Messung der zentralen Hornhautdicke nach Kataraktchirurgie Vergleich von statischer und rotierender Scheimpflug-Analyse und SD-OCT

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1 Messung der zentralen Hornhautdicke nach Kataraktchirurgie Vergleich von statischer und rotierender Scheimpflug-Analyse und SD-OCT D. M. Handzel, C. H. Meyer, A. Wegener Zusammenfassung Hintergrund: Evaluierung der Hornhautpachymetrie mittels statischer und rotierender Scheimpflug-Analyse sowie SD-OCT vor und nach Phakoemulsifikation. Untersucht wird die Zuverlässigkeit unterschiedlicher Methoden sowie die Vergleichbarkeit der Ergebnisse. Methodik: Bei Patienten mit seniler Linsentrübung wurde präoperativ sowie an Tag 1, 5 und 30 nach Kataraktoperation die zentrale Hornhautdicke (central corneal thickness, CCT) mittels der 3 genannten Techniken ermittelt. Untersucht wurden systematische Fehler sowie Abweichungen in Abhängigkeit der Phakozeit. Ergebnisse: Die Messung der Hornhautdicke ist präoperativ in jedem Fall mit allen untersuchten Techniken möglich. Postoperativ ist die Quote an verwertbaren Messungen z. B. durch eine Keratopathie reduziert und die Validität der Ergebnisse infrage gestellt. Die postoperative Zunahme der Hornhautdicke und deren Abschwellung ließ sich mit allen Geräten nachweisen. Dabei gab es eine sehr gute Übereinstimmung zwischen statischer Scheimpflug-Technik und SD-OCT. Die Ergebnisse der rotierenden Scheimpflug- Kamera lagen durchschnittlich 10 µm unter diesen Werten. Schlussfolgerungen: Die Untersuchungstechniken sind sämtlich zum perioperativen Monitoring der Hornhautdicke geeignet. Die Messwerte sind jedoch nur bedingt vergleichbar und im Heilverlauf nicht austauschbar zu verwerten. Summary Purpose: Evaluation of corneal pachymetry by static and rotating Scheimpflug-analysis and spectral domain anterior segment-oct before and after cataract surgery. We examined the reliability of different diagnostic methods and the compareability of the results. Methods: 50 Patients scheduled for cataract surgery were examined by static and rotating Scheimpflug-analysis and spectral domain anterior segment-oct before and on day 1, 5 and 30 after cataract surgery. The central corneal thickness (CCT) was measured in all these patients every time with every device. We looked at systematic errors and deviations in relation to effective phaco time (EPT). Results: Preoperatively all three techniques were feasible in all cases. Postoperatively the quota of reliable results can be lowered by corneal opacitis or irregularities (corneal edema, descemet membrane folds). The increase in CCT postoperatively and the 265

2 KATARAKT-OP following detumescence could be verified with all devices. We could show a very good congruity between static Scheimpflug photography and SD-OCT. The results of the rotating Scheimpflug camera were slightly lower, about 10 µm. Conclusion: Preoperatively all devices deliver reliable results in measuring CCT. Results are only partly comparable between different devices and not interchangeable. Fragestellung Die Hornhaut des Menschen ist aus mehreren Schichten aufgebaut. Nach außen wird sie von einem mehrschichtigen Epithel abgegrenzt, das auf einer Basalmembran aufsitzt (Bowman-Membran). Darunter liegt das Stroma der Hornhaut, das vor allem aus Kollagenfasern besteht. Es ist arm an Zellkernen. Nach einer weiteren Basalmembran, der Descemetmembran, folgt das einschichtige Endothel der Hornhaut als Abgrenzung zur Vorderkammer. Das Hornhautendothel pumpt kontinuierlich Wasser aus dem Hornhautgewebe. Nur eine ausreichend entwässerte Hornhaut ermöglicht einen guten Visus [14]. Die zur Kataraktoperation benötigte Ultraschallenergie belastet das Hornhautendothel. Vorübergehende Endothelbelastung nach Kataraktoperation zeigt sich in einer Verringerung der Pumpleistung und einem Ungleichgewicht zwischen Einstrom von Wasser aus der Vorderkammer in das Hornhautstroma und dem aktiven Transport von Wasser aus dem Hornhautstroma in die Vorderkammer, der durch das Endothel geschieht. Es resultiert eine Hornhautschwellung und damit eine Zunahme der zentralen Hornhautdicke als Ausdruck der Dekompensation des Hornhautendothels. Ausmaß und Rückgang der Schwellung belegen die Erholung des Endothels und die Kompensation seiner Funktion [3, 5, 12, 13, 15, 16]. Zur Messung der Hornhautdicke galt lange die Ultraschallpachymetrie der Hornhaut als Goldstandard in Ermangelung technischer Alternativen. Nachteile dieser Methode sind zum einen die Reproduzierbarkeit und die generelle Abhängigkeit vom Untersucher, zum anderen die Eigenschaft der Sonografie als Kontaktverfahren, die eine postoperativ angegriffene Hornhaut zusätzlich belastet, schließlich die bei dieser Methode obligate Lokalanästhesie der Hornhaut, die allein schon eine Keratopathie auslösen kann [6, 7]. Neben der Ultraschallpachymetrie haben sich inzwischen mehrere Non-Contact- Verfahren etabliert, z. B. das Scheimpflug-Verfahren [1, 2, 8, 10] und die Spectral- Domain-Vorderabschnitts-OCT [2, 4, 9, 11], um die Hornhautdicke zu messen. Die Fragestellung der vorliegenden Untersuchung war die Anwendbarkeit und dabei die Zuverlässigkeit sowie die Vergleichbarkeit von statischer und rotierender Scheimpflug-Fotografie sowie Spectral-domain-OCT in der perioperativen Pachymetrie. 266

3 Handzel, Meyer, Wegener: Messung der zentralen Hornhautdicke nach Kataraktchirurgie Methodik Bei 50 Patienten mit visuslimitierender Linsentrübung und geplanter Kataraktoperation wurde präoperativ eine Pachymetrie mit Messung der zentralen Hornhautdicke durchgeführt. Messung vor Kataraktoperation (Sirius-1, Topcon-1, Nidek-1) Dabei kamen folgende Geräte zum Einsatz: rotierende Scheimpflug-Aufnahme Sirius Vorderabschnitts-OCT Topcon-2000 Statische Scheimpflug-Aufnahme Nidek NT 530-P Die Messungen erfolgten unmittelbar nacheinander innerhalb weniger Minuten an den nebeneinander positionierten Geräten. Diese Messungen wurden postoperativ wiederholt und zwar zu folgenden Zeitpunkten: ein bis drei Tage postoperativ (Sirius-2, Topcon-2, Nidek-2) vier bis sieben Tage postoperativ (Sirius-3, Topcon-3, Nidek-3) vier Wochen postoperativ (Sirius-4, Topcon-4, Nidek-4) Die Ergebnisse wurden hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Vergleichbarkeit untersucht (Abb. 1). Abb. 1: Ergebnis der Pachymetrie mit der rotierenden Scheimpflug-Kamera (Sirius). Die Pachymetriekarte (links oben) zeigt die Hornhautdicke an jedem Punkt der Hornhaut 267

4 KATARAKT-OP Ergebnisse Die Verfügbarkeit valider Ergebnisse lag für die drei Geräte bei 89 %, 97 % bzw. 93 %. Damit konnte durch geschultes Assistenzpersonal eine sehr hohe Quote zuverlässiger Messungen erzielt werden (Abb. 2). 100 % 80 % 11 % 20 3 % 6 7 % 12 Gemessen nein (technische Gründe) ja 60 % 40 % 20 % 89 % % % 170 oberer Wert: Anteil in Prozent unterer Wert: Anzahl 0 % Sirius Topcon Nidek Gerät Abb. 2: Alle Geräte liefern eine sehr hohe Quote verlässlicher Messergebnisse bei Delegation der Untersuchung an das Assistenzpersonal Präoperativ wurde eine CCT von 539,91 ± 40,57 µm (Sirius), 549,34 ± 27,91 µm (Topcon) und 551,16 ± 32,19 µm (Nidek) gemessen. Bereits hier zeigt sich ein geringerer Wert der rotierenden Scheimpflug-Kamera im Vergleich zu den beiden anderen Geräten, die sich nahezu entsprechen. Die weiteren Messungen ergaben Werte von 571,83 ± 85,10 µm, 582,81 ± 27,58 µm und 594,79 ± 44,32 µm direkt postoperativ, eine Woche postoperativ 558,07 ± 77,18 µm, 579,37 ± 30,98 µm und 584,98 ± 37,22 µm. Vier Wochen postoperativ hatte sich die CCT mit 543,09 ± 37,05 µm, 556,53 ± 28,34 µm und 552,89 ± 32,66 µm wieder auf das Ausgangsniveau bewegt. Zu allen Messzeitpunkten bestand weiterhin ein signifikanter Unterschied zwischen der rotierenden Scheimpflugkamera im Vergleich zu den beiden anderen Geräten (Abb. 3). Schlussfolgerungen Die postoperative Überwachung der Hornhautdicke ermöglicht einen Rückschluss auf die Kompensationsfähigkeit des durch die Kataraktoperation kompromittierten Hornhautendothels. Während der bisherige Goldstandard der sonografischen Pachy metrie ein Kontaktverfahren darstellt und außerdem Lokalanästhesie erfordert, können inzwischen verschiedene Technologien die Messung der zentralen Hornhautdicke als delegierbare Non-contact-Untersuchung durchführen. 268

5 Handzel, Meyer, Wegener: Messung der zentralen Hornhautdicke nach Kataraktchirurgie Hornhautdicke CCT (MW ± 1 Std.abw.) Sirius Topcon Nidek Zeitpunkt post-op Abb. 3: Postoperativ ließ sich die Abschwellung mit allen Geräten darstellen. Die Sirius-Kamera misst dabei etwas dünnere Werte Literatur 1. Barkana Y, Gerber Y, Elbaz U et al.: Central corneal thickness measurement with the Pentacam Scheim pflug system, optical low-coherence reflectometry pachymeter, and ultrasound pachymetry. J Cataract refract Surg 2005;31: Beutelspacher SC, Serbecic N, Scheuerle AF: Assessment of central corneal thickness using OCT, ultrasound, optical low coherence reflectometry and Scheimpflug pachymetry. Eur J Ophthalmol 2011;21: Bourne RR, Minassian DC, Dart JK et al.: Effect of cataract surgery on the corneal endothelium: modern phacoemulsification compared with extracapsular cataract surgery. Ophthalmology 2004;111: Fukuda R, Usui T, Miyai T et al.: Corneal thickness and volume measurements by swept source anterior segment optical coherence tomography in normal subjects. Curr Eye Res 2013;38: Gogate P, Ambardekar P, Kulkarni S et al.: Comparison of endothelial cell loss after cataract surgery: phacoemulsification versus manual small-incision cataract surgery: six-week results of a randomized control trial. J Cataract Refract Surg 2010;36: Harnisch JP, Hoffmann F, Dumitrescu L: Side-effects of local anesthetics on the corneal epithelium of the rabbit eye. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 1975;197: Hilsdorf C, Zenklusen G: Corneal damage due to novesine. Klin Monatsbl Augenheilkd 1973;162: Huang J, Savini G, Hu L et al.: Precision of a new Scheimpflug and Placido-disk analyzer in measuring corneal thickness and agreement with ultrasound pachymetry. J Cataract Refract Surg 2013;39: Ishibazawa A, Igarashi S, Hanada K et al.: Central corneal thickness measurements with Fourier- domain optical coherence tomography versus ultrasonic pachymetry and rotating Scheimpflug camera. Cornea 2011;30: Jorge J, Rosado J, Diaz-Rey J et al.: Central corneal thickness and anterior chamber depth measurement by Sirius Scheimpflug tomography and ultrasound. Clin Ophthalmol 2013;7:

6 KATARAKT-OP 11. Li YJ, Kim HJ, Joo CK: Early changes in corneal edema following torsional phacoemulsification using anterior segment optical coherence tomography and Scheimpflug photography. Jpn J Ophthalmol 2011;55: Lundberg B, Jonsson M, Behndig A: Postoperative corneal swelling correlates strongly to corneal endothelial cell loss after phacoemulsification cataract surgery. Am J Ophthalmol 2005;139: Rosado-Adames N, Afshari NA: The changing fate of the corneal endothelium in cataract surgery. Curr Opin Ophthalmol 2012;23: Snell RS, Lemp MA: Clinical Anatomy of the Eye. Blackwell Science, Inc Ventura AC, Walti R, Bohnke M: Corneal thickness and endothelial density before and after cataract surgery. Br J Ophthalmol 2001;85: Yamazoe K, Yamaguchi T, Hotta K et al.: Outcomes of cataract surgery in eyes with a low corneal endothelial cell density. J Cataract Refract Surg 2011;37: