Astigmatismus ist eine Brechungsanomalie, die durch unterschiedliche Krümmungen der Hornhaut oder Linse entlang verschiedener Meridiane verursacht wird. Er kann isoliert oder in Kombination mit Kurz- oder Weitsichtigkeit auftreten.
Der Gesamtastigmatismus des Auges (Gesamtbrechungsastigmatismus) ist die Summe aus Hornhautastigmatismus und Linsenastigmatismus. Durch die Entfernung der Katarakt (Linsentrübung) verschwindet der Linsenastigmatismus, sodass der postoperative Astigmatismus im Wesentlichen nur noch vom Hornhautastigmatismus herrührt. Daher wird der präoperative Brechungsastigmatismus nicht als Referenzwert für den Astigmatismuskorrekturplan verwendet.
Prävalenz und klinische Bedeutung des Astigmatismus
Eine systematische Übersichtsarbeit bei Patienten, die sich einer Kataraktoperation unterziehen, ergab, dass 47 % der Augen einen bereits bestehenden Hornhautastigmatismus von 1,0 D oder mehr aufweisen. Weltweit liegt die Prävalenz von geringem Astigmatismus (unter 1,5 D) bei 74,6–89,6 %, von mittlerem Astigmatismus (1,5–2,5 D) bei 8,1–14,9 % und von hohem Astigmatismus (über 2,5 D) bei 2–6,8 %.
Ein unkorrigierter Astigmatismus von 0,75 D kann die Sehschärfe auf 20/25 (etwa 0,8) und von 1,5 D auf 20/40 (etwa 0,5) reduzieren. Im Allgemeinen ist das Ziel der Astigmatismuskorrektur während der Kataraktoperation, den postoperativen Restastigmatismus auf 0,5 D oder weniger zu reduzieren.
Die Kataraktoperation bietet auch die Gelegenheit, eine Intraokularlinse (IOL) einzusetzen. Durch die Wahl einer torischen IOL oder die Anpassung der Hornhautschnitte kann der Astigmatismus ohne zusätzlichen Eingriff korrigiert werden. Ein unkorrigierter Astigmatismus führt postoperativ zu einer Abhängigkeit von einer Brille, was die Lebensqualität und die finanzielle Belastung des Patienten beeinträchtigt.
Die visuellen Symptome durch Astigmatismus variieren je nach Ausprägung.
Klassifikation des Astigmatismus
Der Hornhautastigmatismus wird basierend auf der Beziehung zwischen den beiden Hauptmeridianen klassifiziert.
Regelmäßiger Astigmatismus
Astigmatismus nach der Regel (WTR) : Der steilste Meridian liegt vertikal (60–120 Grad). Häufig bei jungen Menschen.
Astigmatismus gegen die Regel (ATR) : Der steilste Meridian liegt horizontal (0–30 Grad und 150–180 Grad). Nimmt mit dem Alter zu.
Schräger Astigmatismus : Der steilste Meridian ist mehr als 30 Grad von der Horizontalen oder Vertikalen entfernt (31–59 Grad und 121–149 Grad).
Unregelmäßiger Astigmatismus
Unregelmäßiges Muster : Astigmatismus, bei dem die beiden Hauptmeridiane nicht senkrecht zueinander stehen (nicht 90 Grad auseinander).
Ursachen : Keratokonus, Hornhautnarben, Pterygium, nach Hornhautoperationen, Augenoberflächenerkrankungen usw.
Merkmale : Kann mit Zylinderlinsen nicht vollständig korrigiert werden. Keine Indikation für torische IOL.
Die meisten Hornhautastigmatismen sind auf eine angeborene Asymmetrie der Hornhautform zurückzuführen. Etwa ein Drittel der Patienten weist vor einer Kataraktoperation einen Hornhautastigmatismus von ≥ 1,0 D auf.
Altersbedingte Veränderungen des Astigmatismus
Die Richtung des Astigmatismus ändert sich mit dem Alter. Bei jungen und mittleren Erwachsenen ist der Astigmatismus nach der Regel (WTR) häufig, während bei älteren Menschen mit zunehmendem Alter eine Verschiebung zum Astigmatismus gegen die Regel (ATR) auftritt2). Daher haben ältere Patienten, die sich einer Kataraktoperation unterziehen, tendenziell relativ mehr Astigmatismus gegen die Regel.
Ursachen des postoperativen Astigmatismus
Eine genaue Messung des Hornhautastigmatismus ist die Grundlage für die Wahl der geeigneten Korrekturmethode und gute postoperative Ergebnisse.
Keratometrie
Optische Biometer wie Autorefraktokeratometer, IOL Master 700 (Zeiss) und Lenstar werden standardmäßig verwendet. Sie messen die Menge und Achse des Hornhautastigmatismus und werden für die IOL-Stärkenberechnung verwendet.
Sie erstellt eine zweidimensionale Formkarte der Hornhautvorderfläche. Sie dient der Verifikation der vom Biometer erhaltenen Hornhautastigmatismusdaten und der Unterscheidung zwischen regulärem und irregulärem Astigmatismus. Da die torische IOL nur den regulären Astigmatismus korrigiert, ist diese Untersuchung wichtig, um das Vorliegen eines irregulären Astigmatismus zu bestätigen.
Hornhauttomographie (Scheimpflug-Aufnahme)
Eine dreidimensionale Analyse der Vorder- und Rückseite der Hornhaut ist möglich, wodurch ein tatsächlicher Messwert des hinteren Hornhautastigmatismus (PCA) erhalten wird. Bei Fällen mit hohem PCA (≥0,5 D) wird die Berechnung einer torischen IOL unter Verwendung des gesamten Hornhautastigmatismus (TCA) empfohlen 2).
| Messgerät | Messparameter | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Autorefraktokeratometer | Vorderer Hornhautastigmatismus | Screening |
| Optischer Biometer | Vorderer Hornhautastigmatismus und Achsenlänge | Standardgerät für IOL-Berechnung |
| Scheimpflug-Kamera | Gesamter Hornhautastigmatismus (TCA) | Empfohlen bei hohem PCA |
Achsenmarkierung
Für eine präzise Ausrichtung der torischen IOL ist eine präoperative Markierung unerlässlich.
In Rückenlage rotiert das Auge um einige bis zu zehn Grad (Zyklotorsion). Ohne Markierung im Sitzen wäre die Ausrichtung der torischen IOL während der Operation in Rückenlage ungenau, was zu einem erhöhten Restastigmatismus führt.
Es gibt mehrere Methoden zur Astigmatismuskorrektur während der Kataraktoperation, die Auswahl basiert auf dem präoperativen Astigmatismus, der Art des Astigmatismus, dem Augenstatus, der Erfahrung des Chirurgen und den Kosten.
Prinzip und Indikationen
Der Mechanismus besteht darin, den stärkeren Hornhautmeridian mit dem schwächeren Meridian der IOL auszurichten und so den Hornhautastigmatismus auszugleichen. Die Zylinderstärke auf IOL-Ebene entspricht 1,5 bis 6,0 D, was einer Astigmatismuskorrektur auf Hornhautebene von 0,75 bis 4,75 D ermöglicht.
Eine torische IOL sollte bei regelmäßigem Astigmatismus ≥ 1,0 D in Betracht gezogen werden, und bei > 2,0 D wird dies durch starke Evidenz gestützt (ESCRS-Leitlinie, GRADE ++).
Eine Metaanalyse (13 Studien) zeigte, dass torische IOLs im Vergleich zu nicht-torischen IOLs (mit oder ohne Inzision) die postoperative unkorrigierte Fernvisus (UDVA, logMAR) signifikant verbessern (mittlere Differenz -0,07; 95% KI -0,10 bis -0,04) und das Risiko, 20/25 nicht zu erreichen, verringern. Zudem zeigte eine systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse von 2016, dass torische IOLs im Vergleich zu kornealen Relaxationsinzisionen den Restastigmatismus am stärksten reduzieren 4).
In Japan sind ab 2022 vier torische IOLs verfügbar (ohne multifokale torische): Vivinex Toric, Tecnis® Toric II, AcrySof™ IQ Toric und Clareon™ Toric.
Auswirkung der Achsabweichung auf den Korrektureffekt
Pro Grad Achsenabweichung verringert sich der Korrektureffekt um etwa 3,3 %. Bei 30 Grad Achsenabweichung ist der Korrektureffekt nahezu aufgehoben, und bei größeren Abweichungen kann die postoperative Sehfunktion schlechter sein als bei einer nicht-torischen IOL. Die IOL-Rotation tritt häufig früh auf, zwischen 1 Stunde und dem nächsten Tag nach der Operation; es ist wichtig, dass die Fixierung im Kapselsack am Ende der Operation stabil ist.
Risikofaktoren für Achsenabweichung
Bei Augen mit langer Achsenlänge wird die gleichzeitige Implantation eines Kapselspannrings (CTR) als wirksam zur Verhinderung der IOL-Rotation berichtet.
Kontraindikationen
Irregulärer Astigmatismus (Keratoconus, Hornhautnarben, Hornhautektasie), Zonulainsuffizienz/-ruptur, hinterer Kapselriss, unzureichende Mydriasis, schweres trockenes Auge und Vorgeschichte von vitreoretinaler Chirurgie mit Cerclage oder Glaukomimplantat sind relative Kontraindikationen.
Prinzip und Indikationen
Die limbale Relaxationsinzision (limbal relaxing incision; LRI) ist eine Methode, bei der eine Relaxationsinzision auf dem steilsten Meridian der Hornhaut durchgeführt wird, um die Hornhaut abzuflachen und den Astigmatismus zu korrigieren. Eine Korrektur von bis zu 3,0 D ist möglich, aber die Vorhersagbarkeit ist bis zu 1,5 D am höchsten. Sie hat den Vorteil, dass sie auch bei Kontraindikationen für torische IOLs (hintere Kapselruptur, Zonulainstabilität usw.) eingesetzt werden kann.
Die kontralaterale klare Hornhautinzision (OCCI) ist eine kosteneffiziente Option für Astigmatismus von 0,75 D oder weniger.
Eine systematische Übersichtsarbeit zu LRI und OCCI zeigte, dass der mittlere Korrekturindex 0,77 ± 0,18 (Bereich 0,39–1,0) betrug, mit einer Tendenz zur Unterkorrektur. Der mittlere Korrekturindex in der LRI-Gruppe betrug 0,82 ± 0,13, in der OCCI-Gruppe 0,69 ± 0,22, ohne statistisch signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen (p = 0,17). Der mittlere Hornhautastigmatismus sank von präoperativ 1,86 ± 0,53 D auf postoperativ 1,04 ± 0,48 D, der mittlere refraktive Astigmatismus von 1,96 ± 0,62 D auf 0,98 ± 0,36 D, jeweils signifikant (p < 0,01).
Operationsplanung
Die korrigierende Wirkung wird durch die Position (optische Zone), Länge und Tiefe der Inzision bestimmt. Die Einstellungen werden mit verschiedenen Nomogrammen (z. B. dem LRI-Rechner von Johnson & Johnson) oder spezieller Websoftware festgelegt. Es wird empfohlen, die Inzision in 90 % der Hornhautdicke durchzuführen.
Kontraindikationen
Hornhautektasie, periphere Ausdünnung und schweres trockenes Auge sind zurückhaltende Indikationen.
Prinzip und Merkmale
Dies ist eine Methode zur Durchführung einer bogenförmigen Keratotomie (arcuate keratotomy; AK) mittels Femtosekundenlaser. Das Laserbestrahlungsdesign wird auf der Grundlage der Ergebnisse von Vorderabschnitts-OCT-Messungen erstellt, was eine höhere Inzisionsgenauigkeit und Tiefengleichmäßigkeit im Vergleich zur manuellen Inzision mit dem Diamantmesser bietet.
Eine systematische Übersichtsarbeit berichtet, dass die manuelle bogenförmige Keratotomie und die Femtosekundenlaser-bogenförmige Keratotomie hinsichtlich Sicherheit und Wirksamkeit gleichwertige visuelle und refraktive Ergebnisse liefern und die refraktive Stabilität bei beiden Methoden 3 Monate postoperativ erreicht wird.
Pham et al. (2025) zeigten in einer Kohortenstudie mit 34 Augen und 5-jähriger Nachbeobachtung, dass die gleichzeitige Durchführung einer Femtosekundenlaser-bogenförmigen Keratotomie und einer Kataraktoperation den präoperativen mittleren Hornhautastigmatismus von 1,63 ± 0,886 D auf 0,53 ± 0,628 D 3 Monate postoperativ signifikant reduzierte (p = 0,001) und über die folgenden 5 Jahre stabil blieb (0,55 ± 0,624 D nach 5 Jahren, p > 0,05)3).
In dieser Studie erreichten 67,6 % der Augen 3 Monate postoperativ einen UDVA von 20/25 oder besser, der sich nach 5 Jahren nicht änderte (p>0,05). Der Anteil der Augen mit MRSE innerhalb von ±0,50 D erreichte nach 5 Jahren 91,2 % 3). Der mittlere induzierte Astigmatismus betrug 1,09 ± 0,413 D, der Korrekturindex 0,67 (Unterkorrektur), aber es wurden keine Komplikationen im Zusammenhang mit dem bogenförmigen Schnitt (Dezentrierung, Perforation, Fibrose usw.) dokumentiert 3).
Kostenaspekte
Der Femtosekundenlaser ist in der Anschaffung und Wartung teuer, was die Einrichtungskosten erhöht.
Bei verbleibendem Astigmatismus nach Kataraktoperation ist eine sekundäre Korrektur mit dem Excimerlaser wirksam. LASIK (Laser-in-situ-Keratomileusis) ermöglicht die gleichzeitige Korrektur der sphärischen Stärke und bietet relativ stabile Sehschärfe bereits in der frühen postoperativen Phase. PRK (photorefraktive Keratektomie; PAK: photoastigmatische Keratektomie) wird bei Hornhauttrübungen oder nach radialer Keratotomie (RK) gewählt.
Wavefront-gestütztes LASIK (Laserablation basierend auf der Messung höherer Aberrationen) wird auch bei unregelmäßigem Astigmatismus als nützlich angesehen, der durch Acanthamoeba-Keratitis oder LRI nicht korrigiert werden konnte.
Hinweise: Die Verfügbarkeit von Lasergeräten ist begrenzt, und die verbleibende Hornhautdicke ist ein limitierender Faktor.
Auswahlkriterien für die Behandlung
| Astigmatismusbetrag | Empfohlene Technik |
|---|---|
| ≤0,75 D | OCCI / Inzision auf der steilen Achse |
| 0,75 bis 1,0 D oder mehr | Torische IOL in Betracht ziehen |
| 1,0 bis 2,0 D oder mehr | Torische IOL (moderate Evidenz) |
| Über 2,0 D | Torische IOL (starke Evidenz) |
Bei moderatem Astigmatismus von 1,0 bis 2,0 D zeigen mehrere Studien, dass die torische IOL im Vergleich zu Inzisionsverfahren (LRI, OCCI) weniger Restastigmatismus und eine höhere Vorhersagbarkeit aufweist. Auch die Langzeitstabilität ist bei der torischen IOL besser. Die Wahl sollte jedoch unter Berücksichtigung von Kosten, Kontraindikationen und Erfahrung des Chirurgen getroffen werden.
Bei einer sphärischen Hornhaut ist die Krümmung in allen Meridianen gleich, und das einfallende Licht wird in einem Punkt fokussiert (Emmetropie oder gleichmäßiger sphärischer Brechungsfehler). Bei Astigmatismus unterscheidet sich die Krümmung in den beiden Hauptmeridianen, sodass das einfallende Licht zwei Brennlinien bildet und kein klares Bild entsteht (Sturm’scher Konoid).
Die hintere Hornhaut hat eine negative Brechkraft (negative Brechfläche), und ihr steilster Meridian liegt bei den meisten Augen vertikal (oder nahezu vertikal). Daher wirkt der PCA oft in entgegengesetzter Richtung zum vorderen Hornhautastigmatismus.
Jin et al. (2023) berichteten in einer retrospektiven Studie an 62 Augen mit hohem PCA (≥0,5 D), dass bei der Berechnung der torischen IOL unter Verwendung des TCA in beiden Gruppen (ATR und WTR) eine Überkorrektur auftrat (Korrekturindex: ATR-Gruppe 1,14±0,29, WTR-Gruppe 1,25±0,18)2).
In derselben Studie betrug der mittlere Fehler (ME) in der ATR-Gruppe 0,22±0,52 D (p=0,03) und in der WTR-Gruppe 0,65±0,60 D (p=0,00), beide signifikant in Richtung Überkorrektur verschoben2). Wenn bei WTR-Augen eine Überkorrektur auftritt, kehrt sich die Achse um, was zu einem postoperativen Astigmatismus gegen die Regel (against-the-rule) führt und die Sehfunktion stark beeinträchtigt. Daher wird die TCA-basierte Berechnung der torischen IOL für ATR-Augen empfohlen, erfordert jedoch bei WTR-Augen Vorsicht2).
Fälle mit PCA über 0,5 D machen 9–14 % der Gesamtzahl aus. In dieser Gruppe sinkt die Genauigkeit herkömmlicher Formeln, die nur die vordere Hornhautkrümmung verwenden, daher ist die Verwendung des gemessenen PCA-Werts oder einer Formel, die diesen einbezieht (z. B. Barrett Toric Calculator), wünschenswert.
Bei jungen Menschen tritt häufig Astigmatismus mit der Regel (WTR) auf, der sich mit zunehmendem Alter zu Astigmatismus gegen die Regel (ATR) verschiebt. Dies wird auf die Verhärtung der Linsenperipherie und den Liddruck zurückgeführt, die die Richtung des Hornhautmeridians verändern. Diese Verschiebung ist auch bei der Berechnung der torischen IOL-Stärke und der LRI-Planung zu berücksichtigen.
Bei Fällen mit hohem PCA (≥0,5 D) führt die Berechnung einer torischen IOL allein auf Basis der vorderen Hornhautkrümmung leicht zu einer Überkorrektur. Insbesondere die Überkorrektur bei WTR-Augen führt zu einem postoperativen Astigmatismus gegen die Regel und beeinträchtigt die Sehfunktion erheblich. Es wird empfohlen, ein Gerät wie die Scheimpflug-Kamera zu verwenden, das den hinteren Hornhautastigmatismus messen kann, und eine Formel zu verwenden, die den TCA berücksichtigt2).
Dies ist eine Linse, deren Brechkraft nach der Operation durch UV-Bestrahlung feinjustiert werden kann. Indem der postoperative Restrefraktionsfehler überprüft und dann die Stärke durch Lichtbestrahlung endgültig angepasst wird, wird eine verbesserte Genauigkeit der Astigmatismuskorrektur erwartet1).
Dies ist ein System, das während der Operation den Brechungszustand des aphaken oder pseudophaken Auges in Echtzeit misst und die optimale IOL-Stärke und -Achse vorgibt.
Messungen mit intraoperativer Aberrometrie haben gezeigt, dass 75 % der Augen einen Restastigmatismus von weniger als 0,5 D aufweisen, verglichen mit 53 % bei präoperativen Berechnungsmethoden wie dem Barrett Toric Calculator, was auf eine Überlegenheit hindeutet.
Die Echtzeitkorrektur soll das Risiko einer erneuten Operation verringern, erfordert jedoch spezielle Geräte und zusätzliche Zeit1).
Die Entwicklung personalisierter IOLs basierend auf detaillierter präoperativer Hornhautbildgebung und patientenspezifischem Refraktionsprofil wird vorangetrieben. Darüber hinaus wird ein Ansatz der personalisierten Medizin erforscht, der den genetischen Hintergrund von Refraktionsfehlern aufklärt und einen Behandlungsplan entsprechend den individuellen Augenmerkmalen erstellt1).
Die hochauflösende Beurteilung des vorderen Hornhautsegments mittels Swept-Source-OCT wird voraussichtlich die chirurgische Strategie bei komplexen Fällen weiter präzisieren1).
Mallareddy V, Daigavane S. Innovations and Outcomes in Astigmatism Correction During Cataract Surgery: A Comprehensive Review. Cureus. 2024;16(8):e67828. doi:10.7759/cureus.67828
Jin T, Yu L, Li J, Zhou Y. Refractive outcomes of toric intra-ocular lens implantation in cases of high posterior corneal astigmatism. Indian J Ophthalmol. 2023;71(8):2967-71. doi:10.4103/IJO.IJO_3385_22
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