Biometrie, Refraktion

Biometrie, Refraktion
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Neue Aspekte der Kunstlinsenberechnung nach refraktiver Hornhautchirurgie
B. Seitz, A. Langenbucher
Zusammenfassung
Hintergrund: Nach operativer Myopiekorrektur führt die Keratometrie-basierte Kunstlinsenberechnung zu einer Hyperopisierung nach Kataraktextraktion.
Methoden und Ergebnisse: Es gibt derzeit keinen Anhalt dafür, dass optisch oder
mittels Ultraschall die Achsenlänge nach refraktiver Hornhautchirurgie falsch gemessen
würde. Das Hauptproblem liegt vielmehr darin, dass klassische Keratometer die Hornhautbrechkraft zu hoch bestimmen. Während nach RK die Krümmung selbst zu steil gemessen
wird, wird die Fehlbestimmung nach PRK/LASIK mehrheitlich auf die inadäquate Berechnung der Hornhautgesamtbrechkraft aus der Vorderflächenkrümmung in einer paraxialen
Formel unter Verwendung eines „effektiven Brechungsindex“ zurückgeführt.
Schlussfolgerungen: Wenn Hornhautbrechkraft und Refraktion vor dem refraktiven Eingriff bekannt sind, sollte die Änderung des SÄQ auf Brillenebene von der Hornhautbrechkraft vor der refraktiven Chirurgie subtrahiert werden. Wenn die Refraktion, nicht jedoch
die Keratometrie, vor der refraktiven Chirurgie bekannt ist, können 24 % der Änderung des
sphärischen Äquivalents auf Brillenebene vom postoperativ gemessenen Keratometriewert
abgezogen werden. Wenn diese Werte nicht bekannt sind, können nach PRK/LASIK unter
Verwendung der sog. „Scanning-Slit-Topographie“ die Vorder- und Rückflächenbrechkraft
der Hornhaut separat bestimmt und anschließend addiert werden. Nach RK kann der Mittelwert mehrerer (para-)zentraler topographischer Messwerte oder – mit Einschränkungen – die
Kontaktlinsenmethode benutzt werden. Der so ermittelte am häufigsten vorkommende Hornhautbrechkraftwert sollte möglichst in mehr als eine theoretisch-optische Formel ­ (Haigis,
Hoffer Q, Holladay 2, SRK/T) – nicht jedoch in die SRK-II-Formel – eingesetzt werden. Generell sollte es heute Sitte sein, dass der refraktive Chirurg seinem Patienten einen Refrak­
tionspass in die Hand gibt, auf dem zumindest die Keratometrie und Refraktion vor sowie die
Refraktion zu einem stabilen Zeitpunkt nach dem refraktiven Eingriff aufgeführt sind.
Summary
Background: Published experience with eyes after RK and myopic PRK/LASIK indicate
that insertion of the average keratometric readings into standard IOL power predictive
formulas will frequently result in substantial undercorrection and postoperative hyperopic
refraction or anisometropia after cataract surgery.
Methods and results: At this time there is no indication that determination of axial
length would be a source of error after refractive surgery. The main problem lies in the
overestimation of corneal power by conventional keratometers. While the radius of curvature itself is measured to steep after RK, the inadequate calculation of total cornel power
from radius of anterior corneal surface in a paraxial formula using an “effective refractive
index” has a major impact after PRK/LASIK.
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Conclusions: Conventionally measured keratometric diopters to be entered into IOL
power calculation formulas have to be corrected to avoid hyperopia after cataract surgery
with IOL implantation. The “clinical history method” should be applied whenever refraction and keratometric diopters before the keratorefractive procedure are available to the
cataract surgeon. If refraction, but not keratomety before refractive surgery are available,
24 % of spherical equivalent change on spectacle plane may be subtracted from postoperatively measured keratometric reading. If preoperative keratometric diopters and refraction are not known, Average Central Power of computerized topography analysis or – with
limitations – the hard contact lens method may be used after RK, but refined calculation of
keratometric diopters from radius of anterior and posterior corneal surface should be used
after PRK/LASIK. The most prevalent power result should be entered in more than one
modern third-generation formulas (such as Haigis, Hoffer Q, Holladay 2, SRK/T) – but not
SRK II. Today, a wallet card for the patient indicating at least keratometry and refraction
before and the stable refraction after refractive surgery seems to be indispensable.
Einleitung
Theoretisch können beim refraktiv operierten Patienten sowohl die technische
Durchführung als auch die Kunstlinsenberechnung problematisch sein [6,44]. Während in praxi die technische Durchführung in der Regel kein Hindernis darstellt,
gab es in den letzten Jahren immer wieder Berichte über die Fehlbestimmung der
Kunstlinsenstärke oder gar die Notwendigkeit eines Kunstlinsenaustausches wegen Hyperopie und/oder Anisometropie bei Kataraktoperation nach radialer Keratotomie (RK) [2-4,18,21,27,30] oder myoper photorefraktiver Keratektomie (PRK)
[7,19,23,25,33,34,45] oder Laser-in-situ-Keratomileusis (LASIK) [8,13,20]. Für die
Berechnung der Kunstlinsenstärke bei Patienten nach refraktiver Chirurgie ist zu
berücksichtigen, dass es sich um hochanspruchsvolle Patienten handelt, die überwiegend nach der Kataraktoperation wieder emmetrop sein wollen [31].
Die Ziele dieses Beitrags sind einerseits die Gründe für die Kunstlinsenfehlbestimmung darzustellen und andererseits Vorschläge für mögliche Verbesserungen in
der Praxis zu machen.
Ursachen für die Fehlbestimmung der Kunstlinsenstärke nach refrak­
tiver Chirurgie
Prinzipiell existieren zwei Typen einer Kunstlinsenberechnungsformel, zum einen die empirischen Regressionsformeln, zum zweiten die theoretisch optischen
Formeln, in welche die effektive Linsenposition [ELP] eingeht [11,16,17,32,36-38].
Es gibt derzeit keinen Anhalt dafür, dass mittels Ultraschall die Achsenlänge nach
refraktiver Hornhautchirurgie falsch gemessen würde [50]. Wir sind der Auffassung,
dass die zentrale Hornhautbrechkraft den kritischen Parameter in der Kunstlinsenberechnungsformel nach refraktiver Chirurgie darstellt [40-42]. Prinzipiell lässt sich
die Hornhautbrechkraft direkt auf zwei verschiedene Arten messen, zum einen mit
der Keratometrie, zum anderen mit verschiedenen Varianten der Topographieanalyse
Seitz et al.: Neue Aspekte der Kunstlinsenberechnung nach refraktiver Hornhautchirurgie
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[39,48]. Hierbei wird mit den
gängigen Methoden nur die
Hornhautkrümmung und Refraktionsindizes
Vorderfläche vermessen. Allerdings geht in die Gesamtn1 = 1,000
∆ n1,2 = 0,376
brechkraft der Hornhaut auch
ra = 7,7 mm
die Rückfläche ein. Verschiedene refraktive Indizes von
„Meniskuslinse“
Luft, Hornhaut und Kammern2 = 1,376
wasser spielen eine Rolle für
die Brechkraft an den Grenzrp = 6,5 mm
flächen (Abb. 1) [9,35].
Bei der radialen Kerato∆ n2,3 = -0,040
tomie scheint eine falsche
n3 = 1,336
Messung des Krümmungsradius der Vorderfläche im VorAbb. 1: Hornhautkrümmung und Refraktionsidizes bei einer
dergrund zu stehen, während
normalen Hornhaut („Meniskuslinse“).
bei der PRK und der LASIK
eine falsche Berechnung der
Brechkraft aus weitgehend richtig gemessenem Krümmungsradius der Vorderfläche
im Vordergrund zu stehen scheint [40-42]. Nach radialer Keratotomie wird die zentrale Hornhautdicke nicht verändert. Auch das Verhältnis zwischen Hornhautvorderund Hornhautrückflächenradius wird nicht gravierend verändert. Insbesondere bei
kleiner dezentrierter optischer Zone kann die Keratometrie im Bereich des „Knies“
der Übergangszone zu einem falsch hohen Brechkraftwert führen [46]. Ganz anders
ist die Situation bei der PRK. Hier wird der Vorderflächenradius deutlich vergrößert, während der Rückflächenradius – zumindest theoretisch – konstant bleibt. Das
Verhältnis zwischen Vorder- und Rückflächenradius nimmt deutlich zu. Dagegen
scheint eine Fehlmessung des Radius bei einheitlicher Brechkraft innerhalb der zentralen 4 bis 5 mm keine größere Rolle zu spielen.
Warum wird aber die Gesamtbrechkraft nach PRK/LASIK falsch bestimmt? Das
liegt an der konventionellen Berechnung der Gesamtbrechkraft mittels einer paraxialen Formel aus dem Vorderflächenradius unter Verwendung eines effektiven refraktiven Index, beispielsweise auf der Basis des Gullstrandschen Modellauges (Brechkraft [D] = {n - 1,000} ÷ Vorderradius [m]). Diese direkte Umrechnung ist unzulässig
nach PRK und LASIK [9,13,15,26,28,29,47].
Kunstlinsenberechnung nach refraktiver Hornhautchirurgie
Verbesserung der Kunstlinsenberechnung nach refraktiver Chirurgie
in der Praxis
Zunächst sollte man sicherstellen, dass der Patient realistische Erwartungen hat
und ihn detailliert aufklären wie einen „typischen“ refraktiv chirurgischen Patienten
mit hohen Ansprüchen. Man sollte eine stabile Refraktion für die Anamnese-Methode verwenden, und zwar bevor etwa eine lentogene Myopisierung durch eine Kernkatarakt eingetreten ist. Diese Festlegung ist in praxi manchmal sehr schwierig und
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trotzdem extrem wichtig [44]! Soll der Patient nach der Kataraktoperation emmetrop
sein, so ist es möglicherweise sinnvoller, rein rechnerisch auf -1 dpt zu zielen, um den
Patienten keinesfalls hyperop zu lassen. Unserer Meinung nach ist die Topographieanalyse nach refraktiv chirurgischen Eingriffen vor Kataraktoperationen obligat, um
Irregularitäten zu detektieren, die zu Fehlmessungen des Krümmungsradius führen
können [39].
Wenn immer möglich sollte nach jeder Form eines refraktiven Eingriffs an der
Hornhaut die Anamnese-Methode unter Berücksichtigung der Änderung des sphärischen Äquivalentes gewählt werden. Bereits 1989 wurde von Guyton [10] und von
Holladay [14] diese „Clinical History“ Methode vorgeschlagen. Sie setzt voraus, dass
zum Zeitpunkt der Kataraktoperation Keratometrie und Refraktion vor dem refraktiven Eingriff bekannt sind. Wenn die Refraktion, nicht jedoch die Keratometrie, vor
refraktiver Chirurgie bekannt ist, können 24 % der Änderung des sphärischen Äquivalents auf Brillenebene vom postoperativ gemessenen Keratometriewert abgezogen
werden [13,15,41].
Wenn die Keratometrie vor einer RK nicht bekannt ist, kann die „Average Central
Power“ des Topographiegerätes, d. h. die Mittelung der Brechkräfte über der Eintritts­
pupille, oder der Mittelwert multipler, mit dem Cursor bestimmter (para-)zentraler
Brechkraftwerte benutzt werden [40]. Das relative Niveau zwischen Topographie
und Keratometrie ist hierbei individuell zu berücksichtigen [42]. Die Kontaktlinsenmethode wurde von Holladay [15] und von Hoffer [18] nach RK vorgeschlagen und
von Haigis kritisch gewürdigt [12]. Insbesondere sollte kein früher Kunstlinsenaustausch nach RK erwogen werden, weil bekannt ist, dass es in den ersten Tagen durch
Schwellungseffekte im Bereich der ehemaligen Inzisionen zu einer weitgehend reversiblen übermäßigen Abflachung der Hornhaut im Zentrum mit einer Refraktion von
bis zu +4 dpt kommen kann [21].
Wenn keine Angaben über Refraktion und Keratometrie vor einer PRK oder
­LASIK vorliegen, sollte die Vorder- und Rückflächenkrümmung für die Berechnung
der Gesamtbrechkraft separat berücksichtigt werden [24]. Neben der Addition von
Vorder- und Rückflächenbrechkraft müsste theoretisch noch ein Mischterm eingehen, der die Hornhautdicke berücksichtigt. Dieser kann aber unserer Meinung nach
klinisch vernachlässigt werden, weil er maximal 0,1 dpt beträgt. Bei der auf diesem
Ansatz basierenden Formel „berechnete Brechkraft = (gemessene Gesamtbrechkraft
x 1,135) - 6,2“ ist allerdings die große interindividuelle Schwankung der Werte der
Rückflächenbrechkraft um einen Mittelwert von -6,2 dpt zu berücksichtigen [43].
Diese kann zu einer individuellen Fehlbestimmung der Gesamtbrechkraft der Hornhaut in der Größenordnung von 2 bis 3 dpt führen.
Der mit mehreren Methoden häufig erzielte indirekte Brechkraftwert sollte in möglichst mehrere theoretisch-optische Formeln, nicht jedoch in die SRK II Formel, eingesetzt werden. Hierbei bleibt zu bedenken, dass alle amerikanischen Formeln nach
PRK/LASIK die effektive Linsenposition (= ELP = pseudophake Vorderkammertiefe)
falsch berechnen. Aramberri [1] und Koch & Wang [22] schlagen zur Kompensation
die sog. „Double-K Methode“ vor: Hierbei wird die korrekte ELP (berechnet aus der
Keratometrie vor PRK/LASIK) in die Kunstlinsenberechnungsformel eingesetzt. Die
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Haigis-Formel kennt dieses Problem nicht, weil die Keratometrie nicht in die Berechnung der ELP eingeht [11].
Schlussfolgerungen
Die Hauptgründe für die Kunstlinsenfehlbestimmung sind unterschiedlich nach
RK bzw. PRK/LASIK. Wenn immer möglich, sollten indirekt bestimmte Hornhautbrechkraftwerte und nicht direkt gemessene verwendet werden. Die Ergebnisse verschiedener Formeln sollten miteinander verglichen werden, und man sollte dringend
sicherstellen, dass nicht der korrigierte Brechkraftwert oder der richtig gemessene
Radiuswert in der verwendeten Formel durch Anwendung eines inadäquaten refraktiven Index falsch re-konvertiert wird.
Zukünftige Herausforderungen sind die Kunstlinsenbestimmungen nach Hyperopiekorrektur, die Kunstlinsenbestimmung bei intrakornealem Ring sowie die postoperative Keratektasie mit unterschiedlicher Veränderung der Vorder- und Rückflächenkrümmung nach LASIK bei höherer Myopie [5,43,49]. Alternative Ansätze wie
die multiple Regressionsanalyse in Abhängigkeit von SÄQ-Änderung, Achsenlänge,
Ablationszone u. a. sowie paraxiales Raytracing (z. B. www.OKULIX.de) werden derzeit evaluiert.
Generell sollte es heute Sitte sein, dass der refraktive Chirurg seinem Patienten
einen Refraktionspass in die Hand gibt, auf dem zumindest die Keratometrie und
Refraktion vor sowie die Refraktion zu einem stabilen Zeitpunkt nach dem refraktiven Eingriff aufgeführt sind.
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