Darstellung der kornealen Architektur des Femto

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Darstellung der kornealen Architektur des Femtosekundenlaser- und Mikrokeratomflaps mit Optischer
Kohärenztomographie
B. von Jagow, T. Kohnen
Zusammenfassung
Ziel: Mit Optischer Kohärenztomographie wurden an Patienten die Unterschiede in
der Morphologie des LASIK-Flaps nach Femtosekundenlaser-Präparation und nach Mikro­
keratomschnitt dargestellt.
Methoden: Zehn LASIK-Flaps, die durch IntraLase-Femtosekundenlaser (IntraLase
Corp.) erzeugt wurden, und zehn LASIK-Flaps durch einen ZyoptixXP Mikrokeratomschnitt (Bausch & Lomb) wurden eine Woche nach der Operation mit Vorderabschnitt
Optischer Kohärenztomographie dargestellt (Visante, Carl Zeiss Meditec). Die Dicke der
Flaps wurde zentral und über den gesamten Querschnitt mit dieser Methode gemessen.
Ergebnisse: Mit der Femtosekundenlaser-Software wurde eine Flapdicke von 100 µm
und mit der Mikrokeratom-Platte eine Flapdicke von 120 µm angestrebt. Die Morphologie
des Femtosekundenflaps zeigte eine stabile Dicke im gesamten dargestellten Querschnitt.
Die Flapränder mit vertikalen Seitenschnitten sind durch scharfe Winkel charakterisiert.
Die Mikrokeratomschnitte zeigen einen meniskusförmigen Querschnitt. Die Flaps waren
am dünnsten in der Mitte und in der Nähe der Flapaußenkante.
Zusammenfassung: Anders als die Mikrokeratomflaps mit variablen Dicken im Querschnitt,
war die Form der Femtosekundenflaps sehr regelmäßig über den gesamten Querschnitt.
Stichwörter: Femtosekundenlaser, Mikrokeratom, LASIK, Flaparchitektur, Optische
Kohärenztomographie
Summary
Purpose: To assess the different morphologies of LASIK flaps performed by femto­
second laser and microkeratomes.
Setting: Department of Ophthalmology, Johann Wolfgang Goethe-University, Frankfurt
am Main/Germany.
Methods: 10 LASIK flaps created with the IntraLase femtosecond laser (FSL) and 10
with an XP microkeratome were imaged one week after LASIK by anterior segment optical
coherence tomography (Visante, Carl Zeiss Meditec). Direct measurement of the flaps was
performed centrally and over the total cross-section.
Results: The intended flap thickness of the femtosecond laser was 100 µm and the one
of the microkeratome was 120 µm. Flap morphology of the FSL flap was of stable thickness
over the imaged cross-section. Side cuts were sharply angled. The microkeratome cuts had
a meniscus shaped cross-section where flap thickness was smallest in the center and near
the edges.
Conclusions: The FSL-flap morphology is more homonymous over the entire cut, whereas
the microkeratome cut varies more in thickness.
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Refraktive Laserchirurgie
Einleitung
Die Laser-in-situ-Keratomileusis (LASIK) bleibt die populärste Methode zur Korrektur von geringem bis mittlerem myopen Astigmatismus. Sie verdankt ihren Erfolg
der schnellen postoperativen Visusrehabilitation und geringen Schmerzen bei hoher
Präzision und Sicherheit der refraktiven Ergebnisse [9]. Zu Beginn der LASIK-Operation steht die Präpäration eines Hornhautlentikels oder Flaps, die zugleich einen
der kritischen Schritte der Operation darstellt. Der Flap kann entweder mit einem
Mikrokeratom oder mit einem der seit kurzem verfügbaren Femtosekundenlaser
erzeugt werden [3,13]. Während beim Mikrokeratom ein kontinuierlicher mechanischer Schnitt mit einer Klinge eine bestimmte zentrale Flapdicke erzeugt, besteht
die Flappräparation mit dem Femtosekundenlaser aus zwei Schritten, bei denen zunächst das oberflächenparallele Interface und anschließend der Seitenschnitt durch
Photodisruption entsteht. Aufgrund des Prinzips der Flappräparation ist von einer
unterschiedlichen Architektur des Mikrokeratom- und Femtosekundenflaps auszugehen [2,5].
Mit Hilfe der Vorderabschnittsbilder des Visante-OCT-Tomographen haben wir
die unterschiedliche Flapmorphologie beider Verfahren dargestellt und auf ihre
­Genauigkeit und Wiederholbarkeit ausgewertet. Dieses Verfahren bietet eine weitgehend artefaktfreie morphologische Darstellung der Hornhaut mit einer Auflösung
im Mikrometer-Bereich. Es ist durch die Beschleunigung der Optischen Kohärenz­
tomographie der vorderen Augenabschnitte möglich geworden [1,18].
Methoden
20 Augen von zehn Patienten wurden zwischen Mai 2006 und Dezember 2006
komplikationsfrei durch myope LASIK behandelt. Sechs Patientinnen und vier Pa­
tienten im Alter von 31 bis 39 Jahren wurden untersucht. Das präoperative sphärische Äquivalent lag bei 4,6 ± 0,94 dpt. Die Flappräparation erfolgte in zehn Fällen mit dem IntraLase-Femtosekundenlaser (AMO, Santa Ana, CA, USA) mit einer
angestrebten Flapdicke von 100 µm und einem Seitenschnittwinkel von 70°. Der
Femtosekundenlaser arbeitete mit einer Energie von 1,8 mJ und einer Frequenz
von 60 kHz. Der Flapschnitt der anderen zehn Augen erfolgte mit einem ZyoptixXP
­Mikrokeratom (Bausch & Lomb, Rochester, NY, USA) mit einer angestrebten zentralen Flapdicke von 120 µm. Die Excimer-Ablation erfolgte bei allen Augen durch
denselben Excimer-Laser (Bausch & Lomb, Rochester, NY, USA).
Die Darstellung und Vermessung des LASIK-Flaps erfolgte eine Woche postoperativ mit dem Visante Vorderabschnitt OCT (Carl Zeiss Meditec, Jena, Germany). Der
Visante-OCT ist ein high-speed OCT und erstellt ein B-Bild mit der Frequenz von
2 000 Hz in einer axialen Auflösung von 18 µm und einer transversalen Auflösung
von 60 µm. Die optische Kohärenztomographie ist ein kontaktfreies Verfahren, welches in Querschnittsbildern den gesamten Durchmesser der Hornhaut und bei Z.n.
LASIK den LASIK-Flap darstellen kann. Anhand der mit dem OCT aufgenommenen
postoperativen Querschnittsbilder können die morphologischen Unterschiede, wie
z. B. Form der Schnittkanten und der Gesamtquerschnittfläche, der LASIK-Flaps
von Jagow et al.: Darstellung der kornealen Architektur des Femtosekundenlaser- und Mikrokeratomflaps …
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nach Mikrokeratomschnitt und nach Femtosekundenlaser-Präparation verglichen
werden. Die Dicke des Flaps und dessen Durchmesser wurden zentral und über
den gesamten Querschnitt mit dieser Methode gemessen. Die Messungen wurden
an 12 Messpunkten symmetrisch von der Hornhautmitte aus gemessen bei 0,5 mm,
1 mm, 2 mm, 3 mm und im Abstand von 0,5 mm von den Flaprändern sowie auf
Höhe des Flaprandes durchgeführt. Eine zentrale Messung ist aufgrund des Reflektionsartefaktes des OCT-Verfahrens nicht möglich. Mittelwerte wurden mit der
Statistiksoftware BIAS (Ackermann, Frankfurt am Main) berechnet. Aufgrund der
geringen Anzahl der untersuchten Augen war eine vergleichende statistische Auswertung nicht möglich.
Ergebnisse
In der Darstellung des Interface des Flaps nach einer Woche zeigten die meisten IntraLase-behandelten Augen eine stärkere OCT-Reflektion als die Augen,
die mit dem ZyoptixXP-Mikrokeratom behandelt wurden. Die Morphologie des
IntraLase-Femtosekundenflaps zeigte eine stabile Tiefe des oberflächenparallelen
Flapbettschnittes im gesamten dargestellten Querschnitt (Abb. 1a). An den Flaprändern trafen die Seitenschnitte in nahezu rechtem Winkel auf den Flapbettschnitt,
eine Differenzierung bei angestrebten 70° ist aufgrund des kleinen SeitenschnittSchenkels nicht möglich. Die Mikrokeratomschnitte zeigen einen meniskusförmigen
Querschnitt. Die Flapaußenkante läuft mit spitzem Winkel nach peripher aus. Der
Mikrokeratomschnitt läuft aus diesem Grund nicht parallel zur Epitheloberfläche.
Der Mikrokeratomflap ist am dünnsten in der Mitte und nimmt zur Peripherie hin an
Dicke zu bevor er an den Kanten ausläuft (Abb. 1b).
Der Femtosekundenlaser wurde für eine Flapdicke von 100 µm programmiert und
am Mikrokeratom wurde eine Flapdicke von 120 µm angestrebt. Die gemessene
Flapdicke des IntraLase-Femtosekundenflaps beträgt 116
± 9,1 µm mit einer Spannweia
te von 83 µm bis 126 µm bei
einer angestrebten Flapdicke
von 100 µm. Die zentrale
Flapdicke der beiden Messungen bei 0,5 mm parazentb
ral betrug 111,5 ± 15 µm und
114,23 ± 15 µm. Der ZyoptixXP-Mikrokeratom-Schnitt
schuf eine Flapdicke von 147
± 21,4 µm und eine Spannweite von 95 µm bis 225 µm
bei angestrebter Flapdicke
Abb. 1: Dargestellt mit dem Visante-OCT ist ein Mikrokeratomvon 120 µm (Tab. 1). Die
schnitt (a) und ein Femtosekundenflap (b) im horizontalen Durchzentrale Flapdicke der beimesser.
300
Refraktive Laserchirurgie
den Messungen bei 0,5 mm parazentral betrug 131,0 ± 13 µm und 131,0 ± 14 µm.
Die unterschiedliche morphologische Struktur der beiden Flaps wird beim Vergleich
der Mittelwerte der einzelnen Messpunkte deutlich (Abb. 2).
Angestrebte Flapdicke
Gemessene Flapdicke
Spannweite
Mikrokeratom
Zyoptix XP a
120 µm
147 ± 21,4 µm
95 bis 226 µm
Femtosekundenlaser
IntraLase a
100 µm
116 ± 9,1 µm
83 bis 126 µm
Tab. 1: Mittelwerte, Schwankungsbreite der mit dem Visante-OCT gemessenen Flapdicke und die angestrebte
Flapdicke des Mikrokeratoms und des Femtosekundenlasers
200
IntraLase
180
ZyoptixXP
160
140
120
100
80
60
40
20
0
sidecut
”–0,5 3,0 temp 2,0 temp 1,0 temp 0,5 temp 0,5 nasal1,0 nasal2,0 nasal3,0 nasal “–0,5
temp
nasal
sidecut
Abb. 2: Die Mittelwerte der OCT-Messungen der Flapdicke des Mikrokeratoms und des Femtosekundenlasers
sind hier gegenübergestellt. Die gleichmäßige Flapdicke des Femtosekundenlasers und die Meniskusform des
Mikrokeratomflaps sind durch diese Darstellung verdeutlicht dargestellt.
Diskussion
Unsere Untersuchung zur Flapmorphologie mit dem Vorderabschnitts-OCT zeigen grundlegende Unterschiede in der Architektur des Femtosekundenflaps und des
Mikrokeratomflaps. In der Literatur wurden ähnliche Untersuchungen histologisch
am Tiermodell und zuletzt mit der Konfokalmikroskopie durchgeführt [7,12]. Die mit
dem OCT vermessene sehr konstante Schnitttiefe des Femtosekundenflaps über den
gesamten horizontalen Flapdurchmesser (bei superioren Flap) beweist eine hohe
von Jagow et al.: Darstellung der kornealen Architektur des Femtosekundenlaser- und Mikrokeratomflaps …
301
Genauigkeit dieser Flappräparation. Sie ist möglich durch die Photodisruption, die
in zwei Schritten zunächst ein so genanntes Pocket und den Flapbettschnitt oberflächenparallel anlegt und im weiteren Schritt fast senkrecht zum Bett Seitenschnitte
anlegt [2]. Diese gewinkelte Schnittführung ist mit Mikrokeratomen nicht möglich.
Der kontinuierliche Mikrokeratomschnitt hat deshalb die charakteristische Meniskusform, die auch in unseren Betrachtungen und Messungen in vivo am Patienten
mit dem Vorderabschnitts-OCT nachweisbar war. Durch in den letzten Jahren verbesserte Klingenführung und andere Neuerungen kommt es jedoch zu immer geringeren
Schwankungen der Flapdicke und einer immer geringer ausgeprägten Meniskusform.
Über die Verbesserung des XP-Mikrokeratom gegenüber seinen Vorgängermodellen
und über die Steigerung der Genauigkeit der Mikrokeratome ist in den letzten Jahren
ausführlich in der Literatur berichtet worden [14,16]. In Hinblick auf die Flapdickenschwankung erreichen die Mikrokeratome gute Werte für die Wiederholbarkeit, die
sich jedoch auf eine andere Architektur des Flaps beziehen. Insgesamt zeigen beide
Verfahren eine hohe Verlässlichkeit und hohe Genauigkeit [5]. In unserer Untersuchung war insbesondere im zentralen Bereich eine hohe Genauigkeit festzustellen,
sodass an keinem Auge gefährlich dünne Flaps zu finden waren. Beruhend auf den
beschriebenen Unterschieden in der Flaparchitektur wird allgemein angenommen,
dass die Präparation mit dem Femtosekundenlaser zu einer geringeren Anzahl an
durchtrennten stromalen Fibrillen führt. Sarayba et al. konnten eine deutlich glattere
Schnittfläche des 60 kHz IntraLase-Femtosekundenlasers gegenüber dem Moria M2
Mikrokeratom beschreiben [12]. Diese Unterschiede werden auch in der Literatur
im Rahmen von funktionellen Untersuchungen an Patientenaugen mit Femtosekundenlaserflap und Mikrokeratomflap diskutiert. Der Femtosekundenflap induziert
hiernach weniger sphärische und andere HOA als LASIK mit dem Mikrokeratom
[6,10,17]. Dies kann theoretisch sowohl mit der Flaparchitektur und auf der glatteren
Schnittfläche erklärt werden. Sowohl Tan et al. als auch Schallhorn et al. berichten
über bessere Visusergebnisse von wellenfrontgeführter LASIK mit Femtosekundenflap-Präparation. [15]. Hingegen konnte Patel et al. keinen Unterschied in einem
randomisierten intraindividuellen Vergleich zwischen den in der vorliegenden Arbeit
verwendeten Femtosekundenlaser und Mikrokeratom feststellen [11].
Ein anderer Aspekt im Vergleich der beiden Verfahren ist die Induktion von Entzündungsreaktion. Auffällig war bei unseren Untersuchungen, dass das Interface des
Femtosekundenflaps im OCT sowohl am ersten postoperativen Tag als auch nach
einer Woche einen deutlicheren OCT-Reflex hervorrief als der Mikrokeratomschnitt.
Javaloy et al. konnten mit konfokaler Mikroskopie für den 15 kHz Femtosekundenlaser eine gesteigerte Keratozytenreaktion in der Nähe des Interface nachweisen [7].
Die Unterschiede sind jedoch gering und die Qualität des Interface Signals nimmt
nach einer Woche so stark ab, dass bei einigen Augen keine Messung durchgeführt
werden konnte.
Langfristig wird zu zeigen sein, ob die Überlegungen stimmen, die vermuten, dass
der flache Femtosekundenflap einen Vorteil gegenüber dem meniskusförmigen Flap
der Mikrokeratome in der postoperativen Stabilität bietet und einen besseren Schutz
vor Keratektasien darstellt [8].
302
Refraktive Laserchirurgie
Auch in Hinblick auf das post-LASIK auftretende Sicca-Syndrom werden Unterschiede zwischen den beiden Verfahren postuliert. Es wird festgestellt, dass der
oberflächenparallele Femtosekundenflap zu weniger durchtrennten Nervenfasern
und damit zu geringeren Sicca-Beschwerden führt, wie es frühere Studien zur Flapdicke und zum Abtrag gezeigt haben [4]. Nicht nur aufgrund dieser Überlegungen
ist damit zu rechnen, dass ultradünne Flaps (Sub-Bowman-Flaps) von 75 – 90 µm
in der Zukunft zum Standard bei LASIK-Behandlungen avancieren werden. Auch
wenn moderne Mikrokeratome solche Flapdicken mit hoher Genauigkeit erreichen,
werden die Femtosekundenlaser wegen ihrer gleichmäßigen oberflächenparallelen
Schnittführung und der freien Wahl der Schnitttiefe im Zuge dieser Entwicklung
wahrscheinlich weiteren Zuspruch erlangen.
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