De oftalmoscoop is het belangrijkste instrument van de optometrist. Het werd in de jaren 1850 geïntroduceerd en was het eerste goede apparaat om de binnenkant van het menselijk oog te onderzoeken door middel van een lichtstraal die anders onzichtbare weefsels verlicht.

Hier volgt een korte geschiedenis van de oftalmoscoop, met originele aantekeningen van de heer Richard Keeler, HonFCOptom (speciaal adviseur van het museum voor oftalmologische instrumenten).

Inleiding: Helmholtz’ oogspiegel

Het is nu meer dan 160 jaar geleden dat Hermann von Helmholtz in 1851 de ‘ontdekking’ van de oftalmoscoop deed. Hij noemde het een Augenspiegel (oogspiegel): De naam “ophthalmoscoop” (oog-observator) kwam pas drie jaar later, in 1854, in zwang. Helmholtz, die toen pas 29 jaar oud was, was hoogleraar in de fysiologie en wilde zijn studenten laten zien waarom de pupil van het oog soms zwart en dan weer licht leek.

Links ziet u een vroege Helmholtz-oogheelkundige uit 1851. Dergelijke instrumenten zijn uiterst zeldzaam en helaas bezit het BOA-museum er nog geen. De afbeelding is gereproduceerd met dank aan ons zustercollege, het Royal College of Ophthalmologists, evenals het portret van Helmholtz als jongeman.

Daaronder staat een bekender portret van de uitvinder, dat zijn uiterlijk op latere leeftijd weergeeft, samen met een schema van de werking van het instrument.

Vóór zijn uitvinding werd druk gespeculeerd over de vraag wat er schuilging achter het zwarte gat van de oogpupil. Tot 1810 waren er vele theorieën geweest over waarom het oog onder bepaalde omstandigheden lichtgevend werd. Sommigen dachten dat de vluchtige lichtgevendheid een fenomeen van fosforescentie was; anderen speculeerden dat overdag geabsorbeerd licht ’s nachts licht gaf, terwijl weer anderen dachten dat het het resultaat was van een activiteit vergelijkbaar met die van een vuurvliegje en dat het elektriciteit was die door het netvlies werd uitgezonden.

Bénédict Prévost, hoogleraar filosofie te Montaubon in Frankrijk, verklaarde in 1810 dat de lichtgevendheid alleen kon worden waargenomen wanneer licht van buitenaf het oog binnendrong.
Enkele belangrijke definities:

Fundus = Het inwendige van het oog zoals het door een oftalmoscoop te zien is wanneer het verlicht wordt. Het omvat het netvlies, de bloedvaten in het netvlies, de foveale depressie en de oogschijf. Het heeft een kenmerkende oranje/rode kleur die wordt veroorzaakt door de vaatjes in het vaatvlies en kan in tint variëren naargelang het ras van de patiënt. Bij sommige rassen met een donkere huidskleur kan de fundus bijna grijs lijken.

Aan de rechterkant ziet u een getekende observatie van de iris, gemaakt door de Hamblin Artist’s Department, 1930. Het toont de blik van de opticien die de fundus door de pupil benadert terwijl de oftalmoscoop nog een voet van de patiënt verwijderd is.

Retina = Het licht-ontvangende membraan in het binnenste gedeelte van het oog.

Aan de rechterkant staat een tekening van de binnenkant van het oog, bekend als een fundusfoto, gebaseerd op waarnemingen die met een oftalmoscoop zijn gedaan. Op deze tekening is een netvliesloslating te zien, een ernstige aandoening die een onmiddellijke operatie vereist.

Fovea = het dunste deel van het netvlies en het punt waar het oog wordt gefixeerd.

Eerdere waarnemingen van de fundus

Vóór Helmholtz waren er al een aantal waarnemers van de fundus bij zowel dieren als mensen geweest.

In 1704 merkte Jean Méry op dat de netvaatjes in de fundus van de ogen van een kat duidelijk zichtbaar werden als het dier onder water werd geplaatst.

Jan Purkinje (op de foto links, terwijl hij een schedel bekijkt) observeerde de fundus van een honden- en vervolgens van een mensenoog met behulp van zijn bijziende bril (die als een holle spiegel fungeert) die het licht in het oog weerkaatste van een kaars die achter de proefpersoon was geplaatst. In 1825 publiceerde hij zijn gedetailleerde bevindingen in het Latijn, maar pas vele jaren later kreeg hij erkenning voor zijn bijdrage aan de kennis.

Ernst Brücke gaf in 1846 een nauwkeurige verklaring van de rode kleur van de lichtgevende pupil, maar het was William Cumming, een jonge oogarts in het Royal London Ophthalmic Hospital (later het Moorfields Eye Hospital) die in 1846 een artikel publiceerde waarin hij stelde dat ieder oog lichtgevend kon worden gemaakt als de as van een lichtbron die op iemands oog was gericht en de gezichtslijn van de waarnemer samenvielen.

Was de eerste oftalmoscoop eigenlijk Brits?

Charles Babbage, het wiskundig genie en uitvinder van wat velen beschouwen als de voorloper van de hedendaagse computer, zijn analytische machine, was de eerste die een instrument construeerde om in het oog te kijken. Hij deed dit in 1847, maar toen hij het aan de eminente oogarts Thomas Wharton Jones liet zien, was hij niet in staat er een beeld mee te krijgen en ontmoedigd ging hij er niet verder mee. Hij wist niet dat zijn instrument zou hebben gewerkt als tussen het oog van de waarnemer en de achterkant van de planospiegel, waarvan twee of drie gaten waren geschraapt, een minlens van ongeveer 4 of 5 dioptrieën was geplaatst. Zo’n zeven jaar later was het zijn ontwerp en niet dat van Helmholtz dat was overgenomen.

De afbeelding hiernaast toont een reconstructie van Babbage’s oftalmoscoop, ca. 1847. Er is geen echt exemplaar bewaard gebleven, maar deze replica is in 2003 voor het museum gemaakt, op basis van de schriftelijke beschrijving van Wharton Jones.

Dr. Helmholtz, van Konigsberg, heeft de verdienste speciaal de oftalmoscoop te hebben uitgevonden. Het is echter niet meer dan rechtvaardig dat ik hier vermeld dat de heer Babbage mij zeven jaar geleden het model liet zien van een instrument dat hij had ontworpen om in het inwendige van het oog te kijken. Het bestond uit een gladde spiegel, waarvan het zilver op twee of drie kleine plaatsen in het midden was weggeschraapt, bevestigd in een buis onder een zodanige hoek dat de lichtstralen die erop vielen door een opening in de zijkant van de buis, werden weerkaatst in het te observeren oog, waarop het ene uiteinde van de buis was gericht. De waarnemer keek vanaf het andere uiteinde door de doorzichtige spiegelspiegel. We zullen zien dat deze oftalmoscoop van Mr Babbage in principe gelijk is aan die van Epkens en Donders, van Coccius en van Meyerstein, die zelf weer modificaties zijn van die van Helmhotlz.

Wharton-Jones, T., 1854, ‘Report on the Ophthalmoscope’, Chronicle of Medical Science (oktober 1854).

Snelle groei in het aantal ontwerpen, maar nog steeds slechts drie essentiële ontwerpelementen

Het gebruik van de oftalmoscoop groeide snel. Al in de jaren 1860 noemden gebruikers van het instrument zich ‘oftalmoscopisten’. In 1864 liet Dr. A.M. Rosebrugh zelfs aan het Canadees Instituut zien hoe men een foto van de fundus kon maken door het beeld te weerkaatsen op een gevoelig gemaakte plaat – een van de allereerste funduscamera’s!

Tegen 1880 hadden Landolt en Snellen 86 types oftalmoscoop verzameld en tegen de tijd dat Helmholtz in 1894 overleed waren er nog veel meer verschenen, vele ontworpen door de bekendste beoefenaars van die tijd. Ter gelegenheid van het 50-jarig bestaan van de oftalmoscoop (1901) werd in Atlantic City in de Verenigde Staten een tentoonstelling gehouden, waar niet minder dan 140 verschillende ontwerpen werden getoond. In 1913 meldde Edward Landolt dat er 200 modellen waren geproduceerd.

Helmholtz schreef uitvoerig over zijn oftalmoscoop en toonde aan dat er drie essentiële elementen in de constructie waren:

• een bron van verlichting
• een methode om het licht in het oog te weerkaatsen
• een optisch middel om een onscherp beeld van de fundus te corrigeren

Deze drie elementen zijn vandaag de dag nog steeds van kracht. Van de drie is de verlichtingsbron misschien wel het meest veranderd.

Bronnen van verlichting

Helmholtz gebruikte een naakte kaars. Andere gebruikers vervingen deze al snel door de olielamp op zwaartekracht en vervolgens door de Argand-gaslamp. Er werden pogingen ondernomen om de verlichtingsbron aan te sluiten op het optische kijksysteem, waardoor een van de variabelen van de uitlijning werd geëlimineerd. De oftalmoscoop van Lionel Beale uit 1869 is misschien wel het bekendste voorbeeld hiervan.

Op onze foto’s ziet u een compleet exemplaar in de collectie van het Royal College of Ophthalmologists en (links) een Beale kandelaar van rond 1880 in de collectie van het BOA Museum.

In 1879 werkte Thomas Edison aan zijn gloeilamp en dit was het begin, een paar jaar later, van een radicale verandering in de constructie van de oftalmoscoop.

De tekening links toont het eerste instrument dat gebruik maakte van een gloeilamp in het huis van de oftalmoscoop. Het werd ontworpen door Dr. William Dennet, die zijn slank ogende uitvinding in 1885 presenteerde aan het American Ophthalmological Society.

Het idee was goed, maar de vroege technologie was onbetrouwbaar, met een variabele en korte levensduur van de lamp. Dennet’s uitvinding werd kort gevolgd door drie andere ontwerpen, van Thomas Reid uit Glasgow, Sir James McKenzie Davidson uit Aberdeen en Henry Juler uit Londen, alle in hetzelfde jaar – 1886.

Juler’s ontwerp hield in dat een lichtbron aan de buitenkant van het oftalmoscooplichaam werd bevestigd, dicht bij de spiegel, met de miniatuurlamp gericht op het midden van de spiegelopening. Kijkgatvervaging was een groot probleem en de levensduur van het lampje was nog steeds van korte duur.

De tekening hiernaast toont de elektrische versie van Juler’s ophthalmoscoop en, ernaast, de achterkant van een eerdere, niet-verlichte, versie van hetzelfde instrument uit 1882.

Tegen het begin van de twintigste eeuw waren de constructie en de betrouwbaarheid van gloeilampen verbeterd. In 1900 vervaardigde Hugo Wolff een interessante oftalmoscoop met een lange rechte gloeilamp die in het instrument kon worden gedraaid. Door aan het handvat te draaien kon een heldere of diffuse lichtbundel op de fundus worden geprojecteerd. Het instrument werd niet (zoals de rechte gloeilamp zou kunnen doen vermoeden) gebruikt als retinoscoop. Een ander ongewoon kenmerk van dit instrument was dat het lenzenwiel zich vóór de spiegel bevond en niet erachter, zoals bij andere oftalmoscopen.

Volgende Ophthalmoscopen (deel 2)