Scanning-Laser-Polarimetrie
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 4. September 2026Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Die bekannteste Form der Scanning-Laser-Polarimetrie ist die GDx-Scanning-Laser-Polarimetrie, die in der Augenheilkunde zur Diagnostik und Kontrolle des Grünen Stars Einsatz findet und eine deutlich frühere Diagnose dieser Erkrankung ermöglicht als die alleinige Prüfung des Gesichtsfelds.
Die Polarimetrie macht sich mittels Laserscanner die Polarisationseigenschaft von Licht zunutze und ermittelt damit die Dicke der Nervenfaserschicht der Netzhaut, sodass deren Schwund sichtbar gemacht wird. Die jeweils ermittelte Stärke der Netzhaut wird farblich codiert und vom Augenarzt mit einer Reihe von Normwerten verglichen, sodass der Mediziner nach der Messung eventuell eine Glaukomdiagnose stellen und frühzeitig Maßnahmen zur Therapie einleiten kann, was drohende Gesichtsfeldbeeinträchtigungen idealerweise noch abwendet.
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Was ist die Scanning-Laser-Polarimetrie?
Unter der Scanning-Laser-Polarimetrie versteht der Mediziner ein objektives Verfahren zur Bestimmung der Schichtdicke von optisch durchsichtigen Materialien. Die Messung erfolgt über einen Laserscanner. Dabei macht sich die Methode die Polarisationseigenschaft von Licht zunutze. Der Messstrahl des Laserscanners läuft zunächst durch eine Schicht, wo er reflektiert und in zwei Polarisationszustände unterteilt wird.
Diese beiden Teilzustände bewegen sich mit verschiedener Geschwindigkeit weiter, wodurch eine Verzögerung entsteht. Diese Verzögerung zwischen den Polarisationen lässt Rückschlüsse über die Stärke der Schichten zu. Am häufigsten findet die Methode in Form der GDx-Scanning-Laser-Polarimetrie Einsatz, die in der Augenheilkunde die Verfallserscheinungen der durchsichtigen Netzhaut einschätzbar macht. Dazu vermisst das Verfahren die Netzhaut rings um den Sehnervenkopf. Bestimmt wird dabei die Stärke der Nervenfaserschicht, die in der Nähe des Sehnervs die Netzhaut bedeckt.
Dass sich die Nervenfaserschicht auf diese Weise überhaupt vermessen lässt, liegt an ihrem Aufbau. Die Nervenfasern verlaufen als Bündel gleichgerichteter Fortsätze zum Sehnervenkopf, und in ihrem Inneren liegen feinste Röhrchen parallel zur Faserrichtung. Ein solches regelmäßig geordnetes Gewebe wirkt auf Licht doppelbrechend: Der Anteil des Lichts, der längs der Fasern schwingt, wird anders verzögert als der Anteil, der quer dazu schwingt. Je dicker die Schicht, desto größer der Gangunterschied zwischen beiden Anteilen. Das Gerät misst diese Verzögerung und rechnet sie über einen festen Faktor in eine Schichtdicke um, die in tausendstel Millimetern angegeben wird. Gemessen wird also streng genommen nicht die Dicke selbst, sondern eine optische Größe, aus der auf sie geschlossen wird.
Genau daraus ergibt sich die entscheidende technische Schwierigkeit des Verfahrens. Auch die Hornhaut und die Linse des Auges sind doppelbrechend, und zwar von Mensch zu Mensch unterschiedlich stark und in unterschiedlicher Richtung. Ihr Beitrag überlagert das Signal der Netzhaut und muss herausgerechnet werden, damit die Messung überhaupt aussagekräftig ist. Frühe Geräte arbeiteten dafür mit einer festen, für alle Augen gleichen Annahme, was bei abweichenden Augen zu erheblichen Fehlmessungen führte. Spätere Bauarten bestimmen den Anteil von Hornhaut und Linse für jedes Auge einzeln, weitere Ausbaustufen verbesserten dieses Verfahren noch. Weil sich die Ergebnisse der verschiedenen Kompensationsverfahren nicht ineinander umrechnen lassen, sind Werte, die an unterschiedlich ausgestatteten Geräten gewonnen wurden, nicht unmittelbar vergleichbar.
Trotz dieser Korrektur bleibt bei einem Teil der Augen ein Messbild übrig, das anatomisch nicht plausibel ist – etwa ein speichenförmiges Muster, das dem tatsächlichen Faserverlauf widerspricht. Solche atypischen Muster sind ein bekanntes Problem der Methode; die Auswertungssoftware kennzeichnet sie über eigene Kennzahlen, und der Augenarzt muss die betroffenen Aufnahmen zurückhaltend beurteilen oder verwerfen. Aus demselben Grund gibt jedes Gerät zu einer Aufnahme auch eine Qualitätsbewertung aus, an der sich ablesen lässt, ob die Bilddaten überhaupt verwertbar sind.
Der Aufbau eines solchen Geräts ist zweigeteilt. Auf der einen Seite steht die Beleuchtung: eine Laserdiode, deren Licht in einen definierten Schwingungszustand gebracht wird, sowie eine Ablenkeinheit, die den Strahl Punkt für Punkt über den Bereich um den Sehnervenkopf führt. Auf der anderen Seite steht der Nachweis: eine Optik, die nur Licht aus der gewünschten Tiefe durchlässt und Streulicht aus davor und dahinter liegenden Schichten ausblendet, dahinter ein Detektor, der die Schwingungsrichtung des zurückkehrenden Lichts auswertet. Beides zusammen macht die kurze Aufnahmezeit möglich. Das zugrunde liegende Messprinzip ist im Übrigen nicht auf die Medizin beschränkt: Die Polarimetrie wird ebenso in der Werkstoffprüfung und in der Halbleiterfertigung eingesetzt, wo es darum geht, die Stärke dünner durchsichtiger Schichten zu bestimmen, ohne sie zu berühren.
Funktion, Wirkung & Ziele
Da sich Netzhautfasern nicht regenerieren, lassen sich die Netzhautschäden bei einer derart späten Diagnose nicht mehr revidieren. Mit der Scanning-Laser-Polarimetrie kann der Augenarzt etwaige Netzhautfaserschäden ungleich früher einschätzen und beobachten. Ihm fallen dabei auch kleine Veränderungen der Nervenfaserschicht auf, lange bevor der Patient selbst etwas bemerkt. Der Augenarzt beleuchtet bei der Polarimetrie mit dem Laserscanner zunächst einen einzelnen Punkt auf der Netzhaut und misst die Intensität der Reflektivität. Dieses Prinzip wird schließlich auf bis zu 100.000 verschiedene Punkte der Netzhaut angewandt, was pro Auge einen Zeitraum von rund zwei Sekunden in Anspruch nimmt.
Der Laserscanner erstellt aus den Messdaten der Polarimetrie ein Fundusbild. Dieses Fundusbild kodiert die Reflektivität der einzelnen Schichten jeweils farblich. Eine gelbe Hervorhebung steht dabei für hohe Reflektivität, während dunkelbraune Hervorhebungen geringe Reflektivität codieren. Alle Zwischenstufen werden je in Rottönen festgehalten. Das so erstellte Fundusbild wertet der Augenarzt im Anschluss an das Verfahren aus. Er vergleicht die jeweiligen Daten dabei mit einem Referenzwert, der einem alterskorrigierten Durchschnittswert entspricht.
Die Ergebnisse dieses Vergleichs geben Aufschluss über die Schichtdicke und der Mediziner hält sie mithilfe der Normwerte in einer Abweichungsdarstellung fest. Oft erstellt er auf dieser Basis zusätzlich ein so genanntes TSNIT-Diagramm. Dabei stellt er die jeweilige Stärke der Schicht in einer Kreisbahn dar, die vom temporalen Sektor aus über den oberen, den nasalen und unteren Sektor wieder zurück zum Ausgangspunkt läuft. Die Normwerte der Schichtdicke werden in diesem Diagramm schattiert hinterlegt, was abweichende Messwerte als Austritt aus dem schattierten Bereich erkenntlich macht.
Ergänzend fassen die Geräte die gesamte Messung in einer einzigen Kennzahl zusammen, dem Nervenfaser-Indikator. Er wird von der Auswertungssoftware aus dem vollständigen Messbild errechnet und gibt an, wie stark das gemessene Muster demjenigen ähnelt, das bei einer Schädigung durch den Grünen Star zu erwarten ist. Ein hoher Wert lenkt den Blick des Augenarztes auf ein auffälliges Auge, ersetzt aber keine Diagnose: Die Kennzahl ist ein Ordnungsmittel, das den Befund zusammenfasst, und kein Urteil über die Erkrankung.
Der Schaden am Sehnerv folgt beim Grünen Star einem charakteristischen Muster, und dieses Muster ist der Grund, warum sich die Vermessung der Faserschicht überhaupt lohnt. Zuerst betroffen sind in der Regel die Faserbündel, die von oben und von unten in den Sehnervenkopf einlaufen. Erst wenn dort ein erheblicher Teil der Fasern verloren ist, entstehen die bogenförmigen Ausfälle im Gesichtsfeld, die den Betroffenen schließlich auffallen. Die Polarimetrie kann eine Ausdünnung in genau diesen Bereichen sichtbar machen, während das Sehen noch unauffällig ist – daher rührt der zeitliche Vorsprung gegenüber der reinen Gesichtsfeldprüfung.
Wichtiger als die einzelne Messung ist dabei der Verlauf. Eine Abweichung vom Normwert allein beweist noch keine Erkrankung, denn die Dicke der Nervenfaserschicht schwankt von Mensch zu Mensch erheblich; besonders große oder besonders kleine Sehnervenköpfe und eine ausgeprägte Kurzsichtigkeit führen regelmäßig zu Werten, die außerhalb des Durchschnittsbereichs liegen, ohne dass ein Schaden vorliegt. Umgekehrt kann ein Auge innerhalb des Normbereichs liegen und dennoch bereits Fasern verloren haben. Aussagekräftig wird die Methode deshalb erst, wenn mehrere Aufnahmen desselben Auges über Jahre hinweg verglichen werden – und zwar am selben Gerätetyp, weil sich die Werte sonst nicht sinnvoll gegenüberstellen lassen.
Die Polarimetrie steht dabei niemals für sich. Die Beurteilung des Grünen Stars stützt sich auf mehrere voneinander unabhängige Säulen: die Messung des Augeninnendrucks mittels Tonometrie, die Betrachtung des Sehnervenkopfes bei der Ophthalmoskopie, die Prüfung des Gesichtsfelds durch die Perimetrie und die Bestimmung der Hornhautdicke, ohne die sich ein gemessener Augeninnendruck nicht richtig einordnen lässt. Die Vermessung der Nervenfaserschicht ergänzt diese Säulen um eine strukturelle Messgröße; sie kann keine von ihnen ersetzen. Aussagen über den Augeninnendruck oder über die Funktion des Sehens lassen sich aus ihr grundsätzlich nicht ableiten.
Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren
Auch das Sehen wird durch die Messung nicht weiter beeinträchtigt. Der Patient kann daher noch am selben Tag bedenkenlos Maschinen und Fahrzeuge führen. Normalerweise setzt der Augenarzt für die Scanning-Laser-Polarimetrie der Netzhaut zwei einzelne Termine an, die mindestens ein Jahr auseinander liegen. Bei kleineren Zeitspannen zwischen den beiden Terminen lässt sich der tatsächliche Verfall über das Verfahren nur schwer beurteilen. Ihren diagnostischen Wert bezieht die Scanning-Laser-Polarimetrie daraus, dass sich ein Verlust an Nervenfasern bereits nachweisen lässt, während das Gesichtsfeld noch unauffällig ausfällt; dieser Vorlauf kann mehrere Jahre betragen.
Bei einer sofortig daran angeschlossenen Therapie lassen sich beeinträchtigende Gesichtsfeldausfälle mit einer derart frühen Diagnose oft vermeiden, sodass die Polarimetrie in der Glaukomdiagnostik lange eine wichtige Rolle gespielt hat. Da es sich um eine Früherkennungsuntersuchung handelt, deren Nutzen als Reihenuntersuchung nicht belegt ist, kommen gesetzliche Krankenkassen in der Regel nicht für die Kosten auf.
Private Krankenversicherungen tragen dagegen meist einen Großteil der Untersuchungskosten oder übernehmen den anfallenden Betrag sogar ganz. Weil die Polarimetrie eine objektive Messmethode ist und nicht von den Angaben des Patienten abhängt, liefert sie auch dann verwertbare Ergebnisse, wenn eine Verständigung schwerfällt. Der Blick muss allerdings für die Dauer der Messung ruhig auf einem Fixierpunkt bleiben, was bei unruhigen Patienten und kleinen Kindern nicht immer gelingt.
Der Ablauf ist für den Patienten unspektakulär. Er nimmt vor dem Gerät Platz, legt das Kinn in eine Stütze und die Stirn an ein Band und blickt auf eine kleine Leuchtmarke; eine Brille wird vorher abgesetzt. Der Laser tastet die Netzhaut ab, was als schwacher Lichtschein wahrgenommen wird, mehr nicht. Beide Augen werden nacheinander aufgenommen. Fällt die Bildqualität zu gering aus, etwa weil der Patient geblinzelt hat, wiederholt der Untersucher die Aufnahme unmittelbar. Ein Kontakt mit dem Auge findet nicht statt, und weil auf eine Erweiterung der Pupille verzichtet werden kann, entfällt auch die anschließende Wartezeit, die andere Untersuchungen des Augenhintergrunds erfordern.
Verlässliche Werte setzen allerdings ein Auge voraus, das der Laser überhaupt sauber erreichen kann. Trübungen der brechenden Medien beeinträchtigen die Messung; das gilt vor allem für eine Linsentrübung, also den Grauen Star, der eine ganz andere Erkrankung ist als der hier gesuchte Grüne Star, die Aufnahme aber verschlechtern kann. Ebenso stören Narben oder Unregelmäßigkeiten der Hornhaut, ein instabiler Tränenfilm bei trockenen Augen sowie Erkrankungen der Netzhaut selbst, etwa nach einem Gefäßverschluss oder bei einer Schädigung durch Diabetes mellitus. In solchen Fällen ist nicht der Messwert falsch, sondern seine Deutung als Aussage über die Nervenfasern; der Augenarzt muss die Aufnahme deshalb stets zusammen mit dem Bild des Augenhintergrunds beurteilen.
Für gesetzlich Versicherte ist die Untersuchung damit eine Selbstzahlerleistung, für die die dafür vorgesehenen Regeln gelten: Der Arzt muss vor der Untersuchung schriftlich über die entstehenden Kosten aufklären, und die Vereinbarung wird schriftlich geschlossen. Die Untersuchung ist ein Angebot; wer sie ablehnt, hat dadurch keine Nachteile bei der übrigen augenärztlichen Behandlung zu erwarten. Sinnvoll ist sie vor allem für Menschen mit einem erhöhten Risiko für den Grünen Star, etwa bei erhöhtem Augeninnendruck, bei Fällen von Grünem Star in der Familie, bei ausgeprägter Kurzsichtigkeit oder mit zunehmendem Lebensalter. Besteht bereits eine gesicherte Erkrankung, richtet sich die Kostenfrage danach, welche Kontrolluntersuchungen im Einzelfall vereinbart sind.
Lange Zeit galt die Scanning-Laser-Polarimetrie als das Verfahren der Wahl für die Vermessung der Nervenfaserschicht. Inzwischen ist sie jedoch weitgehend von der optischen Kohärenztomographie (OCT) abgelöst worden, die die Netzhautschichten mit höherer Auflösung darstellt und heute den Standard der Glaukom-Verlaufskontrolle bildet.
Die optische Kohärenztomographie arbeitet nach einem anderen Prinzip: Sie nutzt nicht die Polarisation, sondern die Interferenz von Licht und erzeugt daraus Schnittbilder der Netzhaut. Damit lassen sich die einzelnen Schichten getrennt darstellen und zusätzlich zur Nervenfaserschicht auch die Ganglienzellschicht in der Netzhautmitte vermessen, die beim Grünen Star ebenfalls früh dünner wird. Vor allem aber ist das Verfahren von der Doppelbrechung der Hornhaut unabhängig und damit von der Fehlerquelle befreit, die die Polarimetrie über Jahre begleitet hat. Ein drittes Verfahren, die konfokale Laser-Scanning-Ophthalmoskopie, vermisst nicht die Faserschicht, sondern die Form des Sehnervenkopfes selbst; auch sie wird heute überwiegend von der Kohärenztomographie abgelöst.
Für Patienten hat der Wechsel zwischen diesen Verfahren eine praktische Folge. Weil die Techniken unterschiedliche Größen messen, lassen sich ihre Werte nicht ineinander umrechnen. Wer über Jahre mit der Polarimetrie kontrolliert wurde und nun an einem Gerät der neueren Bauart untersucht wird, beginnt die Verlaufsbeobachtung faktisch von vorn: Die neuen Aufnahmen bilden eine eigene Ausgangslage, mit der künftige Messungen verglichen werden. Ältere Befunde behalten dabei ihren Wert als Momentaufnahme, taugen aber nicht mehr als Vergleichspunkt. Aus diesem Grund empfiehlt es sich, ältere Ausdrucke aufzubewahren und bei einem Arztwechsel mitzubringen.
Quellen
- Lang, G. K., Lang, S. J. (Hrsg.): Augenheilkunde.
ISBN: 9783132454446
- Pfeiffer, N., Cursiefen, C., Holz, F. G., et al. (Hrsg.): Die Augenheilkunde.
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- Salmon, J. F.: Kanskis Klinische Ophthalmologie.
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- Kampik, A., Grehn, F., Messmer, E. M., Lagrèze, W. A., Schumann, R. G. (Hrsg.): Facharztprüfung Augenheilkunde.
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- Grehn, F.: Augenheilkunde.
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