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Untersuchungen zum Vergleich der Sehzeichen Landolt-Ring, E-Haken und Sloan-Buchstaben (ETDRS-Letters) sowie zur Reproduzierbarkeit der Visusbestimmung

Comparison of the optotypes Landolt-ring, Snellen-E and Sloan-letters (ETDRS-letters) and investigations of the reproducability of visual acuity assessment

Teichler, Gunnar


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Freie Schlagwörter (Deutsch): Sehschärfe , Optotypen , Reproduzierbarkeit der Visusbestimmung
Freie Schlagwörter (Englisch): visual acuity , optotypes , reproducability of visual acuity assessment
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 14.09.2009
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum: 13.11.2009
Kurzfassung auf Deutsch: Die Sehschärfebestimmung ist die wichtigste Untersuchung im Alltag des Augenarztes. Für die standardisierte Sehschärfebestimmung mit Optotypen existieren die europäischen Normvorschriften der DIN EN ISO 8596/8597. Das in der DIN EN ISO 8596 festgelegte Standardsehzeichen ist der Landolt-Ring. Andere häufig verwendete Sehzeichen sind der E-Haken und Buchstaben. Sowohl vom E-Haken als auch von Buchstaben wird jedoch angenommen, dass die damit ge¬messene Sehschärfe im unteren Visusbereich und insbesondere bei Schielamblyopie erheblich über dem Lan¬dolt-Ring-Visus läge [Rassow und Wang 1999].
In dieser Arbeit wurden die mit dem Landolt-Ring, dem E-Haken und den 10 ETDRS-Buchstaben C, D, H, K, N, O, R, S, V, Z gemessenen Sehschärfewerte verglichen. Es wurde untersucht, ob es im unteren Sehschärfebereich und bei Amblyopen zu den genannten Abweichungen kommt. Au¬ßerdem wurde die weit verbreitete Annahme überprüft, dass die Reproduzierbarkeit der Sehschärfe¬bestim¬mung mit abnehmender Sehschärfe abnähme.
Für die Untersuchungen wurden 5 Sehprobentafeln verwendet, 1 Tafel mit Landolt-Ringen, 1 Tafel mit E-Haken und 3 Tafeln mit ETDRS-Buchstaben. Die Gestaltung der Tafeln mit schwarzen Sehzeichen auf retroilluminiertem weißen Hintergrund beruht auf dem Entwurf von Bailey und Lovie (1976). Es wurden 113 Personen untersucht, davon 13 augengesunde Probanden, 39 Patienten mit Schielamblyopie, 24 Patienten mit Katarakt, 32 Patienten mit Netzhauterkrankungen und 5 Pa¬tienten mit Refraktionsamblyopie. Die Ergebnisse wurden als dezimaler Visus, logMAR und "interpolated"-logMAR dokumentiert. Für den Vergleich zweier Sehprobentafeln wurden die Differenzen der Messwerte mit beiden Tafeln für die Gesamtgruppe und die 5 Diagnosegruppen berechnet. Im Hinblick auf eine mögliche Zunahme der Messwertdifferenzen im unteren Sehschärfebereich wurden 4 Sehschärfebereiche untersucht: Visus größer als 1,0, Visus 1,0 - 0,33, Visus 0,32 - 0,1 und Visus kleiner als 0,1. Zudem erfolgten Korrelations- und Regressionsanalysen für die Messwerte je zweier Tafeln. Die Reproduzierbarkeit der Visusbestim¬mung wurde anhand der Differenzbeträge der mit den 3 ETDRS-Tafeln gemessenen Werte untersucht.
Zwischen der mittleren Landolt-Ring- und E-Haken-Sehschärfe bestand eine statistisch signifikante, jedoch nur geringe Differenz von weniger als 1 Visusstufe in der Gesamtgruppe und den Gruppen Schielamblyopie, Katarakt und Netzhauterkrankungen. Sie war in den 3 unteren Sehschärfeberei¬chen signifikant größer als im oberen Sehschärfebereich. Selbst in diesem Vergleich waren jedoch die maximalen Differenzen von 1,04 Stufen für die Gesamtgruppe und 1,07 Stufen für schielamblyope Augen relativ gering. Für die Gesamtgruppe ergab sich eine hohe Korrelation der Messwerte beider Sehzeichen (r = 0,98). Die Regressionsanalyse zeigte eine geringfügig bessere Erkennbar¬keit des E-Hakens im unteren Sehschärfebereich.
Zwischen der mittleren Landolt-Ring- und der ETDRS-Buchstaben-Sehschärfe bestanden statistisch signifikante, jedoch geringe Unterschiede von weniger als 1 Vi¬susstufe in der Gesamtgruppe und den Gruppen Schielamblyopie, Katarakt und Netzhauterkrankungen. In der Gesamtgruppe war diese Differenz in den 3 unteren Sehschärfebereichen signifikant größer als im oberen Sehschärfe¬bereich, in der Gruppe der schielamblyopen Augen war die Differenz im Sehschärfebereich Visus 0,32-0,1 signifikant größer als im oberen Sehschärfebereich. Die maximalen Differenzen betrugen 1,13 Visusstufen für die Gesamtgruppe und 1,31 Visusstufen für schielamblyope Augen. Für die Gesamtgruppe bestand eine hohe Korrelation der Messwerte beider Sehzeichen (r = 0,98). Die Regressionsanalyse zeigte eine geringfügig bessere Erkennbarkeit der ETDRS-Buchstaben im unte¬ren Sehschärfebereich.
Der Vergleich der E-Haken- und ETDRS-Buchstaben-Sehschärfe ergab weder in der Ge-samtgruppe noch in einer der 5 Diagnosegruppen einen signifikanten Unterschied. Die Regressionsanalyse er¬gab eine hohe Korrelation der Messwerte beider Sehzeichen (r = 0,98). Die Regressionsanalyse zeigte eine Übereinstim¬mung der Messwerte im gesamten Visusbereich.
Die Gegenüberstellung der Messwerte der 3 ETDRS-Tafeln ergab eine hohe Korrelation der Mess¬werte. Die Regressionsanalyse zeigte eine hohe Übereinstimmung im gesamten Visusbereich. Die 3 Tafeln können somit als äquivalent angesehen und zur Untersuchung der Reproduzierbarkeit der Visusbestimmung verwendet werden. Die Differenzbeträge zwischen den Messwerten der einzelnen Tafeln in den 3 unteren Sehschärfebereichen unterschieden sich nicht signifikant von den Diffe¬renzbeträgen im oberen Sehschärfebereich. Nach Auftragen der Messwertdifferenzbeträge über der absoluten Sehschärfe zeigte die Regressionsanalyse eine geringfügige Zunahme der Differenzbe¬träge im unteren Sehschärfebereich. Die Reproduzierbarkeit der Visusbestimmung war also auch im unteren Visusbereich hoch und nur geringfügig schlechter als bei gutem Visus.
Kurzfassung auf Englisch: The determination of visual acuity is the most important routine examination in the work day of an ophthalmologist. The European standards DIN EN ISO 8596/8597 stipulate the standardised determination of visual acuity with optotypes. The standard set of visual symbols specified in DIN EN ISO 8596 is the Landolt ring chart. Other frequently used optical test objects are the E chart and letters. With E charts as well as letters it is assumed that the measured visual acuity lies in the lower visual range, and particularly in the case of strabismic amblyopia, considerably above the Landolt ring visual range [Rassow and Wang 1999].
In this study, the visual acuity values measured with the Landolt ring, the E chart and the 10 ETDRS letters C, D, H, K, N, O, R, S, V, Z are compared with each other. It was examined whether the cited deviations occur in the lower visual acuity range and for amblyopes. Furthermore, the widely disseminated assumption that the reproducibility of the determination of visual acuity decreases with decreasing visual acuity is reviewed.
5 visual acuity test charts were used: 1 Landolt ring chart, 1 E chart and 3 charts with ETDRS letters. The charts display black optotypes on retroilluminated white background, based on the design by Bailey and Lovie (1976). A total of 113 persons were investigated: 13 visually healthy test persons, 39 patients with strabismic amblyopia, 24 patients with cataract, 32 patients with retina diseases and 5 patients with refraction amblyopia. The results were documented as decimal vision, logMAR and "interpolated" logMAR. To compare two visual acuity test charts, the differences of the measured values were calculated with both charts for the total group and the 5 diagnosis groups. With regard to a possible increase in the measured value differences in the lower visual acuity range, 4 visual acuity ranges were investigated: vision greater-than 1.0, vision 1.0 – 0.33, vision 0.32 – 0.1 and vision less-than 0.1. In addition, correlation and regression analyses were conducted for the measured values per every two charts. The reproducibility of the determination of visual acuity was examined based on the difference amounts of the values measured with the 3 ETDRS charts.
Between the middle Landolt ring and E chart visual acuity, there was a statistically significant but only slight difference of less than 1 visual acuity step in the total group and the groups of strabismic amblyopia, cataract and retina diseases. It was significantly higher in the 3 lower visual acuity ranges than in the upper range. Even in this comparison, however, the maximum differences of 1.04 steps for the total group and 1.07 steps for strabismic amblyopia are relatively slight. Results for the total group demonstrated a high correlation of the measured values for both optical test objects (r = 0.98). The regression analysis showed a slightly better perceptibility of the E chart in the lower visual acuity range.
Between visual acuity for the middle Landolt ring and the ETDRS letters, there were statistically significant but only slight differences of less than 1 visual acuity step in the total group and the strabismic amblyopia, cataract and retina disease groups. In the total group this difference was significantly greater in the 3 lower visual acuity ranges than in the upper visual acuity range; in the group of strabismic amblyopia the difference was significantly greater in the visual acuity range vision 0.32 – 0.1 than in the upper range. The maximum differences amounted to 1.13 visual acuity steps for the total group and 1.31 visual acuity steps for the strabismic amblyopia group. The regression analysis showed a high correlation of measured values (r = 0.98) and a slightly better perceptibility of the ETDRS letters in the lower visual acuity range.
The comparison of the E chart and ETDRS letters visual acuity did not yield a significant difference in the entire group nor in any of the 5 diagnosis groups. The regression analysis showed a concurrence of the measured values throughout the entire visual range.
The comparison of the measured values of the 3 ETDRS charts yielded a high correlation of the measured values. The regression analysis showed a high concurrence throughout the entire visual range. The 3 charts can thus be considered equivalent and be used to investigate the reproducibility of the determination of visual acuity. The difference amounts between the measured values of the individual charts in the 3 lower visual acuity ranges do not differ significantly from the difference amounts in the upper visual acuity range. After applying the measured value of difference amounts over the absolute visual acuity, the regression analysis showed a slight increase in the difference amounts in the lower visual acuity range. The reproducibility of the determination of visual acuity was thus also high in the lower visual range and only slightly worse than for good vision.