LED-Licht gefährdet Augen

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Siegmund Scigalla referiert im Internationalen PresseClub München zum Thema Augensicherheit
Siegmung Scigalla referiert im Internationalen PresseClub München zum Thema Augensicherheit. Bild: Arno Kral

Licht emittierende Dioden, kurz: LEDs, könnten wegen ihres hohen Blaulichtanteils die Zahl Fehlsichtiger in der Bevölkerung drastisch erhöhen. So lautete zum TELI-Jour-fixe im Januar 2017 die Kernaussage des staatlich geprüften Augenoptikermeister Siegmund Scigalla, Leiter der PRISMA Augenoptische Privatinstitut GmbH.

LEDs sind vielfältig einsetzbar, sowohl in der technischen Beleuchtung als auch zunehmend im privaten Umfeld. Sie arbeiten effizienter als andere Leuchtmittel, weil sie bei der Lichterzeugung weit weniger Energie in Wärme umwandeln, und sie haben im Vergleich eine deutlich höhere Lebensdauer. Wegen ihrer geringeren Betriebskosten scheint ihr Einsatz also trotz ihres höheren Kaufpreises durchaus geboten. Folglich sehen sich unsere Augen zunehmend Licht aus LED-Leuchtmitteln ausgesetzt. Der Farbeindruck weiß entsteht entweder durch Mischung aus roten, grünen und blauen LEDs oder durch Anregung eines Leuchtphosphors mit einer blau oder violett leuchtenden LED. LED-Licht wirkt wegen seines vergleichsweise hohen Blauanteils auf menschliche Augen jedoch ganz anders als Licht aus Glühlampen, Halogenbrennern oder Leuchtstoffröhren! Zum einen verursacht blaues Licht bleibende Veränderungen im Auge. Zum anderen tendieren unsere Augen insbesondere dann zu so genannten Fixations-Disparationen, wenn sie häufig PC- Tablet-Bildschirme betrachten müssen. Und die können massiven Sehstress verursachen.

Im natürlichen Sonnenlicht, auf das die Evolution unsere Augen ausgelegt hat, überwiegen die Rot- und Grünanteile. Bild: CLRF Institut.
Im natürlichen Sonnenlicht, auf das die Evolution unsere Augen ausgelegt hat, überwiegen die Rot- und Grünanteile. Bild: CLRF Institut.

TELI-Jour-fixe am 31. Januar 2017 mit einem Vortrag von Siegmund Scigalla

Siegmund Scigalla gründet seine These auf eine Studie der Seibersdorf Laboratories und des Österreichischen Sozialversicherungsträgers AUVA. Sie war im Januar 2016 als Report R53 unter dem Titel „Optische Strahlung: UV- und Blaulichtgefährdung von Theater- und Bühnenbeleuchtung“ veröffentlicht worden. Auf Basis der EU-Richtlinie 2006/25/EG für künstliche optische Strahlung sowie der Grenzwertempfehlung der internationalen Strahlenschutzkommission ICNIRP hatten die Autoren Marko Weber, Karl Schulmeister und Emmerich Kitz das Gefahrenpotential von Theater- und Bühnenbeleuchtung betreffend der emittierten Ultraviolett (UV)–Strahlung und des emittierten blauen Lichts (kurz Blaulicht) ermittelt sowie eine Evaluierungsmethode (Gefahrenermittlung und -beurteilung) für die durch Theater- und Bühnenbeleuchtung verursachte Exposition von Arbeitnehmern (Schauspieler, Lichttechniker, Beleuchter) durch optische Strahlung erarbeitet.

Im Spektrum von LED-Licht sticht der hohe Anteil an blauem und violettem Licht ins Auge. In natürlichem Sonnenlicht ist der Blauanteil viel geringer. Foto: Arno Kral
Im Spektrum von LED-Licht sticht der hohe Anteil an blauem und violettem Licht ins Auge. In natürlichem Sonnenlicht ist der Blauanteil viel geringer. Foto: Arno Kral

Die Erkenntnisse der Studie hatte Scigalla für den TELI-Januar-Jour-fixe auf alltägliche Situationen übertragen: Hohe Blaulicht-Anteile finden sich ja nicht nur Bühnen- und Studioleuchten, sondern zunehmend ebenso im Licht von Autoscheinwerfern und der Hintergrundlampen der Smartphone-, Tablet- und TV-Bildschirme. Insbesondere Jugendliche seien wegen ihrer gänzlich anderer Gewohnheiten beim Medienkonsum erhöhtem Sehstress ausgesetzt. Weil junge Menschen Medieninhalte nicht übers Fernsehen, sondern via Youtube & Co. auf Smartphone und Tablet via Youtube & Co. konsumierten, seien sie gleich zweifach belastet: Zum einen durch den hohen Blaulicht-Anteil der Lichtemissionen selbst, zum anderen durch den geringen Betrachtungsabstand.

Blaues Licht erschwert Nahfokussierung

Im privaten Umfeld könne diese Kombination aus unzureichend korrigierter Fehlsichtigkeit, gepaart mit LED-Beleuchtung bleibende Schäden an Augen verursachen. Scigalla verwies darauf, dass die gängige Methode, Brillen und Kontaktlinsen für jedes Auge getrennt anzupassen, die individuelle Fehlsichtigkeit nicht in Gänze beheben könne. Denn im Normalfall benutzten Menschen beide Augen zum Sehen, und die sollten dann auch in der Lage sein, gleichzeitig auf den gleichen Punkt scharf zu stellen. Was in der Jugend noch leicht gelinge, scheitere jedoch mit fortschreitendem Alter, und irgendwann stellt man fest: „Beim Lesen ist der Arm zu kurz geworden“, so Scigalla. Zur Behandlung der Altersweitsichtigkeit bedarf es optischer Korrekturen mit Plus-Werten für Brille respektive Kontaktlinse. Jeder könne selbst versuchen, auf seine eigene Nasenspitze scharf zu stellen — was in jugendlichen Jahren leicht gelinge, scheitere mit zunehmendem Alter, sei aber als Augentraining durchaus sinnvoll.

„Das Problem ist die Emission blauen Lichtes in Kombination mit Nahfokussierung“, so Scigalla, besonders dann, wenn eine unzureichend korrigierte Fehlsichtigkeit für die Fixations- und die Akkommodationsebene vorliege. Die Akkommodationslage müsse für das linke und das rechte Auge identisch sein, damit beide Augen auf den gleichen Punkt scharf stellen könnten. Dieser Konvergenzvorgang löse beim Nach-Innen-Richten der Augen immer einen Akkommodationsreflex aus. Diese unwillkürliche Muskelarbeit führt rasch zur Ermüdung der Augen.

Schlechter Visus verursacht Leseschwäche

Welch weitreichende Folgen die Ermüdung der Augenmuskulatur haben könne, erläuterte Scigalla am Beispiel von Kindern mit Leseschwäche: Oftmals liege die Ursache schlicht an deren Augen! Die würden zur Erstellung der Diagnose aber gar nicht getestet!

Woher rührt nun die schlechte Sehleistung? Nun, die Ansteuerung der Augenmuskeln sei angeboren, so Scigalla. Sie könne aber ebenso anerzogen sein. Immer sei jedoch ein Auge dominant. Bei der Exophorie, also dem Schielen nach außen, oder bei der häufiger auftretenden Introphorie, dem Schielen nach Innen, liegt dann das Bild des ausweichenden Auges dann nicht auf der Fovea, der Stelle des schärfsten Sehens. Die Folge sei eine schlechte Sehleistung mit beiden Augen. Die Standard-Untersuchung beim Augenarzt erfolge in der Regel jedoch monokular, erfasse also einzeln nur das linke oder das rechte Auge, weshalb die ermüdende Fixations-Disparation häufig unentdeckt blieben.

Das 3D Smart Refraktometer in Form einer Radarpistole nutzt die auf der Leinwand gezeigten Ringmuster und ein PC-Programm, um beide Augen gleichzeitig zu vermessen. Bild: Arno Kral
Das 3D Smart Refraktometer in Form einer Radarpistole nutzt die auf der Leinwand gezeigten Ringmuster und ein PC-Programm, um beide Augen gleichzeitig zu vermessen. Bild: Arno Kral

Das müsse nicht sein, so Scigalla, denn moderne Technik könne die Fehlsichtigkeit beider Augen sehr wohl gleichzeitig erfassen und so funktionale Defizite wegen unzureichender Augenkorrektur beheben. Abhilfe schafft ein Messgerät, das die Brechkraft beider Augen simultan misst und gleichzeitig Informationen darüber liefert, ob Augen den gleichen Punkt im Raum gleichzeitig fixieren können. Ein solches Gerät, das 3D Smart Refraktometer, hat der Referent selbst entwickelt und patentieren lassen. Es arbeitet immer binokular, wobei dem Probanden statt der üblicherweise präsentierten Buchstaben- und Zahlenreichen kreisförmige Objekte anbietet, die sektorenweise unterschiedlich eingefärbt sind. Ein einziges Bild genügt dem Refraktometer, um sämtliche Augenkorrekturwert auf eine Achtel Dioptrie genau zu ermitteln. Dazu beleuchtet das Messgerät die Augen der Probanden und erfasst mit einer eingebauten Kamera die Reflexe auf den Augäpfeln. Weil das Messgerät zum Beleuchten Infrarotlicht verwendet, funktioniert es sogar, wenn schon leichte Trübungen vorhanden sein sollten.

Training statt Brille

Nicht alle Augendefizite lassen sich indes mit Gläsern oder Linsen beseitigen, führte Scigalla aus, insbesondere anerzogene oder angewöhnte. Beispiel Leseratte: Beim Lesen im Bett in seien wegen des niedrigen Betrachtungsabstands die Sehachsen nicht parallel zueinander ausgerichtet. Weil das rechteckige Blatt trapezförmig verzerrt ist, weisen die Augen einen unterschiedlichen Fixationswinkel auf, was zu Muskelverspannungen führe. Um dieses Problem zu verringern, seien früher die Schultische geneigt gewesen.

Aus Japan und China werde eine massive Zunahme der Kurzsichtigkeit (Myopie) berichtet. Ursache sei zum einen eine Verlängerung der Augäpfel, zum anderen eine Brechungsanomalie. Eine große Rolle aber spielten erneut die Sehgewohnheiten.

Weil die Myopisierung durch Funktional-Training zurück geführt werden könne, rät Scigalla dazu regelmäßig alle zwei bis drei Stunden mit den Augen den Bildschirmrand zu scannen oder gleich aus dem Fenster in die Ferne zu sehen – oder nacheinander die Perlen auf einer sogenannten Brock-Schnur mit den Augen zu fixieren. Denn das Starren auf den Bildschirm führe zu verzögertem Fern-Scharfstellen.

Blaulicht verschlimmert die Situation

LED-Licht unterscheidet sich von natürlichem Licht der Sonnenstrahlung. Das Problem beim Sonnenlicht seit die Einstrahlung ultravioletten Lichtes (UV), das zu einer Makuladegeneration führen könne. „Der UV-Anteil hat erheblich zugenommen, weil das Spektrum von LED-Licht stark vom natürlichen Licht abweicht“, erklärte Scigalla. Dabei sei es gleichgültig, ob es sich bei der Lichtquelle um eine Leuchte oder um einen Bildschirm handele. Der Blauanteil führe zum Verstellen der inneren Uhr und damit des biologischen Rhythmus, weil er nächtens Tageslicht suggeriere. Außerdem verschlechtere der Blauanteil die Qualität der optischen Abbildung durch chromatische Aberration. Außerdem könne er die Netzhaut schädigen.

Blaues LED-Licht kann auf der Netzhaut (oben normal) zu bleibenden Veränderungen führen. Foto: Arno Kral
Blaues LED-Licht kann auf der Netzhaut (oben normal) zu bleibenden Veränderungen führen. Foto: Arno Kral

Blaues Licht schädigt nachweislich die Netzhaut“, warnte Scigalla und nannte drei Gründe:

  1. Der Sehpurpur der Sinneszellen in der Netzhaut, das Rhodopsin, bleiche langsam aus,
  2. das retinale Pigment-Epithel der Netzhaut werde geschädigt und
  3. freigesetzte Sauerstoffradikale verursachten in der Netzhaut  oxidativen Stress.

Dabei müsse noch nicht einmal die Lichtquelle direkt betrachtet werden, weil 80 Prozent des Lichtes indirekt ins Auge gelange.


Preiswerter Blaufilter schafft Abhilfe

Der Zusatzfilter "Bluecontrol" für Brillengläser und einige Kontaktlinsen schützt Auggen vor zu viel Blaulicht. Bild: CLRF Institut
Der Zusatzfilter „Bluecontrol“ für Brillengläser und einige Kontaktlinsen schützt Auggen vor zu viel Blaulicht. Bild: CLRF Institut

Abhilfe schaffe daher einzig ein Filter, der den Blauanteil des ins Auge fallende Licht verringere (und nicht mit gängigen UV-Filtern verwechselt werden dürfe). Solche Blaublocker  seien aber inzwischen kommerziell verfügbar. Dazu zähle das Markenprodukt „Bluecontrol“, das sowohl für (Qualitäts-) Gläser, als auch für (harte) Kontaktlinsen verfügbar sei. Scigalla rät allen Menschen, ihre Augen mit einer solchen Schutzschicht zu schützen – ausgenommen lediglich solche mit Grafikberufen, in denen es auf unverfälschte Farbwahrnehmung ankomme. Scigalla mahnt: „Der Aufpreis von rund zehn Euro pro Glas oder Linse sollte uns die Gesundheit unserer Augen wert sein.“

Kontroverse Diskussion

Der Vortrag von Herrn Scigalla hatte etwas durch die viele Zwischenfragen gelitten, die der Referent zugelassen hatte und bereitwillig beantwortete. Einigen Zuhörern war lange nicht eingängig, warum Fixationsdisparationen eine so wichtige Rolle spielten, lautet doch dessen Eingangsthese, dass der hohe Blaulichtanteil der LED-Beleuchtung nachhaltig die Augen schädige. Auch war nicht zwingend klar geworden, welche physiologischen Effekte der Blaulichtanteil habe. Einige Aussagen des Referenten hatten sich offenbar auf die 2017 veröffentlichte Studie „Einflüsse blauen Lichtes“ der Ernst-Abbe-Hochschule Jena bezogen, die beispielsweise die biologische Wirkung blauen Lichtes in Bezug auf den natürlichen Tagesverlaufs (circydianer Rhythmus) zur Sprache bringt. Neben der Erzeugung eines Bildes habe inbesondere der Blauanteil des Licht eine Zeitgeberfunktion. Ebenso beleuchtet diese Studie den Einfluss blauen Lichtes auf die Abbildungsqualität. Die Streunung weißen Lichtes an den optischen Medien des Auges führe zu einer chromatischen Aberration: Weil kurzwelliges blaues Licht stärker gebrochen werde als die langwelligeren Lichtanteile, lägen gleichzeitig verschiedene Schärfenebenen vor. Darüber hinaus könne die optische Abbildung durch Streulicht beeinträchtigt sein, wobei blaues Licht zehnmal stärker gestreut werde als rotes. Das Streulicht könne zu Blendung führen und zur Verringerung der Kontrastwahrnehmung. Die Diskussion lebte weiter auf, als die altersabhängige Makuladegeneration zur Sprache kam: Der Referent betonte zwar, dass sie mit einer Langzeitbestrahlung mit blauem Licht in Zusammenhang gebracht werden könne, konnte aber den physiologischen Mechanismus nicht erklären, der dem als „Blue Hazard“ oder „Blue light Hazard“ zugrunde liege.

Fazit

Trotz einiger offen gebliebener Fragen konnte der TELI-Jour-fixe „LED-Licht gefährdet Augen“ einige neue Erkenntnisse zutage fördern. Bei den TELI-Gästen führten Referat und Diskussion zumindest zu einer Sensibilisierung für die Themen „Einfluss von LED-Beleuchtung“ und „bessere Methoden zur Korrektur von Fehlsichtigkeit“.

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