Ergebnisse der astigmatischen Keratotomie mit dem Femtosekundenlaser nach perforierender Keratoplastik

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1 39 Ergebnisse der astigmatischen Keratotomie mit dem Femtosekundenlaser nach perforierender Keratoplastik D. Kook, J. Bühren, A. S. Bauch, O. K. Klaproth, T. Kohnen Zusammenfassung Hintergrund: Retrospektive Evaluation der Ergebnisse einer Fallserie Femtosekundenlaser-assistierter astigmatischer Keratotomien (Femto-AK) nach perforierender Keratoplastik. Methodik: Im Rahmen einer konsekutiven Fallserie wurde an insgesamt 10 Augen von 9 Patienten mit hohem Astigmatismus nach Keratoplastik eine astigmatische Keratotomie mit einem 60-kHz-Femtosekundenlaser (IntraLase-AMO, Irvine, Kalifornien, USA) durchgeführt. Hierbei wurden paarige bogenförmige vertikale Schnitte über 20 bis 50 Grad in die Spenderhornhaut appliziert. Zielgrößen waren prä- und postoperativer Visus sc, Visus cc, subjektive Refraktion, und die topografischen Daten (Orbscan, Bausch & Lomb, Rochester, New York, USA). Der induzierte Astigmatismus wurde mittels Vektoranalyse nach der Holladay-, Cravy- und Koch-Formel bestimmt. Eine Auswertung der Aberrometrie erfolgte über Visual Optics Lab (VOL) Pro 7.14 Software (Sarver and Associates, Carbondale, Illinois, USA). Ergebnisse: Alle Femto-AK erfolgten ohne Komplikation. Der mittlere Nachbeobachtungszeitraum war 13 Monate. Der präoperative Visus sc (logmar) betrug im Mittel 1,27 und der postoperative Visus sc im Mittel 1,12. Der präoperative Visus cc (logmar) betrug im Mittel 0,55 und der postoperative Visus cc im Mittel 0,47. Der mittlere subjektive Zylinder konnte um 3,3 dpt und der mittlere topometrische Astigmatismus um 2,8 dpt (3 mm optische Zone) bzw. 1,4 dpt (5 mm optische Zone) reduziert werden. Die Wellenfrontanalyse zeigte im Mittel keine signifikante Induktion von Aberrationen höherer Ordnung. Schlussfolgerung: Die Femto-AK ist eine sichere, effektive und vielversprechende Methode zur Korrektur höherer kornealer Astigmatismen. Aufgrund der Biomechanik der Hornhaut und fehlender Erfahrungswerte mit der vorgestellten innovativen Technologie sind höhere Patientenzahlen zur Entwicklung optimierter Nomogramme erforderlich. Summary Objective: To evaluate a novel technique for the correction of postoperative astigmatism after penetrating keratoplasty with the use of the femtosecond laser creating astigmatic keratotomies (femto-ak). Methods: In scope of a retrospective case series, clinical data of 10 eyes of 9 patients with high residual astigmatism after penetrating keratoplasty undergoing femto-ak using a 60 khz femtosecond laser (IntraLase, Abott Medical Optics, Irvine, California, USA) was analyzed. For astigmatic keratotomy, paired arcuate cuts were applied deep into the donor corneal button. Target values were refraction, uncorrected visual acuity, best corrected visual acuity and topographic data (Orbscan, Bausch & Lomb, Rochester, New York, USA). Based on this data, vector analysis was performed using the Holladay, Cravy and Koch for

2 40 Hornhaut/Refraktive Chirurgie mula. Wavefront analysis was performed using Visual Optics Lab (VOL) Pro 7.14 Software (Sarver and Associates, Carbondale, Illinois, USA). Results: All keratotomies were performed without any major complications. Mean follow-up was 13 months. Preoperative mean uncorrected visual acuity (logmar) was 1.27 and 1.12 postoperatively. Preoperative mean best corrected visual acuity (logmar) was 0.55 and 0.47 postoperatively. Reduction of mean subjective cylinder was 3.3 D. Reduction of mean topometric astigmatism was 2.8 D (3 mm optical zone) and 1.4 D (5 mm optical zone). Wavefront analysis revealed no significant induction of higher order aberrations. Conclusion: Astigmatic keratotomy using the femtosecond laser is a safe, effective and promising tool for the correction of higher corneal astigmatisms. Due to the biomechanical properties of the cornea and missing experience figures with the novel femto-ak technology, higher numbers of patients are necessary to develop optimal treatment nomograms. Einleitung Obwohl heute die Keratoplastik (KP) als Standardeingriff in der Augenheilkunde gute klinische Ergebnisse zeigt und die 10-Jahres-Überlebensrate des Transplantats mittlerweile etwa 80 % beträgt, ist ein Hauptproblem nach einer erfolgreichen Operation weiterhin oft die optische Rehabilitation aufgrund eines hohen kornealen Astigmatismus von häufig über 5 dpt. Gerade bei Patienten mit KP nach Keratokonus stellt dieser Astigmatismus postoperativ ein generelles Problem dar. Eine Korrektur mit Brille führt in diesen Fällen häufig zu einer beträchtlichen Aniseikonie, eine Kontaktlinsenanpassung ist je nach Hornhauttopografie eine mehr oder weniger große Herausforderung. Vor Einführung der Excimerlaser-Chirurgie wurde versucht, einen hohen Astigmatismus nach KP durch relaxierende Schnitte auf dem steilen Hornhautmeridian, durch Hornhautnähte auf dem flachen Hornhautmeridian oder durch eine Kombination aus beiden Verfahren zu korrigieren. Neben weiteren Optionen wie Keilresektion, Implantation torischer IOL oder erneuter KP ist der Einsatz relaxierender kornealer Schnittverfahren weit verbreitet. Die bogenförmige astigmatische Keratotomie (AK) wird gewöhnlich im Bereich des Spender-Wirt-Interfaces oder im Bereich der Spenderhornhaut auf dem steilen Hornhautmeridian appliziert. Hierdurch wird der steile Meridian abgeflacht, aber auch der flache, 90 Grad entfernte Meridian, aufgesteilt. Die Applikation der Schnitte kann entweder rein manuell oder mechanisch durchgeführt werden. Mit Einführung der Femtosekunden-Lasertechnik ist es nun zusätzlich möglich, durch entsprechende Programmierung der Lasersoftware Schnittposition, -tiefe, -breite und -winkel der Keratotomien festzulegen. Patienten und Methodik Retrospektiv wurde der klinische Verlauf von zehn Augen von neun Patienten ausgewertet. Bei allen Patienten wurde zur Korrektur eines bestehenden hohen Astigmatismus nach Keratoplastik im Zeitraum zwischen Mai 2007 und Januar 2009 an der Klinik für Augenheilkunde der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main unter ambulanten Bedingungen eine astigmatische Keratotomie mit

3 Kook et al.: Ergebnisse der astigmatischen Keratotomie mit dem Femtosekundenlaser 41 dem Femtosekundenlaser (IntraLase, Abott Medical Optics, Irvine, Kalifornien, USA) durchgeführt. Die Patienten wurden vor der Operation den üblichen Voruntersuchungen unterzogen (Visus sc, subjektive Refraktionsbestimmung, Visus cc, Biomikroskopie des vorderen Augenabschnittes, Fundusuntersuchung, Applanationstonometrie, Orbscan-IIz-Untersuchung (Topografie, Pachymetrie, Keratometrie) (Bausch & Lomb, Rochester, N.Y., USA), Pupillometrie und Ultraschallpachymetrie. Die postoperativen Kontrollen bestanden aus Visus sc, subjektiver Refraktionsbestimmung, Visus cc, Biomikroskopie des vorderen Augenabschnittes, Applanationstonometrie und Orbscan-Untersuchung (Topografie, Pachymetrie, Keratometrie). Zur Analyse der kornealen Wellenfront wurden von den axial-keratometrischen Daten der Topografie eine Zernike-Dekomposition durchgeführt (Visual Optics Lab Pro 7.14, Sarver and Associates, Carbondale, Ill, USA). Die Wellenfrontrekonstruktion erfolgte für einen Pupillendurchmesser von 3 und 6 mm bis zu den Abbildungsfehlern der 6. Ordnung. In dieser Studie wurden nur Aberrationen höherer (3. bis 6.) Ordnung berücksichtigt. Zur Vereinfachung der Interpretation wurden aus den Zernike-Koeffizienten folgende Effektivwerte Root-mean-square-(RMS-)Werte berechnet: Coma (alle C n ±1 ), sphärische Aberrationen (alle C n0 ) und alle übrigen Aberrationen höherer Ordnung (C n 2 ). Um die theoretische optische Qualität der Hornhautoberfläche im Falle einer idealen Brillenkorrektur zu beschreiben, wurde die Maßzahl VSOTF (Visual Strehl ratio based on the optical transfer function) berechnet. Alle Femto-AK wurden vom gleichen Operateur (TK) mit dem IntraLase-Femtosekundenlaser durchgeführt. Dieser Laser verfügt über eine Pulsfrequenz von 60 khz und eine Pulsdauer von 600 bis 800 fs. Die Energie zur Erzeugung des vertikalen Schnittes wurde auf 2,5 µj eingestellt. Die Fotodisruption erfolgte in einem Rastermodus von inferior nach superior mit einem Spot-zu-Spot- und einem Linie-zu-Linie-Abstand von 2 bis 3 µm. Der eingestellte Winkel des vertikalen Schnittes war in allen Fällen 90 Grad. Die Tiefe der Keratotomie wurde mit 90 % der Hornhautdicke basierend auf den pachymetrischen Daten der Orbscan-Untersuchung und der Ultraschallpachymetrie festgelegt. Die Größe des Durchmessers der bogenförmigen Keratotomien wurde orientierend an der Transplantatgröße, der Höhe des vorliegenden Astigmatismus und anhand vergleichbarer Lindstrom- und Nichamin-Nomogramme zwischen 6,0 und 7,2 mm individuell gewählt. Die Keratotomien wurden immer paarig in die Spenderhornhaut appliziert. Die Bogenlänge der Keratotomien wurde individuell orientierend an vergleichbaren Lindstrom-Nomogrammen zwischen 20 und 50 Grad gewählt. Nach erfolgter Laserfotodisruption wurde der Schnitt nicht weiter mechanisch manuell manipuliert bzw. aufgeweitet. Die statistische Auswertung erfolgte mit SPSS für Windows (SPSS Inc. Chicago, Ill, USA). Die Vektoranalyse zur Bestimmung des chirurgisch induzierten Astigmatismus wurde nach der Holladay-, Cravy- und Koch- Formel durchgeführt. Zur Signifikanzprüfung der prä- und postoperativen Daten wurde der Student s t-test verwendet.

4 42 Hornhaut/Refraktive Chirurgie Ergebnisse Das mittlere Patientenalter betrug 49,5 ± 15,9 Jahre. Ursachen für die erfolgte Keratoplastik waren Keratokonus (n = 3), Hornhautnarben (n = 2) und Endothelversagen nach Kataraktoperation (n = 1). Die Keratoplastik lag zum Zeitpunkt der Femto-AK im Mittel 9,0 ± 8,5 Jahre (Spanne 1,5 bis 22,6 Jahre), die Fadenentfernung mindestens zwölf Monate zurück. Die mittlere Bogenlänge der Femto-AK betrug 35 ± 10,8 Grad, der mittlere Durchmesser der Schnitte 6,57 ± 0,45 mm. Die mittlere Nachbeobachtungszeit war 13,1 Monate (Spanne drei bis 22 Monate). In allen Fällen führte der Femtosekundenlaser die eingestellten stromalen Schnitte ohne technische Probleme aus. In keinem Fall kam es zu intraoperativen Komplikationen wie Ansaugverlust oder Hornhautperforation. In keinem Fall kam es zu postoperativen schnittbedingten Komplikationen wie einer infektiösen oder sterilen Keratitis oder einem Transplantatversagen. Die präoperative subjektive sphärische Refraktion betrug im Mittel 0,05 ± 4,3 dpt, der mittlere subjektive Zylinder 7,4 ± 2,6 dpt und das sphärische Äquivalent 3,7 ± 3,9 dpt. Die postoperative subjektive sphärische Refraktion betrug im Mittel 1,4 ± 4,3 dpt, der mittlere subjektive Zylinder 4,1±2,1 dpt und das sphärische Äquivalent 3,4 ± 4,0 dpt. Die Änderung des subjektiven Zylinders war mit p = 0,001 signifikant; die Änderung des sphärischen Äquivalentes mit p = 0,42 nicht signifikant. Der präoperative topografische Astigmatismus betrug im Mittel 9,3 ± 4,1 dpt und der mittlere K-Wert 47,2 ± 3,4 dpt in der 3-mm-Zone, respektive 5,1 ± 3,4 dpt und 47,6 ± 3,6 dpt in der 5-mm-Zone. Der postoperative topografische Astigmatismus betrug im Mittel 6,5 ± 4,2 dpt und der mittlere K-Wert 48,5 ± 3,4 dpt in der 3-mm-Zone, respektive 3,7 ± 1,5 dpt und 48,8 ± 3,1 dpt in der 5-mm-Zone. Die Änderung des topometrischen Astigmatismus bezogen auf die 3-mm-Zone war mit p = 0,05 signifikant, bezogen auf die 5-mm Zone mit p = 0,11 nicht signifikant. Die Vektoranalyse ergab einen refraktiven induzierten Astigmatismus von 3,3 ± 4,0 dpt und einen topografischen induzierten Astigmatismus von 6,2 ± 5,7 dpt (bezogen auf die 3-mm-Zone). Bei einem Analysedurchmesser von 3 mm betrug der präoperative Coma-RMS-Wert 0,164 ± 0,119 µm (6 mm: 1,507 ± 0,965 µm), der RMS-Wert der sphärischen Aberrationen 0,037 ± 0,023 µm (6 mm: 0,596 ± 0,373 µm) und der RMS aller übrigen Aberrationen höherer Ordnung 0,323 ± 0,133 µm (6 mm: 2,446 ± 0,866 µm). Nach dem Eingriff lag der Coma-Wert bei 0,186 ± 0,165 µm (6 mm: 2,218 ± 0,965 µm), die sphärischen Aberrationen bei 0,186 ± 0,165 µm (6 mm: 2,218 ± 0,965 µm). Die daraus folgenden Veränderungen betrugen für die Coma bei 3 mm Pupillendurchmesser 0,022 ± 0,088 µm (Spanne 0,088 bis 0,235 µm); bei 6 mm 0,712 ± 1,384 µm ( 0,489 bis 4,352 µm). Über 3 mm gemessen, stiegen die sphärischen Aberrationen gering um 0,022 ± 0,042 µm bei einer Spannweite von 0,05 bis 0,116 µm an (6 mm: 0,347 ± 0,676 µm, 0,808 bis 1,851 µm). Die übrigen Aberrationen höherer Ordnung stiegen um 0,079 ± 0,256 µm (Spanne 0,376 bis 0,450 µm) und um 0,676 ± 2,513 µm (Spanne 2,962 bis 6,041) an. Allerdings war keine dieser Veränderungen statistisch signifikant. Die Maßzahl VSOTF fiel gering von präoperativ 0,99 ± 0,22 auf 1,04 ± 0,25 log- Einheiten (6 mm: 1,65 ± 0,09 auf 1,68 ± 0,08 log-einheiten). Der präoperative un

5 Kook et al.: Ergebnisse der astigmatischen Keratotomie mit dem Femtosekundenlaser 43 korrigierte Visus (logmar) betrug 1,27 ± 0,11, der präoperative bestkorrigierte Visus 0,55 ± 0,33. Der postoperative unkorrigierte Visus (logmar) betrug 1,12 ± 0,25, der postoperative bestkorrigierte Visus 0,47 ± 0,32. Die Veränderungen des unkorrigierten und des bestkorrigierten Visus waren statistisch nicht signifikant (p = 0,09 und p = 0,29). Der Effektivitätsindex betrug 0,26 und der Sicherheitsindex 1,18. Diskussion Die bislang publizierten Daten zeigen insgesamt positive Ergebnisse mit unterschiedlichen Lasersystemen: So konnte eine Arbeitsgruppe sechs Monate nach Femto-AK (Femtec FSL, 20/10 Perfect Vision, Heidelberg) eine Verminderung des kornealen Astigmatismus um 5 dpt und einen signifikanten Visusanstieg erzielen [1]. Andere Autoren zeigten ähnliche Ergebnisse wenngleich ohne Visusveränderung (Femtec) [2]. Eine deutsche Arbeitsgruppe konnte eine Reduktion des kornealen Astigmatismus um 3 dpt mit einer Visusverbesserung erzielen (Femtec) [3]. Erfolgversprechende Ergebnisse mit dem IntraLase (IntraLase, Irvine, Kalifornien) zeigt eine Arbeit mit einer Verminderung des Astigmatismus um 4 dpt und signifikanter Visusverbesserung zwei Monate nach Femto-AK [4]. Auch nach längerer Nachbeobachtungszeit nach Femto-AK (IntraLase) berichten einige Kasuistiken über eine Reduktion des kornealen Astigmatismus um 3 bis 4 dpt mit deutlichem Visusanstieg [5, 6]. Eine jüngste Publikation über die Ergebnisse einer größeren retrospektiven Fallserie nach Femto-AK mit dem IntraLase zeigt einen signifikanten Visusanstieg, eine Verminderung des Astigmatismus von im Mittel knapp 3 dpt mit zugleich einem signifikanten Anstieg der Aberrationen höherer Ordnung (HOA) [8]. Vergleicht man unsere Ergebnisse mit den Daten der Literatur, so sind unsere Ergebnisse hinsichtlich der Stabilität und Effizienz insbesondere durch unsere relativ kurze Schnittlänge von im Mittel 35 Grad zu erklären. Ebenso mag die Tatsache eine Rolle spielen, dass wir nach erfolgter Laserapplikation in allen Fällen keine zusätzliche manuelle Manipulation zur Eröffnung des Schnittes durchgeführt haben. Hierbei ist anzumerken, dass wir zu Beginn unserer Behandlungen im Jahr 2007 eine Überkorrektur auf jeden Fall vermeiden wollten. Daher hatten wir uns aufgrund fehlender Erfahrungswerte und Behandlungsnomogramme bewusst für eine eher konservative Lasereinstellung entschieden. Erschwerend hinsichtlich der Vergleichbarkeit mit Nomogrammen nach Lindstrom, Thornton oder Nichamin war unter anderem die Tatsache, dass es sich bei unserem Kollektiv ausschließlich um Hornhäute mit Z. n.-keratoplastik handelt, die sich in ihrer Biomechanik von nicht voroperierten Hornhäuten unterscheiden. Die Analyse der induzierten Aberrationen höherer Ordnung zeigt, dass im Mittel keine signifikante Induktion von Aberrationen höherer Ordnung stattfindet. Auch die optische Qualität der Hornhautoberfläche fällt nicht signifikant ab. Allerdings lassen sich sehr hohe Spannweiten der Differenzwerte feststellen. Dies kann auf interindividuelle Unterschiede der biomechanischen Reaktionen zurückgeführt [8] oder aber auch durch eine hohe Streubreite der Messgenauigkeit bei starken Unregelmäßigkeiten in der Topografie erklärt werden.

6 44 Hornhaut/Refraktive Chirurgie Literatur 1. Nubile M, Carpineto P, Lanzini M et al.: Femtosecond laser arcuate keratotomy for the correction of high astigmatism after keratoplasty. Ophthalmology 2009;116(6): Hoffart L, Proust H, Matonti F et al.: Correction of postkeratoplasty astigmatism by femtosecond laser compared with mechanized astigmatic keratotomy. Am J Ophthalmol 2009;147(5): , 87 e1 3. Kiraly L, Herrmann C, Amm M, Duncker G: Reduction of astigmatism by arcuate incisions using the femtosecond laser after corneal transplantation. Klin Monatsbl Augenheilkd 2008; 225(1): Bahar I, Levinger E, Kaiserman I et al.: IntraLase-enabled astigmatic keratotomy for postkeratoplasty astigmatism. Am J Ophthalmol 2008;146(6): e1 5. Harissi-Dagher M, Azar DT: Femtosecond laser astigmatic keratotomy for postkeratoplasty astigmatism. Can J Ophthalmol 2008;43(3): Kymionis GD, Yoo SH, Ide T, Culbertson WW: Femtosecond-assisted astigmatic keratotomy for post-keratoplasty irregular astigmatism. J Cataract Refract Surg 2009;35(1): Kumar NL, Kaiserman I, Shehadeh-Mashor R et al.: IntraLase-Enabled Astigmatic Keratotomy for Post-Keratoplasty Astigmatism: On-Axis Vector Analysis. Ophthalmology 2010;117(6): e1 8. Kohnen T, Buhren J: Corneal first-surface aberration analysis of the biomechanical effects of astigmatic keratotomy and a microkeratome cut after penetrating keratoplasty. J Cataract Refract Surg 2005;31(1):