Auswertung von Mehrfachsignalen bei der optischen ... · 2.1.1 Anatomie und Funktionen der Netzhaut (Retina) Retina kommt von dem lateinischen Wort „rete

Aus der Augenklinik und Poliklinik der Universität Würzburg

Direktor: Prof. Dr. med. F. Grehn

Auswertung von Mehrfachsignalen

bei der

optischen Achsenlängenmessung

Inaugural-Dissertation

zur Erlangung der Doktorwürde der

Medizinischen Fakultät

der

Bayerischen Julius-Maximilians-Universität zu Würzburg

vorgelegt von

Susanne Grewe

aus Ulm

Würzburg, Januar 2005

Referent: Prof. Dr. W. Waller

Korreferent: Priv.-Doz. Dr. W. Schrader

Dekan: Prof. Dr. G. Ertl

Tag der mündlichen Prüfung: 12.01.2006

Die Promovendin ist Ärztin

Meinen Eltern gewidmet

I

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung und Fragestellung............................................................................. 1

2 Grundlagen.......................................................................................................... 6

2.1 Anatomische Grundlagen ................................................................................. 6

2.1.1 Anatomie und Funktionen der Netzhaut (Retina)............................................. 7

2.1.2 Anatomie und Funktionen der Aderhaut (Choroidea) .................................... 10

2.1.3 Anatomie und Funktionen der Lederhaut (Sklera) ......................................... 11

2.2 Biometrie ........................................................................................................ 13

2.2.1 Prinzip der optischen Biometrie...................................................................... 14

2.2.2 Vor- und Nachteile der optischen Biometrie gegenüber Ultraschall .............. 14

2.2.3 Zeiss IOLMaster ............................................................................................. 16

2.2.4 Relevante Beobachtungen bei laseroptischen Messungen.............................. 17

3 Material und Methodik .................................................................................... 19

3.1 IOLMaster als Datenquelle und Auswahl der Achsenlängenmessungen ....... 19

3.2 Auswertung..................................................................................................... 20

3.2.1 Achsenlängenmessung am Zeiss IOLMaster.................................................. 20

3.2.2 Auffinden von „echten Signalen“ bei Achsenlängenmessungen.................... 23

3.2.3 Merkmale der Achsenlängenmessungen ........................................................ 26

3.2.4 Statistische Methoden ..................................................................................... 31

4 Ergebnisse.......................................................................................................... 32

4.1 Patienten-/Probandenverteilung...................................................................... 32

4.2 Identifizierung echter Signale ......................................................................... 38

4.3 Verteilung der Schichtabstände auf die Altersgruppen .................................. 52

4.3.1 Abstände innere Grenzmembran - Pigmentepithel in den Altersgruppen ...... 53

4.3.2 Abstände Aderhaut - Pigmentepithel in den Altersgruppen ........................... 58

4.4 Verteilung der Schichtabstände auf die Achsenlänge..................................... 62

4.4.1 Abstände innere Grenzmembran - Pigmentepithel und Achsenlänge ............ 62

4.4.2 Abstände Pigmentepithel - Aderhaut und Achsenlänge ................................. 64

4.5 Auftreten der 19 Merkmale............................................................................. 65

5 Diskussion .......................................................................................................... 98

5.1 Patienten-/Probandenverteilung.................................................................... 100

II

5.2 Identifizierung echter Signale ....................................................................... 101

5.3 Verteilung der Schichtabstände in den Altersgruppen.................................. 102

5.3.1 Grenzmembran - Pigmentepithel (Netzhautdicke) und Alter ....................... 102

5.3.2 Pigmentepithel – Aderhaut und Alter ........................................................... 106

5.4 Achsenlängenabhängigkeit der Schichtabstände .......................................... 110

5.4.1 Grenzmembran – Pigmentepithel (Netzhautdicke) und Achsenlänge.......... 110

5.4.2 Pigmentepithel - Aderhaut und Achsenlänge ............................................... 111

5.5 Auftreten der 19 Merkmale........................................................................... 111

6 Zusammenfassung .......................................................................................... 118

7 Literatur .......................................................................................................... 120

Einleitung und Fragestellung

1

1 Einleitung und Fragestellung

Kataraktoperationen gehören heute zu den weltweit häufigsten Operationen, und die

Anzahl der refraktiv chirurgischen Eingriffe nimmt ständig zu. In diesem Rahmen ist

die präzise Achsenlängenbestimmung des Auges von entscheidender Bedeutung. In der

Kataraktchirurgie ist die präoperative Berechnung der Intraokularlinsenstärke mit Hilfe

von Parametern, wie die Augachsenlänge und die Hornhautkrümmung, besonders

entscheidend für das postoperative Ergebnis [http://www.meditec.zeiss.de/].

1961 vollführte Franken die erste Messung der okulären Achsenlänge mit der

Ultraschall-Impulstechnik [Franken 1962]. Seither ist diese Technik zum klinischen

Standard für die Festlegung der benötigten Intraokularlinse geworden [Fercher et al.

1988].

In den vergangenen Jahren führten jedoch Fortschritte in der Lasertechnik zur

Entwicklung neuer, kontaktloser optischer Verfahren für die Messung intraokularer

Distanzen. Eines dieser Verfahren, die Teilkohärenz-Interferometrie oder

Laserinterferenzbiometrie (partial coherence interferometry [PCI]), entwickelte sich im

Laufe des letzten Jahrzehntes zu einer erfolgreichen Alternative zum konventionellen

Ultraschallbiometrieverfahren im Bereich der Kataraktchirurgie [Haigis 2002].

Seit Mitte der 80er Jahre hatte sich das Verfahren der Laserinterferenzbiometrie in

seiner tomographischen Variante in Form der optischen Kohärenztomographie (optical

coherence tomography [OCT]) gut eingeführt und machte die Darstellung der

menschlichen Retina möglich. Die optische Achsenlängenmessung fand jedoch erst

Ende der 90er Jahre ihren klinischen Einsatz [Baumgartner et al. 2000, Haigis u. Lege

2000b].

Die Anwendung der Teilkohärenz-Interferometrie zur Messung von Distanzen am

menschlichen Auge geht auf den Physiker A. Fercher zurück, der Mitte der 1980er

Jahre mit dieser Methode die ersten Achsenlängenmessungen in vivo vornahm [Fercher

u. Roth 1986, Haigis 2002].

Bereits 1970/71 benutzten Goldmann und Ehlers nichtinvasive optische Techniken zur

Messung der Vorderkammertiefe und der Hornhautdicke [Goldmann 1970, Ehlers 1971]


2

und 1975 schrieben Green et al. über eine Interferometertechnik, die sich zur

Hornhautdickenmessung an Froschaugen und menschlichen Augen verwenden ließ

[Green et al. 1975].

1986 berichteten Fujimoto et al. und Fercher und Roth über zwei neue optische

Verfahren zur Messung intraokularer Distanzen. Fujimoto et al. bestimmten die

Hornhautdicke anästhesierter Hasenaugen mit der Femtosekunden-Pulstechnik,

während Fercher und Roth die Achsenlänge menschlicher Augen in vivo mittels

Interferometrie mit teilkohärentem Licht (Teilkohärenzinterferometrie) maßen [Fercher

u. Roth 1986, Fujimoto et al. 1986].

Zwei Jahre später (1988) veröffentlichten Fercher et al. eine Studie über

Achsenlängenmessungen des menschlichen Auges mittels Multimode-Halbleiterlaser

kurzer Kohärenz [Fercher et al. 1988]. Hitzenberger et al. verglichen 1989 erstmals

laseroptisch und akustisch mit Ultraschall gemessene Achsenlängen [Hitzenberger et al.

1989]. Im selben Jahr wurde von Zeimer et al. eine modifizierte Spaltlampen-Technik

zur Messung der menschlichen Netzhautdicke vorgeschlagen [Zeimer et al. 1989].

Im Jahre 1991 beschrieben Hitzenberger und Fercher et al. das Verfahren der Laser-

Dopplerinterferometrie (LDI), das eine Verbesserung der Teilkohärenzinterferometrie

darstellte. Mit der neuen Technik wurde die Dauer einer Achsenlängenmessung auf 3

Sekunden verkürzt und durch Weiterentwicklung schließlich Achsenlängenmessungen

und Messungen der Korneadicke mit einem einzigen Gerät ermöglicht. Außerdem

erstellten sie anhand multipler Abstandsmessungen von der Kornea zu verschiedenen

Punkten der Netzhaut ein horizontales Fundusprofil [Fercher et al. 1991, Hitzenberger

1991]. 1992 veröffentlichte Hitzenberger eine Arbeit, in der er über verbesserte

Präzision der Laser-Dopplerinterferometrie infolge geringerer Kohärenzlänge der

Lichtquelle berichtete [Hitzenberger 1992].

Clivaz et al. und Swanson et al. benutzten eine ähnliche Technik, um die Dicke von

Arterienwänden in vitro bzw. Abstände von Strukturen der vorderen Augenabschnitte

an einem Hasenauge zu messen [Clivaz et al. 1992, Swanson et al. 1992]. Huang et al.

hingegen erhielten mit einer fortgeschrittenen Version dieser Technik - der optischen

Kohärenztomographie - zweidimensionale Querschnittsbilder der menschlichen

Netzhaut [Huang et al. 1991].


3

1995 berichteten Fercher et al. über die „Spektral-Interferometrie“, mit welcher sie

intraokulare Distanzen an einem Modellauge und die Hornhautdicke am menschlichen

Auge bestimmten [Fercher et al. 1995].

Hitzenberger et al. erreichten 1999 durch Lichtquellen mit breiterem

Emissionsspektrum sowie durch Kompensation der Streuung in verschiedenen Medien

des Auges eine bessere Auflösung in OCT-Bildern der Retina und bei Messungen mit

Teilkohärenzinterferometrie. Hierdurch konnten Retinabilder mit einer Auflösung von

5µm erzielt werden [Hitzenberger et al. 1999].

Im Herbst 1997 ergab sich für das Biometrielabor der Universitäts-Augenklinik

Würzburg die Möglichkeit, das Funktionsmuster eines neuen optischen Messgerätes

(Zeiss ALM) der Firma Carl Zeiss Jena, welches auf dem Prinzip der Teilkohärenz-

Interferometrie basiert, zu testen und bei der Entwicklung dieses Gerätes in ein klinisch

anwendbares Biometriesystem mitzuarbeiten. Im Herbst 1999 erschien es unter dem

Namen Zeiss IOLMaster auf dem Markt [Haigis 2002].

In der Entstehungsphase der optischen Biometrie wurden die Interferenzsignale noch

visuell beobachtet und die Interferometerspiegel manuell verschoben. Ein erfahrener

Untersucher brauchte für eine Achsenlängenmessung ca. 15 Minuten, während der

Patient die ganze Zeit in das Laserlicht sehen musste. Diese Prozedur war für Patient

und Untersucher sehr ermüdend. Später wurden die Messabläufe automatisiert und das

Observieren der Signale von einem Photodetektor übernommen.

Eine Achsenlängenmessung mit dem IOLMaster dauert heute 0,5 Sekunden

[Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999, Lege u. Haigis 2000] und die

Teilkohärenzinterferometrie liefert im Vergleich zur klassischen Ultraschalltechnik eine

bessere Präzision und Auflösung von mehr als einer Größenordnung. Während mit

Ultraschall Auflösungen von ca. 200µm und eine Genauigkeit von 100-200µm erreicht

werden, sind optisch longitudinale und transversale Auflösungen von ca. 10µm und eine

Genauigkeit von 5-30µm möglich [Hitzenberger et al. 1989, Vogel et al. 2000].

Vergleicht man ein OCT-Bild mit einem B-Bild im Ultraschall, so kann das

Interferogramm des IOLMasters mit einem A-Bild verglichen werden [Haigis u. Lege

2000b].


4

Ein A-Scan eines Ultraschallbiometriegerätes gibt jedoch noch einige Informationen

über benachbarte Strukturen, wohingegen das Interferogramm lediglich Hinweise über

das Reflexionsvermögen der Netzhaut gibt. Dargestellt ist praktisch nur der schmale

Ortsbereich des Signals, für den die Interferenzbedingung erfüllt war. Es ist schwierig,

Gewebe anhand relativ isolierter Reflexe zu bestimmen. Eine Möglichkeit zur

Aufdeckung von Nachbarschaftsbeziehungen oder „landmarks“ (zum Beispiel typisches

Linsensignal) wie beim Ultraschall gibt es nicht. Das zugehörige B-Verfahren, die

optische Kohärenztomographie, ermöglicht dieses jedoch [Haigis u. Lege 2000b].

Bei der optischen Achsenlängenmessung ist häufig nur ein Hauptsignal, das wesentliche

Messsignal, zu beobachten. Es entsteht durch Reflexionen des Laserlichtes am retinalen

Pigmentepithel (RPE) [Haigis 2002]. Manchmal wird ein Vortrabant oder ein

Nachtrabant zum RPE-Signal sichtbar. Hierbei handelt es sich um Zusatzsignale, die

vor oder nach dem Hauptsignal auftreten. Bisher ist es jedoch noch Gegenstand der

Forschung, welchen Schichten des Augenhintergrundes solche zusätzlichen Signale

zuzuordnen sind und wie diese Mehrfachsignale (Hauptsignal, Vortrabant, Nachtrabant)

von Störeinflüssen zu unterscheiden sind.

Man geht allgemein davon aus, dass ein Vortrabant mit bestimmtem Abstand zum

Hauptsignal der inneren Grenzmembran (Membrana limitans interna) zuzuschreiben ist

[Hitzenberger 1991].Klinische Beobachtungen im Biometrielabor der Würzburger

Universitäts-Augenklinik ließen den Eindruck entstehen, dass diese Signale bei

jüngeren Personen häufiger in Erscheinung traten als bei Kataraktpatienten, die

gewöhnlich ein Alter von mehr als 60 Jahren haben [Yanoff 1975]. Bei den

Nachtrabanten stellt sich die Frage, ob es sich um Reflexionen aus Choroidea und

Sklera handelt.

Um die optische Biometrie noch zuverlässiger zu machen, ist es von Bedeutung,

Zusammenhänge und Entstehungsfaktoren dieser Zusatzsignale zu erkennen und

Entscheidungskriterien für ihre Festlegung aufzustellen.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es dem im Biometrielabor der Würzburger

Augenklinik entstandenen Eindruck nachzugehen und anhand einer möglichst breiten

Altersgruppe herauszuarbeiten, wie regelmäßig entsprechende Mehrfachsignale

auftreten und ob es hierbei zu alterstypischen Signalmustern und –verteilungen kommt.

Hierzu galt es eine genügend große Anzahl an Achsenlängenmessungen, die mit dem


5

IOLMaster durchgeführt worden waren, zusammenzutragen und in Altersgruppen

einzuteilen. Zudem erfolgte die Festlegung verschiedener Signalkurvenmerkmale nach

denen die einzelnen Messungen eingeteilt wurden.

Grundlagen

6

2 Grundlagen

2.1 Anatomische Grundlagen

Dem Glaskörper des menschlichen Auges liegen außen drei Augenhäute auf. Am

hinteren Augenpol wird die innere Augenhaut von der Netzhaut, die mittlere von der

Aderhaut und die äußere von der festen bindegewebigen Lederhaut, der Sklera, gebildet.

Anatomie und Funktionen dieser Schichten sollen in diesem Abschnitt kurz erläutert

werden, da sie für die vorliegende Arbeit von entscheidender Relevanz sind (vgl. Abb.

2.1).

Abb. 2.1: Waagrechter schematischer Schnitt durch den rechten Augapfel (Aus Grehn F, in: Augenheilkunde, Springer-Verlag, 1998) von oben gesehen. Axial im Sehnerv verlaufen die A. und V. centralis retinae, in der Zeichnung durch einen leeren Spalt schematisch angedeutet.

Grundlagen

7

2.1.1 Anatomie und Funktionen der Netzhaut (Retina)

Retina kommt von dem lateinischen Wort „rete“ und bedeutet „Netz“. Die Netzhaut

(Tunica interna bulbi = innere Augenhaut) besteht aus einem lichtempfindlichen Teil

(Pars optica) und einem blinden Teil (Pars ciliaris und iridica). Die Grenze zwischen

optischem und blindem Teil wird durch die Ora serrata gebildet.

Die Pars optica ist als vorgelagerter Hirnteil anzusehen und enthält Sinnes-, Ganglien-

und Stützzellen [Pschyrembel 1994]:

Drei hintereinander geschaltete Neurone sind für die Reizweiterleitung in der Netzhaut

verantwortlich. Das erste Neuron bilden die Rezeptoren, die Stäbchen und Zapfen. Das

zweite Neuron wird von den Bipolarzellen und das dritte Neuron von den

Ganglienzellen gebildet (vgl. Abb. 2.4).

Interneurone sorgen für die horizontale Informationsverarbeitung.

Da die Netzhaut transparent ist, kann Licht durch alle Netzhautschichten dringen und

das Sinnesepithel, die Rezeptoren, die das erste Neuron bilden, erreichen.

Um diese Transparenz zu gewährleisten, dürfen die Axone der retinalen Ganglienzellen

nicht myelinisiert sein, wodurch sich eine niedrige Leitgeschwindigkeit der Signale

ergibt.

Das Sinnesepithel besteht aus 7 Millionen Zapfen (verantwortlich für das Farbensehen

und Sehen bei Helligkeit, bei Dunkelheit abgeschaltet) und 120 Millionen Stäbchen

(verantwortlich für das Dämmerungssehen und bei Helligkeit abgeschaltet). Das

Sinnesepithel wird in der Netzhautperipherie aus Stäbchen und Zapfen gebildet. In der

Netzhautmitte des hinteren Augenpols liegt der gelbe Fleck (Macula lutea) und in

dessen Mitte die Netzhautgrube (Fovea centralis), die Stelle des schärfsten Sehens (vgl.

Abb. 2.3). Sie ist eine Grube von ca. 0,2mm Durchmesser und enthält nur Zapfen. Das

gute Auflösungsvermögen der Fovea centralis kommt dadurch zustande, dass hier jeder

Zapfen mit nur einer bipolaren Zelle und einer Ganglienzelle verschaltet ist. Zudem sind

nachgeschaltete Neurone zur Seite hin verlagert und somit wird einfallendes Licht nicht

durch dazwischenliegende Zellen gestreut. In der Netzhautperipherie hingegen

konvergieren viele Rezeptoren auf eine Ganglienzelle.

Grundlagen

8

Die Retina besteht aus 10 Schichten, von denen die wichtigsten im Folgenden von

außen nach innen besprochen werden sollen (vgl. Abb. 2.2).

Abb. 2.2: Schematischer Schnitt durch Aderhaut und Netzhaut (Aus Grehn F, in: Augenheilkunde, Springer-Verlag, 1998).

Das Pigmentepithel ist die äußerste Schicht der Retina, die an die Aderhaut (AH)

grenzt. Es schirmt einfallendes Licht nach hinten hin ab und verarbeitet abgestoßene

Scheibchen der Rezeptoren. Die äußere Körnerschicht wird von den Zellkernen der

Rezeptoren gebildet (erstes Neuron). Es folgen die äußere plexiforme Schicht und die

innere Körnerschicht, die aus den Bipolarzellen (zweites Neuron) besteht. Auf die

innere plexiforme Schicht folgt die Ganglienzellschicht (drittes Neuron). Die

Grundlagen

9

Ganglienzellen begrenzen mit ihren Axonen die Netzhaut zum Glaskörper hin, und es

treffen sich 1,1 Millionen Axone aller Ganglienzellen an der Papille und bilden den

Sehnerv.

Zu erwähnen seien auch spezielle Gliazellen, die Müller-Stützzellen, welche senkrecht

durch alle retinalen Schichten reichen und somit die Netzhaut verankern. Sie sind an der

Ionenverteilung während des Erregungsprozesses beteiligt und bilden die

Grenzschichten der Netzhaut (Membrana limitans interna und externa).

Die Netzhautschichten sind invers angelegt, das heißt, die Photorezeptoren liegen nach

außen zum Pigmentepithel und zur Aderhaut hin. Dies gewährleistet einen intensiven

Stoffaustausch zwischen den äußeren Netzhautschichten und der Aderhaut, die als

Ernährungsquelle dient.

Die glaskörpernahen inneren Schichten hingegen werden durch die Retinaarterien, die

der Zentralarterie entspringen, versorgt.

Nur in der Peripherie an der Ora serrata und am Sehnerv ist die Netzhaut mit dem

Untergrund fest verbunden. Sie kann ansonsten leicht abgehoben werden [Grabitz 1998,

Grehn 1998].

Abb. 2.3: Schnitt durch die Makula der Netzhaut (Aus Grehn F, in: Augenheilkunde, Springer-Verlag, 1998).

Grundlagen

10

Abb. 2.4: Schematischer Schnitt durch die Netzhaut (Aus Grüsser OJ u. Grüsser-Cornehls U, in: Physiologie des Menschen, herausgegeben von Schmidt RF und Thews G, Springer-Verlag 1993). Einfallendes Licht (Pfeile von oben) durchdringt die ganze Netzhaut, ehe es das Sinnesepithel erreicht. Eine Signalkonvergenz entsteht durch die Verbindung mehrerer bipolarer Zellen mit einer Ganglienzelle, mit Ausnahme in der Fovea. Horizontal verlaufende Hemmungsvorgänge können durch die amakrinen und Horizontal-Zellen bewirkt werden.

2.1.2 Anatomie und Funktionen der Aderhaut (Choroidea)

Der Name Choroidea kommt von dem griechischen Wort „chorion“, was „Haut, Fell“

bedeutet [Lippert 1996].

Die Aderhaut des Auges (Tunica chorioidea oder mittlere Augenhaut) reicht vom

Sehnervenaustritt bis zur Ora serrata der Netzhaut und ist gefäß- und pigmentreich.

Sie bildet zusammen mit der Regenbogenhaut (Iris) und dem Strahlenkörper (Corpus

ciliare) die Gefäßhaut oder Uvea des Auges. Wegen ihres hohen Pigmentgehaltes

Grundlagen

11

erinnerte die Gefäßhaut frühere Anatomen an eine dunkle Weinbeere. Sie nannten sie

Uvea, was von dem lateinischen Wort „uva“ für „Traube“ kommt [Grehn 1998].

Das Blut, das die Aderhaut durchströmt, kommt aus den Arteriae ciliares und verlässt

sie wieder durch 4-6 Venae vorticosae, die Wirbelvenen. Aufgabe der Aderhaut ist es,

das ihr innen anliegende Sinnesepithel der Netzhaut zu ernähren und die Temperatur des

Auges konstant zu halten. Die inneren Netzhautschichten, die dem Glaskörper anliegen,

werden, wie oben erwähnt, von eigenen Gefäßen, den Retinaarterien, ernährt [Grehn

1998].

Die Aderhaut besteht aus vier Schichten. Die äußerste davon ist die Lamina

suprachoroidea. Sie besteht aus lamellärem Bindegewebe mit Lymphspalten (Spatium

perichoroideale) und reichlich Pigmentzellen. Nach innen folgt die Lamina vasculosa,

die ein dichtes arterielles und venöses Gefäßnetz enthält (Aa. Ciliares posteriores breves

et longae) und die Hauptschicht der Choroidea bildet. Die Venen sammeln sich

strahlenförmig am Bulbusäquator und bilden die vier Vv. vorticosae, die oben

erwähnten Wirbelvenen. Eine weitere Schicht ist die Lamina choroidocapillaris

(Kapillarschicht) mit einem Kapillarnetz, welches die angrenzenden Netzhautschichten

und Lichtsinneszellen ernährt. Als letzte und innerste Schicht der Aderhaut liegt an der

Grenze zum Pigmentepithel der Netzhaut eine Basalmembran: die Lamina basalis oder

Bruch-Membran [Pschyrembel 1994, Lippert 1996].

Teilweise wird die gefäßreiche Aderhaut, die von der Lamina suprachoroidea und der

Basalmembran begrenzt ist, in drei vaskuläre Schichten eingeteilt: eine Schicht großer

Gefäße (Haller´sche Schicht), eine Schicht mittelgroßer Gefäße (Sattler´sche Schicht)

und als innerste Schicht die Choridocapillaris [Coleman u. Lizzi 1979].

2.1.3 Anatomie und Funktionen der Lederhaut (Sklera)

Sklera kommt von dem griechischen Wort „skleros“, was „trocken, spröde, hart“

bedeutet.

Grundlagen

12

Die Lederhaut bildet zusammen mit der Kornea die äußere Augenhaut. Die weiße Farbe

der Sklera beruht auf der dichten Lage zugfester Fasern. Diese sorgen für mechanische

Belastbarkeit der Sklera, die wegen des Augeninnendrucks und dem Zug der

Augenmuskeln notwendig ist.

Im Feinbau der Lederhaut lassen sich 3 Schichten erkennen. Die Lamina episcleralis

besteht aus lockerem Hüllgewebe und bildet die äußerste Schicht. Es folgt die

Substantia propria, die Hauptschicht aus straffem Bindegewebe. An der Grenze zur

Aderhaut liegt die Lamina fusca sclerae (lat. fuscus = dunkelbraun), eine

Pigmentschicht [Lippert1996].

In Tabelle 2.1 sind Werte für die Schichtdicken des Augenhintergrundes aufgeführt, die

in verschiedenen Studien am lebenden Gewebe von Mitgliedern der Bonner

Arbeitsgruppe und von Coleman und Lizzi beschrieben wurden. Die verwendete

Ultraschallfrequenz betrug jeweils ca. 15MHz [Coleman u. Lizzi 1979, Decker et al.

1980, Trier et al. 1983, Irion et al. 1984].

Tabelle 2.1: Werte für Schichtdicken des Augenhintergrundes, die in verschiedenen Studien am lebenden Gewebe mittels Ultraschalltechnik dünner Schichten (Hochfrequenzanalyse; 5 bis 25MHz) von Mitgliedern der Bonner Arbeitsgruppe und von Coleman und Lizzi beschrieben wurden.

Schicht Dicke [µm] Retina ca.131-145 Choroidea ca.320-635 Sklera ca.1mm

Die Abbildung 2.5 zeigt den Vergleich einer Schichtdickenmessung von

Fundusschichten des lebenden menschlichen Auges mittels Ultraschalltechnik

(Hochfrequenzanalyse: 15MHz) und einer optischen Achsenlängenmessung. Die

Ultraschallwellen bzw. das Laserlicht werden hier jeweils an der inneren

Grenzmembran, dem Pigmentepithel und der Aderhaut reflektiert.

Grundlagen

13

Abb. 2.5: Oberer Teil der Abbildung: HF-Ultraschallsignale in M-Mode, mit dem TIMUG-EYE-ANALYZER aufgenommen (http://www.timug.com/: Aus dem Referat von Mengedoht K, auf der DGII-Tagung am 14.2.2003 in Ludwigshafen). Erkennbar sind akustische Signale von Schichten des zentralen Augenfundus des lebenden menschlichen Auges: Innere Grenzmembran (LI), retinales Pigmentepithel (RPE) sowie Schichten von Choroid und Sklera. Kasten rechts: Bei der gezeigten Ultraschallmessung ermittelte Schichtdicken von Netzhaut, Choroid und Sklera. Unterer Teil der Abbildung: optischer A-Scan einer Achsenlängenmessung am menschlichen Auge aus der vorliegenden Arbeit (vgl. Abb. 4.43), mit dem Zeiss IOLMaster aufgenommen. Hier sieht man einen Dreierpeak, bei dem angenommen wird, dass er ähnlich wie bei der Ultraschallmessung durch Reflexionen an der inneren Grenzmembran (LI), dem retinalen Pigmentepithel (RPE) und dem Choroid (AH) entstanden ist. Signale von der Sklera sind hierbei nicht erkennbar.

2.2 Biometrie

In der Ophthalmologie versteht man unter dem Begriff „Biometrie“ die eigentliche

Messung der für die Intraokularlinsenberechnung nötigen okulären Teilstrecken im

Rahmen einer Kataraktoperation [Miller 2000]. Hierfür kommen als Standardmethode

die Ultraschallbiometrie und als neuere Methode die optische Biometrie in Frage.

AH

RPE

LI

Grundlagen

14

2.2.1 Prinzip der optischen Biometrie

Die optische Biometrie basiert auf dem Prinzip der Teilkohärenzinterferometrie

(=Laserinterferenzbiometrie [LIB] = partial coherence interferometry [PCI]) nach Prof.

Fercher.

Zur Messung der Achsenlänge (AL) wird von einer Laserdiode ein Laserstrahl (Infrarot-

Licht mit λ = 780nm und kurzer Kohärenzlänge von ca. 130µm) erzeugt, der über einen

Strahlteiler gelenkt wird. Einer der entstehenden Teilstrahlen trifft auf einen

Referenzspiegel, der andere auf einen verschiebbaren Messspiegel. Die beiden

Teilstrahlen treffen mit einer Laufzeitdifferenz, die dem Abstand der beiden Spiegel

entspricht, auf das Auge. Sie werden jeweils an der Hornhaut und am Augenhintergrund

reflektiert. Wenn die Wegdifferenz zwischen den Teilstrahlen kleiner ist als die

Kohärenzlänge, ist Interferenz möglich. Ein Photodetektor erfasst das Interferenzsignal

in Abhängigkeit von der genau bestimmbaren Position des Messspiegels. Messgröße ist

die optische Weglänge zwischen Hornhautvorderfläche und retinalem Pigmentepithel

(PE) [Haigis u. Lege 2000a, Haigis u. Lege 2000b, Schrecker u. Strobel 2000].

2.2.2 Vor- und Nachteile der optischen Biometrie gegenüber Ultraschall

Ein großer Vorteil der optischen Methode gegenüber der akustischen Biometrie ist die

patientenfreundliche kontaktfreie Messung, bei der keine Hornhautanästhesie nötig ist

und es nicht durch Hornhautapplanation zu verkürzten Messstrecken kommt. Auch

werden hierdurch Hornhautdefekte und Infektionen vermieden. Da der Patient bei der

Messung in Richtung Laserstrahl schaut, misst die optische Methode direkt entlang der

Sehachse. Sie ist sehr präzise. Die axiale Auflösung der PCI hängt von der Größe der

Kohärenzlänge des verwendeten Laserlichtes ab. Beim Gebrauch einer gewöhnlichen

Superluminiszenzdiode (SLD) mit einer spektralen Bandbreite von ca. 25nm und einer

Wellenlänge von 780nm werden Auflösungen von 10-15µm erreicht [Hitzenberger et al.

1989, Hitzenberger et al. 1998, Schrecker u. Strobel 2000]. Der Laserstrahl kann auf die

Grundlagen

15

Retina als Punkt mit einem Durchmesser von nur 10µm fokusiert werden. Dieser

Durchmesser limitiert die transversale Auflösung. Zusätzlich können Mikrosakkaden

des Auges die transversale Auflösung auch bei kooperativen Patienten verschlechtern

[Baumgartner et al. 2000].

Konventionelle Ultraschallgeräte erreichen eine longitudinale Präzision von ca. 100µm

bei AL-Messungen. Diese ist durch die Frequenz und den Durchmesser des

Schallkopfes limitiert. Die laterale Auflösung ist durch den relativ großen Durchmesser

des Ultraschallstrahles, der auf die Retina trifft, limitiert. Bei einer Frequenz von 10

MHz und einem Durchmesser des Schallkopfes von 5mm beträgt der minimale

Durchmesser des Schallstrahles 1mm in einer Distanz von 25mm [Schmid et al. 1996].

Zudem sind bei der optischen Biometrie Effekte durch unterschiedliche

Ausbreitungsgeschwindigkeiten in verschiedenen Medien deutlich geringer als beim

Ultraschall [Haigis 2002]. Beim Ultraschallverfahren kommen unterschiedliche

Schalllaufgeschwindigkeiten in verschiedenen Teilstrecken des Auges stärker zum

Tragen und Messachse und optische Achse stimmen nicht immer überein. Für eine

verlässliche akustische AL-Bestimmung braucht der Untersucher viel Erfahrung.

Durch einfache Handhabung können AL-Messungen mit der optischen Biometrie auch

von Personen ohne spezielle medizinische Ausbildung vorgenommen werden [Kielhorn

et al. 2003].

Zwei Voraussetzungen müssen für die AL-Messung jedoch gegeben sein: Zum einen

dürfen einfallender und ausfallender Laserstrahl auf dem Weg zur Fovea und zurück

nicht blockiert oder zu sehr geschwächt werden, und zum anderen wird eine gewisse

Fixationsfähigkeit des Patienten benötigt.

Gründe dafür, dass die optische Biometrie nicht durchführbar ist, sind somit vor allem

Augenerkrankungen, die einen schlechten Visus bedingen sowie andere Ursachen für

eine herabgesetzte Fixationsfähigkeit. Hierzu gehören Tränenfilmpathologien,

Keratopathie, zentrale Hornhautnarben, fortgeschrittenes Glaukom, ausgeprägte

Katarakt, Hämophthalmos, Membranbildung, Netzhautablösung, Makulopathie und

Nystagmus [Lege u. Haigis 2000, Schrecker u. Strobel 2000, Tehrani et al. 2003].

Mittel der Wahl ist in solchen Fällen weiterhin das Ultraschallverfahren. Es kann auch

in stark getrübten Medien angewendet werden.

Grundlagen

16

Ein großer Nachteil der akustischen Biometrie ist, dass der Schallkopf direkten Kontakt

mit der Kornea haben muss, wofür eine Hornhautanästhesie nötig ist. Außerdem kommt

es bei der generell benutzten Applanationstechnik durch Eindrücken der Hornhaut zu

verkürzten Messstrecken.

2.2.3 Zeiss IOLMaster

Der IOLMaster ist ein Biometriegerät, mit dem alle für die Berechnung von

Intraokularlinsen nötigen Daten erfasst werden können [Haigis 2002].

Er ermöglicht die berührungslose Messung von Hornhautradius, Vorderkammertiefe,

Achsenlänge (AL) und die Bestimmung von Weiß zu Weiß (WZW). AL-Messungen

erfolgen nach der oben besprochenen Laserinterferenzbiometrie (LIB)

[http://www.meditec.zeiss.de/].

Hornhautradien und Vorderkammertiefenmessung werden hingegen mittels klassischer

optischer Verfahren bestimmt. Hierbei wird als Fixierlicht jeweils eine LED (light

emitting diode, Leuchtdiode) mit einer Wellenlänge von 590nm benutzt und als

Beleuchtung für die Keratometermessung eine LED mit einer Wellenlänge von 880nm.

Bei der Spaltbeleuchtung für die Vorderkammertiefenmessung handelt es sich um

Weißlicht.

Das Gerät sendet Licht im sichtbaren und infraroten Spektralbereich aus. Die

Grenzwerte nach DIN EN ISO 15004 „Ophthalmologische Instrumente-Grundlegende

Anforderungen und Prüfverfahren“ werden eingehalten.

Mit der Systemsoftware und international üblichen Biometrieformeln lassen sich die für

die Auswahl einer passenden Intraokularlinse nötigen Größen berechnen.

Die Untersuchungen werden am sitzenden Patienten durchgeführt, wobei der Patient,

wie bei der Spaltlampe, sein Kinn auf eine höhenverstellbare Kinnstütze legt und seine

Stirn an ein Stirnband anlehnt. Der Untersucher sitzt auf der Gegenseite und sieht auf

dem Bildschirm des IOLMasters ein Videobild des zu messenden Patientenauges.

Bei eingeschaltetem Mess-Modus für die AL-Messung und nach erfolgter

Feinjustierung des Fadenkreuzes kann die AL-Messung mit einem Joystick ausgelöst

Grundlagen

17

werden. Der Patient muss dabei ein rotes Licht fixieren. Hierbei handelt es sich um das

Licht des Halbleiter-Diodenlasers. Das Laserlicht liegt mit einer Wellenlänge von

780nm im nahen Infrarot und enthält noch sichtbare Anteile. Es dient als Messlicht und

als Fixierlicht. Die maximale Leistung des Halbleiter-Diodenlasers beträgt für die AL-

Messung 450µW und für die Justierung 80µW.

Eine Einzelmessung dauert 0,5 Sekunden, und es sind an einem Auge bis zu 20 AL-

Messungen pro Tag und Auge möglich, womit die Strahlenbelastung weit unterhalb der

Grenzwerte für Laserklasse 1 nach EN 60825-1 (50 direkt aufeinanderfolgende

Einzelmessungen) gehalten wird. Die Messwerte werden auf 0,01mm genau angezeigt

[Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999].

Eine typische Signalkurve einer AL-Messung am Zeiss IOLMaster ist in Abb. 3.1 in

Kapitel 3.2.1 dargestellt.

2.2.4 Relevante Beobachtungen bei laseroptischen Messungen

Die Retina besteht aus transparenten Schichten, und ihre Morphologie zeigt eine

regelmäßige Ausrichtung.

Dadurch kommt es im Rahmen von laseroptischen Messungen zu charakteristischen

Reflexen.

Die Hauptreflexion des Laserlichtes hat ihren Ursprung in der Regel am retinalen

Pigmentepithel (PE). Reflexionen vom PE enthalten gerichtetes und diffuses Licht.

Letzteres entsteht vor allem außerhalb der Fovea centralis. Dieses gestreute Licht kann

auch bei hohem Winkel zwischen einfallendem und ausfallendem Licht wieder durch

die Pupille nach außen gelangen und wird somit regelmäßig registriert [Hitzenberger

1991].

Zusätzlich zum Hauptsignal können, wie eingangs erwähnt, Vor- und Nachtrabanten in

einer AL-Messung auftreten.

Diese Signale entstehen, wenn sich der Messspiegel bei der AL-Messung bewegt, und

die Distanz zwischen den zwei Spiegeln des Interferometers aufeinanderfolgend den

optischen Distanzen zwischen der Vorderfläche der Kornea und verschiedenen

Grundlagen

18

Oberflächen des Fundus entspricht. Hierbei entstehen jeweils Interferenzen [Schmid et

al. 1996]. Ein typisches Interferenzsignal des menschlichen Auges beinhaltet drei Peaks,

die am ehesten Reflexionen von innerer Grenzmembran (IG), PE/Bruch-Membran und

der Aderhaut (AH) entsprechen. Als Ursprungsort des ersten Peaks von links (des

Vortrabanten) wird eine Schicht der Retinaoberfläche angenommen, wobei es sich um

die IG handeln könnte. Der zweite Peak ist typischerweise das höchste Signal und

stammt vom PE. Seine Amplitude variiert zwischen den einzelnen Messungen durch

Augenbewegungen und Veränderungen im Tränenfilm [Schmid et al. 1996]. Die

optische Strecke zwischen den beiden Peaks beträgt ca. 300µm (220µm geometrische

Strecke) und man nimmt an, dass sie der Distanz zwischen IG und PE/Bruch-Membran

entspricht. Von diesen beiden Schichten sind große Reflexionskoeffizienten zu

erwarten. Es ist wahrscheinlich, dass mit dem Abstand zwischen IG und PE/Bruch-

Membran die Retinadicke gemessen wird [Schmid et al. 1996].

Der dritte Peak der optischen AL-Messung am menschlichen Auge liegt in einer

optischen Distanz von ca. 330µm (250µm in geometrischer Distanz) rechts vom PE-

Signal. Er ist breiter und es wird angenommen, dass er von multiplen reflektierenden

Schichten der Choroidea stammt [Schmid et al. 1996].

Reflexionen der IG wurden von Hitzenberger als spiegelnd beschrieben [Hitzenberger

1991]. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sie durch unterschiedliche

Refraktionsindices an der Grenze verschiedener optischer Medien entstehen. Spiegelnde

Reflexe müssen, anders als gestreutes Licht, genau in Richtung Pupille gelenkt sein, um

diese zu passieren und so durch das Messverfahren außerhalb des Auges erfasst zu

werden. Die Passage der Pupille hängt hierbei jedoch von der momentanen

Augenstellung während einer Sakkade ab. Bei größerem Winkel zwischen einfallendem

und ausfallendem Licht würde der spiegelnde Reflex der inneren Grenzmembran nicht

durch die Pupille zurückgesandt werden. Es ist anzunehmen, dass die innere

Grenzmembran das Laserlicht zwar regelmäßig reflektiert, diese spiegelnden Reflexe

jedoch nicht immer aus dem Auge austreten und registriert werden können.

Spiegelnde Reflexionen der inneren Grenzmembran sind bei stark pigmentierten

Personen stärker [Hitzenberger 1991].

Material und Methodik

19

3 Material und Methodik

Im Kapitel Material und Methodik sollen die für unsere Studie wichtigen Schritte

dargelegt werden. Hierzu gehören die Datenquelle, Auswahlkriterien der

Achsenlängen(AL)-Messungen sowie Kriterien zur Beurteilung von Signalmustern.

3.1 IOLMaster als Datenquelle und Auswahl der Achsenlängenmessungen

Für die Studie sollten AL-Messungen von mindestens 100 Patienten bzw. Probanden

aus verschiedenen Altersgruppen untersucht werden. Ausgewählt wurden die

Messungen einzig nach dem Alter der Person, wobei systemische Krankheiten,

Augenkrankheiten, Refraktion und Operationen am Auge unbeachtet blieben. 10

Altersgruppen wurden gebildet, welche aus 10 Jahrgängen bestanden (0-9-Jährige, 10-

19-Jährige, 20-29-Jährige, ... 90-99-Jährige). Zudem sollte jede Altersgruppe aus

Messungen von mindestens 10 Personen bestehen.

Die verwendeten AL-Messungen stammen unter anderem von laufenden

Routinemessungen, die in der Augenklinik Würzburg im Rahmen der Vorbereitung von

Kataraktoperationen vorgenommen und im IOLMaster gespeichert wurden.

Da Kataraktpatienten gewöhnlich älter als 60 Jahre sind [Yanoff 1975], handelt es sich

bei den gespeicherten AL-Messungen hauptsächlich um Messungen älterer Personen.

Die noch fehlenden AL-Messungen von Personen mittleren Alters wurden durch

Messungen an Freiwilligen aufgefüllt. Als AL-Messungen an Kinderaugen standen

Routinemessungen aus der Sehschule zur Verfügung.


20

3.2 Auswertung

3.2.1 Achsenlängenmessung am Zeiss IOLMaster

Abb. 3.1: Typisches Bild einer optischen Achsenlängenmessung am Zeiss IOLMaster. Zu sehen ist ein großes Hauptmaximum, das durch das Pigmentepithelsignal gebildet wird, (durch den Messkursor [Kreis über dem Signal] gekennzeichnet) und einige kleinere Nebenmaxima (kleine Signale rechts und links des Hauptmaximums). Die Nebenmaxima haben einen regelmäßigen Abstand zum eigentlichen Messsignal und untereinander.

Bei der Betrachtung der Signalkurve der Achsenlängen(AL)-Messung des Zeiss IOL-

Masters (siehe Abb. 3.1) fallen meist ein großes und mehrere kleine Signale auf [Haigis

u. Lege 2000b].

Bei dem großen Signal handelt es sich in der Regel um die Aufzeichnung des

Interferenzsignals vom retinalen Pigmentepithel (PE). Es wird bei der optischen

Biometrie zur AL-Messung benutzt [Hitzenberger 1991]. Die AL ist in diesem Fall die


21

optische Weglänge zwischen Hornhautvorderfläche und Pigmentepithel. Bei den

kleinen Signalen, die sich symmetrisch neben dem eigentlichen Messsignal anordnen,

handelt es sich um Nebenmaxima. Sie sind normale, bei jeder Interferenzmessung

entstehende Signale, die bei hoher Amplitude eines Interferenzsignales durch

Reflexionen innerhalb der Laserdiode hervorgerufen werden. [Schmid et al. 1996,

Haigis u. Lege 2000b]. Nebenmaxima haben zum eigentlichen Messsignal und

untereinander einen konstanten Abstand. Dieser Abstand ist je nach verwendeter

Laserlichtquelle unterschiedlich. Bei dem hier verwendeten IOLMaster beträgt er ca.

0,8mm [Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999]. Nebenmaxima können im Gegensatz

zu den unten beschriebenen „echten Signalen“ als „unechte Signale“ bezeichnet werden,

da sie nicht durch Reflexion des Laserlichtes an einer Schicht des Augenhintergrundes

entstehen.

Je nach den anatomischen Gegebenheiten des gemessenen Auges können, wie bereits

erwähnt, Interferenzen auch durch die Reflektion von Messlicht an der inneren

Grenzmembran (IG) und/oder der Aderhaut (AH) erzeugt werden. Hierdurch kann es

zum Auftreten von Doppel- und Dreierpeaks kommen [Hitzenberger 1991, Vogel et al.

2000]. Die Interferenzsignale der IG treten in der Regel in einer geometrischen Distanz

von ca. 0,22mm (0,15-0,35mm) vom Signal des PEs auf und kommen links von ihm zu

liegen, also zur kürzeren AL hin [Schmid et al. 1996, Gebrauchsanweisung IOLMaster

1999].

Die Signale der AH hingegen treten im allgemeinen in einer geometrischen Distanz von

ca. 0,25mm (0,15-0,25mm) vom PE-Peak auf und liegen rechts von ihm, zur längeren

AL hin [Schmid et al. 1996, Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999]. Durch solche

zusätzlichen „echten Signale“ können breitere Signalpeaks oder auch Schwankungen

von AL-Werten in einer Messreihe entstehen [Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999,

Schrecker u. Strobel 2000].

Die einzelnen Signale werden in einer gezoomten Ansicht gut sichtbar. Somit können

alleinstehende Peaks von Messungen mit zwei oder auch drei Peaks (Doppel- oder

Dreierpeaks) unterschieden werden.

Im Allgemeinen ist die Signalamplitude des Peaks vom PE größer als jene der

Interferenz an der IG oder der AH [Schmid et al. 1996]. Selten können jedoch auch


22

Signale von der IG oder der AH als größtes Signal auftreten [Gebrauchsanweisung

IOLMaster 1999].

Und teilweise findet man zwei gleich hohe Signale, die dasselbe SNR aufweisen.

Treten Interferenzsignale zusätzlich zum Hauptmaximum auf, so können sie als

alleinstehende Signale oder als „Schultern“ vorkommen.

Die Kriterien einer „aufsteigenden“ oder „abfallenden Schulter“ werden weiter unten in

Kapitel 4 erklärt.

Zu erwähnen sei hier auch das Signal-Rausch-Verhältnis oder „signal-to-noise ratio“

(SNR). Es ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen Messmaximum und störenden

Untergrundsignalen und wird für jeden Peak automatisch vom Zeiss IOLMaster

bewertet (siehe Abb. 3.1). Das SNR ist ein Maß für die Qualität der Messung und gibt

an, wie sicher das jeweilige Signal ist. Je höher der SNR-Wert, desto besser ist die

Messung. Ein kleines SNR bedeutet, dass sich ein Messsignal nicht deutlich vom

Rauschen abhebt [Lege u. Haigis 2000]. Das Signal mit dem größten SNR wird von der

automatischen Peakerkennung aufgesucht und durch den Messkursor (in Abb. 3.1 als

Kreis sichtbar) gekennzeichnet. Der genaue AL-Messwert wird auf dem Bildschirm

angezeigt. Bei kleinerem SNR kann das Signal des Hauptmaximums verformt sein, und

es kann bei der Festlegung der Signalposition zu Fehlern kommen. Eine größere

Reproduzierbarkeit wird dadurch erzielt, dass die Mitte anstatt des höchsten Punktes des

Hauptsignals durch die automatische Peakerkennung bestimmt wird. Die gesamte Form

des Signalpeaks wird weniger stark durch störende Untergrundsignale beeinflusst als die

Position des Signalmaximums [Hitzenberger 1991].

Treten während der AL-Messung Abweichungen von der zentralen Messlinie auf, so

kommt es zu ausgeprägter Signalminimierung. Hierdurch werden schlechte SNR-Werte

sowie ein von den Vergleichsmessungen abweichender Längenwert bedingt. Dies

ermöglicht eine gute Erkennung einer Messung, die außerhalb der optischen Achse liegt

[Schrecker u. Strobel 2000].


23

3.2.2 Auffinden von „echten Signalen“ bei Achsenlängenmessungen

Als „echte Signale“ wurden alle Interferenzsignale der aufgezeichneten Messkurven

bezeichnet, bei denen es sich nicht um Nebenmaxima („unechte Signale“) handelte und

bei denen angenommen wurde, dass sie durch Reflexion des Laserlichtes an einer

Schicht des Augenhintergrundes entstanden waren (z.B. von der IG, dem PE oder der

AH). Um diese „echten Signale“ zu identifizieren, mussten Nebenmaxima, wie in Abb.

3.2 schematisch dargestellt, zunächst ausgeschlossen werden. Da sie nicht durch

Reflexion des Messlichtes an Schichten des Augenhintergrundes entstehen, dürfen sie

nicht mit echten Interferenzsignalen des Augenhintergrundes verwechselt werden.

Die Messwerte aller Peaks einer Messung wurden in einem

Tabellenkalkulationsprogramm (Microsoft Excel, vgl. Tabelle 3.1), erfasst und

graphisch dargestellt (vgl. Abb. 3.4). Zur Vereinfachung und zur Veranschaulichung der

Regelmäßigkeit der Abstände zwischen den Nebenmaxima und zwischen

Nebenmaximum und Hauptsignal, wurden in den folgenden Abbildungen theoretische

Abstände von 1mm anstatt 0,8mm gewählt. Je nach Messlichtquelle variieren diese

jeweils konstanten Abstände.

In der graphischen Darstellung der Signalpositionen stellten Nebenmaxima und das

Hauptmaximum durch ihren regelmäßigen Abstand eine Gerade dar. Zusätzliche

Signale wurden durch einen Knick in der Geraden ersichtlich.

Bei einem Wert, der nicht auf der Geraden lag, musste es sich, zusätzlich zum

eigentlichen Messsignal, um ein „echtes Signal“ handeln (vgl. Abb. 3.3). Entfernte man

dieses zusätzliche „echte Signal“ aus der Tabelle, so mussten alle aufgeführten Signale

wieder dieselbe Distanz zueinander aufweisen (siehe Tabelle 3.2). Wurde das

Zusatzsignal aus der Graphik genommen, musste eine annähernde Gerade entstehen

(siehe Abb.3.5).


24

Abb. 3.2: Schema einer theoretischen Achsenlängenmessung. Die Peaks der Signalkurve sind als Balken angedeutet. Dargestellt sind ein Hauptmaximum („echtes Signal“) und acht Nebenmaxima („unechte Signale“). Zur Veranschaulichung der Regelmäßigkeit der Signalabstände wurden theoretische Abstände von 1mm gewählt. Je nach Messlichtquelle variieren die jeweils konstanten Abstände zwischen den Nebenmaxima und zwischen Nebenmaximum und Hauptsignal.

Abb. 3.3: Schema einer theoretischen Achsenlängenmessung zur Darstellung eines zusätzlichen „echten Signals“ links vom Hauptmaximum. Dieser Vortrabant hat einen geringeren Abstand zum Hauptmaximum als 1mm und kann dadurch als Nebenmaximum ausgeschlossen werden. Nebenmaxima sind mit kleinen Pfeilen markiert. Sie haben einen regelmäßigen Abstand zueinander und zum Hauptmaximum.

Hauptmaximum Nebenmaxima

1mm

Hauptmaximum Zusätzliches „echtes Signal“

Nebenmaxima

1mm


25

Tabelle 3.1: Darstellung einzelner Messwerte (Wert) aller vorhandener Peaks einer theoretischen Messung (siehe Abb. 3.3) und ihrer Abstände zueinander (Distanz). Der 4. Peak (zusätzliches Signal [ZS]) hat vom Hauptmaximum (welches in der Regel vom Pigmentepithel [PE] stammt) einen Abstand von nur 0,50mm.

ZS PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9Wert [mm] 20.00 21.00 22.00 22.50 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00Distanz [mm] 1.00 1.00 1.00 0.50 1.00 1.00 1.00 1.00

20

21

22

23

24

25

26

27

1 2 3 4 5 6 7 8 9Peak [#]

Wer

t [m

m]

Abb. 3.4: Es sind die theoretischen Messwerte aus Tabelle 3.1 graphisch dargestellt. Der Knick in der Geraden deutet auf ein zusätzliches Signal hin (hier das 4. Signal), welches vom Hauptmaximum einen kleineren Abstand als 1,0mm beträgt.

Tabelle 3.2: Diese Tabelle zeigt, dass nach dem Entfernen des 4. Peaks aus Tabelle 3.1 alle Abstände (Distanzen) zwischen den Nebenmaxima und dem Hauptmaximum regelmäßig 1mm betragen. PE: Pigmentepithelsignal.

PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8Wert [mm] 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00Distanz [mm] 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00


26

20

21

22

23

24

25

26

27

1 2 3 4 5 6 7 8Peak [#]

Wer

t [m

m]

Abb. 3.5: Die Gerade ohne Knick entsteht, nachdem das zusätzliche Signal (entsprechend Tabelle 3.2) entfernt wurde.

Ein weiteres Kriterium wurde durch das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) festgelegt:

Peaks mit einem SNR ≥2,0 wurden als „sichere Signale“ gewertet und jene mit einem

SNR <2,0 und ≥1,6 als „unsichere Signale“. Messpeaks mit einem SNR <1,6 wurden

nicht berücksichtigt.

3.2.3 Merkmale der Achsenlängenmessungen

Nachdem Nebenmaxima von „echten Signalen“ des Augenhintergrundes

ausgeschlossen waren, sollte jede einzelne Messung auf 19 Merkmale hin untersucht

werden.

Tabelle 3.3 gibt eine kurze Übersicht dieser Merkmale.


27

Tabelle 3.3: Es wurden 19 Merkmale festgelegt, auf die jede Achsenlängenmessung hin untersucht werden sollte. PE: Pigmentepithel, IG: Innere Grenzmembran, AH: Aderhaut.

Auflistung aller untersuchten Merkmale

1. PE größtes Signal (größtes SNR; vgl. Abb. 3.6)

2. IG größtes Signal (größtes SNR; vgl. Abb. 3.7)

3. AH größtes Signal (größtes SNR; vgl. Abb. 3.8)

4. Echtes Signal nicht zuzuordnen (vgl. Abb. 3.10)

5. Nur 1 echtes Signal (vgl. Abb. 3.2)

6. 2er-Peaks (vgl. Abb. 3.6)

7. 3er-Peaks (vgl. Abb. 3.9)

8. Vorkommen von PE (vgl. Abb. 3.6-3.14)

9. Vorkommen von IG (vgl. Abb. 3.6)

10. Vorkommen von AH (vgl. Abb. 3.9)

11. Vorkommen von IG &/od. AH (vgl. Abb. 3.9)

12. Signal mit zu großem Abstand von PE (vgl. Abb. 3.11)

13. Signal mit zu kleinem Abstand von PE (vgl. Abb. 3.12)

14. AH: nicht als Schulter auftretend (vgl. Abb. 3.8, 3.9)

15. IG: nicht als Schulter auftretend (vgl. Abb. 3.6, 3.7)

16. Aufsteigende Schulter (vgl. Abb. 3.13)

17. Abfallende Schulter (vgl. Abb. 3.13)

18. IG&PE gleich hoch (gleich großes SNR; vgl. Abb. 3.14)

19. PE&AH gleich hoch (gleich großes SNR; vgl. Abb. 3.14)

Jede AL-Messung sollte auf die oben genannten 19 Merkmale hin untersucht werden.

Anhand der Merkmale sollte festgestellt werden, wie oft das jeweilige Hauptmaximum

durch eine Reflexion am Pigmentepithel (PE) entstanden war und wie oft durch

Reflexionen an der inneren Grenzmembran (IG) oder der Aderhaut (AH). Weiterhin

sollte herausgefunden werden, wie häufig echte Signale weder IG, PE noch AH

zuzuordnen waren. Jede AL-Messung war dahingehend zu bewerten, ob ein oder

mehrere echte Signale vorzufinden waren und in die Merkmale „Nur 1 echtes Signal“,

„2er-Peaks“ und „3er-Peaks“ einzuordnen. Weitere Kriterien wurden festgelegt, um zu

ermitteln, wie häufig Signale von PE, IG bzw. AH überhaupt auftraten. Es sollte


28

untersucht werden, wie häufig Zusatzsignale insgesamt vorkamen, d.h. wie häufig ein

Signal der IG oder AH oder Signale beider in einer Messung erschienen.

Zusatzsignale, deren Abstand zum PE außerhalb der Grenzen für die IG bzw. AH lagen,

sollten in einem weiteren Kriterium zusammengefasst werden. Schließlich wurden zwei

Formen von Signalen festgelegt: Die Form „Schulter“ und die Form „alleinstehender

Peak“. Das Merkmal „Schulter“, das im Ergebnisteil weiter erläutert wird, wurde

wiederum in „aufsteigende“ und „abfallende Schulter“ unterteilt. Mit den letzten beiden

der 19 Merkmale sollte geprüft werden, wie häufig Zusatzsignale mit gleicher Größe

(d.h. gleich großem SNR-Wert) wie das PE-Signal auftraten. Die Abbildungen 3.2 und

3.6 bis 3.14 sollen diese Merkmale durch theoretische Signalkurven veranschaulichen.

Abb. 3.6: Schematische Darstellung einer theoretischen optischen Achsenlängenmesskurve. Das Hauptmaximum wird vom Pigmentepithel(PE)-Signal gebildet. Links neben dem Hauptmaximum sieht man einen kleineren Vortrabanten, bei dem es sich um ein Signal der inneren Grenzmembran (IG) handelt. Die restlichen Signale sind Nebenmaxima („unechte Signale“).

Abb. 3.7: Schematische Darstellung einer theoretischen optischen Achsenlängenmesskurve. Das Hauptmaximum wird in diesem Fall vom Signal der inneren Grenzmembran (IG) gebildet. Die Zuordnung der Schichten zu den Signalen ist nur durch Messwertvergleich innerhalb einer Messreihe möglich. Rechts neben dem großen IG-Signal ist ein kleineres Pigmentepithel(PE)-Signal sichtbar. Die restlichen Signale sind Nebenmaxima („unechte Signale“).

PE-Signal als Hauptmaximum

IG Signal

IG-Signal

PE-Signal


29

Abb. 3.8: Schematische Darstellung einer theoretischen optischen Achsenlängenmesskurve. Das Signal der Aderhaut (AH) ist größer als jenes des Pigmentepithels (PE). Die Zuordnung der Schichten zu den Signalen ist nur durch den Vergleich der Messwerte innerhalb einer Messreihe möglich.

Abb. 3.9: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt ist ein Dreierpeak, der durch jeweils ein Signal der inneren Grenzmembran (IG), des Pigmentepithels (PE) und der Aderhaut (AH) gebildet wird.

Abb. 3.10: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt sind 5 „echte Signale“: Ein Dreierpeak, der durch Signale von innerer Grenzmembran (IG), Pigmentepithel (PE) und Aderhaut (AH) gebildet wird und 2 weitere „echte Signale“. Die 2 letzteren sind zu keiner Schicht des Augenhintergrundes zuzuordnen. Nebenmaxima sind mit kleinem Pfeil markiert.

AH-Signal

PE-Signal

PE-Signal

AH-Signal IG-Signal

Nicht zuzuordnendes Signal

Nicht zuzuordnendes Signal

IG-Signal PE-Signal

AH-Signal


30

Abb. 3.11: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt sind 2 zusätzliche „echte Signale“, die einen größeren Abstand zum Pigmentepithel(PE)-Signal haben als 0,35mm für Vortrabanten bzw. 0,25mm für Nachtrabanten. Nebenmaxima sind mit kleinem Pfeil markiert.

Abb. 3.12: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt sind ein Vortrabant und ein Nachtrabant, die einen Abstand zum Pigmentepithel(PE)-Signal von jeweils weniger als 0,15mm haben. Nebenmaxima sind mit kleinem Pfeil markiert.

Abstand zwischen PE-Signal und Vortrabant<0,15mm

Abstand zwischen PE-Signal und Nachtrabant <0,15mm


Abstand zwischen PE-Signal und Vortrabant >0,35mm

Abstand zwischen PE-Signal und Nachtrabant >0,25mm



31

Abb. 3.13: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt ist ein Vortrabant in Form einer „aufsteigenden Schulter“ und ein Nachtrabant in Form einer „abfallenden Schulter”. Das Merkmal „Schulter“ ist erfüllt, sofern der Schenkel eines Peaks, der auf der Seite eines größeren Nachbarpeaks liegt, nicht die Nulllinie erreicht.

Abb. 3.14: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt ist ein Dreierpeak der aus 3 gleich großen Signalen (gleicher SNR-Wert) von innerer Grenzmembran (IG), Pigmentepithel (PE) und Aderhaut (AH) gebildet wird.

3.2.4 Statistische Methoden

Zusätzlich zur Berechnung von Mittelwert, Standardabweichung, Minimum und

Maximum wurden Varianzanalysen (Oneway Anova) und Post-Hoc-Tests nach Tukey

durchgeführt. Hierzu wurde das Statistikprogramm SPSS 11,5 (© SPSS Inc.) eingesetzt.

War die Voraussetzung zur Durchführung einer Oneway Anova im Test der

Homogenität der Varianzen nicht gegeben, so wurden die Berechnungen anhand der

robusten Testverfahren des Welch-Tests und des Brown-Forsythe-Tests vorgenommen.

Hauptmaximum

„abfallende Schulter“ „aufsteigende Schulter“

PE-Signal AH-Signal IG-Signal

Ergebnisse

32

4 Ergebnisse

4.1 Patienten-/Probandenverteilung

Es ergab sich ein Datenpool an Achsenlängen(AL)-Messungen über einen großen

Altersbereich (4 bis 94 Jahre), der jedoch gesunde und kranke Augen (v.a. Patienten mit

Katarakt) enthielt. Insgesamt kamen Achsenlängen(AL)-Messungen von 103 Patienten

bzw. Probanden zusammen. 51 davon waren weiblich und 52 männlich (vgl. Abb. 4.1 u.

Tab. 4.1).

M50.5%

W49.5%

Abb.4.1: Anteil männlicher (M) und weiblicher (W) Patienten bzw. Probanden aller Altersgruppen.

Es war nicht durchgehend möglich, jede der 10 Altersgruppen mit AL-Messungen von

10 Personen aufzufüllen, da für die Gruppe der 50-59-Jährigen nur Messungen von 8

Personen zur Verfügung standen und in der Gruppe der 90-99-Jährigen nur Messungen

einer Person. Tabelle 4.1 und Abbildung 4.2 zeigen die genaue Anzahl der männlichen

und weiblichen Untersuchten in den jeweiligen Altersgruppen.

Ergebnisse

33

Tabelle 4.1: Anzahl männlicher und weiblicher Patienten bzw. Probanden pro Altersgruppe.

Patienten/Probanden Altersgruppe (Jahre)

männlich weiblich männlich + weiblich 1. (0-9) 7 3 10

2. (10-19) 8 9 17 3. (20-29) 7 4 11 4. (30-39) 4 6 10 5. (40-49) 6 4 10 6. (50-59) 3 5 8 7. (60-69) 8 4 12 8. (70-79) 5 9 14 9. (80-89) 4 6 10 10. (90-99) 0 1 1

Alle Altersgruppen 52 51 103

7

8

7

4

6

3

8

5

4

0

3

9

4

6

4

5

4

9

6

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Alter [Jahre]

Patie

nten

/Pro

band

en [A

nzah

l]

MW

Abb. 4.2: Dargestellt ist die Anzahl der männlichen (M) und weiblichen (W) Patienten bzw. Probanden in den einzelnen Altersgruppen.

Ergebnisse

34

Die Anzahl der Messungen, die von den einzelnen Personen vorlagen, variierte

zwischen 1 und 14 Messungen pro Auge und Sitzung. Bei einigen Untersuchten waren

nur Messungen an einem Auge vorgenommen worden. Bei anderen standen Messungen

von bis zu 6 Sitzungen zur Verfügung, wodurch in zwei Fällen jeweils insgesamt 36

AL-Messungen von einem Auge aufgezeichnet worden waren. In der vorliegenden

Studie wurden alle vorhandenen Messungen jeder Person des Datenpools

berücksichtigt.

Insgesamt wurden Messungen von 189 Augen ausgewertet: 96 rechte Augen (RA),

93 linke Augen (LA). Die genaue Anzahl der RA und LA und die Anzahl an AL-

Messungen in den jeweiligen Altersgruppen ist in der folgenden Tabelle und den

Graphiken dargestellt (vgl. Tabelle 4.2 und Abb. 4.3, 4.4, 4.5).

Tabelle 4.2: Anzahl rechter (RA) und linker Augen (LA) pro Altersgruppe und Anzahl der Achsenlängenmessungen (AL-Messungen) an RA und LA pro Altersgruppe.

Augen AL-Messungen Altersgruppe (Jahre)

RA LA RA + LA RA LA RA + LA 1. (0-9) 10 10 20 53 51 104

2. (10-19) 16 17 33 95 100 195 3. (20-29) 10 7 17 115 41 156 4. (30-39) 8 10 18 66 74 140 5. (40-49) 9 9 18 57 62 119 6. (50-59) 7 8 15 71 83 154 7. (60-69) 12 9 21 79 65 144 8. (70-79) 13 13 26 94 78 172 9. (80-89) 10 9 19 62 51 113 10. (90-99) 1 1 2 6 4 10

Alle Altersgruppen 96 93 189 698 609 1307

Ergebnisse

35

RA50.8%

LA49.2%

Abb. 4.3: Anteil der Achsenlängenmessungen an rechten (RA) und linken Augen (LA).

0

5

10

15

20

25

30

35

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Altersgruppen [Jahre]

Auge

n [A

nzah

l]

RA+LA

Abb. 4.4: Dargestellt ist die Anzahl aller untersuchten Augen (rechte [RA] und linke Augen [LA]) in den jeweiligen Altersgruppen.

Ergebnisse

36

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99


Auge

n [A

nzah

l]

RALA

Abb. 4.5: Dargestellt ist die Anzahl an rechten (RA) bzw. linken Augen (LA) in den jeweiligen Altersgruppen.

Die Anzahl der AL-Messungen betrug insgesamt 1307 Messungen, wovon 698

Messungen an rechten Augen (RA) und 609 an linken Augen (LA) vorgenommen

worden waren (vgl. Abb. 4.6, 4.7, 4.8).

Ergebnisse

37

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99


AL-M

essu

ngen

[Anz

ahl]

RA+LA

Abb. 4.6: Dargestellt ist die Anzahl der Achsenlängen(AL)-Messungen aller Augen (rechte [RA] und linke Augen [LA]) in den jeweiligen Altersgruppen.

0

20

40

60

80

100

120

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99


AL-M

essu

ngen

[Anz

ahl]

RALA

Abb. 4.7: Dargestellt ist die Anzahl der Achsenlängen(AL)-Messungen an rechten (RA) bzw. linken Augen (LA) in den jeweiligen Altersgruppen.

Ergebnisse

38

ALM (RA)53.4%

ALM (LA)46.6%

Abb. 4.8: Dargestellt sind die Anteile von Achsenlängenmessungen (ALM) an rechten (RA) bzw. linken Augen (LA).

4.2 Identifizierung echter Signale

Die Methode der Identifizierung „echter Signale“ wurde bereits in Kapitel 3

beschrieben. Nebenmaxima sind „unechte“ konstant periodische Signale, und da sie

durch das Messlicht hervorgerufen werden, unerwünscht. Sie dürfen nicht mit

erwünschten „echten Signalen“ von innerer Grenzmembran (IG), Pigmentepithel (PE)

oder Aderhaut (AH) verwechselt werden. Nebenmaxima weisen bei Achsenlängen(AL)-

Messungen mit dem IOLMaster einen regelmäßigen Abstand von ca. 0,8mm

untereinander und vom Hauptmaximum auf. Um sie von echten Signalen zu trennen,

wurden die Werte aller Peaks einer Messkurve zunächst mit dem

Tabellenkalkulationsprogramm Microsoft Excel erfasst und ihre Distanzen zu

Nachbarpeaks ermittelt. Anschließend wurden die Signalpositionen graphisch

dargestellt.

In den Graphiken ergaben die Positionen der Nebenmaxima und des Hauptmaximums

durch ihren regelmäßigen Abstand zueinander eine Gerade. Zusätzliche echte Signale

wurden durch einen Knick oder eine Abflachung in der Geraden ersichtlich.

Bei einem Wert, der nicht auf der Geraden lag, musste es sich, zusätzlich zum

eigentlichen Messsignal, um ein „echtes Signal“ handeln. Entfernte man dieses

Ergebnisse

39

zusätzliche „echte Signal“ aus der Tabelle, so mussten alle aufgeführten Signale wieder

dieselbe Distanz zueinander aufweisen. Wurde das Zusatzsignal aus der Graphik

genommen, musste eine annähernde Gerade entstehen.

Nachfolgend sollen hierzu einige typische Ergebnisse dargestellt werden.

Beispiel 1

Beispiel 1 zeigt das Ergebnis der Auswertung einer AL-Messung (vgl. Abb. 4.9) des

rechten Auges einer 24-jährigen Frau. Die Werte aller Signale der AL-Messung und

ihre Distanzen zueinander sind in Tabelle 4.3 dargestellt. Durch die regelmäßigen

Abstände von ca. 0,8mm, welche die einzelnen Peaks zueinander aufwiesen, konnte

davon ausgegangen werden, dass es sich hierbei um ein Hauptmaximum mit seinen

zugehörigen Nebenmaxima handelte. Ob das Hauptmaximum durch Reflektion von

Laserlicht am retinalen PE entstanden war, konnte nur durch den Messwertvergleich

innerhalb einer Messreihe sicher festgestellt werden.

In der zugehörigen Graphik (vgl. Abb.4.10) wurde der regelmäßige Abstand der Signale

untereinander durch die Gerade deutlich. Hiermit waren zusätzliche „echte Signale“

ausgeschlossen.

Abb. 4.9: Interferogramm (Achsenlängenmessung) des rechten Auges einer 24-jährigen Frau. Hauptmaximum durch Kreis (Messkursor) gekennzeichnet und Nebenmaxima durch Strich markiert.

Ergebnisse

40

Tabelle 4.3: Die Werte aller Peaks einer Achsenlängenmessung sind tabellarisch erfasst und ihre Distanzen voneinander dargestellt. Es handelt sich um ein Hauptmaximum, das durch Reflexion am Pigmentepithel (PE) entstanden ist, und Nebenmaxima.


20

21

22

23

24

25

26

1 2 3 4 5 6 7 8Peak [#]

Wer

t [m

m]

Abb. 4.10: Graphische Darstellung der Werte aller Peaks aus Tabelle 4.3 Die Werte von Pigmentepithelsignal und Nebenmaxima haben untereinander einen regelmäßigen Abstand von ca. 0,8mm. Dadurch ergibt sich eine Gerade.

Beispiel 2:


linken Auges einer 73-jährigen Frau. In der Tabelle fielen zwei Abstände der Signale

auf, die weit weniger als 0,8mm betrugen: 0,55mm und 0,25mm (vgl. Tab. 4.4). Diese

Unregelmäßigkeit der Abstände machte sich graphisch durch einen Knick in der

Geraden noch deutlicher bemerkbar (vgl. Abb. 4.12). Bei dem fünften Signal, welches

Ergebnisse

41

diese Regelmäßigkeit störte, musste es sich demnach um ein zusätzliches „echtes

Signal“ handeln. Da dieses zusätzliche Signal vor dem PE-Signal zu liegen kam, wurde

es als Reflexion von Messlicht an der IG gewertet. Dieser Vortrabant wies vom PE

einen Abstand von 0,25mm auf. Er lag somit innerhalb des Bereiches von 0,15-0,35mm,

der Abstand in dem IG und PE in der Regel voneinander entfernt liegen.

Abb. 4.11: Interferogramm (Achsenlängenmessung) des linken Auges einer 73-jährigen Frau. Signal des Pigmentepithels durch Kreis (Messkursor) markiert. Vortrabant mit Pfeil gekennzeichnet. Vier der Nebenmaxima sind durch Striche markiert, weitere Nebenmaxima sind in dieser gezoomten Ansicht nicht sichtbar.

Tabelle 4.4: Tabellarische Erfassung der Werte aller Peaks einer Achsenlängenmessung und Darstellung ihrer Distanzen voneinander. Durch zwei Distanzen, die weit weniger als 0,8mm betragen, fällt ein Vortrabant auf. Da er 0,25mm vor dem Signal des Pigmentepithels (PE) zu liegen kommt, muss es sich um eine Reflexion von Laserlicht an der inneren Grenzmembran (IG) handeln.

IG PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Wert [mm] 19.76 20.56 21.35 22.18 22.73 22.98 23.71 24.56 25.39 26.08Distanz [mm] 0.80 0.79 0.83 0.55 0.25 0.73 0.85 0.83 0.69

Ergebnisse

42

19

20

21

22

23

24

25

26

27

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Peak [#]

Wer

t [m

m]

Abb. 4.12: Der Doppelpeak (Signal von innerer Grenzmembran und Pigmentepithel) bzw. das zusätzliche „echte Signal“ (Pfeil) vor dem Pigmentepithelsignal fällt durch einen Knick in der Geraden deutlich auf.

Damit kein weiteres zusätzliches Signal übersehen wurde, konnte der Vortrabant nun

aus Tabelle 4.4 entfernt werden. Hierdurch ergaben sich, wie in Tabelle 4.5 ersichtlich,

regelmäßige Abstände der Signale zueinander. Bei den verbleibenden Peaks handelte es

sich somit um das Hauptmaximum mit seinen zugehörigen Nebenmaxima. Graphisch

wurden die regelmäßigen Abstände durch die Bildung einer Geraden gut sichtbar (vgl.

Abb. 4.13).

Tabelle 4.5: Werte der Peaks und ihre Distanzen zueinander nach Entfernen des Vortrabanten. Die Distanzen betragen nun alle ca. 0,8mm. Somit sind keine weiteren zusätzlichen Signale vorhanden (PE: Pigmentepithel).

PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9Wert [mm] 19.76 20.56 21.35 22.18 22.98 23.71 24.56 25.39 26.08Distanz [mm] 0.80 0.79 0.83 0.80 0.73 0.85 0.83 0.69

Ergebnisse

43

19

20

21

22

23

24

25

26

27

1 2 3 4 5 6 7 8 9Peak [#]

Wer

t [m

m]

Abb. 4.13: Nach Entfernung des Vortrabanten sind die regelmäßigen Abstände zwischen den Werten von Hauptmaximum und den Nebenmaxima durch die Gerade erkennbar.

Beispiel 3

Im dritten Beispiel wird das Ergebnis der Auswertung einer AL-Messung (vgl. Abb.

4.14) des linken Auges eines 4-jährigen Jungen gezeigt. Erneut fiel ein Vortrabant durch

den geringen Abstand von 0,25mm vom Hauptmaximum auf (vgl. Tab. 4.6). Dieser

Abstand lag innerhalb der zu erwartenden Grenzen für den Abstand von IG zu PE.

Demzufolge musste es sich um eine Reflexion von Laserlicht an der inneren

Grenzmembran handeln.

Die Distanz von 1,64mm zwischen dem Wert des ersten und zweiten Peak ist in etwa

das Doppelte von 0,8mm, dem Abstand der Nebenmaxima zueinander und zum

Hauptmaximum. Hierbei wurde davon ausgegangen, dass ein Nebenmaximum zwischen

erstem und zweitem Peak – ebenfalls Nebenmaxima – nicht aufgezeichnet wurde.

In der graphischen Darstellung der Signalpositionen (vgl. Abb. 4.15) wurde der

Vortrabant durch einen Knick in der Geraden sichtbar. Der doppelte Abstand von

ca.0,8mm zwischen den ersten beiden Nebenmaxima machte sich zusätzlich dadurch

bemerkbar, dass das erstere nicht auf der Geraden lag.

Ergebnisse

44

Abb. 4.14: Interferogramm (Achsenlängenmessung) des linken Auges eines 4-jährigen Jungen. Signal des Pigmentepithels mit Kreis (Messkursor) gekennzeichnet und Vortrabant mit Pfeil markiert. Weitere Signale sind Nebenmaxima (gekennzeichnet durch Striche).

Tabelle 4.6: Tabellarische Erfassung aller Signalpositionen der Achsenlängenmessung am linken Auge eines 4-jährigen Jungen. Ein Vortrabant wird durch den Abstand von nur 0,25mm vom Pigmentepithel(PE)-Signal sichtbar. Hierbei handelt es sich um ein Signal der inneren Grenzmembran (IG). Der Abstand zwischen 1. und 2. Peak beträgt in etwa das Doppelte des üblichen Abstandes zweier Nebenmaxima zueinander.

IG PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Wert [mm] 22.45 24.09 24.61 24.86 25.62 26.44 27.24 28.03 28.79 29.63Differenz [mm] 1.64 0.52 0.25 0.76 0.82 0.80 0.79 0.76 0.84

Ergebnisse

45

22

23

24

25

26

27

28

29

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Peak #

Wer

t [m

m]

Abb. 4.15: Der Doppelpeak bzw. das zusätzliche „echte Signal“ (Pfeil) wird durch den Knick der Geraden erkennbar. Der 1. Peak liegt ebenfalls nicht auf der Geraden, weil er vom 2. Peak einen doppelten Abstand von ca. 0,8mm hat. Bei Peak 1 und 2 handelt es sich um Nebenmaxima.

Um keine weiteren „echten Signale“ zu übersehen wurde der Vortrabant (IG-Signal) aus

der Tabelle genommen und das Ergebnis graphisch dargestellt (vgl. Tab. 4.7 u. Abb.

4.16). Zusätzlich wurde zwischen die beiden ersten Nebenmaxima ein fiktives

Nebenmaximum (FN) gesetzt. Nun ergaben sich zwischen den Peaks Distanzen von ca.

0,8mm. Bei den verbleibenden Signalen handelte es sich somit um das Hauptmaximum

mit Nebenmaxima. Graphisch stellten sich diese durch eine Gerade dar.

Tabelle 4.7: Tabellarische Darstellung der Signalpositionen nach Entfernung des Vortrabanten und Einfügen eines fiktiven Nebenmaximums (FN) zwischen die ersten beiden Nebenmaxima. Hierdurch ergeben sich zwischen den Peaks Distanzen von ca. 0,8mm. PE: Pigmentepithelsignal.

FN PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Wert [mm] 22.45 23.27 24.09 24.86 25.62 26.44 27.24 28.03 28.79 29.63Differenz [mm] 0.82 0.82 0.77 0.76 0.82 0.80 0.79 0.76 0.84

Ergebnisse

46

22

23

24

25

26

27

28

29

30

0 2 4 6 8 10 12Peak [#]

AL [m

m]

Abb. 4.16: Gerade nach Entfernung eines Vortrabanten und Einsetzen eines fiktiven Nebenmaximums (FN).

Beispiel 4


linken Auges einer 81-jährigen Frau. In Tabelle 4.8 wurde ein Nachtrabant erkennbar.

Dieser wurde vom 5. Peak der Messung gebildet, der in einem Abstand von nur 0,20mm

hinter dem PE-Signal zu liegen kam. Graphisch stellte sich der Nachtrabant durch einen

Knick in der Geraden dar (vgl. Abb. 4.18).

In der Regel beträgt der Abstand zwischen PE und AH 0,15-0,25mm. Der Nachtrabant

lag innerhalb dieser Grenzen. Somit handelte es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um

eine Reflexion von Messlicht an der AH.

FN

Ergebnisse

47

Abb. 4.17: Interferogramm (Achsenlängenmessung) des linken Auges einer 81-jährigen Frau. Hauptsignal des Pigmentepithels mit Kreis (Messkursor) gekennzeichnet und Nachtrabant durch Pfeil markiert. Fünf Nebenmaxima sind durch Striche gekennzeichnet, weitere Nebenmaxima sind in dieser gezoomten Ansicht nicht sichtbar.

Tabelle 4.8: Ergebnis der Auswertung einer Achsenlängenmessung des linken Auges einer 81-jährigen Frau. Die Signalpositionen und ihre Distanzen zueinander sind tabellarisch dargestellt. Mit einem Abstand von 0,20mm kommt hinter dem Pigmentepithel(PE)-Signal ein Nachtrabant zu liegen. Es handelt sich um ein Aderhaut(AH)-Signal.

PE AHPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9Wert [mm] 20.82 21.54 22.49 23.16 23.36 23.91 24.75 25.55 26.37Distanz [mm] 0.72 0.95 0.67 0.20 0.55 0.84 0.80 0.82

Ergebnisse

48

20

21

22

23

24

25

26

27

1 2 3 4 5 6 7 8 9Peak [#]

Wer

t [m

m]

Abb. 4.18: Darstellung der Signalpositionen einer Achsenlängenmessung. Der Knick in der Geraden weist auf ein zusätzliches „echtes Signal“ (Pfeil) hin. Hierbei handelte es sich um ein Aderhautsignal.

Nach Entfernung des AH-Nachtrabanten aus Tabelle und Graphik sollten die Abstände

zwischen den einzelnen Peaks wieder ca. 0,8mm aufweisen (vgl. Tab. 4.9 u. Abb. 4.19).

Auffällig war hierbei die Distanz zwischen zweitem und drittem Peak mit 0,95mm und

jene zwischen drittem und viertem (PE) Peak mit 0,67mm. Da beide Abstände

zusammen jedoch 1,62mm ergaben, d.h. das Doppelte des üblichen Abstandes der

Nebenmaxima, wurden der zweite und dritte Peak auch als Nebenmaxima gewertet.

Demnach handelte es sich bei den verbliebenen Peaks wieder um Hauptmaximum und

Nebenmaxima. Graphisch stellten diese eine annähernde Gerade dar (vgl. Abb. 4.19).

Ergebnisse

49

Tabelle 4.9: Tabellarische Darstellung der Signalpositionen nach Entfernung des Aderhautnachtrabanten. Die Abstände zwischen 2. und 3. (0,95mm) und 3. und 4. (0,67mm) Signal ergeben zusammen 1,62mm. Dies entspricht dem doppelten Abstand zweier Nebenmaxima. Somit handelt es sich bei Peak 2, 3 und 4 um Nebenmaxima bzw. Hauptmaximum. PE: Pigmentepithelsignal.


20

21

22

23

24

25

26

27

1 2 3 4 5 6 7 8Peak [#]

Wer

t [m

m]

Abb. 4.19: Dargestellt ist die Gerade, die nach Entfernung eines Nachtrabanten entsteht. Weitere zusätzliche „echte Signale“ sind somit ausgeschlossen.

Beispiel 5

In diesem Beispiel wird die Auswertung der AL-Messung (vgl. Abb. 4.20) des rechten

Auges eines 26-jährigen Mannes dargestellt. In Tabelle 4.10 wurde ein Dreierpeak aus

Vortrabant, Hauptmaximum und Nachtrabant erkennbar. Der Abstand zwischen

Nachtrabant und Hauptmaximum war in diesem Fall mit 0,31mm größer als der übliche

Ergebnisse

50

Abstand von PE zu AH (0,15-0,25mm). Durch Messwertvergleich innerhalb der

Messreihe konnte das Hauptmaximum als PE-Signal ermittelt werden. Da in seltenen

Fällen der Abstand von PE zu AH je nach anatomischen Gegebenheiten größer als

0,25mm sein kann, wurde der Nachtrabant als AH-Signal gewertet. Der Abstand des

Vortrabanten zum PE-Signal wies mit 0,18mm deutlich auf ein Signal der IG hin.

Graphisch stellte sich der Dreierpeak als Abflachung der Geraden dar (vgl. Abb. 4.21).

Abb. 4.20: Interferogramm (Achsenlängenmessung) des rechten Auges eines 26-jährigen Mannes. Hauptsignale des Pigmentepithels durch Kreis (Messkursor) gekennzeichnet. Vor- und Nachtrabant durch Pfeile gekennzeichnet. Vier der Nebenmaxima sind durch Striche markiert, die restlichen Nebenmaxima sind in dieser gezoomten Ansicht nicht erkennbar.

Tabelle 4.10: Tabellarische Erfassung der Signalpositionen einer Achsenlängenmessung des rechten Auges eines 26-jährigen Mannes und die Abstände der einzelnen Peaks zueinander. Erkennbar ist ein Dreierpeak aus Signalen der inneren Grenzmembran (IG), des Pigmentepithels (PE) und der Aderhaut (AH). Das AH-Signal hat vom PE-Signal einen abnorm großen Abstand.

IG PE AHPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Wert [mm] 23.20 23.99 24.82 25.42 25.60 25.91 26.37 27.18 28.00 28.84Distanz [mm] 0.79 0.83 0.60 0.18 0.31 0.46 0.81 0.82 0.84

Ergebnisse

51

23

24

25

26

27

28

29

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Peak #

Wer

t [m

m]

Abb. 4.21: Graphische Darstellung eines Dreierpeaks. Die 2 zusätzlichen Signale (Pfeile) werden durch Abflachung der Geraden erkennbar. Dass der Abstand zwischen Nachtrabant und Hauptmaximum (Aderhaut- und Pigmentepithelsignal) zu groß ist, kann hierbei nicht erkannt werden.

Nach Entfernung der Zusatzsignale von IG und AH stellten sich die Distanzen zwischen

den einzelnen Peaks regelmäßig dar. Graphisch ergaben die Signalpositionen von

Hauptmaximum und Nebenmaxima eine Gerade (vgl. Tab. 4.11 u. Abb. 4.22).

Tabelle 4.11: Tabellarische Darstellung der Positionen der einzelnen Peaks und ihre Distanzen zueinander nach Entfernung der Zusatzsignale von innerer Grenzmembran und Aderhaut. PE: Pigmentepithelsignal.


Ergebnisse

52

23

24

25

26

27

28

29

1 2 3 4 5 6 7 8Peak [#]

Wer

t [m

m]

Abb. 4.22: Graphische Darstellung einer Geraden nach Entfernen der 2 Zusatzsignale von innerer Grenzmembran und Aderhaut.

4.3 Verteilung der Schichtabstände auf die Altersgruppen

Um eine mögliche Altersabhängigkeit der Abstände der inneren Grenzmembran (IG)

zum Pigmentepithel (PE) bzw. des PEs zur Aderhaut (AH) zu erfassen, wurden jeweils

eine Varianzanalyse (Oneway Anova) und eine Regressionsanalyse durchgeführt.

Für die statistischen Berechnungen wurden rechte (RA) bzw. linke Augen (LA)

getrennt betrachtet und es wurden nur Altersgruppen verwendet, die Werte von

mindestens 3 Personen (bzw. verschiedenen Augen) enthielten. Sichere (sS) und

unsichere Signale (uS) wurden gleichermaßen berücksichtigt.

Ergebnisse

53

4.3.1 Abstände innere Grenzmembran - Pigmentepithel in den Altersgruppen

Der Abstand zwischen IG und PE der Retina beträgt in der Regel 0,15mm bis 0,35mm

[Fercher u. Hitzenberger 1991, Hitzenberger 1991, Hitzenberger et al. 1993, Schmid et

al. 1996, Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999]. Je nach anatomischen Gegebenheiten

kann dieser Abstand jedoch auch kleiner oder größer sein. Ein möglicher

Zusammenhang zwischen dem Schichtabstand und dem Alter sollte hier ermittelt

werden.

Innerhalb der Messreihe des rechten Auges eines 35-jährigen Mannes war bei zwei AL-

Messungen kein PE-Signal registriert worden. Es war jedoch jeweils ein IG-Signal

erkennbar, welches durch Messwertvergleich innerhalb der Messreihe identifiziert

werden konnte. In diesen beiden Fällen wurden keine Distanzen für IG und PE

berücksichtigt.

Bei den übrigen Untersuchten, die IG-Signale aufwiesen, wurde der Abstand von IG zu

PE erfasst und in der folgenden Tabelle und Graphik für die einzelnen Altersgruppen

dargestellt. Es sind die mittleren Abstände aller IG-Signale zu den entsprechenden PE-

Signalen mit Standardabweichung in den Gruppen dargestellt. In Tabelle 4.12 und

Abbildung 4.23 wurden RA und LA zusammen genommen. Sichere und unsichere

Signale wurden gleichermaßen berücksichtigt. Wie bereits in Kapitel 3 erwähnt wurden

zu den sicheren Signalen Peaks mit einem SNR-Wert ≥2,0 und zu den unsicheren

Signalen jene mit einem SNR-Wert ≥1,6 und <2,0 gezählt (hier hob sich das Messsignal

weniger deutlich vom Rauschen ab). Signale mit einem SNR <1,6 wurden nicht

berücksichtigt.

Ergebnisse

54

Tabelle 4.12: Mittlere Abstände zwischen innerer Grenzmembran und Pigmentepithel mit Standardabweichung in den einzelnen Altersgruppen. Rechte (RA) und linke Augen (LA) sowie sichere (sS) und unsichere Signale (uS) sind zusammen genommen. Unten: mittlerer Abstand aller Altersgruppen; mittlerer Abstand der Untersuchten <50 bzw. ≥ 50 Jahren.

Altersgruppe Mittelwert STABW (Jahre)

Auge Signale [mm] [mm]

0-9 RA+LA sS+uS (n=9) 0.20 0.04 10-19 RA+LA sS+uS (n=21) 0.20 0.03 20-29 RA+LA sS+uS (n=10) 0.21 0.04 30-39 RA+LA sS+uS (n=9) 0.21 0.02 40-49 RA+LA sS+uS (n=8) 0.22 0.03 50-59 RA+LA sS+uS (n=9) 0.25 0.03 60-69 RA+LA sS+uS (n=13) 0.23 0.05 70-79 RA+LA sS+uS (n=15) 0.25 0.07 80-89 RA+LA sS+uS (n=11) 0.22 0.05 90-99 RA+LA sS+uS (n=2) 0.20 0.02

alle Gruppen RA+LA sS+uS (n=107) 0.22 <<<<50 Jahre RA+LA sS+uS (n=57) 0.21 ≥≥≥≥50 Jahre RA+LA sS+uS (n=50) 0.23

Es wird ersichtlich, dass sich die mittleren Abstände von IG zu PE in allen

Altersgruppen im Rahmen der erwarteten Grenzen (0,15-0,35mm) befanden. Der

mittlere Abstand zwischen IG und PE an RA und LA aller Altersgruppen zusammen

betrug 0,22mm. Bei den unter-50-Jährigen war der mittlere Abstand mit 0,21mm um

0,02mm kleiner als in der Gruppe der über-50-Jährigen. Hier wurde er mit 0,23mm

ermittelt.

In den Gruppen der 0-9-Jährigen (0,20±0,04mm), 10-19-Jährigen (0,20±0,03mm) und

bei der 94-jährigen Frau (0,20±0,02mm) war der mittlere Abstand am geringsten. Es

folgte die Gruppe der 20-29-Jährigen (0,21±0,04mm). Am größten war der mittlere

Abstand innerhalb der Gruppen der 50-59-Jährigen (0,25±0,03mm) und der 70-79-

Jährigen (0,25±0,07).

In der Graphik (vgl. Abb. 4.23) zeigte die Trendlinie für die IG-PE-Abstände mit

zunehmendem Alter einen leichten Anstieg (m=2,4µm/Jahr; R²=0,1527).

Ergebnisse

55

y = 0.0024x + 0.2052R2 = 0.1527

0.15

0.17

0.19

0.21

0.23

0.25

0.27

0.29

0.31

0.33

RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA

0-9 10-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89 90-99Alter [Jahre]

IG-P

E [m

m]

Abb. 4.23: Dargestellt sind die mittleren Abstände von innerer Grenzmembran zu Pigmentepithel (IG-PE) mit Standardabweichung. Die Trendlinie für die Abstände steigt mit dem Alter leicht an. Alle rechten (RA) und linken Augen (LA) der einzelnen Altersgruppen sind zusammen genommen. Sichere und unsichere Signale wurden gleichermaßen berücksichtigt.

In der folgenden Graphik sind die mittleren IG-PE-Abstände für jeweils RA und LA in

den einzelnen Altersgruppen getrennt dargestellt, um zu sehen, ob sich die untersuchten

Abstände zwischen den RA bzw. LA der einzelnen Gruppen unterscheiden (vgl.

Abb.4.24). Hierbei wiesen die LA in der Gruppe der 10-19-Jährigen (0,18±0,02mm)

und das linke Auge der 94-jährigen Frau (0,18mm) den geringsten mittleren IG-PE-

Abstand auf. Die größten Abstände traten an RA in der Gruppe der 70-79-Jährigen

(0,26±0,10mm) auf.

Der mittlere IG-PE-Abstand aller Altersgruppen war an RA (0,22±0,06mm) und LA

(0,22±0,04mm) gleich groß. Der minimale Abstand für RA (0,18mm) kam in den

Gruppen der 0-9-, 20-29-, 60-69-, 70-79- und 80-89-Jährigen vor. Der maximale

Abstand an RA (0,46mm) kam in der Gruppe der 70-79-Jährigen vor. Bei den LA trat

der minimale Abstand (0,14mm) in der Gruppe der 10-19-Jährigen und der maximale

(0,31mm) in der Gruppe der 70-79-Jährigen auf.

Die Trendlinie der IG-PE-Abstände stieg mit zunehmendem Alter leicht an

(m=1,2µm/Jahr; R²=0,1139).

Ergebnisse

56

y = 0.0012x + 0.2051R2 = 0.1139

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA

0-9 10-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89 90-99Alter [Jahre]

IG-P

E [m

m]

Abb. 4.24: Dargestellt sind die mittleren Abstände zwischen innerer Grenzmembran und Pigmentepithel (IG-PE) in rechten (RA) bzw. linken Augen (LA) mit Standardabweichung in den jeweiligen Altersgruppen. Sichere und unsichere Signale sind hier zusammen genommen.

In die statistischen Berechnungen wurde die Gruppe der 90-99-Jährigen nicht

einbezogen, da sie für RA und LA jeweils nur Werte einer Person enthielt. Dadurch

blieben 9 Altersgruppen übrig (0-9 Jahre bis 80-89 Jahre).

Bei der Varianzanalyse (Oneway Anova) zeigten die Mittelwerte der IG-PE-Abstände

aller RA zwischen den 9 Altersgruppen keine signifikanten Unterschiede (p=0,630).

Für die IG-PE-Abstände der LA war die Voraussetzung im Test der Homogenität der

Varianzen für die Durchführung einer Oneway Anova nicht erfüllt (p=0,014).

Deswegen wurden zusätzlich zur Oneway Anova, die signifikante Unterschiede der

Mittelwerte dieser Abstände erbrachte (p=0,021), robuste Testverfahren zur Prüfung der

Gleichheit der Mittelwerte durchgeführt: der Welch-Test (p=0,020) und der Brown-

Forsythe-Test (p=0,029) zeigten ebenfalls signifikante Unterschiede zwischen den

Altersgruppen.

Die signifikanten Unterschiede der IG-PE-Abstände an LA zeigten sich in den Post-

Hoc-Tests nach Tukey zwischen den Gruppen der 10-19- und 50-59-Jährigen (p=0,041)

und zwischen den 10-19- und 70-79-Jährigen (p=0,010).

Ergebnisse

57

Die Altersregression der Abstände IG-PE wurde ebenfalls für RA und LA getrennt

ermittelt und graphisch dargestellt (vgl. Abb. 4.25). Für jedes Auge, mit IG-Signalen in

den Achsenlängen(AL-)Messungen, wurde der mittlere IG-PE-Abstand gegen das Alter

der untersuchten Person aufgetragen. Für alle RA bzw. LA wurde eine

Regressionsgerade gebildet.

Für die RA (n=52) zeigte die Regressionsgerade eine Steigung (m=0,46µm/Jahr), die

nicht signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,070). Das Bestimmtheitsmaß war klein

(R²= 0,064). Eine Altersabhängigkeit des IG-PE-Abstandes konnte demnach für die

untersuchten RA nicht nachgewiesen werden.

Bei den untersuchten LA (n=53) zeigte sich hingegen eine signifikante Abhängigkeit

des IG-PE-Abstandes vom Alter. Die Regressionsgerade wies eine Steigung

(m=1µm/Jahr) auf, die signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,003). Das

Bestimmtheitsmaß war hier größer (R²= 0,165).

y = 0.001x + 0.193R2 = 0.165

y = 0.00046x + 0.20313R2 = 0.06405

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Alter [Jahre]

IG-P

E [m

m]

RALA

Abb. 4.25: Dargestellt ist jeweils für rechte (RA) bzw. linke Augen (LA) die Beziehung zwischen innere Grenzmembran-Pigmentepithel-Abstand (IG-PE) und dem Alter. Jedes Auge ist durch einen Punkt dargestellt. Für alle RA bzw. LA ist jeweils eine Regressionsgerade eingezeichnet. RA: y=0,00046x+0,20313; R²=0,06405. LA: y=0,001x+0,193; R²=0,165

Ergebnisse

58

4.3.2 Abstände Aderhaut - Pigmentepithel in den Altersgruppen

Der Abstand zwischen Aderhaut (AH) und retinalem Pigmentepithel (PE) beträgt in der

Regel 0,15mm bis 0,25mm [Schmid et al. 1996, Gebrauchsanweisung IOLMaster

1999]. Je nach anatomischen Gegebenheiten kann dieser Abstand jedoch auch kleiner

oder größer sein und entsprechend Kapitel 4.3.1 war hier ein möglicher Zusammenhang

zwischen dem PE-AH-Abstand und dem Alter von Interesse.

In der folgenden Tabelle und Graphik sind die mittleren PE-AH-Abstände mit

Standardabweichung in den einzelnen Altersgruppen dargestellt. Hierbei wurden rechte

(RA) und linke Augen (LA) zusammengenommen (vgl. Tab. 4.13 u. Abb. 4.26).

Tabelle 4.13: Mittlere Abstände zwischen Pigmentepithel und Aderhaut in den einzelnen Altersgruppen mit Standardabweichung. Rechte (RA) und linke Augen (LA) sowie sichere (sS) und unsichere Signale (uS) sind zusammengenommen. Unten: mittlerer Abstand aller Gruppen; mittlerer Abstand der Untersuchen <50 bzw. ≥ 50 Jahren.

Altersgruppe Mittelwert STABW (Jahre)

Auge Signale [mm] [mm]

0-9 RA+LA sS+uS (n=1) 0.19 10-19 RA+LA sS+uS (n=4) 0.25 0.04 20-29 RA+LA sS+uS (n=8) 0.23 0.08 30-39 RA+LA sS+uS (n=5) 0.26 0.08 40-49 RA+LA sS+uS (n=7) 0.23 0.06 50-59 RA+LA sS+uS (n=9) 0.20 0.02 60-69 RA+LA sS+uS (n=9) 0.21 0.04 70-79 RA+LA sS+uS (n=15) 0.23 0.08 80-89 RA+LA sS+uS (n=12) 0.18 0.04 90-99 RA+LA sS+uS (n=0)

alle Gruppen RA+LA sS+uS (n=70) 0.22 <<<<50 Jahre RA+LA sS+uS (n=25) 0.23 ≥≥≥≥50 Jahre RA+LA sS+uS (n=45) 0.21

Der mittlere Abstand von AH-Signal zu PE-Signal aller Altersgruppen lag mit einem

Wert von 0,22mm nahe der Obergrenze von 0,25mm des Normalbereiches. Bei den

Ergebnisse

59

unter-50-Jährigen (0,23mm) wurde ein um 0,02mm größerer mittlerer Abstand ermittelt

als bei den über-50-Jährigen (0,21mm).

In den Gruppen der 10-19-Jährigen (0,25mm±0,04) erreichte der mittlere PE-AH-

Abstand die obere Grenze von 0,25mm für diesen Abstand. In der Gruppe der 30-39-

Jährigen (0,26±0,08mm) wurde die Obergrenze sogar überschritten. Die Untergrenze

von 0,15mm des Normalbereiches wurde durch keine der Altersgruppen unterschritten.

In der Gruppe der 80-89-Jährigen (0,18±0,04mm) war der mittlere Abstand am

geringsten. Bei der 94-jährigen Frau traten weder am RA noch LA AH-Signale auf.

Die Trendlinie für die PE-AH-Abstände in Abb. 4.26 fiel mit zunehmendem Alter leicht

ab (m=-3,4µm/Jahr; R²=0,1188).

y = -0.0034x + 0.2376R2 = 0.1188

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA

0-9 10-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89 90-99Alter [Jahre]

PE-A

H [m

m]

Abb. 4.26: Dargestellt sind die mittleren Abstände von Aderhaut und Pigmentepithel (AH-PE) mit Standardabweichung beider Augen zusammen (rechte [RA] und linke Augen [LA]) in den einzelnen Altersgruppen. Sichere und unsichere Signale sind gleichermaßen berücksichtigt. Die Trendlinie der PE-AH-Abstände fällt mit zunehmendem Alter leicht ab.

Die PE-AH-Abstände wurden zudem für rechte und linke Augen in den einzelnen

Altersgruppen getrennt ermittelt, um zu sehen, ob sich die untersuchten Abstände

zwischen den RA bzw. LA der einzelnen Gruppen unterscheiden. (vgl. Abb. 4.27).

Ergebnisse

60

Hierbei kam der kleinste mittlere Abstand bei den RA der Gruppe der 80-89-Jährigen

(0,17±0,04mm) vor. Der größte mittlere PE-AH-Abstand trat bei den RA der 10-19-

Jährigen (0,27mm) und bei den RA der 30-39-Jährigen (0,27±0,9mm) auf.

Der mittlere PE-AH-Abstand aller Altersgruppen war an RA (0,21mm) um 0,02mm

kleiner als an LA (0,23mm). Der minimale Abstand an RA (0,12mm) kam in der

Gruppe der 80-89-Jährigen vor. Der maximale Abstand an RA (0,40mm) trat in der

Gruppe der 30-39-Jährigen auf. LA zeigten einen minimalen PE-AH-Abstand (0,14mm)

bei den 80-89-Jährigen und einen maximalen Abstand (0,47mm) bei den 70-79-

Jährigen.

Die Trendlinie für die PE-AH-Abstände fiel in Abbildung 4.27 mit zunehmendem Alter

leicht ab (m=-2,3µm/Jahr; R²=0,1693).

y = -0.0023x + 0.2453R2 = 0.1693

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA

0-9 10-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89 90-99Alter [Jahre]

PE-A

H [m

m]

Abb. 4.27: Dargestellt sind die mittleren Pigmentepithel-Aderhaut-Abstände (PE-AH) mit Standardabweichung in rechten (RA) bzw. linken Augen (LA) in den jeweiligen Altersgruppen. Sichere und unsichere Signale sind hier zusammen genommen.

Nach dem Aussortieren von Altersgruppen mit weniger als 3 Werten (bzw. Augen) für

PE-AH-Abstände blieben für die statistischen Berechnungen RA von 7 Altersgruppen

Ergebnisse

61

(20-29 Jahre bis 80-89 Jahre) und LA von 6 Altersgruppen (20-29 Jahre, 40-49 Jahre bis

80-89 Jahre) übrig.

Bei der Varianzanalyse (Oneway Anova) zeigten die Mittelwerte der PE-AH-Abstände

zwischen den RA der 7 Altersgruppen keine signifikanten Unterschiede (p=0,170).

Auch für die LA der 6 Altersgruppen ergab die Varianzanalyse der mittleren PE-AH-

Abstände keine signifikanten Unterschiede (p=0,825).

Im Rahmen der Analyse der Altersregression für PE-AH-Abstände wurde für jedes

Auge mit AH-Signal der PE-AH-Abstand gegen das Alter der untersuchten Person

aufgetragen (vgl. Abb. 4.28). Für alle RA bzw. LA wurde eine Regressionsgerade

gebildet.

Die Regressionsgerade der RA (n=36) zeigte eine Steigung (m=-1µm/Jahr), die

signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,030). Das Bestimmtheitsmaß (R²= 0,131)

deutete auf einen Zusammenhang zwischen PE-AH-Abstand und Alter der

Untersuchten hin.

Bei den LA (n=28) hingegen zeigte die Regressionsgerade eine Steigung (m=-0,3

µm/Jahr), die nicht signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,671). Das

Bestimmtheitsmaß war klein (R²= 0,007) und somit ein Zusammenhang zwischen den

PE-AH-Abständen und dem Alter der LA nicht nachweisbar.

Ergebnisse

62

y = -0.0003x + 0.2458R2 = 0.0070

y = -0.001x + 0.269R2 = 0.131

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Alter [Jahre]

PE-A

H [m

m]

RALA

Abb. 4.28: Dargestellt ist jeweils für rechte (RA) bzw. linke Augen (LA) die Beziehung zwischen Pigmentepithel-Aderhaut-Abstand (PE-AH) und dem Alter. Jedes Auge ist durch einen Punkt dargestellt. Für alle RA bzw. LA ist jeweils eine Regressionsgerade eingezeichnet. RA: y=-0,001x+0,269; R²=0,131. LA: y=-0,0003x+0,2458; R²=0,0070

4.4 Verteilung der Schichtabstände auf die Achsenlänge

Um eine mögliche Achsenlängenabhängigkeit der Abstände zwischen innerer

Grenzmembran (IG) bzw. Aderhaut (AH) und Pigmentepithel (PE) zu erfassen, wurden

für rechte (RA) und linke Augen (LA) getrennt eine Varianzanalyse (Oneway Anova)

der Achsenlänge (AL) und eine Analyse der AL-Regression durchgeführt.

4.4.1 Abstände innere Grenzmembran - Pigmentepithel und Achsenlänge

Die Varianzanalyse der AL ergab zwischen den 9 Altersgruppen (0-9 Jahre bis 80-89

Jahre) weder für rechte (RA; p=0,258) noch linke Augen (LA; p=0,636) signifikante

Unterschiede.

Ergebnisse

63

Im Rahmen der Analyse der AL-Regression der IG-PE-Abstände wurde für jedes Auge

mit IG-Signal der IG-PE-Abstand gegen die AL aufgetragen (vgl. Abb. 4.29). Für alle

RA bzw. LA wurde eine Regressionsgerade gebildet.

Für die RA (n=52) zeigte die Regressionsgerade eine Steigung (m=-0,3µm/Jahr), die

nicht signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,944). Das Bestimmtheitsmaß (R²=

0,0001) sprach gegen einen Zusammenhang zwischen IG-PE-Abstand und AL des

jeweiligen Auges.

Für die LA (n= 53) ergab sich ebenfalls eine Steigung (m=-3µm/Jahr), die von 0 nicht

signifikant unterschiedlich war (p=0,282). Auch hier zeigte das Bestimmtheitsmaß

(R²=0,023) keine Abhängigkeit des IG-PE-Abstandes von der AL.

y = -0.003x + 0.285R2 = 0.023

y = -0.0003x + 0.2302R2 = 0.0001

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

18 20 22 24 26 28 30 32 34Achsenlänge [mm]

IG-P

E [m

m]

RALA

Abb. 4.29: Dargestellt ist jeweils für rechte (RA) bzw. linke Augen (LA) die Beziehung zwischen dem Abstand der inneren Grenzmembran vom Pigmentepithel (IG-PE) und der Achsenlänge (AL). Jedes Auge ist durch einen Punkt dargestellt. Für alle RA bzw. LA ist jeweils eine Regressionsgerade eingezeichnet. RA: y=-0,0003x+0,2302; R²=0,0001; y=-0,003x +0,285; R²=0,023.

Ergebnisse

64

4.4.2 Abstände Pigmentepithel - Aderhaut und Achsenlänge

Im Rahmen der Varianzanalyse (Oneway Anova) zeigten sich zwischen den AL der RA

der 7 Altersgruppen (20-29 Jahre bis 80-89 Jahre) signifikante Unterschiede (p=0,028).

In den Post-Hoc-Tests nach Tukey stellten sich diese Unterschiede zwischen den

Gruppen der 20-29- und der 80-89-Jährigen (p=0,079) und zwischen den Gruppen der

40-49- und 80-89-Jährigen (p=0,059) als nur beinahe signifikant dar.

Im Test der Homogenität der Varianzen zeigte sich für die AL-Werte der LA die

Voraussetzung für eine Oneway Anova als nicht erfüllt (p=0,030). Deswegen wurden

für die 6 Altersgruppen (20-29 Jahre, 40-49 Jahre bis 80-89 Jahre), zusätzlich zur

Oneway Anova, die keine signifikanten Unterschiede zwischen den AL ergab

(p=0,135), zwei robuste Testverfahren zur Prüfung der Gleichheit der AL-Werte

durchgeführt: Anhand des Welch-Tests (p=0,227) und des Brown-Forsythe-Tests

(p=0,361) waren zwischen den AL-Werten ebenfalls keine signifikanten Unterschiede

festzustellen.

Im Rahmen der Analyse der AL-Regression der PE-AH-Abstände wurden die

Schichtabstände erneut gegen die AL aufgetragen und graphisch mit Regressionsgerade

für RA bzw. LA dargestellt (vgl. Abb. 4.30).

Für die RA (n=36) zeigte die Regressionsgerade eine Steigung (m=5µm/Jahr), die nicht

signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,445). Das Bestimmtheitsmaß (R²= 0,017)

deutete nicht auf einen Zusammenhang zwischen PE-AH-Abstand und AL des

jeweiligen Auges hin.

Für die LA (n= 28) ergab sich ebenfalls eine Steigung (m=11µm/Jahr), die von 0 nicht

signifikant unterschiedlich war (p=0,182). Auch hier zeigte das Bestimmtheitsmaß

(R²=0,068) keine Abhängigkeit der Schichtabstände von der AL.

Ergebnisse

65

y = 0.011x - 0.030R2 = 0.068

y = 0.005x + 0.093R2 = 0.017

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

18 20 22 24 26 28 30Achsenlänge [mm]

PE-A

H [m

m]

RALA

Abb. 4.30: Dargestellt ist für rechte (RA) bzw. linke Augen (LA) die Beziehung zwischen dem Abstand von Pigmentepithel und Aderhaut (PE-AH) und der Achsenlänge. Jedes Auge ist durch einen Punkt dargestellt. Für alle RA bzw. LA ist jeweils eine Regressionsgerade eingezeichnet. RA: y=0,005x+0,093; R²=0,017. LA: y=0,011x-0,030; R²=0,068.

4.5 Auftreten der 19 Merkmale

In diesem Abschnitt wird dargestellt, wie häufig die in Kapitel 3 festgelegten 19

Merkmale innerhalb der einzelnen Altersgruppen auftraten. Jedes Merkmal ist durch

jeweils ein Beispiel einer Signalkurve veranschaulicht. Ein Balkendiagramm zeigt die

Häufigkeit des Auftretens des entsprechenden Merkmales. Das Vorkommen eines

Merkmales wurde in Bezug auf die Anzahl der AL-Messungen pro Patient ermittelt.

Aus den Werten aller Patienten einer Altersgruppe wurde der Mittelwert gebildet.

Diese Mittelwerte einer jeden Altersgruppe sind in den Balkendiagrammen dargestellt.

Jedes Diagramm zeigt sichere und unsichere Signale eines Merkmals. Als unsichere

Signale wurden, wie bereits erwähnt, jene Signale bezeichnet, die sich weniger deutlich

von störenden Untergrundsignalen abhoben und dadurch einen kleineren SNR-Wert

(<2,0) aufwiesen. Signale mit einem SNR <1,6 wurden nicht berücksichtigt.

Eine einzelne AL-Messung konnte mehrere der 19 Merkmale aufweisen.

Ergebnisse

66

Merkmal 1: Signal von Pigmentepithel (PE) als Hauptmaximum

Wie bereits erwähnt entsteht ein Interferenzsignal in der Regel, wenn das Messlicht am

PE reflektiert wird. Ein Hauptmaximum wurde als PE-Signal gewertet, wenn sein

Messwert, der AL-Messwert, in einer Messreihe nicht von der Mehrzahl der Messwerte

weiterer Hauptmaxima abwich. Abbildung 4.31 stellt eine Messkurve dar, deren

Hauptmaximum durch Messwertvergleich als PE-Signal bestimmt wurde.

Nur in einem einzigen Fall war von einem Auge nur eine AL-Messung auswertbar und

keine Messreihe mit vergleichbaren Signalkurven vorhanden. Hier wurde der Peak mit

dem größten SNR als PE-Peak gewertet.

Nicht zu Merkmal 1 gezählt wurden PE-Signale mit dem selben SNR-Wert (die sich

also gleich gut vom Rauschen abhoben) wie ein anderes Signal (z.B. von IG oder AH

stammend) oder Signale mit einem SNR <1,6.

Abb. 4.31: Dargestellt ist eine Achsenlängenmessung aus einer Messreihe. Das Hauptmaximum (mit Pfeil gekennzeichnet) geht vom Pigmentepithel (PE) aus. Dieses PE-Signal hat hier mit einem Wert von 6,5 das höchste SNR. Nur im Vergleich mit weiteren Achsenlängenmessungen kann sicher bestimmt werden, von welcher Schicht das Interferenzsignal stammt.

Aus der Graphik (Abb. 4.32) ist ersichtlich, dass die Anzahl der sicheren Signale, die

gleichzeitig als Hauptmaximum und PE-Signal auftraten, mit dem Alter abnahm. Die

Anzahl der unsicheren Signale nahm mit dem Alter zu. Es waren keine unsicheren


Ergebnisse

67

Signale in der Altersgruppe der 0-9Jährigen aufzufinden. Sichere Signale dieses

Merkmals traten hier jedoch am häufigsten bei 98,3% der AL-Messungen auf. In der

Gruppe der 80-89-Jährigen traten unsichere Signale mit einem Anteil von 13,3% aller

AL-Messungen am häufigsten und sichere Signale mit einem Anteil von 85,5% am

seltensten auf. Innerhalb aller Altersgruppen traten sichere Signale dieses Merkmals bei

92,2% aller AL-Messungen und unsichere Signale bei 6,0% auf.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

figke

it [%

]

sSuS

Abb.4.32: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen der Prozentanteil der Achsenlängenmessungen mit einem Pigmentepithelsignal, das als größtes Signal erscheint (d.h. das PE-Signal weist den höchsten SNR-Wert auf). Die Signale sind in „sichere“ (sS) und „unsichere Signale“ (uS) eingeteilt. Ganz rechts: Mittelwert aller Altersgruppen.

Merkmal 2: Signal von innerer Grenzmembran (IG) als Hauptmaximum

Zu diesem Merkmal wurden Messpeaks gezählt, die links vom PE-Peak zu liegen

kamen und gleichzeitig das höchste SNR der jeweiligen Messung aufwiesen. Abbildung

4.33 zeigt einen solchen Fall. Wiederum konnte das Hauptmaximum nur durch

Messwertvergleich innerhalb einer Messreihe als IG-Signal identifiziert werden. Peaks

von PE oder AH mussten in diesem Fall ein kleineres SNR aufweisen und durften nicht

Ergebnisse

68

gleich groß sein. War das PE-Signal mit einem SNR <1,6 zu klein, um gewertet zu

werden oder nicht vorhanden, so fielen auch in diesem Fall solche Einzelmessungen in

Messreihen durch die Abweichung des AL-Messwertes auf. Interferenzsignale der IG

kommen links vom PE-Signal zu liegen, d.h. zur kürzeren Achsenlänge hin. Da die IG

zum PE in der Regel einen Abstand von 0,15-0,35mm aufweist, waren auch die IG-

Signale einer AL-Messung in den meisten Fällen in dieser Distanz links vom PE-Signal

zu erwarten. Es wurden jedoch auch IG-Signale mit größeren oder kleineren Abständen

vom PE-Signal zu diesem Merkmal gezählt.

Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abb. 4.34 dargestellt. Es wird ersichtlich, dass

sichere Signale des zweiten Merkmals in allen Altersgruppen zwischen 0 und 49 Jahren

vorkamen. Am häufigsten traten sichere Signale bei 2,4% der AL-Messungen in der

Gruppe der 40-49-Jährigen auf. In den Altersgruppen ab 50 Jahren traten weder sichere

noch unsichere Signale der IG mit diesem Merkmal auf. Unsichere Signale kamen nur

bei den 30-39-Jährigen bei 0,5% der AL-Messungen vor. Die mittlere Häufigkeit

sicherer Signale dieses Merkmals in Bezug auf alle Altersgruppen lag somit bei 0,9%

und jene unsicherer Signale bei 0,1% aller AL-Messungen.

Abb. 4.33: Dargestellt ist ein Interferenzsignal von der inneren Grenzmemebran (IG), welches größer ist als das Interferenzsignal des Pigmentepithels (PE). Die Zuordnung kann nur im Vergleich innerhalb einer Messreihe am selben Auge erfolgen.

Signal von PE Signal von PE Signal von IG

Ergebnisse

69

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

figke

it [%

]

sSuS

Abb. 4.34: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen der Anteil der Achsenlängenmessungen mit einem Signal der inneren Grenzmembran, welches als größtes Signal erscheint (d.h. das IG-Signal weist den höchsten SNR-Wert auf). Diese Signale sind in „sichere“ (sS) und „unsichere Signale“ (uS) eingeteilt.

Merkmal 3: Signal von Aderhaut (AH) als Hauptmaximum

Zu Merkmal 3 wurden alle „echten Signale“ gezählt, die rechts vom PE-Signal lagen,

d.h. zur längeren Achsenlänge hin, und den größten SNR-Wert innerhalb der AL-

Messung aufwiesen. Ein Beispiel hierzu ist in Abbildung 4.35 dargestellt. Wie bei

Merkmal 1 und 2 wurden Peaks nicht gezählt, wenn ein weiteres Signal mit einem

gleich großen SNR-Wert vorhanden war. Da der Abstand zwischen PE und AH in der

Regel 0,15-0,25mm beträgt, waren in den meisten Fällen AH-Signale in demselben

Abstand von den jeweiligen PE-Signalen zu erwarten. Es wurden jedoch auch Signale

mit größeren oder kleineren Abständen berücksichtigt.

Das Balkendiagramm (vgl. Abb. 4.36) verdeutlicht das Auftreten von AH-Signalen in

den mittleren Altersgruppen (30-79 Jahre) außer in der Gruppe der 50-59-Jährigen. Bei

den Personen, die jünger als 30 Jahre oder älter als 80 Jahre waren, kamen weder

sichere noch unsichere AH-Signale vor. Am häufigsten waren sichere AH-Signale in

der Gruppe der 30-39-Jährigen mit 1,6% zu beobachten. In der Gruppe der 40-49-

Ergebnisse

70

Jährigen waren unsichere Signale mit 0,8% der AL-Messungen am häufigsten.

Insgesamt kamen sichere AH-Signale bei 0,4% und unsichere AH-Signale bei 0,1% der

AL-Messungen aller Altersgruppen vor.

Abb. 4.35: Achsenlängenmessung mit Interferenzsignal von der Aderhaut (AH) als Hauptmaximum.

Signal von AH Signal von PE

Ergebnisse

71

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

figke

it [%

]

sSuS

Abb. 4.36: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen der Anteil der Achsenlängenmessungen mit einem Signal der Aderhaut, das als größtes Signal erscheint (d.h. das Aderhautsignal weist den höchsten SNR-Wert auf; sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).

Merkmal 4: Signale, die weder zu Pigmentepithel (PE), innerer Grenzmembran (IG)

noch Aderhaut (AH) zuzuordnen waren

Hierbei handelt es sich, wie in Abbildung 4.37 dargestellt, um „echte Signale“, die sich

im Rahmen des Messwertvergleiches der Signale innerhalb einer Messreihe am selben

Patienten weder zu Signalen von IG, PE noch AH zuordnen ließen. Auch Signale, die

zusätzlich zu Signalen von PE, IG oder AH auftraten, fielen unter dieses Kriterium.

Die Ergebnis-Graphik (vgl. Abb. 4.38) veranschaulicht die Häufigkeit der Signale des

vierten Merkmals. Insgesamt war keine altersabhängige Verteilung zu erkennen. Am

häufigsten waren sichere Signale bei AL-Messungen der 40-49-Jährigen mit einem

Anteil von 6,1%. Danach folgte die Gruppe der 70-79-Jährigen mit 5,8%. Unsichere

Signale traten am häufigsten bei den 50-59-Jährigen mit 4,4%, gefolgt von den 0-9- und

70-79-Jährigen mit 3,5 bzw. 3,3%. Innerhalb der AL-Messungen der 60-69-Jährigen

und der 94-jährigen Person waren keine Signale des 4. Merkmals zu finden.

Ergebnisse

72

Abb. 4.37: Achsenlängenmessung mit Messkursor (Kreis) über „echtem Signal“ dessen SNR-Wert 2,3 beträgt. Dieses Signal kann durch Messwertvergleich weder zu Interferenzsignalen von innerer Grenzmembran (IG), Pigmentepithel (PE) noch Aderhaut (AH) zugeordnet werden.

0

1

2

3

4

5

6

7

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

figke

it [%

]

sSuS

Abb.4.38: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen der Anteil der Achsenlängenmessungen mit einem „echten Signal“, welches weder zu innerer Grenzmembran, Pigmentepithel noch Aderhaut zuzuordnen ist (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).

Signal nicht zuzuordnen

Signal von PE

Ergebnisse

73

Merkmal 5: Vorkommen von nur einem Signal

Bewertet wurden hier AL-Messungen, die nur ein „echtes Signal“ aufwiesen, nachdem

die Nebenmaxima ausgeschlossen waren. Hierbei war es unwesentlich, ob dieser

einzelne Messpeak durch Reflexion an der IG, dem PE oder der AH oder einer anderen

Schicht des Augenhintergrundes entstand. Abbildung 4.39 zeigt ein Beispiel einer

Messkurve mit nur einem „echten Signal“.

Das Ergebnis-Diagramm (vgl. Abb. 4.40) zeigt, dass das Auftreten sicherer einzelner

Signale innerhalb der vorliegenden Studie mit dem Alter abnahm. Das Auftreten

unsicherer einzelner Signale nahm mit dem Alter zu. Bei Kindern und Jugendlichen der

Altersgruppen 0-9 und 10-19 Jahre kamen keine unsicheren Signale dieses Merkmals

vor. Am häufigsten waren sichere Signale mit 89,3% der AL-Messungen bei den

Kindern (0-9 Jahre). Ein Minimum sicherer Signale war bei den 70-79-Jährigen mit

67,1% erreicht. Unsichere Signale des 5. Merkmales waren bei den 80-89-Jährigen mit

10,8% am häufigsten.

Abb. 4.39: Achsenlängenmessung mit nur einem „echten Signal“ (Hauptmaximum). Bei den kleinen Peaks handelt es sich um Nebenmaxima.

„Echtes“ Signal

Ergebnisse

74

0

10

20

30

40

50

60

70

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90

100

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Haü

figke

it [%

]

sSuS

Abb. 4.40: Das Balkendiagramm stellt das Vorkommen von nur einem „echten Signal“ in den jeweiligen Altersgruppen dar (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).

Merkmal 6: Vorkommen von 2 „echten Signalen“

Merkmal 6 sollte erfüllt sein, sobald zwei „echte Signale“ in einer Messung auftraten

(vgl. Abb. 4.41). Hierbei wurde nicht berücksichtigt, ob diese Signale von der inneren

Grenzmembran (IG), dem Pigmentepithel (PE) oder der Aderhaut (AH) ausgingen.

Zwei sichere Signale (SNR ≥2,0) wurden als sicheres Auftreten gewertet. Ein sicheres

und ein unsicheres Signal oder zwei unsichere Signale (1,6≥ SNR <2,0) wurden als

unsicheres Auftreten gewertet.

Von welcher Schicht das Hauptmaximum ausging spielte keine Rolle.

Signale, die zu Merkmal 4 gehörten (weder zu IG, PE oder AH zuzuordnen), wurden

hier nicht berücksichtigt.

In Abbildung 4.42 wird ersichtlich, dass das sichere Auftreten von zwei „echten

Signalen“ in den verschiedenen Altersgruppen in etwa gleichmäßig verteilt war. Es

erreichte in der Gruppe der 70-79-Jährigen mit 22,2% jedoch ein Maximum. Das

unsichere Auftreten von zwei Signalen begann bei den Kindern (0-9 Jahre) mit einem

Minimum von 2,5% und zeigte mit zunehmendem Alter eine steigende Tendenz. Bei

Ergebnisse

75

der 94-jährigen Person zeigte es einen Höhepunkt mit einem Auftreten bei 30,0% der

AL-Messungen.

Abb. 4.41: Signalkurve einer Achsenlängenmessung mit 2 „echten Signalen“.

0

5

10

15

20

25

30

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

figke

it [%

]

sAuA

Abb. 4.42: Das Balkendiagramm stellt die Verteilung des Auftretens von 2 „echten Signalen“ in den einzelnen Altersgruppen dar. Es wird zwischen „sicherem“ (sA) und „unsicherem Auftreten“ (uA) unterschieden.

2 „Echte“ Signale

Ergebnisse

76

Merkmal 7: Vorkommen von 3 Signalen

Beim Auftreten von drei „echten Signalen“ in einer Messung, wie in Abbildung 4.43

dargestellt, war dieses Merkmal erfüllt. Nur drei sichere Signale (SNR ≥2,0) wurden als

sicheres Auftreten gewertet. War der SNR-Wert eines oder zweier Signale unsicher

(1,6≥ SNR <2,0), wurde das Auftreten von drei Signalen als unsicher gewertet. Dieselbe

AL-Messung konnte somit ein sicheres Auftreten von Merkmal 6 und ein unsicheres

Auftreten von Merkmal 7 aufweisen.

Von welcher Schicht das Hauptmaximum ausging spielte hierbei keine Rolle.

Signale, die zu Merkmal 4 gehörten, wurden nicht zu Merkmal 7 gezählt.

Das Ergebnis-Diagramm von Merkmal 7 (Abb. 4.44) lässt das Auftreten von drei

Signalen in allen Altersgruppen zwischen 10 und 90 Jahren erkennen. In der

Altersgruppe der 0- bis 9-Jährigen konnten in keiner AL-Messung drei sichere oder

unsichere „echten Signale“ gleichzeitig gefunden werden. In der Gruppe der 90- bis 99-

Jährigen traten ebenfalls keine drei Signale gleichzeitig auf, jedoch bestand diese

Altersgruppe aus nur einer einzigen Patientin mit 10 AL-Messungen (siehe Tab. 4.2).

Sicheres Auftreten von drei Signalen kam mit jeweils 2,5% am häufigsten bei AL-

Messungen in den Gruppen der 20-29-Jährigen und der 80-89-Jährigen vor. Unsicheres

Auftreten war in der Gruppe der 30-39-Jährigen mit 4,1% am häufigsten, gefolgt von

den Gruppen der 60-69- und 70-79-Jährigen mit jeweils 3,7%. Das sichere Auftreten

dreier echter Signale kam bei 1,1% und das unsichere Auftreten bei 2,0% der AL-

Messungen aller Patienten vor.

Eine altersabhängige Verteilung war nicht erkennbar.

Ergebnisse

77

Abb. 4.43: Achsenlängenmessung mit 3 „echten Signalen“.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

figke

it [%

]

sAuA

Abb. 4.44: Es ist das „sichere“ (sA) und „unsichere Auftreten“ (sA) von drei „echten Signalen“ innerhalb einer Achsenlängenmessung in den jeweiligen Altersgruppen dargestellt.

Merkmal 8: Vorkommen von Signalen des Pigmentepithels (PE)

Dieses Merkmal wurde festgelegt um herauszufinden, wie häufig insgesamt

Interferenzsignale am PE entstehen. Wie oben erwähnt, entsteht das Hauptmaximum

3 „echte“ Signale

Ergebnisse

78

einer optischen AL-Messung in der Regel am PE. Deswegen wurden alle Messungen zu

Merkmal 8 gezählt, die ein „echtes Signal“ aufwiesen, dessen Messwert mit der

Mehrzahl der Hauptmaxima weiterer Messungen derselben Person übereinstimmte. Bei

dem PE-Signal musste es sich jedoch nicht um das Hauptmaximum einer AL-Messung

handeln. Anders als bei Merkmal 1, wurde die Größe des SNRs nicht berücksichtigt,

sofern das SNR einen Wert von ≥1,6 aufwies (vgl. auch Abb. 4.31).

In der Abbildung 4.45 wird ersichtlich, dass das sichere Auftreten der PE-Signale,

ähnlich wie bei Merkmal 1 (PE-Signal als Hauptmaximum), mit dem Alter abnahm und

das unsichere Auftreten zunahm. In der Altersgruppe der Kinder und Kleinkinder (0-9

Jahre) kamen keine unsicheren PE-Signale vor. In der Gruppe der 80-89-Jährigen waren

unsichere Signale mit 14,5% der AL-Messungen am häufigsten und sichere mit 85,5%

am seltensten. Sichere Signale des PEs kamen bei den Kindern und Kleinkindern in

jeder AL-Messung vor (100,0%).

0

10

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30

40

50

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100

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

figke

it [%

]

sSuS

Abb.4.45: Dargestellt ist wie häufig innerhalb der Altersgruppen Interferenzsignale am PE entstanden sind. Hierbei muss es sich nicht um Hauptmaxima handeln. Die entsprechenden Peaks wurden in „sichere“ (sS) und „unsichere Signale“ (uS) eingeteilt.

Ergebnisse

79

Merkmal 9: Vorkommen von Signalen der inneren Grenzmembran (IG)

Um die Häufigkeit von Interferenzsignalen aufzuzeigen, die an der IG entstanden

waren, wurden die Messwerte aller Messungen eines jeweiligen Auges abermals genau

miteinander verglichen. Zu Merkmal 9 wurden alle Messungen mit einem „echten

Signal“ gezählt, welches links vom PE-Signal, also zur kürzeren Achsenlänge hin,

auftrat (siehe Abb. 4.46). Durch den Messwertvergleich der Signale aller AL-

Messungen eines Auges konnten IG-Signale auch identifiziert werden falls das PE-

Signal kleiner war oder nicht existierte. Das SNR des jeweiligen Peaks wurde nicht

beachtet solange der SNR-Wert ≥1,6 betrug. Der Abstand zwischen PE-Signal und IG-

Signal wurde nicht berücksichtigt.

Die jeweiligen Signale durften nicht zu Merkmal 4 gehören.

Wie in der Graphik (Abb. 4.47) sichtbar wird traten sichere Signale der IG in allen

Altersgruppen in etwa gleich häufig auf (zwischen 8 und 14%). Unsichere Signale der

IG wurden mit zunehmendem Alter etwas häufiger. Bei den Kindern und Kleinkindern

(0-9 Jahre) traten sie nur bei 0,8% der AL-Messungen auf, während sie bei den

Messungen der 94-jährigen Person zu 30,0% vorkamen. In den übrigen Altersgruppen

(10-89 Jahre) waren unsichere Signale der IG mit einem Anteil zwischen 8,2% und

12,3% der AL-Messungen relativ gleichmäßig verteilt. In Bezug auf alle Altersgruppen

kamen sichere IG-Signale bei 10,8% und unsichere bei 11,4% der AL-Messungen vor.

Abb. 4.46: Achsenlängenmessung. Rechts: Hauptmaximum vom Pigmentepithel (PE). Links: kleineres Signal von der inneren Grenzmembran (IG).

Signal von PE Signal von IG

Ergebnisse

80

0

5

10

15

20

25

30

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

figke

it [%

]

sSuS

Abb. 4.47: Es ist die Verteilung des Auftretens von sicheren (sS) und unsicheren Signalen (uS) der inneren Grenzmembran innerhalb der Altersgruppen dargestellt.

Merkmal 10: Vorkommen von Signalen der Aderhaut (AH)

Mit Merkmal 10 sollte aufgezeigt werden, wie häufig Messlicht an der AH reflektiert

worden war und ein Interferenzsignal gebildet hatte. Hierzu wurden alle Messungen mit

einem Signal gezählt, welches rechts vom PE-Peak, zur längeren Achsenlänge hin, zu

liegen kam und nicht unter Merkmal 4 fiel (siehe Abb. 4.48). Wiederum blieben die

Abstände zwischen PE- und AH-Signal, sowie der SNR-Wert, sofern er ≥1,6 betrug,

unberücksichtigt.

Die Graphik (Abb. 4.49) verdeutlicht eine zunehmende Tendenz der sicheren und

unsicheren Signale der Aderhaut mit dem Alter. Es traten keine sicheren AH-Signale

bei den 0-9-Jährigen auf und bei der Patientin in der Gruppe der 90-99-Jährigen waren

weder sichere noch unsichere AH-Signale vorzufinden. In allen weiteren Altersgruppen

(10-89 Jahre) kamen sichere und unsichere AH-Signale vor. Sichere Signale waren mit

1,6% in der Gruppe der Jugendlichen (10-19 Jahre) am seltensten und mit 11,6% in der

Gruppe der 70-79-Jährigen am häufigsten. In Bezug auf alle Altersgruppen traten

sichere Signale bei 5,6% der AL-Messungen auf. Unsichere Signale erfuhren bei den

Ergebnisse

81

Kindern und Kleinkinder (0-9 Jahre) ein Minimum von 0,8% und bei den 60-69-

Jährigen ein Maximum von 19,6%. Unsichere Signale waren in Bezug auf alle

Altersgruppen bei 9,3% der Messungen registriert worden.

Abb. 4.48: Achsenlängenmessung: Links Hauptmaximum vom Pigmentepithel (PE). Rechts: kleineres Aderhaut-Signal (AH).

0

2

4

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0-910-19

20-2930-39

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60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

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]

sSuS

Abb. 4.49: Das Balkendiagramm stellt das Auftreten von sicheren (sS) und unsicheren (uS) Aderhautsignalen in den Altersgruppen dar.

Signal von PE

Signal von AH

Ergebnisse

82

Merkmal 11: Auftreten von Signalen der inneren Grenzmembran (IG) und/oder

Aderhaut (AH)

Als Ziel von Merkmal 11 sollte veranschaulicht werden, bei welchem Anteil der

Messungen ein oder zwei zusätzliche „echte Signale“ auftraten. Es wurden demnach

AL-Messungen mit einem Vortrabanten bzw. Nachtrabanten oder Vor- und

Nachtrabanten berücksichtigt. Vortrabanten wurden als Reflexion der IG und

Nachtrabanten als Reflexion der AH gewertet, sofern sie nicht unter Merkmal 4 fielen

(siehe Abb. 4.46, 4.48).

Als sicheres Auftreten wurde bei diesem Merkmal bereits ein sicheres zusätzliches

„echtes Signal“ gewertet. Als unsicheres Auftreten wurden zwei unsichere zusätzliche

Signale, bzw. falls nur ein zusätzlicher Peak vorhanden war, ein unsicheres Signal

gezählt.

In der Graphik (Abb. 4.50) kann man erkennen, dass ein sicheres Auftreten zusätzlicher

echter Signale mit 23,7% am häufigsten in der Gruppe der 70-79-Jährigen und mit

10,0% am seltensten bei der 90-94-jährigen Person war. Es folgte die Gruppe der

Kinder und Kleinkinder mit 11,6%. Mit zunehmendem Alter wurde eine steigende

Tendenz mit zackigem Verlauf des unsicheren Auftretens mit dem Alter ersichtlich. Das

unsichere Auftreten zusätzlicher Signale begann mit einem Minimum von 1,7% bei den

Kindern und Kleinkindern und mündete in ein Maximum von 30,0% bei den

Messungen der 94-jährigen Person. In Bezug auf alle Altersgruppen kamen zusätzliche

Signale bei 15,3% sicher und bei 19,0% unsicher vor.

Ergebnisse

83

0

5

10

15

20

25

30

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

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Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

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]

sAuA

Abb. 4.50: Dargestellt ist das Auftreten von Signalen der inneren Grenzmembran und/oder Aderhaut in den einzelnen Altersgruppen (sA: sicheres Auftreten; uA: unsicheres Auftreten).

Merkmal 12: Vorkommen von Signalen mit zu großem Abstand zum Pigmentepithel

(PE)-Signal

Unter dieses Kriterium fielen alle AL-Messungen mit Zusatzsignalen, welche vom PE-

Signale weiter entfernt waren als die üblichen Abstände zwischen IG und PE (0,15-

0,35mm) bzw. PE und AH (0,15-0,25mm). Demzufolge wurden „echte Signale“

berücksichtigt, welche links vom PE-Signal zu liegen kamen und einen größeren

Abstand als 0,35mm aufwiesen bzw. jene, die rechts vom PE-Signal zu liegen kamen

und mehr als 0,25mm entfernt waren (vgl. Abb. 4.51). Vortrabanten und Nachtrabanten

mit zu großem Abstand wurden zusammengezählt.

Innerhalb des untersuchten AL-Pools traten sichere und unsichere Signale, die Merkmal

12 erfüllten, nicht systematisch oder altersabhängig auf (vgl. Abb. 4.52). Sichere

Signale waren mit 6,8% bei den 30-39-Jährigen am häufigsten zu finden. Unsichere

Signale waren mit 4,6% bei den 70-79-Jährigen am häufigsten, worauf die 20-29-

Jährigen mit 4,5% anschlossen. In der Altersgruppe der 0-9-Jährigen und bei den AL-

Ergebnisse

84

Messungen der 94-jährigen Patientin erschienen weder sichere noch unsichere Signale

mit zu großem Abstand.

In Bezug auf alle Altersgruppen traten sichere Signale bei 2,6% und unsichere Signale

bei 2,2% aller AL auf.

Abb. 4.51: Achsenlängenmessung mit Hauptmaximum vom Pigmentepithel (PE) und rechts davon liegendem AH-Signal (gekennzeichnet mit Messkursor). Der Abstand zwischen PE- und AH-Signal beträgt 0,33mm und liegt damit über der Norm.

Signal von PE

Signal von AH

0,33mm

Ergebnisse

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3

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sSuS

Abb. 4.52: Dargestellt ist die Anzahl an Vortrabanten mit größerem Abstand als 0,35mm und Nachtrabanten mit größerem Abstand als 0,25mm zum PE (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale.

Merkmal 13: Vorkommen von Signalen mit zu kleinem Abstand zum Pigmentepithel

(PE)-Signal

Die AL-Messungen wurden in diesem Fall auf „echte Signale“ hin untersucht, die

zusätzlich zum PE-Signal auftraten und deren Abstand weniger betrug als die üblichen

Abstände zwischen IG und PE (0,15-0,35mm) bzw. PE und AH (0,15-0,25mm). Dies

waren demnach Peaks, die links oder rechts vom PE-Signal lagen und deren Abstand

zum PE-Signal weniger als 0,15mm betrug (siehe Abb. 4.53).

Es ließ sich hinsichtlich des Auftretens von Signalen, die Merkmal 13 erfüllten, keine

altersabhängige Tendenz erkennen (siehe Abb. 4.54). Sichere Signale kamen mit ca.

1,5% bei den 50-59-Jährigen am häufigsten vor. Unsichere Signale dieses Merkmals

waren mit 3,3% bei den 80-89-Jährigen am häufigsten. Keine zusätzlichen „echten

Signale“ mit zu kleinem Abstand waren in den Gruppen der 0-9-Jährigen, 30-39-

Jährigen und bei der 94-jährigen Person zu finden. In Bezug auf alle Altersgruppen

Ergebnisse

86

kamen sichere Signale bei 0,5% der AL-Messungen und unsichere Signale bei 0,6% der

AL-Messungen vor.

Abb. 4.53: Optische Achsenlängenmessung mit 2 in etwa gleich großen „echten Signalen“, die zueinander einen Abstand von 0,14mm haben.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

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it [%

]

sSuS

Abb. 4.54: Dargestellt ist das Auftreten von zusätzlichen „echten Signalen“, die einen kleineren Abstand zum PE-Signal haben als 0,15mm (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).

0.14mm

Signal von IG Signal von PE

Ergebnisse

87

Merkmal 14: Signale der Aderhaut (AH), die nicht als Schulter auftreten

Bei diesem Merkmal wurde nach Messungen mit Nachtrabanten gesucht, die nicht unter

Kriterium 4 fielen, und gleichzeitig einen von der Nulllinie ausgehenden aufsteigenden

Schenkel aufwiesen. Somit bildeten sie einen vom PE-Signal vollständig unabhängigen

Peak (siehe Abb. 4.55). Es wurden auch Signale mit zu großem oder zu kleinem

Abstand vom PE-Signal berücksichtigt.

Sichere AH-Signale, die sich nicht als Schulter an das PE-Signal „anlehnten“, kamen

mit 3,9% am häufigsten bei den 70-79-Jährigen vor (vgl. Abb. 4.56). Unsichere Signale

hingegen erschienen in der vorliegenden Studie mit 2,7% am häufigsten bei den 30-39-

Jährigen. Es waren weder sichere noch unsichere Signale dieses Merkmals bei den 0-9-

Jährigen, 50-59-Jährigen und bei der 94-jährigen Person zu finden.

In Bezug auf alle Altersgruppen kamen sichere Signale bei 0,9% und unsichere Signale

bei 0,8% der AL-Messungen vor.

Abb. 4.55: Optische Achsenlängenmessung mit Pigmentepithel(PE)-Signal als Hauptmaximum und rechts davon einem kleineren Aderhaut(AH)-Signal, dessen aufsteigender Schenkel von der Nulllinie ausgeht.

Signal von AH

Signal von PE

Peak startet von der Nulllinie aus

Ergebnisse

88

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0.5

1.0

1.5

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2.5

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3.5

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20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

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it [%

]

sSuS

Abb. 4.56: Dargestellt ist in den einzelnen Altersgruppen das Auftreten von Aderhautsignalen, die nicht als Schulter vorkommen (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).

Merkmal 15: Signale der inneren Grenzmembran (IG), die nicht als Schulter auftreten

Es wurden jene AL-Messungen mit Vortrabanten aufgesucht, die nicht unter Kriterium

4 fielen und deren absteigender Schenkel bis zur Nulllinie reichte. Somit bildeten diese

Signale, wie in Abbildung 4.57 erkennbar, einen vom PE-Signal vollkommen

unabhängigen Peak. Der Abstand der Vortrabanten vom PE-Signal blieb

unberücksichtigt.

Innerhalb des untersuchten Datenpools kamen sichere Vortrabanten, die als

unabhängige Peaks in Erscheinung traten und sich nicht an das PE-Signal „anlehnten“,

in den jüngeren Altersgruppen häufiger vor (siehe Abb. 4.58). In der Altersgruppe der

0-9-Jährigen waren dies 3,3% aller ausgewerteten AL-Messungen. Die Häufigkeit fiel

in den beiden folgenden Altersgruppen etwas ab und bildete bei den 30-39-Jährigen mit

5,2% das Maximum. Das Minimum zeigte sich in der Gruppe der 70-79-Jährigen mit

einem Anteil von 1,0% bzw. mit 0,0% bei den AL-Messungen der 94-jährigen Person.

Unsichere Vortrabanten dieses Merkmals kamen bei den Kindern und Kleinkindern (0-9

Jahre) nicht vor. Sie erschienen bei den 70-79-Jährigen mit 3,5% und bei den 80-89-

Ergebnisse

89

Jährigen mit 2,8% aller AL-Messungen am häufigsten. In Bezug auf alle Altersgruppen

traten sichere Vortrabanten mit 2,2 % und unsichere mit 1,3% auf.

Abb. 4.57: Optische Achsenlängenmessung mit Pigmentepithel(PE)-Signal als Hauptmaximum und links davon einem kleineren Signal der inneren Grenzmembran (IG). Der absteigende Schenkel des IG-Peaks reicht bis zur Nulllinie.

0

1

2

3

4

5

6

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

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figke

it [%

]

sSuS

Abb. 4.58: Es ist das Vorkommen von Signalen der inneren Grenzmembran, die nicht als Schulter auftreten, dargestellt (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).

Signal von IG

Signal von PE

Absteigender Schenkel erreicht Nulllinie

Ergebnisse

90

Merkmal 16: Vorkommen von aufsteigender Schulter

Hierbei wurden die AL-Messungen auf „echte Signale“ hin untersucht, die wie eine

Schulter eines größeren Signals aussahen (siehe Abb. 4.59). Eine „aufsteigende

Schulter“ wurde folgendermaßen definiert: Der aufsteigende Schenkel des Signals

konnte von der Nulllinie ausgehen, während sein absteigender Schenkel nicht wieder bis

zur Nulllinie abfallen durfte, bevor er in das nächste größere Signal überging.

Das Schultersignal musste kleiner sein als das Signal, an welches es sich lehnte.

Aufsteigende Schultern konnten von verschiedenen Schichten des Augenhintergrundes

ausgehen.

Nicht als Schultern gezählt wurden Signale, die ein gleich großes SNR aufwiesen wie

das Signal, an welches sie angelehnt waren.

Wie in Abbildung 4.60 ersichtlich wird, war das Auftreten aufsteigender Schultersignale

in allen Altersgruppen relativ gleichmäßig verteilt. Sichere Signale diese Merkmals

kamen in allen Gruppen durchgehend mit einer Häufigkeit zwischen 5,8 und 12,8% vor.

Das Auftreten unsicherer Signale war ebenfalls relativ gleichmäßig verteilt, kam aber

bei der Gruppe der Kinder und Kleinkinder nur mit einer Häufigkeit von 1,7% und bei

der 94-jährigen Person mit 30,0% am häufigsten vor.

In Bezug auf alle Altersgruppen kamen sichere „aufsteigende Schultern“ bei 9,0% und

unsichere „aufsteigende Schultern“ bei 10,1% der AL-Messungen vor.

Unter den Signalen, die als aufsteigende Schulter erschienen, fanden sich Signale der

inneren Grenzmembran, die sich an das PE anlehnten, wie auch PE-Signale, die sich an

ein AH-Signal anlehnten. Letztere waren jedoch äußerst selten.

Ergebnisse

91

Abb. 4.59: Optische Achsenlängenmessung mit Pigmentepithel (PE)-Signal als Hauptmaximum und links davon einer „aufsteigenden Schulter“. Die Schulter wird in diesem Fall von der inneren Grenzmembran (IG) gebildet. Der absteigende Schenkel der Schulter reicht nicht bis zur Nulllinie.

0

5

10

15

20

25

30

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Jahre [Alter]

Häu

figke

it [%

]

sSuS

Abb. 4.60: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen das Auftreten von aufsteigenden Schultern (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).

Signal von IG

Signal von PE

Der absteigende Schenkel erreicht nicht die Nulllinie

Ergebnisse

92

Merkmal 17: Vorkommen von abfallender Schulter

Merkmal 17 umfasste Messungen mit Signalen, die wie eine abfallende Schulter

aussahen. Die Definition einer „abfallenden Schulter“ wurde folgendermaßen

festgelegt: Der aufsteigende Schenkel des Schultersignals entsprang nicht der Nulllinie,

sondern aus dem absteigenden Schenkel eines größeren Signals. Der absteigende

Schenkel der Schulter durfte bis zur Nulllinie abfallen (siehe Abb. 4.61). Wiederum

konnten abfallende Schultern von verschiedenen Schichten des Augenhintergrundes

ausgehen. Es konnte sich um ein PE-Signal handeln, das sich an ein größeres IG-Signal

lehnte oder um ein AH-Signal, welches sich an ein größeres PE-Signal anlehnte. Wie

bei Merkmal 16 beschrieben, musste das Schultersignal ein kleineres SNR aufweisen als

das Interferenzsignal, an welches es sich anlehnte.

Wie in der Ergebnis-Graphik (Abb. 4.62) ersichtlich wird, kamen abfallende Schultern

in den ersten beiden Altersgruppen sehr selten und bei der 94-jährigen Person zu 0,0%

vor. Sichere Signale dieses Merkmals kamen in der Altersgruppe der 20-29-Jährigen mit

11,1% am häufigsten vor. Unsichere Signale wurden in den mittleren Altersgruppen

häufiger und hatten ein Maximum mit einer Häufigkeit von 17,9% in der Gruppe der

60-69-Jährigen.

In Bezug auf alle Altersgruppen kamen sichere „abfallende Schultern“ bei 5,3% und

unsichere bei 8,7% der AL-Messungen vor.

Ergebnisse

93

Abb. 4.61: Optische Achsenlängenmessung mit Pigmentepithel(PE)-Signal als Hauptmaximum und rechts davon einem kleineren Signal der Aderhaut (AH). Der aufsteigende Schenkel des AH-Peaks entspringt aus dem absteigenden Schenkel des PE-Signals.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

figke

it [%

]

sSuS

Abb. 4.62: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen die Häufigkeit „abfallender Schultern“ (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).

Signal von PE Signal von AH

AH-Signal startet nicht von Nulllinie aus

Ergebnisse

94

Merkmal 18: Vorkommen von Signalen der inneren Grenzmembran (IG) und des

Pigmentepithels (PE) gleicher Größe

Mit diesem Merkmal sollte herausgefunden werden, wie häufig ein Signal der IG

denselben SNR-Wert aufwies wie das entsprechende PE-Signal (siehe Abb. 4.63). Der

Abstand zwischen IG- und PE-Signal wurde nicht berücksichtigt.

Das Balkendiagramm (Abb. 4.64) macht deutlich, dass das Auftreten von Merkmal 18

insgesamt sehr selten war. Sichere Signale waren in den Altersgruppen der 40-49-, 60-

69- und 70-79-Jährigen zu finden. Hierbei kamen sie in der Gruppe der 60-69-jährigen

mit 0,25% aller AL-Messungen am häufigsten vor. Die anderen Altersgruppen zeigten

dieses Merkmal nicht und unsichere Signale dieses Merkmals kamen nicht vor.

In Bezug auf alle Altersgruppen kamen die sicheren IG-Signale dieses Merkmals bei

nur 0,042% der AL-Messungen vor.

Abb. 4.63: Optische Achsenlängenmessung mit 2 Interferenzsignalen, die beide ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) von 3,3 aufweisen. Das mit dem Messkursor (Kreis) gekennzeichnete linke Signal stammt von der inneren Grenzmembran (IG), das rechte vom Pigmentepithel (PE).

Signal von IG mit SNR:3.3

Signal von PE mit SNR.3.3

Ergebnisse

95

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

figke

it [%

]

sS

Abb. 4.64: Die Graphik stellt die Häufigkeit von innere Grenzmembran- und Pigmentepithelsignalen mit gleich großem SNR-Wert dar (sS: sichere Signale).

Merkmal 19: Vorkommen von Signalen des Pigmentepithels (PE) und der Aderhaut

(AH) gleicher Größe

Hier wurde untersucht, wie häufig in einer Messung ein Signal vom PE und ein Signal

von der AH auftraten, deren SNR-Wert, wie in Abbildung 4.65 dargestellt, gleich groß

war. Der Abstand zwischen PE- und AH-Signal wurde nicht berücksichtigt.

In der Ergebnis-Graphik (Abb. 4.66) ist zu erkennen, wie selten PE-Signale und AH-

Signale gleicher Größe auftraten. Dieses Merkmal konnte innerhalb der 1307 AL-

Messungen nur bei einer AL-Messung gefunden werden. Dieser Fall trat in der Gruppe

der 80-89-Jährigen auf und ist in der Abbildung 4.65 dargestellt. Hierbei weisen beide

Signale von Pigmentepithel und Aderhaut einen SNR-Wert von 1,8 auf und sind somit

unsicher.

Ergebnisse

96

Abb. 4.65: Optische Achsenlängenmessung mit 2 Signalen, die beide ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) von 1,8 aufweisen. Das mit dem Messkursor (Kreis) gekennzeichnete rechte Signal stammt von der Aderhaut (AH), das linke vom Pigmentepithel (PE).

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.10

0-910-19

20-2930-39

40-4950-59

60-6970-79

80-8990-99

Mittelwert

Alter [Jahre]

Häu

figke

it [%

]

uS

Abb. 4.66: Dargestellt ist die Häufigkeit von PE-Signalen und AH-Signalen, die denselben SNR-Wert aufweisen (uS: unsichere Signale).

Zum Schluss soll anhand Tabelle 4.14 die mittlere Verteilung der wichtigsten Merkmale

bei den Untersuchten < 50 Jahre bzw. ≥ 50 Jahre dargestellt werden.

Signal von PE mit SNR: 1.8

Signal von AH mit SNR: 1.8

Ergebnisse

97

Tabelle 4.14: Vorkommen (mittlere Häufigkeit in [%]) der einzelnen Merkmale in Bezug auf alle ausgewerteten Messungen in den Gruppen < 50Jahre und ≥ 50 Jahre. Es ist die Häufigkeit sichere (sS) und unsicherer Signale (uS) bzw. aller Signale (sS+uS) angegeben.

Untersuchte < 50 Jahre ≥ 50 Jahre alle Merkmal Signale

[%] [%] [%] sS+uS 97.7 98.6 98.2

sS 95.6 88.9 92.2 PE größtes Signal uS 2.2 9.8 6.0

sS+uS 1.9 0.0 1.0 sS 1.8 0.0 0.9 IG größtes Signal uS 0.1 0.0 0.1

sS+uS 0.6 0.5 0.5 sS 0.4 0.4 0.4 AH größtes Signal uS 0.2 0.1 0.1

sS+uS 85.1 82.4 83.7 sS 83.3 74.0 78.7 Nur 1 Peak meßbar uS 1.7 8.5 5.1

sS+uS 25.3 39.0 32.1 sS 12.9 14.5 13.7 2er-Peaks meßbar uS 12.3 24.5 18.4

sS+uS 2.6 3.5 3.0 sS 1.0 1.2 1.1 3er-Peaks meßbar uS 1.6 2.3 2.0

Mehrfachpeaks sS+uS 27.9 42.4 35.1 sS+uS 99.4 99.4 99.4

sS 97.0 89.1 93.1 Vorkommen von PE uS 2.4 10.3 6.3

sS+uS 18.9 25.6 22.2 sS 11.3 10.4 10.8 Vorkommen von IG uS 7.6 15.2 11.4

sS+uS 11.0 18.8 14.9 sS 4.4 6.7 5.6 Vorkommen von AH uS 6.6 12.1 9.3

sS+uS 27.4 41.3 34.3 sS 14.6 15.9 15.3 Vorkommen IG &/od. AH uS 12.7 25.3 19.0

Zusatzsignale: Abstand von PE zu groß sS+uS 5.5 4.1 4.8 Zusatzsignale: Abstand von PE zu klein sS+uS 0.6 1.4 1.0

AH keine Schulter sS+uS 1.7 1.6 1.7 IG keine Schulter sS+uS 4.1 3.0 3.5

Aufsteigende Schulter (IG oder PE) sS+uS 14.8 23.4 19.1 Abfallende Schulter (PE oder AH) sS+uS 10.8 17.1 13.9

Diskussion

98

5 Diskussion

Mit der vorliegenden Studie wurde erstmalig systematisch das Auftreten von

Zusatzsignalen bei laseroptischen Achsenlängen(AL)-Messungen sowie der Abstand

dieser Signale zum retinalen Pigmentepithel (PE) untersucht. Die Bedeutung dieser

Arbeit für die optische Biometrie liegt in der Identifizierung der Zusatzsignale, welche

zu falschen AL-Werten führen können [Schrecker u. Strobel 2000]. Eine Faustregel

besagt, dass eine Änderung der Achsenlänge um 1mm gleichbedeutend mit einer

Änderung der IOL-Brechkraft um 3 Dioptrien ist, von denen 70% bis 80%, was ca. 2 bis

2,5dpt entspricht, mit den Brillengläsern wieder ausgeglichen werden müssen.

Bisher berichteten im Wesentlichen Hitzenberger und Fercher über Zusatzsignale, die

durch Reflexion von Messlicht an der inneren Grenzmembran (IG) bzw. der Aderhaut

(AH) zustande kommen [Fercher u. Hitzenberger 1991, Hitzenberger 1991,

Hitzenberger et al. 1993, Hitzenberger et al. 1999].

Da in der optischen Biometrie das Signal mit dem größten SNR-Wert als PE-Signal

gewertet und für die AL-Messung verwendet wird, besteht die Gefahr, dass ein IG- oder

AH-Signal, welches als Hauptmaximum oder mit gleichem SNR-Wert wie das PE-

Signal auftritt, von der automatische Peakerkennung des IOLMasters als PE-Signal

erkannt wird. Würde ein IG-Signal zur AL-Bestimmung verwendet, so erhielte man

gegenüber dem wirklichen Wert eine zu kurz gemessene Achsenlänge. Im Falle einer

Kataraktoperation würde dies eine falsche Berechnung der benötigten Intraokularlinse

(IOL) bedeuten. Diese IOL mit zu starker Brechkraft erbrächte nach Implantation einen

myopen Patienten. Hingegen würde bei der fälschlichen Verwendung des AH-Signals

zur AL-Messung eine zu lange AL ermittelt. In diesem Fall würde eine IOL mit zu

geringer Brechkraft implantiert und das postoperative Ergebnis fiele hyperop aus.

Insofern ist die Verbesserung der optischen Biometrie durch das Erkennen zusätzlicher

Signale von entscheidender Bedeutung für die Kataraktchirurgie wie auch für refraktiv-

chirurgische Eingriffe. Eventuell sind hierdurch noch bessere postoperative Ergebnisse

möglich.

Diskussion

99

Auch für diagnostische Aspekte ist das Erkennen von Zusatzsignalen relevant.

Pathologien des Augenhintergrundes können mit Signalen der IG, der AH oder des PEs

verwechselt werden. Haigis und Lege beschrieben, dass Membranbildungen im

Lichtweg, wie beispielsweise epiretinale Gliosen, zu ähnlichen Signalstrukturen der

optischen Messkurve führen können wie sie gewöhnlich bei einer „richtigen“ AL-

Messung vorkommen [Haigis u. Lege 2000b]. Eine Netzhautablösung kann als

akzeptable AL-Messung mit hohem SNR in Erscheinung treten [Lege u. Haigis 2001].

Die Unterscheidung pathologischer Strukturen von Zusatzsignalen stellt sich demnach

als schwierig dar.

Der Signalverlauf der optischen AL-Messung ist dem Ultraschall-A-Scan ähnlich. Ein

entscheidender Vorteil des akustischen Echogramms besteht jedoch darin, dass eine

Reihe von Echos aufgenommen werden. Diese kann man kranken oder gesunden

Strukturen des Auges zuordnen. Die optische AL-Messung zeigt jedoch nur den

schmalen Ortsbereich des Signals, für den die Interferenzbedingung erfüllt war. Diese

recht isolierten Signale machen die Identifizierung von unterschiedlichen Geweben

schwierig, da man keine Nachbarschaftsbeziehungen bzw. „landmarks“ oder typische

Signale erkennen kann [Haigis u. Lege 2000b]. Ein IG-Signal, ein AH-Signal oder das

Signal einer pathologischen Struktur kann demnach einem PE-Signal identisch sein und

zu falschen AL-Werten führen.

Die Unterscheidung von Signalen einer Schicht des Augenhintergrundes von jenen

pathologischen Gewebes kann dennoch, anhand des genauen Vergleichs der Messwerte

innerhalb einer Messreihe, erfolgen:

Sogar bei kooperativen Patienten kommt es bei der Fixation des Messlichtes zu

Mikrosakkaden. Wie von Coleman und Lizzi bei Ultraschallmessungen beschrieben

[Coleman u. Lizzi 1979], ist auch bei der optischen Biometrie zu erwarten, dass es

durch diese kleinen Augenbewegungen zu Reflexionen von Licht an kleinen

Streuzentren kommt. Da sich diese Zentren während einer Sakkade durch den

Laserstrahl bewegen, treten ihre Signale mit unregelmäßigen Messwerten auf.

Bei einer breiten Oberfläche einer Schicht von Retina, Choroidea oder Sklera hingegen

bleiben die Messwerte trotz der Augenbewegungen relativ stabil. Regelmäßige

Signalwerte sprechen demnach für einen gesunden Augenfundus mit gleichmäßig

geformten Schichten.

Diskussion

100

Da pathologische Strukturen meist unregelmäßiger geformt sind als gesunde

Fundusschichten bzw. häufig einen schrägen Verlauf annehmen, wie im Fall einer

Gliose oder Ablatio, ist hier eine deutliche Streuung der Werte der einzelnen Signale bei

wiederholten Messungen zu erwarten. Selbiges ist bei Glaskörpermembranen, die sich

typischerweise mit ungleichmäßiger Dicke darstellen, der Fall. Hier wurden

Dickenunterschiede von 120-700µm und mehr beschrieben [Trier et al. 1981].

Kleinere Abweichungen der Messwerte können auch bei gesunden Augen innerhalb

einer Messreihe auftreten. Diese entstehen genauso durch seitliche Abweichung von der

zentralen Messlinie. Zusätzlich kommt es hierbei jedoch meist zu einer ausgeprägten

Signalminimierung mit schlechteren SNR-Werten [Schrecker u. Strobel 2000] und die

Schwankungen der Werte sind in kleinerem Bereich zu erwarten.

Die Identifizierung von Zusatzsignalen ist für die Genauigkeit der

Laserinterferenzbiometrie von Interesse. Aber auch eine mögliche Regelmäßigkeit des

Auftretens der Zusatzsignale in den einzelnen Altersgruppen oder eine Beziehung zur

Achsenlänge könnten Aussagen über Veränderungen einzelner Fundusschichten mit

dem Alter oder dem Augenwachstum erbringen und werden weiter unten diskutiert.

5.1 Patienten-/Probandenverteilung

Um eventuelle Altersunterschiede der Strukturen des Augenhintergrundes zu ermitteln,

wurden 10 Altersgruppen gebildet. Es stellte sich jedoch als schwierig heraus, alle diese

Gruppen mit AL-Messungen von jeweils 10 Personen aufzufüllen. So standen für die

Gruppe der 50-59-Jährigen nur Messungen von 8 Personen und für die Gruppe der 90-

99-Jährigen Messungen nur einer Frau zur Verfügung.

Zudem war das Kriterium zur Auswahl von AL-Messungen lediglich das Alter des

Untersuchten. Insofern war mit einem inhomogenen Pool an AL-Messungen zu

rechnen, der beispielsweise phake, aphake, pseudophake sowie myope, hyperope und

emmertrope – kurz: gesunde und kranke Augen aufwies. Dies wurde aber im Einzelnen

Diskussion

101

nicht nachgeprüft. Es ist davon auszugehen, dass die AL-Messungen, die in der

Würzburger Universitäts-Augenklinik routinemäßig im Rahmen von

Kataraktoperationen vorgenommen wurden, eine größere Anzahl kranker Augen

beinhaltet als die Durchschnittsbevölkerung. Hierbei handelt es sich hauptsächlich um

die älteren Altersgruppen. In den mittleren Altersgruppen sind vermehrt Messungen an

gesunden Augen zu erwarten, da diese Gruppen wegen zu wenig vorhandener

Patientenaufzeichnungen durch AL-Messungen an Freiwilligen aufgefüllt werden

mussten. Da die laseroptischen Messungen der Kinder und Kleinkinder aus der

Sehschule der Universitätsklinik stammten, ist hier wieder eine größere Anzahl kranker

Augen zu erwarten.

Bei der Betrachtung altersabhängiger Veränderungen innerhalb der untersuchten

optischen AL-Messungen ist somit stets zu bedenken, dass sich die hier ermittelten

Daten von denen eines Normalkollektives unterscheiden können.

5.2 Identifizierung echter Signale

Zusätzliche „echte Signale“ konnten, wie in Kapitel 4 beschrieben, durch den von

0,8mm abweichenden Abstand zum Hauptmaximum ermittelt werden. Dies war bei

klaren AL-Messungen mit guten SNR-Werten sehr gut möglich. Besonders die AL-

Messungen der Kinder und Kleinkinder, aber auch der jüngeren und mittleren

Altersgruppen wiesen gute SNR-Werte und somit eine einfache Bestimmbarkeit der

einzelnen Signale auf. In den älteren Gruppen hingegen nahm die Qualität der

Signalkurven ab, und es kamen vermehrt schlechtere SNR-Werte vor. Hier waren

einzelne AL-Messungen oft nicht auswertbar. Zudem traten gehäuft

Signalaufsplitterungen auf. Hitzenberger et al. beschrieben multipel aufgesplitterte PCI-

Signale bei Messungen der Dicke einer dünnen Folie hinter streuenden Medien

(entsprechend der menschlichen Netzhaut). Diese kommen bei einer konventionellen

Laserdiode, wie sie im IOLMaster verwendet wird, nur schwach vor. Häufiger treten

solche aufgesplitterten Signale bei größerer spektraler Bandbreite der Lichtquelle durch

verschiedene Brechungsindices verschiedener Wellenlängen in den streuenden Medien

Diskussion

102

auf [Hitzenberger et al. 1998]. Dennoch dürfen auch bei Messungen mit einer

Superluminiszenzdiode (SLD) als Lichtquelle aufgesplitterte Signale nicht mit

geschichteten Strukturen verwechselt werden. Solche Signalaufsplitterungen sind vor

allem hinter Signalen zu vermuten, die im Rahmen dieser Studie zu keiner Struktur des

Augenhintergrundes zuzuordnen waren (Merkmal 4).

Gründe für das vermehrte Auftreten von schlechteren SNR-Werten und verstärkter

Signalaufsplitterung bei Älteren liegen u.a. im häufigeren Auftreten getrübter Medien

und erschwertem Fixationsvermögen durch Alterungsprozesse und Augenerkrankungen

wie Fehlsichtigkeit, Hornhautnarben oder Netzhautpathologien. Hier war es

schwieriger, „echte Signale“ immer klar zu identifizieren und vom Rauschen

abzugrenzen. So lässt sich auch das vermehrte Vorkommen unsicherer Signale bei den

Älteren erklären.

5.3 Verteilung der Schichtabstände in den Altersgruppen

5.3.1 Grenzmembran - Pigmentepithel (Netzhautdicke) und Alter

Da es sich bei der IG um die innerste und beim PE um die äußerste Schicht der

Netzhaut handelt, entspricht der Abstand zwischen IG und PE der Netzhautdicke.

In der vorliegenden Arbeit betrug der kleinste messbare Abstand für die Signalwerte bei

manueller Verschiebung des Messkursors und bei der automatischen Peakerkennung am

IOLMaster 0,01mm. Die mittlere Netzhautdicke aller Altersgruppen war hier 0,22mm

(=220µm). An den untersuchten rechten Augen (RA) betrug sie 0,22±0,06mm

(220±60µm) und an den linken Augen (LA) 0,22±0,04mm (220±40µm).

Die Netzhautdicke wurde bereits mehrfach von verschiedenen Autoren mit

unterschiedlichen Verfahren untersucht und beschrieben. Purnell und Tane et al.

benutzten hierfür Ultraschall und führten eine Frequenzanalyse durch [Purnell 1980,

Tane et al. 1987]. Shahidi et al., Zeimer et al., Landau et al. und Asrani et al. maßen die

Retinadicke mit Hilfe des Retinal Thickness Analyser (RTA) [Shahidi et al. 1990,

Diskussion

103

Zeimer et al. 1996, Landau et al. 1997, Asrani et al. 1999]. Das sehr genaue Verfahren

der optischen Kohärenztomographie (OCT) wurde von Baumann et al., Huang et al.,

Hee et al. und Göbel et al. zur Bestimmung der Retinadicke benutzt [Huang et al. 1991,

Hee et al. 1995, Baumann et al. 1998, Göbel et al. 2001]. Die mittlere Dicke der

fovealen Netzhaut wurde bei all diesen Verfahren in einem Bereich zwischen 140 und

180µm angegeben. Mit der sehr präzisen Methode des OCTs ermittelten Göbel et al. in

einer neueren Studie, bei der sie die Netzhautdicken von 159 Probanden mit OCT

bestimmten (Auswertung eines Normalkollektivs), eine mittlere foveale Netzhautdicke

von 142±18µm [Göbel et al. 2001].

Die Ergebnisse für die Netzhautdicke, die von Autoren der Arbeitsgruppe

Bonn/Stuttgart anhand von Ultraschallmessungen dünner Schichten und

Frequenzanalyse ermittelt wurden, lagen etwas unter diesem Bereich: Trier et al.

erhielten Retinadicken außerhalb der Makularegion von ca. 133µm [Trier et al. 1981].

Decker et al. gaben die Netzhautdicke mit140±20µm an [Decker et al. 1980].

Das Ergebnis für die Netzhautdicke der vorliegenden Arbeit liegt mit 220µm über den

Werten für die foveale Netzhaut von 140-180µm. Die hier ermittelten Distanzen

zwischen IG und PE entsprechen jedoch den von Schmid et al. mittels

Laserdopplerinterferometrie gemessenen Werten. Schmid et al. erhielten eine optische

Strecke von 300µm und eine geometrische von 220µm zwischen den beiden Schichten

[Schmid et al. 1996]. Ein Grund für die Messung größerer Retinadicken mittels

Teilkohärenzinterferometrie könnte sein, dass der auf der Netzhaut im Durchmesser ca.

10µm dicke Laserstrahl [Schmid et al. 1996] trotz Fixation aufgrund von Sakkaden die

Netzhaut neben der ca. 0,2mm großen Fovea [Grehn 1998] mit erfasst. Hierdurch würde

die dickere parafoveale Netzhaut stets mitgemessen.

Dafür sprechen die Ergebnisse von Göbel et al. für die parafoveale Netzhautdicke. Die

Retinadicke 1mm nasal der Fovea beschrieben sie mit 266±17µm und die Retinadicke

1mm temporal der Fovea mit 249±18µm [Göbel et al. 2001]. Diese Werte sind gut mit

dem hier ermittelten Wert von 0,22mm (=220µm) vereinbar.

Göbel et al. nahmen OCT-Messungen an 205 Augen vor, bei denen sie zuvor

Netzhautveränderungen ausgeschlossen hatten, und korrelierten diese mit dem Alter.

Diskussion

104

Sie fanden entgegen ihrer Erwartungen keinen Unterschied zwischen der Netzhautdicke

Jugendlicher und jener älterer Probanden (das Alter ihrer Probanden reichte von 13 bis

92 Jahren) [Göbel et al. 2001].

Die früher von einigen Autoren beschriebene dickere Netzhaut bei älteren Menschen im

Vergleich zu jüngeren konnte somit nicht bestätigt werden: Tane et al. berichteten in der

bereits erwähnten Studie mit hochauflösendem Ultraschall und Frequenzverarbeitung

von einer signifikant niedrigeren Netzhautdicke bei Probanden unter 31 Jahren im

Vergleich zu Individuen über 50 Jahren. Jedoch war die Fallzahl ihrer Studie klein (6

Probanden < 31 Jahre) und der Messort war nicht im Bereich des hinteren Pols definiert

und die Auflösung des Messverfahrens geringer als die der OCT [Tane et al.1987].

Auch Landau et al. berichteten zunächst über tendenziell größere Netzhautdicken bei

älteren Patienten (Messungen mit dem Retinal thickness Analyser (RTA)) [Landau et al.

1997]. Asrani et al. konnten diese Ergebnisse jedoch bei einer späteren Studie mit dem

RTA nicht bestätigen [Asrani et al. 1999].

Neben altersabhängigen Veränderungen der Netzhaut sind auch tagesabhängige

Schwankungen der Fundusschichten und pulsationsabhängige

Schichtdickenunterschiede der Retina beschrieben worden [Irion et al. 1984, Schmid et

al. 1996], auf die in dieser Studie jedoch nicht weiter eingegangen werden kann.

In Bezug auf das Alter war die mittlere Netzhautdicke der vorliegenden Arbeit bei den

unter-50-Jährigen mit 0,21mm (210µm) um 0,02mm (20µm) kleiner, als jene der über-

50-Jährigen (0,23mm=230µm).

Genauer betrachtet zeigte sich die Retina in der Gruppe der 0-9- (0,20±0,04mm), 10-19-

Jährigen (0,20±0,03mm) und der 90-99-Jährigen (0,20±0,02mm) mit der geringsten

mittleren Dicke. Die letzte Altersgruppe kann jedoch nicht als aussagekräftig gewertet

werden, da hier nur AL-Messungen einer Frau vorlagen. Deswegen wurde sie in die

statistischen Berechnungen nicht mit einbezogen. Die dickste Netzhaut war bei den 50-

59-Jährigen (0,25±0,03mm) und bei den 70-79-Jährigen (0,25±0,07mm) zu finden. Wie

man anhand der Graphik (vgl. Abb. 4.23) erkennen kann, zeigte die Netzhautdicke mit

höherem Alter eine leicht ansteigende Trendlinie. Entsprechend der oben erwähnten

Studie von Göbel et al. schien sich jedoch auch in der vorliegenden Arbeit eine

Diskussion

105

Zunahme der Netzhautdicke mit dem Alter nicht deutlich abzuzeichnen

(Bestimmtheitsmaß: 0,1527).

Bei der Varianzanalyse für RA zeigten sich keine signifikanten Unterschiede (p=0,630).

Bei den LA jedoch wurden signifikante Netzhautdickenunterschiede zwischen den

Gruppen der 10-19- und 50-59-Jährigen (p=0,041) bzw. den 10-19- und 70-79-Jährigen

(p=0,010) erkennbar. Dementsprechend wurde im Rahmen der Analyse der

Altersregression für RA eine Regressionsgerade für die IG-PE-Abstände mit einer

Steigung (m=0,46µm/Jahr) ermittelt, die nicht signifikant unterschiedlich von 0 war

(p=0,070), das Bestimmtheitsmaß betrug 0,064. Für die LA zeigte die

Regressionsgerade eine Steigung (m=1µm/Jahr), die signifikant unterschiedlich von 0

war (p=0,003). Das Bestimmtheitsmaß betrug 0,165.

Demnach war für die untersuchten LA im Gegensatz zu den RA eine Altersabhängigkeit

gefunden worden.

Aufgrund der relativ geringen Fallzahl in den einzelnen Altersgruppen (n: 3-12) ist

jedoch davon auszugehen, dass einzelne Werte die Ergebnisse stark beeinflussen. Ein

Unterschied zwischen RA und LA wäre in einem Normalkollektiv nach der Studie von

Göbel et al. nicht zu erwarten. Göbel et al. fanden, dass die Netzhautdicken beider

Augen eines Probanden hochsignifikant korrelierten [Göbel et al. 2001].

Um der Ursache für die unerwartete Altersabhängigkeit der Netzhautdicke der

untersuchten LA nachzugehen, wurden Werte, die stark von der Norm abwichen

identifiziert und einzelnen Patienten zugeordnet. Diese Werte führten zu einem 76-

jährigen Patienten der wegen beidseitiger epiretinaler Gliose in der Würzburger

Universitäts-Augenklinik in Behandlung war und dessen Messungen in dieser Studie

mitverwertet wurden. Am RA wies er einen IG-PE-Abstand von 0,46mm und am LA

von 0,31mm auf. Bei diesen Werten kann man nicht davon ausgehen, dass das

gemessene Signal des Vortrabanten von der IG ausging. Es ist vielmehr anzunehmen,

dass, wie oben beschrieben, das Laserlicht an den pathologischen Strukturen der Gliose

reflektiert wurde. Hierfür sprechen auch die relativ stark schwankenden Werte des IG-

PE-Abstandes am RA. Die vier ermittelten Abstandswerte schwanken hier zwischen

0,43mm und 0,54mm. Am LA wurde nur ein IG-Signal ermittelt, welches vom PE-

Signal einen Abstand von 0,31mm aufwies. Dieser liegt im oberen Normalbereich und

Diskussion

106

es wären weitere Messungen nötig, um eine Aussage darüber treffen zu können, ob es

sich bei diesem Signal um eine Reflexion von der IG oder von der Gliose handelt.

Würden die Werte dieses Patienten für RA und LA aus der Altersregression genommen,

so ergäbe sich für die übrigen RA (n= 51) eine Steigung der Regressionsgeraden

(m=0,3µm/Jahr), die nicht signifikant unterschiedlich von 0 ist (jetzt: p=0,163; zuvor:

p=0,070). Bei den LA (n=52) ergäbe sich eine Steigung (m=1µm/Jahr), die immer noch

signifikant unterschiedlich von 0 ist. Der P-Wert würde hierbei etwas größer (jetzt:

p=0,006; zuvor: p=0,003) Das Bestimmtheitsmaß würde für beide Augen größer (RA:

R²=0,039; LA: R²= 0,140).

Somit ist bei den untersuchten RA eine Abhängigkeit der Netzhautdicke vom Alter

ausgeschlossen. Der Grund für die Altersabhängigkeit der Netzhautdicke der LA konnte

nicht völlig geklärt werden. Aufgrund der relativ kleinen Fallzahl, können von der

Norm abweichende Einzelwerte die Ergebnisse jedoch stark beeinflussen. Für eine

endgültige Aussage wären weitere Studien mit Untersuchungen eines Normalkollektives

und hohen Fallzahlen nötig.

5.3.2 Pigmentepithel – Aderhaut und Alter

Die Choroidea wurde von Duke-Elder 1961 als erektiles Gewebe beschrieben. Von

Wolff wurde sie 1968 aufgrund ihrer Struktur und Funktion, die Netzhaut zu versorgen

und den Augeninnendruck durch Volumenveränderungen und Flüssigkeitstransport zu

kontrollieren, mit dem Corpus cavernosum verglichen [Coleman u. Lizzi 1979].

Aussagen über den Zustand der Aderhaut (AH) – beispielsweise die AH-Dicke - mittels

optischer Messverfahren sind für die Ophthalmologie von Interesse, da die Stäbchen

und Zapfen des Auges hauptsächlich durch das choroidale Gefäßsystem ernährt werden

und somit viele Erkrankungen des Augenhintergrundes ihre Ursache in Störungen der

choroidalen Blutzufuhr haben. Zudem sind Aderhautdickenmessungen wichtig zur

Beobachtung von Glaukom- und Myopie-assoziierten Erkrankungen [Lepper et al.

1981].

Diskussion

107

Die Frage, wo genau bei der optischen Messung ein AH-Signal entsteht und ob man den

Abstand zwischen PE-Signal und AH-Signal mit der Dicke der AH gleichsetzen kann,

ist noch nicht völlig geklärt.

In der Regel liegt das AH-Signal bei der optischen AL-Messung am menschlichen Auge

in einer optischen Distanz von ca. 300µm (250µm in geometrischer Distanz) rechts vom

PE-Signal. Es ist breiter, und es wird angenommen, dass es von multiplen

reflektierenden Schichten der Choroidea stammt [Schmid et al. 1996].

Die Aderhaut besteht aus vier Schichten, von denen jede einzelne theoretisch in der

Lage wäre, Laserlicht zu reflektieren. Denkbar wäre beispielsweise die Reflexion von

Messlicht an der innersten Schicht der Aderhaut, der Lamina basalis (Bruch-Membran),

die direkt an das retinale PE anschließt. Hier wären jedoch deutlich geringere Abstände

zwischen PE- und AH-Signal zu erwarten, als sie in der vorliegenden Arbeit ermittelt

wurden (mittlerer PE-AH-Abstand aller Altersgruppen: 0,22mm [=220µm]; mittlerer

Abstand der RA: 0,21±0,06 [210±60µm]; mittlerer Abstand der LA: 0,23±0,07

[230±70]). Dass Laserlicht durch die ganze Aderhaut hindurchdringt und erst an der

äußersten AH-Schicht, der Lamina suprachoroidea, mit ihren vielen Pigmentzellen oder

gar an der Sklera reflektiert wird, ist ebenfalls unwahrscheinlich. Dies würde bedeuten,

dass mit dem PE-AH-Abstand die AH-Dicke gemessen würde. Dagegen sprechen

jedoch die von der Arbeitsgruppe Bonn/Stuttgart ermittelten Werte für die

Aderhautdicke. Diese liegen in dem stark schwankenden Bereich von 320-635µm und

betragen in etwa das Doppelte der hier ermittelten Werte.

Coleman und Lizzi beschrieben das Auftreten von Echounregelmäßigkeiten bei HF-

Ultraschallmessungen als typischerweise im hinteren Glaskörper, in der Choroidea und

in der Sklera entstehend. Als Ursache solcher Störechos nannten sie kleine

Streuelemente, wie beispielsweise AH-Gefäße [Coleman u. Lizzi 1979]. Solche

Streuelemente könnten auch bei der optischen Biometrie zu Signalen, wie den hier

ermittelten AH-Signalen, führen.

Insofern wäre es plausibel, dass Messlicht schon weiter vorne an Gefäßwänden der

mittleren AH-Schichten reflektiert wird. Das dichte Kapillarnetz der Lamina

choridocapillaris oder die arteriellen und venösen Gefäßnetze innerhalb der Lamina

vasculosa, der Hauptschicht der AH, bieten zahlreiche Möglichkeiten für Reflexionen

von Laserlicht.

Diskussion

108

Geschlängelte und unregelmäßige Gefäßverläufe könnten dafür verantwortlich sein,

dass AH-Signale nicht regelmäßig bei allen Untersuchten auftreten.

Irion et al. erwähnten eine Aderhautinnenschicht, die bei Ultraschallmessungen

Schallwellen reflektierte und zu Signalen führte. Sie wurde in einem Abstand von

189±66,9µm zur Aderhautvorderfläche gemessen [Irion et al. 1984]. Dieser Abstand

liegt in etwa in der Größenordnung des hier ermittelten PE-AH-Signal-Abstands von

0,22mm (=220µm). Man kann jedoch wegen der unterschiedlichen Wellenlängen nicht

davon ausgehen, dass Licht zwingend an denselben Strukturen wie Schall reflektiert

wird. Es sind noch weitere Untersuchungen nötig, um von der Distanz zwischen PE-

und AH-Signal auf die wirkliche Aderhautdicke zu schließen. Es wäre aber denkbar,

dass die gemessene Distanz (PE-Signal zu AH-Signal) ca. die Hälfte von der wahren

Aderhautdicke beträgt.

In Bezug auf das Alter war der mittlere Abstand des AH-Signals vom PE-Signal, der im

Rahmen der vorliegenden Arbeit bei den unter-50-Jährigen ermittelt wurde, mit 0,23mm

(230µm) um 0,02mm (20µm) größer, als jener der über-50-Jährigen. Hier betrug er

0,21mm (210µm).

Der mittlere Abstand zwischen PE und AH war bei den 10-19-Jährigen (0,25±0,04mm)

und den 30-39-Jährigen (0,26±0,08mm) am größten und erreichte bzw. überschritt sogar

die erwartete obere Grenze von 0,25mm. Den geringsten mittleren Abstand wies die

Gruppe der 80-89-Jährigen (0,18±0,04mm) auf. In der Gruppe der 90-99-Jährigen (AL-

Messungen von nur einer Person) traten keine AH-Signale auf.

Es schien ein Trend für kleinere PE-AH-Abstände mit höherem Alter vorzuliegen.

Bei der Analyse der Altersregression für PE-AH-Abstände zeigte sich für die RA

(n=36) eine Regressionsgerade mit einer Steigung (m=-1µm/Jahr), die signifikant

unterschiedlich von 0 war (p=0,030). Das Bestimmtheitsmaß (R²=0,131) deutete auf

einen Zusammenhang zwischen den ermittelten Schichtabständen und dem Alter der

Untersuchten hin. Das Ergebnis für die LA (n=28) ergab jedoch keinen Zusammenhang

von PE-AH-Abstand und Alter.

Hier hatte die Regressionsgerade eine Steigung (m=-0,3µm/Jahr), die von 0 nicht

signifikant unterschiedlich war (p=0,671) und das Bestimmtheitsmaß war klein (0,007).

Diskussion

109

Genauso wie bei der Netzhautdicke ist ein Unterschied der Altersabhängigkeit zwischen

RA und LA unwahrscheinlich. Allerdings ist bei dem Abstand von PE- zu AH-Signal

zu beachten, dass Messlicht innerhalb der AH von unterschiedlichen Strukturen

reflektiert wird. Zudem konnten Lepper et al. und Irion et al. dem Fingerpuls synchron

auftretende physiologische Pulsationen der Choroidea feststellen, die zu

zirkulationsabhängigen Dickenunterschieden führten. Diese betrugen 10-30µm. Am

größten waren diese Schichtdickenunterschiede im vorderen Abschnitt der AH.

Die Pulsationen können Auskunft über Zirkulationsstörungen der AH bzw.

Arzneimitteleffekte auf die Aderhaut geben. Die Aderhautdicke hängt vom

Gefäßdurchmesser der Aderhautgefäße ab und gibt so Informationen über den

Gefäßwiderstand in der AH [Lepper et al. 1981, Irion et al. 1984, Lepper et al. 1987].

Demnach können viele Faktoren die Aderhautdicke beeinflussen und es wäre denkbar,

dass bei Personen mit Hypertonie größere AH-Dicken bzw. Abstände der AH-Schichten

und auch eine größere Dickenänderung auftreten (je nachdem, ob man während der

Systole oder Diastole misst) als bei Personen mit einem Blutdruck im Normalbereich

oder mit Hypotonie. Arzneimittel und Umwelteinflüsse könnten die gut durchblutete

Choroidea stärker beeinflussen und schädigen (und eventuell zu einem Zellverlust

führen) als schwächer durchblutete Gewebe.

Auch hier wurde den auffälligen Werten nachgegangen, und wieder wurde der oben

erwähnte 76-jährige Patient mit beidseitiger epiretinaler Gliose identifiziert. Allerdings

wies er nur AH-Signale am LA auf (mittlerer PE-AH-Abstand 0,47mm).

Würde dieser Wert aus der Altersregression genommen, so ergäbe sich für die übrigen

LA (n= 27) eine Steigung Regressionsgeraden (m=-1µm/Jahr), die etwas steiler wäre als

zuvor (m=-0,0003), aber weiterhin nicht signifikant unterschiedlich von 0 bliebe (jetzt:

p=0,2278; zuvor: p= 0,671). Das Bestimmtheitsmaß würde ebenfalls größer (RA:

R²=0,058).

Umgekehrt zur Netzhautdicke wurde somit für den PE-AH-Abstand eine

Altersabhängigkeit bei den untersuchten RA gefunden. Bei den LA konnte diese nicht

nachgewiesen werden. Auch hier konnte der Grund für die Unterschiede zwischen RA

und LA nicht völlig geklärt werden, und es wären für eine endgültige Aussage ebenfalls

weitere Studien nötig.

Diskussion

110

5.4 Achsenlängenabhängigkeit der Schichtabstände

Guthoff et al. konnten 1987 anhand von Ultraschallmessungen zeigen, dass die Dicke

der Bulbuswand von der Achsenlänge (AL) und dem Refraktionsfehler des Auges

abhängig ist. Bei einer hohen Hyperopie (+14,0dpt) erhielten sie Bulbuswanddicken, die

sich von jenen mit hoher Myopie (-27,0dpt) um mehr als den Faktor 3 unterschieden

[Guthoff et al.1987]. Unklar ist jedoch, ob hierbei neben der Skleradicke auch weitere

Schichten der Augenwand betroffen sind [Göbel et al. 2001].

5.4.1 Grenzmembran – Pigmentepithel (Netzhautdicke) und Achsenlänge

Mit konventionellen echographischen Verfahren sind die einzelnen Schichten der

Bulbuswand nur unter optimalen Bedingungen darstellbar [Göbel et al. 2001]. In der

bereits erwähnten Studie untersuchten Göbel et al. zusätzlich zu der Beziehung

zwischen Netzhautdicke und Alter jene zwischen makularer Netzhautdicke und AL. Sie

bestimmten die Netzhautdicke mit OCT und die AL mit einem hochauflösenden

analogen Biometriegerät. Einen Unterschied zwischen der Netzhautdicke kurzer

(AL<22,5mm) und langer Augen (AL≥24,5mm) konnten sie nicht finden [Göbel et al.

2001].

In der vorliegenden Studie wurde im Rahmen der Analyse der AL-Regression an

rechten Augen (RA; n=52) und linken Augen (LA; n=53) kein Zusammenhang

zwischen Netzhautdicke und AL gefunden. Die Regressionsgerade wies jeweils eine

Steigung (RA: m=-0,3µm/Jahr; LA: m=-3µm/Jahr) auf, die nicht signifikant

unterschiedlich von 0 war (RA: p=0,944; LA: p=0,282). Das Bestimmtheitsmaß war

klein (RA: R²= 0,0001; LA: R²= 0,023). Demzufolge konnte kein Zusammenhang

zwischen Netzhautdicke und AL gefunden werden.

Diskussion

111

5.4.2 Pigmentepithel - Aderhaut und Achsenlänge

Zwischen dem Abstand von PE zu AH und der AL war in der vorliegenden Arbeit

ebenfalls keine Abhängigkeit erkennbar. Die Regressionsgerade des PE-AH-Abstandes

zeigte im Rahmen der Analyse der AL-Regression für RA (n=36) und LA eine Steigung

(RA: m=5µm/Jahr; LA: m=11µm/Jahr), die nicht signifikant unterschiedlich zu 0 war

(RA: p=0,445; LA: p=0,182). Das Bestimmtheitsmaß war jeweils klein (RA: R²=0,017;

LA: R²=0,068).

Für alle Abstandmessungen (IG-PE bzw. PE-AH) sind weitere Untersuchungen nötig,

um eindeutige Aussagen über ihre Beziehung zum Alter oder zur AL machen zu

können.

In der vorliegenden Studie konnte weder ein Zusammenhang zwischen Netzhautdicke

und Alter noch Netzhautdicke und AL gefunden werden. Auch ein Zusammenhang

zwischen PE-AH-Abstand und AL wurde nicht gefunden. Allerdings schien eine

Abhängigkeit des PE-AH-Abstandes vom Alter zu bestehen. Um dies zu belegen, wären

jedoch weitere Untersuchungen an einem Normalkollektiv mit hohen Fallzahlen nötig.

5.5 Auftreten der 19 Merkmale

In diesem Kapitel soll das Auftreten der 19 Merkmale, d.h. der unterschiedlichen

Signalarten, diskutiert werden. Besonderes Interesse gilt möglichen altersabhängigen

Unterschieden.

Toth et al. zeigten in einer Studie, in der sie OCT-Bilder von Primatenaugen anfertigten,

dass es Augenfundusschichten mit hoher bzw. geringer Reflexion der Laserstrahlen

gibt. Als besonders stark reflektierende Schichten nannten sie das retinale

Pigmentepithel (PE) und die Aderhaut (AH). Als Ursache dafür, dass Licht von einer

Schicht stark oder schwach reflektiert wird, nimmt man die Art der Ausrichtung und

Diskussion

112

Struktur der jeweiligen Oberfläche an [Toth et al. 1997]. Hitzenberger et al. nannten als

Grund für unterschiedliche Peakhöhen bei der Teilkohärenzinterferometrie verschiedene

Oberflächenglätten [Hitzenberger et al. 1998].

Es wurde bereits mehrfach erwähnt, dass das Hauptmaximum bei laseroptischen

Achsenlängen (AL)-Messungen in der Regel durch Reflexion von Messlicht am PE

entsteht. Wie häufig dies aber tatsächlich der Fall ist und wie häufig Hauptmaxima

durch Reflexionen an der inneren Grenzmembran (IG) oder der Aderhaut (AH)

vorkommen, sollte hier ermittelt werden.

Merkmal 1 (Signal von PE als Hauptmaximum) trat insgesamt beruhigend häufig auf

(bei 98,2% der AL-Messungen). Bei diesem hohen Anteil aller Messungen war

demnach korrekterweise als optische AL der Abstand zwischen Vorderfläche der

Kornea und PE gemessen worden. Bei den unter- und über-50-Jährigen war hierbei kein

bedeutender Unterschied zu erkennen (97,7% <50 Jahre bzw. 98,6% ≥50 Jahre).

Es fiel auf, dass die Anzahl sicherer PE-Signale, die als Hauptmaximum auftraten, mit

höherem Alter ab- und jene unsicherer PE-Signale zunahm. In der Gruppe der

Kleinkinder und Kinder waren keine unsicheren Signale, die Merkmal 1 erfüllten, zu

finden. Sichere PE-Signale, die gleichzeitig Hauptmaximum waren, traten hier hingegen

bei 98,3% der AL-Messungen auf. In der Gruppe der 80-89-Jährigen waren dies nur

noch 85,5%. Unsichere PE-Signale als Hauptmaximum waren hier jedoch mit 13,3%

am häufigsten. Da in jungen Jahren die Augenmedien in der Regel noch klar sind, kann

die optische Biometrie qualitativ gute Signalkurven erlangen. Im Laufe des Lebens

können Augenerkrankungen wie Katarakt zu Streuung des Laserlichtes führen.

Hierdurch kommt es zu störenden Untergrundsignalen, und die Qualität der Messung

wird schlechter. Das Messsignal hebt sich nicht mehr deutlich vom Rauschen ab, was

durch einen niedrigeren SNR-Wert ausgedrückt wird [Lege u. Haigis 2000]. Die

einzelnen Signale der AL-Messung werden unsicherer und im Extremfall kann kein

echtes Signal erkannt werden. Dann müssen andere Biometrieverfahren zur AL-

Messung verwendet werden. Gründe für eine Undurchführbarkeit der optischen

Biometrie können mitunter Tränenfilmpathologien, Keratopathie, zentrale

Hornhautnarben, fortgeschrittenes Glaukom, ausgeprägte Katarakt, Hämophthalmos,

Membranbildung, Netzhautablösung, Makulopathie oder Nystagmus sein [Lege u.

Diskussion

113

Haigis 2000, Schrecker u. Strobel 2000, Tehrani et al. 2003]. Die Wahrscheinlichkeit

des Auftretens dieser Erkrankungen nimmt mit dem Alter zu und somit auch die

Entstehung unsicherer Signale. Sichere Signale werden hingegen seltener.

Insgesamt war bei 92,2% der auswertbaren Messungen aller Altersgruppen ein sicheres

PE-Signal das Hauptmaximum. Bei 6,0% waren dies unsichere PE-Signale. Bei den

restlichen AL-Messungen wurde das Hauptmaximum von einem Signal einer anderen

Schicht oder Struktur des Augenhintergrundes gebildet, oder es gab kein

Hauptmaximum, sondern mehrere gleich hohe Signale (mit demselben SNR-Wert).

Das war der Fall, wenn beispielsweise Merkmal 2 (Signal von IG als Hauptmaximum)

zutraf. Hierbei wurden alle Hauptmaxima gezählt, die links vom PE-Signal zu liegen

kamen (durch Messwertvergleich erkennbar). Insgesamt kamen IG-Hauptmaxima nur

bei 1,0% aller AL-Messungen vor. Sichere IG-Hauptmaxima traten bei 0,9% aller AL-

Messungen auf. Sie waren nur bei Untersuchten unter 50 Jahren zu finden. Unsichere

IG-Hauptmaxima kamen bei 0,1% der AL-Messungen vor.

Am häufigsten waren sichere Signale dieses Merkmals mit 2,4% der Messungen in der

Gruppe der 40-49-Jährigen. Unsichere Signale des zweiten Merkmals kamen lediglich

bei den AL-Messungen der 30-39-Jährigen zu 0,5% vor.

Da es prinzipiell möglich wäre, dass auch andere Strukturen einen IG-identischen Peak

hervorrufen, kann nicht völlig ausgeschlossen werden, dass bei einzelnen Signalen, die

als von der IG stammend gewertet wurden, der Entstehungsort eine andere Struktur war.

Einen weiterer Entstehungsort eines Hauptmaximums kann die AH darstellen. Diese

Hauptmaxima wurden in Merkmal 3 zusammengefasst. AH-Hauptmaxima kamen nur in

den Altersgruppen zwischen 30 bis 49 und 60 bis 79 Jahren vor. Sie waren seltener als

IG-Hauptmaxima (0,5% aller AL-Messungen). Dies ist verwunderlich, da die AH, wie

oben beschrieben, Laserlicht sehr stark reflektiert.

Sichere AH-Hauptmaxima kamen lediglich bei 0,4% und unsichere bei 0,2% der AL-

Messungen aller Altersgruppen vor.

Als AH-Signal wurden alle Signale gewertet, die rechts – zur kürzeren AL hin – vom

PE-Signal zu liegen kamen.

Diskussion

114

Da es möglich wäre, dass auch andere Strukturen einen AH-identischen Peak

hervorrufen, kann nicht völlig ausgeschlossen werden, dass bei einzelnen Signalen, die

als von der AH stammend gewertet wurden, der Entstehungsort eine andere Struktur

war.

Hauptmaxima von IG bzw. AH kamen nur bei 1,5% aller AL-Messungen vor. In diesem

kleinen Anteil der Messungen bestand die Gefahr die AL zu lang oder zu kurz zu

messen. Da generell jedoch mehr als eine Messung pro Auge durchgeführt wird bzw.

werden soll, können diese „falschen Hauptmaxima“ schnell durch AL-Vergleich

innerhalb der Messreihe identifiziert und manuell korrigiert werden.

Zu Merkmal 4 (Signale, die weder zu PE, IG noch AH zuzuordnen waren) wurden

Signale eingeordnet, die dadurch nicht zu PE, IG oder AH zu zählen waren, weil sie in

einer Messung zusätzlich zu ihnen auftraten oder weil sie innerhalb einer Messreihe

einen abweichenden Messwert von Signalen der IG, des PEs oder der AH vorwiesen.

Hinter solchen nicht zuzuordnenden Signalen könnten sich Signalaufsplitterungen

verbergen, wie sie bereits weiter oben als „unechte Signale“ beschrieben wurden.

Außerdem könnte es sich um Nebenmaxima von Zusatzsignalen (IG- oder AH-Signal)

mit hoher Amplitude handeln.

Merkmal 5, 6 und 7 (nur ein echtes Signal; 2er-Peaks; 3er-Peaks) erfassten, wie häufig

nur ein Signal bzw. zwei oder drei Signale in einer AL-Messung vorkamen. Bei

Merkmal 5 wurde wieder deutlich, dass sichere Signale mit dem Alter abnahmen und

unsichere zunahmen. Bei den Kleinkindern und Kindern waren sichere einzelne Signale

mit 89,3% am häufigsten und es kamen keine unsicheren einzelnen Signale vor.

Insgesamt waren einzelne Signale sehr häufig und kamen in allen Altersgruppen bei

einem Anteil von jeweils 74,3 bis 90,0% der Messungen vor. Sichere einzelne Signale

traten bei 78,7% aller AL-Messungen und unsichere bei 5,1% der Messungen auf. Bei

den Untersuchten unter 50 Jahre kamen sie (85,1% der Messungen) etwas häufiger vor

als bei jenen über 50 Jahre (82,4% der Messungen). Dementsprechend waren

Mehrfachpeaks bei den Älteren häufiger (27,9% der Messungen <50 Jahre; 42,4% der

Messungen ≥ 50 Jahre).

Bei 32,1% der AL-Messungen kamen zwei Signale vor – 13,7% traten sicher auf (d.h.

zwei sichere Signale) und 18,4% unsicher (d.h. ein sicheres und ein unsicheres Signal

oder zwei unsichere Signale).

Diskussion

115

Drei Signale kamen bei lediglich 3,1% der AL-Messungen vor – sicher traten drei

Signale nur bei 1,1% auf (d.h. drei sichere Signale) und unsicher traten sie bei 2,0% auf

(d.h. mindestens eines der drei Signale besaß ein unsicheres SNR). Zu beachten ist, dass

ein und dieselbe AL-Messung zu zwei Merkmalen der Merkmale 5, 6, 7 gleichzeitig

gehören konnte: Eine AL-Messung mit einem sicheren und zwei unsicheren Signalen

wurde beispielsweise zu Merkmal 5 („ ein sicheres einzelnes Signal“) und zu Merkmal

7 (ein sicheres und zwei unsichere Signale = „unsicheres Auftreten von drei Signalen“)

gleichzeitig eingeordnet.

Mit Merkmal 8, 9 und 10 (Vorkommen von Signalen des PEs, der IG, der AH) sollte

erfasst werden, wie häufig Signale von den jeweiligen Schichten überhaupt auftraten –

unabhängig von ihrem SNR-Wert (sofern dieser ≥1,6 war). PE-Signale kamen

insgesamt bei 99,4% der Messungen vor. Hiervon waren 93,1% sichere und 6,3%

unsichere Signale. Sichere und unsichere PE-Signale zusammen genommen kamen bei

den Messungen der über-50-Jährigen mit 99,4% genauso häufig vor wie bei den

Messungen der unter-50-Jährigen (99,4%). Jedoch wurden sichere Signale mit dem

Alter seltener und unsichere häufiger. Bei den Kleinkindern und Kindern kam in jeder

untersuchten AL-Messung ein sicheres PE-Signal vor (100,0%). Unsichere PE-Signale

gab es in dieser Gruppe nicht. Bei den 80-89-Jährigen (die älteste Gruppe, wenn man

die Ergebnisse der 94-jährigen Frau nicht als aussagekräftig wertet) waren sichere PE-

Signale mit 85,5% am seltensten und unsichere mit 14,5% am häufigsten. Wieder

können hier zunehmende Störfaktoren, die zu Streuung des Laserlichtes führen, als

Grund angenommen werden.

Signale der inneren Grenzmembran kamen insgesamt bei 22,2% der Messungen aller

Altersgruppen vor. Davon waren 10,8% sichere und 11,4% unsichere Signale. In den

älteren Gruppen kamen IG-Signale wider Erwarten häufiger vor (18,9% der Messungen

<50Jahre; 25,5% der Messungen ≥50 Jahre). Sichere IG-Signale kamen jedoch bei den

Messungen der unter-50-Jährigen (11,3%) häufiger vor als bei den über-50-Jährigen

(10,4%). Umgekehrt verhielt es sich mit den unsicheren IG-Signalen (7,6% der

Messungen <50Jahre; 15,2% der Messungen ≥50 Jahre). Entsprechend des häufigeren

Auftretens sicherer IG-Signale waren bei den Untersuchten unter 50 Jahren IG-

Hauptmaxima, wie unter Merkmal 2 dargestellt, zu finden.

Diskussion

116

85,8% der IG-Signale traten als Schultern auf und nur 14,0% aller IG-Signale als

alleinstehender Peak (Merkmal15: Signale der IG die nicht als Schulter auftreten). IG-

Signale mit gleich großem SNR-Wert wie der des PE-Signals (Merkmal 18:

Vorkommen von Signalen der IG und des PEs gleicher Größe) kamen nur bei 0,2% aller

IG-Signale vor und diese waren alle sichere Signale.

Signale der AH kamen lediglich bei 14,9% aller Messungen vor. Davon waren 5,6%

sichere und 9,3% unsichere Signale. Bei den über-50-Jährigen kamen sichere und

unsichere AH-Signale häufiger (bei 18,8% der AL-Messungen) als bei den unter-50-

Jährigen (bei 11,0% der Messungen) vor. Das Auftreten von AH-Signalen nahm mit

dem Alter deutlich zu. 88,1% der AH-Signale waren Schultern und nur 11,4% bildeten

einen alleinstehenden Peak (Merkmal 14: Signale der AH die nicht als Schulter

auftreten). Der Fall, das ein AH-Signal mit gleich großem SNR-Wert wie der des PE-

Signals (Merkmal 19: Vorkommen von Signalen des PEs und der AH gleicher Größe)

vorkam, war nur bei einer Messung innerhalb der 1307 AL-Messungen zu finden. Er

trat in der Gruppe der 80-89-Jährigen auf. PE- und AH-Signal wiesen jeweils einen

unsicheren SNR-Wert von 1,8 auf. Somit ist nicht auszuschließen, dass es sich hierbei

um ein „unechtes Signal“ bzw. eine Signalaufsplitterung handelte.

Bei welchem Anteil der Messungen ein oder zwei Zusatzsignale auftraten, wurde mit

Merkmal 11 festgehalten (Auftreten von Signalen der IG und/oder der Aderhaut).

Hierbei stellte sich heraus, dass Zusatzsignale bei den über-50-Jährigen (41,3% der

Messungen) deutlich häufiger waren als bei den unter-50-Jährigen (27,4% der

Messungen).

Bei den unter-50-Jährigen waren zu große Abstände etwas häufiger (bei 5,5% der

Messungen) als bei den über-50-Jährigen (bei 4,1% der Messungen) (Merkmal 12:

Vorkommen von Signalen mit zu großem Abstand zum PE-Signal). Zu kleine Abstände

(Merkmal 13: Vorkommen von Signalen mit zu kleinem Abstand zum PE-Signal)

waren hingegen bei den über-50-Jährigen häufiger, insgesamt aber sehr selten (<50

Jahre: 0,6% der Messungen; >50 Jahre: 1,4% der Messungen).

Diskussion

117

Für das Auftreten zu kleiner Abstände zwischen IG und PE könnte eine

„Netzhautzwischenschicht“ verantwortlich sein, die von Decker et al. bei 50% der mit

Ultraschall Untersuchten festgestellt wurden [Decker et al. 1980].

Aufsteigende Schultern (Merkmal 16: Vorkommen von aufsteigender Schulter) konnten

durch ein IG-Signal oder PE-Signal gebildet werden. Insgesamt kamen bei 19,1% aller

AL-Messungen aufsteigende Schultern vor. Mit 23,4% aller AL-Messungen waren

aufsteigende Schultern bei über-50-Jährigen häufiger als bei unter-50-Jährigen mit

14,8%.

Abfallende Schultern (Merkmal 17: Vorkommen von abfallender Schulter) konnten

durch ein AH-Signal oder ein PE-Signal gebildet werden. Es kamen insgesamt bei

13,9% aller AL-Messungen abfallende Schultern vor. Mit 17.1% aller AL-Messungen

waren abfallende Schultern bei über-50-Jährigen häufiger als bei unter-50-Jährigen mit

10,8%.

Insgesamt konnte festgestellt werden, dass Zusatzsignale bei Älteren häufiger auftraten

als bei Jüngeren. Eine mögliche Ursache könnte in der nichtlinearen Signalverarbeitung

bzw. Auswertung des IOLMasters bestehen: Je mehr Licht bzw. Energie vom Auge

reflektiert wird, desto größer ist der SNR-Wert und das aufgezeichnete Signal. Da das

Fenster der Messkurve jedoch mit zunehmender Signalgröße nicht höher wird, sondern

die Größe des Peaks durch den SNR-Wert dargestellt wird, kann die Basis der

Messkurve bei großem Hauptmaximum nicht mehr deutlich dargestellt werden.

Schwächere Zusatzsignale können hierbei mit den Untergrundsignalen verschwindend

klein werden. Solche Fälle treten besonders bei Jüngeren auf, bei denen oft sehr gute

SNR-Werte gefunden wurden.

Bei älteren Untersuchten mit schlechterem SNR zeigt sich das Untergrundrauschen der

Basis deutlicher. Gleichzeitig werden kleinere Zusatzsignale sichtbar.

Zusammenfassung

118

6 Zusammenfassung

Bei der optischen Achsenlängen(AL)-Messung wird das größte Interferenzsignal

(Hauptmaximum), das in der Regel vom retinalen Pigmentepithel (PE) ausgeht,

registriert und zur Bestimmung der AL verwandt. Messgröße ist der Abstand zwischen

Vorderfläche der Kornea und PE. Zusätzliche Interferenzsignale, die an der inneren

Grenzmembran (IG) oder der Aderhaut (AH) entstehen, können hierbei zu

Messungenauigkeiten führen. Insofern ist es von entscheidender Bedeutung, diese

Zusatzsignale zu erkennen und die Messung zu korrigieren.

Im Rahmen der vorliegenden Studie wurden 1307 optische AL-Messungen von 103

Personen (anhand von 19 Merkmalen) untersucht. Es wurde ermittelt, wie häufig

Zusatzsignale auftreten und ob bestimmte Signalmuster bei Jüngeren oder Älteren öfter

vorkommen. Zudem wurde eine mögliche Beziehung der Abstände zwischen IG- und

PE-Signal (Netzhautdicke) bzw. PE- und AH-Signal und dem Alter der Untersuchten

sowie der AL des Auges untersucht.

Nach der Differenzierung „echter“ Zusatzsignale von „unechten“ Signalen, die durch

das Messlicht entstehen, zeigten sich bei 98,2% der untersuchten AL-Messungen die

PE-Signale als Hauptmaximum. Dieses Ergebnis bedeutet, dass in diesem hohen

Prozentteil der Messungen die richtige AL (d.h. die optische Distanz zwischen

Vorderfläche der Kornea und PE) gemessen wurde. Bei den restlichen Messungen traten

jedoch Zusatzsignale als Hauptmaximum auf oder stellten sich als gleich groß dar wie

das PE-Signal (IG-Hauptmaximum: 1,0%, AH-Hauptmaximum: 0,5%, IG- und PE-

Signal gleich groß: 0,04%, PE- und AH-Signal gleich groß: 0,01% aller AL-

Messungen). Falls in diesen zwar seltenen, aber dennoch auftretenden Fällen keine

Korrektur durch Ermittlung des wahren PE-Signals vorgenommen würde, so führten zu

kurz oder zu lang gemessene AL-Werte zu falscher Berechnung der IOL-Stärke und

erbrächten myope oder hyperope Patienten.

Insgesamt kamen Zusatzsignale bei den über-50-Jährigen (42,4% der AL-Messungen)

häufiger vor als bei den unter-50-Jährigen (27,9% der AL-Messungen). IG-

Hauptmaxima (<50 Jahre: 1,9%, ≥50 Jahre:0,0% der AL-Messungen) und AH-

Zusammenfassung

119

Hauptmaxima (<50 Jahre: 0,6%, ≥50 Jahre: 0,5%) waren jedoch bei den unter-50-

Jährigen häufiger zu finden.

Ein signifikanter, wenn auch schwacher Zusammenhang zwischen Netzhautdicke

(Abstand IG-PE) und Alter konnte nur für die LA gefunden werden (p=0,003;

R²=0,165). Bei den RA wurde jedoch kein solcher Zusammenhang erkennbar (p=0,070;

R²=0,064).

Umgekehrt wurde ein gleichermaßen schwacher, doch signifikanter Zusammenhang des

PE-AH-Abstandes nur in den untersuchten RA gefunden (p=0,030; R²= 0,131), der bei

den LA jedoch nicht zu erkennen war (p=0,671; R²=0,007).

Eine Abhängigkeit von der AL konnte weder für die Netzhautdicke noch für den PE-

AH-Abstand gefunden werden.

In der vorliegenden Studie konnte ein Zusammenhang zwischen Netzhautdicke bzw.

PE-AH-Abstand und Alter weder eindeutig belegt noch ausgeschlossen werden. Ein

Zusammenhang zwischen Netzhautdicke bzw. PE-AH-Abstand und AL ergab sich

jedoch nicht.

Um eindeutige Aussagen über die Beziehung der untersuchten Schichtabstände zum

Alter bzw. zur AL zu machen, wären jedoch weitere Studien an Normalkollektiven mit

hohen Fallzahlen in den einzelnen Altersgruppen nötig.

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Danksagung

An dieser Stelle bedanke ich mich herzlich bei allen, die mir durch ihre Unterstützung

das Erstellen dieser Dissertation ermöglichten.

Im speziellen danke ich:

Herrn Prof. Dr. med. W. Waller für die Überlassung des Themas und die Übernahme

des Referates.

Herrn Priv.-Doz Dr. W. Schrader danke ich für die Übernahme des Korreferats.

Herrn Priv. –Doz. Dr. rer. nat. W. Haigis danke ich für die vorzügliche und immer sehr

verlässliche Betreuung während des Anfertigens dieser Dissertation, die jederzeit

konstruktiven Vorschläge nicht zuletzt bei der Korrektur dieses Manuskriptes, das

zuverlässige Einhalten verabredeter Termine sowie die stets gute Erreichbarkeit zwecks

Fragenklärung trotz räumlicher Entfernung.

Außerdem möchte ich mich ganz herzlich bei meinen Eltern, Ursula und Norbert

Grewe, bedanken, die mir stets mit Rat und Tat zur Seite standen. Meinem Bruder,

Stefan Grewe, möchte ich für die immer geduldige Anleitung bei Computerproblemen

danken. Und zuletzt danke ich ganz besonders meinem Ehemann, Glen Simpson, der

mich stets ermutigte und dessen stete Rücksichtnahme und Bereitschaft zum

freiwilligen Verzicht auf meine Gesellschaft mir das Fertigstellen dieser Arbeit

ermöglichte.

Lebenslauf

Persönliche Daten Familienname: Grewe Vornamen: Susanne Ursula Anschrift: Kronengasse 4/1 89073 Ulm Tel.: 0731/263143 Geboren am/in: 03.11.1975 in Ulm Familienstand: verheiratet seit 28.09.2000 mit Glen Robert Simpson Wohnort seit April 2004 in Wellington, Neuseeland

Schulausbildung September 1982- Juli 1986 Grundschule in Ulm September 1986-Juni 1995 Kepler-Gymnasium in Ulm Juni 1995 Abschluss: Abitur November 1995-März 1996 Freiwilliges Soziales Jahr Studium Mai 1996-Mai 2003 Studium der Humanmedizin an der Bayerischen Julius-Maximilians-Universität Würzburg März 1998 Physikum März 1999 1. Staatsexamen Oktober 1999-März 2000 Urlaubssemester mit Famulatur in Sydney, Australien April 2000 Beginn der Dissertation an der Universitäts- Augenklinik Würzburg März 2002 2. Staatsexamen Mai 2003 3. Staatsexamen Oktober 2003-September 2004 2 Promotionssemester

Zusätzliche Qualifikationen September 2004 USMLE Step 2 CK (United States Medical Licensing Examination Step 2 Clinical Knowledge) in Auckland, Neuseeland 1. Nov. 2004-3. Dez. 2004 Englischstudium an der Capital Language Academy Wellington (Advanced Level) in Neuseeland November 2004 IELTS, Academic Module (International English Language Testing System; University of Cambridge ESOL Examination) in Wellington, Neuseeland Ulm, den 19.01.2005 Susanne Grewe

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Auswertung von Mehrfachsignalen bei der optischen ... · 2.1.1 Anatomie und Funktionen der Netzhaut (Retina) Retina kommt von dem lateinischen Wort „rete