Vergleichende Analyse der Biometrie mit dem Lenstar LS900 und dem IOLMaster

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1 81 Vergleichende Analyse der Biometrie mit dem Lenstar LS900 und dem IOLMaster H. Gerding, Z. Liampa Zusammenfassung Hintergrund: Mit dem Lenstar LS900 (LS) ist neben dem IOLMaster (IOLM) ein weiteres Gerät verfügbar geworden, das mittels Laserbiometrie Achslängenmessungen und die Erhebung weiterer Parameter zur Berechnung der intraokularen Optik ermöglicht. In dieser Studie wurden Messdaten beider Geräte verglichen. Material und Methoden: Bei 145 Patienten wurden vor Kataraktoperation Achslänge, Hornhautkrümmungsradien und Vorderkammertiefe mit dem Lenstar und dem IOLMaster (Software Version 5) ermittelt. Ergebnisse: Für die Achslänge (IOLM: 23,49±1,16, LS: 23,46±1,16 mm) und Hornhautkrümmungsradien (IOLM: 7,66±0,25, LS: 7,68±0,25) waren signifikante (p < ), dem absoluten Betrag nach aber wenig relevante Mittelwertunterschiede feststellbar. Für die Messung der Vorderkammertiefe verwenden die Geräte unterschiedliche Bezugspunkte (IOLM: HH-Epithel bis Linsenvorderfläche; LS: HH-Endothel bis Linsenvorderfläche). Um einen direkten Vergleich zu ermöglichen, wurden die Werte der zentralen Hornhautdicke und Vorderkammertiefe des Lenstar addiert. Mit dieser Korrektur war für die Vorderkammertiefe ein Mittelwertunterschied von 0,2 mm (IOLM: 2,99±0,39, LS: 3,19±0,39 mm, p < ) festzustellen. Die Bland-Altman-Analyse zeigte eine gute Übereinstimmung für Achslänge und Hornhautkrümmungsradien; bei der Vorderkammertiefe fiel eine deutliche Streuung und systematische Abweichung der Werte auf. Zusammenfassung: Ein Vergleich beider Geräte zeigte eine hohe Übereinstimmung der Messung von Achslänge und Hornhautkrümmungsradius. Deutliche Unterschiede waren bei der Vorderkammertiefe auszumachen. Einleitung Die biometrische Vermessung der intraokularen Optik mittels teilkohärenter Laser hat in den letzten Jahren die Ultraschallbiometrie des Auges zum Zweck der Vorbereitung von Intraokularlinsenimplantationen nicht zuletzt wegen der sehr einfachen Durchführbarkeit bei gleichzeitig wesentlich verbesserter Messgenauigkeit weitgehend verdrängt und kann derzeit als Goldstandard für die Biometrie des Auges bezeichnet werden. Neben dem inzwischen weitverbreiteten IOLMaster der Firma Zeiss ist mit dem neu entwickelten Lenstar LS900 der Firma Haag-Streit ein weiteres Gerät verfügbar, das durch eine modifizierte Laserbiometrie, der sogenannten Laserreflektometrie, optische Vermessungen des Auges ermöglicht. Wie bei jeder Einführung einer neuen Messtechnologie erhebt sich die Frage, inwieweit Korrekturfaktoren im Vergleich zu etablierten Methoden berücksichtigt werden müssen.

2 82 Biometrie/Varia Diesbezügliche Daten wurden in der hier beschriebenen prospektiven Erhebung an einer unselektierten Gruppe von Kataraktpatienten erhoben. Material und Methoden Bei 145 Patienten (Alter 73,5±9,5 Jahre) wurde während der Voruntersuchungen für eine Linsenimplantation die Achslänge (AL), der Hornhautkrümmungsradius, die Vorderkammertiefe sowie die Hornhautmittendicke mit dem Lenstar LS900 an jeweils einem Auge ermittelt. Bei denselben Probanden erfolgten zum Vergleich Messungen mit dem IOLMaster (Software Version 5). Die Hornhautkrümmungsradien wurden jeweils dreimal mit jedem Gerät, die anderen Parameter jeweils fünfmal in Serie gemessen. Aus den sequenziell ermittelten Datenserien wurde ein selektierter bzw. rechnerisch ermittelter Wert als repräsentativ für die weitere statistische Analyse verwendet. Bei den Messdaten zum Krümmungsradius der Hornhaut haben wir zunächst für alle Messungen Mittelwerte beider Meridiane errechnet und den Median der drei erhaltenen Mittelwerte weiterverwendet. Bei allen anderen Messwerten wurde der repräsentative Messwert als Mittelwert aus drei Messungen nach Elimination des kleinsten und größten Messwertes der Sequenz errechnet. Die Biometrieergebnisse aller Messungen mit beiden Geräten waren Grundlage für einen Vergleich der errechneten Linsenwerte mit der SRK-II- und Haigis-Formel. Die Berechnung erfolgte geräteunabhängig in einem Excel-Programm unter den Annahmen einer postoperativen Nullkorrektion und mit den folgenden Linsenparametern: A-Konstante 118.9, a0 = 1.443, a1 = 0.077, a2 = Zur statistischen Beschreibung und zum Vergleich der mit beiden Geräten ermittelten Daten wurden folgende Items mit der Statistiksoftware SPSS (Version 12.0) berechnet: Mittelwerte, Standardabweichungen, Mediane, 95 %-Konfidenzintervalle, Grenzen der Vertrauensbereiche für die Bland-Altman-Analyse (Mittelwerte ±1.96 x Standardabweichung) und Spannweite. Zum Zweck des statistischen Vergleichs der Messreihen beider Geräte erfolgte die Berechnung der Korrelationskoeffizienten nach Pearson inklusive Signifikanzberechnung, ein nicht parametrischer Vergleich von Verteilungsunterschieden mit dem Wilcoxon-Test für verbundene Stichproben sowie die Erstellung von Bland-Altman-Plots. Für die Punktwertverteilungen der Bland-Altmann-Plots wurden lineare Regressionen errechnet und deren Signifikanzniveau bestimmt. Verteilungsunterschiede und Korrelationen haben wir statistisch signifikant bewertet, wenn nach Bonferroni- Korrektur die Irrtumswahrscheinlichkeit 5 % (p 0.05) war. Ergebnisse Die deskriptive Statistik analysierter Parameter und die Testergebnisse der Prüfung auf Verteilungsunterschiede sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Für Achslänge und Krümmungsradien der Hornhaut waren geringe Mittelwert- und Medianunterschiede bei ähnlicher Streubreite feststellbar. Selbst wenn die Verteilungen sich auf hohem Signifikanzniveau unterscheiden, dürfte der relativ kleine numerische

3 Gerding, Liampa: Vergleichende Analyse der Biometrie mit dem Lenstar LS900 und dem IOLMaster 83 IOLMaster Lenstar MW p AL [mm] ± HHKR [mm] ± VKT* [mm] ± ± ± ± < < < HHMD [µm] ± Tab. 1: Deskriptive Statistik biometrischer Messdaten von 145 Kataraktpatienten (145 Augen) erhoben mit dem IOLMaster und dem Lenstar LS900. AL = Achslänge, HHKR = Hornhautkrümmungsradius, VKT = Vorderkammertiefe, HHMD = Hornhautmittendicke, MW = Unterschied der Mittelwerte beider Geräte. Die angegebenen Werte entsprechen: Mittelwert ± Standardabweichung, Median, 95%-Konfidenzintervall, Spannweite. *für n = 143, alle anderen n = 145 Differenzbetrag bei der Berechnung von Intraokularlinsen kaum relevant sein. Bei einem Vergleich der Messergebnisse zur Vorderkammertiefe ist zu beachten, dass die beiden verwendeten Geräte einen unterschiedlichen Bezugspunkt zugrunde legen. Während beim IOLMaster als Vorderkammertiefe die Strecke von der Oberfläche des Hornhautepithels bis zur Linsenvorderfläche definiert ist, wird beim Lenstar als Vorderkammertiefe die Strecke vom Hornhautendothel bis zur Linsenvorderfläche ermittelt. Um einen Vergleich der Messmethoden zu ermöglichen, wurde den vom Lenstar deklarierten Messwerten der Vorderkammertiefe jeweils die in derselben Messung ermittelte Hornhautmittendicke addiert und das Ergebnis für die Vergleichsanalyse (Tab. 1) verwendet. Im Mittel wurde mit dem Lenstar eine um 0,2 mm größere Vorderkammertiefe als mit dem IOLMaster ermittelt. Die Regressionsgraphen der Messwerte beider Geräte für Achslänge, Hornhautkrümmungsradien und Vorderkammertiefe sind in den Abbildungen 1 bis 3 dargestellt. Für die Achslänge ergibt sich eine fast ideale Korrelation der Messwerte (R = 1.000, p < ). Eine leichte Streuung um die Ideallinie ist bei den Keratometriewerten erkennbar (R = 0.993, p < ). Der oben erwähnte systematische Messwertunterschied für die Vorderkammertiefe zeigt sich in der Parallelverschiebung der Messwerte in Relation zur idealisierten 45 -Geraden in Abbildung 3. Die Ergebnisse der Bland-Altman-Analyse sind in den Abbildungen 4 bis 6 dargestellt. Bei der Achslängenbestimmung ist über den untersuchten Parameterbereich

4 84 Biometrie/Varia 28,0 Achslänge 26,0 Lenstar [mm] 24,0 22,0 n = 145 y = 1,008 x p < R = ,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 IOLMaster [mm] Abb. 1: Relation der Messwerte beider Geräte für die Achslänge. Die ideale Regressionsgerade ist gestrichelt dargestellt. 8,30 8,10 Hornhautkrümmungsradius 7,90 Lenstar [mm] 7,70 7,50 7,30 n = 143 y = 1,005 x ,10 p < R = ,90 6,90 7,10 7,30 7,50 7,70 7,90 8,10 8,30 IOLMaster [mm] Abb. 2: Relation der Messwerte von IOLMaster und Lenstar für den mittleren Hornhautkrümmungsradius. Weitere Erläuterungen wie in Abb. 1. Zwei Ausreißer sind durch Pfeil markiert. Diese wurden bei der Berechnung des Korrelationskoeffizienten nicht berücksichtigt eine Tendenz zur Messung kleinerer Achslängen beim Lenstar feststellbar. Dies trifft insbesondere im unteren Messbereich des Kollektivs zu (Regressionsgerade in Abbildung 4, p < ). Die Differenzwertverteilung für die mittleren Hornhautkrümmungsradien lässt im Vergleich der Geräte keinen signifikanten Trend erkennen. Im Bland-Altman-Plot für die Vorderkammertiefen zeigt sich außer dem oben erwähnten systematischen Messwertunterschied kein weiterer signifikanter Unterschied der Messwerte im verwendeten Parameterbereich.

5 Gerding, Liampa: Vergleichende Analyse der Biometrie mit dem Lenstar LS900 und dem IOLMaster 85 4,10 Vorderkammertiefe Lenstar [mm] 3,60 3,10 n = 145 2,60 y = 0,941 x p < R = ,10 2,10 2,60 3,10 3,60 4,10 IOLMaster [mm] Abb. 3: Relation der Messwerte von IOLMaster und Lenstar für die Vorderkammertiefe. Weitere Erläuterungen wie in Abb. 1 Diff Lenstar IOLMaster [mm] 0,07 0,05 0,03 0,01 0 0,01 0,03 0,05 0,07 0,09 0,11 0,13 MW SD MW 1.96 SD Achslänge n = y = 0,009 x p < R = LS < IOLM LS > IOLM 0,15 20,00 22,00 24,00 26,00 28,00 MW Lenstar/IOLMaster [mm] Abb. 4: Bland-Altman-Plot für Achslängenmessungen mit dem IOLMaster und dem Lenstar. MW Lenstar/ IOLMaster = Mittelwert der Messwerte beider Geräte, Diff Lenstar-IOLMaster = Differenz der Messwerte beider Geräte. Nulllinie und Mittelwertlinie sind durchgezogen, die Lage der 1,96-fachen Standardabweichung gestrichelt dargestellt. Die Regression der Diagrammwerte ist durch die schräg verlaufende durchgezogene Linie markiert Beim Vergleich der errechneten Linsenwerte für eine Nullkorrektion unter Verwendung der ermittelten Biometrieergebnisse wurde mit der SRK II-Formel und den Daten des IOLMasters ein Mittelwert von 20,99±2,79 dpt und für den Lenstar 21,13±2,82 dpt ermittelt (p < ). Ein geringfügig größerer Unterschied von im Mittel 0,26 dpt (p < ) war unter Verwendung der Haigis-Formel festzustellen (IOLMaster 21,70±4,04 dpt, Lenstar 21,96±4,09 dpt).

6 86 Biometrie/Varia Differenz LS IOLM [mm] 0,11 0,08 0,05 0,02 0 0,01 0,04 MW SD MW 1.96 SD Hornhautkrümmungsradius 0,07 6,90 7,40 7,90 8,40 MW Lenstar/IOLMaster [mm] n = 143 Abb. 5: Bland-Altman-Plot für die Messung der Hornhautradien. Die zwei in Abb. 2 durch Pfeil markierten Ausreißer wurden bei der Darstellung nicht berücksichtigt. Weitere Erläuterungen analog zu Abb LS < IOLM LS > IOLM Differenz LS IOLM [mm] 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0,10 MW SD MW 1.96 SD 0,20 2,20 2,70 3,20 3,70 4,20 Vorderkammertiefe n = LS > IOLM MW Lenstar/IOLMaster Abb. 6: Bland-Altman-Plot für die Messung der Vorderkammertiefe. Weitere Erläuterungen analog zu Abb. 5 Diskussion Zusammenfassend ist festzustellen, dass eine sehr gute Übereinstimmung der Messwerte des IOLMasters und des Lenstar LS900 für Achslängen- und Hornhautradienmessung ermittelt werden konnte. Die statistisch signifikanten Unterschiede in der Bestimmung von Achslänge und Krümmungsradien der Hornhaut sowie die in der Bland-Altman-Analyse darstellbar signifikante Regression für die Achslängenmessung im untersuchten Parameterbereich fallen numerisch so gering aus, dass

7 Gerding, Liampa: Vergleichende Analyse der Biometrie mit dem Lenstar LS900 und dem IOLMaster 87 eine Berücksichtigung bei der intraokularen Linsenplanung nicht nennenswert ins Gewicht fällt. In den kürzlich publizierten Vergleichuntersuchungen zum IOLMaster und Lenstar [1, 2, 3, 4] wurden ähnliche Übereinstimmungen der Messdaten beider Geräte beobachtet. Bei der Achslängenmessung wurde von zwei Arbeitsgruppen [1, 3], wie hier, ein um 0,01 mm höherer mittlerer Wert des Lenstar im Vergleich zum IOL- Master ermittelt. In einer Arbeit [2] beläuft sich der Unterschied auf +0,03 mm; und einmal wurde kein Unterschied beobachtet [4]. Bei der Keratometrie wurde in allen vier Arbeiten eine geringfügige Tendenz zu höheren Messwerten des Hornhautkrümmungsradius bzw. eine minimal geringere Hornhautbrechkraft für den Lenstar gefunden [1, 2, 3, 4], wobei der ermittelte Geräteunterschied in der Arbeit von Rohrer et al. numerisch den geringsten Betrag aufweist [4]. Besondere Beachtung verdient die Tatsache, dass die vorliegenden Keratometrievergleiche in drei der vier Arbeiten [1, 2, 4] auf Radienangaben beruhen und dass eine Umrechnung der Messungen in Werte der Hornhautbrechkraft bei beiden Geräten mit einem erheblichen Unterschied des fiktiven Brechungsindex der Hornhaut erfolgt (IOLMaster , Lenstar 1.332) [1]. Diese methodische Differenz führt in einem Normalkollektiv zu einem rechnerischen Brechkraftunterschied von etwa einer dreiviertel Dioptrie [1] und sollte daher berücksichtigt werden. Bei Ermittlung der Vorderkammertiefe ist zu beachten, dass das Lenstar-Gerät die anatomisch korrekte Definition der Vorderkammertiefe (Strecke Hornhautendothel bis Linsenvorderkapsel) zugrunde legt, dass aber die biometrische Konvention aufgrund des Messverfahrens der Ultraschallgeräte als Definition die anatomisch nicht korrekte Strecke zwischen Hornhautepithel und Linsenvorderkapsel als Vorderkammertiefe bezeichnet. Für einen Vergleich mit dem IOLMaster, der gemäß der biometrischen Konvention bemisst, muss daher zum Lenstar-Vorderkammertiefenwert die gleichzeitig ermittelte zentrale Hornhautdicke addiert werden. Die mit diesem Vorgehen ermittelten Literaturwerte [1, 2, 3, 4] zeigen, weitgehend übereinstimmend mit den hier erzielten Ergebnissen, einen höheren mittleren Messwert für die Vorderkammertiefenbestimmung des Lenstars im Vergleich zum IOLMaster. Graduell fällt dieser Betrag in der Arbeit von Rohrer et al. [4] mit 0,02 mm am geringsten aus und wird in den anderen Quellen mit 0,05 mm [2], 0,1 mm [1] bzw., ähnlich wie hier, (0,2 mm) mit 0,16 mm [3] beziffert. Literatur 1. Buckhurst PJ, Wolffsohn JS, Shah Set al.: A new optical low coherence reflectometry device for ocular biometry in cataract patients. Br J Ophthalmol 2009;93: Cruysberg LPJ, Doors M, Verbakel F et al.: Evaluation of the Lenstar LS 900 non-contact biometer. Br J Ophthalmol 2010;94: Holzer MP, Mamusa M, Auffarth GU: Accuracy of a new partial coherence interferometry analyser for biometric measurements. Br J Ophthalmol 2009;93: Rohrer K, Früh BE, Wälti R et al.: Comparison and evaluation of ocular biometry using a new noncontact optical low-coherence reflectometer. Ophthalmology 2009;Nov;116(11):

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