Biometrie ist der Oberbegriff für Messmethoden, die Mathematik auf die Biologie anwenden. Im ophthalmologischen Bereich bezeichnet sie die präzise Vermessung der Augenabmessungen zur Berechnung der Intraokularlinsen (IOL)-Stärke bei der Kataraktoperation.
Die Brechkraft des Auges wird hauptsächlich durch die Hornhaut, die Linse, die durchsichtigen Medien und die Achslänge (AL) bestimmt. Bei der Kataraktoperation wird die getrübte natürliche Linse entfernt und durch eine Intraokularlinse ersetzt; um postoperativ die Zielrefraktion zu erreichen, muss die IOL-Stärke vorab genau berechnet werden.
Als Harold Ridley 1949 die erste Intraokularlinsenimplantation durchführte, trat beim Patienten ein Refraktionsfehler von etwa 20 D (refraktive Überraschung) auf. In den späten 1960er Jahren wurde dann die IOL-Stärkenschätzung mit der Vergenzformel durchgeführt, was den Ausgangspunkt moderner Berechnungsmethoden darstellte. In den 1970er Jahren etablierte sich die A-Scan-Ultraschallmethode, und seitdem wurden die Berechnungsformeln immer weiter verfeinert.
QWas wird bei der Biometrie gemessen?
A
Gemessen werden Achslänge, Hornhautbrechkraft (K-Wert), Vorderkammertiefe (ACD), Linsendicke (LT) und Hornhautdurchmesser (weißer Limbusdurchmesser: WTW). Aus diesen Parametern wird die effektive Linsenposition (ELP) vorhergesagt und die erforderliche IOL-Stärke berechnet.
Asymmetrisches Fliegenmuster in der Hornhautformanalyse
Lazăr AS, et al. Toric intraocular lens implantation - atypical cases. Rom J Ophthalmol. 2020. Figure 1. PMCID: PMC7739021. License: CC BY.
Sagittalkrümmungskarte der Scheimpflug-Hornhauttopographie des rechten Auges mit schrägem Astigmatismus und asymmetrischem Fliegenmuster. Entspricht der Hornhautformanomalie, die im Abschnitt „2. Hauptsymptome und klinische Befunde“ behandelt wird.
Die Biometrie selbst ist eine Untersuchungsmethode und keine Krankheit. Bei unzureichender Messgenauigkeit kommt es zu einem postoperativen Refraktionsfehler (refraktive Überraschung), und der Patient klagt über folgende Symptome.
Hyperopisierung oder Myopisierung: Der Brechungszustand weicht von der Vorhersage ab und eine Brillenkorrektur ist erforderlich.
Schlechte Sehschärfe: Je größer die Abweichung von der Zielrefraktion, desto geringer ist die unkorrigierte Sehschärfe.
Verschlechterung der Sehqualität bei multifokalen Intraokularlinsen: Der Refraktionsfehler beeinflusst die Patientenzufriedenheit besonders bei multifokalen oder EDF-Intraokularlinsen (erweiterte Tiefe).
Es gibt drei Hauptquellen für postoperative Refraktionsfehler.
Achsenlängenfehler
Größte Fehlerquelle: Die Achsenlänge ist der wichtigste Parameter und verändert die IOL-Stärke um etwa das 2,5- bis 3-fache.
Kompressionfehler: Bei der Kontakt-A-Scan-Methode wird die Achsenlänge durch Hornhautkompression kürzer gemessen.
Überschätzung bei langen Augen: Optische Verfahren wenden einen einheitlichen Brechungsindex auf das gesamte Auge an, was bei Augen mit einer Achsenlänge über 25 mm zu einer Überschätzung führt.
Hornhautbrechkraftfehler
Zweitgrößte Fehlerquelle: Ein Fehler von 1 D im K-Wert spiegelt sich nahezu 1:1 im IOL-Stärkefehler wider.
Problem des Messbereichs : Das Keratometer misst einen Bereich von 3,2 mm Durchmesser, was zu einer Abweichung von der tatsächlichen Brechkraft der zentralen Hornhaut führen kann.
Auge nach refraktiver Chirurgie : Durch Veränderungen des Verhältnisses der vorderen und hinteren Krümmung wird die Hornhautbrechkraft überschätzt.
ELP-Vorhersagefehler
Vorhersagefehler der effektiven Linsenposition : Es ist schwierig, präoperativ genau vorherzusagen, an welcher Position im Kapselsack sich die Intraokularlinse niederlassen wird.
Formelabhängigkeit : Die Vorhersagegenauigkeit der ELP ist der Hauptgrund für die Unterschiede zwischen den Generationen der Berechnungsformeln.
Die ESCRS-Leitlinien betrachten die Genauigkeit der präoperativen Messungen, die Auswahl einer geeigneten Berechnungsformel und die Vorhersage der Position der Intraokularlinse als wichtige Punkte zur Reduzierung von Refraktionsfehlern. Die Messgenauigkeit von Achsenlänge und Hornhautkrümmung hat sich durch Fortschritte in der Biometrie verbessert, aber die Vorhersagegenauigkeit der Position der Intraokularlinse hängt stark von der verwendeten Formel ab1).
Risikofaktoren, die den postoperativen Refraktionsfehler vergrößern, sind im Folgenden aufgeführt.
Kurzes Auge (AL < 22 mm) oder langes Auge (AL ≥ 26 mm) : An den Extremen der Achsenlänge treten tendenziell größere Berechnungsfehler auf. Die normale Achsenlänge beträgt 22–25 mm, die durchschnittliche Vorderkammertiefe eines emmetropen Auges wird mit 3–4 mm angegeben1).
Auge nach refraktiver Chirurgie : Nach LASIK, PRK oder RK verändert sich die Hornhautform, was bei herkömmlichen Berechnungsmethoden zu systematischen Fehlern führt.
Pädiatrisches Auge : Aufgrund der kurzen Achsenlänge und der großen Wachstumsveränderungen führt die direkte Anwendung von Erwachsenenformeln leicht zu Fehlern2).
Reifer Katarakt : Je stärker die Trübung, desto geringer das Signal-Rausch-Verhältnis der optischen Messung, und die Messung kann unmöglich werden.
Makulaläsion : Bei etwa 35 % der epiretinalen Membranen und etwa 20 % der Makulaödeme tritt ein Doppelpeak auf, der eine manuelle Überprüfung der Messwerte erforderlich macht.
Silikonölgefülltes Auge : Aufgrund der unterschiedlichen Schallgeschwindigkeit im Glaskörper ist bei der Ultraschallmethode eine spezielle Korrektur erforderlich.
QWas tun, wenn das optische Biometer nicht messen kann?
A
Bei dichten Katarakten oder Augen mit Fixationsschwierigkeiten kann die optische Messung schwierig sein. In diesem Fall ist eine Ultraschallbiometrie wie der Immersions-A-Scan in Betracht zu ziehen 1). Bei der Kontaktmethode ist auf den Verkürzungsfehler durch Hornhautkompression zu achten.
Die optische Biometrie ist ein berührungsloses Messverfahren, das auf der partiellen Kohärenzinterferometrie (PCI) basiert und seit den ersten Geräten (IOL Master) die Standardmethode darstellt. Im Vergleich zur Kontakt-A-Scan-Ultraschallmethode vermeidet sie leichter eine Verkürzung der Achsenlänge durch Hornhautkompression und ist weniger untersucherabhängig 3). Neue Swept-Source-OCTs können bei noch mehr Kataraktaugen messen als herkömmliche PCI 3).
Das AAO Cataract PPP besagt, dass die optische Biometrie genauer ist als die Standard-A-Scan-Ultraschallmethode, da sie die „refraktive Achsenlänge“ misst, selbst wenn die Makula an einer geneigten Wand eines hinteren Staphyloms liegt. Zudem wird die optische Methode bei Vorhandensein von intraokularem Silikonöl als einfacher anwendbar angesehen 3).
Eine Einschränkung der optischen Biometrie ist die Anwendung eines einheitlichen Brechungsindex auf das gesamte Auge. Bei hochmyopen Augen wird aufgrund des Volumenverhältnisses des Glaskörpergels die wahre Achsenlänge überschätzt, und Standardformeln unterschätzen die IOL-Stärke. Bei Augen mit einer Achsenlänge über 25 mm kann die Wang-Koch-Anpassung angewendet werden (jedoch nicht erforderlich für Formeln der neuen Generation wie Barrett Universal II oder Hill-RBF) 3).
Die A-Scan-Ultraschallmethode verwendet mechanische Wellen und misst die Laufzeit eines Pulses von der Hornhaut zur Netzhaut. Die Schallgeschwindigkeit variiert je nach Medium (etwa 1641 m/s in Linse und Hornhaut, 1532 m/s im Kammerwasser und Glaskörper), mit einem Durchschnitt von 1555 m/s im normalen phaken Auge. Die Kontaktmethode (Applanationsmethode) komprimiert die Hornhaut, was zu einer künstlichen Verkürzung der Achsenlänge führen kann, und die Messgenauigkeit hängt stark vom Können des Untersuchers ab 3). Bei der Immersionsmethode berührt die Sonde die Hornhaut nicht direkt, sodass Kompressionsfehler vermieden werden können, aber die Ausrichtungskontrolle ist schwierig.
Zur Messung der Hornhautbrechkraft werden manuelle Keratometer, automatische Keratometer, computergestützte Videokeratographie, Scheimpflug-Kameras (Pentacam usw.) und Vorderabschnitts-OCT verwendet 3).
Standard-Keratometer basieren auf der Annahme, dass die zentrale Hornhaut perfekt sphärisch ist, und schätzen die hintere Krümmung aus der vorderen Krümmung (festes Verhältnis von Vorder- zu Hinterkrümmung). Diese Annahme gilt nach refraktiver Chirurgie nicht mehr. Bei normalen Augen beträgt der mittlere vordere Hornhautkrümmungsradius 7,5 mm (etwa 44,44 D), der hintere Radius ist im Durchschnitt 1,2 mm kleiner als der vordere.
Die Formeln zur Berechnung der Intraokularlinsenstärke werden in theoretische, Regressions- und gemischte Formeln unterteilt und nach „Generationen“ klassifiziert.
Die derzeit wichtigste Variable ist die Vorhersage der effektiven Linsenposition (ELP). Der Kern der generationsbedingten Weiterentwicklung jeder Formel liegt in der Verbesserung der Genauigkeit der ELP-Vorhersage.
Die Variablen der wichtigsten Formeln sind unten aufgeführt. Neben der Achsenlänge und der Hornhautbrechkraft gibt es Unterschiede in den zusätzlichen Variablen, die von den einzelnen Formeln verwendet werden3).
Formel
Zusätzliche Variablen
Merkmale
Barrett Universal II
ACD, LT, WTW
Theoretische Strahlenverfolgung + datengesteuert
Haigis
ACD
3-Variable multiple Regressionsanalyse
Hill-RBF
ACD·LT·WTW
Mustererkennung durch KI
Hoffer Q
Keine
Optimierung der personalisierten Vorderkammertiefenkonstante
Holladay 1
Keine
ACD-Ableitung mittels Surgeon-Faktor
Holladay 2
ACD·LT·Alter·WTW·Präoperative Refraktion
Aktualisierung von Holladay 1 durch nichtlineare Regression
Kane
ACD·Geschlecht·LT·Hornhautdicke
Theoretische Optik + Regression + KI
SRK/T
Keine
Verschmelzung von theoretischer Optik und Regressionsanalyse
Die SRK-Formel (Sanders, Retzlaff, Kraff) wird heute nicht mehr empfohlen, ist aber nützlich, um die Beziehung zwischen den Variablen zu verstehen (P = A − 0,9K − 2,5AL).
In Japan wird die SRK/T-Formel der dritten Generation häufig verwendet, aber es ist wünschenswert, mehrere Berechnungsergebnisse in Abhängigkeit von der Achsenlänge und der Morphologie des vorderen Augenabschnitts zu vergleichen. Etwa 15 % der Patienten, die eine Kataraktoperation wünschen, haben Augen, bei denen Achsenlänge und Hornhautbrechkraft nicht gut ausbalanciert sind.
Formeln der neuen Generation (Barrett Universal II, Kane, Hill-RBF usw.) kombinieren theoretische Optik, Regression und KI-Methoden und wurden entwickelt, um die Genauigkeit auch bei kurzen und langen Augen zu verbessern, bei denen herkömmliche Formeln große Fehler aufwiesen4).
Wenn man sich nur auf eine einzige Formel der alten Generation verlässt, nehmen die Refraktionsfehler an beiden Enden der Achsenlänge tendenziell zu. Der Vergleich mehrerer Formeln und die Auswahl entsprechend den Fallmerkmalen ist wichtig4, 6).
Differenzierter Einsatz von Formeln nach Achsenlänge
Die Unterschiede im mittleren absoluten Fehler (MAE) zwischen Formeln der neuen Generation sind oft gering6). Allerdings variiert die Genauigkeit je nach Achsenlängenbereich, daher sollte ein differenzierter Einsatz wie folgt in Betracht gezogen werden.
Kurze Augen (≤ 22 mm)
Die Hoffer Q- und Holladay 2-Formeln sind repräsentative Formeln, die für kurze Augen verglichen wurden.
ACD < 2,5 mm : Der ELP-Vorhersagefehler kann groß sein, daher sollten mehrere Formeln verglichen werden6).
Lange Augen (≥ 24,5 mm)
24,5 bis 26,0 mm : Vergleichen Sie die Ergebnisse von Formeln der dritten Generation und der neuen Generation.
≥ 26,0 mm : Bei langen Augen auf systematische Fehler der einzelnen Formeln achten. Erwägen Sie gegebenenfalls die Wang-Koch-Achsenlängenanpassung6).
Formeln der neuen Generation (Olsen, EVO, Kane, Hill-RBF, Barrett II) werden über einen breiten Bereich von Achslängen bewertet6).
Die von Intraokularlinsenherstellern bereitgestellten Linsenkonstanten (A-Konstante) sind lediglich empfohlene Werte, und ihre Übereinstimmung mit der tatsächlich verwendeten Biometriemethode ist nicht garantiert. Eine Optimierung der Konstanten basierend auf den tatsächlichen postoperativen Refraktionsergebnissen des Chirurgen oder die Nutzung von Online-Datenbanken, die Daten mehrerer Chirurgen sammeln (wie ULIB: User Group for Laser Interference Biometry), ist vorteilhaft3).
Bei Verwendung eines optischen Biometers verwenden Sie die optikspezifischen Intraokularlinsenkonstanten. Bei Verwendung des IOLMaster übernehmen Sie Messungen mit einem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) ≥5.
Erwägen Sie die Indikation einer torischen Intraokularlinse, wenn der Hornhautastigmatismus mit dem Keratometer ≥2D bei direktem Astigmatismus und ≥1,5D bei inversem Astigmatismus beträgt. Eine systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse von 2016 zeigte, dass torische Linsen, auch in Kombination mit entspannenden Hornhautschnitten, weniger Restastigmatismus hinterlassen als nicht-torische Linsen3).
Für die Berechnung wird die Verwendung des Online-Rechners des Herstellers oder der in das optische Biometer integrierten Formeln Haigis-T und Barrett Toric empfohlen. Diese können Messwerte direkt importieren, wodurch das Risiko von Eingabefehlern gering ist. Etwa ein Drittel der Kataraktpatienten weist einen präoperativen Hornhautastigmatismus ≥1D auf, daher gibt es viele potenzielle Indikationen für torische Linsen.
Zu den wichtigsten torischen Berechnungsformeln gehören: Barrett Toric (berücksichtigt empirisch den hinteren Hornhautastigmatismus), Kane Toric (kombinierter Algorithmus aus KI, Regression und theoretischer Optik) und EVO 2.0 Toric (integriert theoretischen hinteren Hornhautastigmatismus und ein dickes Linsenmodell). Es wurde berichtet, dass die Kane Toric-Formel im Vergleich zu anderen Formeln einen signifikant niedrigeren mittleren absoluten Vorhersagefehler aufweist.
Auf die Rotation der torischen Linse ist zu achten. Eine Rotation von 1 Grad reduziert den Astigmatismuskorrektureffekt um etwa 3 %, und bei 30 Grad Rotation verschwindet der Korrektureffekt vollständig.
QWarum ist die IOL-Berechnung bei Kataraktoperationen an Augen, die sich einer refraktiven Chirurgie unterzogen haben, schwierig?
A
Refraktive Chirurgie (LASIK, PRK, RK) verändert das Krümmungsverhältnis von Hornhautvorder- und -rückfläche. Das Keratometer schätzt die Rückfläche nur aus der Vorderflächenkrümmung, was die Hornhautbrechkraft nach der Operation überschätzt. Viele IOL-Berechnungsformeln sagen die ELP aus der Achsenlänge und der Hornhautbrechkraft voraus, aber nach refraktiver Chirurgie ändert sich diese Beziehung, was zu Fehlern in den Formeln führt (siehe Umgang mit Augen nach refraktiver Chirurgie).
Die einzige Variable in dieser Gleichung, die präoperativ nicht gemessen werden kann, ist die ELP, und nachfolgende Formeln (Holladay, Hoffer Q, SRK/T, Haigis usw.) zielen alle darauf ab, die Genauigkeit der ELP-Schätzung zu verbessern.
Messprobleme in verschiedenen speziellen Situationen
Aphakes Auge: Die Ultraschallgeschwindigkeit beträgt 1532 m/s, die beiden Linsenpeaks verschwinden und werden durch einen einzelnen Peak ersetzt. Bei Sulcus-fixierten Linsen wird der berechnete ACD-Wert um 0,25 mm reduziert.
Pseudophakes Auge: Die Ultraschallgeschwindigkeit im Kunstlinsenmaterial hängt vom IOL-Material ab (PMMA: Korrekturfaktor +0,45, Silikon: −0,56 oder −0,41, Acryl: +0,30). Für die erneute Messung der Achsenlänge bei pseudophaken Augen wird die optische Methode empfohlen.
Nach hinterer Vitrektomie / silikonölgefülltes Auge: Die beiden häufigsten Silikonöle haben unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten (1050 m/s und 980 m/s). Die optische Messung ist genauer als die Ultraschallmethode, und das intraokulare Silikon wirkt bei der Implantation einer bikonvexen IOL wie eine Minuslinse, sodass die IOL-Stärke um 3–5 D angepasst werden muss.
Nach refraktiver Chirurgie treten hauptsächlich drei Arten von Fehlern auf.
Gerätefehler : Die Messzone des Keratometers (Durchmesser 3,2 mm) spiegelt nicht genau die effektive zentrale Hornhautbrechkraft wider. Je flacher die Hornhaut, desto größer der Fehler.
Brechungsindexfehler : Nach PRK, LASIK, LASEK und RK ändert sich das Verhältnis der vorderen und hinteren Krümmung, was die Hornhautbrechkraft bei einer Korrektur von 7D um etwa 1D überschätzen kann.
Formelfehler : Viele Formeln sagen die ELP aus der Achslänge und der Hornhautbrechkraft voraus, berücksichtigen jedoch nicht, dass die refraktive Chirurgie nur die Hornhautform verändert, ohne die Vorderkammermaße proportional zu ändern.
Methoden zur Bestimmung der wahren Hornhautbrechkraft nach refraktiver Chirurgie
Die Anwendbarkeit jeder Methode nach LVC und RK ist unten dargestellt.
Methode
Nach LVC
Nach RK
Klinische Anamnese-Methode
○
×
CL-Überrefraktionsmethode
○
○
Zentrale Ring-Topographie-Methode
×
○
Klinische Anamnese-Methode: Subtraktion der prä- und postoperativen Refraktionsänderung vom präoperativen K-Wert. Präoperative Daten erforderlich, ungeeignet für RK (da sich die Hornhaut mit der Zeit abflacht).
Kontaktlinsen-Überrefraktionsmethode: Berechnung der Hornhautbrechkraft aus Basiscurven und Stärke der Kontaktlinse sowie der Überrefraktion. Anwendbar nach LVC und RK, aber bei geringer Sehschärfe durch fortgeschrittenen Katarakt verminderte Genauigkeit.
Zentrale Ring-Topographie-Methode (Awwad-Methode): Mittelung der K-Werte im zentralen 3,0-mm-Bereich, nützlich für Augen nach RK.
Topographie-basierte Regressionsformeln (Koch-Wang-Formel, Shammas-Formel): Schätzung der wahren Hornhautbrechkraft aus dem zentralen K-Wert nach LASIK. Ungeeignet für RK.
Direkte Messgeräte für die vordere und hintere Hornhautoberfläche umfassen: Pentacam (rotierende Scheimpflug-Kamera, berechnet TrueNetPower-Karte und Holladay Report äquivalenten K-Wert, Alternative bei fehlenden klinischen Anamnesedaten), Vorderabschnitts-OCT (direkte Messung der Brechkraft der vorderen und hinteren Hornhautoberfläche, kombinierbar mit Raytracing-Software OKULIX), Orbscan (Spaltabtastung + Placido-Scheibe, Vorsicht vor Artefakten bei der Messung der hinteren Oberfläche aufgrund von Hornhauttrübungen) 7).
Spezielle Intraokularlinsen-Berechnungsformeln nach refraktiver Chirurgie
Double-K-Methode: Verwendet den postoperativen K-Wert für die Vergenzberechnung und den präoperativen K-Wert (oder dessen Schätzung) für die ELP-Vorhersage. Double-K-Versionen von SRK/T, Hoffer Q und Holladay II sind verfügbar, geeignet sowohl nach LVC als auch nach RK 7).
Barrett True-K-Formel: Verwendbar mit oder ohne Vorgeschichte. Genauer als viele andere Formeln (Haigis-L, Masket usw.). 2015 für hyperope LASIK und nach RK aktualisiert 6).
Haigis-L-Formel: Standardmäßig im IOLMaster integriert. Keine präoperativen Daten erforderlich, aber nur für LVC geeignet, ungeeignet für RK 6).
Masket-Formel: Korrigiert die mit der Standardformel erhaltene Intraokularlinsenstärke um die durch die refraktive Chirurgie induzierte Refraktionsänderung 7).
Koch-Wang-Nomogramm-Anpassung: Passt die mit SRK/T, Hoffer Q und Holladay 1 berechnete Intraokularlinsenstärke basierend auf separaten Nomogrammen für Myopie- und Hyperopie-Korrektur an 7).
ASCRS Post-LVC-Rechner: Berechnet gleichzeitig die Ergebnisse mehrerer spezieller Formeln und gibt Mittelwert, Median, Maximum und Minimum aus. Die Eingabefelder können je nach Verfügbarkeit präoperativer Daten ausgewählt werden, in der klinischen Praxis weitgehend empfohlen 6)7).
Raytracing-Methode: Verbesserung der Genauigkeit durch Verwendung der K-Werte der Hornhautvorder- und -rückfläche aus der Vorderabschnitts-OCT7).
Auch mit Methoden, die nicht auf früheren Daten basieren, erreichen 30–68 % der Fälle das angestrebte sphärische Äquivalent innerhalb von ±0,5 D, sodass Methoden, die frühere Daten erfordern, nicht mehr der Goldstandard sind6). Die Kombination mehrerer Methoden bietet die höchste Genauigkeit, mit einer MedAE von 0,31–0,35 D und einem Anteil von 66–68 % innerhalb von ±0,5 D7).
Die Vorhersagegenauigkeit nach den einzelnen Operationsverfahren ist wie folgt7):
Für Augen nach radialer Keratotomie (RK) ist der ASCRS-Post-RK-Intraokularlinsenrechner hilfreich. Die klinische Anamnese-Methode ist bei RK oft ungenau, da eine schrittweise zentrale Hornhautabflachung (hyperoper Drift) auftritt3). Bei Augen nach RK sind zusätzlich folgende Punkte zu beachten7):
Die Methode mit IOLMaster-K-Wert + Haigis-Formel und Zielrefraktion von −1,00 D zeigte eine Genauigkeit von 73 % innerhalb ±0,50 D und 88 % innerhalb ±1,00 D.
Eine leicht myope Zielrefraktion (−0,5 bis −1,5 D) wird empfohlen.
Während der Kataraktoperation ist darauf zu achten, die RK-Inzisionen nicht zu beeinträchtigen. Die Inzisionen sollten so platziert werden, dass sie die RK-Narben nicht kreuzen, und bei Augen mit vielen Inzisionen (mehr als 8) wird einem skleralen Tunnelzugang der Vorzug gegeben. Eine Kreuzung mit den RK-Inzisionen kann zu Wunddehiszenz und einer Zunahme des irregulären Astigmatismus führen.
Eine vorübergehende Abflachung durch postoperatives Hornhautödem kann mehrere Monate anhalten. Ein frühzeitiger Austausch der Intraokularlinse sollte vermieden werden; eine zusätzliche Korrektur sollte erst nach Stabilisierung der Refraktion in Betracht gezogen werden.
Bei Augen nach RK bestehen tageszeitliche Schwankungen (morgens Hyperopie, abends Myopie) fort, daher ist es wünschenswert, zu verschiedenen Tageszeiten mehrere Refraktionsmessungen durchzuführen.
Zeng et al. (2022) berichteten über 2 Patienten, die nach RK eine PRK oder LASIK erhielten 5). Bei einem Fall mit erhöhtem Verhältnis der vorderen/hinteren Hornhautkrümmungsradien (B/F-Verhältnis) (Fall 1, RK+PRK) war Barrett True-K (no history, post-RK) am genauesten (Differenz zur tatsächlich verwendeten IOL innerhalb von 1 D). Bei einem Fall mit verringertem B/F-Verhältnis (Fall 2, RK+LASIK) waren Shammas, Haigis-L und Barrett True-K (no history, post-LASIK/PRK) genau.
Aus diesen Erkenntnissen schlussfolgerten Zeng et al., dass das B/F-Verhältnis (bei normalen Augen etwa 84%) ein wichtiger Indikator für die Wahl der IOL-Berechnungsformel bei Augen nach mehrfacher refraktiver Chirurgie sein könnte 5).
Besonderheiten der IOL-Stärkenberechnung bei kindlichen Augen
Bei kindlichen Augen, insbesondere bei Säuglingen, ist die Achsenlänge (AL) kurz, wodurch Fehler verstärkt werden. Zudem ist eine Unterkorrekturstrategie erforderlich, um die myope Verschiebung (myopic shift) durch das Augenwachstum zu berücksichtigen 2).
Kindliche Augen unterscheiden sich in folgenden Punkten grundlegend von Erwachsenenaugen.
Myope Verschiebung durch Augenwachstum: Die Myopie schreitet über mehrere Jahre bis Jahrzehnte nach der Operation fort. Besonders die ersten 1–3 Lebensjahre sind die Phase des schnellsten Wachstums, mit einer berichteten maximalen myopen Verschiebung von 8–17 D 2).
Schwierigkeiten der Biometrie: In jungen Jahren sind Messungen unter Vollnarkose erforderlich, und aufgrund von Fixationsschwierigkeiten und den Effekten der Narkotika können leicht Fehler auftreten.
Abwägung mit dem Amblyopierisiko: Bei der IOL-Berechnung bei Kindern muss eine Zielrefraktion festgelegt werden, die sowohl die Amblyopieprävention als auch die zukünftige Refraktion berücksichtigt.
Ein systematischer Review von Rathod et al. (2025) ergab Folgendes zur IOL-Berechnung bei Kindern 2).
Bei der Zusammenführung mehrerer Studien zur IOL-Berechnungsgenauigkeit zeigten neuere Formeln (Barrett Universal II, Kane) eine höhere Genauigkeit als ältere Formeln (SRK/T usw.), insbesondere bei Kindern über 2 Jahren und mit AL > 21 mm. Andererseits gibt es viele Berichte, dass Holladay 2, SRK/T und Hoffer Q bei Augen mit AL < 22 mm nützlich sind, und es besteht kein Konsens 2).
Die Messung von AL und K ist der einflussreichste Parameter bei Kindern. Die Kontakt-A-Scan-Methode misst die Achsenlänge aufgrund der Hornhautkompression im Durchschnitt 0,24–0,32 mm kürzer; daher wird, wenn möglich, die Immersions-A-Scan-Methode empfohlen 2). Bei Augen mit einem WTW-Durchmesser unter 9 mm wird von einer Intraokularlinsenimplantation aufgrund des Risikos von hinteren Synechien und sekundärem Glaukom abgeraten 2).
Typische vorgeschlagene Werte für die Unterkorrektur bei Kindern sind unten aufgeführt (Protokoll nach Khokhar et al.):
Unter 6 Monaten: 20% Unterkorrektur der berechneten Stärke
Im Alter von 1 Jahr: 10% Unterkorrektur
Im Alter von 2 Jahren: 5% Unterkorrektur
Im Alter von 5 Jahren: 2% Unterkorrektur
Dies dient der Antizipation der myopen Verschiebung durch das Augenwachstum, mit dem Ziel, im Erwachsenenalter eine Emmetropie zu erreichen 2).
In einer randomisierten Studie von Trivedi et al. zur Messung der Achsenlänge bei Kindern waren die Kontaktmessungen im Durchschnitt 0,24–0,32 mm kürzer als die Immersionsmessungen. Aufgrund der geringeren Hornhaut- und Sklerasteifigkeit bei Kindern sind Kompressionsfehler häufig, daher wird die Immersionsmethode empfohlen 2).
QWas ist die beste Intraokularlinsen-Berechnungsformel für die Kataraktchirurgie bei Kindern?
A
Derzeit gibt es keinen Konsens. Bei Kindern über 2 Jahren mit AL > 21 mm gelten die Barrett Universal II- und Kane-Formeln als genau, während für kurze Augen (AL < 22 mm) häufig Holladay 2, SRK/T und Hoffer Q als nützlich berichtet werden 2). Da die myope Verschiebung individuell stark variiert, ist die Kombination einer Unterkorrekturstrategie mit langfristiger Nachsorge wichtig.
7. Aktuelle Forschung und Zukunftsaussichten (Forschungsstadium)
Die Hill-RBF-Methode (Mustererkennung durch künstliche Intelligenz) ist ein Algorithmus, der die Stärke der Intraokularlinse aus gemessenen Daten schätzt, ohne von anatomischen Parametern abhängig zu sein. In einer Studie von Rastogi et al. (99 Augen, Kinder im Alter von 4–18 Jahren) zeigte die Hill-RBF-Methode eine vergleichbare Vorhersagegenauigkeit wie die Formeln Barrett Universal II, SRK/T, Holladay 1 und Hoffer Q und gilt als vielversprechende Option in der pädiatrischen Ophthalmologie2).
Zukünftige KI-basierte Formeln sollen durch Nutzung normaler Biometriedaten jeder Population auch bei speziellen Augen, einschließlich Kindern, eine höhere Genauigkeit als aktuelle Formeln erreichen2).
Suzuki et al. (2025) evaluierten retrospektiv die Genauigkeit einer KI-gesteuerten Intraokularlinsenformel an 80 Augen mit extremer axialer Myopie (Achsenlänge ≥ 30,0 mm)8). Die Formeln Kane und Hill-RBF zeigten einen signifikant niedrigeren mittleren absoluten Fehler (MAE) im Vergleich zur herkömmlichen SRK/T-Formel. Der Anteil innerhalb von ±0,5 D betrug SRK/T 26,3 %, Barrett Universal II 45,0 %, Hill-RBF 55,0 % und Kane 65,0 %, was die Überlegenheit der KI-gesteuerten Formeln zeigt. In der Untergruppe mit Achsenlänge ≥ 32 mm war der MAE von Hill-RBF mit 0,49 D und der von Kane mit 0,44 D am besten8).
2021 veröffentlichte KI-Formel, die maschinelles Lernen zur Vorhersage des hinteren Hornhautkrümmungsradius und der theoretischen Linsenposition verwendet. Charakteristisch ist, dass kein erneutes Training für neue Intraokularlinsenmodelle erforderlich ist, und sie ist auch für torische Intraokularlinsen und nach refraktiver Chirurgie anwendbar. Die Evidenzakkumulation bleibt abzuwarten.
Es handelt sich um eine Formel mit vollständig offengelegtem Algorithmus, die eine geräteunabhängige torische Berechnungsfunktion integriert6). Sie nimmt in Bezug auf algorithmische Transparenz eine einzigartige Stellung ein.
Raytracing basierend auf OCT-Daten (Anterion-OKULIX) zeigte bei Augen nach myoper LVC einen signifikant niedrigeren arithmetischen Vorhersagefehler (−0,13 D vs. −0,32 D) im Vergleich zur Barrett True K no-history-Formel7). Die Raytracing-Methode nutzt direkt die Formdaten der gesamten Hornhautoberfläche, sodass ein theoretischer Vorteil für die Anwendung bei Augen nach refraktiver Chirurgie erwartet wird.
Im Gegensatz zur herkömmlichen Methode, die einen einheitlichen Brechungsindex für das gesamte Auge verwendet, wird die „segmentale Achslängenmessung“ untersucht, bei der für jedes Segment (Kammerwasser, Linse, Glaskörper) individuelle Brechungsindizes angewendet werden. Es wird berichtet, dass die Messung bei kurzen Augen bis zu 0,29 mm größer und bei langen Augen 0,50 mm kleiner ausfällt, und in den Untergruppen langer und kurzer Augen wurde eine signifikante Verbesserung des MAE (mittlerer absoluter Fehler) bei vielen Formeln außer Haigis berichtet. Derzeit implementiert der ARGOS (Suntech) die segmentale Methode.
Ein „Piggyback-Intraokularlinsen“-Ansatz wurde vorgeschlagen, bei dem eine Linse dauerhaft im Kapselsack und die andere vorübergehend im Sulcus ciliaris platziert wird. Die temporäre Linse kann entfernt werden, wenn der Patient erwachsen wird, was eine Anpassung der postoperativen Refraktion ermöglicht 2). Für die praktische Umsetzung sind weitere Langzeitdaten erforderlich.
Es wurde berichtet, dass die intraoperative Wellenfrontmessung mit dem Optiwave-Refraktionsanalysator bei der Erwachsenenkataraktchirurgie postoperative Ergebnisse liefert, die mit der konventionellen Biometrie vergleichbar sind. Die Anwendbarkeit bei Kindern ist derzeit unklar, und weitere Forschung ist erforderlich 2).
Rathod A, Khokhar S, Rani D. Pediatric intraocular lens power calculation: Factors and considerations. Indian J Ophthalmol. 2025;73:312-319.
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Zeng Z, Ye X, Chen Q, Jia C, Zhang G. Intraocular lens power calculation after two different successive corneal refractive surgeries. Am J Ophthalmol Case Rep. 2022;26:101547.
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