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■ Optische Hilfsmittel bei Keratokonus
Voraussetzung zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten mittelsBrillengläsern ist eine in etwa regelmäßig gekrümmte Ober-fläche der Hornhaut und eine durch die Korrektion möglichstscharfe Abbildung auf der Netzhaut. Bei fortgeschrittenem Keratokonus ist dies nicht mehr möglich. Eine formstabile Kontaktlinse kann die Unregelmäßigkeiten mittels Tränen-flüssigkeit ausgleichen. Nach heutigem Wissensstand könnendiese Kontaktlinsen jedoch bei Keratokonus weder prophylak-tisch noch therapeutisch sinnvoll eingesetzt werden. Sie sindaber bei der Verbesserung der optischen Abbildung sehr erfolgreich, so dass Keratokonuspatienten mit formstabilen
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Der Keratokonus zählt mit einer Inzidenz von 1:2000 zuden seltenen Erkrankungen. Unter den Hornhautdege-nerationen stellt er allerdings die häufigste dar. Dasgängige Vorgehen bei Keratokonus umfasst eine opti-sche Korrektion des durch die irreguläre Hornhautver-krümmung hervorgerufenen Astigmatismus mittelsBrille (im Anfangsstadium) oder formstabiler Kontakt-linse (im fortgeschrittenen Stadium). Einen therapeuti-schen Effekt im Bezug auf den weiteren Verlauf derKrankheit haben diese Verfahren allerdings nicht. Umdie Progression des Keratokonus zu stoppen, kannheute das Verfahren der UV-Riboflavin Quervernetzungder Hornhaut angewandt werden (engl. corneal colla-gen crosslinking – CXL). Dieses Verfahren bietet aller-dings keine optische Verbesserung der Sehsituationdes Patienten. Dazu ist nach wie vor die Anpassung ei-ner Sehhilfe nach CXL erforderlich. Ein relativ neueschirurgisches Verfahren, welches die optischen Eigen-schaften der irregulären Hornhaut verbessern soll, istdie Implantation von cornealen Ringsegmenten ins tiefe Hornhautstroma. In Kombination mit CXL kann sosowohl ein optischer als auch ein therapeutischer Effekt erzielt werden. Als letzter Ausweg bei fortge-schrittenem Keratokonus bleibt den Patienten nur die penetrierende Keratoplastik, also die Transplanta-tion von Hornhautgewebe. Durch den Einsatz von Femtosekundenlasern können diese Eingriffe bei entsprechender Indikation heute so präzise wie nochnie durchgeführt werden. Dieser Artikel soll sowohl die grundlegenden Zusammenhänge der ErkrankungKeratokonus erläutern, als auch die verschiedenenchirurgischen Verfahren zu dessen Therapie darstellen.
■ Keratokonus
Bei der relativ selten auftretenden, nicht entzündlichen Veränderung der Hornhaut, verringert sich in deren Zentrumdie regelmäßige sphärische oder torische Form und nimmt eine irreversible, kegelförmige Gestalt an. Die Progression ver-läuft bilateral, ist jedoch in einem Auge häufig früher und/oderstärker ausgebildet, als im anderen. Typischerweise manife-stiert sich der Keratokonus im zweiten Lebensjahrzehnt mitfortschreitender Verdünnung des Hornhautstromas und dar-aus folgender Myopisierung mit irregulärem Astigmatismus.(Abbildung 1) Das dünnste Areal befindet sich im Bereich des
konusförmigen Apex mit einer geringfügigen Dezentrierungnasal und/oder temporal. Dieser Verlust der ursprünglichenForm ist eng verbunden mit einer Abnahme biomechanischerEigenschaften sowie morphologischer und biochemischer Veränderungen der Cornea. Die Ursachen für Keratokonussind bis heute nicht eindeutig definiert. Diskutiert werden genetische Risikofaktoren aber auch Zusammenhänge mitophthalmologischen und systemischen Erkrankungen. [21, 26,27, 31]
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Aktueller Stand der chirurgischenKeratokonustherapie
Oliver Klaproth, Dipl.-Ing. (FH), Prof. Dr. med. Thomas Kohnen, Frankfurt am Main
Abbildung 1: Keratometrische Darstellung [dpt] des Keratokonus,sichtbar ist die typische irreguläre Brechkraftverteilung mit inferiorerAufsteilung
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Kontaktlinsen die gleiche retinale Sehschärfe erreichen können, wie nicht Betroffene. Spezielle Keratokonuslinsen ermöglichen eine optimale Anpassung an die irreguläre Hornhautform und somit eine hohe Hochkontrastsehschärfevon durchaus Vcc=1,0 und besser, auch im weit fortgeschritte-nen Stadium der Erkrankung.
■ UV-Riboflavin Quervernetzung
Zur therapeutischen Behandlung des Keratokonus ist vorwenigen Jahren das Verfahren der Quervernetzung auch fürdas Gebiet der Ophthalmologie entdeckt wurden. [26, 30] Zieldes Vernetzungsverfahrens CXL ist es, die Vorwölbung derHornhaut bei Keratokonus zu stabilisieren und damit die Progression zu stoppen. Erste Studien zeigen, dass sich dasVerfahren bewährt. [3, 11, 12, 22, 29]
Das Verfahren CXL soll im Folgenden beispielhaft anhanddes Vorgehens an der Frankfurter Universitätsklinik für Augen-heilkunde beschrieben werden (Abbildung 2 ff.). Es werden allerdings auch andere Behandlungsvarianten angewandt, bei denen die Dauer der Strahlungs- und/ oder die Modi derRiboflavin Applikation modifiziert werden. [2, 7, 13]
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Die Behandlung beginnt mit der Entfernung des cornealenEpithels (Abbildung 2A).
Anschließend wird für 30 Minuten in Abständen von 2 Minuten jeweils ein Tropfen Riboflavinlösung auf die Hornhaut gegeben (Abbildung 2B).
Danach erfolgt eine Überprüfung der Eindringtiefe des Ribo-flavin mittels Handspaltlampe (Abbildung 2C). Das Riboflavinsollte bis in die Vorderkammer vorgedrungen sein, um einenentsprechenden UV Schutz zu gewährleisten und die Vernet-zung in der nötigen Stromatiefe zu ermöglichen.
Im zweiten Teil der Behandlung wird das Tropfschemawiederholt, allerdings wird das Hornhautareal dabei mit UV Licht bestrahlt. (Abbildung 2D)
Nach einer Stunde ist die Behandlung abgeschlossen. Der Patient bekommt zum Schutz der Hornhaut eine Silikon-hydrogel Kontaktlinse eingesetzt, welche bis zur vollständi-gen Epithelheilung im Auge verbleibt.
2A: Epithelabrasio
2B: Patientenauge während der Applikation von Riboflavin
2C: Kontrolle der Riboflavin Eindringtiefe mittels Handspaltlampe
2D: Bestrahlung mit UV Licht
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sprünglich zur Korrektur mittelgradiger Myopien entwickelt.Durch die Verringerung der cornealen Bogenlänge orthogonalzu den Ringsegmenten soll der corneale Astigmatismus verrin-gert werden. [5, 6, 10]
Durch Implantation nur eines Segmentes können so auch irreguläre Astigmatismen korrigiert werden. [1, 25] Je zentralerund dicker die Ringe und je länger sie sind, desto stärkere Korrekturen des Astigmatismus sind möglich. Allerdings ber-gen Ringsegmente mit geringem Durchmesser auch immerdas Risiko das sie, vor allem bei mesopischen Umfeldbedin-gungen und damit großen Pupillen, zu störenden optischenPhänomen wie Blendung, Halos oder sogar Ringskotomenführen.
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Die Vernetzungstherapie gilt als therapeutisches Verfahrenmit dem Ziel, durch künstliche Erhöhung der Vernetzung inner-halb des Kollagengewebes, die mechanische Stabilität sowiedie Widerstandfähigkeit der Hornhaut gegen enzymatische Abbauvorgänge zu erhöhen und damit die Ektasie des Konuszu stabilisieren. Dies geschieht durch eine chemische Reaktiondes Riboflavins auf das UV-Licht. Auch wenn in Publikationeneine Visusverbesserung beschrieben wird [22], so kann dieseallenfalls als ein Nebeneffekt betrachtet werden, welcher sichdurch Stabilisierungsvorgänge innerhalb der Topographie er-gibt. Eine bewusste Verbesserung oder gar eine individuelleVorhersagbarkeit ist nach heutigem Wissensstand nicht gege-ben. Nach bisherigen Erkenntnissen wurden nach CXL keineBeeinträchtigungen nachfolgender Medien wie Endothelzell-schäden, Schädigungen der Augenlinse oder der Netzhaut,z.B.: durch das UV Licht, beobachtet. Generell sollte UV-Lichtam Auge dennoch möglichst vermieden werden. Der Schaden, ausgehend von der Strahlung, ist zum einen abhän-gig von der Wellenlänge, der Intensität und der Strahlungs-dauer. Andererseits muss zusätzlich eine Hornhautdicke von≥400 μm gewährleistet sein, um eine möglichst hohe Absorp-tion der Strahlung durch Riboflavin zu ermöglichen und Schäden zu vermeiden.
Als Nebenwirkungen dokumentiert sind subepitheliale Trü-bungen (Haze) [20], in Abhängigkeit vom Grad des Keratoko-nus, bis zu 6 Monate nach der Behandlung. Die Ursache dafürkann in der Schädigung der Keratozyten analog einer photore-fraktiven Keratektomie (PRK) liegen. [14] Der Repopulations-mechanismus der Keratozyten, beginnend 3 Monaten nachder Behandlung, stellt sich nach etwa 6 Monaten mit regulä-rem Befund ein. Ebenso rückläufig zeigt sich das Haze. Bei derSpaltlampenuntersuchung zur Kontaktlinsenanpassung nachCXL ist es also wahrscheinlich, dass diese Trübungen zu beobachten sind. Einflüsse auf die Sehschärfe oder auf das Kontrastsehen müssen in diesem 6-Monatszeitraum be-rücksichtigt werden.
■ Corneale Ringsegmente
Einen anderen Ansatz verfolgt die Methode der Implantationvon Ringsegmenten in das tiefe Stroma. Diese wurden ur-
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Abbildung 3A: Corneale Ringsegmente in vivo (Kerarings, Mediphacos, Belo Horizonte, Brasilien)
Abbildung 3B: (INTACS, Addition Technology, Irvine, CA, USA)
Abbildung 3C: Schematische Darstellung des Implantationsortescornealer Ringsegmente (INTACS)
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Abbildung 4A: Zustand nach mechanischer penetrierender Keratoplastik mit einfacher Kreuznaht
Abbildung 4B: Querschnittdarstellung der Hornhaut nach mechani-scher Keratoplatik mittels optischer Kurzkohärenz Tomographie
■ Implantation der Ringsegmente
Die Implantation der Ringsegmente verläuft relativ einfach.Mittels eines mechanischen Instruments oder eines Femtose-kundenlasers werden zunächst orthogonal zum jeweiligensteilen Meridian ein oder 2 Tunnel ins tiefe Hornhautstromapräpariert. Durch einen Öffnungsschnitt auf dem flachen Meridian werden die Ringsegmente eingeführt und positio-niert. (Abb.4)
Empfohlen wird die Implantation mit Hilfe eines Femtose-kundenlasers, da dieser den notwendigen cornealen Tunnelpräziser als manuelle Schneidinstrumente präparieren kann. Inder klinischen Praxis und der Literatur zeigt sich eine stabileAstigmatismuskorrektur nach der Operation. [6, 9] Lediglichdie Vorhersagbarkeit des zu erwartenden postoperativen cor-nealen Astigmatismus ist als verbesserungswürdig einzustu-fen. Allerdings muss dieser Nachteil vor dem Hintergrund derhäufig sehr starken Astigmatismus gesehen werden. Eine Reduktion von -12,00 Dpt auf ±2,0 Dpt ist zwar nicht die präzi-seste, stellt aber für den Patienten eine enorme Verbesserungdes visuellen Ergebnisses dar.
■ Kombination von CXL und cornealenRingsegmenten
Theoretisch ergibt sich durch die Kombination beider genannter Verfahren die Möglichkeit, sowohl die Progressiondes Keratokonus zu stoppen, als auch den Astigmatismus zukorrigieren. [4, 17] So kann nicht nur die Keratoplastik vermie-den, sondern auch die Sehleistung der betroffenen Patientenverbessert werden. Vor der Operation gilt es zwei grundlegen-de Überlegungen anzustellen: Ist eine kombinierte Operationim vorliegenden Fall angebracht? Und: Welches der beidenVerfahren soll zuerst angewandt werden?
Erstere Frage lässt sich leicht durch die jeweils vorliegendenvisuellen und pathologischen Gegebenheiten beantworten. Isteine Progression nicht feststellbar und liegt weiterhin eineKontaktlinsenunverträglichkeit vor, sollten corneale Ringseg-mente implantiert werden. So kann der Astigmatismus verrin-gert und die Sehschärfe verbessert werden. CXL sollte generellnur bei progressiven Keratokonus erfolgen, die Kombinationmit cornealen Ringsegmenten hingegen nur wenn bei pro-gressivem Keratokonus eine gleichzeitige Kontaktlinsenunver-träglichkeit besteht. (siehe Tabelle unten)
Die Frage nach der Reihenfolge der Eingriffe ist schwierigerzu beantworten, da vergleichende Studien zu den möglichenVorgehensweisen noch ausstehen. Chan und Mitarbeiter implantierten in einer Studie [4] an 12 Augen intracornealeRingsegmente und führen an weiteren 13 Augen im Anschlussan die Ringimplantation CXL durch. Im Ergebnis zeigte sich eine verbesserte Astigmatismusreduktion bei der Kombinationbeider Verfahren. Eine Aussage in welcher Reihenfolge die
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Eingriffe durchzuführen sind lässt sich allerdings daraus nichtableiten. Einen Hinweis dazu bieten hingegen Coskunseven etal in einem Ausblick zu aktuellen Ergebnissen. [8] Bei bisher 48 Augen wurde entweder zunächst CXL vorgenommen(Gruppe 1, 27 Augen) oder zunächst Ringsegmente implan-tiert (Gruppe 2, 21 Augen), jeweils im Abstand von etwa 7 Monaten. 6 Monate nach den Eingriffen zeigte sich kein signifikanter Unterschied im keratometrischen Astigmatismuszwischen den Gruppen. Es konnte allerdings eine Tendenz zubesseren Sehschärfewerten und Refraktionswerten in derzweiten Gruppe gezeigt werden. Letztendlich müssen dieseErgebnisse noch in einer prospektiven randomisierten Studieverifiziert werden. Eine endgültige Antwort auf die Frage nachder optimalen Behandlungsreihenfolge lässt sich derzeit nochnicht geben.
■ Keratoplastik
Klassische KeratoplastikDie klassische penetrierende Keratoplastik (KPL) ist die
älteste und mit ca. 40.000 Eingriffen in Europa und den USAdie bei Weitem häufigste Transplantation menschlichen Gewe-bes überhaupt. [24] Die Rate der nicht abgestoßenen Trans-plantate liegt bei etwa 80%, sofern die Bedingungen stimmen.[16] Ein „matching“ von Spender und Empfängerhornhaut istaufgrund eventueller immunologischer Abstoßungsreaktionensinnvoll, wird allerdings nicht in allen Kliniken duchgeführt.
Die visuelle Rehabilitation der Patienten wird allerdings inder klinischen Praxis oft vernachlässigt. Ein großes Problem dabei sind die postoperativ auftretenden sehr hohen Astigma-tismen. Diese treten aufgrund verschiedener Faktoren wie einer zu ungenauen Trephanation (Schnitt mit einem rundenMesser) der Spenderhornhaut, nicht optimaler Ausrichtungvon Spender und Empfängerhornhaut, Rotationen oder ungleichmäßige Spannungen an der Naht auf. [18] [23]. Die traditionellen Verfahren der mechanischen Trephanationerzeugen variable Winkel und Formen des Schnittes. (Abbil-dung 4) Die Art der Trephanation spielt daher eine Schlüssel-rolle bei der Vermeidung postoperative Astigmatismen.
Femtosekundenlaser KeratoplastikenSeit kurzem steht dem Ophthalmochirurgen der Femtose-
kundenlaser (fs-Laser) als Trephan für lamelläre (teilweise)und penetrierende (vollständige) Keratoplastiken zur Verfü-gung. Eine ausführliche Beschreibung der zugrundeliegendenTechnologie findet sich bei Mrochen. [19] Im Folgenden wirddie fs-Laser KPL am Beispiel des Vorgehens an der Klinik fürAugenheilkunde der Goethe Universität kurz erläutert (Abbil-dung 5ff):
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Die fs-Laser KPL beginnt mit der Präparation der Spender-hornhaut. (Abbildung 5A) Das Gewebe wird zunächst in eine künstliche Vorderkammereingespannt. Es erfolgt dann der Schnitt mit dem fs-Laser. An der Klinik für Augenheilkunde der Goethe Universität wirddazu ein „top-hat“ Profil angewandt. Nachdem das Spender-gewebe präpariert wurde, wird ein entsprechendes zentrales
Stück Hornhaut des Patienten entnommen. (Abbildung 5Bund C) Die Einstellungen des fs-Lasers werden dabei beibe-halten. Dadurch wird gewährleistet, dass sich die Schnitt-muster von Spender- und Empfängerhornhaut exakt entspre-chen.
Abbildung 5A: Femtosekundenlaser Keratoplastik. Präparation derSpenderhornhaut in der künstlichen Vorderkammer
Abbildung 5C: Schnitt mit dem Femtosekundenlaser am Patien-tenauge, sichtbar sind die sich überlappenden Schnittebenen desTop Hat Profils
Abbildung 5B: Schematische Darstellung des „top-hat „Schnittprofils
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Die Spenderhornhaut wird mit einer doppelten Kreuznahtvernäht.
Abbildung 5D: Spenderhornhaut über trepaniertem Patientenauge
Studien zeigen, dass nach fs-Laser KPL das Risiko einerWundleckage um das 7-fache sinkt und der postoperativeAstigmatismus signifikant verringert wird. [15] [28] (Abbil-dung 6) Ein Nachteil des Verfahrens ist in der eingeschränktenAnwendbarkeit zu sehen. Der Laser benötigt um ideal schneiden zu können transparente Medien. Liegen cornealeTrübungen oder Vaskularisationen der peripheren Hornhautvor, muss auf das klassische Verfahren der KPL ausgewichenwerden.
Abbildung 6A: Zustand nach Femtosekundenlaser KeratoplastikDoppelte Kreuznaht. B: Querschnittdarstellung mittels optischerKurzkohärenz Tomographie. Deutlich erkennbar sind die ineinander-greifenden Schnittprofile.
Abbildung 6B: Querschnittdarstellung der Hornhaut nach fs-LaserKeratoplastik, mittels optischer Kurzkohärenz Tomographie. Deutlicherkennbar sind die ineinandergreifenden Schnittprofile
■ Fazit
Die Betreuung von Keratokonuspatienten sollte heute im-mer sowohl die optische Korrektion der irregulären Astigmatis-men als auch die therapeutische Behandlung der Progression
der Krankheit umfassen. Die optisch beste Lösung für Betroffe-ne stellen nach wie vor formstabile Kontaktlinsen dar. Als mög-liche zusätzliche Alternative bei starken Astigmatismen könnencorneale Ringsegmente implantiert werden, wiederum gefolgtvon der möglichen Anpassung formstabiler Kontaktlinsen. Ei-nen therapeutischen Nutzen haben beide Verfahren nicht. Bei
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progressivem Keratokonus empfiehlt sich frühzeitig die Durch-führung von CXL, evtl. kombiniert mit der Implantation von cor-nealen Ringsegmenten. Auch hier werden anschließend form-stabile Kontaktlinsen angepasst. Durch die Kombination dieserVerfahren soll die bei fortgeschrittenem Krankheitsbild durch-zuführende KPL vermieden werden. Kommt es dennoch dazu,so steht mit dem Femtosekundenlaser ein Werkzeug zur Verfü-gung, das die Transplantation bei entsprechender Indikationmit höchster Genauigkeit und dadurch mit guten visuellen Ergebnissen gewährleistet.
In jedem Fall ist die Zusammenarbeit zwischen Kontaktlin-senanpasser und Operateur eine wichtige Voraussetzung füreine frühzeitige und effiziente Behandlung. Denn je früher dieProgression des Keratokonus gestoppt werden kann, destobesser sind die Sehleistungen des Patienten. Und nur so lässtsich dauerhaft eine gute visuelle Korrektion mit Kontaktlinsenerhalten.
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AcknowledgementDie Autoren möchten sich bei Frau Jana Gehmlich bedan-
ken, die mit Ihrer Diplomarbeit und persönlichem Engagementdiese Veröffentlichung wesentlich unterstützt hat.
Korrespondenzadresse:Oliver Klaproth, Dipl.-Ing. (FH),Prof. Dr. med. Thomas Kohnen,Klinik für Augenheilkunde,Goethe Universität Frankfurt am Main,Theodor Stern Kai 7, 60590 Frankfurt am Main,E-Mail: [email protected]
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