Das Ophthalmoskop ist das Hauptinstrument des Optometristen. Es wurde in den 1850er Jahren eingeführt und war das erste richtige Gerät, um das Innere des menschlichen Auges mit Hilfe eines Lichtstrahls zu untersuchen, der ansonsten unsichtbares Gewebe beleuchtet.

Hier folgt eine kurze Geschichte des Ophthalmoskops, die von Richard Keeler, HonFCOptom (spezieller Berater des Museums für ophthalmologische Instrumente) erstellt wurde.

Einführung: Helmholtz‘ Augenspiegel

Es ist nun mehr als 160 Jahre her, dass Hermann von Helmholtz im Jahr 1851 das Ophthalmoskop „entdeckte“. Er nannte es „Augenspiegel“: Der Name „Ophthalmoskop“ (Augenbeobachter) wurde erst drei Jahre später, 1854, gebräuchlich. Damals war der erst 29-jährige Helmholtz Professor für Physiologie und wollte seinen Studenten demonstrieren, warum die Pupille des Auges manchmal schwarz und manchmal hell erscheint.

Links ist ein frühes Helmholtz-Ophthalmoskop von 1851 zu sehen. Solche Instrumente sind extrem selten und leider besitzt das BOA-Museum noch keins. Das Bild wurde mit freundlicher Genehmigung unseres Schwesterinstituts, dem Royal College of Ophthalmologists, reproduziert, ebenso wie das Porträt von Helmholtz als jungem Mann.

Unten ist ein bekannteres Porträt des Erfinders zu sehen, das sein späteres Aussehen zeigt, zusammen mit einem Diagramm der Funktionsweise des Instruments.

Vor seiner Erfindung gab es viele Spekulationen darüber, was hinter dem schwarzen Loch in der Pupille des Auges steckt. Bis 1810 gab es viele Theorien darüber, warum das Auge unter bestimmten Bedingungen leuchtet. Die einen hielten das flüchtige Leuchten für ein Phänomen der Phosphoreszenz, andere spekulierten, dass das tagsüber absorbierte Licht nachts leuchtet, wieder andere dachten, es sei das Ergebnis einer Aktivität, ähnlich wie bei einem Glühwürmchen, und dass es sich um Elektrizität handele, die von der Netzhaut abgegeben werde.

Bénédict Prévost, Professor für Philosophie in Montaubon in Frankreich, erklärte 1810, dass die Leuchtkraft nur beobachtet werden konnte, wenn Licht von außen in das Auge eindrang.
Ein paar wichtige Definitionen:

Fundus = Das Innere des Auges, wie es durch ein Ophthalmoskop erscheint, wenn es beleuchtet ist. Er umfasst die Netzhaut, die Blutgefäße der Netzhaut, die foveale Vertiefung und den Sehnervenkopf. Es hat eine ausgeprägte orange/rote Farbe, die durch die Aderhautgefäße verursacht wird, und kann je nach Rasse des Patienten in der Schattierung variieren. Bei einigen dunkelhäutigeren Rassen kann der Fundus fast grau erscheinen.

Rechts ist eine gezeichnete Betrachtung der Iris aus dem Hamblin Artist’s Department, 1930. Sie zeigt den Blick des Optikers, der sich dem Augenhintergrund durch die Pupille nähert, als das Ophthalmoskop noch etwa einen Fuß vom Patienten entfernt war.

Retina = Die lichtempfindliche Membran im innersten Bereich des Auges.

Rechts ist eine Zeichnung des Augeninneren, ein sogenanntes Fundusbild, das auf Beobachtungen mit dem Ophthalmoskop beruht. Diese spezielle Zeichnung zeigt eine abgelöste Netzhaut, ein schwerwiegender Zustand, der eine sofortige Operation erfordert.

Fovea = Der dünnste Teil der Netzhaut und der Fixationspunkt des Auges.

Frühere Beobachtungen des Augenhintergrundes

Vor Helmholtz gab es eine Reihe von Beobachtern des Augenhintergrundes sowohl bei Tieren als auch bei Menschen.

Im Jahr 1704 bemerkte Jean Méry, dass Netzhautgefäße im Augenhintergrund einer Katze deutlich sichtbar wurden, wenn das Tier unter Wasser gesetzt wurde.

Jan Purkinje (links im Bild, einen Schädel betrachtend) beobachtete den Augenhintergrund eines Hundes und dann das menschliche Auge, indem er seine kurzsichtige Brille (die als Hohlspiegel fungierte) benutzte, die Licht von einer hinter dem Probanden aufgestellten Kerze in das Auge reflektierte. 1825 veröffentlichte er seine detaillierten Erkenntnisse in lateinischer Sprache, wurde aber erst viele Jahre später für seinen Beitrag zum Wissen anerkannt.

Ernst Brücke lieferte 1846 eine genaue Erklärung für die rote Farbe der leuchtenden Pupille, aber es war William Cumming, ein junger Augenarzt am Royal London Ophthalmic Hospital (dem späteren Moorfields Eye Hospital), der 1846 eine Arbeit veröffentlichte, in der er feststellte, dass jedes Auge leuchtend gemacht werden kann, wenn die Achse einer auf das Auge einer Person gerichteten Beleuchtungsquelle und die Blickrichtung des Beobachters zusammenfallen.

War das erste Ophthalmoskop tatsächlich britisch?

Charles Babbage, das Mathematikgenie und Erfinder dessen, was viele für den Vorläufer des heutigen Computers halten, seiner analytischen Maschine, konstruierte als Erster ein Instrument, mit dem man ins Auge schauen konnte. Er tat dies 1847, aber als er es dem bedeutenden Augenarzt Thomas Wharton Jones zeigte, konnte er damit kein Bild erhalten und fuhr entmutigt nicht weiter fort. Er wusste nicht, dass sein Instrument funktioniert hätte, wenn eine Minuslinse von etwa 4 oder 5 Dioptrien zwischen dem Auge des Beobachters und der Rückseite des Planspiegels eingefügt worden wäre, aus der zwei oder drei Löcher herausgeschabt worden waren. Etwa sieben Jahre später wurde sein Entwurf und nicht der von Helmholtz übernommen.

Das Bild rechts zeigt eine Rekonstruktion von Babbages Ophthalmoskop, um 1847. Es gibt kein echtes Exemplar mehr, aber diese Replik wurde 2003 für das Museum angefertigt, basierend auf der schriftlichen Beschreibung von Wharton Jones.

Dr. Helmholtz aus Königsberg hat das Verdienst, das Ophthalmoskop besonders erfunden zu haben. Es ist jedoch nur gerecht, wenn ich hier anmerke, dass Herr Babbage mir vor sieben Jahren das Modell eines Instruments zeigte, das er für den Zweck konstruiert hatte, in das Innere des Auges zu schauen. Es bestand aus einem Stück glattem Spiegel, dessen Versilberung an zwei oder drei kleinen Stellen in der Mitte abgeschabt war, und der in einer Röhre in einem solchen Winkel befestigt war, dass die Lichtstrahlen, die durch eine Öffnung in der Seite der Röhre auf ihn fielen, in das zu beobachtende Auge reflektiert wurden, auf das das eine Ende der Röhre gerichtet war. Der Beobachter schaute vom anderen Ende aus durch die klaren Stellen des Spiegels. Dieses Ophthalmoskop von Herrn Babbage ist, wie wir sehen werden, im Prinzip dasselbe wie die von Epkens und Donders, von Coccius und von Meyerstein, die ihrerseits Modifikationen des Helmhotlz’schen sind.

Wharton-Jones, T., 1854, ‚Report on the Ophthalmoscope‘, Chronicle of Medical Science (Oktober 1854).

Rasches Wachstum der Zahl der Entwürfe, aber immer noch nur drei wesentliche Konstruktionselemente

Der Gebrauch des Ophthalmoskops wuchs schnell. Bereits in den 1860er Jahren bezeichneten sich die Anwender des Instruments als „Ophthalmoskopiker“. 1864 zeigte Dr. A. M. Rosebrugh dem kanadischen Institut sogar, wie man den Augenhintergrund fotografieren konnte, indem man sein Bild auf eine sensibilisierte Platte spiegelte – eine der ersten Funduskameras überhaupt!

Bis 1880 hatten Landolt und Snellen 86 Typen von Ophthalmoskopen gesammelt, und bis zum Tod von Helmholtz 1894 waren noch viele weitere erschienen, viele von den bekanntesten Praktikern der Zeit entworfen. Anlässlich des 50-jährigen Jubiläums des Ophthalmoskops (1901) fand in Atlantic City, USA, eine Ausstellung statt, auf der nicht weniger als 140 verschiedene Designs gezeigt wurden. Bis 1913 berichtete Edward Landolt, dass 200 Modelle hergestellt worden waren.

Helmholtz schrieb ausführlich über sein Ophthalmoskop und zeigte, dass es drei wesentliche Elemente in seiner Konstruktion gab:

• eine Beleuchtungsquelle
• eine Methode, das Licht in das Auge zu reflektieren
• ein optisches Mittel, um ein unscharfes Bild des Augenhintergrundes zu korrigieren

Diese drei Elemente haben heute Bestand. Von den dreien hat die Beleuchtungsquelle vielleicht die größte Veränderung erfahren.

Beleuchtungsquellen

Helmholtz verwendete eine nackte Kerze. Andere Anwender ersetzten diese schnell durch die schwerkraftgespeiste Öllampe und dann durch die Argand-Gaslampe. Es wurden Versuche unternommen, die Beleuchtungsquelle mit dem optischen Betrachtungssystem zu verbinden und so eine der Variablen der Ausrichtung zu eliminieren. Lionel Beales Ophthalmoskop von 1869 ist vielleicht das bekannteste Beispiel dafür.

Unsere Bilder zeigen ein komplettes Exemplar in der Sammlung des Royal College of Ophthalmologists und (links) einen Beale-Kerzenhalter von etwa 1880 in der Sammlung des BOA Museums.

Im Jahr 1879 arbeitete Thomas Edison an seiner Glühbirne und dies war der Beginn einer radikalen Veränderung in der Konstruktion des Ophthalmoskops.

Die Zeichnung links zeigt das erste Instrument, das eine Glühbirne innerhalb des Körpers des Ophthalmoskops verwendete. Es wurde von Dr. William Dennet entwickelt, der seine schlank aussehende Erfindung 1885 der American Ophthalmological Society vorstellte.

Die Idee war gut, aber die frühe Technologie war unzuverlässig, mit einer variablen und kurzen Lebensdauer der Glühbirne. Dennets Erfindung wurde kurz darauf von drei weiteren Entwürfen gefolgt, von Thomas Reid aus Glasgow, Sir James McKenzie Davidson aus Aberdeen und Henry Juler aus London, alle im selben Jahr – 1886.

Juler’s Entwurf sah vor, eine Lichtquelle an der Außenseite des Ophthalmoskop-Gehäuses zu befestigen, in der Nähe des Spiegels, wobei die Miniatur-Glühbirne auf die Mitte der Spiegelöffnung gerichtet war. Das Flackern des Sehlochs war ein großes Problem, und die Lebensdauer der Glühbirne war immer noch kurzlebig.

Die Zeichnung rechts zeigt die elektrische Version des Juler Ophthalmoskops und daneben die Rückseite einer früheren, unbeleuchteten Version desselben Instruments von 1882.

Um die Wende zum 20. Jahrhundert hatten sich die Konstruktion und die Zuverlässigkeit der Lampen verbessert. Hugo Wolff stellte 1900 ein interessantes Ophthalmoskop mit einer langen, geraden Glühbirne her, die im Instrument gedreht werden konnte. Durch Drehen des Griffs konnte ein klarer oder diffuser Lichtfleck auf den Augenhintergrund projiziert werden. Das Instrument wurde nicht (wie die gerade Glühbirne vermuten ließe) als Retinoskop verwendet. Eine weitere Besonderheit dieses Instruments bestand darin, dass sich das Linsenrad vor dem Spiegel befand und nicht wie bei anderen Ophthalmoskopen dahinter.

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