Optimierung der Konstanten der asphärischen IOL Tecnis CL, Modell Z9002

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1 253 Optimierung der Konstanten der asphärischen IOL Tecnis CL, Modell Z9002 K. Gerstmeyer, W. Haigis, W. Hütz, U. Mester, V. Seiberth Zusammenfassung Fragestellung: Die üblichen, für die US-Kontaktbiometrie vorgesehenen IOL-Konstanten müssen für die optische Biometrie angepasst werden. Für die neue asphärische Tecnis CL wurden hierzu erste klinische Ergebnisse ausgewertet. Von Interesse war die Frage, wie sich Unterschiede der Konstanten zur sphärischen Schwesterlinse Clariflex interpretieren lassen? Methode: Prospektive Auswertung der Ergebnisse von 143 Augen, Optimierung der Konstanten durch Iteration. Ergebnisse: Die optimierten Konstantenwerte der asphärischen Tecnis CL sind wie zunächst für die optische Biometrie zu erwarten höher als die entsprechenden Firmenangaben. Sie sind ebenfalls höher als die der sphärischen Clariflex-Linse, da die asphärische Tecnis CL den myopisierenden Effekt der sphärischen Abberation minimiert. Somit ergeben sich erhöhte Anforderungen an die Genauigkeit der IOL-Berechnung. Zugleich wird aber auch der große Einfluss einer individuell unterschiedlichen Asphärizität der Hornhaut sowie der Pupillenweite deutlich. Schlussfolgerung: Für ein optimales Refraktionsergebnis bei der Verwendung von asphärischen IOL ist eine sorgfältige Konstantenoptimierung besonders wichtig. Individuell relevante Einflussgrößen, die Formeln zur Berechnung einer IOL nicht berücksichtigen können, beeinflussen das Ergebnis und zeigen Zweifel auf an der Korrektheit des Begriffes IOL-Konstante. Summary Purpose: For optical biometry it is necessary to adapt the commonly used IOL constants. First clinical results were evaluated to determine optimized constants for the new aspherical Tecnis CL. How can differences of the constants derived to the respective values of its spherical sister lens Clariflex be explained? Method: Prospective analysis of the results of 143 eyes, optimization by iteration. Results: Optimized constants for the aspherical Tecnis CL as expected for optical biometry were found to have higher values than the respective manufacturers data. They were even higher than the corresponding values of the spherical Clariflex-IOL because the aspherical Tecnis CL minimizes the myopic effect of spherical aberration. Thus increased requirements for the accuracy of the IOL calculation result. It is obvious that an individually different amount of asphericity of the cornea as well as the pupil diameter have a large influence. Conclusions: When using asperical IOLs a careful optimization of constants is particularly important for an optimal refractive outcome. Individually relevant variables which are not taken into consideration by IOL formulas affect the result and cast doubt on the correctness of the term IOL constant.

2 254 Biometrie, Refraktion Hintergrund Ziel der Arbeit ist es zunächst, die IOL-Konstanten der neuen asphärischen Intraokularlinse Tecnis CL Modell Z9002 der Fa. AMO an die individuelle Messumgebung verschiedener Operateure anzupassen. Die üblichen für den Ultraschall vorgesehenen IOL-Konstanten (A-Konstante, ACD-Konstante, surgeon factor usw.) sind für die Kontaktbiometrie gedacht und können für die optische Biometrie nicht verwendet werden. Sie müssen für dieses Verfahren angepasst werden, denn die hierbei gemessenen Achslängenwerte entsprechen hinsichtlich ihres Absolutwertes dem Ultraschall-Immersionsverfahren [1]. Weiterhin müssen Konstanten dieser Formeln sukzessive an die eigenen Ergebnisse angepasst (optimiert) werden, um im Durchschnitt höchstmögliche Genauigkeit zu erreichen. Die Tecnis Linse unterscheidet sich von der Clariflex Linse des gleichen Herstellers durch eine prolate Vorderfläche zur Reduktion der sphärischen Aberration. Ansonsten sind beide Intraokularlinsen baugleich. Ein weiteres Ziel der Arbeit ist es zu überprüfen, ob sich die ermittelten Konstanten für die asphärische Tecnis IOL von der sphärischen Schwesterlinse Clariflex unterscheiden und wie sich diese Differenzen gegebenenfalls erklären lassen. Methode Daten von 143 Augen wurden prospektiv ausgewertet, die an den Kliniken in Bad Hersfeld, Minden, Osnabrück und Sulzbach in der Zeit von Oktober 2006 bis Februar 2007 im Rahmen einer Kataraktoperation mit einer Silikonlinse vom Typ Tecnis CL Modell Z9002 versorgt worden waren. Der Projektplan sah eine Linsenentfernung in Kleinschnitttechnik durch Phakoemulsifikation vor mit anschließender Kapselsackimplantation der IOL. Für die Konstantenoptimierung wurden folgende Parameter dokumentiert und zur Auswertung an die Universitäts-Augenklinik Würzburg (WH) weitergeleitet: Biometrie (Hornhautradien, Achsenlänge, Vorderkammertiefe), verwendete Berechnungsformel und Zielrefraktion. Die Messungen erfolgten mit dem IOL- Master von Carl Zeiss Meditec; Stabile postoperative Refraktion. Als stabile Refraktion wurde das sphärische Äquivalent der subjektiven Refraktion vier bis sechs Wochen postoperativ verwendet. Für jede der folgenden gängigen IOL-Formeln (SRK II, SRK/T, HofferQ, Holladay-1, Haigis) wurden dann die jeweiligen Linsenkonstanten durch Iteration optimiert [2-4]. Der vorliegende Datensatz von n = 143 Augen ist umfangreich genug, um valide Aussagen zu ermöglichen [3]. Ergebnis Tabelle 1 fasst die statistischen Ergebnisse der Tecnis-Implantationen und Tabelle 2 die der Clariflex-Implantationen zu Achsenlänge, Vorderkammertiefe, Keratometrie,

3 Gerstmeyer et al.: Optimierung der Konstanten der asphärischen IOL-Tecnis 255 IOL-Stärke und postoperativer Refraktion zusammen. Die Mittelwerte zwischen beiden Linsenkollektiven sind nicht sehr unterschiedlich. Die mittlere postoperative Refraktion lag bei beiden Gruppen mit -0,44 dpt bzw. -0,41 dpt leicht im Myopen, der Mittelwert der Implantatstärke bei 21,5 dpt bzw. 21,4 dpt. Während die Hornhautradien der mit den jeweiligen Linsen versorgten Augen praktisch gleich waren, wies die Gruppe mit der Clariflex-Linse eine um 0,05 mm geringere Vorderkammertiefe und eine um 0,08 mm kürzere Achsenlänge auf im Vergleich zu den Augen mit der Tecnis-Linse. Entsprechend ist bei nicht allzu unterschiedlichen postoperativen Refraktionen (s. o.) die mittlere IOL-Stärke der Tecnis-Linsen auch geringfügig stärker. Der Unterschied ist klinisch nicht relevant. Vergleicht man die Mittelwerte der Achslängenmessung mit einem Wert von 23,48 mm, wie er aus Ultraschallmessungen in Immersion gewonnen worden war, so zeigt sich, dass die Mittelwerte beider Linsenkollektive um etwa 0,08 bis 0,16 mm von 23,48 mm entfernt sind, was Unterschiede in der Größenordnung von 0,24 bis 0,48 dpt bei der Ableitung von A-Konstanten bedingen kann [5]. Problematisch ist allerdings generell die Verwendung von Mittelwerten im Zusammenhang mit der Achsenlänge, da diese nicht normal verteilt ist [7]. Sowohl die Verwendung nicht personalisierter als auch nicht korrekter IOL-Konstanten führt zu einem systematischen Fehler in der IOL-Berechnung. So zeigt Abbildung 1 einen geringeren Prozentsatz korrekter Refraktionsvorhersagen, wenn statt der für die Tecnis CL zutreffenden IOL-Konstanten die Konstante für die Clariflex verwendet wird. Es wird ersichtlich, dass insbesondere der Prozentsatz kleiner Ren = 143 AL [mm] VK [mm] HH [mm] IOL [dpt] REF [dpt] MW 23,40 3,18 7,71 21,5-0,44 ± sd 0,95 0,44 0,26 2,3 0,76 Minimum 21,10 2,00 7,12 16,0-3,00 Maximum 26,91 4,97 8,34 29,0 2,13 Tab. 1: Deskriptive Statistik Tecnis Cl : Achsenlänge, Vorderkammertiefe, Keratometrie, IOL-Stärke, postoperative Refraktion n = 142 AL [mm] VK [mm] HH [mm] IOL [dpt] REF [dpt] MW 23,32 3,13 7,72 21,4-0,41 ± sd 0,91 0,39 0,25 2,4 0,65 Minimum 20,83 2,00 7,23 13,5-3,00 Maximum 25,73 4,05 8,46 27,0 1,00 Tab. 2: Deskriptive Statistik Clariflex: Achsenlänge, Vorderkammertiefe, Keratometrie, IOL-Stärke, postoperative Refraktion

4 256 Biometrie, Refraktion fraktionsabweichungen hiervon betroffen ist. Während die Vorhersagen innerhalb von ±2 dpt sich nur wenig unterscheiden, sinkt der Anteil korrekter Vorhersagen innerhalb ±1 dpt ab und wäre bei ±0,5 dpt nochmals deutlich größer. Im Umkehrschluss wäre der Gewinn durch Konstantenoptimierung für kleine Refraktionsabweichungen dann auch am größten. Die Verwendung optimierter Konstanten führt so definitionsgemäß zu einem arithmetischen Vorhersagefehler erreichte berechnete Refraktion von 0 dpt bzw. sollte nur wenig davon abweichen Anteil [%] ± 1 dpt ± 2 dpt 60 SRK2 SRKT HOLL HOFF HAI1 HAI2 50 C T C T C T C T C T C T Formel Tecnis CL: Basis: n = 143: a0 = 1,127, a1 = 0,4, a2 = 0,1; A-SRKT = 118,6, ASRK2 = 118,9, sf = 1,57, pacd = 5,34 Clariflex: Basis: n = 142: a0 = 0,921, a1 = 0,4, a2 = 0,1; A-SRKT = 118,3, ASRK2 = 118,6, sf = 1,38, pacd = 5,14 Abb. 1: Prozentualer Anteil korrekter Refraktionsvorhersage in ±1 dpt/ ±2 dpt bei Berechnung der Tecnis CL mit Clariflex (C) bzw. mit Tecnis CL (T) Konstanten Die Optimierungsrechnung ergibt die in Abbildung 2 zusammengefassten Linsenkonstanten der Tecnis CL. Es ergaben sich folgende optimierte Konstanten: SRK II A = 118,9, SRK/T A = 118,6, Holladay-1 sf = 1,57, HofferQ: pacd = 5,34. Die einfache Optimierung für den Haigis-Formalismus lieferte a0 = 1,13 bei festgehaltenen Werten für a1 (0,4) und a2 (0,1), die 3-fach-Optimierung ergab a0 = -0,431, a1 = 0,32, a2 = 0,177. Es fällt auf, dass die ermittelten Konstanten für die asphärische Tecnis CL höher sind als diejenigen für die Clariflex IOL. Dies erklärt sich durch eine Minderung der sphärischen Abberation infolge der prolaten Vorderfläche der Tecnis CL. Die sphärische Abberation ist ein Abbildungsfehler des Auges, der das Auflösungsvermögen und die Qualität des Netzhautbildes begrenzt. Sie ist gegeben durch eine Brennwei-

5 Gerstmeyer et al.: Optimierung der Konstanten der asphärischen IOL-Tecnis 257 Formel SRK II SRK/T Holladay-1 HofferQ Haigis Konstante A 3,13 sf pacd a0 a1 a2 Hersteller 118,7 0,39 1,62 5,37 1,71 0,4 0,1 Tecnis CL n = ,9 2,00 1,57 5,34 Clariflex n = ,6 4,05 1,38 5,14 1,13 0,4 0,1-0,431 0,327 0,177 0,92 0,4 0,1-0,234 0,104 0,190 Abb. 2: Optimierte Konstanten für verschiedene IOL-Formeln tendifferenz zwischen einem paraxialen und einem achsenfernen Lichtstrahl, der stärker gebrochen wird, sodass ein paraxialer und ein bester Fokus unterschieden werden können. Der paraxiale Fokus entspricht einer im Grenzwert unendlich kleinen Pupillenweite. Der beste Fokus ist die Position mit der höchsten Lichtdichte bei parallelem Lichteinfall (darstellbar mit ray tracing), die subjektiv am schärfsten wahrgenommen wird. Am menschlichen Auge liegt dieser myopisierende Effekt zwischen paraxialen Strahlen und stärker brechenden Randstrahlen im Abstand von 0,3 mm von der optischen Achse in der Größenordnung immerhin etwa 3 dpt [6]. Eine asphärische IOL muss infolgedessen stärker sein (bzw. ihre Konstanten höher), da der myopisierende Effekt der sphärischen Abberation entsprechend geringer ist. Deshalb ist auch ihre Berechnung kritischer, denn die Anforderungen an ein genaues Refraktionsergebnis sind höher. Diese Effekte hängen von Faktoren ab, die bei der Beschreibung durch Berechnungsformeln und Verwendung von Konstanten überhaupt nicht erfasst werden. Allein schon unterschiedliche Pupillenweiten bedingen ein verschiedenes Ausmaß an sphärischer Abberation mit wiederum unterschiedlicher Fokuslage. Letztendlich spielen die gesamten Geometrie des Auges (individuelle Asphärizität der Hornhaut) und optische Parameter der Intraokularlinse (Brechungsindex, Mittendicke) eine entscheidende Rolle. Es erscheint als Widerspruch in sich selbst, hier von (Linsen-) Konstanten zu sprechen. Literatur 1. Haigis W, Lege BAM: Akustische und optische Biometrie im klinischen Einsatz. In: Wenzel M, Kohnen T, Blumer B (Hrsg.): 14. Kongress der DGII. Köln; Biermann Verlag 2001; Haigis W, Dick B, Schwenn O, Weidler S: Optimierung von Linsenkonstanten für monound multifokale Silikonlinsen. In: Kohnen T, Ohrloff C, Wenzel M (Hrsg.): 13. Kongress der DGII. Köln: Biermann Verlag 2000; Haigis W, Gerstmeyer K: Anpassung von Linsenkonstanten für die optische Biometrie mit dem Zeiss IOLMaster. In: Demeler U, Völcker HE, Auffarth GU (Hrsg.): 15. Kongress der DGII. Köln: Biermann Verlag 2001;467-73

6 258 Biometrie, Refraktion 4. Haigis W, Dick B, Schwenn O et al.: Optimierung von Linsenkonstanten für verschiedene ophthalmochirurgische Zentren. In: Wenzel M, Kohnen T, Blumer B (Hrsg.): 14. Kongress der DGII. Köln: Biermann Verlag. 2001; Haigis W: IOL calculation in long and short eyes. In: Mastering the techniques of IOL power calculations. Garg A, Hoyos JE, Dementiev D (eds), Jaypee Brothers Medical Publishers (P) Ltd, New Delhi, India, 2005; Preußner PR: Übersehene Einflußgrößen bei der IOL-Anpassung. Der Augenspiegel 2007;52(5): Stenström S: Untersuchungen über die Variation und Kovariation der optischen Elemente des Auges. Appelbergs Boktryckeri, Uppsala 1946