Transcript HH-Topographie

Hornhauttopographie:
Messung und Bewertung
94065-1S.PPT
Normale HH und deren
Topographie
94065-2S.PPT
Überblick über HH-Parameter
94065-3S.PPT
HH-Durchmesser
horizontal:
10 - 14 mm
Durchschnitt: 11,7 mm
vertikal:
Durchschnitt: 10,6 mm
<horizontal um 0,5 – 1,0 mm
94065-4S.PPT
11,7 mm
10,6 mm
11,7 mm
10.6 mm
11,7 mm
11.7 mm
anterior
posterior
11,5 mm
(nach Hogan et al., 1971)
0,67
11.5 mm
0,52
K = 7,8 mm
2,6 mm
0,67
94065-5S.PPT
HH-Dicke
Klinische Studien:
0,50 – 0,65 mm
Gullstrandauge:
0,50mm
94065-6S.PPT
Zentrale und periphere Dicken
HH-Dicke (mm)
OD
(Mishima, 1968)
OS
0,70
0,60
temporal
nasal
0,50
40
30
20
10
0
10
20
30
Abweichung vom Zentrum (Grad)
94065-7S.PPT
Techniken zur HH-Dickenmessung
Pachometrie
• Ultraschall
- A-scan oder Zeitamplitude bei 20 MHz
• Optisch
- Strahlteiler in Spaltlampe
- Vernier acuity
94065-8S.PPT
Brechungsindex
1,376 (HH)
(Patel et al., 1995)
Epithel:
1,401 (+ 0,005)
vorderes Stroma:
1,380 (+ 0,005)
hinteres Stroma:
1,373 (+ 0,001)
94065-9S.PPT
HH-Topographie
94065-10S.PPT
HH-Krümmung
Charackteristika der zentralen HH
• ro= 7,8 mm (7,0 – 9,5 mm)
• Astigmatismus rectus
- Krümmungszentrum ist nicht fest
aufgrund der Augenbewegung
- ro variiert bei Messungen
94065-11S.PPT
(nach Emsley, 1984)
F
N’
P
A
N
P
schematisches Auge
vereinfachtes Gullstrand Modell (No.1)
94065-12S.PPT
M
F’
Übergang am Limbus
94065-13S.PPT
Übergang am Limbus
Topographie
• Corneo-sklerale Übergangszone
• Limbale Topographie beeinflusst
die Anpassung weicher KL
94065-14S.PPT
Beurteilung der limbalen Topographie
• Spaltlampe
• Placido Scheibe
94065-15S.PPT
CSP – Corneo Skleral Profil
(S.H.F.A., Olten, Schweiz)
94065-16S.PPT
Corneo Skleral Profil
(nach S.H.F.A., Olten, Schweiz)
1
2
1. fließend konvex
2. fließend tangential
3. überwiegend konvex
3
4
4. überwiegend tangential
5. konkav
94065-17S.PPT
5
HH-Topographie
Asphärizität
• HH ist asphärisch
• Asphärizität – Abweichung der peripheren
Krümmung von der zentralen Krümmung
94065-18S.PPT
Konische Einteilung - Kegelschnitte
Ellipse
Kreis
Ellipse
Parabel
Hyperbel
94065-19S.PPT
Formen der Kegelschnitte
Hyperbel
Parabel
Kreis
94065-20S.PPT
Ellipse
Konoid
• Rotation eines Kegelschnittes um eine
Symmetrieachse
• Normalen zur Oberfläche bilden eine
Evolute
94065-21S.PPT
Apex der HH
Punkt der maximalen Krümmung oder
kleinstem Radius
94065-22S.PPT
Messung der Asphärizität
Exzentrizität
=e
Gestaltsfaktor
=p
Parameter der Asphärizität
=Q
94065-23S.PPT
Exzentrizität
Grad der peripheren Asphärizität
94065-24S.PPT
Exzentrizitäten von Kegelschnitten
Kreis
e=
Ellipse
0
0 < e < 1,0
Parabel
e = 1,0
Hyperbel
e > 1,0
94065-25S.PPT
p-Wert/ Exzentrizität e
e = 1 - e2
e= 1-p
e2 = 1 - p
94065-26S.PPT
Ziel der Bestimmung des p-Wertes
• Mathematisch Definition der HHOberfläche
• p-Wert ist als mathematische
Abweichung der HHOberflächenexzentrizität definiert
94065-27S.PPT
Asphärizität der HH
• HH ist eine asphärische Oberfläche
• Ellipsoidale Peripherie
• Nicht zwingend symmetrisch
94065-28S.PPT
Exzentrizität der
menschlichen HH
• HH des Menschen ist Ellipsoid
• Exzentrizität:
4,41 – 0,58
- Spanne:
- Durchschnitt:
94065-29S.PPT
0,47
Asphärischer Zonen
1.
Zentrale Zone
2.
Mittelperiphere Zone
3.
Periphere Zone
94065-30S.PPT
Nomenklatur
(Sampson et al., 1965)
B
G
D
A
C E
B
A.
B.
E.
G.
Zone um Apex
Übergangszone
Geometrisches Zentrum
Limbus
94065-31S.PPT
C. Visuelles Zentrum
D. Apex
CORNEAL CAP – Zone um Apex
Durchmesser:
circa 4 mm
Dezentriert um:
0,2 – 0,6 mm nasal
0,2 mm superior
Form:
irregulär
94065-32S.PPT
Zone um Apex: Vermutungen
• Eingeschränkter Grad der Abflachung
• Meridionale Krümmungsänderung ist nicht
signifikant
• Zentrale Radien nicht im geometrischen
Zentrum
• Mittelperipher keine Parallelanpassung mit
einkurvigen KL
94065-33S.PPT
Mittelperiphere Zone
(Clark, 1974)
• Zone mit größerer Abflachung
• Negative Asphärizität kommt vor
94065-34S.PPT
Periphere Zone
(Clark, 1974)
• 90% der Meridianabschnitte
haben positive Asphärizität
• Asphärizitäten nasal und
superior-nasal waren größer als
in anderen Meridianabschnitten
94065-35S.PPT
Wann ist eine Bewertung wichtig?
• Schätzen der Fehlsichtigkeit
• Bewertung der Pathologie
• KL-Anpassung
• Bewertung der Effekte des KLTragens und refraktiver Chirurgie
94065-36S.PPT
Messprobleme
Keratometer/ Ophthalmometer
• Fixation
• Messgenauigkeit
• Instrumentenfehler
• Gerätekenntnisse des
Untersuchers
94065-37S.PPT
Fehlerquellen
Ausrüstung
• Annahmen
• Nutzung der paraxialen Theorie
• Annahme das Brennweite = Bildweite
• Objektquelle ist ebene Fläche
• Reproduzierbarkeit
• Sphärozylindrische Betrachtung der HH
94065-38S.PPT
Fehlerquellen
Untersucher
• Fokussierung
• Akkommodation
• Adaptationsfehler
• Mangelnde Gerätekenntnisse
94065-39S.PPT
Auswirkung des Fokussierfehlers
mit dem Ophthalmometer
Testmarken
(nach Bennett & Rabbetts, 1984)
nicht koinzident
Testmarken koinzident
Objektiv
HH
h’B h’A
1
2
Okulareinstellung
Ungenaue Fokussierung ergibt eine andere scheinbare
Bildhöhe h’B’ welche sich von h’A unterscheidet
94065-40S.PPT
Fokussierung 1 = korrekt
Fokussierung 2 = nicht korrekt
Fehlerquellen
Patient
• HH-Irregularitäten verursachen
verzeichnete Testmarken
• Fixationskonstanz während der
Messung
94065-41S.PPT
Geräte zur Bestimmung der
HH-Topographie
94065-42S.PPT
Methoden
• Optisch
- Reflexion
- “optical profiling”
- Interferometrie/Moireverfahren
• Invasiv
- Abdruck
- Ultraschall
- Testlinse
94065-43S.PPT
Messmethoden
Reflexion
• Nicht-invasiv
• Schnelle Datenermittlung
• Sehr bequem
• Ausdruck mit Ergebnissen
Beispiel
• Weit verbreitet
• Keratometer/ Ophthalmometer
94065-44S.PPT
Messmethoden
“OPTICAL PROFILING” (2D)
• Nicht-invasiv
• Schnelle Datenermittlung
• Hohe Genauigkeit möglich
• Nur Meridian pro Messung
• Immer noch eine technische Herausforderung,
könnte aber die Ophthalmometermessung
übertreffen
Beispiel
• Lasertomographen
• Schwer kommerziell erhältlich
94065-45S.PPT
Messmethoden
“OPTICAL PROFILING” (3D)
• Einige nicht-invasiv
• Schnelle Datenermittlung möglich
• Sehr hohe Genauigkeit möglich
• 3D Messung
• Technische Herausforderung
Beispiele
• Laserinterferometer (z.B. Twyman-Green)
• Moiré-Verfahren (z.B. Brass 2 - Rotlex)
94065-46S.PPT
Messmethoden
Invasiv
• Kontakt kann die Topographie verändern
• Zeitintensiv
• Einige Methoden lassen nur qualitative
Aussagen zu
• Daten manchmal schwer zu interpretieren
Beispiele
• Abdruck
• Ultraschall
• Testlinse
94065-47S.PPT
Messgeräte
HH-Topographie
• Placidoscheibe
• Fotokeratometer
• Keratometer
• Computergstützte
Topographieanalyse
94065-48S.PPT
Fotokeratometer mit
Placidoscheibe
• Messfeld ausreichend groß
• Qualitativ gut
94065-49S.PPT
Fotokeratometer mit
Placidoscheibe
Prinzip
• 1. Purkinjebild (Reflex von der HH) der Ringe
• Zentraler Blick durch vergrößernde Optik
oder per Kamera
• Äußere Ringe werden unter größeren Winkel
projiziert
94065-50S.PPT
Fotokeratometer
Bilder
Elliptisch
- Astigmatismus
Verzerrt
- Narben, Irregularitäten
Asymmetrisch
- Keratokonus
94065-51S.PPT
Placidoscheibe
Nachteile
• HH-Astigmatismus ist nicht quantifiziert
• Keine zentrale Testmarkenreflexion
• Eingeschränkte Schärfentiefe während
der Messung
• Anatomie der Nase und der Orbita kann
das Messfeld eingrenzen
94065-52S.PPT
Keratometer
Hauptaufgabe
Messung der zentralen HH-Radien
94065-53S.PPT
Keratomter
Ergebnisse:
• Vorderflächenradien
• Brechwert der HH-Vorderfläche
94065-54S.PPT
Benutzung der Keratometer
• KL-Anpassung
• Kontrolle der HH-Oberfläche
• Überprüfung der KL-Parameter
94065-55S.PPT
Was misst das Keratometer
tatsächlich?
• Zentraler Radius
• zentraler Messbereich circa 3mm
• Sagittalradius
94065-56S.PPT
Prinzipien der Keratometrie
Gerätebeschreibung
• Teleskop mit kurzer Brennweite oder
Mikroskope mit langer Brennweite
• Konstante Objektvergrößerung
• Feste Messskala (meist im Unendlichen)
• Fokussierung auf Reflexbild
• Eingestelltes Okular
94065-57S.PPT
Prinzipien der Keratometrie
optisch
• Messung der angularen Größe des
Reflexbildes (1. Purkinjebild)
• Bildgröße bei bestimmter Messentfernung
• Virtuelles Bild entsteht hinter der HH
• Verdopplungsprinzip
94065-58S.PPT
Optisches Prinzip der Keratometrie
AB
= Objekt (Testmarke)
A’B’ = virtuelles Bild
A
h
= Objekthöhe
h’
= Bildhöhe
A”
HH
A’
h’
h
F
C
h’
B’
B”
B
Krümmungsradius,
Entfernung Objekt - Bild, d
Entfernung Objekt - Bild, x
94065-59S.PPT
r (=2f)
Formel zur Bestimmung des Radius
aus der Bildhöhe
h’ = f = r/2
h
x
aber x  d
x
r = 2dh’
h
94065-60S.PPT
Verdopplungsprinzip
• Messung der Bildhöhe
• Verdopplung durch Prisma
• Verschiebung = Bildhöhe
• Achsbestimmung durch
“Scherenverzug” der Testmarkten
94065-61S.PPT
Verdopplungsprinzip
(nach, Bennett & Rabbetts, 1984)
A’2
Objektiv
d
Prisma
Bildverschiebung > Bildhöhe
d
HH
Bildverschiebung = Bildhöhe
Bildverschiebung < Bildhöhe
94065-62S.PPT
außerhalb der
Brennweite
außerhalb der Brennweite,
nicht ausgerichtet
nicht ausgerichtet
ausgerichtet (Javal-Schiötz
Ophthalmometer)
nicht ausgerichtet
außerhalb der Brennweite,
nicht ausgerichtet
(Bausch & Lomb
Keratometer)
ausgerichtet (Zeiss
Ophthalmometer)
94065-63S.PPT
Arten der Verdopplung
• Feste Verdoppelung
• Variable Verdoppelung
• Geteilte Verdoppelung
• Vollverdoppelung
94065-64S.PPT
Variable und feste Verdopplung
Variabel
• Abstand
Fest
• Testmarkengröße und Bildgröße
94065-65S.PPT
Geteilte Verdopplung
• Teleskopobjektiv:
separate Transmission
94065-66S.PPT
Volle Verdopplung
• Ausnutzung der vollen Apertur:
Strahlteiler
94065-67S.PPT
Ophthalmometertypen
• 2-Schritt
• 1-Schritt
94065-68S.PPT
2-Schritt OPHTHALMOMETER
• Rotation um die Achse um
zweiten Meridian zu messen
94065-69S.PPT
1-Schritt OPHTHALMOMOMETER
• Simultane Messung beider
Meridiane
94065-70S.PPT
Keratometer/ Ophthalmometer
• Haag-Streit/ Gambs
• Rodenstock Keratometer C-BES
und CES
• Zeiss Oberkochen (Zeissbombe)
• B&L Keratometer
• Humphrey Keratometer
94065-71S.PPT
Kalibrierung
Sphärische Stahl- oder Glaskugeln
94065-72S.PPT
Kalibrierungsindex
• bestimmter Brechungsindex
• Kalibrierungsindex: 1,332 oder 1,3375
94065-73S.PPT
Kalibrierungsformel
r = 2dh’
h
r = Radius
d = Bildweite
h’ = Bildhöhe
h = Testmarkenhöhe
94065-74S.PPT
Bestimmung der Basiskurve formstabiler
KL mit dem Ophthalmometer
• Prisma- oder Spiegelzusatz an der
Stirnstütze
o
• 45 Prisma benutzen
• Äquivalenter Spiegelbrechwert
94065-75S.PPT
Topografische Analyse
(PC-gestützt)
Computergenerierte 3-dimensionale
HH-Topografie
94065-76S.PPT
Nutzen von computergestützten
Fotokeratometern
• Erkenntnisse der normalen Topographie
• Erkenntnisse über krankheitsbedingte Effekte
• Prä-post OP Vergleiche
• Erkenntnisse über KL-bedingte Effekte
• Für refraktive Chirurgie (Vergleich)
• Für Orthokeratologie unabdingbar
94065-79S.PPT
Messvorgang
94065-80S.PPT
Wichtige Messparameter für die
KL-Anpassung
• HH-Durchmesser
• Pupillendurchmesser
• Lidspaltweite und Lidposition
• Keratometrie
• Photokeratoskopie
94065-81S.PPT
Messvorgänge
Klinische Dokumentation
• Radius (mm) und/oder Dioptrien (dpt)
• Radien in den Hauptmeridianen
dokumentieren
• Wiederholungsmessung
94065-82S.PPT
Interpretation der Ergebnisse
Anomlien der HH-Topographie
• Keratokonus
• Keratoglobus
• Irregulärer HH-Astigmatismus
94065-83S.PPT
KERATOKONUS
• Entzündungsfreie Verdünnung und
Vorwölbung
• Häufigkeit: 1:3.000 - 1:80.000
• Verzerrung der Keratometermarke
94065-84S.PPT
KERATOGLOBUS
Vergrößerung der HH
94065-85S.PPT
Optische Änderungen des Auges
KL-Tragen kann folgendes
beeinflussen:
• Krümmung/ Stärke
• Brechungsindex
• Dicke
94065-86S.PPT
Änderung der Refraktion durch das
Tragen formstabiler KL
(Carney, 1975)
• Alle formstabilen/PMMA KL tendieren dazu die HH
nach der eigenen Rückfläche zu formen
• KL die Ödeme verursachen erzeugen größere
Veränderungen der Mittendicke, was in :
- Versteilung resultiert
- die Myopie erhöht
(verdeckt durch KL)
94065-87S.PPT
Änderung der Refraktion durch das
Tragen formstabiler KL
(Stone, 1973/Gordon & Rengstorff, 1965)
• Krümmungsänderung (negativ) ähnlich der
Änderung bei Hydratation - Dehydratation
• Ödeme verursachen eine leichte Myopiesierung
- Reduzierter Brechungsindex der HH
verursacht eine Brechwerterhöhung von
(+0,01 bis 0,12D) weil:
- Rückfläche hat eine KL neutralisierenden
Effekt auf die Vorderflächenstärke
94065-88S.PPT
Änderung der Refraktion durch das
Tragen formstabiler KL
({Mandell & Poise, 1969}/ Polse, 1972)
• PMMA KL-Tragen
zentrales HH-Ödem und
Versteilung
• KL-Tragen unterbrechen
Verdünnung und
Abflachung
94065-89S.PPT
Änderung der Krümmungsradien durch das
Tragen formstabiler KL
(Phillips & Stone, 1989)
Zirkadiane Änderungen
• Mit Adaptation versteilt die HH, was über
den Zeitraum von 1 Jahr zurückgeht
• Versteilung der HH um 0,50 dpt in beiden
Meridianen beim Übernachttragen
• Versteilung der HH: erste 8h des Tragens,
Änderungen über den Tag
94065-90S.PPT
Änderung der Refraktion durch das
Tragen formstabiler PMMA
KL
(Phillips & Stone, 1989)
“WITHDRAWAL VARIATIONEN”
• Abflachung der HH um 0,75 dpt
• Astigmatismus rectus erhöht sich
• Nach 3 Wochen stabil
94065-91S.PPT
Änderung der Refraktion durch das
Tragen weicher KL(Mandell, 1975)
• Weiche KL können Ödeme
verursachen, was die gesamte HH
betrifft
• Krümmungsänderungen variieren
leicht sodass sie refraktive Änderung
klein ist
94065-92S.PPT
Keratometermessung und KL
94065-93S.PPT
Formel für den äquivalenten Spiegelbrechwert
em = r
n
em = äquivalenter Spiegelbrechwert
r
= abgelesener Radius
n
= Brechungsindex der
Kochsalzlösung
94065-94S.PPT
Kegelförmige Oberflächen
und Keratometrie
94065-95S.PPT
Hauptradien einer kegelförmigen
Oberfläche
• Sagittalradius
• Tangentialradius
94065-96S.PPT
CoA = Zentralradius
(nach Bennett & Rabbetts, 1984)
CsP = weitergeführter Zentralradius auf
der sagittalen Krümmung im Punkt P
B
CTP = weitergeführter Zentralradius auf P
der tangentialen Kurve im Punkt P
Tangentiale Kurve
Sagittale Kurve
A
wenn CsP < CTP dann ist der
Sagittalradius > Tangentialradius
Krümmung an jedem Punkt auf der
Oberfläche, außer Apex, torisch94065-97S.PPT
CO
Cs
A'
CT
Sagittalradius
Die Senkrechte zum
Tangentialradius erstreckt sich vom
Punkt P auf der konischen
Oberfläche bis zu seiner
Schnittstelle mit der optischen
Achse.
94065-98S.PPT
Formel für Sagittalradius
rs =
2
ro + (1 -
94065-99S.PPT
2
p)y
Tangentialradius
Die Senkrechte zum
Sagittalradius erstreckt sich von
Punkt P auf der konischen
Oberfläche zum tangentialen
Punkte auf der Evolute.
94065-100S.PPT
Formel für Tangentialradius
rt =
3
rS
/ rO
94065-101S.PPT
2