Fluoreszenzangiographie in der Augenheilkunde

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1 S. Dithmar F.G. Holz Fluoreszenzangiographie in der Augenheilkunde Fluoreszein-Angiographie Indozyaningrün-Angiographie Fundus-Autofluoreszenz

2 S. Dithmar F.G. Holz Fluoreszenzangiographie in der Augenheilkunde Fluoreszein-Angiographie Indozyaningrün-Angiographie Fundus-Autofluoreszenz Mit 541 Abbildungen 123

3 Prof. Dr. med. Stefan Dithmar Leiter Schwerpunkt Retinologie Universitäts-Augenklinik Heidelberg Im Neuenheimer Feld 400 D Heidelberg Prof. Dr. med. Frank G. Holz Direktor der Universitäts-Augenklinik und Poliklinik Bonn Ernst-Abbe-Str. 2 D Bonn ISBN Springer Medizin Verlag Heidelberg Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikro verfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungs anlagen, bleiben, auch bei nur auszugs weiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechts gesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechts gesetzes. Springer Medizin Verlag springer.de Springer Medizin Verlag Heidelberg 2008 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Marken schutzgesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Produkthaftung: Für Angaben über Dosierungsanweisungen und Applikationsformen kann vom Verlag keine Gewähr übernommen werden. Derartige Angaben müssen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literaturstellen auf ihre Richtigkeit überprüft werden. Planung: Hanna Hensler-Fritton, Heidelberg Projektmanagement: Barbara Knüchel, Heidelberg Layout und Einbandgestaltung: deblik Berlin Satz: TypoStudio Tobias Schaedla, Heidelberg SPIN: Gedruckt auf säurefreiem Papier

4 V Geleitwort Die Fluoreszein- und Indozyaningrün-Angiographie einschließlich der Autofluoreszenz-Bestimmung sind in den letzten Jahren technisch in besonderer Weise weiterentwickelt worden. Speziell die konfokale Lasertechnologie ist dafür von wesentlicher Bedeutung: die Technik ist digital, Fluoreszein- und Indozyaningrün-Angiographie erfolgen in Echtzeit und sind simultan möglich. Die Befunde werden ergänzt durch Infrarot-, Rotfrei- und Autofluoreszenzaufnahmen. Grundlage für den neuen Fluoreszenzangiographie-Atlas von Herrn Prof. S. Dithmar, Heidelberg und Herrn Prof. F. Holz, Bonn (ehemals Heidelberg) sind Befunde, die an der Universitäts-Augenklinik Heidelberg mit dem Heidelberg Retina Angiograph 2 (HRA 2, Heidelberg Engineering) erhoben wurden. Somit wird in erfolgreicher Weise die Zusammenarbeit mit der Firma Heidelberg Engineering dokumentiert. Der Atlas erläutert in anschaulicher Weise die technischen Grundlagen der Fluoreszenz-Angiographie und stellt die normale Fluoreszenz-Angiographie allgemeinen pathologischen Fluoreszenzphänomenen gegenüber. Ein besonderes Kapitel ist der Fundusautofluoreszenz gewidmet, besonders im Hinblick auf die Pathologie des retinalen Pigmentepithels. Naturgemäß kommt in dem Atlas den Erkrankungen der Makula, insbesondere der altersabhängigen Makuladegeneration einschließlich der Anti-VEGF-Therapie, die größte Bedeutung zu. Das große Spektrum der Makulaerkrankungen wird ergänzt durch die Befunde bei retinalen Gefäßerkrankungen, entzündlichen Netzhaut-/Aderhauterkrankungen, Erkrankungen des Sehnerven und typischen Befunden bei intraokularen Tumoren, wie dem Aderhautmelanom, den Aderhautmetastasen und dem Aderhauthämangiom. Der Atlas»Fluoreszenzangiographie in der Augenheilkunde«von Dithmar und Holz vermittelt einen sehr guten Überblick über die angiographischen Charakteristika aller wichtigen und vor allem praxisrelevanten Krankheitsbilder und in anschaulicher wie eindrucksvoller Weise darüberhinaus Wissen über pathophysiologische Charakteristika von Makula-, Netzhaut- und Aderhauterkrankungen, was für die Diagnose, Differenzialdiagnose und Beurteilung klinischer Verläufe von großer Bedeutung ist. Somit ist der Atlas eine wertvolle Hilfe für Kollegen in der Ausbildung, der Praxis und der Klinik im Hinblick auf eine adäquate Diagnostik und Behandlung. Dies sind gute Gründe, den Autoren in besonderer Weise Anerkennung zu zollen und dem Buch eine hohe Akzeptanz und weite Verbreitung zu wünschen. Heidelberg, im Oktober 2007 Prof. Dr. Hans E. Völcker Ärztlicher Direktor der Universitäts-Augenklinik Heidelberg

5 VII Vorwort Die Entwicklung der bildgebenden Diagnostik in der Augenheilkunde hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht. Durch die technische Weiterentwicklung von Angiographiesystemen konnte die Bildqualität bei der Fluoreszeinund Indozyaningrün-Angiographie erheblich verbessert werden. Des Weiteren stehen nun wesentlich genauere Möglichkeiten der Autofluoreszenz-Bestimmung zur Verfügung. Durch diese Verbesserung der diagnostischen Verfahren können ganz neue Einblicke in die Pathogenese von Makula- und Netzhauterkrankungen gewonnen werden, welche zum Verständnis dieser Erkrankungen beitragen. Das Konzept dieses Atlanten ist es, neben den Grundlagen der Fluoreszeinund Indozyaningrün-Angiographie sowie der Fundus-Autofluoreszenz die verschiedenen Merkmale klinischer Krankheitsbilder anhand praxisrelevanter Fallbeispiele herauszuarbeiten. Dabei wurde bei der Bildauswahl besonderes Augenmerk auf die Qualität sowie auf klar erkennbare, typische Veränderungen gelegt. Der Atlas bietet so einen Überblick über die facettenreichen angiographischen Befunde retinologischer Krankheitsentitäten und Differenzialdiagnosen. Auch der nicht selbst angiographierende Augenarzt soll durch diesen Atlas in seinem pathophysiologischen und klinischen Verständnis gefördert werden. Besonderer Dank gilt den Entwicklern und Physikern der Firma Heidelberg Engineering, die die digitale Angiographie mittels konfokalem Scanning Laser Ophthalmoskop wesentlich auf den Weg gebracht haben. Den Mitarbeitern des Springer Verlages danken wir für ihre professionelle und zeitnahe Realisierung des Buches in dem rasch voranschreitenden und expandierenden Feld der retinologischen Bildgebung. Heidelberg, Bonn, 2007 Stefan Dithmar Frank G. Holz

6 IX Inhaltsverzeichnis 1 Physikalische und chemische Grundlagen der Fluoreszenzangiographie Fluoreszenz Fluoreszein Indozyaningrün Technische Grundlagen der Fluoreszenzangiographie Grundlegender Aufbau eines Scanning Laser Ophthalmoskops Lichtquellen Laser für die Fluoreszein-Angiographie Laser zur Aufnahme»rotfreier«Reflektionsbilder Laser für die Indozyaningrün (ICG) Angiographie Laser für die Aufnahme von Infrarot- Reflektionsbildern Grundlegendes zur optischen Abbildung Das konfokale Prinzip Tiefenauflösung Laterale Auflösung Der Heidelberg Retina Angiograph HRA2-Parameter im Grundmodus Simultanmodus Composite-Modus Fixationshilfen Weitwinkelobjektiv ART-Modul Untersuchung des vorderen Augenabschnitts Stereo-Bilder Elemente der Auswertesoftware Normale Fluoreszenzangiographie und allgemeine pathologische Fluoreszenzphänomene Normale Fluoreszein-Angiographie Aderhaut Zilioretinales Gefäß Papille Retinale Gefäße Makula Sklera Iris Normale ICG-Angiographie Pathologische Fluoreszenzphänomene Hyperfluoreszenz Hypofluoreszenz Fundusautofluoreszenz Einführung Scanning Laser Ophthalmoskopie und modifizierte Funduskamera Durchführung Grundlagen Ablauf der Untersuchung mit dem cslo Lipofuszin im retinalen Pigmentepithel Normale Fundusautofluoreszenz Typische Fundusautofluoreszenz- Befunde Makulaerkrankungen Altersabhängige Makuladegeneration (AMD) Drusen Irreguläre Pigmentierungen des retinalen Pigmentepithels Geographische Atrophie des retinalen Pigmentepithels Choroidale Neovaskularisation Klassische choroidale Neovaskularisation Okkulte choroidale Neovaskularisation Mischformen Lokalisation choroidaler Neovaskularisationen Seröse Abhebung des retinalen Pigmentepithels

7 X Inhaltsverzeichnis Riss des retinalen Pigmentepithels Idiopathische polypoidale choroidale Vaskulopathie Retinale angiomatöse Proliferation (RAP) Disziforme Narbe Fluoreszenzangiographische Phänomene nach Therapie Laserkoagulation Photodynamische Therapie (PDT) Anti-VEGF-Therapie Zystoides Makulaödem Hereditäre Makulaerkrankungen Morbus Stargardt Fundus flavimaculatus Morbus Best (vitelliforme Makuladystrophie) Musterdystrophien des retinalen Pigmentepithels Kongenitale X-chromosomale Retinoschisis Adulte vitelliforme Makuladegeneration Makuladegeneration bei Myopie Angioide Streifen Chorioretinopathia centralis serosa Chronische idiopathische Chorioretinopathia centralis serosa Idiopathische juxtafoveale Teleangiektasien Epiretinale Gliose Makulaforamen Chloroquin-Makulopathie Retinale Gefäßerkrankungen Diabetische Retinopathie Nichtproliferative diabetische Retinopathie Proliferative diabetische Retinopathie Fundus hypertonicus Retinale Arterienverschlüsse Retinaler Zentralarterienverschluss Retinaler Arterienastverschluss Retinale Venenverschlüsse Retinaler Zentralvenenverschluss Retinaler Venenastverschluss Retinales Makroaneurysma Morbus Coats Retinales kapilläres Hämangiom Retinales kavernöses Hämangiom Tortuositas vasorum Entzündliche Netzhaut-/ Aderhauterkrankungen Toxoplasmose-Retinochorioiditis Multifokale Chorioiditis Akute posteriore multifokale plakoide Pigmentepitheliopathie (APMPPE) Punctate inner Choroidopathy Presumed Ocular Histoplasmosis Syndrom (POHS) Birdshot-Chorioretinopathie Perivaskulitis Okklusive retinale Vaskulitis Inflammatorisches Makulaödem Serpiginöse Chorioiditis Erkrankungen des Sehnerven Kongenitale Papillenanomalien Schräger Sehnerveneintritt Markhaltige Nervenfasern Drusenpapille Papillenkolobom Grubenpapille Juxtapapilläres retinales kapilläres Hämangiom Endophytisches Wachstum Sessiles Wachstum Exophytisches Wachstum Pigmentierte Papillenanomalien Anteriore ischämische Optikusneuropathie Papillitis Stauungspapille Parapapilläre choroidale Neovaskularisation Intraokulare Tumoren Aderhautmelanom Aderhautmetastasen Aderhauthämangiom

8 1 Physikalische und chemische Grundlagen der Fluoreszenzangiographie 1.1 Fluoreszenz Fluoreszein Indozyaningrün 3

9 2 Kapitel 1 Physikalische und chemische Grundlagen der Fluoreszenzangiographie Fluoreszenz Bestimmte chemische Stoffe können durch elektromagnetische Strahlung angeregt werden, d.h. sie können die Energie der Strahlung aufnehmen. Durch die Absorption der Strahlungsenergie werden freie Elektronen der Substanz in einen höheren Energiezustand versetzt. Dieser höhere Energiezustand ist instabil, die Elektronen fallen wieder auf einen niedrigeren Energiezustand zurück und geben dabei die absorbierte Energie wieder ab. Dies geschieht durch Aussendung von elektromagnetischer Strahlung. Die ausgesendete (emittierte) Strahlung hat weniger Energie als die ursprünglich absorbierte Energie. Da bei elektromagnetischer Strahlung Energie und Wellenlänge miteinander zusammenhängen, bedeutet dass, das die emittierte elektromagnetische Strahlung immer eine längere Wellenlänge hat als die zuvor absorbierte Strahlung. Die emittierte Strahlung wird Fluoreszenz genannt. Die Wellenlänge der emittierten Strahlung liegt innerhalb eines für die einzelne chemische Substanz charakteristischen Bereiches (= Emissionsspektrum). Je nach chemischer Substanz muss auch die anregende elektromagnetische Strahlung (= Exzitationslicht) in einem bestimmten Wellenlängenbereich liegen, da sonst die freien Elektronen nicht auf ein höheres Energieniveau angehoben werden können (= Absorptionsspektrum). Das Fluoreszenzphänomen erlischt sofort, wenn das anregende Licht aufhört, d.h. die Emission erfolgt umgehend nach der Absorption. Erfolgt die Emission der Energie deutlich zeitverzögert zu der Energie-Absorption, spricht man nicht von Fluoreszenz, sondern von Phosphoreszenz. Fluoreszein ist eine kristalline Substanz, die gut wasserlöslich ist ( Abb. 1.1). Das Absorptionsspektrum liegt zwischen nm und somit am Ende des blauen Bereiches des sichtbaren Lichts. Das Emissionsspektrum liegt zwischen 520 und 530 nm, d.h. Fluoreszein hat eine grüngelbliche Fluoreszenz. Die Fluoreszenzintensität ist ph-abhängig und erreicht bei mittlerem ph des Blutes ihr Maximum. Auch bei starker Verdünnung lässt sich die Fluoreszein-Fluoreszenz noch gut nachweisen. Für die Fluoreszein-Angiographie werden bis zu 500 mg Natrium-Fluoreszein (5 ml einer 10%igen Lösung) intravenös appliziert. Bei Verwendung moderner Angiographiegeräte (s.u.) kann die benötigte Fluoreszeinmenge deutlich reduziert werden. Nach der Injektion wird Fluoreszein zu 70 80% an Plasmaproteine gebunden. Der übrige Anteil des Fluoreszeins liegt ungebunden vor und kann durch alle Gefäßwände perfundieren mit Ausnahme der großen Aderhautgefäße, der Netzhautgefäße (innere Blut-Retina-Schranke) und der zerebralen Gefäße. Das retinale Pigmentepithel stellt eine Barriere für Fluoreszein dar, da die einzelnen RPE-Zellen durch Zonulae occludentes miteinander verbunden sind (äußere Blut-Retina-Schranke). Aufgrund der Perfusion des freien Fluoreszein- Anteils durch die Gefäßwände können sich nach der Fluoreszein-Injektion Haut und Schleimhäute gelblich verfärben, was insbesondere im Bereich der Bindehaut auffällt. Die Verfärbung beginnt einige Minuten nach der Injektion und kann mehrere Stunden anhalten. Fluoreszein wird über die Leber und die Niere ausgeschieden und führt zu einer gelblich-braunen Verfärbung des Urins. Nach 24 Stunden ist der Farbstoff im allgemeinen komplett ausgeschieden, sofern keine Nierenfunktionsstörung vorliegt. 1.2 Fluoreszein COONa NaO O O Abb Fluoreszein

10 Indozyaningrün Bei einigen Patienten kann es nach der intravenösen Injektion von Fluoreszein zu Übelkeit, Erbrechen und Schwindel kommen, typischerweise ca. 5 Minuten nach Injektion. Diese Beschwerden sind im allgemeinen sehr schnell reversibel. Schwerwiegende Komplikationen im Sinne eines allergischen Schocks wurden nur sehr selten berichtet. In der älteren Literatur wird die Inzidenz von Todesfällen nach Fluoreszein-Injektion auf 1: geschätzt. Da heutzutage aufgrund neuer Gerätetechnik die Fluoreszeindosis deutlich reduziert werden kann, ist möglicherweise auch das Risiko schwerer Komplikationen noch geringer. Dennoch müssen bei der Angiographie zwingend entsprechende Notfallmedikamente vorrätig sein und das Personal für einen möglichen Notfall instruiert sein. Als Kontraindikationen für die intravenöse Applikation von Fluoreszein gelten: Schwangerschaft, schwere frühere Reaktion gegen Fluoreszein und nicht abgeklärte schwere allergische Reaktionen in der Anamnese. 1.3 Indozyaningrün Indozyaningrün (ICG) ist ein Tricarbocyaninfarstoff, bei dem das Absorptionsspektrum und das Emissionspekturm im Infrarotbereich liegen (Absorptionsspektrum: nm, Emissionspektrum: nm) ( Abb. 1.2). Infrarotstrahlung hat eine höhere Transmission als sichtbares Licht, kann also besser durch Pigment (Melanin des retinalen Pigmentepithels), Blutungen oder Exsudationszonen hindurchdringen. ICG wird zu 98% an Plasmaproteine gebunden und hat somit eine viel höhere Proteinbindung als Fluoreszein. Daher verbleibt ICG im Gegensatz zu Fluoreszein fast vollständig intravasal. Die Fluoreszenzintensität von ICG ist schwächer als die von Fluoreszein. Bei der ICG-Angiographie werden bis zu 25 mg ICG intravenös appliziert, wobei analog zur Fluroreszein-Angiographie durch Verwendung moderner Angiographiegeräte die benötigte ICG-Menge deutlich reduziert werden kann. ICG wird über die Leber abgebaut. ICG ist im allgemeinen gut verträglich und Nebenwirkungen treten seltener auf als bei der Injektion von Fluoreszein. In der älteren Literatur wird die Inzidenz von Todesfällen nach ICG-Injektion auf 1: geschätzt. Zur Stabilisierung des Farbstoffes enthalten ICG-Injektionslösungen 5% Jod. Hierbei handelt es sich um anorganisches Jod und Risiken bei Patienten mit Allergien gegen organisches Jod sind nicht bekannt. Bei bekannter Jod-Allergie und klinischer Notwendigkeit für eine ICG-Angiographie kann aber statt Indocyaningrün das Jodfreie Infrazyaningrün verwendet werden. Auch bei Patienten mit Schilddrüsenüberfunktion, Allergie gegen Schalentiere oder fortgeschrittener Leberinsuffizienz sollte eine ICG-Angiographie nicht durchgeführt werden. ICG kann die Plazentaschranke nicht passieren, es liegen aber keine Untersuchungen zur Verwendung während der Schwangerschaft vor. Die ICG-Angiographie ist insbesondere auch für die Darstellung der Aderhautzirkulation geeignet, da die Infrarotstrahlung eine höhere Transmission durch das retinale Pigmentepithel im Vgl. zur Fluoreszein-Angiographie hat und ICG im Ggs. zu Fluoreszein nicht aus der Choriocapillaris austritt. CH 3 CH 3 CH=CHCH=CHCH=CHCH N + (CH 2 ) 4 SO 2 O - NaO 3 S(CH 2 ) 4 N CH 3 CH 3 Abb Indozyaningrün

11 2 Technische Grundlagen der Fluoreszenzangiographie 2.1 Grundlegender Aufbau eines Scanning Laser Ophthalmoskops Lichtquellen Laser für die Fluoreszein-Angiographie Laser zur Aufnahme»rotfreier«Reflektionsbilder Laser für die Indozyaningrün (ICG) Angiographie Laser für die Aufnahme von Infrarot-Reflektionsbildern Grundlegendes zur optischen Abbildung Das konfokale Prinzip Tiefenauflösung Laterale Auflösung Der Heidelberg Retina Angiograph HRA2-Parameter im Grundmodus Simultanmodus Composite-Modus Fixationshilfen Weitwinkelobjektiv ART-Modul Untersuchung des vorderen Augenabschnitts Stereo-Bilder Elemente der Auswertesoftware 13

12 6 Kapitel 2 Technische Grundlagen der Fluoreszenzangiographie 2 Gegenwärtige bildgebende Verfahren für die Fluoreszein-/ICG-Angiographie und die Autofluoreszenzuntersuchung umfassen im wesentlichen modifizierte Funduskameras und Scanning-Laser- Ophthalmoskope. Die Entwicklung der Scanning Laser Angiographie hat zu einer wesentlichen Verbesserung der Fluoreszenzangiographie geführt. In diesem Kapitel wird auf die Grundlagen der Scanning Laser Angiographie eingegangen. 2.1 Grundlegender Aufbau eines Scanning Laser Ophthalmoskops Der prinzipielle optische Aufbau eines Scanning Laser Ophthalmoskops ist in Abb. 2.1 schematisch dargestellt. Der Laserstrahl tritt, nachdem er den Strahlteiler (BSP) passiert hat, in die Scannereinheit ein. Die Scannereinheit besteht im Wesentlichen aus 2 synchronisierten, oszillierenden Spiegeln, die den Laserstrahl in 2 Dimensionen ablenken. Gewöhnlich erfolgt in horizontaler Richtung (X-Achse) die sehr viel schnellere Ablenkung innerhalb einer Zeile, während in vertikaler Richtung (Y-Achse) der Vorschub zwischen 2 Zeilen realisiert wird ( Abb. 2.2). Zusätzlich zur Ablenkung in lateraler Richtung kann der Fokuspunkt des Laserstrahls axial verändert werden, d.h. die Fokalebene im Objekt wird verschoben, so dass die Aufnahme von Serien zweidimensionaler Schnittbilder eines dreidimensionalen Objekts möglich ist. Hierfür ist zusätzlich zu den Scanspiegeln noch ein Teleskop notwendig, mit dem z.b. durch präzises Verschieben einer Linse die Divergenz des Laserstrahls verändert und damit die Fokalebene im Objekt variiert wird. Befinden sich Fluoreszeinmoleküle im Laserfokus, so können diese durch Absorption von Photonen in einen höheren elektronischen Zustand gebracht werden. Beim Rückgang in den elektronischen Grundzustand werden dann Lichtquanten emittiert. Die Wellenlänge dieses emittierten Photons ist rotverschoben, d.h. die Wellenlänge ist größer und die Frequenz bzw. Energie geringer im Vergleich zum anregenden Lichtquant. Das emittierte Fluoreszenzlicht, was durch die Pupille nach Abb Abtastprozedur bei der Bildaufnahme Abb Schematischer Aufbau eines konfokalen Scanning Laser Ophthalmoskops

13 Lichtquellen Abb Schematische Darstellung der Fluoreszenzdetektion außen gelangt, wird an dem Strahlteiler (BSP) in den Detektionsarm gelenkt. Um zu gewährleisten, dass kein Laserlicht das Fluoreszenzsignal verfälscht, ist ein Filter eingebaut, der die anregende Wellenlänge effizient unterdrückt und gleichzeitig eine möglichst hohe Transmission im Wellenlängenbereich der emittierten Strahlung aufweist. Das parallele Fluoreszenz-Lichtbündel wird mit einer Fokussierlinse auf eine kleine Pinhole fokussiert (Durchmesser ca. 100 µm) ( Abb. 2.3), wodurch Fluoreszenzlicht aus Schichten ober- oder unterhalb der eigentlichen Objektebene, d.h. der Netzhaut, ausgeblendet wird. Dieses sogenannte konfokale Abbildungsprinzip ermöglicht eine sehr effiziente Unterdrückung von Streulicht, was insbesondere bei Kataraktpatienten zu einer erheblichen Kontrastverbesserung der Angiographiebilder führt. 2.2 Lichtquellen In konventionellen Funduskameras werden helle Blitzlampen zur großflächigen Beleuchtung des Augenhintergrunds eingesetzt, so dass der gesamte Fotofilm bzw. der gesamte Chip einer CCD Kamera für mehrere Millisekunden belichtet wird. Im Gegensatz hierzu wird beim Scanning Laser Ophthalmoskop jeder Bildpunkt seriell (d.h. zeitlich nacheinander) aufgenommen. Die typische Belichtungszeit pro Bildpunkt liegt jedoch im Nanosekundenbereich und ist damit um einen Faktor von ca geringer. Daher muss die gesamte Lichtmenge exakt auf den momentan abgebildeten Punkt fokussiert werden. Hierfür sind punktförmige Lichtquellen mit hoher räumlicher Kohärenz notwendig, deshalb kommen in einem SLO ausschließlich Laser als Lichtquellen zum Einsatz Laser für die Fluoreszein- Angiographie Das bei den meisten Angiographieuntersuchungen verabreichte Kontrastmittel Fluoreszein hat sein Absorptionsmaximum bei ca. 490 nm. Hier ist jahrelang der Argon-Ionen-Laser zum Einsatz gekommen, u. a. auch in der ersten Version des Heidelberg Retina Angiographen (HRA, Heidelberg Engineering), da dieser Laser neben anderen Wellenlängen eine stark ausgeprägte Laserlinie bei 488 nm aufweist ( Abb. 2.4). Gaslaser, wie der Argon-Ionen-Laser, haben neben einigen Vorteilen wie z.b. geringes Rauschen und sehr gutes Strahlprofil leider auch zahlreiche Nachteile, die diese Systeme relativ aufwendig und unhandlich machen: zum Betrieb der Laserröhren sind aufwendige Netzteile notwendig, die sowohl Hochspannungs-Pulse zur Zündung der Gasentladung,

14 8 Kapitel 2 Technische Grundlagen der Fluoreszenzangiographie 2 b a c Abb. 2.4a c. Bei der Fluoreszenzangiographie eingesetzte Laserquellen: a Argon-Ionen-Laser (488 nm und 514 nm, HRA), b frequenzverdoppelter Halbleiterlaser (488 nm, HRA2), c Halbleiter-Laserdioden im roten bzw. infraroten Spektralbereich (z.b. ICG-Laser in HRA und HRA2) als auch hohe Ströme zur Aufrechterhaltung des Plasmastroms bereitstellen müssen. Hinzu kommt der extrem niedrige Wirkungsgrad des Lasers: um einige Milliwatt an Laserleistung zu generieren, werden Leistungsaufnahmen im Kilowattbereich benötigt, so dass Laserkopf und Netzteil mit großen Lüftern gekühlt werden müssen. Die mittlere Lebensdauer der Laserröhren ist auf etwa 5 Jahre begrenzt und häufig wird schon nach kürzerer Zeit aufgrund einer Degradierung des Strahlprofils ein Austausch der Laserröhre notwendig. Erst seit dem Jahr 2002 ist für den benötigten Wellenlängenbereich eine Alternative zum Argon-Ionen-Laser kommerziell erhältlich: die Strahlung eines optisch gepumpten Halbleiterlasers bei 976 nm wird mittels eines nichtlinearen Kristalls im Laserresonator frequenzverdoppelt, so dass nach Herausfilterung der Grundwellenlänge Laserstrahlung bei 488 nm generiert wird ( Abb. 2.4). Um eine mit dem Argon-Ionen-Laser vergleichbare oder noch bessere Stabilität der Laserstrahlung zu erreichen, ist jedoch eine sehr aufwendige Temperaturregelung des Laserresonators notwendig. Diese wird mit einem mehrstufigen Peltierelement (thermoelektrische Kühlung) auf einem mechanischen Kühlkörper realisiert. Die Wärmeabfuhr kann mit einem kleinen kompakten Lüfter bewerkstelligt werden, da die gesamte elektrische Leistungsaufnahme wesentlich geringer ist (ca. 50 W) Laser zur Aufnahme»rotfreier«Reflektionsbilder In Ergänzung zur Angiographieuntersuchung können mit einem Scanning Laser Ophthalmoskop auch sogenannte rotfreie Reflektionsbilder, d.h Aufnahmen mit Laserquellen im grünen oder nahen blauen Spektralbereich durchgeführt werden. Diese sind von besonderem Interesse, da manche pathologische Strukturen, wie z.b. Mikroaneurysmen, bei der Bildaufnahme mit rotem Licht aufgrund der Kontrastschwäche kaum sichtbar sind. Außerdem zeigen insbesondere die Nervenfaserbündel eine erhöhte Reflektivität im kurzwelligen Spektralbereich, so dass lokalisierte Defekte im»rotfrei«-modus relativ gut dargestellt werden können. Der im Heidelberg Retina Angiograph 2 (HRA 2, Heidelberg Engineering) ohnehin integrierte Halbleiterlaser für die Fluoreszein-Angiographie

15 Grundlegendes zur optischen Abbildung (s.o.) kann auch für die»rotfrei«-aufnahmen eingesetzt werden. Hierzu muss lediglich der Angiographie-Sperrfilter herausgeklappt werden, welcher ja das blaue Licht bei 488 nm absorbieren würde Laser für die Indozyaningrün (ICG) Angiographie Indozyaningrün wird im nahen infraroten Spektralbereich angeregt; das Absorptionsmaximum liegt bei ca. 800 nm. In diesem Spektralbereich sind einfache Laserdioden verfügbar, wie sie auch z.b. in der Unterhaltungsindustrie eingesetzt werden. Allerdings muss hier sorgsam auf die Strahlqualität und das Spektrum der Bauteile geachtet werden, um eine optimale Qualität der ICG-Bilder zu gewährleisten. Aufgrund der großen Streuung der Lasereigenschaften müssen die Laserdioden speziell selektiert und getestet werden Laser für die Aufnahme von Infrarot-Reflektionsbildern Für die Aufnahme von Infrarot (IR)-Reflektionsbildern können ebenfalls relativ einfache IR-Laserdioden (Wellenlängenbereich 810 nm 830 nm) eingesetzt werden. Die große Streuung der Laserwellenlänge bei der Chipherstellung ist hier nicht so kritisch wie bei der ICG-Angiographie, so dass auf eine spezielle Selektion verzichtet werden kann. 2.3 Grundlegendes zur optischen Abbildung Das konfokale Prinzip In Abb. 2.5 ist das konfokale Messprinzip schematisch dargestellt. Eine Punktlichtquelle ein paralleler Laserstrahl stellt eine Punktlichtquelle im Unendlichen dar wird mittels eines optischen Abbildungssystems auf die Objektebene fokussiert. Das zurückkommende Licht (reflektiert oder gestreut) wird auf einer Lochblende Abb Prinzip der konfokalen Abbildung abgebildet, die in einer Bildebene zur Objektebene positioniert ist. Die Lochblende unterdrückt sehr effektiv Licht aus tiefer oder höher gelegenen Schichten des dreidimensionalen Objekts. Wird der Fokuspunkt in lateraler Richtung periodisch verschoben, ist somit die Aufnahme eines zweidimensionalen optischen Schnittbildes möglich. Verschiebt man die Fokalebene nach der Aufnahme eines Bildes sukzessive tiefer in das Objekt hinein, so können Serien von zweidimensionalen Schnitten mit äquidistanten Abständen aufgenommen werden, d.h. das Objekt wird durch einen dreidimensionalen Datenwürfel beschrieben. Der HRA2 ermöglicht die Aufnahme solcher Datensätze, die dazu dienen können, z.b. die Durchblutung von Tumoren zu erfassen Tiefenauflösung Die theoretische Tiefenauflösung, d.h. der minimale axiale Abstand, den zwei Objekte voneinander haben müssen, um separat sichtbar zu sein,

16 10 Kapitel 2 Technische Grundlagen der Fluoreszenzangiographie 2 ist durch die numerische Apertur des Objektivs, also das Verhältnis aus Pupillendurchmesser und Brennweite begrenzt. Die numerische Apertur des auf 6 mm geweiteten Auges ist ca. 0,23, damit wäre eine Tiefenauflösung von ca. 80 µm möglich. In der Praxis ist die Tiefenauflösung schlechter, da bei geweiteten Pupillen die optischen Abbildungsfehler zunehmen. Studien haben gezeigt, dass die Optik von menschlichen Augen ohne größere Aberrationen bis zu einem Pupillendurchmesser von ca. 3 mm beugungsbegrenzt ist, damit ergibt sich eine Tiefenauflösung von ca. 300 µm. Im HRA ist jedoch bewusst eine größere Lochblende eingesetzt worden. Dadurch wird zwar die Tiefenauflösung weiter reduziert, dafür gelangt jedoch wesentlich mehr Licht zum Detektor, was eine Verbesserung der Bildqualität insbesondere von signalschwachen Aufnahmen, wie etwa Autofluoreszenz oder Spätphasen-Angiographien, zur Folge hat. Zudem ist auch gewünscht, dass insbesondere bei ICG-Angiographien Fluoreszenzlicht aus dem retinalen und choroidalen Gefäßsystem in einem Bild überlagert dargestellt werden, d.h. das optische Volumen eines Schnittbildes muss eine Tiefe von ca. 500 µm haben. Die konfokale Apertur im HRA2 ist hilfreich zur Unterdrückung von Streulicht, welches aus anderen Schichten als der Netzhaut (z.b. der Linse) herrührt. So können aufgrund der konfokalen Optik auch Untersuchungen an Patienten mit Katarakt durchgeführt werden, was in konventionellen Systemen mit Bildsensoren (Fotofilm oder CCD-Chip) nur sehr begrenzt möglich ist. Hier verursacht die Fluoreszenz der Peroxidationsprodukte innerhalb der Linse einen kontinuierlichen Grauschleier, der mehr oder weniger über das gesamte Bild verteilt ist und eine erhebliche Kontrastverminderung zur Folge hat. Bei HRA-Aufnahmen ist der Bildkontrast der Netzhaut nahezu unverändert hoch, da die durch die Katarakt verursachte Fluoreszenz an der konfokalen Apertur vollständig abgeblockt wird. Eine Beeinträchtigung der Bildqualität resultiert lediglich aus der unvermeidbar geringeren Signalstärke, da aufgrund der Streuung innerhalb der Katarakt sowohl weniger Laserlicht die Netzhaut als auch weniger Fluoreszenzlicht den Detektor erreicht Laterale Auflösung Die Auflösung innerhalb eines zweidimensionalen Bildes wird durch die Größe des Fokuspunkts bestimmt (optische Auflösung). Diese ist theoretisch wiederum abhängig von der numerischen Apertur. In der Praxis ist diese beugungsbegrenzte Auflösung jedoch auch bei nicht fehlsichtigen Augen nur bis Pupillendurchmesser von ca. 3 mm erreichbar. Für weitgetropfte Augen wird die Abbildungsqualität durch die in der Peripherie immer stärker werdenden optischen Aberrationen (Astigmatismus, Koma und höhere Ordnungen) des menschlichen Auges limitiert, so dass trotz des höheren Öffnungswinkels die Auflösung verschlechtert wird. Daher wird beim HRA der Durchmesser des auf die Pupille auftreffenden Laserstrahls auf 3 mm gesetzt. Die dann für optisch einwandfreie Augen erreichbare Auflösung kann durch die Formel für Fraunhofer sche Beugung an einer kreisförmigen 3 mm Blende abgeschätzt werden und beträgt ca. 5 µm für 488 nm bzw. ca. 8 µm für 800 nm. Die digitale Abtastrate (Pixelabstand) muss an diese optische Auflösung angepasst werden; eine deutlich höhere Abtastrate kann keine weitere Auflösungsverbesserung erbringen. 2.4 Der Heidelberg Retina Angiograph 2 Die in diesem Buch enthaltenen Fluoreszeinund Indozyaningrün-Angiographiebilder sowie die Autofluoreszenzbilder, die»rotfrei«- und IR- Aufnahmen wurden mit dem Heidelberg Retina Angiograph 2 (HRA2) des Herstellers Heidelberg Engineering GmbH, Heidelberg, gewonnen ( Abb. 2.6). Der HRA2 ist ein wie oben beschriebenes konfokales Scanning Laser Ophthalmoskop, das speziell für die kontraststarke und hochaufgelöste Angiographie der Netzhaut ausgelegt ist.

17 Der Heidelberg Retina Angiograph 2 Abb Der Heidelberg Retina Angiograph 2 hier mit Instrumentenbasis mit XYZ-Verstelleinheit. Wahlweise kann der HRA2 auch mit einer Kreuztisch Instrumentenbasis bedient werden HRA2-Parameter im Grundmodus Der HRA2 besitzt die folgenden Grundmodi: Fluoreszein-Angiographie (FA-Modus) 488 nm Indozyaningrün-Angiographie (ICGA-Modus) 790 nm Rotfreie Reflektion 488 nm Infrarot Reflektion 820 nm Standard-Autofluoreszenzbilder können vor Verabreichung des Farbstoffs im Fluoreszein-Angiographie Modus aufgenommen werden. In Tabelle 2.1 sind die technischen Parameter für diese Grundmodi dargestellt. In allen Grundmodi können wahlweise Einzelbilder, Zeitsequenzen und Tiefensequenzen (sog. Z-Scans) aufgenommen werden. Insbesondere die Zeitsequenzen haben große klinische Bedeutung bei der Darstellung der Dynamik der Einströmphase erlangt (z.b. Detektion von»feeder vessel«). Sphärische Fehlsichtigkeit der Patienten kann im Bereich 12 Dioptrie bis über + 30 Dioptrie kontinuierlich durch Einstellung am Refraktionsrad kompensiert werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, eine interne Myopielinse mit weiteren 6 bzw. -12 Dioptrie vorzuschalten, so dass der gesamte Refraktionsbereich von 24 Dioptrie bis über +30 Dioptrie ohne externe Vorsatzlinsen o.ä. abgedeckt werden kann. Neben diesen Grundmodi bietet der HRA2 viele weitere Möglichkeiten, die erlauben, den Einsatzbereich des Gerätes zu erweitern, bzw. die Bildqualität zu optimieren. Die wichtigsten Eigenschaften sollen im folgenden vorgestellt werden: Simultanmodus Im Simultanmodus werden zeitgleich Paare unterschiedlicher Bilder aufgenommen, indem die Laserquellen zeilenweise alternierend eingeschaltet werden. So können beispielsweise simultan FA- und ICGA-Aufnahmen jeweils von identischen Arealen durchgeführt und abgespeichert werden. Dies ermöglicht einen direkten und un- Tabelle 2.1 Feldgröße (quadratisch) HR-Modus (hohe Auflösung) Pixelabstand 5 µm HS-Modus (hohe Bildrate) Pixelabstand 10 µm Anzahl Pixel Bildrate [1/s] Anzahl Pixel Bildrate [1/s] 30 x x x x x x x x x

18 12 Kapitel 2 Technische Grundlagen der Fluoreszenzangiographie 2 mittelbaren Vergleich der Darstellung von Pathologien in den beiden Angiographiemodi. Ebenso sind Simultanaufnahmen mit FA / IR-Reflektion, ICGA / IR-Reflektion oder»rotfrei«reflektion / IR-Reflektion möglich Composite-Modus Neben der Aufnahme von Zeitserien und Tiefensequenzen können auch sogenannte Composite-Bilder aufgenommen werden. Hier wird die Kamera während der Aufnahme von Einzelbildern vom Bediener horizontal und vertikal geschwenkt. Die Einzelbilder werden von der HRA2 Auswertesoftware automatisch zu einer großen Composite-Aufnahme (z.b. 100 x 80 ) zusammengefügt, dabei werden mithilfe extrem schneller Bildverarbeitungsroutinen Augenbewegungen weitestgehend erkannt und eliminiert Fixationshilfen Um eine stabile Fixation des Patienten zu gewährleisten, stehen sowohl ein internes als auch ein externes Fixationslicht zur Verfügung. Das externe Fixationslicht ist mit einem»schwanenhals«frei beweglich. Als interne Fixationshilfe steht eine Matrix von 3 x 3 Leuchtdioden zur Verfügung, die wahlweise eingeblendet werden können. So können dem Patienten neben einem zentralen Fixationslicht alternativ auch 8 weitere Fixationslichter angeboten werden, wenn eine gezielte Untersuchung von Netzhautarealen in der Peripherie notwendig ist Weitwinkelobjektiv Das Standardobjektiv ist mittels eines einfachen Bajonettverschlusses abnehmbar und kann durch ein zusätzliches Weitwinkelobjektiv ersetzt werden. Mit diesem Spezialobjektiv kann die Bildfeldgröße auf bis zu 57 erweitert werden, was insbesondere die Darstellung von Pathologien in der Peripherie erleichtert. Das Weitwinkelobjektiv wird automatisch von der Kamera erkannt und sämtliche Grundmodi (mit gewissen Einschränkungen bei der»rotfreien«reflektion) stehen bei gleichen Abtast- und Bildrateparametern bei 57, 35 und 27 zur Verfügung. Dieses Weitwinkelobjektiv kann auch im Composite-Modus betrieben werden, so dass eine weitere Vergrößerung des Bildfeldes möglich ist ART-Modul Das ART (Automatic Realtime) Modul ist ein Software-Modul, welches die Augenbewegungen in Echtzeit detektiert und korrigiert. Bei Aktivierung dieses Moduls, wird das aktuelle Live- Bild unter Korrektur von Augenbewegungen wie Translation, Rotation, Scherung etc. einem Referenzbild überlagert und aufsummiert. Dieses sogenannte»realtime Mean«Bild wird live auf dem Bildschirm dargestellt und kann jederzeit abgespeichert werden. Somit ist es möglich, durch Mittelung das Signal-zu-Rausch Verhältnis von Bildern mit schwachem Signal wesentlich zu verbessern, ohne Artefakte aufgrund von Augenbewegungen zu erhalten. Dies ist insbesondere bei der Aufnahme von Autofluoreszenzbildern und Angiographien in der Spätphase, aber auch generell bei Patienten mit trüben Medien oder starkem Astigmatismus hilfreich. Neben diesem»art Mean«-Modus gibt es noch den»art Composite«-Modus, bei dem das durch horizontales und vertikales Schwenken der Kamera erzeugte Composite-Bild ebenfalls live am Bildschirm aufgebaut wird. Dadurch kann der Bediener direkt bei der Aufnahme die Bildqualität des Composite-Bildes beurteilen und gezielt verbessern, indem z.b. etwas schwächer ausgeleuchtete Areale noch einmal angefahren werden Untersuchung des vorderen Augenabschnitts Mit dem HRA2 kann ohne zusätzliche Vorsatzlinse der vordere Augenabschnitt untersucht und

19 Der Heidelberg Retina Angiograph 2 beispielsweise eine Iris-Angiographie durchgeführt werden. Hierzu muss lediglich die Kamera auf ca. +40 Dioptrie gestellt und der Abstand der Kamera zum Auge für die Fokuseinstellung optimiert werden. Veränderung des Blickwinkels auf die Netzhaut zur Folge hat. Betrachtet man diese Stereo-Bilder mit einem speziellen Stereo-Viewer, so erhält man einen häufig sehr hilfreichen dreidimensionalen Eindruck der untersuchten Struktur Stereo-Bilder Für die genaue Analyse von komplizierten Pathologien (z.b. Verlauf von bestimmten Gefäßen bei choroidalen Neovaskularisationen) ist es oft hilfreich, einen dreidimensionalen Eindruck der untersuchten Strukturen zu bekommen. Mit dem HRA2 können zu diesem Zweck Stereo-Bilder aufgenommen werden. Diese bestehen aus zwei aufeinanderfolgenden Einzelbildern (z.b. ICG- Angiographien) mit gleichem Bildinhalt, die aber aus etwas unterschiedlichem Blickwinkel aufgenommen werden. Hierzu wird lediglich zwischen den beiden Aufnahmen die Kamera um ca. 1 2 mm seitlich verschoben, was die gewünschte Elemente der Auswertesoftware Die HRA2-Auswertesoftware umfasst neben den oben bereits angedeuteten Möglichkeiten wie der Darstellung von Stereobildern, dem Abspielen von Zeitsequenzen oder Z-Scans und der Berechnung von»mean«- bzw.»composite«-bildern weitere wichtige Elemente: so können in abgespeicherten Bildern Areale markiert und beschriftet werden und diese z.b. in andere Bildmodi mit gleichem Bildinhalt transferiert werden. Eine Messfunktion zur Vermessung von linearen Distanzen, Flächeninhalten von markierten Arealen und deren mittlerer Grauwerte steht zur Verfügung.

20 3 Normale Fluoreszenzangiographie und allgemeine pathologische Fluoreszenzphänomene 3.1 Normale Fluoreszein-Angiographie Aderhaut Zilioretinales Gefäß Papille Retinale Gefäße Makula Sklera Iris Normale ICG-Angiographie Pathologische Fluoreszenzphänomene Hyperfluoreszenz Hypofluoreszenz 18

21 16 Kapitel 3 Normale Fluoreszenzangiographie und allgemeine pathologische Fluoreszenzphänomene Normale Fluoreszein- Angiographie Die Zeit zwischen der Injektion von Fluoreszein in die Kubitalvene bis zum Einströmen in die A. centralis retinae wird als Arm-Retina-Zeit bezeichnet und kann sehr stark variieren (zwischen ca s). Sie ist von vielen Faktoren abhängig, wie Größe der Kubitalvene, Injektionsgeschwindigkeit, Blutdruck und Herzminutenvolumen. Bei jüngeren Menschen ist sie kürzer als bei Älteren. Bei der Fluoreszein-Angiographie wird zunächst die choroidale und dann mit kurzer Verzögerung die retinale Zirkulation sichtbar. Die Nomenklatur der unterschiedlichen Phasen der Angiographie wird nicht einheitlich gehandhabt. Im allgemeinen unterscheidet man aber eine Frühphase, die bis zur Füllung der arteriellen retinalen Gefäße geht (»arterielle Phase«), eine mittlere Phase (»arteriovenöse Phase«), die bis zur Füllung der venösen retinalen Zirkulation reicht und manchmal noch weiter unterteilt wird (frühe, mittlere, späte arteriovenöse Phase) und schließlich eine Spätphase im Rahmen derer es zum Abklingen der Fluoreszenzphänomene kommt. Spätphasenbilder werden im allgemeinen nach 5 bis 10 Minuten gemacht, in Einzelfällen kann es aber sinnvoll sein, noch spätere Aufnahmen zu machen Aderhaut Bei der normalen Fluoreszein-Angiographie stellen sich als erstes die großen Aderhautgefäße und dann die Choriokapillaris dar ( Abb. 3.1). Die Choriokapillaris ist aus zahlreichen Läppchen aufgebaut, die eine Größe von ca. ¼ der Papillenfläche haben ( Abb. 3.2). Die Läppchen können sich unabhängig voneinander füllen, so dass eine fleckförmige, zeitlich versetzte Füllung der Aderhaut resultiert ( Abb. 3.1b). Dies ist abzugrenzen von pathologischen Füllungsdefekten der Choriokapillaris ( Abb. 3.2). Das Sichtbarwerden der Aderhautperfusion ist u.a. von dem Pigmentierungsgrad des retinalen Pigmentepithels abhängig. Durch die fenestrierten Kapillaren der Choriokapillaris treten die Fluoreszeinmoleküle dann diffus in die Aderhaut aus, so dass Details der Aderhautzirkulation in der diffusen choroidalen Hintergrundfluoreszenz nicht mehr abgrenzbar sind Zilioretinales Gefäß Evtl. vorhandene zilioretinale Gefäße speisen sich aus ziliaren Gefäßen und stellen sich daher zusammen mit der Aderhautzirkulation dar. Sie sind gut erkennbar bevor dann zeitlich verzögert die Füllung der retinalen Zirkulation beginnt ( Abb. 3.3) Papille Der prälaminare Anteil des N.opticus wird hauptsächlich aus den choroidalen Gefäßen gespeist. Daher stellen sich die Kapillaren der Papille zeitgleich mit der Aderhautperfusion dar Retinale Gefäße Ca. 1 3 Sekunden nach der Aderhautperfusion erscheint Fluoreszein in der retinalen Zentralarterie. Die Darstellung der retinalen Zirkulation ist gut möglich, da die Füllung von einem einzigen zentralen Punkt ausgeht, das RPE einen kontrastierenden Hintergrund bietet und die größeren retinalen Gefäße im wesentlichen in einer Ebene verlaufen. Das Fluoreszein fließt zunächst in die zentrale Netzhautzirkulation, was zur Folge hat, dass auch der venöse Rückfluss aus der zentralen Netzhaut als erstes die großen Venen erreicht. Dieser venöse Rückfluss von der zentralen Netzhaut zeigt sich in den großen Venen als typische laminare Randströmung ( Abb. 3.1). Hiermit beginnt die frühe venöse Phase. Wenig später strömt dann auch Fluoreszein aus den peripheren Netzhautbereichen in die großen Netzhautvenen, wodurch es zur kompletten angiograhpischen Darstellung der Venen kommt.

22 3.3 Pathologische Fluoreszenzphänomene Makula Bei der Fluoreszein-Angiographie erscheint der zentrale Makulabereich dunkler als die umgebende Netzhaut, da gelbes Makulapigment (Lutein und Zeaxanthin) das zur Anregung des Fluoreszeins eingestrahlte blaue Licht absorbiert. Des Weiteren hat das makuläre RPE eine höhere Melaninkonzentration als das extramakuläre RPE, wodurch zum einen ebenfalls das anregende Licht absorbiert wird und zum anderen die von der Aderhaut emittierte Fluoreszenz blockiert wird ( Abb. 3.1) Sklera Als letztes färben sich schließlich die innersten Skleraschichten an. Dies ist besonders gut in Bereichen zu erkennen, wo kein RPE und keine Choriokapillaris die Sklera bedecken ( Abb. 3.4, 3.5) Iris auch die großen Aderhautgefäße werden hypofluoreszent. 3.3 Pathologische Fluoreszenzphänomene Die speziellen angiographischen pathologischen Befunde werden bei den einzelnen Erkrankungen abgehandelt. Allgemein kann man die pathologischen Fluoreszenzphänomene in Hyper- und Hypofluoreszenzen unterteilen. Bei der Interpretation der Fluoreszenzphänomene sind der Ursprung der Fluoreszenz und die zeitliche Angiographiephase zu berücksichtigen. Während des Angiographieverlaufes können sich Hypo- und Hyperfluroeszenzen an der gleichen Lokalisation abwechseln. So kann ein Übergang von initialen Hypofluoreszenzen zu einer späten Hyperfluoreszenz typischerweise bei entzündlichen Veränderungen von Netzhaut und Aderhaut beobachtet werden. Es kommt zunächst zu einer Blockade der Hintergrundfluoreszenz aufgrund des Netzhautödems und später dann zu einer Hyperfluoreszenz aufgrund der entzündlich bedingten Permeabilitätssteigerung der Gefäße. Mit Hilfe der Fluoreszein-Angiographie sind auch Prozesse im vorderen Augenabschnitt wie beispielsweise Irisprozesse (u.a. Tumore oder vaskuläre Veränderungen) gut darstellbar ( Abb. 3.6). 3.2 Normale ICG-Angiographie Die Frühphase der ICG-Angiographie ist charakterisiert durch das Erscheinen des Farbstoffes in der Aderhautzirkulation, was normalerweise während der ersten Minute nach ICG-Injektion erkennbar ist. Es lassen sich die großen Aderhautgefäße und dann auch die großen Netzhautgefäße gut darstellen. In der mittleren Phase werden die Aderhautvenen weniger gut sichtbar und es zeigt sich eine homogene choroidale Hyperfluoreszenz. In der Spätphase, ca. 15 Minuten nach ICG-Injektion, sind keine klaren Details der retinalen oder choroidalen Zirkulation mehr erkennbar. Die Papille ist dunkel und Hyperfluoreszenz Unter Hyperfluoreszenz versteht man ein im Vergleich zu einer normalen Angiographie erhöhtes Fluoreszenzsignal. Hierfür kann es im wesentlichen zwei verschiedene zugrundeliegende Ursachen geben: Fensterdefekt Das retinale Pigmentepithel schwächt normalerweise die Transmission der Fluoreszein-Fluoreszenz ab. Ein Defekt innerhalb des RPE führt dazu, dass an dieser Stelle die normale Aderhautfluoreszenz sehr gut sichtbar wird. Im Bereich des RPE-Defektes erscheint mit der Aderhautfüllung eine scharf begrenzte Hyperfluoreszenz, die ihre Größe im Angiographieverlauf nicht verändert (Fensterdefekt). Auch im Bereich eines zentralen Netzhautdefektes (Makulaforamen) ist die Fluoreszenz erhöht, da im Foramenbereich kein

23 18 Kapitel 3 Normale Fluoreszenzangiographie und allgemeine pathologische Fluoreszenzphänomene 3 luteales Makulapigment vorhanden ist, welches normalerweise die Transmission schwächt. Vermehrte Akkumulation von Fluoreszenzfarbstoff Unter dem Begriff»Leckage«versteht man den Austritt von Fluoreszein aus pathologisch vermehrt durchlässigen Gefäßen. Während der Angiographie kommt es hierdurch zu einer an Größe und Intensität zunehmenden extravasalen Hyperfluoreszenz. Mit»Pooling«ist die Ansammlung von Fluoreszein in einem anatomischen Raum gemeint. Beispiel hierfür ist die seröse RPE-Abhebung ( Kap ), bei der sich Fluoreszein aus der Choriokapillaris im Bereich der Abhebung ansammelt. Ein weiteres Beispiel ist die Chorioretinopathia centralis serosa ( Kap. 5.7), bei der es zu einem Pooling unter der umschrieben abgehobenen Netzhaut kommt. Unter»Staining«versteht man eine Ablagerung von Fluoreszein innerhalb von Gewebe. Staining wird sowohl bei normalem Gewebe ( Abb. 3.4, 3.5) wie auch bei krankhaft verändertem Gewebe (z.b. disziforme Narbe, Kap ) beobachtet Hypofluoreszenz Unter einer Hypofluoreszenz versteht man ein im Vergleich zur normalen Angiographie abgeschwächtes Fluoreszenzsignal. Auch für die Hypofluoreszenz sind wiederum zwei verschiedene zugrundeliegende Störungen möglich. Blockade der Fluoreszenz Medientrübungen, Glaskörperblutungen, subhyaloidale Hämorrhagien und auch intraretinale Blutungen können die Fluoreszenzphänomene abschwächen oder völlig blockieren ( Abb. 3.7). Subretinal gelegene pathologische Prozesse blockieren die Aderhautfluoreszenz, während die retinale Fluoreszenz unbeeinflusst bleibt. Vaskuläre Füllungsdefekte Eine reduzierte oder aufgehobene Perfusion von Gewebe führt ebenfalls zu einer Hypofluoreszenz. Dies kann insbesondere bei retinalen Gefäßverschlüssen und auch Gefäßverschlüssen im Bereich der Papille beoabachtet werden. Aderhautgefäßverschlüsse sind dagegen bei der Fluoreszein-Angiographie schwerer visualisierbar. Abb. 3.1a f. Patientin mit umschriebener retinaler Gefäßanomalie temporal oberhalb der Papille (linkes Auge). a Fundusbild. b f Abgesehen von der Gefäßanomalie normale Fluoreszein-Angiographie. b Zunächst fleckförmige, zeitlich versetzte Füllung der Aderhaut. c Dann zunehmende Füllung der arteriellen retinalen Gefäße. Der zentrale Makulabereich erscheint deutlich dunkler. d Laminare Randströmung in den großen retinalen Venen. e Arteriovenöse Phase mit kompletter Füllung der arteriellen und venösen retinalen Zirkulation. f In der Spätphase allmähliches Abklingen der Fluoreszenzphänomene.