Methoden der Bildgebung und Diagnose des Glaukoms

Ziel der Glaukombehandlung ist es, weiteren symptomatischen Sehverlust zu verhindern und Nebenwirkungen oder Komplikationen nach chirurgischen Eingriffen so weit wie möglich zu reduzieren. Pathophysiologisch bedeutet dies, den Augeninnendruck so weit zu senken, dass die Axone der retinalen Ganglienzellen nicht geschädigt werden.

Der „Goldstandard“ zur Bestimmung des Funktionszustands von Ganglienzellaxonen (ihrer Belastung) ist derzeit die automatisierte statische monochromatische Gesichtsfeldbildgebung. Diese Informationen dienen der Diagnose und der Beurteilung der Behandlungswirksamkeit (Fortschritt des Prozesses mit oder ohne Zellschädigung). Die Studie unterliegt Einschränkungen, die vom Grad des Axonverlusts abhängen. Dieser muss vor der Durchführung der Studie bestimmt werden. Diese identifiziert Veränderungen, stellt eine Diagnose und vergleicht Indikatoren zur Feststellung des Fortschreitens.

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Netzhautdicken-Analysator

Der Retinal Thickness Analyzer (RTA) (Talia Technology, MevaseretZion, Israel) berechnet die Netzhautdicke in der Makula und nimmt Messungen von 2D- und 3D-Bildern vor.

Wie funktioniert ein Netzhautdickenmessgerät?

Bei der Netzhautdickenkartierung wird ein grüner 540 nm HeNe-Laserstrahl verwendet, um die Netzhaut mithilfe eines Netzhautdickenmessgeräts abzubilden. Der Abstand zwischen dem Laserschnittpunkt mit der vitreoretinalen Oberfläche und der Oberfläche zwischen Netzhaut und Pigmentepithel ist direkt proportional zur Netzhautdicke. Es werden neun Scans mit neun separaten Fixationszielen durchgeführt. Durch den Vergleich dieser Scans wird der Bereich in den zentralen 20° (gemessen als 6 x 6 mm) des Augenhintergrunds abgedeckt.

Im Gegensatz zu OCT und SLP, die die SNV messen, oder HRT und OCT, die die Kontur der Papille messen, misst der Netzhautdickenanalysator die Netzhautdicke an der Makula. Da sich in der Makula die höchste Konzentration retinaler Ganglienzellen befindet und die Ganglienzellschicht deutlich dicker ist als ihre Axone (die die SNV bilden), kann die Netzhautdicke an der Makula ein guter Indikator für die Entwicklung eines Glaukoms sein.

Wann ist ein Netzhautdickenmessgerät zu verwenden?

Der Netzhautdickenanalysator ist nützlich, um ein Glaukom zu erkennen und seinen Verlauf zu überwachen.

Einschränkungen

Für die Netzhautdickenanalyse ist eine 5-mm-Pupille erforderlich. Ihr Einsatz ist bei Patienten mit multiplen Mouches volantes oder signifikanten Trübungen der Augenmedien eingeschränkt. Aufgrund der kurzwelligen Strahlung, die bei der ATS verwendet wird, ist dieses Gerät empfindlicher für nukleäre dichte Katarakte als OCT, konfokale Scanning-Laser-Ophthalmoskopie (HRT) oder SLP. Um die erhaltenen Werte in absolute Netzhautdickenwerte umzurechnen, müssen Korrekturen für Refraktionsfehler und axiale Länge des Auges vorgenommen werden.

Blutfluss beim Glaukom

Erhöhter Augeninnendruck wird seit langem mit fortschreitendem Gesichtsfeldverlust bei Patienten mit primärem Offenwinkelglaukom in Verbindung gebracht. Trotz Senkung des Augeninnendrucks auf das Zielniveau leiden viele Patienten jedoch weiterhin unter Gesichtsfeldverlust, was darauf hindeutet, dass andere Faktoren eine Rolle spielen.

Epidemiologische Studien zeigen einen Zusammenhang zwischen Blutdruck und Risikofaktoren für Glaukom. Unsere Studien haben gezeigt, dass autoregulatorische Mechanismen allein nicht ausreichen, um den Blutdruck bei Glaukompatienten zu kompensieren und zu senken. Darüber hinaus bestätigen die Studienergebnisse, dass einige Patienten mit normotensivem Glaukom einen reversiblen Vasospasmus entwickeln.

Im Laufe der Forschung wurde immer deutlicher, dass der Blutfluss ein wichtiger Faktor für das Verständnis der vaskulären Ätiologie des Glaukoms und seiner Behandlung ist. Netzhaut, Sehnerv, retrobulbäre Gefäße und Aderhaut weisen bei Glaukom eine abnormale Durchblutung auf. Da es derzeit keine Methode gibt, mit der all diese Bereiche präzise untersucht werden können, wird ein multiinstrumenteller Ansatz eingesetzt, um die Blutzirkulation des gesamten Auges besser zu verstehen.

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Scanning-Laser-Ophthalmoskopische Angiographie

Die Scanning Laser Ophthalmoskopische Angiographie basiert auf der Fluoreszenzangiographie, einer der ersten modernen Messtechniken zur Erfassung empirischer Daten der Netzhaut. Sie überwindet viele Nachteile herkömmlicher fotografischer oder videoangiografischer Verfahren, indem sie die Glühlampe durch einen schwachen Argonlaser ersetzt, um eine bessere Durchdringung der Linse und Hornhauttrübungen zu erreichen. Die Laserfrequenz wird entsprechend den Eigenschaften des injizierten Farbstoffs (Fluoreszein oder Indocyaningrün) gewählt. Trifft der Farbstoff das Auge, trifft das reflektierte Licht, das aus der Pupille austritt, auf einen Detektor, der die Lichtintensität in Echtzeit misst. Dadurch entsteht ein Videosignal, das über einen Videotimer an einen Videorekorder gesendet wird. Das Video wird anschließend offline analysiert, um Parameter wie die arteriovenöse Transitzeit und die durchschnittliche Farbstoffgeschwindigkeit zu ermitteln.

Fluoreszenz-Scanning-Laser-Scanning-Laser-Ophthalmoskopie Ophthalmoskopische Angiographie mit Indocyaningrün-Angiographie

Ziel

Bewertung der retinalen Hämodynamik, insbesondere der arteriovenösen Transitzeit.

Beschreibung

Fluorescein-Farbstoff wird in Kombination mit niederfrequenter Laserstrahlung verwendet, um die Darstellung der Netzhautgefäße zu verbessern. Durch den hohen Kontrast lassen sich einzelne Netzhautgefäße im oberen und unteren Bereich der Netzhaut erkennen. Bei einer Lichtintensität von 5 x 5 Pixeln werden Bereiche mit angrenzenden Arterien und Venen sichtbar, sobald der Fluorescein-Farbstoff das Gewebe erreicht. Die arteriovenöse Transitzeit entspricht der Zeitdifferenz, die der Farbstoff benötigt, um von den Arterien in die Venen zu gelangen.

Ziel

Beurteilung der choroidalen Hämodynamik, insbesondere Vergleich der Durchblutung von Sehnervenpapille und Makula.

Beschreibung

Indocyaningrün wird in Kombination mit tief eindringender Laserstrahlung verwendet, um die Visualisierung der Aderhautgefäße zu verbessern. Zwei Zonen in der Nähe der Papille und vier Zonen um die Makula werden ausgewählt (jeweils 25 x 25 Pixel). In der Verdünnungszonenanalyse wird die Helligkeit dieser sechs Zonen gemessen und die benötigte Zeit zum Erreichen vorgegebener Helligkeitsstufen (10 % und 63 %) ermittelt. Anschließend werden die sechs Zonen miteinander verglichen, um ihre relative Helligkeit zu bestimmen. Da keine Anpassungen an Unterschiede in Optik, Linsentrübung oder Bewegung erforderlich sind und alle Daten über dasselbe optische System erfasst werden, wobei alle sechs Zonen gleichzeitig abgebildet werden, sind relative Vergleiche möglich.

Farbdoppler-Mapping

Ziel

Beurteilung der retrobulbären Gefäße, insbesondere der Arteria ophthalmica, der Arteria centralis retinae und der Arteria ciliaris posterior.

Beschreibung

Farbdoppler-Mapping ist ein Ultraschallverfahren, das ein Graustufen-B-Bild mit einem darübergelegten, frequenzverschobenen Farbdoppler-Blutflussbild und Puls-Doppler-Fließgeschwindigkeitsmessungen kombiniert. Ein einziger multifunktionaler Schallkopf (typischerweise 5 bis 7,5 MHz) erfüllt alle Funktionen. Gefäße werden ausgewählt und Abweichungen in den zurückkommenden Schallwellen genutzt, um die Blutflussgeschwindigkeit doppler-ausgleichend zu messen. Die Blutflussgeschwindigkeitsdaten werden gegen die Zeit aufgetragen, und der Peak mit dem Trog wird als maximale systolische Geschwindigkeit und enddiastolische Geschwindigkeit definiert. Anschließend wird der Pourcelot-Resistenzindex berechnet, um den abnehmenden Gefäßwiderstand abzuschätzen.

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Pulsierender okulärer Blutfluss

Ziel

Beurteilung des Aderhautblutflusses in der Systole mittels Echtzeitmessung des Augeninnendrucks.

Beschreibung

Das Gerät zur Messung des pulsierenden Augenblutflusses verwendet ein modifiziertes Pneumotonometer, das an einen Mikrocomputer angeschlossen ist und den Augeninnendruck etwa 200 Mal pro Sekunde misst. Das Tonometer wird mehrere Sekunden lang auf die Hornhaut aufgesetzt. Aus der Amplitude der Pulswelle des Augeninnendrucks wird die Veränderung des Augenvolumens berechnet. Es wird angenommen, dass die Pulsation des Augeninnendrucks dem systolischen Augenblutfluss entspricht. Es wird angenommen, dass dies der primäre Aderhautblutfluss ist, da er etwa 80 % des Kreislaufvolumens des Auges ausmacht. Es wurde festgestellt, dass bei Patienten mit Glaukom der pulsierende Augenblutfluss im Vergleich zu Gesunden deutlich reduziert ist.

Laser-Doppler-Velocimetrie

Ziel

Schätzung der maximalen Blutflussgeschwindigkeit in großen Netzhautgefäßen.

Beschreibung

Die Laser-Doppler-Velocimetrie ist der Vorgänger der retinalen Laser-Doppler- und Heidelberger Retinal-Flowmetrie. Bei diesem Gerät wird schwache Laserstrahlung auf große Netzhautgefäße im Augenhintergrund gerichtet, und die im Streulicht bewegter Blutzellen beobachteten Dopplerverschiebungen werden analysiert. Aus der maximalen Geschwindigkeit lässt sich die Durchschnittsgeschwindigkeit der Blutzellen ermitteln, die wiederum zur Berechnung der Flussparameter verwendet wird.

Netzhaut-Laser-Doppler-Flowmetrie

Ziel

Bewertung des Blutflusses in den Mikrogefäßen der Netzhaut.

Beschreibung

Die retinale Laser-Doppler-Flowmetrie ist eine Zwischenstufe zwischen der Laser-Doppler-Velocimetrie und der Heidelberger Retinal-Flowmetrie. Der Laserstrahl wird von sichtbaren Gefäßen weggerichtet, um den Blutfluss in Mikrogefäßen zu bestimmen. Aufgrund der zufälligen Anordnung der Kapillaren ist nur eine ungefähre Schätzung der Blutflussgeschwindigkeit möglich. Die volumetrische Blutflussgeschwindigkeit wird anhand der Frequenzverschiebung des Dopplerspektrums (zeigt die Geschwindigkeit der Blutzellenbewegung an) und der Signalamplitude jeder Frequenz (zeigt das Verhältnis der Blutzellen bei jeder Geschwindigkeit an) berechnet.

Heidelberger Netzhautflussmetrie

Ziel

Bewertung der Perfusion in peripapillären Kapillaren und Sehnervenkapillaren.

Beschreibung

Das Heidelberg Retinal Flowmeter übertrifft die Leistungsfähigkeit der Laser-Doppler-Velocimetrie und der retinalen Laser-Doppler-Flowmetrie. Das Heidelberg Retinal Flowmeter nutzt Infrarot-Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von 785 nm zur Abtastung des Augenhintergrunds. Diese Frequenz wurde aufgrund der Fähigkeit sauerstoffreicher und sauerstoffarmer roter Blutkörperchen gewählt, diese Strahlung mit gleicher Intensität zu reflektieren. Das Gerät scannt den Augenhintergrund und reproduziert eine physikalische Karte des retinalen Blutflusswertes, ohne zwischen arteriellem und venösem Blut zu unterscheiden. Die Interpretation von Blutflusskarten ist bekanntermaßen recht komplex. Die Analyse des Computerprogramms des Herstellers bei einer Änderung der Lokalisierungsparameter, selbst für eine Minute, bietet vielfältige Möglichkeiten zur Auswertung der Ergebnisse. Mithilfe der vom Glaukom-Forschungs- und Diagnosezentrum entwickelten Punkt-für-Punkt-Analyse werden große Bereiche der Blutflusskarte untersucht und besser beschrieben. Um die „Form“ der Blutflussverteilung in der Netzhaut, einschließlich durchbluteter und avaskulärer Zonen, zu beschreiben, wurde ein Histogramm der einzelnen Blutflusswerte entwickelt.

Spektrale Netzhautoximetrie

Ziel

Beurteilung des Sauerstoffpartialdrucks in der Netzhaut und im Sehnervenkopf.

Beschreibung

Ein spektrales Retina-Oximeter nutzt die unterschiedlichen spektrophotometrischen Eigenschaften von sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Hämoglobin, um den Sauerstoffpartialdruck in der Netzhaut und im Sehnervenkopf zu bestimmen. Ein heller weißer Lichtblitz trifft auf die Netzhaut, und das reflektierte Licht passiert auf seinem Weg zurück zur Digitalkamera einen 1:4-Bildteiler. Der Bildteiler erzeugt vier gleichmäßig beleuchtete Bilder, die anschließend in vier verschiedene Wellenlängen gefiltert werden. Die Helligkeit jedes Pixels wird anschließend in optische Dichte umgerechnet. Nach der Beseitigung des Kamerarauschens und der Kalibrierung der Bilder auf optische Dichte wird eine Sauerstoffsättigungskarte berechnet.

Das isosbestische Bild wird nach der Frequenz gefiltert, bei der es sauerstoffreiches und sauerstoffarmes Hämoglobin identisch reflektiert. Das sauerstoffsensitive Bild wird nach der Frequenz gefiltert, bei der die Reflexion von sauerstoffreichem Sauerstoff maximiert wird, und mit der Reflexion von sauerstoffarmes Hämoglobin verglichen. Um eine Karte zu erstellen, die den Sauerstoffgehalt anhand des optischen Dichtekoeffizienten widerspiegelt, wird das isosbestische Bild durch das sauerstoffsensitive Bild geteilt. In diesem Bild enthalten die helleren Bereiche mehr Sauerstoff, und die Rohpixelwerte spiegeln den Sauerstoffgehalt wider.