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Beim Astigmatismus ist die Hornhaut nicht in allen Richtungen gleich stark gewölbt, sondern es liegt in einer Richtung (Meridian) eine Abweichung der Wölbung vor. Das Licht wird dadurch nicht mehr gleichmässig gebündelt und ein runder Gegenstand wird zum Beispiel elliptisch auf der Netzhaut abgebildet. Je nach Ausrichtung der Abweichung wird die so entstehende Ellipse mehr horizontal, vertikal oder schräg abgebildet. Neben einer gewissen Veranlagung zur Hornhautverkrümmung (familiäre Häufung) können auch Verletzungen und Erkrankungen der Hornhaut zu bleibenden Verkrümmungen führen.
Bei relativ gleichmässigen Verkrümmungen in nur eine Richtung (regulärer Astigmatismus) ist eine Korrektur mit sog. Zylindergläsern, die individuell in der Brille ausgerichtet (eingeschliffen) werden, relativ einfach.
Komplizierter wird es beim irregulären Astigmatismus: Die Verkrümmung ist ungleichmässig und auch die Bestimmung einer Richtung (Achse) gelingt zumeist nicht. Oftmals gelingt eine Korrektur nur mit sog. harten Kontaktlinsen.