Optische Qualität der Hornhaut in der Orthokeratologie (COPCORTO)

Optische Qualität der Hornhaut in der Orthokeratologie

Einfluss von Veränderungen der gesamten Hornhautbrechkraft, der Hornhautasphärizität und der Epitheldicke.

Einführung:

Die Hornhaut ist das transparente und avaskuläre Gewebe des Auges und besteht aus fünf Schichten: dem Hornhautepithel, der Bowman-Membran, dem Stroma, der Descemet-Membran und dem Endothel. Seine Dicke variiert und ist in der Mitte dünner, etwa 520 Mikrometer (0,52 mm), und etwa 1 mm in der Nähe der Sklera.

Das Hornhautepithel, die äußerste Schicht, erfüllt nicht nur starke Schutzfunktionen, sondern spielt auch eine Rolle bei der Brechungsfunktion der Hornhaut. Insbesondere das zentrale Hornhautepithel ist für die Hornhautbrechung von besonderer Bedeutung. Die Brechungswirkung jeder optischen Oberfläche wird durch zwei Hauptparameter bestimmt: die Krümmung ihrer Oberfläche und den Unterschied in den Brechungsindizes der Medien, die sie trennt.

Im Gegensatz zu anderen Augenmedien gilt die Hornhaut als brechende Oberfläche, da die meiste Brechung an ihrer Vorderfläche stattfindet. Dies ist auf den erheblichen Unterschied im Brechungsindex zwischen Luft (n=1) und dem Hornhautinneren (n=1,376) zurückzuführen, der eine Brechkraft von etwa 49 Dioptrien ergibt. Die hintere Oberfläche der Hornhaut hingegen trennt zwei Medien mit sehr ähnlichen Indizes; Das Kammerwasser (n=1,336) hat einen etwas niedrigeren Index als die Hornhaut, wodurch sich die Gesamtbrechkraft der Hornhaut auf etwa 43 Dioptrien verringert.

Asphärizität ist ein Merkmal der Hornhaut, wobei der zentrale Teil stärker gekrümmt ist als die periphere Zone. Der Q-Wert misst den Hornhaut-Asphärizitätsindex (Q = 0 für sphärische Hornhäute, Q < 0 für prolate Hornhäute und Q > 0 für abgeflachte Hornhäute). Die menschliche Hornhaut hat typischerweise eine gestreckte Form (durchschnittlicher negativer Q-Wert von -0,27).

Der Q-Wert basiert auf einer zentralen Krümmung der Hornhaut von 3 bis 4 mm. Es handelt sich um einen Koeffizienten, der die Änderungsrate der Krümmung von der Mitte zur Peripherie basierend auf den Werten des Hornhautradius beschreibt. Die normale Form der Hornhaut ist keine Kugel, sondern eine verlängerte Ellipse, was bedeutet, dass ihre Krümmung bei der Bewegung von der Mitte zur Peripherie hin flacher wird. Gestreckte Hornhäute, die in der Peripherie flacher sind (negative Q-Werte), reduzieren aufgrund ihrer Krümmung sphärische Aberrationen. Umgekehrt erhöhen abgeplattete Hornhäute mit positiven Q-Werten und einer stärker gekrümmten Peripherie als der zentrale Teil die sphärischen Aberrationen.

Orthokeratologie (Ortho-K) ist eine klinische Technik, die die Hornhaut vorübergehend umformt, um Brechungsfehler zu beseitigen oder zu reduzieren. Ortho-K-Linsen werden üblicherweise während des Schlafs getragen (Orthokeratologie über Nacht) und sofort nach dem Aufwachen entfernt, um den ganzen Tag über klares Sehen ohne Hilfe zu ermöglichen. Diese Linsen bestehen aus starrem gasdurchlässigem (RGP) Material und zielen darauf ab, Myopie durch Abflachung der Hornhaut zu reduzieren. Diese Behandlung ist reversibel, sicher und von der FDA zugelassen.

Obwohl die Orthokeratologie die Myopie reduziert und für eine gute unkorrigierte Sicht am Tag sorgt, haben zahlreiche Studien gezeigt, dass die Kombination aus zentraler Hornhautabflachung und mittelperipherer Hornhautverdickung zu einem deutlichen Anstieg von Aberrationen höherer Ordnung führt, was zu einer Verschlechterung der Sehqualität führt.

Aus physikalischerer Sicht kann Licht als eine elektromagnetische Welle definiert werden, die durch eine Wellenfront gekennzeichnet ist. Eine Wellenfront ist die Oberfläche, an der alle Punkte des Mediums gleichzeitig von der Welle erreicht werden. Daraus lässt sich schließen, dass die Wellenfront die Oberfläche ist, die von allen Punkten mit der gleichen Phase gebildet wird, während sich die Welle ausbreitet. Die Richtung eines Strahls verläuft immer senkrecht zur Wellenfront.

Der Begriff Aberration bezieht sich auf Abweichung oder Verzerrung. Jede Änderung oder Veränderung der Wellenfront beim Durchgang durch ein optisches Medium (okular oder anders) führt zu einer nicht idealen Ausbreitung, was zu einer Aberration der Wellenfront führt. Der Unterschied zwischen dem idealen und dem aberrierten Pfad wird als Wellenfrontaberration oder Wellenfrontfehler bezeichnet. Wellenfrontaberrationen können mithilfe von Zernike-Polynomen beschrieben werden, um Augenaberrationen zu spezifizieren, wodurch jede Aberration auf diese Weise ausgedrückt werden kann.

Bei der Orthokeratologie nehmen Hornhautaberrationen höherer Ordnung deutlich zu, insbesondere die sphärische Aberration. Diese Erhöhungen korrelieren mit dem Grad der Myopiekorrektur. Mehrere Studien kamen zu dem Schluss, dass sich der Verlust der optischen Qualität im ersten Monat am deutlichsten bemerkbar macht und in den folgenden Monaten unbedeutend wird. Nach einer kurzzeitigen Hornhautumformung nimmt die optische Qualität bis zu einem gewissen Grad ab, der Verlust ist jedoch akzeptabel.

Wie bereits erwähnt, verursacht die Orthokeratologie eine Ausdünnung des zentralen Hornhautepithels und eine Verdickung des mittleren peripheren Epithels. Änderungen der Epitheldicke zeigen ein ungleichmäßiges Muster mit einer stärkeren Ausdünnung in den temporalen und unteren Zonen im Vergleich zu den nasalen und oberen Zonen im parazentralen Bereich und einer stärkeren Verdickung in der nasalen Zone im Vergleich zur temporalen Zone in der mittleren Peripherie.

Hauptziel:

Analyse der optischen Qualität der Hornhaut nach Veränderungen ihrer Form und Struktur durch Orthokeratologie über Nacht.

Um dies zu erreichen, wird Folgendes analysiert:

Änderungen in den verschiedenen Brechungskarten, die mit dem Pentacam-Topographiesystem erhalten wurden.

Hornhautaberrationen, ermittelt durch Zernike-Analyse beider Hornhautoberflächen. Die Veränderungen der vorderen Hornhautasphärizität und ihre Korrelation mit der induzierten sphärischen Aberration werden ebenfalls analysiert.

Veränderungen der zentralen und peripheren Epitheldicke und ihre Korrelation mit Veränderungen der Hornhautasphärizität und induzierten Aberrationen, bewertet mittels Hornhaut-OCT.

Veränderungen der oben genannten Variablen zwischen Morgen und Spätnachmittag (tägliche Regression).

In allen Fällen werden die Ergebnisse auch mit der unter Zykloplegie ermittelten Augenbrechung korreliert.