die Klarheit des Sehens, technisch gesehen wird jedoch die Fähigkeit eines Prüflings bewertet, kleine Details mit Präzision zu erkennen. Die Sehschärfe hängt von optischen und neuronalen Faktoren ab, d. h. (1) von der Schärfe des Netzhautbildes im Auge, (2) von der Gesundheit und Funktion der Netzhaut und (3) von der Empfindlichkeit des Interpretationsvermögens des Gehirns. Die am häufigsten genannte Sehschärfe ist die Fernschärfe (z. B. 6/6 oder 20/20), die die Fähigkeit des Untersuchten beschreibt, kleine Details in der Ferne zu erkennen, und die für Menschen mit Kurzsichtigkeit relevant ist; bei Menschen mit Weitsichtigkeit wird stattdessen die Nahschärfe verwendet, um die Fähigkeit des Untersuchten zu beschreiben, kleine Details in der Nähe zu erkennen. ⓘ

Eine häufige Ursache für eine geringe Sehschärfe sind Brechungsfehler (Ametropie), d. h. Fehler bei der Brechung des Lichts im Augapfel, und Fehler bei der Interpretation des Netzhautbildes durch das Gehirn. Letzteres ist die Hauptursache für die Sehschwäche bei Menschen mit Albinismus. Zu den Ursachen von Brechungsfehlern gehören Abweichungen in der Form des Augapfels oder der Hornhaut sowie eine verminderte Flexibilität der Linse. Eine zu hohe oder zu niedrige Refraktion (in Bezug auf die Länge des Augapfels und die Krümmung der Hornhaut) ist die Ursache für Kurzsichtigkeit (Myopie oder Minus-Stärke) bzw. Weitsichtigkeit (Hyperopie oder Plus-Stärke); der normale Brechungszustand wird als Emmetropie (Null-Stärke) bezeichnet. Andere optische Ursachen sind Astigmatismus oder komplexere Unregelmäßigkeiten der Hornhaut. Diese Anomalien können meist mit optischen Mitteln (wie Brillen, Kontaktlinsen, refraktiven Eingriffen usw.) korrigiert werden. ⓘ

Neuronale Faktoren, die die Sehschärfe einschränken, befinden sich in der Netzhaut oder im Gehirn (oder den dorthin führenden Bahnen). Beispiele für den ersten Fall sind eine Netzhautablösung und Makuladegeneration. Eine weitere häufige Beeinträchtigung, die Amblyopie, wird dadurch verursacht, dass sich das Sehhirn in der frühen Kindheit nicht richtig entwickelt hat. In einigen Fällen wird die geringe Sehschärfe durch eine Hirnschädigung verursacht, z. B. durch eine traumatische Hirnverletzung oder einen Schlaganfall. Wenn die optischen Faktoren korrigiert werden, kann die Sehschärfe als Maß für das reibungslose Funktionieren des Gehirns angesehen werden. ⓘ

Die Sehschärfe wird in der Regel beim Fixieren gemessen, d. h. als Maß für das zentrale (oder foveale) Sehen, da sie in der Mitte am höchsten ist). Die Sehschärfe im peripheren Bereich kann jedoch im Alltag ebenso wichtig sein. Die Sehschärfe nimmt zur Peripherie hin zunächst steil und dann allmählich ab, und zwar umgekehrt linear (d. h. die Abnahme folgt in etwa einer Hyperbel). Die Abnahme erfolgt gemäß E₂/(E₂+E), wobei E die Exzentrizität in Grad Sehwinkel und E₂ eine Konstante von etwa 2 Grad ist. Bei 2 Grad Exzentrizität beträgt die Sehschärfe beispielsweise die Hälfte des fovealen Wertes. ⓘ

Es ist zu beachten, dass die Sehschärfe ein Maß dafür ist, wie gut kleine Details in der Mitte des Gesichtsfelds aufgelöst werden; sie sagt daher nichts darüber aus, wie größere Muster erkannt werden. Die Sehschärfe allein kann daher keine Aussage über die Gesamtqualität der Sehfunktion machen. ⓘ

Scharfes (oben) und unscharfes Bild (unten) zur Illustration der unterschiedlichen Detaillierung. Sehschärfe bezieht sich aber nicht auf die wahrgenommene Schärfe des Bildes; bei erniedrigter Sehschärfe wird das Bild z. B. nicht notwendigerweise als unscharf wahrgenommen. ⓘ

Mit Sehschärfe (auch Sehstärke, Visus, Acies visus, Minimum separabile) bezeichnet man das Ausmaß der Fähigkeit eines Lebewesens, mit seinem Sehorgan Konturen und Musterdetails in der Außenwelt als solche wahrzunehmen. Zur Begriffsklärung bedarf es der Unterscheidung weiterer wesentlicher Merkmale. ⓘ

Ein Maß für die (zentrale) Sehschärfe im Hellen ist der Visus; er ist der Kehrwert der kleinsten erkennbaren Lücke im Standard-Prüfzeichen (dem Landoltring, s. u.). Beim Menschen wird sie mittels eines Sehtests bestimmt. Selbst kann man sie z. B. an freisichtigen Doppelsternen, den sogenannten Augenprüfern ermitteln. ⓘ

Definition

Untersuchung des Auges auf Sehschärfe ⓘ

Die Sehschärfe ist ein Maß für das räumliche Auflösungsvermögen des visuellen Verarbeitungssystems. Die Sehschärfe, wie sie von Augenoptikern manchmal genannt wird, wird geprüft, indem die Person, deren Sehvermögen geprüft wird, aufgefordert wird, so genannte Optotypen - stilisierte Buchstaben, Landolt-Ringe, pädiatrische Symbole, Symbole für Analphabeten, standardisierte kyrillische Buchstaben in der Golovin-Sivtsev-Tabelle oder andere Muster - auf einer gedruckten Karte (oder auf andere Weise) aus einem bestimmten Sehabstand zu erkennen. Die Optotypen werden als schwarze Symbole auf weißem Hintergrund (d. h. mit maximalem Kontrast) dargestellt. Der Abstand zwischen den Augen des Probanden und der Testtafel wird so eingestellt, dass die Art und Weise, wie die Linse zu fokussieren versucht, in etwa der "optischen Unendlichkeit" entspricht (Fernschärfe), oder in einem bestimmten Leseabstand (Nahschärfe). ⓘ

Ein Referenzwert, ab dem die Sehschärfe als normal gilt, wird als 6/6-Sehschärfe bezeichnet, das USC-Äquivalent dazu ist die 20/20-Sehschärfe: Ein menschliches Auge mit dieser Leistung ist in der Lage, auf 6 Meter Entfernung Konturen zu erkennen, die etwa 1,75 mm voneinander entfernt sind. Eine Sehschärfe von 6/12 entspricht einer geringeren Leistung, während eine Sehschärfe von 6/3 einer besseren Leistung entspricht. Normale Menschen haben eine Sehschärfe von 6/4 oder besser (je nach Alter und anderen Faktoren). ⓘ

Im Ausdruck 6/x Sehvermögen ist der Zähler (6) die Entfernung in Metern zwischen der Testperson und der Tafel und der Nenner (x) die Entfernung, in der eine Person mit einer Sehschärfe von 6/6 dasselbe Sehzeichen erkennen würde. 6/12 bedeutet also, dass eine Person mit einer Sehschärfe von 6/6 dasselbe Sehzeichen aus 12 Metern Entfernung (d. h. aus der doppelten Entfernung) erkennen würde. Dies ist gleichbedeutend mit der Aussage, dass eine Person mit einem Sehvermögen von 6/12 die Hälfte der räumlichen Auflösung besitzt und die doppelte Größe benötigt, um das Sehzeichen zu erkennen. ⓘ

Eine einfache und effiziente Art, die Sehschärfe anzugeben, ist die Umwandlung des Bruchs in eine Dezimalzahl: 6/6 entspricht dann einer Sehschärfe (oder einem Visus) von 1,0 (siehe Ausdruck unten), während 6/3 einer Sehschärfe von 2,0 entspricht, die häufig von gut korrigierten gesunden jungen Menschen mit beidäugigem Sehen erreicht wird. Die Angabe der Sehschärfe als Dezimalzahl ist in den europäischen Ländern der Standard, wie er in der europäischen Norm (EN ISO 8596, früher DIN 58220) gefordert wird. ⓘ

Die genaue Entfernung, in der die Sehschärfe gemessen wird, ist nicht wichtig, solange sie weit genug entfernt ist und die Größe des Sehzeichens auf der Netzhaut gleich ist. Diese Größe wird als Sehwinkel angegeben, d. h. als der Winkel, unter dem das Sehzeichen am Auge erscheint. Bei einer Sehschärfe von 6/6 = 1,0 entspricht die Größe eines Buchstabens auf der Snellen-Tafel oder der Landolt-C-Tafel einem Sehwinkel von 5 Bogenminuten (1 Bogenminute = 1/60 eines Grades). Bei der Konstruktion eines typischen Optotyps (wie Snellen E oder Landolt C) beträgt die kritische Lücke, die aufgelöst werden muss, 1/5 dieses Wertes, d. h. 1 Bogenminute. Letzteres ist der Wert, der in der internationalen Definition der Sehschärfe verwendet wird:

Sehschärfe = 1/Spaltgröße [arc min]. ⓘ

Die Sehschärfe ist ein Maß für die Sehleistung und bezieht sich nicht auf das Brillenrezept, das zur Korrektur der Sehkraft erforderlich ist. Stattdessen wird bei einer Augenuntersuchung versucht, das Rezept zu finden, mit dem die bestmögliche korrigierte Sehleistung erreicht werden kann. Die daraus resultierende Sehschärfe kann größer oder kleiner als 6/6 = 1,0 sein. Tatsächlich hat eine Person, bei der eine Sehschärfe von 6/6 diagnostiziert wurde, oft eine höhere Sehschärfe, da sie nach Erreichen dieser Norm als normal (im Sinne von ungestört) gilt und kleinere Optotypen nicht getestet werden. Personen mit einer Sehschärfe von 6/6 oder "besser" (20/15, 20/10 usw.) können dennoch von einer Brillenkorrektur für andere Probleme im Zusammenhang mit dem visuellen System profitieren, z. B. Hyperopie, Augenverletzungen oder Presbyopie. ⓘ

Die dimensionslose Eigenschaft Visus wird definiert, indem die Bezugsgröße 1′ in Beziehung zur individuellen Winkel-Sehschärfe gesetzt wird. ⓘ

Visus = 1′ / (individuelle Winkel-Sehschärfe) ⓘ

Beispiel: wenn eine Person Punkte erst bei einem Winkelabstand von 2′ trennen kann, hat sie einen Visus von 0,5. ⓘ

Statt Winkel können auch Entfernungen bestimmt werden. Wenn man als Bezugsgröße den Abstand d wählt, bei dem man zwei Punkte unter einem Winkel von 1′ sieht, dann ist:

Visus = individueller Abstand / d ⓘ

Beispiel: wenn eine Person erst im Abstand von 6 m die Punkte getrennt sehen kann, die bei 12 m einen Winkelabstand von 1′ haben, hat sie einen Visus von 6/12 = 0,5. ⓘ

Vergleich zwischen Spezies (in Winkel-Minuten)

• Wanderfalke: 0,4′
• Mensch (Fovea): 0,4′ bis 2,0′ (1′ = 3 cm auf 100 m)
• Katze: 5′
• Frosch: 7′
• Elefant: 10,3′
• Ratte: 40′
• Kapuzenratte: 20' ⓘ

Siehe Linsenauge zum Vergleich der Sehschärfen anderer Tiere. ⓘ

Komplexaugen:

• Honigbiene: 60′
• Einsiedlerkrebs: 270′
• Taufliege: 540′ ⓘ

Visusangaben in Prozent

Vielfach wird zur Beschreibung des Visus eine Prozentzahl angegeben. ⓘ

Visus = 100 % × 1′ / (individuelle Winkel-Sehschärfe) ⓘ

Eine solche Angabe scheint zwar leichter verständlich und wird zur vermeintlich besseren Verständigung gegenüber Patienten in der Regel verwendet. Bei genauer Betrachtung ist sie allerdings irreführend; es existieren dabei vier Probleme:

1. Der Prozentwert hat keinen inhaltlich klaren Bezug (Prozent wovon?);
2. Es wird der Eindruck erweckt, die Stufen hätten gleiche subjektive und objektive Bedeutung (Gleichabständigkeit, s. Intervallskala); tatsächlich haben aber Verluste im unteren Bereich der Skala eine weit höhere Bedeutung;
3. 100 % kann als höchste erreichbare Sehschärfe missverstanden werden („volle Sehschärfe“); letztere ist aber fast doppelt so hoch;
4. Es scheint einen Nullpunkt zu geben (s. Verhältnisskala), das ist aber physikalisch nicht möglich. ⓘ

Der Gebrauch dieser Prozentangabe wird jedoch auch nahegelegt durch die Tatsache, dass ein Auflösungsvermögen von 1 Bogenminute innerhalb des Normbereichs jeder Altersgruppe liegt und deshalb ein Visus von „100 %“ regelmäßig als (noch) normal betrachtet werden kann. Im deutschen Sozialrecht ist dementsprechend, unabhängig vom Alter, ein Visus von 1,0 als nicht eingeschränkt definiert. ⓘ

Messung

Manueller Hand-Augentest in Ghana (2018). ⓘ

Die Sehschärfe wird mit einem psychophysikalischen Verfahren gemessen, das die physikalischen Merkmale eines Reizes mit der Wahrnehmung einer Person und den daraus resultierenden Reaktionen in Beziehung setzt. Die Messung kann mit einer von Ferdinand Monoyer erfundenen Augentafel, mit optischen Instrumenten oder mit computergestützten Tests wie dem FrACT erfolgen. ⓘ

Es muss darauf geachtet werden, dass die Sehbedingungen der Norm entsprechen, wie z. B. die richtige Beleuchtung des Raums und der Sehtafel, der richtige Sehabstand, genügend Zeit für die Reaktion, Fehlertoleranz usw. In den europäischen Ländern sind diese Bedingungen durch die europäische Norm (EN ISO 8596, früher DIN 58220) standardisiert. ⓘ

Geschichte

Jahr	Ereignis ⓘ
1843	Sehtests werden 1843 von dem deutschen Augenarzt Heinrich Küchler (1811-1873) in Darmstadt, Deutschland, erfunden. Er plädiert für die Notwendigkeit, Sehtests zu standardisieren, und erstellt drei Lesetabellen, um das Auswendiglernen zu vermeiden.
1854	Eduard Jäger von Jaxtthal, ein Wiener Augenarzt, verbessert die von Heinrich Kuechler entwickelten Sehprobentypen. Er veröffentlicht in deutscher, französischer, englischer und anderen Sprachen eine Reihe von Leseproben zur Dokumentation des funktionellen Sehens. Er verwendet Schriften, die 1854 in der Staatsdruckerei in Wien erhältlich waren, und versieht sie mit den Nummern aus dem Katalog dieser Druckerei, die heute als Jaeger-Nummern bekannt sind.
1862	Herman Snellen, ein niederländischer Augenarzt, veröffentlicht in Utrecht seine "Optotypi ad visum determinandum" ("Probebuchstaben zur Bestimmung der Sehschärfe"), die erste Sehtafel auf der Grundlage von "Optotypen", und plädiert für die Notwendigkeit standardisierter Sehtests. Die Optotypen von Snellen sind nicht identisch mit den heute verwendeten Prüfbuchstaben. Sie wurden in einer "Egyptian Paragon"-Schriftart (d.h. mit Serifen) gedruckt.
1888	Edmund Landolt führt den gebrochenen Ring ein, der heute als Landolt-Ring bekannt ist und später zur internationalen Norm wird.
1894	Theodor Wertheim in Berlin stellt detaillierte Messungen der Sehschärfe beim peripheren Sehen vor.
1978	Hugh Taylor verwendet diese Gestaltungsprinzipien für eine "Tumbling E Chart" für Analphabeten, die später zur Untersuchung der Sehschärfe australischer Aborigines eingesetzt wird.
1982	Rick Ferris et al. vom National Eye Institute wählt das LogMAR-Tabellenlayout, das mit Sloan-Buchstaben umgesetzt wird, um eine standardisierte Methode zur Messung der Sehschärfe für die Early Treatment of Diabetic Retinopathy Study (ETDRS) einzuführen. Diese Diagramme wurden in allen nachfolgenden klinischen Studien verwendet und trugen wesentlich dazu bei, dass sich die Fachwelt mit dem neuen Layout und der Progression vertraut machte. Die Daten der ETDRS-Studie wurden verwendet, um Buchstabenkombinationen auszuwählen, die jeder Zeile die gleiche durchschnittliche Schwierigkeit verleihen, ohne dass alle Buchstaben auf jeder Zeile verwendet werden.
1984	Der International Council of Ophthalmology (Internationaler Rat für Augenheilkunde) hat eine neue Norm zur Messung der Sehschärfe verabschiedet, die ebenfalls die oben genannten Merkmale enthält.
1988	Antonio Medina und Bradford Howland vom Massachusetts Institute of Technology entwickeln eine neuartige Sehprobentafel, bei der die Buchstaben mit abnehmender Sehschärfe unsichtbar werden und nicht wie bei den Standardtafeln verschwimmen. Sie zeigen den willkürlichen Charakter des Snellen-Bruchteils auf und warnen vor der Genauigkeit der Sehschärfe, die durch die Verwendung von Tafeln mit verschiedenen Buchstabentypen bestimmt wird, die nach dem Snellen-System kalibriert sind.

Physiologie

Das Sehen bei Tageslicht (d. h. das photopische Sehen) wird von Zapfenrezeptorzellen unterstützt, die eine hohe räumliche Dichte (in der zentralen Fovea) aufweisen und eine hohe Sehschärfe von 6/6 oder besser ermöglichen. Bei schwachem Licht (skotopisches Sehen) haben die Zapfen keine ausreichende Empfindlichkeit und das Sehen wird durch Stäbchen unterstützt. Die räumliche Auflösung ist dann viel geringer. Dies ist auf die räumliche Summierung der Stäbchen zurückzuführen, d. h. mehrere Stäbchen verschmelzen zu einer bipolaren Zelle, die sich wiederum mit einer Ganglienzelle verbindet, wodurch die Auflösungseinheit groß und die Sehschärfe klein wird. Es ist zu beachten, dass es im Zentrum des Gesichtsfeldes (der Foveola) keine Stäbchen gibt und die höchste Leistung bei schwachem Licht im nahen peripheren Sehen erreicht wird. ⓘ

Die maximale Winkelauflösung des menschlichen Auges beträgt 28 Bogensekunden oder 0,47 Bogenminuten, was einer Winkelauflösung von 0,008 Grad entspricht und bei einer Entfernung von 1 km 136 mm entspricht. Dies entspricht 0,94 Bogenminuten pro Linienpaar (eine weiße und eine schwarze Linie) bzw. 0,016 Grad. Für ein Pixelpaar (ein weißes und ein schwarzes Pixel) ergibt dies eine Pixeldichte von 128 Pixeln pro Grad (PPD). ⓘ

Die 6/6-Sehschärfe ist definiert als die Fähigkeit, zwei Lichtpunkte aufzulösen, die durch einen Sehwinkel von einer Bogenminute getrennt sind, was 60 PPD entspricht, oder etwa 290-350 Pixel pro Zoll für eine Anzeige auf einem Gerät, das 250 bis 300 mm vom Auge entfernt gehalten wird. ⓘ

Die Sehschärfe bzw. das Auflösungsvermögen (bei Tageslicht, zentrales Sehen) ist also eine Eigenschaft der Zapfen. Um Details aufzulösen, muss das optische System des Auges ein fokussiertes Bild auf die Fovea projizieren, einen Bereich in der Makula, der die höchste Dichte an Zapfenphotorezeptoren aufweist (die einzige Art von Photorezeptoren, die im Zentrum der Fovea mit einem Durchmesser von 300 μm existiert) und somit die höchste Auflösung und das beste Farbsehen bietet. Obwohl Sehschärfe und Farbensehen durch dieselben Zellen vermittelt werden, handelt es sich um unterschiedliche physiologische Funktionen, die außer durch die Position nicht miteinander verbunden sind. Sehschärfe und Farbensehen können unabhängig voneinander beeinflusst werden. ⓘ

Das Diagramm zeigt die relative Sehschärfe des menschlichen Auges auf dem horizontalen Meridian. Der blinde Fleck liegt bei etwa 15,5° in der Außenrichtung (z. B. im linken Gesichtsfeld für das linke Auge). ⓘ

Das Korn eines fotografischen Mosaiks hat ein ebenso begrenztes Auflösungsvermögen wie das "Korn" des Netzhautmosaiks. Um Details zu sehen, müssen zwei Rezeptorensätze durch einen mittleren Satz unterbrochen werden. Das maximale Auflösungsvermögen liegt bei 30 Bogensekunden, was dem Durchmesser des Foveazapfens bzw. dem Winkel am Knotenpunkt des Auges entspricht. Um den Empfang von jedem einzelnen Zapfen zu erhalten, wie es bei mosaikartigem Sehen der Fall wäre, muss das "lokale Zeichen" von einem einzelnen Zapfen über eine Kette von je einer bipolaren, einer Ganglion- und einer lateralen genikulären Zelle erhalten werden. Ein Schlüsselfaktor für die Erlangung des detaillierten Sehens ist jedoch die Hemmung. Diese wird durch Neuronen wie die amakrinen und horizontalen Zellen vermittelt, die die Ausbreitung oder Konvergenz von Signalen funktionell inaktivieren. Diese Tendenz zur Eins-zu-Eins-Verschiebung von Signalen wird durch die Aufhellung des Zentrums und seiner Umgebung gefördert, die die Hemmung auslöst, die zu einer Eins-zu-Eins-Verdrahtung führt. Dieses Szenario ist jedoch selten, da sich Zapfen sowohl mit Zwerg- als auch mit flachen (diffusen) Bipolaren verbinden können, und amakrine und horizontale Zellen können Nachrichten ebenso leicht zusammenführen wie hemmen. ⓘ

Das Licht bewegt sich vom Fixationsobjekt zur Fovea durch einen imaginären Pfad, der als Sehachse bezeichnet wird. Die Gewebe und Strukturen des Auges, die sich auf der Sehachse befinden (und auch die angrenzenden Gewebe), beeinflussen die Qualität des Bildes. Diese Strukturen sind: Tränenfilm, Hornhaut, vordere Augenkammer, Pupille, Linse, Glaskörper und schließlich die Netzhaut. Der hintere Teil der Netzhaut, das so genannte retinale Pigmentepithel (RPE), ist unter anderem dafür verantwortlich, das Licht, das die Netzhaut durchquert, zu absorbieren, damit es nicht auf andere Teile der Netzhaut trifft. Bei vielen Wirbeltieren, wie z. B. Katzen, bei denen eine hohe Sehschärfe keine Priorität hat, gibt es eine reflektierende Tapetumschicht, die den Photorezeptoren eine "zweite Chance" gibt, das Licht zu absorbieren, wodurch die Fähigkeit, im Dunkeln zu sehen, verbessert wird. Dies ist der Grund dafür, dass die Augen eines Tieres im Dunkeln zu leuchten scheinen, wenn sie angestrahlt werden. Das RPE hat auch die wichtige Aufgabe, die Chemikalien zu recyceln, die von den Stäbchen und Zapfen bei der Photonenerkennung verwendet werden. Wenn das RPE geschädigt ist und diese "Schuppen" nicht aufräumt, kann dies zur Erblindung führen. ⓘ

Wie bei einem fotografischen Objektiv wird die Sehschärfe durch die Größe der Pupille beeinflusst. Die optischen Aberrationen des Auges, die die Sehschärfe verringern, sind am größten, wenn die Pupille am größten ist (etwa 8 mm), was bei schwachem Licht der Fall ist. Bei einer kleinen Pupille (1-2 mm) kann die Bildschärfe durch die Beugung des Lichts an der Pupille eingeschränkt sein (siehe Beugungsgrenze). Zwischen diesen beiden Extremen liegt der Pupillendurchmesser, der im Allgemeinen für die Sehschärfe normaler, gesunder Augen am besten geeignet ist; er liegt in der Regel bei 3 oder 4 mm. ⓘ

Wäre die Optik des Auges ansonsten perfekt, wäre die Sehschärfe theoretisch durch die Pupillenbeugung begrenzt, was einer beugungsbegrenzten Sehschärfe von 0,4 Bogenminuten (Minarc) oder einer Sehschärfe von 6/2,6 entsprechen würde. Die kleinsten Zapfenzellen in der Fovea haben eine Größe, die 0,4 Bogenminuten des Gesichtsfeldes entspricht, was ebenfalls eine untere Grenze für die Sehschärfe darstellt. Die optimale Sehschärfe von 0,4 Minarc oder 6/2,6 kann mit einem Laserinterferometer nachgewiesen werden, das alle Defekte in der Optik des Auges umgeht und ein Muster aus dunklen und hellen Streifen direkt auf die Netzhaut projiziert. Laserinterferometer werden heute routinemäßig bei Patienten mit optischen Problemen, wie z. B. Katarakt, eingesetzt, um den Zustand der Netzhaut zu beurteilen, bevor sie operiert werden. ⓘ

Der visuelle Kortex ist der Teil der Großhirnrinde im hinteren Teil des Gehirns, der für die Verarbeitung visueller Reize zuständig ist, der so genannte Okzipitallappen. Die zentralen 10° des Sehfeldes (ungefähr die Ausdehnung der Makula) werden von mindestens 60 % des visuellen Kortex repräsentiert. Es wird angenommen, dass viele dieser Neuronen direkt an der Verarbeitung der Sehschärfe beteiligt sind. ⓘ

Die korrekte Entwicklung einer normalen Sehschärfe hängt davon ab, dass ein Mensch oder ein Tier schon in jungen Jahren einen normalen visuellen Input erhält. Jegliche visuelle Deprivation, d. h. alles, was diesen Input über einen längeren Zeitraum beeinträchtigt, wie z. B. Katarakt, starkes Schielen, Anisometropie (ungleicher Brechungsfehler zwischen den beiden Augen) oder das Abdecken oder Abkleben des Auges während einer medizinischen Behandlung, führt in der Regel zu einer schweren und dauerhaften Abnahme der Sehschärfe und der Mustererkennung im betroffenen Auge, wenn es nicht frühzeitig im Leben behandelt wird. Die verminderte Sehschärfe spiegelt sich in verschiedenen Anomalien der Zelleigenschaften im visuellen Kortex wider. Zu diesen Veränderungen gehört ein deutlicher Rückgang der Zahl der Zellen, die mit dem betroffenen Auge verbunden sind, sowie der Zellen, die mit beiden Augen im kortikalen Bereich V1 verbunden sind, was zu einem Verlust der Stereopsis, d. h. der Tiefenwahrnehmung durch beidäugiges Sehen (umgangssprachlich: "3D-Sehen") führt. Der Zeitraum, in dem ein Tier sehr empfindlich auf einen solchen Sehentzug reagiert, wird als kritische Periode bezeichnet. ⓘ

Das Auge ist über den Sehnerv, der aus dem Augenhintergrund austritt, mit dem visuellen Kortex verbunden. Die beiden Sehnerven treffen sich hinter den Augen am Chiasma opticum, wo etwa die Hälfte der Fasern jedes Auges auf die gegenüberliegende Seite übergeht und sich mit den Fasern des anderen Auges verbindet, die das entsprechende Gesichtsfeld repräsentieren, wobei die kombinierten Nervenfasern beider Augen den Sehnervengang bilden. Dies bildet letztlich die physiologische Grundlage des binokularen Sehens. Die Bahnen projizieren zu einer Relaisstation im Mittelhirn, dem Nucleus geniculatus lateralis, einem Teil des Thalamus, und dann entlang einer Ansammlung von Nervenfasern, der so genannten optischen Strahlung, zum visuellen Kortex. ⓘ

Jeder pathologische Prozess im visuellen System, auch bei älteren Menschen jenseits des kritischen Zeitraums, führt häufig zu einer Abnahme der Sehschärfe. Die Messung der Sehschärfe ist daher ein einfacher Test, um den Gesundheitszustand der Augen, des Sehgehirns oder der Sehbahn zum Gehirn zu ermitteln. Eine relativ plötzliche Abnahme der Sehschärfe ist immer ein Grund zur Sorge. Häufige Ursachen für eine Abnahme der Sehschärfe sind Katarakte und vernarbte Hornhäute, die den optischen Pfad beeinträchtigen, Krankheiten, die die Netzhaut betreffen, wie Makuladegeneration und Diabetes, Krankheiten, die die Sehbahn zum Gehirn betreffen, wie Tumore und Multiple Sklerose, und Krankheiten, die den visuellen Kortex betreffen, wie Tumore und Schlaganfälle. ⓘ

Obwohl das Auflösungsvermögen von der Größe und Packungsdichte der Photorezeptoren abhängt, muss das neuronale System die Informationen der Rezeptoren interpretieren. Wie aus Einzelzellexperimenten bei Katzen und Primaten hervorgeht, sind verschiedene Ganglienzellen in der Netzhaut auf unterschiedliche Raumfrequenzen abgestimmt, so dass einige Ganglienzellen an jedem Ort eine bessere Sehschärfe haben als andere. Letztendlich scheint jedoch die Größe des kortikalen Gewebes im visuellen Bereich V1, das eine bestimmte Stelle im Gesichtsfeld verarbeitet (ein Konzept, das als kortikale Vergrößerung bekannt ist), für die Sehschärfe ebenso wichtig zu sein. Insbesondere ist diese Größe im Zentrum der Fovea am größten und nimmt mit zunehmender Entfernung von dort ab. ⓘ

Optische Aspekte

Neben den neuronalen Verbindungen der Rezeptoren spielt auch das optische System eine wichtige Rolle bei der Auflösung der Netzhaut. Bei einem idealen Auge kann das Bild eines Beugungsgitters 0,5 Mikrometer auf der Netzhaut abbilden. Dies ist jedoch keineswegs der Fall, und außerdem kann die Pupille eine Beugung des Lichts verursachen. So werden schwarze Linien auf einem Gitter mit den dazwischen liegenden weißen Linien vermischt, was zu einem grauen Erscheinungsbild führt. Optische Defekte (z. B. unkorrigierte Kurzsichtigkeit) können dies noch verschlimmern, aber geeignete Linsen können Abhilfe schaffen. Bilder (z. B. Gitter) können durch laterale Hemmung geschärft werden, d. h. höher erregte Zellen hemmen die weniger erregten Zellen. Ähnlich verhält es sich bei chromatischen Aberrationen, bei denen die Farbsäume um schwarz-weiße Objekte auf ähnliche Weise gehemmt werden. ⓘ

Ausdruck

Sehschärfeskalen

20 Fuß	10 Fuß	6 m	3 m	Dezimal	MAR	LogMAR ⓘ
20/1000	10/500	6/300	3/150	0.02	50	1.70
20/800	10/400	6/240	3/120	0.025	40	1.60
20/600	10/300	6/180	3/90	0.033	30	1.48
20/500	10/250	6/150	3/75	0.04	25	1.40
20/400	10/200	6/120	3/60	0.05	20	1.30
20/300	10/150	6/90	3/45	0.067	15	1.18
20/250	10/125	6/75	3/37	0.08	12.5	1.10
20/200	10/100	6/60	3/30	0.10	10	1.00
20/160	10/80	6/48	3/24	0.125	8	0.90
20/125	10/62	6/38	3/19	0.16	6.25	0.80
20/100	10/50	6/30	3/15	0.20	5	0.70
20/80	10/40	6/24	3/12	0.25	4	0.60
20/60	10/30	6/18	3/9	0.33	3	0.48
20/50	10/25	6/15	3/7.5	0.40	2.5	0.40
20/40	10/20	6/12	3/6	0.50	2	0.30
20/30	10/15	6/9	3/4.5	0.67	1.5	0.18
20/25	10/12	6/7.5	3/4	0.80	1.25	0.10
20/20	10/10	6/6	3/3	1.00	1	0.00
20/16	10/8	6/4.8	3/2.4	1.25	0.8	−0.10
20/12.5	10/6	6/3.8	3/2	1.60	0.625	−0.20
20/10	10/5	6/3	3/1.5	2.00	0.5	−0.30
20/8	10/4	6/2.4	3/1.2	2.50	0.4	−0.40
20/6.6	10/3.3	6/2	3/1	3.00	0.333	−0.48

Die Sehschärfe wird oft nach der Größe der Buchstaben auf einer Snellen-Tafel oder nach der Größe anderer Symbole wie Landolt Cs oder der E-Tafel gemessen. ⓘ

In einigen Ländern wird die Sehschärfe als vulgärer Bruch ausgedrückt, in anderen als Dezimalzahl. Bei Verwendung des Meters als Maßeinheit wird die (gebrochene) Sehschärfe relativ zu 6/6 ausgedrückt. Bei Verwendung des Fußes wird die Sehschärfe im Verhältnis zu 20/20 ausgedrückt. Für alle praktischen Zwecke entspricht die Sehschärfe von 20/20 der Sehschärfe von 6/6. Im Dezimalsystem ist die Sehschärfe definiert als der Kehrwert der Größe der Lücke (gemessen in Bogenminuten) des kleinsten Landolt C, dessen Ausrichtung zuverlässig erkannt werden kann. Ein Wert von 1,0 ist gleich 6/6. ⓘ

LogMAR ist eine weitere häufig verwendete Skala, die als (dekadischer) Logarithmus des Mindestauflösungswinkels (MAR) ausgedrückt wird, der der Kehrwert der Sehschärfezahl ist. Die LogMAR-Skala wandelt die geometrische Abfolge eines herkömmlichen Diagramms in eine lineare Skala um. Sie misst den Verlust der Sehschärfe: positive Werte bedeuten einen Sehkraftverlust, während negative Werte eine normale oder bessere Sehschärfe anzeigen. Diese Skala wird häufig klinisch und in der Forschung verwendet, da die Linien gleich lang sind und somit eine kontinuierliche Skala mit gleichmäßigen Abständen zwischen den Punkten bilden, im Gegensatz zu den Snellen-Tafeln, die auf jeder Linie eine unterschiedliche Anzahl von Buchstaben aufweisen. ⓘ

Eine Sehschärfe von 6/6 wird häufig so beschrieben, dass eine Person Details aus 6 Metern Entfernung genauso gut erkennen kann wie eine Person mit "normalem" Sehvermögen aus 6 Metern Entfernung. Wenn eine Person eine Sehschärfe von 6/12 hat, heißt das, dass sie Details aus 6 Metern Entfernung genauso gut sieht wie eine Person mit "normalem" Sehvermögen aus 12 Metern Entfernung. ⓘ

Die Definition von 6/6 ist etwas willkürlich, da menschliche Augen in der Regel eine höhere Sehschärfe haben, wie Tscherning schreibt: "Wir haben auch festgestellt, dass die besten Augen eine Sehschärfe haben, die sich 2 nähert, und wir können fast sicher sein, dass, wenn die Sehschärfe bei guter Beleuchtung nur gleich 1 ist, das Auge Fehler aufweist, die so ausgeprägt sind, dass sie leicht festgestellt werden können." Die meisten Beobachter haben eine beidäugige Sehschärfe von mehr als 6/6; die Grenze der Sehschärfe des menschlichen Auges ohne Hilfsmittel liegt bei etwa 6/3-6/2,4 (20/10-20/8), obwohl 6/3 der höchste Wert war, der in einer Studie an einigen US-Profisportlern gemessen wurde. Bei einigen Raubvögeln, wie z. B. Habichten, wird eine Sehschärfe von etwa 20/2 angenommen; in dieser Hinsicht ist ihr Sehvermögen wesentlich besser als das des Menschen. ⓘ

Wenn die Sehschärfe unter dem größten Optotyp auf der Tafel liegt, wird der Leseabstand verringert, bis der Patient die Tafel lesen kann. Sobald der Patient in der Lage ist, die Tabelle zu lesen, werden die Buchstabengröße und der Testabstand notiert. Ist der Patient nicht in der Lage, die Tafel in jeder Entfernung zu lesen, wird er wie folgt getestet:

Name	Abkürzung	Definition ⓘ
Zählende Finger	CF	Fähigkeit, Finger in einer bestimmten Entfernung zu zählen. Diese Testmethode wird nur angewandt, wenn festgestellt wurde, dass der Patient nicht in der Lage ist, die Buchstaben, Ringe oder Bilder auf der Sehschärfentafel zu erkennen. Die Buchstaben CF und der Testabstand geben die Sehschärfe des Patienten an. Zum Beispiel würde die Angabe CF 5 bedeuten, dass der Patient in der Lage ist, die Finger des Untersuchers aus einer Entfernung von maximal einem Meter direkt vor dem Untersucher zu zählen. (Die Ergebnisse dieses Tests bei ein und demselben Patienten können von Prüfer zu Prüfer variieren. Dies liegt eher an den Größenunterschieden der Hände und Finger der verschiedenen Untersucher als an der schwankenden Sehkraft).
Handbewegung	HM	Fähigkeit zu unterscheiden, ob sich die Hand des Untersuchers direkt vor den Augen des Patienten bewegt oder nicht. Diese Testmethode wird nur dann angewandt, wenn ein Patient mit dem Fingerzähltest wenig oder gar keinen Erfolg zeigt. Die Buchstaben HM und der Testabstand geben die Sehschärfe des Patienten an. Zum Beispiel würde die Angabe HM 2 bedeuten, dass der Patient in der Lage war, die Bewegung der Hand des Prüfers aus einer Entfernung von maximal einem Meter direkt vor dem Prüfer zu erkennen. (Die Ergebnisse des Handbewegungstests werden häufig ohne die Testentfernung aufgezeichnet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass dieser Test durchgeführt wird, nachdem der Patient den Fingerzähltest nicht bestanden" hat. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Untersucher in der Regel direkt vor dem Patienten, und es wird davon ausgegangen, dass der Handbewegungstest in einem Testabstand von 1 Fuß oder weniger durchgeführt wird).
Lichtwahrnehmung	LP	Fähigkeit, jegliches Licht wahrzunehmen. Diese Testmethode wird nur angewandt, wenn der Patient mit dem Handbewegungstest wenig oder gar keinen Erfolg hat. Bei diesem Test leuchtet der Untersucher mit einem Lichtstift auf die Pupille des Patienten und bittet ihn, entweder auf die Lichtquelle zu zeigen oder die Richtung zu beschreiben, aus der das Licht kommt (nach oben, nach außen, geradeaus, nach unten und nach außen, usw.). Wenn der Patient in der Lage ist, Licht wahrzunehmen, werden die Buchstaben LP aufgezeichnet, um die Sehschärfe des Patienten darzustellen. Wenn der Patient kein Licht wahrnehmen kann, werden die Buchstaben NLP (No Light Perception) aufgezeichnet. Ein Patient, der auf einem Auge kein Licht wahrnimmt, gilt auf dem betreffenden Auge als blind. Wird NLP auf beiden Augen festgestellt, wird der Patient als vollständig blind bezeichnet.

Gesetzliche Definitionen

Verschiedene Länder haben gesetzliche Grenzwerte für eine schlechte Sehschärfe festgelegt, die als Behinderung gelten. In Australien zum Beispiel definiert das Sozialversicherungsgesetz Blindheit wie folgt:

Eine Person erfüllt die Kriterien für dauerhafte Blindheit gemäß Abschnitt 95 des Social Security Act, wenn die korrigierte Sehschärfe auf beiden Augen weniger als 6/60 auf der Snellen-Skala beträgt oder eine Kombination von Sehfehlern vorliegt, die zu demselben Grad an dauerhaftem Sehverlust führt. ⓘ

In den USA definiert das entsprechende Bundesgesetz Blindheit wie folgt:

[Der Begriff "Blindheit" bedeutet eine zentrale Sehschärfe von 20/200 oder weniger auf dem besseren Auge bei Verwendung einer Korrekturglaslinse. Ein Auge, das eine solche Einschränkung des Gesichtsfeldes aufweist, dass der größte Durchmesser des Gesichtsfeldes einen Winkel von höchstens 20 Grad einschließt, gilt für die Zwecke dieses Absatzes als Auge mit einer zentralen Sehschärfe von 20/200 oder weniger. ⓘ

Die Sehschärfe einer Person wird registriert, wobei dokumentiert wird, ob es sich um einen Fern- oder Nahtest handelt, welche(s) Auge(n) untersucht wurde(n) und ob Korrekturgläser (d.h. Brillen oder Kontaktlinsen) verwendet wurden:

• Entfernung von der Tafel
  • D (distant) für die Bewertung in 6 m Entfernung.
  • N (Nah) für die Bewertung in 400 mm (15,7 Zoll).
• Bewertetes Auge
  • OD (lat. oculus dexter) für das rechte Auge.
  • OS (lat. oculus sinister) für das linke Auge.
  • OU (lateinisch oculi uterque) für beide Augen.
• Verwendung einer Brille während der Prüfung
  • cc (lateinisch cum correctore) mit Korrektoren.
  • sc: (lateinisch sine correctore) ohne Korrektoren.
• Pinhole occluder
  • Hinter der Abkürzung PH steht die Sehschärfe, die mit einem Lochblendengerät gemessen wird, das Brechungsfehler wie Kurzsichtigkeit oder Astigmatismus vorübergehend korrigiert. ⓘ

Ein Fernvisus von 6/10 und 6/8 mit Lochblende auf dem rechten Auge ergibt sich also wie folgt: DscOD 6/10 PH 6/8. Ein Fernvisus von 6/10 und 6/8 mit Lochblende im linken Auge ist: DscOS CF PH 6/17: DscOS CF PH 6/17. Die Nahsehschärfe von 6/8 mit verbleibender Lochblende von 6/8 auf beiden Augen mit Brille beträgt: NccOU 6/8 PH 6/8. ⓘ

Die "dynamische Sehschärfe" definiert die Fähigkeit des Auges, feine Details in einem sich bewegenden Objekt visuell zu erkennen. ⓘ

Überlegungen zur Messung

Zur Messung der Sehschärfe gehört mehr als nur die Fähigkeit, die Optotypen zu sehen. Der Patient sollte kooperativ sein, die Optotypen verstehen und in der Lage sein, mit dem Arzt zu kommunizieren, sowie viele weitere Faktoren. Fehlt einer dieser Faktoren, dann entspricht die Messung nicht der tatsächlichen Sehschärfe des Patienten. ⓘ

Die Sehschärfe ist ein subjektiver Test, d. h. wenn der Patient nicht bereit oder in der Lage ist, mitzuarbeiten, kann der Test nicht durchgeführt werden. Ein Patient, der schläfrig oder berauscht ist oder an einer Krankheit leidet, die sein Bewusstsein oder seinen Geisteszustand verändern kann, erreicht möglicherweise nicht seine maximal mögliche Sehschärfe. ⓘ

Patienten, die der Sprache, deren Buchstaben und/oder Zahlen auf der Karte erscheinen, nicht mächtig sind, werden als Patienten mit sehr geringer Sehschärfe registriert, wenn dies nicht bekannt ist. Einige Patienten werden dem Untersucher nicht sagen, dass sie die Optotypen nicht kennen, es sei denn, sie werden direkt danach gefragt. Eine Hirnschädigung kann dazu führen, dass ein Patient gedruckte Buchstaben nicht mehr erkennen oder nicht mehr buchstabieren kann. ⓘ

Eine motorische Unfähigkeit kann dazu führen, dass eine Person nicht richtig auf den gezeigten Optotypen reagiert und die Messung der Sehschärfe negativ beeinflusst. ⓘ

Variablen wie Pupillengröße, Helligkeit der Hintergrundanpassung, Dauer der Präsentation, Art des verwendeten Optotyps und Interaktionseffekte durch benachbarte visuelle Konturen (oder "Crowding") können die Messung der Sehschärfe beeinflussen. ⓘ

Prüfung bei Kindern

Die Sehschärfe von Neugeborenen liegt bei etwa 6/133 und entwickelt sich bei den meisten Kindern bis zum Alter von sechs Monaten auf 6/6, so eine 2009 veröffentlichte Studie. ⓘ

Die Messung der Sehschärfe bei Säuglingen, präverbalen Kindern und besonderen Bevölkerungsgruppen (z. B. Menschen mit Behinderungen) ist mit einer Buchstabentafel nicht immer möglich. Für diese Bevölkerungsgruppen sind spezielle Tests erforderlich. Im Rahmen einer Basisuntersuchung muss geprüft werden, ob visuelle Reize fixiert, zentriert und verfolgt werden können. ⓘ

Formalere Tests mit Präferenzblicktechniken verwenden Teller-Schärfekarten (die von einem Techniker hinter einem Fenster in der Wand präsentiert werden), um zu prüfen, ob das Kind einer zufälligen Präsentation von vertikalen oder horizontalen Gittern auf der einen Seite im Vergleich zu einer leeren Seite auf der anderen Seite mehr visuelle Aufmerksamkeit entgegenbringt - die Balken werden zunehmend feiner oder liegen näher beieinander, und der Endpunkt ist erreicht, wenn das Kind auf dem Schoß seiner erwachsenen Bezugsperson die beiden Seiten gleichermaßen bevorzugt. ⓘ

Ein weiteres beliebtes Verfahren ist die elektrophysiologische Untersuchung mit visuell evozierten (kortikalen) Potenzialen (VEPs oder VECPs), die zur Abschätzung der Sehschärfe in Zweifelsfällen und bei zu erwartendem schweren Sehverlust wie der Leberschen kongenitalen Amaurose eingesetzt werden kann. ⓘ

Die VEP-Prüfung der Sehschärfe ähnelt in gewisser Weise dem Präferenzsehen, bei dem eine Reihe von schwarzen und weißen Streifen (Sinuswellengitter) oder Schachbrettmustern (die größere Reaktionen als Streifen hervorrufen) verwendet werden. Es sind keine Verhaltensreaktionen erforderlich, stattdessen werden die durch die Darstellung der Muster erzeugten Gehirnströme aufgezeichnet. Die Muster werden immer feiner, bis die evozierte Hirnwelle einfach verschwindet, was als Endpunkt der Sehschärfe gilt. Bei Erwachsenen und älteren, sprachbegabten Kindern, die in der Lage sind, aufmerksam zu sein und Anweisungen zu befolgen, entspricht der Endpunkt, den das VEP liefert, sehr gut dem psychophysikalischen Maß bei der Standardmessung (d. h. dem Wahrnehmungsendpunkt, der bestimmt wird, indem die Versuchsperson gefragt wird, wann sie das Muster nicht mehr sehen kann). Es wird angenommen, dass diese Übereinstimmung auch für viel jüngere Kinder und Säuglinge gilt, obwohl dies nicht unbedingt der Fall sein muss. Studien zeigen, dass die evozierten Hirnströme sowie die abgeleiteten Sehschärfen im Alter von einem Jahr bereits sehr erwachsenenähnlich sind. ⓘ

Aus noch nicht vollständig geklärten Gründen bleibt die Sehschärfe, die mit Hilfe von Verhaltenspräferenzverfahren ermittelt wurde, bis zum Alter von mehreren Jahren in der Regel hinter der Sehschärfe zurück, die mit Hilfe des VEP, einer direkten physiologischen Messung der frühen visuellen Verarbeitung im Gehirn, bestimmt wurde. Möglicherweise dauert es länger, bis komplexere Verhaltens- und Aufmerksamkeitsreaktionen ausgereift sind, an denen Hirnareale beteiligt sind, die nicht direkt an der Sehverarbeitung beteiligt sind. So kann das visuelle Gehirn das Vorhandensein eines feineren Musters (das sich in der evozierten Hirnwelle widerspiegelt) erkennen, aber das "Verhaltensgehirn" eines Kleinkindes findet es möglicherweise nicht auffällig genug, um ihm besondere Aufmerksamkeit zu schenken. ⓘ

Eine einfache, aber weniger verbreitete Technik ist die Überprüfung der okulomotorischen Reaktionen mit einer optokinetischen Nystagmus-Trommel, in die die Testperson hineingestellt wird und die von rotierenden schwarzen und weißen Streifen umgeben ist. Dies führt zu unwillkürlichen, abrupten Augenbewegungen (Nystagmus), da das Gehirn versucht, den sich bewegenden Streifen zu folgen. Es besteht eine gute Übereinstimmung zwischen der optokinetischen und der üblichen Sehschärfe bei Erwachsenen. Ein potenziell schwerwiegendes Problem bei dieser Technik besteht darin, dass der Prozess reflexiv ist und im niedrig gelegenen Hirnstamm und nicht im visuellen Kortex vermittelt wird. So kann jemand eine normale optokinetische Reaktion haben und dennoch kortikal blind sein, ohne dass er eine bewusste visuelle Wahrnehmung hat. ⓘ

"Normale" Sehschärfe

Die Sehschärfe hängt davon ab, wie genau das Licht auf der Netzhaut fokussiert wird, von der Unversehrtheit der neuronalen Elemente des Auges und vom Interpretationsvermögen des Gehirns. Als "normale" Sehschärfe (bei zentralem, d. h. fovealem Sehen) wird häufig das angesehen, was von Herman Snellen als die Fähigkeit definiert wurde, ein Optotype zu erkennen, wenn es 5 Bogenminuten überstreicht, d. h. Snellens Tabelle 6/6 Meter, 20/20 Fuß, 1,00 Dezimalstellen oder 0,0 logMAR. Bei jungen Menschen liegt die durchschnittliche Sehschärfe eines gesunden, emmetropen Auges (oder eines ametropen Auges mit Korrektur) bei etwa 6/5 bis 6/4, so dass es ungenau ist, die Sehschärfe 6/6 als "perfektes" Sehen zu bezeichnen. Im Gegenteil, Tscherning schreibt: "Wir haben auch festgestellt, dass die besten Augen eine Sehschärfe haben, die sich der 2 nähert, und wir können fast sicher sein, dass, wenn die Sehschärfe bei guter Beleuchtung nur gleich 1 ist, das Auge Fehler aufweist, die so ausgeprägt sind, dass sie leicht festgestellt werden können." ⓘ

6/6 ist die Sehschärfe, die erforderlich ist, um zwei Konturen zu unterscheiden, die 1 Bogenminute voneinander entfernt sind - 1,75 mm in 6 Metern Entfernung. Das liegt daran, dass ein 6/6-Buchstabe, z. B. E, drei Glieder und zwei Zwischenräume hat, was 5 verschiedene Detailbereiche ergibt. Um diese auflösen zu können, ist daher 1/5 der Gesamtgröße des Buchstabens erforderlich, was in diesem Fall 1 Bogenminute (Sichtwinkel) entspricht. Die Bedeutung des 6/6-Standards kann am besten als untere Grenze der Normalität oder als Screening-Grenzwert betrachtet werden. Bei der Verwendung als Screening-Test brauchen Personen, die diesen Wert erreichen, keine weiteren Untersuchungen, obwohl die durchschnittliche Sehschärfe bei einem gesunden Sehsystem in der Regel besser ist. ⓘ

Manche Menschen können andere Sehprobleme haben, wie z. B. schwere Gesichtsfelddefekte, Farbenblindheit, verminderten Kontrast, leichte Amblyopie, zerebrale Sehstörungen, die Unfähigkeit, sich schnell bewegende Objekte zu verfolgen, oder eine von vielen anderen Sehbehinderungen, und dennoch eine "normale" Sehschärfe aufweisen. Eine "normale" Sehschärfe bedeutet also keineswegs eine normale Sehkraft. Der Grund dafür, dass die Sehschärfe weit verbreitet ist, liegt darin, dass sie leicht zu messen ist, dass ihre Verringerung (nach der Korrektur) oft auf eine Störung hinweist und dass sie oft mit den normalen täglichen Aktivitäten, die eine Person ausführen kann, übereinstimmt und ihre Beeinträchtigung bei der Ausführung dieser Aktivitäten bewertet (auch wenn dieser Zusammenhang heftig diskutiert wird). ⓘ

Andere Messungen

Normalerweise bezieht sich die Sehschärfe auf die Fähigkeit, zwei voneinander getrennte Punkte oder Linien zu erkennen, aber es gibt auch andere Messgrößen für die Fähigkeit des visuellen Systems, räumliche Unterschiede zu erkennen. ⓘ

Die Vernier-Schärfe misst die Fähigkeit, zwei Liniensegmente zueinander auszurichten. Der Mensch kann dies mit bemerkenswerter Genauigkeit tun. Dieser Erfolg wird als Hyperakuität bezeichnet. Unter optimalen Bedingungen, d. h. bei guter Beleuchtung, hohem Kontrast und langen Linienabschnitten, liegt die Grenze der Vernier-Schärfe bei etwa 8 Bogensekunden oder 0,13 Bogenminuten, verglichen mit etwa 0,6 Bogenminuten (6/4) für die normale Sehschärfe oder dem Durchmesser eines Foveazapfens von 0,4 Bogenminuten. Da die Grenze der Nonius-Schärfe deutlich unter der Grenze liegt, die der normalen Sehschärfe durch das "Netzhautkorn" oder die Größe der Foveazapfen auferlegt wird, geht man davon aus, dass es sich um einen Prozess des visuellen Kortex und nicht der Netzhaut handelt. Diese Idee wird dadurch gestützt, dass die Vernier-Schärfe sehr gut mit der Fähigkeit übereinstimmt (und möglicherweise auf demselben Mechanismus beruht), sehr geringe Unterschiede in der Ausrichtung zweier Linien zu erkennen, wobei die Ausrichtung bekanntermaßen in der Sehrinde verarbeitet wird. ⓘ

Der kleinste erkennbare Sehwinkel, der durch eine einzelne feine dunkle Linie vor einem gleichmäßig beleuchteten Hintergrund entsteht, ist ebenfalls viel kleiner als die Größe des Foveazapfens oder die normale Sehschärfe. In diesem Fall liegt die Grenze unter optimalen Bedingungen bei etwa 0,5 Bogensekunden oder nur etwa 2 % des Durchmessers eines Foveazapfens. Dies ergibt einen Kontrast von etwa 1 % gegenüber der Beleuchtung der umliegenden Zapfen. Der Erkennungsmechanismus besteht in der Fähigkeit, solch kleine Kontrast- oder Beleuchtungsunterschiede zu erkennen, und hängt nicht von der Winkelbreite des Balkens ab, die nicht wahrgenommen werden kann. Je feiner die Linie wird, desto schwächer scheint sie zu werden, aber nicht dünner. ⓘ

Die stereoskopische Sehschärfe ist die Fähigkeit, Tiefenunterschiede mit beiden Augen zu erkennen. Bei komplexeren Zielen entspricht die Stereosehschärfe der normalen einäugigen Sehschärfe, d. h. etwa 0,6-1,0 Bogenminuten, aber bei viel einfacheren Zielen, wie z. B. vertikalen Stäben, kann sie sogar nur 2 Bogensekunden betragen. Obwohl die Stereoakuität normalerweise sehr gut mit der einäugigen Sehschärfe übereinstimmt, kann sie auch bei Personen mit normaler einäugiger Sehschärfe sehr schlecht oder gar nicht vorhanden sein. Solche Personen haben typischerweise eine abnorme visuelle Entwicklung in jungen Jahren, wie z. B. einen alternierenden Strabismus oder eine Augendrehung, bei der beide Augen selten oder nie in dieselbe Richtung zeigen und daher nicht zusammen funktionieren. ⓘ

Minimum visibile

Unter Minimum visibile versteht man die Grenze der Sichtbarkeit. Diese wird dann erreicht, wenn sich Objekte, die betrachtet und auf der Netzhaut abgebildet werden, nicht mehr als Kontur und Kontrast von der sie umgebenden Leuchtdichte abgrenzen. Dies bedeutet, dass die Erkennbarkeit von Außenobjekten im Wesentlichen von der Fähigkeit des visuellen Systems abhängt, Helligkeitsunterschiede wahrzunehmen. ⓘ

Minimum discriminibile

Mit Minimum discriminibile bezeichnet man die Erkennbarkeitschwelle für kleinste Unterschiede von Außenobjekten. In Prüfsituationen geht es hier beispielsweise um die Klärung, ob es sich beim Betrachten einer Linie um eine durchgehende Linie oder um eine so genannte Noniusanordnung handelt (Noniussehschärfe, Engl.: Vernier acuity oder Hyperacuity), ob eine minimale Ortsänderung (Bewegung) oder auch eine Orientierungsänderung (Verkippung) zweier Objekte zueinander stattgefunden hat. ⓘ

Minimum separabile

Das Minimum separabile (Synonyme: anguläre Sehschärfe, Visus) erfordert neben einer relativen Lokalisation eine Trennung eng benachbarter Konturen, die durch minimale Leuchtdichte­-Unterschiede auf der Netzhaut eben noch als getrennt wahrgenommen werden können. Hierbei überlagern sich die Leuchtdichteverteilungen der benachbarten Objekte umso mehr, je enger die Muster im Außenraum nebeneinander liegen. ⓘ

Diese Überlagerung verursacht z. B. den Unterschied zwischen der idealen Sehschärfe (beim Menschen 0,5 bis 2′) und der praktischen Erkennbarkeit von Doppelsternen (bei sogenannten Augenprüfern etwa 3 bis 10′), je nach ihrer Helligkeit. ⓘ

Minimum legibile

Das Minimum legibile ist die Lesesehschärfe. Sie unterscheidet sich von den anderen Sehschärfenvarianten durch die Miteinbeziehung gespeicherter Formen von Optotypen als Wortbestandteile. Daher ist ihr Wert in der Regel auch höher als der Wert der anderen Sehschärfenarten, weil hier Wörter nicht nur erkannt, sondern auch nach dem Sinne des Kontextes eingeordnet werden. ⓘ

Bewegungsschärfe

Das Auge hat Schärfegrenzen für die Wahrnehmung von Bewegungen. Die Vorwärtsbewegung wird durch die Schwelle für die Erkennung der Winkelgeschwindigkeit (SAVT) begrenzt, die horizontale und vertikale Bewegungsschärfe durch die Schwellenwerte für die laterale Bewegung. Der Grenzwert für die laterale Bewegung liegt im Allgemeinen unter dem Grenzwert für die sich abzeichnende Bewegung, und für ein Objekt einer bestimmten Größe ist die laterale Bewegung die aufschlussreichere der beiden, sobald sich der Beobachter weit genug vom Bewegungspfad entfernt. Unterhalb dieser Schwellenwerte wird subjektive Konstanz in Übereinstimmung mit dem Stevens'schen Potenzgesetz und dem Weber-Fechner-Gesetz erlebt. ⓘ

Schwelle für die Erkennung der Winkelgeschwindigkeit (SAVT)

Es gibt eine bestimmte Schärfegrenze für die Erkennung der sich abzeichnenden Bewegung eines sich nähernden Objekts. Diese Grenze wird als SAVT-Grenze (subtended angular velocity detection threshold) der Sehschärfe bezeichnet. Sie hat einen praktischen Wert von 0,0275 rad/s. Für eine Person mit einer SAVT-Grenze von ${\dot {\theta }}_{t}$wird die sich abzeichnende Bewegung eines sich direkt nähernden Objekts der Größe Sdas sich mit der Geschwindigkeit vbewegt, erst dann wahrgenommen werden, wenn seine Entfernung D ist. ⓘ

$D\lessapprox {\sqrt {{\frac {S\cdot v}{\dot {\theta _{t}}}}-{\frac {S^{2}}{4}}}},$ ⓘ

wobei der Term S²/4 bei kleinen Objekten im Verhältnis zu großen Entfernungen durch Kleinwinkelnäherung weggelassen wird. ⓘ

Um die SAVT zu überschreiten, muss ein Objekt der Größe S das sich mit der Geschwindigkeit v näher sein als Dsein; jenseits dieser Entfernung wird subjektive Konstanz empfunden. Die SAVT ${\dot {\theta }}_{t}$ kann anhand der Entfernung gemessen werden, in der ein sich näherndes Objekt zum ersten Mal erkannt wird:

${\dot {\theta }}_{t}\approx {\frac {4S\cdot v}{S^{2}+4D^{2}}},$ ⓘ

wobei der Term S² bei kleinen Objekten im Verhältnis zu großen Entfernungen durch Kleinwinkelnäherung weggelassen wird. ⓘ

Die SAVT hat die gleiche Bedeutung für die Fahrsicherheit und den Sport wie die statische Grenze. Die Formel ergibt sich aus der Ableitung des Sichtwinkels nach der Entfernung und der anschließenden Multiplikation mit der Geschwindigkeit, um die Zeitrate der visuellen Ausdehnung (dθ/dt = dθ/dx - dx/dt). ⓘ

Seitliche Bewegung

Auch für horizontale und vertikale Bewegungen gibt es Schärfegrenzen (${\dot {\theta }}_{t}$) auch für horizontale und vertikale Bewegungen. Sie können gemessen und definiert werden durch den Schwellenwert für die Erkennung der Bewegung eines Objekts, das sich mit einer Entfernung D und Geschwindigkeit v orthogonal zur Blickrichtung, aus einer zurückgesetzten Entfernung B mit der Formel

${\dot {\theta }}_{t}\approx {\frac {B\cdot v}{B^{2}+D^{2}}}.$

Da der Tangens des untersuchten Winkels das Verhältnis zwischen der orthogonalen Entfernung und der zurückversetzten Entfernung ist, ist die Winkelzeitrate (rad/s) der seitlichen Bewegung einfach die Ableitung des inversen Tangens multipliziert mit der Geschwindigkeit (dθ/dt = dθ/dx - dx/dt). In der Anwendung bedeutet dies, dass ein sich orthogonal bewegendes Objekt erst dann als bewegt wahrgenommen werden kann, wenn es den Abstand erreicht hat ⓘ

$D\lessapprox {\sqrt {{\frac {B\cdot v}{{\dot {\theta }}_{t}}}-B^{2}}},$ ⓘ

wobei ${\dot {\theta }}_{t}$ für die seitliche Bewegung im Allgemeinen ≥ 0,0087 rad/s mit wahrscheinlicher Abhängigkeit von der Abweichung von der Fovia und der Bewegungsausrichtung ist, die Geschwindigkeit sich auf die Entfernungseinheiten bezieht und die Nullstrecke geradeaus ist. Weite Objektentfernungen, enge Rücksprünge und geringe Geschwindigkeiten verringern im Allgemeinen die Bedeutung der seitlichen Bewegung. Die Erkennung bei geringem oder gar keinem Rücksprung kann durch die reinen Maßstabsänderungen der sich abzeichnenden Bewegung erreicht werden. ⓘ

Radiale Bewegung

Die Bewegungsschärfegrenze wirkt sich entsprechend ihrer Definition auf die radiale Bewegung aus, also auf das Verhältnis der Geschwindigkeit v zum Radius R überschreiten muss ${\dot {\theta }}_{t}$:

${\dot {\theta }}_{t}\lessapprox {\frac {v}{R}}.$ ⓘ

Radiale Bewegungen treten in klinischen und Forschungsumgebungen, in Kuppeltheatern und in Virtual-Reality-Headsets auf. ⓘ

Bedeutung der Sehschärfe

Die Sehschärfe ist der wichtigste bestimmbare Parameter des Sehsinns. ⓘ

Der normale Visus ist altersabhängig und liegt bei einem 20-jährigen Menschen bei 1,0 bis 1,6, bei einem 80-jährigen bei 0,6 bis 1,0. ⓘ

Der Visus ist in der Augenheilkunde der Zielparameter, dessen Verbesserung oder Erhalt mit den meisten ophthalmologischen Maßnahmen angestrebt wird. Zahlreiche rechtliche Vorschriften, die die Eignung für die Bedienung gefährlicher Geräte (zum Beispiel Kraftfahrzeuge) oder für bestimmte Berufe (zum Beispiel Polizist) festlegen, verlangen bestimmte Mindest-Visuswerte. Ebenso richten sich Leistungen privater und gesetzlicher Unfallversicherungen für Augenschäden und die Zahlung des gesetzlichen Blindengelds in erster Linie nach dem Visus. ⓘ

Deutliche Sehweite

Nicht zu verwechseln mit der Sehschärfe ist der Begriff der deutlichen Sehweite, auch Bezugssehweite oder Normsehweite genannt. Sie ist festgelegt auf 250 mm. Die Bezugsgröße ist erforderlich, um beispielsweise den Vergrößerungsfaktor einer Lupe zu definieren. ⓘ

Untersuchung und Methoden

Landoltring, nach DIN-Norm ⓘ

Snellen-E ⓘ

Die Bestimmung der Sehschärfe geschieht üblicherweise mit Methoden der Psychophysik. Den Probanden werden Sehzeichen präsentiert, und aus ihren Antworten ist zu ersehen, ob sie sie richtig erkannt haben. Daneben existieren auch objektive Verfahren, die die unwillkürlichen Reaktionen auf kleiner werdende Reizmuster bewerten, und so eine Beurteilung des Visus zulassen. Hierzu gehört beispielsweise die Prüfung des optokinetischen Nystagmus oder das Preferential Looking bei Kleinkindern und Säuglingen. ⓘ

In Deutschland wird der Visus meist mit Hilfe von projizierten Sehzeichen definierter Größe, Helligkeit, Form und definierten Kontrasts bestimmt. Die Verwendung eines Projektors anstelle einer Tafel hat den Vorteil der Unabhängigkeit von der Prüfentfernung. Für eine reproduzierbare Visusprüfung existieren DIN-Vorschriften. Danach ist das Norm-Sehzeichen der sogenannte Landoltring, ein Ring definierter Breite mit einer Lücke von derselben Breite, die in acht verschiedenen Richtungen angeordnet sein kann. Durch das Erkennen der Richtung der Lücke zeigt der Untersuchte, dass sein Auflösungsvermögen mindestens der Breite der Lücke entspricht. In der Praxis werden allerdings wegen der leichteren Verständigung meist genormte Abbildungen von Zahlen als Sehzeichen verwendet. Es existieren weitere genormte Sehzeichen, so das Snellen-E, der Pflüger-E-Haken, bei dem der mittlere Strich kürzer ist, sowie andere, die für die Visusprüfung von Analphabeten und Kindern im Vorschulalter sowie für die nicht-verbale Verständigung geeignet sind. Auf den meisten Sehzeichenprojektoren werden Zeichen bis zu einer Visusstufe von 0,05 (entsprechend ca. 0,3°) angeboten. Dies ist in der mit zunehmender Sehschwäche anwachsenden Messungenauigkeit begründet. Für noch geringere Visuswerte werden Sehprobentafeln verwendet (s. u.) bzw. Fingerzählen, Handbewegungen und Lichtquellen benutzt. ⓘ

Bei der Bestimmung des Visus wird zwischen demjenigen mit Korrektur, wie Brille oder Kontaktlinse, und demjenigen ohne Korrektur unterschieden. Dabei bezeichnet man die Sehschärfe ohne Korrektur auch als Rohvisus. Häufig werden auch die Abkürzungen s.c. (sine correctione, lateinisch für „ohne Korrektur“) und c.c. (cum correctione, lateinisch für „mit Korrektur“) verwendet. Diejenige optische Korrektur, die den höchsten Visuswert ergibt, wird häufig als die „beste Korrektur“ bezeichnet. Die Möglichkeit der optischen Korrektur bewirkt, dass der Visus unabhängig von den Brechungseigenschaften des Auges ist. Der Visus im Sinne der obigen Definition ist also der Visus mit bester Korrektur. ⓘ

Mit einer Sehschärfe trotz optimaler Brillen- oder Kontaktlinsenkorrektur von weniger als 1/50 = 0,02 (ermittelt mit Sehprobentafeln) auf dem besseren Auge gilt eine Person im Sinne des Sozialgesetzbuchs in Deutschland als blind, für die Weltgesundheitsorganisation (WHO) ab einer Sehschärfe von 3/60 = 0,05 oder weniger. ⓘ

Kontureninteraktion, Crowding

Sehzeichen, die eng nebeneinander stehen, können weniger gut erkannt werden, da dicht benachbarte Konturen das Auflösungsvermögen beeinträchtigen (Trennschwierigkeiten oder Crowding). Dies kann bei Reihenoptotypen eine Verschlechterung von bis zu einer Visusstufe ausmachen. Bei Amblyopien, Nystagmus oder ungenügend korrigierten Ametropien können die Unterschiede zwischen Reihen- und Einzeloptotypen sogar ganz erhebliche Auswirkungen haben. Bei Landoltringen ist deshalb ab einer Sehschärfe von 0,32 und für alle größeren Sehzeichen ein Mindestabstand der Optotypen zueinander vorgeschrieben, der größer als 35 Winkelminuten sein soll. Diese Entfernung liegt außerhalb der Zone von Konturinteraktionen. Bei kleineren Sehzeichen ab einem Visus von 0,4 wird jedoch lediglich der zweifache Durchmesser des Landoltrings als Abstand der Sehzeichen untereinander gefordert. Damit geraten sie in die Interaktionszone. Aus diesem Grunde wurden für klinische Untersuchungen spezielle Tests mit Landoltringen (C-Test) entwickelt, die eine klare Trennung zwischen Einzel- und Reihensehzeichen aufweisen. Hierbei sind bei den Einzeloptotypen alle Sehzeichen durch alle Visusstufen hindurch mindestens 35 Winkelminuten voneinander entfernt. Bei den Reihenoptotypen beträgt der Abstand durch alle Visusstufen hindurch exakt 2,6 Winkelminuten. Die Prüfdistanz liegt in beiden Fällen bei 40 cm. ⓘ

Differentialdiagnostik

Zur Beurteilung, ob die Sehschärfe eines Probanden refraktionsbedingt, also auf Grund einer nicht oder nur unzureichend korrigierten Fehlsichtigkeit (Ametropie) vermindert ist, oder ob dies durch organische oder funktionelle Probleme verursacht wird, kann die Verwendung einer stenopäischen Lücke sinnvoll sein. Eine Möglichkeit, organisch bedingte Sehminderungen von funktionellen zu unterscheiden, ist der so genannte Ammann’sche Grauglastest. ⓘ