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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorauswählen eines polymerisierbaren
Fluids, welches eingerichtet ist, die Form eines intraokularen Linsen-Implantats
anzunehmen, nachdem es in die Kapseltasche des Auges, aus welcher
eine geschädigte
natürliche
Linse operativ entfernt wurde, eingebracht wurde.
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Hintergrund der Erfindung
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Auf
dem Gebiet der Katarakt-Augenoperationen, bei denen eine defekte
natürliche
Linse durch eine künstliche
Linse ersetzt wird, gab es eine Entwicklung in Richtung von Linsen
und Verfahren, die weniger Operationswunden zufügen. Viele Jahre lang wurden
intraokulare Linsen (IOLs) aus Polymethylmethacrylat (PMMA) gefertigt,
einem Material mit guten optischen Eigenschaften und guter Kompatibilität mit Gewebe
im Auge. Ein Nachteil von PMMA ist jedoch, dass es ein sehr steifes
Material ist und ein operativer Einschnitt gemacht werden muss,
der groß genug
ist, mindestens 5 mm bis 6 mm, um die Linse zu implantieren. Bei
verbesserten Vorrichtungen zum Entfernen der natürlichen Linse mittels Linsenverflüssigung,
die lediglich einen ziemlich kleinen Einschnitt erfordern, wurden
Linsen mit deformierbarer Optik benötigt, wie in dem
US-Patent Nr. 4,573,998 (Mazzocco)
offenbart. Es gibt gegenwärtig
verschiedene Typen von faltbaren intraokularen Linsen auf dem Markt,
die durch einen erheblich schmaleren Einschnitt von ungefähr 3 mm
bis 4 mm eingeführt
werden können,
die beispielsweise aus eigens gefertigten Silikon-Materialen geformt
sind.
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Sogar
mit den nun auf dem Markt verfügbaren
genannten Typen von verbesserten implantierbaren IOLs gibt es immer
noch den Wunsch nach einer Linse, die die Verwendung eines noch
schmaleren Einschnitts gestattet und sich wie die natürliche Linse
im Auge verhält,
d.h. die sich an einen Brennpunkt reguliert mittels Tätigkeit
des Ziliarmuskels im Auge anpasst. Um einen wirklich schmalen Einschnitt
zu ermöglichen,
wäre es notwendig,
die Linse innerhalb des Auges aus einer Lösung zu bilden, die in die
Kapseltasche oder in einen innerhalb der Tasche platzierten Ballon
mit Hilfe einer allgemein üblichen
Injektionsnadel injiziert wird.
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Aus
einer injizierten Lösung
aus einem Silikon-Prepolymer, einem Vernetzer und einem Katalysator gebildete
IOLs wurden bereits in den
US-Patenten
5,278,258 und
US 5,391,590 (Gerace
et al.) vorgeschlagen. Im Allgemeinen bedeutet Niedrig-Temperatur-Heilung
bei Körpertemperatur
einen langsamen Vorgang und bis zu 12 Stunden können benötigt werden, um ihr Abbinden
zu beenden, und ihr langsames Abbinden kann in einem Materialverlust
aus der Kapseltasche durch den Operationseinschnitt hindurch resultieren.
Um dieses Problem zu beheben, offenbaren die
US-Patente Nr. 4,542,542 und
US 4,608,050 (Wright et
al.) solch ein Silikon-basierendes injiziertes System, welches teilweise
mittels Wärme
in der Umgebung des Injektionslochs der Kapseltasche gehärtet wird,
um einen ersten Dichtungs-Effekt zu erreichen.
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Alternativ
zu thermogehärteten
Silikon-Systemen wurden photopolymerisierbare Linsen-Materialien vorgeschlagen,
welche nach der Injektion in die Kapseltasche mittels Licht bei
Gegenwart eines Photoinitiators aktiviert werden. In den Artikeln
von Hettlich et al. im Deutschen Ophthalmologischen Journal (1992),
Vol. 1, Seiten 342 bis 345 und 346 bis 349 finden sich Offenbarungen
darüber,
wie Photopolymerisierung auf eine in die Kapseltasche des Auges
injiziertes Monomer-System
angewendet wird. Ein Beispiel solch eines injizierbaren Systems
ist auch in
EP 0 414 219 beschrieben,
bei dem die Fluid-Komposition ein bifunktionales Acrylat und/oder
ein Methacrylatester und einen Photoinitiator aufweist, die eingerichtet
sind, mittels Licht im Wellenlängenbereich
zwischen 400 nm und 500 nm polymerisiert zu werden. Außerdem ist
die internationale Patentanmeldung
PCT/EP99/04715 auf
eine injizierbare, photoheilbare wässrige Lösung aus prepolymerisierten Einheiten
gerichtet, die eingerichtet ist, ein Linsen-Implantat mit einem
geeigneten Elastizitätsmodul
nach Beendigung eines durch sichtbares Licht ausgelösten Vernetzungsvorgangs
zu bilden. Auch wenn geeignete polymerisierbare Systeme zum Herstellen
von injizierbaren Linsen bereitstehen, gibt es immer noch ein erhebliches
Problem, eine Steuerung des Brechungs-Ergebnisses des Auges nach
der Implantation zu erhalten. Dementsprechend schlugen Hettlich
et al. vor, dass eventuell mittels Füllens der Kapseltasche bis
zu variierenden Graden oder alternativ mittels Beeinflussens der
vorderen oder hinteren Kapselkrümmung
eine refraktive Steuerung möglich
werden könnte.
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O
Nishi et al. beschreiben in Arch. Ophthalmol., 1997, Vol. 115, Seiten
507 bis 510, Experimente mit direkter Injektion von Silikon-Material
in die geleerte Kapseltasche von toten Schweineaugen mit nachfolgendem
Verstopfen der Kapsel und Gießen
des Silikons in eine synthetische Linse. Indem dieses Verfahren
verwendet wurde, wurde die Fähigkeit
der Kapseltasche zum Gießen
des injizierten Silikons untersucht. Es wurde herausgefunden, dass
verschiedene Werte der Anpassungsamplitude erreicht werden konnten
in Abhängigkeit davon,
ob die implantierte Linse mit einer an die Kapsel angelegten zonalen
Spannung gegossen wurde verglichen mit wenn diese Spannung aufgehoben
wurde. Nishi et al. schlugen vor, dass wenn das Auge postoperativ
mit Atropin behandelt wurde, die Linsenkapsel ihrem unangepassten
Zustand entspricht, was die optimale Amplitude der Anpassung entsprechend
dem untersuchten Linsen-Wiederauffüll-Prinzip ergeben sollte.
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Obwohl
es einen erheblichen Fortschritt bei der Entwicklung von Materialien
und Operationstechniken für
injizierbare Linsen gab, werden dennoch erhebliche Anstrengungen
benötigt,
um das Brechungs-Ergebnis dieses Typs von Linsen zu steuern. Insbesondere
sind Auswahl-Verfahren für
geeignete Materialien und eine verbesserte Steuerung des Linsen-Form-Prozesses
nach dem Wiederbefüllen
der Kapsel notwendig, um das Brechungs-Ergebnis des der Linsen-Ersetzung unterzogenen
Auges sorgfältig
vorherzusagen.
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Beschreibung der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswählen eines geeigneten in die
Kapseltasche des Auges einzuführenden
polymerisierbaren Fluids und zum nachfolgenden Polymerisieren in
eine intraokulare Linse.
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Insbesondere
betrifft diese Erfindung ein Verfahren zum Vorauswählen eines
polymerisierbaren Fluids, das in die Kapseltasche einzuführen ist
und in eine implantierte Ersatzlinse für eine geschädigte natürliche Linse
zu formen ist. Typischerweise leidet eine zu ersetzende natürliche Linse
an der Ausbildung eines Katarakts, es ist aber auch vorstellbar,
dass alterweitsichtige Linsen, d.h. Linsen, die vollständig oder
teilweise ihre Fähigkeit
zur Anpassung verloren haben, innerhalb des Kontexts des vorliegenden
erfundenen Verfahrens ersetzt werden. Das polymerisierbare Fluid
kann mit Hilfe von einer oder verschiedenen Polymerisations-Reaktionen
in eine intraokulare Linse geformt werden. Die resultierende Linse
ist dazu gedacht, dem Auge einen festgelegten beabsichtigten Brechungs-Ergebnis-Wert,
der als optisch geeignet oder ideal für das ausgewählte sich
der Operation unterziehende Individuum abgeschätzt wurde, bereitzustellen.
Das Vorauswahl-Verfahren weist auf: Messen von ausgewählten Augen-Dimensionen
einschließlich
Hornhaut-Krümmung (vordere
oder hintere Krümmung
oder beides), axiale Länge
des Auges und Vorderkammer-Tiefe. Der Fachmann für diese Technologie kennt verschiedene
Messverfahren zum Erhalten dieser Information und findet dabei relevante
Information über
das Auge, einschließlich
des Hornhaut-Brechungswertes.
Aus diesen Werten werden die Form und das Volumen der Kapseltasche
abgeschätzt
und dadurch ist es möglich,
die Quantität
und den Brechungsindex des polymerisierbaren Fluids, das in die
Kapseltasche einzuführen
ist, um einen Brechungsindex zu erhalten, der den gewünschten
Brechungs-Ergebnis-Wert des individuellen Auges erfüllt, zu
berechnen. Typischerweise weisen solche Berechnungen die Ermittlung
eines Linsenmodell-Brechungswertes (des für die Linse zum Wiederherstellen
der Sicht notwendigen Brechungswertes) aus dem gemessenen Hornhaut-Brechungswert
und dem gewünschten
Brechungs-Ergebnis-Wert. Indem außerdem die Form und dadurch
das Volumen der individuellen Kapseltasche zusammen mit dem Linsenmodell-Brechungswert
abgeschätzt
wird, wird eine Menge an polymerisierbarem Fluid mit einem bestimmten
Brechungsindex ermittelt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel
des Verfahrens wird dann ein polymerisierbares Fluid aus einem Satz
von polymerisierbaren Fluids, die einen Bereich an Brechungsindizes
aufweisen, ausgewählt.
In der Praxis kann der Operateur die ermittelte Menge an Fluid aus
dem Satz mit einem Brechungsindex-Wert auswählen, der am verträglichsten
mit dem geschätzten
Wert des Brechungs-Ergebnis-Wertes ist. Alternativ kann von einem
Hersteller ein polymerisierbares Fluid mit einem Brechungsindex-Wert,
der identisch zu was abgeschätzt
wurde ist, bestellt werden. Vorzugsweise haben solche Sätze von
polymerisierbaren Fluids einen Bereich von Brechungsindizes, welcher
von ungefähr
1,39 bis ungefähr
1,6 variiert. Wie detaillierter weiter unten beschrieben wird, sind
verschiedene geeignete polymerisierbare Fluids für den Satz vorstellbar, die
solche Anforderungen wie einfach mit konventioneller Ausrüstung injizierbar
zu sein, geeignet hohes spezifisches Gewicht zu haben und Möglichkeiten
bereitzustellen, geeignet hohe Brechungsindizes zu erreichen, und
doch erwünschenswerte
mechanische Eigenschaften für
intraokulare Linsen nach der Polymerisation zu erhalten erfüllen, einschließlich einem ausreichend
geringen Modul zum Erhalten einer implantierten Linse, die eine
Anpassung durchführen
kann, wenn sie von den Ziliarmuskeln des Auges beeinflusst wird.
Der Satz kann typischerweise einen Bereich solcher in Mehr-Abteil-Behälter abgefüllter Fluide
aufweisen, die getrennt von zum Bewirken der Polymerisation notwendigen
Wirkstoffen aufbewahrt werden. Vorzugsweise sind die Mehr-Abteil-Behälter mit
Mitteln bereitgestellt, die eine Fluid-Übertragung
zwischen den Behältern
kurz vor der Verabreichung in die Kapseltasche bewirken, und mit
Mitteln, entweder um das Fluid zu injizieren oder um den Behälter mit
einer konventionellen Injektionsvorrichtung zu betätigen. Viele
solcher Behälter
sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht detaillierter beschrieben.
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Es
wird bevorzugt, dass das polymerisierbare Fluid in die Kapseltasche
mittels Injektion eingeführt werden
soll, geeigneterweise durch die bereits in der Wand während der
Entfernung der geschädigten
natürlichen
Linse erzeugte Öffnung
hindurch. Zu diesem Zweck ist es eine Grundvoraussetzung, dass das
polymerisierbare Fluid eine ausreichend geringe Viskosität hat, so
dass es effizient durch eine Standard-Kanüle mit einer Nadel Nr. 18 oder
feiner injiziert werden kann. Vorzugsweise hat das polymerisierbare
Fluid eine Viskosität
von unter ungefähr
60.000 cSt (Zentistokes = mm2/s) und besonders
bevorzugt von unter ungefähr
8.000 cSt.
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Gemäß einem
Aspekt weist das polymerisierbare Fluid, das in dem Verfahren dieser
Erfindung verwendet wird, eine polymerisierbare Polysilikon-Zusammensetzung
auf, die geeigneterweise zusätzlich
einen Vernetzer-Wirkstoff zum Teilnehmen an dem Polymerisierungs-Bildungs-Prozess,
d.h. einem Vernetzungs-Prozess, aufweist. Gemäß einer Alternative dieses
Aspekts weist die Polysiloxan-Zusammensetzung einen mittels Wärme aktivierten
Katalysator zum Initiieren des Vernetzungs-Prozesses auf. In einer
anderen Alternative weist die Polysiloxan-Zusammensetzung einen
Photo-Initiator auf, der geeigneterweise mit sichtbarem Licht, insbesondere
blauem Licht, aktiviert wird. Eine nützliche Polysiloxan-Zusammensetzung kann
in der internationalen Patentanmeldung
PCT/EP99/07780 gefunden werden, welche
Silikon-Zusammensetzungen
beschreibt, die zum Wärmeausheilen
in der Kapseltasche eingerichtet sind. Die Polymerisation nach der Injektion
von solch einer Zusammensetzung kann initiiert werden, indem die
Temperatur des Spülfluids
auf einen Wert angehoben wird, der notwendig ist zum Aktivieren
der Katalysator-getriebenen Polymerisation. Typischerweise kann solch
ein Anstieg in der Temperatur im Bereich von ungefähr 20°C bis ungefähr 40°C liegen. Alternativ
ist es vorstellbar, die für
die Intraokularlinsen-Produktion entwickelten photoheilbaren Zusammensetzungen
direkt in der Kapseltasche des Auges zu verwenden, wie es in der
internationalen Patentanmeldung
PCT/EP99/04715 beschrieben
ist. Aus den Lehren dieser Dokument kann der Fachmann ohne weiteres
einen breiten Bereich an polymerisierbaren Polysiloxan-Zusammensetzungen
erhalten, die für
eine Injektion in die Kapseltasche geeignet sind und einen Bereich
an verschiedenen von ungefähr
1,39 bis zu 1,6 variierenden Brechungsindizes aufweisen, wie es
nützlich
ist für
den oben beschriebenen Satz zum Auswählen ein geeignetes polymerisierbares
Fluid. Diese beiden Dokumente, die hiermit als Referenzen in ihrer
Gesamtheit aufgenommen sind, stellen zur Injektion in die Kapseltasche
vorgesehene Polysiloxane bereit, was wegen einer bestimmten Auswahl
an Substituenten in dem Polysiloxan-Rückgrat
eine geeigneten Variationsbereich des Brechungsindex ermöglicht,
während
immer noch Eigenschaften wie ausreichend großer Dichte (vorzugsweise größer als
ungefähr
1,0 g/cm
3) und exzellente mechanische Eigenschaften
für die
Linsen-Produktion
beibehalten werden.
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Gemäß einem
alternativen Aspekt weist das polymerisierbare Fluid eine wässrige Zusammensetzung eines
Stellen für
die Vernetzung tragenden hydrophilen Polymers auf, wobei diese wässrige Zusammensetzung
außerdem
einen Vernetzer aufweist. Die Bildung eines Linsen-Implantats wird
vorzugsweise initiiert, indem ein Photoinitiator mittels Bestrahlung
mit einer vorgegebenen Wellenlänge
oder einem Bereich an Wellenlängen
aktiviert wird. Im Kontext dieses Verfahrens ist es am meisten geeignet,
einen mit sichtbarem Licht, vorzugsweise blauem Licht, aktivierten
Photoinitiator auszuwählen.
Beispiele solcher Zusammensetzungen sind in der internationalen
Patentanmeldung zu finden, welche als
WO
99/47185 veröffentlicht
wurde, worin vernetzbare hydrophile Einheiten verschiedener Polymere
offenbart sind.
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Folglich
gibt diese Erfindung zu, dass der Patient mit einer intraokularen
Linse mit einem genau ermittelten Brechungsindex versorgt wird,
der die Sicht auf einen vorher festgelegten Wert wiederherstellt.
Dies ist ein bedeutender Vorteil, wenn mit einer konventionellen
Operation mit steifen oder faltbaren Linsen verglichen wird, bei
denen keine refraktiven Anpassungen vorgenommen werden können, sobald
die Linse in die Kapseltasche eingeführt ist. In Verbindung mit
der Tatsache, dass diese Erfindung einen operativen Eingriff erlaubt, der
weniger Schmerzen von großen
Einschnitten in das Auge verursacht, ist es offensichtlich, dass
besonders vorteilhafte Beiträge
zum Stand der Technik bereitgestellt werden.
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Detaillierte und beispielhafte Beschreibung
der Erfindung
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Das
erfinderische Verfahren ist darauf gerichtet, zu erreichen, dass
die beabsichtigte post-operative Brechung erreicht wird, indem die
Menge des Fluids und der Brechungsindex des Fluids prä-operativ
vorhergesagt werden, die eine korrekte post-operative Brechung garantieren.
Es ist auch möglich,
das geeignete Volumen und den geeigneten Brechungsindex des polymerisierbaren
Fluids vor der operativen Prozedur zu ermitteln, während der
Operation wir die Brechung dann auf den beabsichtigten Wert weiter
fein eingestellt. Wenn die menschliche Linse geschädigt ist,
zum Beispiel von einem Katarakt oder durch Altersweitsichtigkeit, kann
die geschädigte
Linse aus der Linsenkapsel entfernt werden. Danach kann ein polymerisierbares
Fluid in die Kapsel injiziert und polymerisiert werden. Die neue
Linse wird von der Linse geformt. Die neu geformte Linse muss die
korrekte Linsen-Brechkraft haben, um dem Patienten die beabsichtigte
post-operative Brechung zu geben. Die Linsen-Brechkraft hängt stark
von der Menge des injizierten Fluids und dem Brechungsindex des
Fluids ab. Das bedeutet, dass die Linsen-Brechkraft mittels dieser zwei Parameter
gesteuert werden kann. Basierend auf den Vorhersagen für das Volumen
und den Brechungsindex für
einen bestimmten Patienten kann dem Operateur ein Satz an Materialien
an dem Operationstisch bereitgestellt werden, von dem er das richtige
für den
bestimmten Patienten auswählt.
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In
dem folgenden Beispiel ist ein Verfahren beschrieben, welches das
Volumen und den Brechungsindex eines polymerisierbaren Fluids basierend
auf Messungen an den individuellen Patienten und Kombinationen mit
Daten für
das durchschnittliche menschliche Auge vorhergesagt werden.
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Beispiel 1
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Die
Ermittlung basiert auf der Kombination zweier Datensätze:
- 1. Allgemeine Daten des menschlichen Auges,
gemessen an einer repräsentativen
Bevölkerung
- 2. Messungen am individuellen Patienten
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1. Allgemeine Daten
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Linsendicke
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Die
Linsendicke hängt
sehr stark vom Alter ab. Innerhalb einer Altersgruppe ist die Spannweite
der Linsendicke sehr gering. Shum, Ko, Ng und Lin (1993) haben die
Linsendicke von einer Gruppe mit 76 Versuchspersonen mit praktisch
gleichem Alter (ungefähr
1,2 Monate) gemessen. Bei einem durchschnittlichen Linsendurchmesser
von 3,49 mm wurde eine Standardabweichung von 0,02 mm festgestellt,
was 0,5% entspricht.
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Die
Alters-Beziehung der Linsendicke wurde am Besten von Koretz, Kaufman,
Neider und Goeckner (1989) beschrieben, die folgende Beziehung fanden: LT = 3,220 + 0,021·A (1)
- LT
- = Linsendicke [mm]
- A
- = Alter [Jahre]
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Wenn
diese Beziehung verwendet wird, ist die tatsächliche Eingabe für die Berechnung
das Alter und nicht die Linsendicke.
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Beziehung
zwischen vorderem und hinterem Linsenradius Die tatsächlichen
Linsenradien eines individuellen Patienten können erheblich differieren,
jedoch existiert stets eine bestimmte Beziehung zwischen diesen
zweien. Basierend auf Messungen an menschlichen Leichenaugen fanden
Glasser & Campbell
(1999) folgende Beziehung: Rp = –0,261·Ra – 2,631 (2)
- Rp
- = hinterer Radius
[mm]
- Ra
- = vorderer Radius
[mm]
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Beziehung zwischen Linsen-Äquatorial-Durchmesser
und Linsen-Brennweite
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Der
Linsen-Äquatorial-Durchmesser
ist hinter der Iris versteckt. Er kann mit der Ausrüstung, die
normalerweise in der opthalmologischen Praxis verfügbar ist,
nicht gemessen werden. Daher kann eine vernünftige Abschätzung unter
Verwendung der Beziehung durchgeführt werden, die von Glasser & Campbell (1999) basierend
auf Messungen an menschlichen Leichenaugen gefunden wurde: LD = 0,0502·FL
+ 5,288 (3)
- LD
- = Linsen-Äquatorial-Durchmesser
- FL
- = Linsen-Brennweite
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Beziehung zwischen der natürlichen
Linsen-Brennweite und der Brennweite der nachgefüllten Linse
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Die
Linsenkapsel und die Linse müssen
nicht die gleiche Form haben. Im Ergebnis ist es möglich, dass nach
dem Nachfüllen
der Linse sich die Form der Linse verändert hat. Dies wurde bei Berechnungen
der Linsen-Nachfüllung
entdeckt. Dieses Phänomen
folgt auch aus den Ergebnissen von Glasser & Campbell (1999): Bei den meisten
Linsen ändert
sich die Brennweite nach Entkapselung der Linse. Dieser Effekt verschwindet jedoch
im Alter von 60 Jahren, was dem Alter der vollen Alterweitsichtigkeit
entspricht. Hieraus kann gefolgert werden, dass die Brennweite der
nachgefüllten
Linse gleich der Brennweite der Originallinse sein wird, vorausgesetzt,
das Nachfüll-Material
hat den gleichen Brechungsindex wie das Material der natürlichen
Linse.
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2. Messungen am individuellen Patienten
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Hornhautmesser (Keratometer)
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Mit
dem Hornhautmesser wird die Hornhaut-Stärke gemessen. Dies ist gegenwärtig eine
Standardmessung bei einer Katarakt-Operation. Alternativ kann die Hornhaut-Krümmung (Radius)
gemessen werden. Die Beziehung zwischen Hornhaut-Krümmung und
Hornhaut-Stärke
ist: K = 337,5/Rc (4)
- K
- = Hornhaut-Stärke [D]
- Rc
- = Krümmungsradius
der Hornhaut
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A-Abtastung
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Mit
einer A-Abtastung können
die axialen Dimensionen des Auges gemessen werden. Dies ist ebenfalls
eine standardmäßige Praxis
bei einer Katarakt-Operation. Im Allgemeinen resultiert daraus eine
Messung der Vorderkammer-Tiefe und der axialen Gesamtlänge des
Auges.
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Brechung und Brechungshistorie
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Die
Brechung wird von dem Brillen-bestimmenden Optiker gemessen. Wenn
der Patient gegenwärtig blind
ist, kann die Brechung nicht gemessen werden. In solch einem Fall
gibt es zwei Alternativen:
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- 1. Die Brechungshistorie des Auges des Patienten
während
der Zeit, als der Patient nicht blind war.
- 2. Die Brechung und/oder Brechungshistorie des zweiten Auges
des Patienten.
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BERECHNUNGSSCHEMA
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- 1. Ermittlung der Linsendicke aus dem Alter
des Patienten.
- 2. Ermittlung der Radien der Linse basierend auf den bekannten
optischen Oberflächen
und der bekannten optischen Brechung des Auges.
- 3. Ermittlung der Brennweite der natürlichen Linse.
- 4. Ermittlung des Linsen-Äquatorial-Durchmessers
basierend auf der Brennweite der Linse.
- 5. Ermittlung des Volumens der natürlichen Linse.
- 6. Basierend auf dem gewünschten
post-operativen Brechungs-Ergebnis,
Auswählen
des geeigneten Brechungsindex.
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Das
zu verwendende Volumen ist gleich dem Volumen der natürlichen
Linse. Der Brechungsindex des Materials ist angepasst, so dass das
vorher festgelegte Brechungs-Ergebnis für den Patienten erreicht wird.
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Patientendaten:
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- Alter: 63 Jahre
- Ergebnisse der opthalmologischen Untersuchung:
- Keratometer-Ablesung: 43,7 Dioptrien
- A-Abtastung: Axiale Länge:
23,35 mm
- Vorderkammer-Tiefe: 3,25 mm
- Historische Brechung: +2,5 Dioptrien
- sphärisches Äquivalent
(stabil).
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Dementsprechend
sind die Berechnungen gemäß dem Berechnungsschema:
- 1. Gemäß Gleichung
(1) beträgt
die Linsendicke 4,543 mm.
- 2. Gemäß Gleichung
(4) hat die Hornhaut einen Radius von 7,723 mm.
Die Länge des
Glaskörpers
ist die axiale Länge
minus die Vorderkammer-Tiefe und minus die Linsendicke. Insoweit
ist das optische System:
| Oberfläche | Name | Radius | Dicke | Brechungsindex |
| 1 | Hornhaut | +7,723 | 3,25 | 1,3375 |
| 2 | Linse | Ra | 4,543 | 1,422 |
| 3 | Glaskörper | Rp | 15,557 | 1,336 |
| 4 | Retina | – | – | – |
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Da
gemäß Gleichung
(2) Rp eine Funktion von Ra ist, gibt es in diesem System lediglich
eine einzige Variable. Diese Variable kann unter Verwendung der
Bedingung, dass sich die bekannte oder historische Brechung ergeben
muss, gelöst
werden. Hier wird eine achsennahe Strahl-Abtastungs-Routine verwendet,
die von dem zum Berechnen der A-Konstanten für IOL's verwendeten Arbeitsblatt angepasst
ist. Dieses ergibt die Linsenradien:
(Brechung Rx = Brillen-Brechung.
Zum Modellieren des Auges wird die Brille aus Kronglas (Agarwal's Principles of Optics
and Refraction) hergestellt, 2 mm dick, mit ihrer vorderen Oberfläche 14 mm
vor der Hornhaut).
Ra = 12,286 mm
Rp = –5,838 mm
- 3. Die Brennweite der natürlichen Linse wird mittels
der Dimensionen und des Brechungsindex ermittelt:
Ra = 12,286
mm
Rp = –5,838
mm
Dicke = 4,543 mm
Brechungsindex = 1,422
→ Linsenstärke (P)
beträgt
gemäß der Gleichung
für eine
dicke Linse 21,40 Dioptrien und die Brennweite ist 1336/P = 62,425
mm.
- 4. Äquatorial-Durchmesser
beträgt
gemäß Gleichung
(3) 8,422 mm.
- 5. Das Volumen der Linse beträgt basierend auf einem Ellipsoid
mit der bekannten Dicke und dem bekannten Äquatorial-Durchmesser 186,7
mm3.
Das Volumen eines Ellipsoids ist:
V = 4/3·π·a2·b
Mit:
a = Durchmesser/2
b = Dicke/2
- 6. Der Brechungsindex kann nun für ein bestimmtes post-operatives Brechungs-Ergebnis
gewählt
werden. Ein Index von 1,422 resultiert in einer prä-operativen
(historischen) Brechung von 2,5 Dioptrien. Das Ergebnis der verschiedenen
Brechungsindizes η kann
mittels achsennaher Strahl-Abtastung berechnet werden und resultiert
in der folgenden Tabelle (Rx = post-operative Brechung):
| Rx | η |
| –3 | 1,457 |
| –2 | 1,451 |
| –1 | 1,445 |
| 0 | 1,439 |
| 1 | 1,432 |
| 2 | 1,426 |
| 2,5 | 1,422 |
| 3 | 1,418 |
| 4 | 1,411 |
| 5 | 1,403 |
| 6 | 1,395 |
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Referenzen
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- Agarwal, L.P. (1998). Agarwal's Principles of Optics
and Refraction (5 ed.), New Delhi: CBS Publishers & Distributors.
- Glasser, A., & Campbell,
M.C.W. (1999). Biometric, optical and physical changes in the isolated
human crystalline lens with age in relation to presbyopia. Vision
Research, 39(11), 1991-2015.
- Koretz, J.F., Kaufman, P.L., Neider, M.W., & Goeckner, P.A. (1989). Accommodation
and Presbyopia in the human eye – aging of the anterior segment.
Vision Research, 29(12), 1685-1692.
- Shum, P.J., Ko, L.S., Ng, C.L., & Lin, S.L. (1993). A biometric study
of ocular changes during accommodation (see comments). Am. J. Ophthalmol.
115(1), 76-81.