DE10344781A1

DE10344781A1 - Verfahren zur Bestimmung einer Intraokularlinse

Info

Publication number: DE10344781A1
Application number: DE10344781A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Haigis
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2003-09-23
Publication date: 2005-04-14
Also published as: US20080231809A1; WO2005030044A1; EP1662982A1; JP2007505716A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer an die optischen Verhältnisse im Auge des Patienten nach refraktiver Hornhaut-Chirurgie optimal angepassten Intraokularlinse (IOL) und besteht aus den folgenden Schritten: DOLLAR A È Identifizierung der für die jeweilige IOL-Formel benötigten Hornhautbrechwerte DOLLAR A È Messung oder Herleitung der formelspezifischen Hornhautbrechwerte (D12C¶präref¶, D'C¶präref¶) vor dem refraktiven Eingriff DOLLAR A È Messung oder Herleitung der formelspezifischen Hornhautbrechwerte (D12C¶postref¶, D'C¶postref¶) nach dem refraktiven Eingriff DOLLAR A È Einsetzen der formelspezifischen Hornhautbrechwerte (D12C¶präref¶ und D12C¶postref¶ bzw. D'C¶präref¶ und D'C¶postref¶) vor und nach dem refraktiven Eingriff in die jeweilige IOL-Formel (SRK II, SRK/T, HofferQ, Holladay-1, Haigis usw.) DOLLAR A Dazu werden die vorderen und hinteren Hornhautradien R1C¶präref¶, R2C¶präref¶ vor und R1C¶postref¶, R2C¶postref¶ nach dem refraktiven Eingriff bestimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer an die optischen Verhältnisse im Auge des Patienten optimal angepassten Intraokularlinse (IOL).

Es ist bekannt, insbesondere zur Behandlung des grauen Stars (Linsentrübung) die Augenlinse zu entfernen (Kataraktoperation) und durch eine künstliche Linse zu ersetzen. Dazu ist es notwendig, dass diese IOL in ihrer Brechkraft P_IOL an die optischen Verhältnisse angepasst ist um dem Patienten nach dem Eingriff wieder die volle Sehkraft zu geben.

Dabei hängt die Brechkraft P_IOL der Intraokularlinsen zum einen von messtechnisch zu erhebenden Patientendaten ab (Achsenlänge L, Hornhautbrechkraft K, Vorderkammertiefe d, Hornhautradius R), zum anderen von den Eigenschaften der zu implantierenden Intraokularlinse, ausgedrückt in Form von formelspezifischen Linsenkonstanten (z.B. A-Konstante, ACD-Konstante, surgeon factor, pACD, a0, a1, a2 etc.) ab. PIOL = f(L, K, d, R, A-Konstante,...)

Die geometrischen Größen Achsenlänge L, Vorderkammertiefe d und Hornhautradius R werden mit entsprechendem Messgeräten vor der Operation bei dem jeweiligen Patienten gemessen. Ein solches Gerät ist z.B. der IOLMaster der Firma Carl Zeiss Meditec.

Die A-Konstante hängt von der verwendeten IOL ab, ist vom Hersteller der IOL festgelegt und hat im Allgemeinen einen Wert zwischen 118 und 119, die ACD-Konstante beschreibt den nach der Operation angenommenen Wert der Vorderkammertiefe (Anterior Chamber Depth), der surgeon factor beschreibt einen vom Arzt abhängigen Korrekturfaktor, pACD ist eine personalisierte ACD-Konstante, a0, a1 und a2 sind spezielle empirische ermittelte Korrekturfaktoren. Einen Überblick über diese Zusammenhänge liefert u.a. die Literatur [1] Haigis W: Biometrie, in: Jahrbuch der Augenheilkunde 1995, Optik und Refraktion, Kampik A. (Hrsg.), Biermann-Verlag, Zülpich, 123-140, 1995, auf deren kompletten Inhalt hiermit Bezug genommen wird.

Für die konkrete Berechnung der IOL-Parameter wurden verschieden Formeln entwickelt, je nach dem Ergebnis dieser Rechnung wird aus dem Angebot der Hersteller der IOLs eine passende ausgewählt und dem Patienten implantiert.

Amerikanische IOL-Formeln (SRK II, SRK/T, HofferQ, Holladay-1) erwarten die Eingabe der Hornhaut-Brechkraft in Form eines K-Werts. Dabei wird davon ausgegangen, dass dieser aus dem Vorderradius der Hornhaut mit Hilfe eines Keratometer-Index von 1.3375 hergeleitet wird. Dies entspricht bei normalen (unbehandelten) Augen der Eingabe der cornealen Scheitelbrechkraft (D'C).

Zusätzlich wird der K-Wert bzw. ein daraus formelintern abgeleiteter Radienwert zur Berechnung der IOL-Position verwendet.

Eine andere Formel beruht auf den Erkenntnissen des Erfinders (Haigis-Formel). Zum besseren Verständnis der Erfindung wird sie im Folgenden näher erläutert:

D: :IOL-Brechkraft
DC: :Hornhaut-Brechkraft
RC: :Hornhautradius
nC: :(fiktiver) Brechungsindex der Hornhaut nC = 1.3315
ref: :Zielrefraktion
dBC: :Scheitelabstand zwischen Hornhaut und Brille dBC = 12 mm
d: :optische Vorderkammertiefe
L: :Achsenlänge (Ultraschall-Messwert)
n: :Brechungsindex von Kammerwasser und Glaskörper (1.336)

Die optische Vorderkammertiefe d wird regressiv aus präoperativen Ultraschall-Messwerten bestimmt: d = a0 + a1 VKpr + a2 ALpr (2) mit a0 = ACD-Konst – a1 MW(VKpr) – a2 MW(ALpr) (3)

VKpr: :präoperative Vorderkammertiefe (Ultraschall-Meßwert)
ALpr: :(=L) präoperative Achsenlänge (Ultraschall-Meßwert)
MW(..): :Mittelwerte für VKpr (=3.37) mm und ALpr (=23.39) mm
ACD-Konst: :ACD-Konstante des Herstellers

Der Zusammenhang zwischen der ACD-Konstanten und der A-Konstanten A-Konst, die vom Hersteller zur Charakterisierung einer Intraokularlinse angegeben werden, ergibt sich dabei durch: A-Konst = (ACD-Konst + 68.747)/0.62467

Während die Konstante a0 über (3) direkt mit der ACD-Konstanten des Herstellers zusammenhängt, gelten für a1 und a2 folgende Standardwerte: a1 = 0.4, a2 = 0.1 (siehe Literatur [1]). Diese Parameter lassen sich durch Analyse postoperativer Refraktionsdaten optimieren. Dabei wird für jeden Patienten berechnet, mit welchem Wert d sich die tatsächlich erreichte postoperative Refraktion aus (1) ergibt. Die so erhaltenen individuellen optischen Vorderkammertiefen werden nach (2) mit den präoperativen Ultraschall-Meßwerten für Vorderkammer und Achsenlänge korreliert, woraus sich direkt die optimierten Konstanten a0, a1 und a2 ergeben. Diese Fitparameter sind für jede Linse verschieden, so dass sie als unabhängige Konstanten zur Charakterisierung einer gegebenen Intraokularlinse geeignet sind.

Alle diese Formeln sind auf die Verhältnisse beim normalen Auge abgestimmt. Durch das Aufkommen refraktiven Eingriffen in die Hornhaut zur Verbesserung der Sehschärfe (Photoreaktive Keratektomie [PRK], Laser in Situ Keratomileusis [LASIK], usw.) kommt es bei diesen Patienten zu einer Veränderung der Hornhaut-Brechkraft, diese wird dabei in der Regel verringert. Die wesentliche Änderung erfolgt an der vorderen Hornhautfläche, das heisst an der vorderen Flächenbrechkraft. Je nach Eingriff wird aber auch die Hinterfläche beeinträchtigt. Gesamt- wie Scheitelbrechkraft ändern sich durch den Eingriff.

Damit werden zur exakten Berechnung der jeweiligen Brechkräfte nach einem refraktiven Eingriff die wirksamen Vorder- bzw. Hinterradien benötigt.

Diese lassen sich aber mit bekannten Messgeräten in der augenärztlichen Praxis nicht mit hinreichender Genauigkeit bestimmen.

In der Literaturstelle [2] N. Rosa, L. Capasso, A. Romano: A New Method of Calculating Intraocular Lens Power After Photorefractive Keratectomy, Journal of Refractive Surgery Vol 10, November/December 2002, S. 720, auf deren gesamte Offenbarung hiermit Bezug genommen wird, sind diese Probleme ausführlich erläutert, ohne dass jedoch eine befriedigende Lösung angegeben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Berechnung einer optimal angepassten IOL auch bei durch einen refraktiven Eingriff veränderter Hornhautgeometrie anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch aufgeführten Schritte gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß besteht das Verfahren zur IOL-Berechnung nach refraktiver Hornhaut-Chirurgie aus den folgenden Schritten:

• Identifizierung der für die jeweilige IOL-Formel benötigten Homhautbrechwerte
• Messung oder Herleitung der formelspezifischen Hornhautbrechwerte (D12C_präref, D'C_präref) vor dem refraktiven Eingriff
• Messung oder Herleitung der formelspezifischen Hornhautbrechwerte (D12C_postref, D'C_postref) nach dem refraktiven Eingriff
• Einsetzen der formelspezifischen Hornhautbrechwerte (D12C_präref und D12C_postref bzw. D'C_präref und D'C_postref) vor und nach dem refraktiven Eingriff in die jeweilige IOL-Formel

Dazu werden die vorderen und hinteren Hornhautradien R1C_präref , R2C_präref vor und R1C_postref, R2C_postref nach dem refraktiven Eingriff bestimmt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden die geometrischen Bedingungen am Auge anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
1: einen schematischen Querschnitt des Auges
2: einen vergrößerten Ausschnitt der Hornhaut
In 1 zeigt der Augenquerschnitt die Hornhaut 1, Vorderkammer 2, Augenlinse 3, Glaskörper 4 und Retina 5. Dabei weist die Hornhaut 1 eine Vorderradius R1C und einen Hinterradius R2C auf. Der Abstand der Hornhautvorderfläche 6 bis zur Retina 6 wird als Achsenlänge AL bezeichnet. Bei der Kataraktoperation wird die Augenlinse 3 entfernt und durch eine künstliche Intraokularlinse ersetzt.
In 2 ist die Veränderung der geometrischen Verhältnisse durch eine refraktive Operation dargestellt. Von der Hornhautvorderfläche 6 wird mit einem Laser gezielt Material abgetragen bzw. nach Präparieren der Hornhaut aus dem Inneren der Hornhaut, so dass sich im Ergebnis statt des präoperativen Radius R1C_prä ein anderer Radius R1C_post ergibt. Durch die Modifizierung der Dicke der Hornhaut kann es auch zu einer Veränderung des Hornhauthinterradius R2C kommen, diese ist aber im Allgemeinen sehr viel kleiner als die Veränderung des Vorderradius.
Bei der Berechnung der IOL muss neben der Brechkraft der entfernten Augenlinse auch die Brechkraft der Hornhaut eingerechnet werden.
Die IOL-Berechnung verläuft nach folgendem Schema

• R1C_postref, R2C_postref → Brechkräfte D12C_postref, D'C_postref
• R1C_präref, R2C_präref → Brechkräfte D12C_präref, D'C_präref
• Einsetzen in jeweilige IOL-Formel: D12C_präref, D12C_postref bzw. D'C_präref D'C_postref

Für die Bestimmung des Hornhaut-Vorderradius bei unbehandelten Augen hat sich die Keratometrie bewährt, ebenso die Topographie.
Hingegen sind die Messwerte d der üblichen Keratometrie und Topographie bei Augen nach hornhautrefraktiven Eingriffen mit erheblichen Fehlern behaftet, insbesondere bei Augen nach radiärer Keratotomie. Dort werden zu steile Radien bestimmt; auch nach PRK- und LASIK-Behandlungen treten deutliche Fehler auf.
Bei refraktiv behandelten Augen ist der corneale Vorderradius nicht direkt mit hinreichender Genauigkeit messbar ist. Die anderen benötigten Radien werden auf geeignete Weise hergeleitet.
Sind bei einem Patienten keine Daten vor dem refraktiven Eingriff vorhanden, so müssen alle Radien abgeleitet werden.
Bei bekannter Keratometrie vor dem refraktiven Eingriff ist es möglich, den nach dem Eingriff wirksamen Vorderradius aus der „Refractive histon method" herzuleiten, wie in der Literatur [3]: Haigis W: Hornhautbrechkraft und Refraktionsmethode. Klin Monatsbl Augenheilk 220, Suppl 1, 17, 2003, auf deren gesamten Inhalt hier Bezug genommen wird, beschrieben ist.
Bei der Bestimmung der einzelnen benötigten Hornhautradien lassen sich folgende Fälle unterscheiden:
1. Bestimmung von R1C_postref

• Keratometrie vor refraktivem Eingriff bekannt ("LASIK-Pass"): – Herleitung von R1C_postref aus der 'refractive history method'
• keine Daten vor refraktivem Eingriff bekannt: – Messung Von R1C_{postref,scheinbar} – Transformation: R1C_{postreg,scheinbar} ⇒ R1C_postref: R1C_postref = f1(R1C_{postref,scheinbar})

Dabei ist f1 eine gerätespezifische Transformationsfunktion, welche durch Eichung des Messgerätes erhalten werden kann. Üblicherweise handelt es sich um eine Regressionsgerade.
2. Bestimmung von R1C_präref

• Keratometrie vor refraktivem Eingriff bekannt ("LASIK-Pass"): – Herleitung von R1C_prä aus präoperativer Keratometrie. Dabei kann es notwendig sein den sogenannten Keratometer-Index des benutzten Keratometers zu berücksichtigen.
• keine Daten vor refraktivem Eingriff bekannt: – Messung von AL_postref – Transformation: AL_post ⇒ R1C_präref : R1C_präref = f2(AL_postref)

Dabei ist f2 eine Transformationsfunktion welche beispielsweise statistisch bestimmt wurde. Im allgemeinen ist hier eine s-förmige Abhängigkeit des Hornhautradius von der Achsenlänge zu erwarten (R = R(AL)), wie in der Literatur [4] Haigis W: Biometrie, in: Augenärztliche Untersuchungsmethoden, Straub W, Kroll P, Küchle HJ (Hrsg), F. Enke Verlag Stuttgart, 255-304, 1995, auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen wird, gezeigt wird.
Die nach dem refraktiven Eingriff vorliegende Achsenlänge unterscheidet sich nur geringfügig (nämlich um die Ablationstiefe von typisch bis zu etwa 150 um) von der präoperativen Achsenlänge, so dass die Verwendung der aktuellen postoperativen Achsenlänge bei der Herleitung von R1 Cpräref anstelle des präoperativen Werts der Achsenlänge zu vernachlässigbaren Fehlern führt.
3. Bestimmung von R2C_präref

• frühere Messung von R2C_präref (z.B. mit einem Messgerät OrbScan II der Firma Bausch & Lomb)
• falls keine Messung möglich ist: – Bestimmung von R1C_präref – Transformation: R1Cpräref ⇒ R2C_präref: R2C_präref = f3 (R1C_präref)

Dabei ist f3 eine Transformationsfunktion für die z.B. das Gullstrandverhältnis g zu Grunde gelegt werden kann R2C_präref = g·R1C_präref)
4. Bestimmung von R2C_postref

• Messung von R2C_postref (Z.B. mit OrbScan II)
• keine Messung möglich: – Bestimmung von R2C_präref – Transformation: R2C_präref ⇒ R2C_postref: R2C_postref = f4(R2C_präref)

Dabei ist f4 eine Transformationsfunktion die von der Art des refraktiven Eingriffs abhängt, welche wiederum aus der statistischen Auswertung einer genügenden Anzahl Patienten abgeleitet werden kann. Eine gute Näherung ist aber auch durch die Gleichsetzung R2C_postref = R2C_präref gegeben, das heißt, der Einfluss des refraktiven Eingriffs auf den Hornhauthinterradius R2C wird vernachlässigt.
Mit diesen Brechwerten wird, ggf. nach Umrechnung in die von der jeweiligen IOL-Formel benötigten Werte, die Berechnung der IOL durchgeführt.
Die Erfindung ist nicht an das dargestellte Ausführungsbeispiel gebunden, ausschließlich fachgemäße Weiterentwicklungen führen nicht zu einem Verlassen des erfinderischen Verfahrens.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer optimal angepassten Intraokularlinse für Patienten mit einer refraktiv veränderten Hornhaut, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte – Bestimmung der formelspezifischen Homhautbrechwerte (D12C_präref, D'C_präref) vor dem refraktiven Eingriff – Bestimmung der formelspezifischen Hornhautbrechwerte (D12C_postref, D'C_postref) nach dem refraktiven Eingriff – Einsetzen der formelspezifischen Hornhautbrechwerte (D12C_präref und D12C_postref bzw. D'C_präref und D'C_postref) vor und nach dem refraktiven Eingriff in die jeweilige IOL-Formel
Verfahren zur Bestimmung einer optimal angepassten Intraokularlinse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Bestimmung der Hornhautbrechwerte (D12C_präref, D'C_präref) vor dem refraktiven Eingriff durch Messung der Hornhautradien R1C_präref und R2C_präref vor dem Eingriff oder Herleitung dieser Radien aus den nach dem Eingriff bestimmten Hornhautradien R1C_postref und R2C_postref erfolgt.
Verfahren zur Bestimmung einer optimal angepassten Intraokularlinse nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Herleitung der Hornhautradien R1C_präref und R2C_präref vor dem Eingriff aus den nach dem Eingriff bestimmten Hornhautradien R1C_postref und R2C_postref durch eine Transformation erfolgt, wobei die Parameter dieser Transformation vorzugsweise von dem zur Messung der Hornhautradien R1C_postref und R2C_postref benutzten Messgerät abhängen.
Verfahren zur Bestimmung einer optimal angepassten Intraokularlinse nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, dass Bestimmung der Hornhautradien nach dem refraktiven Eingriff R1C_postref und R2C_postref durch Messung erfolgt, wobei die gewonnenen Messwerte mit einem Korrekturwert beaufschlagt werden.
Verfahren zur Bestimmung einer optimal angepassten Intraokularlinse nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, dass Bestimmung der Hornhautradien nach dem refraktiven Eingriff R1C_postref und R2C_postref durch Herleitung aus den Hornhautradien vor dem refraktiven Eingriff R1C_präref und R2C_präref erfolgt.