Das Glaukom ist weltweit die häufigste Ursache für irreversible Sehbehinderung. Ein erhöhter Augeninnendruck (IOD) ist der wichtigste Risikofaktor für das Glaukom, und eine Abflussstörung des Kammerwassers ist die Hauptursache4).
Das Kammerwasser wird vom Ziliarkörper produziert und über den Hauptabflussweg (Trabekelwerk → Schlemm-Kanal → Sammelkanäle → Kammerwasservenen → episklerale Venen) und den Nebenabflussweg (uveoskleraler Abflussweg) abgeleitet. Der Hauptabflussweg trägt zu mehr als 80 % des Gesamtabflusses bei4). Das juxtakanalikuläre Bindegewebe (JCT) und der Schlemm-Kanal sind die Hauptorte des Kammerwasserabflusswiderstands1)4).
Mit dem Aufkommen der MIGS in den letzten Jahren hat das Interesse an der bildgebenden Diagnostik des Kammerwasserabflusstrakts zugenommen. Die präoperative Beurteilung des Abflusstrakts könnte die Identifizierung des optimalen therapeutischen Ziels ermöglichen und zu einer personalisierten Auswahl des chirurgischen Verfahrens beitragen.
UBM-Double-Hump-Zeichen in der Abflusstrakt-Bildgebung
Syril Dorairaj; James C Tsai; Tomas M Grippo. Changing Trends of Imaging in Angle Closure Evaluation. ISRN Ophthalmol. 2012;2012:597124. Figure 3. PMCID: PMC3914273. License: CC BY.
Die Ultraschallbiomikroskopie zeigt das typische Double-Hump-Zeichen bei einer Plateauregenbogenhautkonfiguration. Die anteriore Verlagerung der peripheren Iris und die Position der Ziliarfortsätze werden im Querschnitt dargestellt.
Die Gonioskopie ist der Goldstandard für die Beurteilung des Kammerwinkels2). Ergänzende bildgebende Diagnoseverfahren sind die Ultraschallbiomikroskopie, die AS-OCT und die Winkelfotografie.
Ultraschallbiomikroskopie (UBM)
Prinzip: B-Mode-Ultraschall unter Verwendung von hochfrequentem Ultraschall mit 50–100 MHz zur Gewinnung tomografischer Bilder des vorderen Augenabschnitts3). Es handelt sich um eine Kontaktuntersuchung, die eine topische Anästhesie erfordert.
Vorteile: Verwendet kein Licht, daher Aufnahme des Kammerwinkels im Dunkelraum mit erweiterter Pupille möglich. Darstellung der Irisrückfläche und des Ziliarkörpers, nützlich für die Diagnose von Plateau-Iris und Ziliarkörpertumoren3)
Grenzen: Kontaktverfahren, erfordert Erfahrung des Untersuchers. Auflösung geringer als AS-OCT. Beleuchtungsbedingungen und Akkommodation beeinflussen die Bildqualität
Vorderabschnitts-OCT (AS-OCT)
Prinzip: Nutzt Niedrigkohärenz-Interferometrie zur hochauflösenden Tomographie der Vorderabschnittsstrukturen3). Kontaktlos, nicht-invasiv, kurze Aufnahmezeit
Vorteile: Hervorragende Auflösung und Quantifizierung, gleichzeitiger Scan aller vier Quadranten. Mit SS-OCT 360°-Beurteilung und Quantifizierung des Kammerwinkelverschlussbereichs möglich
Quantitative Parameter: AOD, Trabekel-Iris-Raumfläche (TISA), Iris-Trabekel-Kontakt (ITC)-Index. Eine Abnahme der AOD750 um 0,1 mm erhöht die Odds für einen Kammerwinkelverschluss um das 3,27-fache
Grenzen: Beurteilung von Pigment und Neovaskularisation nicht möglich3). Differenzierung eines organischen Kammerwinkelverschlusses schwierig. Identifikation des Skleralsporns in 15–28 % nicht möglich
AS-OCT erkennt tendenziell mehr Kammerwinkelverschlüsse als die Gonioskopie2). In einer Studie von Nolan et al. an 342 Augen wurden mittels AS-OCT 66,7 % und mittels Gonioskopie 44,4 % als verschlossen diagnostiziert. Dies liegt daran, dass AS-OCT Infrarotlicht verwendet und nicht durch unbeabsichtigte Kompression während der Gonioskopie beeinflusst wird, die den Winkel öffnet. AS-OCT ersetzt jedoch nicht die Gonioskopie, sondern sollte ergänzend eingesetzt werden2).
Das EyeCam (Clarity Medical Systems) ist ein kontaktbasiertes Handgerät, das bei über 98 % der Patienten klare Winkelbilder liefert. Die Übereinstimmung mit der Gonioskopie ist gut (κ = 0,72–0,76), aber die Erkennungsrate für Winkelverschluss ist mit EyeCam (27 %) höher als mit Gonioskopie (13,8 %). Ein Nachteil ist, dass keine Indentation durchgeführt werden kann.
Das NGS-1 automatische Gonioskop liefert ein 360-Grad-Gesamtbild des Winkels. Es macht multifokale hochauflösende Fotos, aber bei 22,5 % ist die Bildqualität schlecht und die Sensitivität ist niedriger als bei der Gonioskopie.
QIst AS-OCT oder Ultraschallbiomikroskopie besser?
A
Beide sind komplementär und können nicht pauschal verglichen werden. AS-OCT ist kontaktlos, bietet hervorragende Auflösung und Quantifizierung und ist im klinischen Alltag einfach anzuwenden 3). Die Ultraschallbiomikroskopie hingegen kann die Rückseite der Iris und den Ziliarkörper darstellen und ist für die Diagnose von Plateau-Iris und Ziliarkörpertumoren unerlässlich 3). Für die Erkennung eines engen Winkels wurden ähnliche Mittelwerte, Reproduzierbarkeit, Sensitivität und Spezifität berichtet.
Bildgebung des Schlemm-Kanals und der Sammelkanäle
Beurteilung mittels Ultraschall-Biomikroskopie: Bei Augen mit primärem Offenwinkelglaukom sind der meridionale Durchmesser, der koronale Durchmesser und die Trabekeldicke im Vergleich zu normalen Augen signifikant kleiner. Auch beim kindlichen Glaukom ist der SC-Durchmesser bei Glaukomaugen (64,9 μm) signifikant kleiner als bei Nicht-Glaukomaugen (142 μm).
Beurteilung mittels AS-OCT: Die Quantifizierung der Querschnittsfläche (CSA) des SC ist möglich. Die SC-Fläche bei Augen mit primärem Offenwinkelglaukom (11.332 μm²) ist signifikant kleiner als bei normalen Augen (13.991 μm²). Die SC-Fläche korreliert signifikant mit dem Augeninnendruck.
Altersbedingte Veränderungen: Mit zunehmendem Alter nehmen Größe und Nachweisrate des SC signifikant ab. Die Trabekeldicke nimmt mit dem Alter zu.
Geräteunterschiede: Die CSA variiert je nach OCT-Gerät. Die mit SD-OCT gemessene CSA ist größer als die mit SS-OCT gemessene.
SC-Veränderungen durch Behandlung
Augentropfen: 8 Stunden nach Gabe von 0,004 % Travoprost-Augentropfen nimmt die durchschnittliche SC-Fläche um über 90 % zu. Pilocarpin erweitert ebenfalls den SC. Bei der Kombination Timolol-Dorzolamid zeigt sich keine SC-Veränderung.
Nach SLT: SC-Querschnittsfläche und -Volumen nehmen signifikant zu. Es besteht eine signifikante positive Korrelation zwischen der Zunahme der SC-Fläche und der Senkung des Augeninnendrucks. Bei juvenilem Offenwinkelglaukom ist die Identifizierung des SC ein starker Prädiktor für den SLT-Erfolg.
Nach Kanaloplastik: Zunahme der SC-Höhe um +351 % und der Breite um +144 %.
Nach Trabekulektomie: Bei PACG-Augen nehmen SC-Durchmesser und -Fläche signifikant zu. Die SC-Veränderungen korrelieren mit der Senkungsrate des Augeninnendrucks.
Berichte über die In-vivo-Bildgebung von Sammelkanälen (CC) sind selten. Li et al. zeigten mittels Enhanced Depth Imaging OCT, dass die Anzahl der Sammelkanäle nasal (5,5 ± 1,4) signifikant höher ist als temporal (3,3 ± 1,1). Die SC-Querschnittsfläche war in Regionen mit mehr Sammelkanälen signifikant größer (r = 0,6).
QKann die Bildgebung des Schlemm-Kanals klinisch genutzt werden?
A
Es befindet sich noch in der Forschungsphase, aber die Möglichkeiten der klinischen Anwendung erweitern sich. Die SC-Fläche korreliert mit dem Augeninnendruck, und es wurde über morphologische Veränderungen des SC nach Augentropfen oder Operationen berichtet. Insbesondere die Identifizierung des SC vor einer SLT kann ein Prädiktor für den SLT-Erfolg sein, was klinisch bedeutsam ist. Es ist jedoch zu beachten, dass die Identifikationsrate des SC altersabhängig ist (73,8 % bei 15 Jahren und älter vs. 53,6 % bei 7 Jahren und jünger) und dass die CSA zwischen den Geräten variiert.
Bildgebung der intrascleralen und konjunktivalen Gefäße
Die OCT-Angiographie des vorderen Augenabschnitts (AS-OCTA) ermöglicht die Beurteilung der Bindehautgefäße und der tiefen Skleragefäße. In der tiefen Gefäßschicht (entsprechend den episkleralen Venen und Wasseradern) unterscheiden sich Gefäßdichte, Längendichte, Durchmesserindex und fraktale Dimension zwischen den Quadranten.
Die Beobachtung der Wasseradern könnte für die Vorhersage der Wirksamkeit von MIGS nützlich sein. Es wurde berichtet, dass die IOP-Senkungsrate nach iStent-Implantation mit dem Grad des Wasseraderflusses korreliert.
6. Anatomie des Kammerwasserabflusses und Abflusswiderstand
Der Hauptabflussweg folgt dem Pfad: Vorderkammer → Trabekelwerk → Schlemm-Kanal → Sammelkanäle → Wasseradern → episklerale Venen → Körperkreislauf. Das Trabekelwerk wird von der Vorderkammerseite in drei Teile unterteilt: uveales Trabekelwerk, korneosklerales Trabekelwerk und juxtakanalikuläres Bindegewebe (JCT) 1).
Der größte Teil des Kammerwasserabflusswiderstands befindet sich zwischen dem JCT und dem Endothel der Innenwand des Schlemm-Kanals (SCE) 1). Durch mikroskopische Diskontinuitäten der SCE-Basalmembran fließt das Kammerwasser über Riesenvakuolen und Poren in das Lumen des Schlemm-Kanals 1). Der Kammerwasserabfluss ist nicht gleichmäßig; es gibt segmental Bereiche mit hohem und niedrigem Fluss 1). In Glaukomaugen gibt es mehr Bereiche mit niedrigem Fluss 1).
Die extrazelluläre Matrix des JCT in Glaukomaugen zeigt eine etwa 20-fache Steifigkeit im Vergleich zu normalen Augen 1). Der Verlust von Trabekelzellen führt zum Verlust der IOP-Homöostase-Reaktion, und die Wiederauffüllung der Zellen stellt die Reaktion wieder her 1).
Im Nebenabflussweg gelangt das Kammerwasser durch die Interzellularräume des vorderen Ziliarkörpers in das Ziliarstroma, fließt entlang der Uvea nach hinten und tritt durch die Sklera aus dem Auge aus. Die Abflussrate wird auf 0,2–0,4 μL/min geschätzt. Während der Hauptabflussweg druckabhängig ist, ist der Nebenabflussweg druckunabhängig 4).
QWo befindet sich der Kammerwasserabflusswiderstand?
A
Der größte Teil des Kammerwasserabflusswiderstands ist im tiefsten Teil des juxtakanalikulären Bindegewebes (JCT) lokalisiert, d.h. in einer 1–2 μm dicken Region, die aus dem Endothel der Innenwand des Schlemm-Kanals (SCE) und seiner Basalmembran besteht 1). Im uvealen Trabekelwerk und im korneoskleralen Trabekelwerk erfährt das Kammerwasser nahezu keinen Widerstand. In Glaukomaugen ist die Steifigkeit der extrazellulären Matrix in dieser Region etwa 20-fach erhöht, was als ein Faktor für den erhöhten Abflusswiderstand angesehen wird 1).
Ein Deep-Learning-System zur automatischen Erkennung von Winkelblock aus AS-OCT-Bildern wurde entwickelt. Das Modell von Fu et al. berichtete eine Fläche unter der Kurve (AUC) von 0,96, eine Sensitivität von 0,9 und eine Spezifität von 0,92. Eine Anwendung für das Screening von Patienten mit hohem Risiko für Winkelblock wird erwartet.
AS-OCTA ermöglicht die Darstellung von Mikrogefäßen des vorderen Augenabschnitts ohne Kontrastmittel. Durch die Darstellung tiefer Gefäße wird zunehmend die Beurteilung der Wege nach dem Sammelkanal (episklerale Venen, Kammerwasservenen) möglich. Zukünftig wird der Nutzen für die Beurteilung des Abflusstrakts vor MIGS und die Vorhersage des postoperativen Ergebnisses untersucht.
Fortschritte in der OCT-Technologie haben die In-vivo-Messung des Schlemm-Kanals ermöglicht, sodass morphologische Veränderungen des SC nach Medikamenten, Laser oder Operation überwacht werden können. Klinische Anwendungen wie die Vorhersage des SLT-Erfolgs und die Bewertung der Kanaloplastik werden vorangetrieben.
