Differences Between On-Site and Remote Subjective Refraction

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Die Refraktionsbestimmung stellt eine Messung dar, deren Ziel die exakte Bestimmung der Fernpunktrefraktion eines Auges beziehungsweise eines Augenpaares ist. Objektive Refraktionen werden auf Basis verschiedener technischer Verfahren ermittelt. Der subjektive Seheindruck des Patienten spielt dabei keine Rolle. Subjektive Refraktionen sind der Goldstandard für die Bestimmung der aktuellen Sehstärke eines Patienten. Der Begriff „subjektive Refraktionsbestimmung“ suggeriert bereits, dass die subjektive Beurteilung des Seheindruckes durch den Probanden und neuronale Adaptationsleistungen ein entscheidender Anteil am Prozedere ist, da der Proband das wahrgenommene Bild beurteilen muss.¹ So wurde beispielsweise gezeigt, dass bei schwachsichtigen Patienten aufgrund substanzieller Unterschiede eine Refraktion mittels Autorefraktometer nicht ausreichend ist.² Auch bei Augen, bei denen multifokale oder Extended depth-of-focus (EDOF) Intraokularlinsen (IOL) implantiert wurden, ist Vorsicht bei den Ergebnissen von Autorefraktoren geboten.³ Üblicherweise wird daher die objektive Refraktion als Startpunkt für eine subjektive Refraktion genutzt, um schneller an das Ziel zu kommen, da gerade bei höheren Refraktionen die subjektive Bestimmung via Schätztabelle langwierig sein kann. Dank technischer Fortschritte ist es möglich, eine subjektive Refraktion von einem entfernten Standort aus durchzuführen. Dazu befindet sich der Patient in einem Raum auf einer handelsüblichen Refraktionseinheit, die mit einem Phoropter ausgestattet ist. Die Steuerung des Phoropters erfolgt über einen PC, der beliebig weit entfernt sein kann. Zusätzlich können sich Patient und Refraktionist über eine Audio- und Videoverbindung austauschen.

Da der Refraktionist die Kontrolle über den Phoropter hat und mit dem Patienten sprechen kann, sollte es technisch gesehen keinen Unterschied machen, ob er sich in der Nähe des Patienten oder an einem entfernten Standort befindet.

Refraktionsfehler stellen die führende Ursache moderater bis schwerer Sehbeeinträchtigungen dar.^4,5 Gemäß einer Auswertung der Global Burden of Disease (GBD) Study 2021 lebten in jenem Jahr schätzungsweise 159,8 Millionen Menschen (95 %-UI: 142,5 – 178,7 Mio.) mit einem korrigierbaren Refraktionsfehler; die damit verbundene Krankheitslast belief sich auf 6,6 Millionen Disability-Adjusted Life Years (DALYs).⁵ Eine Metaanalyse aus dem Jahr 2024, die Daten aus 73 Ländern für den Zeitraum 2000 bis 2020 zusammenfasste, schätzte, dass im Jahr 2020 weltweit 3,7 Millionen Menschen durch unkorrigierte Refraktionsfehler erblindet waren und weitere 157 Millionen an einer moderaten bis schweren Visusminderung litten – ein Anstieg um 21,8 % bzw. 72,0 % gegenüber dem Jahr 2000.⁶ Trotz dieser alarmierenden Zahlen bleiben Refraktionsfehler in vielen Regionen der Welt unkorrigiert, da ein Mangel an augenoptisch qualifiziertem Fachpersonal, fehlende Infrastruktur und wirtschaftliche Barrieren den Zugang zur Versorgung erheblich einschränken.^5,7 Weltweite Versorgungsengpässe könnten mittels einer ferngesteuerten subjektiven Refraktion reduziert werden.

Ziel der vorliegenden Studie war es daher, die Übereinstimmung zwischen einer per Fernsteuerung durchgeführten subjektiven Refraktionsbestimmung und einer konventionellen Präsenzrefraktion in einer prospektiven, randomisierten Crossover-Studie zu evaluieren. Als primäres Auswertungskriterium diente die Bland-Altman-Analyse des sphärischen Äquivalents; sekundäre Zielgrößen umfassten Sphäre, Zylinderkomponenten (J0 und J45 nach Thibos et al.⁸) sowie bestkorrigierten Fernvisus.

Zusammenfassend war es Ziel der Studie, die Sicherheit und Leistung von ferngesteuerten subjektiven Refraktionen zu untersuchen, indem die Ergebnisse mit vor Ort durchgeführten Refraktionen verglichen wurden.

Studiendesign

Bei der vorliegenden Arbeit handelt es sich um eine prospektive, randomisierte Crossover-Studie zur Evaluation der Übereinstimmung zwischen einer ferngesteuert durchgeführten subjektiven Refraktionsbestimmung und einer vor Ort durchgeführten subjektiven Refraktion. Die Deklaration von Helsinki wurde eingehalten.

Da die Studie im Rahmen der stichprobenartigen internen Qualitätskontrolle der teilnehmenden Standorte durchgeführt wurde und keine über die klinische Routine hinausgehenden Untersuchungen umfasste, war nach Einschätzung der Autoren keine formale Zustimmung durch eine Ethikkommission erforderlich. Alle Probanden wurden vor Studienbeginn über Zweck, Ablauf und Freiwilligkeit der Teilnahme aufgeklärt und erklärten mündlich ihr Einverständnis.

Stichprobe, Ein- und Ausschlusskriterien

Die Rekrutierung der Probanden erfolgte an vier brillen.de Standorten der SuperVista AG in Deutschland (Düsseldorf, Essen, Berlin und Mönchengladbach) im Oktober und November 2025. In die Studie eingeschlossen wurden erwachsene Personen (≥ 18 Jahre), die in der Lage waren, den Untersuchungsanweisungen in beiden Prüfbedingungen zuverlässig zu folgen.

Ausschlusskriterien waren:

• Augenverletzung oder Augenoperation innerhalb von drei Monaten unmittelbar vor der Aufnahme in diese Studie

• Derzeitige Teilnahme an einer ophthalmologischen klinischen Studie

• Nachweis einer systemischen oder okulären Anomalie, Infektion oder Erkrankung, die nach Einschätzung des Prüfers die erfolgreiche Durchführung einer Refraktion beeinträchtigen könnte

• Schwangerschaft oder Stillzeit

Insgesamt nahmen 81 Probanden an der Studie teil.

Untersuchungsablauf

Jede teilnehmende Person durchlief beide Prüfbedingungen in randomisierter Reihenfolge (computer-generierte Randomisierungsliste), um einen systematischen Reihenfolgeeffekt zu minimieren. Beide Refraktionen wurden von unterschiedlichen Augenoptikmeistern nacheinander am gleichen Tag durchgeführt. Die refraktiven Endwerte beider Refraktionen wurden jeweils dokumentiert; die Refraktionisten hatten keinen Zugang zu den Ergebnissen der jeweils anderen Sitzung.

Subjektive Refraktion vor Ort

Die Referenzmessung erfolgte in standardisierten Untersuchungsräumen bei einem Prüfabstand von 6 m (optisches System oder Spiegel-Äquivalent). DIN 58220-5 lag dem Ablauf zugrunde. Als Ausgangswert diente das Ergebnis eines Autorefraktometers (RK 11 (Medizs, Daejeon, Korea)). Die Messung wurde von technischen Assistenten durchgeführt.

Die subjektive Refraktion wurde nach einem standardisierten Protokoll von insgesamt 21 Augenoptikermeistern durchgeführt:

1. Monokulare Fernrefraktion (Bestimmung von Sphäre, Zylinder und Achse) mit dem Phoropter (DR-19 (Medizs, Daejeon, Korea)) unter Verwendung von Snellen-­Optotypen oder Landolt-Ringen. Die Sehzeichen wurden auf einem Monitor dargestellt (LC 13 (Medizs, Daejeon, Korea)), bei dem die Auflösung 1280 × 1024 beträgt.

2. Dokumentation der subjektiven Refraktion als Sphäre, Zylinder (Minusschreibweise) und Achse sphärischen, zylindrischen und achsialen Werten sowie des Fernvisus mit Korrektion (logMAR).

Ferngesteuerte subjektive Refraktion

Die ferngesteuerte Refraktion erfolgte unter den gleichen Bedingungen. Die Steuerung der Phoropters erfolgte aus der Ferne und die Kommunikation erfolgte über ein Audio- und Videosystem.

Der Proband befand sich allein im Untersuchungsraum; ein vor Ort anwesender technischer Assistent war lediglich für die Einrichtung des Equipments zuständig und hatte nach Beginn der Messung keinen Einfluss auf die Untersuchung. Mittels Videoübertragung konnte der Refraktionist die Posi­tion des Probanden stets überprüfen. Das Refraktionsprotokoll war identisch mit dem der vor Ort durchgeführten Refraktion

Zusatzerhebungen

Zur Charakterisierung der Stichprobe und Kontrolle potenzieller Einflussvariablen wurden demografische Daten (Alter und Geschlecht) erhoben.

Statistische Auswertung

Die statistische Analyse erfolgte mit der Software Excel Version 16.106 (Microsoft Corporation, Redmond, WA, USA). Das Signifikanzniveau wurde auf α = 0,05 festgelegt. Alle Daten wurden zunächst auf Normalverteilung geprüft (Shapiro-Wilk-Test). Der Test wurde manuell mittels Excel bestimmt.

Die im Alltag typische Schreibweise zur Klassifizierung eines Brillenglases bestehend aus Sphäre, Zylinder und Achse wurde in Power-Vektoren überführt, um die zylindrische Komponente analysieren zu können.⁸

Zur Beurteilung der Übereinstimmung zwischen Ferngesteuert- und Vor-Ort-Refraktion wurde die Methode nach Bland und Altman ⁹ angewendet. Dabei wurden die mittlere Differenz (Bias) sowie die 95-%-Grenzen der Übereinstimmung (Limits of Agreement, LoA = Mittelwert ± 1,96 Standardabweichung der Differenzen) berechnet. Als a-priori-Kriterium für klinisch akzeptable Übereinstimmung wurde ein Bias von < 0,25 dpt und LoA innerhalb von ± 0,50 dpt für sphärisches Äquivalent und die Zylinderkomponente festgelegt.

Für den Vergleich der Mittelwerte zwischen beiden Bedingungen wurde bei Normalverteilung ein gepaarter t-Test, andernfalls der Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test eingesetzt. Die Berechnung beider Teste erfolgte manuell unter Zuhilfenahme von Excel.

Demografische Daten der Probanden

Insgesamt 81 Probanden haben an der Studie teilgenommen. Die Studienpopulation bestand aus 42 (52 %) weiblichen und 39 (48 %) männlichen Probanden. Das Durchschnittsalter ± Standardabweichung der Population betrug 62 ± 13 Jahre und reichte von 20 bis 81 Jahren.

Refraktionsdaten

Die explorative Datenanalyse der Refraktionen ist in Tabelle 1 zusammengefasst.

Für die vor Ort durchgeführte Refraktion und die ferngesteuerte Refraktion war das sphärische Äquivalent normal verteilt (Ergebnisse der Shapiro-Wilk-Teste: W(81) = 0,97; p = 0,55 und W(81) = 0,97; p = 0,09). Die Komponenten J0 und J45 waren alle nicht normal verteilt (Ergebnisse der Shapiro-Wilk-Teste: J0 vor Ort: W(81) = 0,94; p = 0,001; J45 vor Ort: W(81) = 0,96; p = 0,01; J0 ferngesteuert: W(81) = 0,93; p = 0,001; J45 ferngesteuert: W(81) = 0,95; p = 0,02).

Um den Grad der Übereinstimmung von zwei Messungen festzustellen, werden üblicherweise Bland-Altman-­Diagramme verwendet. Bland-Altman-Diagramme sind vorteilhaft, da sie visuell die Übereinstimmung zweier Messmethoden zeigen, systematische Verzerrungen und zufällige Fehler aufdecken, die Streuung der Differenzen darstellen und Ausreißer identifizieren.

Bland-Altman-Diagramme wurden für die drei Komponenten SE, J0 und J45 sowie den Visus erstellt.

Bei Bland-Altman-Diagrammen wird auf der x-Achse der Mittelwert der zwei Messungen dargestellt. Auf der y-Achse wird die Differenz der zwei Messung dargestellt. Die gelbe, gepunktete Linie repräsentiert den Mittelwert der Abweichungen. Die gestrichelten Linien stellen die obere und untere Grenze der Übereinstimmung dar.

Für die Komponente sphärische Äquivalent (SE) ist das Bland-Altman-Diagramm in Bild 1 dargestellt. Die mittlere Abweichung zwischen den zwei Messungen beträgt −0,05 ± 0,23 dpt. Demzufolge fällt bei einer ferngesteuerten Refraktion das Ergebnis im Mittel um −0,05 dpt geringer aus als bei einer Refraktion, welche vor Ort durchgeführt wird. Diese Übereinstimmung lässt sich am geringen Abstand zwischen der Nulllinie und der Durchschnittslinie (gelb, gepunktet) ablesen. Ferner ist dem Diagramm zu entnehmen, dass kein systematischer Fehler vorliegt.

Die Verteilung für die Kreuzzylinderkomponente J0 und J45 sind in Bild 2 und Bild 3 dargestellt. Die Verteilung der Daten ist sehr ähnlich wie beim sphärischen Äquivalent. Für J0 fällt auch die ferngesteuerte Refraktion um −0,02 ± 0,15 dpt geringer aus als einer Vor-Ort-Refraktion. Ebenso sieht es bei J45 aus: die ferngesteuerte Refraktion fällt um 0,00 ± 0,12 dpt geringer aus.

Die drei Komponenten lassen sich mathematisch in die typische sphäro-cylindrische-Schreibweise überführen: die mittlere Abweichung würde dann sph. −0,03 cyl. −0,05 A 5° betragen.

Die a-priori Kriterien für die refraktiven Komponenten wurden erfüllt: die mittlere Abweichung lag unter 0,25 dpt und die Limits of Agreements liegen innerhalb von 0,50 dpt.

Für eine optimale Korrektion der Fehlsichtigkeit eines Betroffenen ist schlussendlich nicht die Brillenglasstärke entscheidend, sondern die Sehleistung, welche mit der Korrektion erreicht wird. Aus diesem Grund wurde zusätzlich zu den Refraktionsparametern der Visus verglichen. Das Bland-Altman-Diagramm für die Sehleistung ist in Bild 4 zu finden. Demzufolge beträgt die mittlere Abweichung −0,04 ± 0,09. Die Abweichung entspricht einer Differenz von zwei Sehzeichen. Bei der ferngesteuerten Refraktion wurden somit im Schnitt zwei Sehzeichen weniger erkannt.

Neben der Repräsentation mittels Bland-Altman-­Diagrammen wurden auch die Konfidenzintervalle für die Refraktionsergebnisse und die Sehleistung berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst.

Daraus ergeben sich folgende Aussagen: Mit 95-prozentiger Sicherheit liegt die mittlere Differenz für das sphärische Äquivalent zwischen −0,10 dpt und 0,00 dpt, für J0 zwischen −0,06 dpt und 0,01 dpt, für J45 zwischen −0,03 dpt und 0,02 dpt und für die Sehleistung zwischen −0,07 und 0,02.

Schlussendlich wurde noch ausgezählt, bei wie vielen Probanden die Abweichung der jeweiligen Komponenten über 0,25 dpt und über 0,50 dpt liegen. Die Auswertung ist in Tabelle 3 zu finden.

Während der Studie kam es zu keinen unerwünschten Ereignissen.

Die vorliegende Untersuchung zur ferngesteuerten subjektiven Refraktionsbestimmung im Vergleich zur vor Ort durchgeführten subjektiven Refraktion zeigt, dass beide Verfahren grundsätzlich in der Lage sind, klinisch verwertbare Refraktionsergebnisse zu liefern. Die Abweichungen vom Refraktionsergebnis und des resultierenden Visus sind gering (Refraktion: SE −0,05 dpt; Visus: 2 Buchstaben). Die Werte liegen innerhalb der üblichen Test-Retest-Variabilität und sind damit für den klinischen Alltag zu vernachlässigen. Die ferngesteuerte und vor Ort durchgeführte Refraktion wurde von unterschiedlichen Augenoptikern durchgeführt. Diese Tatsache könnte theoretisch eine zusätzliche Abweichung zwischen den zwei Refraktionen induzieren. Andersherum ist nicht auszuschließen, dass ein Refraktionist, der die Refraktionen unter beiden Gegebenheiten durchführt, das Ergebnis der zuvor durchgeführten Refraktion erinnert und somit die Refraktion in eine vorgegebene Richtung führt. Mehrere Studien konnten zeigen, dass ferngesteuerte subjektive Refrak­tionen im Mittel nur geringe Abweichungen gegenüber der klassischen vor Ort durchgeführten Refraktion aufweisen und damit für die klinische Routine grundsätzlich geeignet sind. Huang et al. fanden für eine ferngesteuerte subjektive Refraktion eine hohe Übereinstimmung der sphärischen und zylindrischen Komponenten sowie des bestkorrigierten Visus im Vergleich zur traditionellen Refraktion.¹⁰ Ähnliche Ergebnisse berichten Kapur et al. für ein Telerefraktionsmodell mit vor Ort tätigen Technikern und remote zugeschalteten Optometristen.¹¹

Von Grein et al.¹² wurde in einer klinischen Studie herausgearbeitet, dass die Wahrscheinlichkeit gleich Null ist, dass zwei Refraktionen zu dem gleichen Ergebnis kommen. Dieses liegt an Einflüssen, die durch den Refraktionisten nicht beeinflussbar sind. Dazu gehören unter anderem Tageszeit, Einnahme von Medikamenten, Pupillengröße und physiologische Schwankungen. So kann die Reproduzierbarkeit einer subjektiven Refraktion bei einem Probanden über den üblichen 0,25 dpt liegen. Aufgrund dieser nicht änderbaren Faktoren ist davon auszugehen, dass es stets zu Abweichungen bei einer Wiederholung einer subjektiven Refraktion kommen wird, unabhängig davon, welche Methodik angewandt wird.

Grundsätzlich kann es bei der ferngesteuerten Refraktion auch zu Komplikationen kommen. Beleuchtung, Bildschirmqualität, Sitzabstand und Störfaktoren können stärker variieren als in einer standardisierten Praxisumgebung. Die Beschränkung auf digitale Sehzeichen und bestimmte Interaktionsformen kann die Feinabstimmung der subjektiven Refraktion erschweren. Ebenso wird betont, dass die Qualität der Audio- und Videoverbindung und die Art der Instruktion die Genauigkeit subjektiver Endpunkte beeinflussen können.^10,13 Diese Faktoren können zu systematischen Abweichungen führen, die bei anspruchsvollen refraktiven Situationen klinisch relevant sind. Bei der vorliegenden Studie konnten keine systematischen Fehler festgestellt werden.

Huang et al.¹⁰ berichten von einer hohen Zufriedenheit und Akzeptanz telekontrollierter Refraktion, weisen aber darauf hin, dass eine strukturierte Anleitung und Schulung der Probanden entscheidend ist, um Fehler zu vermeiden. Die Akzeptanz und Zuverlässigkeit teleoptometrischer Verfahren hängt somit auch von der Vertrautheit der Probanden mit digitalen Technologien ab.

Trotz potenzieller Einschränkungen bestätigen die Ergebnisse der aktuellen Studie und die zitierte Literatur das erhebliche Potenzial der ferngesteuerten subjektiven Refraktion:

• Versorgung in unterversorgten Regionen: Telerefraktion wird explizit als Strategie zur Verbesserung des Zugangs zu refraktiver Versorgung in Regionen mit begrenzter optometrischer Infrastruktur diskutiert. In Zeiten eines sich global abzeichnenden Fachkräftemangels, der voraussichtlich das Gesundheitswesen besonders stark treffen wird, ist davon auszugehen, dass es leichter sein wird, technisches Equipment bereitzustellen, als qualifizierte Optometristen oder Ähnliches.

• Niedrigschwellige Nachkontrollen: Teleoptometrische Modelle ermöglichen unkomplizierte Nachkontrollen nach Brillenanpassung oder refraktiven Eingriffen, ohne dass ein erneuter Praxisbesuch erforderlich ist.

• Zeit- und Ressourceneffizienz: Sowohl Kapur et al.¹¹ als auch Huang et al.¹⁰ berichten, dass telekontrollierte Refraktionen die Auslastung von Fachpersonal optimieren und Wartezeiten reduzieren können.

Die Daten aus der Literatur legen nahe, dass remote Refraktionsverfahren insbesondere für Routinekontrollen und für Personen mit unkomplizierten refraktiven Profilen geeignet sind, während komplexe Fälle weiterhin von einer vor Ort durchgeführten Refraktion profitieren.

Hervorzuheben ist noch, dass das Durchschnittsalter der Studienpopulation mit 62 ± 13 Jahren recht hoch ist. Es ist jedoch nicht davon auszugehen, dass das Alter der Probanden einen Einfluss auf das Ergebnis haben könnte. Anzuführen wäre nur die Akkommodation bei jüngeren Probanden, die jedoch zu keinem Unterschied bei dem Ergebnis führen sollte, da eine potenzielle Gerätemyopie bei beiden Methoden vergleichbar sein sollte, da das gleiche Equipment genutzt wurde. Auch eine Hyperopie, die durch Akkommodation kompensiert wird, sollte entsprechend Berücksichtigung finden, da sich der Refraktionsablauf deckt.

Insgesamt zeigt die Untersuchung, dass ferngesteuert durchgeführte subjektive Refraktionen ein vielversprechendes Instrument darstellen, das klinisch verwertbare Ergebnisse liefern kann. Die vor Ort durchgeführte Refraktion bleibt jedoch insbesondere bei komplexen refraktiven Anforderungen überlegen. Eine kombinierte Nutzung beider Verfahren könnte langfristig eine effiziente, flexible und patienten­zentrierte refraktive Versorgung ermöglichen.

Im direkten Vergleich zeigt die ferngesteuerte Refraktion eine hohe Übereinstimmung mit der Vor-Ort-Methode, ohne systematische Verzerrungen bei den Parametern des sphärischen Äquivalents und des Zylinders. Die ferngesteuerte Refraktion ist somit klinisch validiert und bietet eine zuverlässige Lösung zur Überwindung geografischer oder logistischer Barrieren in der optometrischen Versorgung.

Interessenkonflikt:

Dr. Andreas Hartwig erhielt im Zusammenhang mit der Studie eine Kostenerstattung der SuperVista AG. Darüber hinaus bestehen keine Interessenkonflikte in Bezug auf die im Artikel genannten Methoden und Geräte. Fritz Paßmann war an einem von brillen.de, einer Marke der SuperVista AG, beauftragten Gutachten zur Remote-Refraktion beteiligt. Aufgrund des thematischen Bezugs zur vorliegenden Publikation wird diese frühere gutachterliche Tätigkeit offengelegt. Jaqueline Hemmert ist Mitarbeiterin der SuperVista AG.