Ultraweitwinkel-Funduskamera (Optos und ähnliche)

Die Ultraweitwinkel-Funduskamera (UWFC) ist ein Bildgebungsgerät, das in einer Aufnahme Fundusbilder von über 200° erfassen kann
Sie kann periphere Netzhautläsionen erkennen, die mit einer Standard-Funduskamera (45°) schwer aufzunehmen sind
Typische Geräte sind Optomap von Optos (SLO-Verfahren, über 200°), AFC-330 von Nidek (Weitfeld-CCD-Verfahren, 100–130°) und RetCam (für Kinder, 130°)
Besonders nützlich ist sie bei der Beurteilung peripherer Nicht-Perfusionsareale (NPA) bei diabetischer Retinopathie und beim Screening auf ROP (Frühgeborenenretinopathie) ¹⁾
Optomap kann ohne Pupillenerweiterung aufgenommen werden, aber mit Erweiterung erhält man bessere Bilder
Man sollte verstehen, dass periphere Bilder Verzerrungen (Aberrationen) und Auflösungsgrenzen haben, und sie entsprechend nutzen
In Kombination mit Weitfeld-FA, Weitfeld-OCT und KI-gestützter automatischer Analyse nimmt die klinische Anwendung zu²⁾

1. Was ist eine Weitfeld-Funduskamera?

Ultraweitwinkel-Fundusaufnahme des linken Auges mit mehr als 200° mit Optomap

Judgesurreal777 / Overand. Lefteyeoptomap-brightened. Wikimedia Commons. Source: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lefteyeoptomap-brightened.jpg. License: CC BY-SA 3.0.

Diese Ultraweitwinkel-Fundusaufnahme des linken Auges wurde mit Optomap von Optos aufgenommen und erfasst in einem Bild mehr als 200° – vom Sehnervenkopf und der Makula bis zur peripheren Netzhaut jenseits des Äquators. Sie entspricht dem Unterschied im Blickfeld zur Standard-Funduskamera (45°), der im Abschnitt „1. Was ist eine Weitfeld-Funduskamera?“ behandelt wird.

Die Ultraweitwinkel-Funduskamera (ultra-widefield fundus camera: UWFC) ist ein Gerät, das die periphere Netzhaut jenseits des Äquators (mehr als 200°) in einer einzigen Aufnahme abbilden kann. Zu den repräsentativen Modellen gehören Optomap von Optos und AFC-330 von Nidek.

Das Sichtfeld einer Standard-Funduskamera beträgt 45°, und der Hauptbeobachtungsbereich ist der hintere Pol um Makula und Sehnervenkopf. Mit einer Ultraweitwinkel-Funduskamera lässt sich auch die Peripherie in einem Bild aufnehmen, wodurch sich Netzhautdegeneration in Gitterform, Netzhautrisse, periphere Nichtperfusion (NPA) bei diabetischer Retinopathie und periphere Gefäßproliferation bei Retinopathia praematurorum (ROP) umfassend beurteilen lassen.

In Umgebungen, in denen eine Weitfeld-Funduskamera ohne Mydriasis und ein OCT verfügbar sind, lassen sich Fundusbefunde auch ohne Pupillenerweiterung breit und genau erfassen. Je nach Bedingungen kann dies bei der Erkennung von Netzhautblutungen der Untersuchung mit dem Augenspiegel überlegen sein. Für die Beurteilung der allerperiphersten Netzhautbefunde kann jedoch eine Fundusuntersuchung mit Pupillenerweiterung erforderlich sein.

Ultraweitwinkel-Fundusbildgebungssysteme können die Peripherie in einem Bild erfassen, aber es ist wichtig, sie unter Berücksichtigung ihrer Grenzen bei Verzerrung und Auflösung zu verwenden. Es wurde berichtet, dass der Nachweis peripherer Läsionen bei diabetischer Retinopathie mit einem erhöhten Risiko einer Retinopathieprogression über 4 Jahre verbunden ist¹⁾. Außerdem hat sich gezeigt, dass die Weitfeld-Fluoreszeinangiographie (Weitfeld-FA) die Genauigkeit der Erkennung und Klassifikation der diabetischen Retinopathie im Vergleich zur herkömmlichen 7-Feld-ETDRS-Standardaufnahme verbessert²⁾.

Q Was ist der Unterschied zwischen einer Weitfeld-Funduskamera und einer herkömmlichen Funduskamera?

Gewöhnliche nicht-mydriatische Funduskameras haben ein Sichtfeld von etwa 45° und fotografieren hauptsächlich den hinteren Pol mit Schwerpunkt auf Makula und Bereich um die Papille. Im Gegensatz dazu haben Ultraweitwinkel-Funduskameras (z. B. Optomap) ein Sichtfeld von über 200° und können in einer einzigen Aufnahme Bereiche weit in die Peripherie bis jenseits des Äquators des Augapfels erfassen. Sie helfen dabei, Läsionen zu entdecken, die mit gewöhnlichen Kameras nicht sichtbar sind, etwa periphere Netzhautrisse und -degenerationen oder periphere Nichtdurchblutungsareale bei diabetischer Retinopathie.

2. Einteilung der Bildgebungsverfahren und typische Geräte

Die Ultraweitwinkel-Fundusbildgebung umfasst im Wesentlichen zwei Verfahren; in der klinischen Praxis wird zudem eine Dreiteilung verwendet, die auch das auf Kinder spezialisierte RetCam einschließt.

SLO-Verfahren (Optomap)

Typisches Gerät: Optomap (Optos)

Lichtquelle: Zweifrequenzlaser mit grünem (532 nm) und rotem (633 nm) Licht

Sichtfeld: 200° oder mehr

Pupillenerweiterung: Aufnahme ohne Mydriasis möglich (mit Mydriasis bessere Bildqualität)

Unterstützte Modi: Farbe, FA, FAF, ICG, OCT (Silverstone)

Weitwinkel-CCD-Kameraverfahren

Typisches Gerät: AFC-330 (Nidek) und andere

Lichtquelle: Weißlichtquelle

Blickfeld: etwa 100–130°

Pupillenerweiterung: die Aufnahme erfolgt im Allgemeinen mit erweiterter Pupille

Unterstützte Modi: Farbfundusfotografie; teilweise FA-Unterstützung

Weitwinkelkamera für Kinder (RetCam)

Beispielmodell: RetCam (Natus Medical)

Blickfeld: 130°-Weitwinkelobjektiv

Zielgruppe: Säuglinge und Kinder

Merkmale: Für die Aufnahme wird ein kontaktbasiertes Weitwinkelobjektiv auf die Hornhaut gesetzt. Nachteil sind die hohen Kosten

Hauptindikationen: Screening auf ROP (Frühgeborenenretinopathie) und kindliche Netzhauterkrankungen

Verfahren	Beispielmodell	Blickfeld	Bedarf an Pupillenerweiterung	Hauptindikationen
SLO-Verfahren	Optomap	Mehr als 200°	Nicht erforderlich (empfohlen)	Diabetische Retinopathie, ROP, periphere Netzhautdegeneration, Weitwinkel-FA/FAF
Weitwinkel-CCD-Verfahren	AFC-330	100–130°	Empfohlen	Beobachtung der peripheren Netzhaut, Farbaufnahme
Kontakttyp für Kinder	RetCam	130°	—	ROP und kindliche Netzhauterkrankungen
Standard-Funduskamera (Referenz)	Verschiedene Hersteller	45°	Empfohlen	Allgemeines Screening des hinteren Pols

3. Indikationen und klinische Bedeutung

Aufnahme der peripheren Netzhaut mit einer Ultra-Weitfeld-Funduskamera (dentate process nahe der ora serrata)

Cheung R, Ly A, Katalinic P, et al. Dentate Processes (Or Ora Tooth). Centre for Eye Health, UNSW Sydney. Wikimedia Commons. Source: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dentate_Processes_(Or_Ora_Tooth).jpg. License: CC BY 4.0.

Dreiteiliges Bild, aufgenommen mit einer Ultra-Weitfeld-Funduskamera (UWF), das einen dentate process (Pfeil) nahe der ora serrata in der temporalen peripheren Netzhaut zeigt (Farbe, Rotfrei, Grünfrei). Dies entspricht dem Nachweis peripherer Netzhautläsionen, der im Abschnitt 3. Indikationen und klinische Bedeutung behandelt wird.

Die Ultra-Weitfeld-Funduskamera ist besonders nützlich für die Beurteilung peripherer Läsionen, die mit Standard-Funduskameras schwer zu erfassen sind.

Diabetische Retinopathie

Hauptbeurteilungspunkte: peripheres NPA (Nicht-Perfusionsgebiet) und periphere Neovaskularisation

Klinische Bedeutung: Das Vorliegen peripherer Läsionen ist mit dem Risiko einer Verschlechterung der diabetischen Retinopathie über 4 Jahre verbunden ¹⁾

Vorteil der Weitwinkel-FA: Im Vergleich zur 7-Feld-ETDRS-Methode steigt die Nachweisrate peripherer NPA und von Neovaskularisation²⁾

Anwendung in der Behandlung: wird zur Beurteilung der Indikation für die panretinale Photokoagulation (PRP) und zur präoperativen Beurteilung genutzt⁶⁾

Periphere Netzhauterkrankungen

Wichtigste nachweisbare Läsionen: periphere Netzhautrisse, Gitterdegeneration, Schneckenbahn-Degeneration und periphere Läsionen bei retinalem Gefäßverschluss

Klinische Bedeutung: ermöglicht die frühe Erkennung von Vorläuferläsionen der Netzhautablösung und hilft bei der Beurteilung der Indikation für eine vorbeugende Laserphotokoagulation

In Kombination mit OCT: Mit Weitwinkel-OCT ist eine Schnittbildbeurteilung der Peripherie möglich (z. B. Optos Silverstone)³⁾

Regelmäßige Nachsorge: auch für die Nachsorge peripherer Degeneration nach der Operation nützlich

ROP (Frühgeborenenretinopathie)

Verwendetes Gerät: RetCam (130°-Weitwinkel-Kontaktlinse)

Zweck: Screening und regelmäßige Beurteilung der peripheren Gefäßentwicklung

Durchführung: Aufnahme unter Vollnarkose oder Sedierung (Säuglinge)

Fern-Screening: Die Wirksamkeit des Fern-Screenings mit RetCam-Bildern wurde berichtet⁵⁾

Zu den weiteren Indikationen gehören auch periphere pigmentäre Aderhautveränderungen, die Beurteilung einer peripheren RPE-Degeneration mithilfe der Fundusautofluoreszenz (FAF) sowie die Weitfeldbeurteilung eines retinalen Venenverschlusses.

Q Kann die Untersuchung auch ohne Pupillenerweiterung durchgeführt werden?

Optomap kann auch ohne Pupillenerweiterung aufgenommen werden. Es nutzt die natürliche Pupillenerweiterung in einem dunklen Raum für den Laserscan, daher sind auch keine topischen Betäubungstropfen erforderlich. Mit erweiterter Pupille ist die Bildqualität jedoch besser, und die Beobachtung ist genauer. Insbesondere bei Katarakt oder kleiner Pupille kann eine Aufnahme unter Pupillenerweiterung empfohlen werden. RetCam ist ein Kontaktsystem, daher ist der Umgang mit der Pupillenerweiterung anders.

4. Untersuchungstechnik und Bildgebungsprotokoll

Optomap-Aufnahmeverfahren

Vorbereitung der Umgebung: Den Aufnahmeraum abdunkeln, um die natürliche Pupillenerweiterung zu fördern (wenn nicht erweitert wird)
Positionierung: Der Untersuchte legt das Kinn auf die Kinnstütze und blickt auf das Fixationslicht
Scan starten: Grüne und rote Laser mit zwei Wellenlängen scannen die Netzhaut und erzeugen ein mehr als 200° umfassendes Fundusbild
Zusätzliche periphere Aufnahmen: Durch Blickbewegungen in mehrere Richtungen (oben, unten, temporal und nasal) werden ergänzende Aufnahmen der Peripherie erstellt
Modi hinzufügen: Bei Bedarf weitere Aufnahmen in den Modi FA, FAF und ICG durchführen

Wenn eine Pupillenerweiterung durchgeführt wird (Kombinationstropfen mit 0,5–1 % Tropicamid und Phenylephrin), ist die Pupillenerweiterung 15–30 Minuten nach dem Eintropfen abgeschlossen. Nach der Pupillenerweiterung treten für 4–6 Stunden eine Sehverschlechterung und Lichtempfindlichkeit auf; dies sollte dem Patienten vorher erklärt werden. Bei einem Engwinkelglaukom oder Verdacht darauf sollte auf eine Pupillenerweiterung verzichtet werden.

RetCam-Aufnahmeverfahren

Vorbereitung auf Sedierung oder Vollnarkose: Da es sich um Säuglinge oder Kleinkinder handelt, muss die Aufnahme im ruhigen, bewegungslosen Zustand erfolgen
Vorbereitung der Sonde: Methylcellulose-Gel auf die 130°-Weitwinkel-Linsensonde auftragen
Kontaktaufnahme: Die Sonde an die Hornhaut anlegen und bis in die Peripherie sorgfältig aufnehmen
Dokumentation und Beurteilung: Ausmaß der Gefäßentwicklung und das Vorliegen eines Plus disease bewerten

Protokoll für die Weitwinkel-FA-Aufnahme bei diabetischer Retinopathie

Nach intravenöser Gabe von Fluorescein (Fluorescite 10 % IV 10 mL) wird in der frühen Phase (30 Sekunden bis 2 Minuten) und der späten Phase (10 bis 15 Minuten) eine Weitwinkel-Fluoreszeinangiografie durchgeführt. Untersucht werden Ausmaß und Verteilung der NPA (Nichtperfusionsareal) sowie das Vorliegen von Neovaskularisation, um die Indikation für PRP (panretinale Photokoagulation) zu beurteilen. Die Überlegenheit der Weitwinkel-FA gegenüber der früheren ETDRS-Standardaufnahme mit 7 Feldern wurde berichtet²⁾. Eine Vorgeschichte mit Kontrastmittelallergie muss erfragt und eine Notfallbereitschaft vorbereitet werden.

5. Befunde lesen und Hinweise

Bei der Befundung von Ultraweitwinkel-Fundusbildern sollten neben dem hinteren Pol auch die peripheren Befunde systematisch beurteilt werden. Prüfen Sie die Peripherie nacheinander in den folgenden vier Richtungen: oben, unten, temporal und nasal.

Periphere Netzhautrisse und Gitterdegeneration: Prüfen, ob nahe der Ora serrata atrophische Risse und Gitterdegeneration vorliegen
Periphere NPA (diabetische Retinopathie): Ausmaß und Verteilung des in der Weitwinkel-FA weiß erscheinenden Nichtperfusionsareals beurteilen
Periphere Neovaskularisation: In der späten Phase der FA den Fluorescein-Austritt aus der peripheren Neovaskularisation in der Weitwinkelaufnahme bestätigen
Ausmaß des Gefäßwachstums bei ROP: Auf RetCam-Bildern die Gefäßwachstumslinie in Zone I bis III und das Plus disease beurteilen

Bei der Beurteilung von Ultraweitwinkel-Fundusbildern müssen die folgenden Grenzen verstanden werden:

Periphere Verzerrung (geometrische Verzerrung): Je weiter man in die Peripherie geht, desto mehr wirken Fläche und Form anders als in der Realität. Achten Sie darauf, die Größe der Läsion nicht zu hoch oder zu niedrig einzuschätzen
Verminderte Auflösung: Die Peripherie hat eine geringere Auflösung als der hintere Pol. Achten Sie darauf, kleine Läsionen nicht zu übersehen
Artefakte durch Wimpern und Augenlider: Im oberen und unteren peripheren Bereich können Schatten von Wimpern oder Augenlidern erscheinen. Sie müssen von echten Netzhautläsionen unterschieden werden
Grenzen der äußersten Peripherie: Selbst bei Optomap kann der äußerste periphere Bereich nahe der Ora serrata nicht immer erfasst werden. Verdächtige periphere Läsionen sollten mit einer Untersuchung im erweiterten Pupillenzustand per indirekter Ophthalmoskopie bestätigt werden

Q Worauf ist bei Weitwinkel-Fundusaufnahmen zu achten?

Weitwinkel-Fundusaufnahmen, insbesondere Bilder der Peripherie, haben sowohl Verzerrungen als auch Grenzen der Auflösung. Je weiter man in die Peripherie geht, desto stärker wird das Bild gestreckt, sodass Größe und Form einer Läsion leicht von der Realität abweichen können. Außerdem können an oberen und unteren Rändern Wimpern oder Augenlider sichtbar sein. Wenn ein sehr äußerer Bereich (nahe der Ora serrata) verdächtig erscheint, ist eine detaillierte Untersuchung nach Pupillenerweiterung mit einem Dreispiegelglas oder indirekter Ophthalmoskopie erforderlich.

6. Technische Grundlagen

Prinzip des SLO-Verfahrens (Optomap)

Optomap (Optos) verwendet ein Scanning-Laser-Ophthalmoskop-System (scanning laser ophthalmoscope: SLO). Damit wird nach folgendem Mechanismus ein Ultraweitwinkel-Fundusbild von mehr als 200° erzeugt.

Laser mit zwei Wellenlängen: Es werden zwei Laser verwendet, grün (532 nm) und rot (633 nm). Grünes Licht eignet sich zur Beobachtung der oberflächlichen Netzhaut (Blutgefäße, Blutungen, Nervenfaserschicht), während rotes Licht zur Beobachtung der tieferen Netzhaut (Aderhaut, RPE) geeignet ist
Virtuelle Scanning-Point-Technologie: Indem der Laser von einem virtuellen Brennpunkt im Auge aus gescannt wird, kann auch die Peripherie erfasst werden, während Verzerrungen durch die Krümmung von Hornhaut und Linse korrigiert werden.
Konfokale Optik: Erfasst nur das reflektierte Licht aus einer bestimmten Tiefe und ermöglicht so kontrastreiche Bilder.
Gleichzeitiges Zwei-Wellenlängen-Scanning: Erzeugt Pseudofarbbilder, indem die Signale von 532 nm und 633 nm gleichzeitig erfasst werden (der grüne Kanal wird den roten und grünen Kanälen zugeordnet, der rote Kanal dem blauen Kanal).

Diese Technologie ermöglicht es, in kurzer Zeit (wenige Sekunden) ultraweitwinklige Bilder des Augenhintergrunds von über 200° ohne Pupillenerweiterung aufzunehmen.

Prinzipien der Aufnahmemodi

Ultraweitwinklige Fundusautofluoreszenz (FAF): Ein Laser mit 488 nm oder 532 nm regt Lipofuszin an und ermöglicht so eine umfassende Beurteilung des Stoffwechselzustands des peripheren RPE (retinales Pigmentepithel).
Ultraweitwinklige FA (Fluoreszeinangiographie): Nach intravenöser Injektion von Fluoreszein werden die Netzhautgefäße mit einem Laser fluoreszenzbildlich dargestellt. Nützlich zur Beurteilung der peripheren NPA.
Weitwinkel-OCT (Optos Silverstone): Zusätzlich zu den mit SLO aufgenommenen ultraweitwinkligen Bildern werden OCT-Scans integriert, wodurch eine querschnittliche Beurteilung der Peripherie möglich wird³⁾

7. Neueste Forschung und zukünftige Perspektiven

Querschnittsbewertung der Netzhautperipherie mit Ultraweitwinkel-OCT (Optos Silverstone): Ein Gerät, das SLO-Ultraweitwinkel-Fundusfotografie und OCT integriert, macht es zunehmend möglich, die querschnittliche Struktur der peripheren Netzhaut zu beobachten, die bisher schwer zu beurteilen war. Es wurde berichtet, dass das UWF-OCT von Optos Silverstone Netzhaut-Querschnittsbilder von über 100° in einem einzigen Scan aufnehmen kann³⁾
Automatische Analyse von Ultraweitwinkel-Fundusbildern mithilfe von KI: Ein Deep-Learning-System wurde entwickelt, um proliferative diabetische Retinopathie (nicht behandelte Fälle) auf Ultraweitwinkel-Fundusbildern automatisch zu erkennen. Es wurden eine hohe Sensitivität und Spezifität berichtet, und der künftige Einsatz im Screening wird erwartet⁴⁾
Verbesserte Genauigkeit der Beurteilung peripherer NPA mit Ultraweitwinkel-FA/ICG: Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Ultraweitwinkel-Fluoreszeinangiographie im Vergleich zur standardmäßigen 7-Feld-ETDRS-Fotografie die Erkennung peripherer NPA und von Neovaskularisationen bei diabetischer Retinopathie sowie die Genauigkeit der Schweregradeinteilung verbessert²⁾. Eine quantitative Beurteilung der peripheren NPA dürfte dazu beitragen, den Zeitpunkt therapeutischer Interventionen genauer festzulegen
Anwendung für das telemedizinische Screening von ROP: Klinische Studien haben gezeigt, dass ein Tele-Screening-System mit RetCam die Beurteilung der Frühgeborenenretinopathie in Einrichtungen ohne vor Ort anwesende Augenärztin oder Augenarzt ermöglicht. Die Wirksamkeit telemedizinischer Systeme zur Beurteilung der akuten ROP wurde bestätigt⁵⁾
Mit dem Smartphone verknüpfte Ultraweitwinkel-Fundusfotografie: Auch die Forschung zur Ultraweitwinkel-Fundusfotografie mit Smartphone-Adaptern schreitet voran, und ihre Anwendung für das Screening auf ROP und diabetische Retinopathie in ressourcenarmen Einrichtungen wird untersucht

8. Literatur

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Choudhry N, Golber KA, Ferrara D, et al. Ultra-widefield steering-based spectral-domain optical coherence tomography imaging of the retinal periphery. Ophthalmology. 2020;127(9):1272-1274.
Nagasawa T, Tabuchi H, Masumoto H, et al. Accuracy of ultrawide-field fundus ophthalmoscopy-assisted deep learning for detecting treatment-naïve proliferative diabetic retinopathy. Int Ophthalmol. 2019;39(10):2153-2159.
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