Die intraoperative Aberrometrie (IWA) ist eine Technik, bei der während der Kataraktoperation die Wellenfrontaberration gemessen wird, um die Intraokularlinsen(IOL)-Stärke zu überprüfen/optimieren und torische IOLs auszurichten. Sie dient als zusätzliches Werkzeug zur präoperativen Messung und formelbasierten IOL-Berechnung, das eine Echtzeitbewertung des Refraktionszustands des aphaken und pseudophaken Auges im Operationssaal ermöglicht.
Die IOL-Stärke kann mit intraoperativer Aberrometrie sowohl im aphaken als auch im pseudophaken Zustand überprüft und angepasst werden. Auch für die Achsausrichtung torischer IOLs ist sie nützlich1). Allerdings ist nicht eindeutig, ob die intraoperative Aberrometrie stets die postoperativen Ergebnisse verbessert1).
Bei einer komplikationslosen Routine-Kataraktoperation ist dies nicht zwingend erforderlich. Besonders nützlich ist es bei Augen mit refraktiven Voroperationen oder wenn eine Astigmatismuskorrektur notwendig ist. Eine Kombination mit präoperativen Messungen wird empfohlen.
Die Wellenfront bezeichnet die Ausbreitungsfläche von Lichtstrahlen. In einem idealen Auge konvergiert die Wellenfront präzise auf der Netzhaut, aber durch optische Unregelmäßigkeiten des realen Auges kommt es zu Verzerrungen. Diese Verzerrungen sind Aberrationen.
Aberrationen werden in folgende zwei Kategorien eingeteilt:
Zur Bewertung hochgradiger Aberrationen muss der Pupillendurchmesser festgelegt werden. 4 mm spiegelt die photopische Sehfunktion wider, 6 mm die skotopische. In der Regel nimmt die hochgradige Aberration bei Vergrößerung des Pupillendurchmessers von 4 mm auf 6 mm etwa um das Zweifache zu. Die sphärische Aberration wird häufig mit Halophänomenen und die Koma-Aberration mit Blendung oder Starburst-Phänomenen in Verbindung gebracht.
Die Wellenfrontaberration wird mathematisch durch Zernike-Polynome beschrieben. In einer pyramidenartigen Anordnung befinden sich die wichtigen niedrigeren Aberrationen an der Basis und die höheren Aberrationen an der Spitze. Das Ergebnis wird als quadratischer Mittelwert (RMS) angegeben und stellt die durchschnittliche Abweichung zwischen der tatsächlichen Wellenfront und einer theoretischen ebenen Wellenfront als einzelne Zahl dar.
Die wichtigsten derzeit klinisch verwendeten intraoperativen Aberrometer sind unten aufgeführt.
ORA System
Hersteller: Alcon (ehemals WaveTec)
Messprinzip: Talbot-Moiré-Interferometrie. Aus den von zwei Gittern erzeugten Streifenmustern werden Sphäre, Zylinder und Achse analysiert.
Merkmale: Verwendung einer Superlumineszenzdiode-Lichtquelle. Durch die Integration von AnalyzOR ist ein Vergleich der Daten vor, während und nach der Operation möglich.
Messbereich: -5 bis +20 D
HOLOS IntraOp
Hersteller: Clarity
Messprinzip: Hochgeschwindigkeits-MEMS-Spiegel und Quadrantendetektor. Direkte Messung der Wellenfrontverschiebung.
Merkmale: Hochgeschwindigkeitsmessung mit bis zu 90 Messungen pro Sekunde.
Messbereich: -5 bis +16 D
Das ORA-System wurde 2012 als Nachfolger des ORange eingeführt und verfügt über verbesserte Optik, Schnittstelle und Algorithmen. 2014 übernahm Alcon WaveTec.
Es gibt mehrere Arten von Wellenfrontsensoren, die die Grundlage für intraoperative Geräte bilden.
Frühe Studien mit ORange zeigten einen postoperativen sphärischen Fehler von 0,36 ± 0,30 D, was gut ist. Bei Augen ohne Komplikationen ist jedoch nicht eindeutig belegt, ob die intraoperative Aberrometrie herkömmlichen Berechnungsformeln überlegen ist. Es besteht kein Konsens über den Nutzen der intraoperativen Aberrometrie in der Routine-Kataraktchirurgie.
Augen mit Vorgeschichte einer refraktiven Chirurgie wie LASIK oder PRK stellen besondere Herausforderungen bei der Bestimmung der Intraokularlinsenstärke dar.
Die intraoperative Aberrometrie ist bei Augen mit refraktiven Eingriffen (PRK oder LASIK) nützlich, jedoch ist ihr Nutzen nach radialer Keratotomie gering1).
Bei LASIK-Augen nach Kataraktoperation erreichten weniger als 55 % eine Emmetropie innerhalb von ±0,5 D, was schlechter war als die 70 % der Augen ohne refraktive Chirurgie. Neuere Studien mit ORA berichten über Verbesserungen, mit einem medianen absoluten ORA-Fehler von 0,35 D, 67 % innerhalb von ±0,5 D und 94 % innerhalb von ±1,0 D.
| Berechnungsmethode | Median des absoluten Fehlers |
|---|---|
| ORA | 0,35 D |
| Auswahl des Operateurs | 0,6 D |
| Haigis-L | 0,53 D |
| Shammas | 0,51 D |
Torische Intraokularlinsen erfordern eine hohe Präzision bei der Ausrichtung, da bereits eine Abweichung von 10 Grad ein Drittel des Astigmatismuskorrektureffekts verloren gehen lässt.
Die intraoperative Aberrometrie liefert im aphaken Zustand eine genaue Achse und ermöglicht die Überprüfung der Ausrichtung im pseudophaken Zustand. Bei der Platzierung einer torischen Intraokularlinse unter intraoperativer Aberrometrie-Führung ist die Wahrscheinlichkeit eines postoperativen mittleren Restrefraktionsastigmatismus von weniger als 0,5 D um das 2,4-fache erhöht.
In einer Studie zur intraoperativen Aberrometrie-gestützten Platzierung torischer Intraokularlinsen nach refraktiver Chirurgie betrug der mittlere Vorhersagefehler des ORA 0,43 und übertraf damit den des IOLMaster (0,77) und des ASCRS-Rechners (0,61). Bei Verwendung des ORA lagen 80% der Augen innerhalb von ±0,75 D der sphärischen Äquivalenz, während dies bei alleiniger präoperativer Messung nur bei 53% der Fall war.
Bei der Führung einer kornealen Limbus-Relaxationsinzision (LRI) mit dem ORange wurde eine 5,7-fache Reduktion des postoperativen mittleren Restrefraktionsastigmatismus berichtet. Dieser Trend war jedoch statistisch nicht signifikant.
Pro 10 Grad Achsabweichung geht etwa ein Drittel der Astigmatismuskorrektur verloren. Da eine genaue Achsausrichtung direkt mit der postoperativen Sehfunktion zusammenhängt, ist die Echtzeitüberprüfung durch intraoperative Aberrometrie nützlich.
Die Messwerte der intraoperativen Aberrometrie unterliegen mehreren Einflussfaktoren. Um die Genauigkeit zu maximieren, müssen diese Faktoren kontrolliert werden.
Es gibt einen signifikanten Unterschied im Astigmatismuswert unmittelbar nach der Operation und eine Woche postoperativ. Ursachen sind Veränderungen der Inzision, Hydratation des Hornhautstromas und Schwankungen des Augeninnendrucks. Die intraoperativen Messwerte sind lediglich Referenzwerte, und es kann zu geringfügigen Abweichungen vom endgültigen Refraktionswert kommen.
Die Messung der Hornhaut-Aberrometrie ist für die Auswahl der Intraokularlinse nützlich und kann bei der Indikationsstellung für hochfunktionelle Linsen wie multifokale Intraokularlinsen hilfreich sein1).
Mit zunehmendem Alter verändert sich die sphärische Aberration der Linse in eine positive Richtung, und zusammen mit der positiven sphärischen Aberration der Hornhaut nimmt die Kontrastempfindlichkeit ab. Asphärische Intraokularlinsen korrigieren diese sphärische Aberration und verbessern die Kontrastempfindlichkeit und Sehfunktion bei Dämmerung und Dunkelheit1).
Bei der Bewertung der Wellenfrontaberration von Augen mit multifokalen Intraokularlinsen ist Vorsicht geboten. Bei refraktiven multifokalen Intraokularlinsen ändert sich die Brechkraft innerhalb der Pupille abrupt, sodass die Werte für höhere Aberrationen groß werden. Bei diffraktiven Linsen wird aufgrund der verringerten Beugungseffizienz von Nahinfrarotlicht nur das Ergebnis des Fernfokusanteils angezeigt.
Bei neueren Geräten wie dem HOLOS IntraOp ermöglicht die MEMS-Spiegeltechnologie Hochgeschwindigkeitsmessungen von bis zu 90 Mal pro Sekunde. Die verbesserte Messgeschwindigkeit wird voraussichtlich zur Effizienzsteigerung des intraoperativen Arbeitsablaufs beitragen.
Beim ORA wurde die AnalyzOR-Plattform integriert, die einen integrierten Vergleich und eine Analyse von präoperativen, intraoperativen und postoperativen Daten ermöglicht. Durch die kontinuierliche Verbesserung der Algorithmen auf Basis der gesammelten Daten wird eine Steigerung der Vorhersagegenauigkeit erwartet.
Der zusätzliche Nutzen der intraoperativen Aberrometrie bei komplikationslosen Routine-Kataraktoperationen ist weiterhin nicht konsensfähig. Die Überprüfung des Nutzens durch groß angelegte prospektive Studien bleibt eine zukünftige Aufgabe.
Sie wird bereits häufig bei Augen mit refraktiv-chirurgischen Eingriffen in der Vorgeschichte oder bei Verwendung von torischen Intraokularlinsen eingesetzt. Der Nutzen bei der Standard-Kataraktchirurgie ist noch nicht etabliert und erfordert weitere Evidenz.
