Review-Artikel

Aktueller Stand der Früherkennung von Hornhautektasien – Die korneale biomechanische Analyse

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1 Ph.D., M.Sc.
2 Prof., Ph.D., Dr.Sc.
3 Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, Technische Universität Dresden, Dresden, Germany
Schlüsselwörter
Korneale Biomechanik
Keratokonus
Ektasie im Frühstadium
Non-contact-Tonometrie
Scheimpflug-Bildgebun
Keywords
Corneal biomechanics
keratoconus
early ectasia
air-puff tonometry
Scheimpflug imaging
Zusammenfassung

Zweck. Für die frühzeitige Diagnose von Hornhautveränderungen sind topographische und tomographische Parameter oft nicht ausreichend. Pathologische Prozesse beginnen in der Mikrostruktur, bevor topographische/tomographische Anomalien sichtbar werden. Biomechanische Parameter korrelieren stark mit mikroskopischen Strukturparametern und lassen sich für die Früherkennung von Ektasien nutzen.

Material und Methoden. Dieser Bericht fasst die biomechanischen Eigenschaften der Hornhaut im Hinblick auf die Erkennung von Ektasie im Frühstadium und Keratokonus zusammen. Die Non-contact-Tonometrie (NCT) wird zur Erfassung des Deformationsverhaltens der Hornhaut und zur Ableitung von Hornhautdeformationsparametern und biomechanischen Indizes für die Ektasieerkennung verwendet.

Ergebnisse. Die biomechanischen Parameter bei Keratokonus unterscheiden sich signifikant von denen gesunder Augen. Veränderungen in der Hornhaut können noch vor topographischen oder tomographischen Veränderungen festgestellt werden. Ansätze mittels künstlicher Intelligenz unterstützen das Zusammenführen der zahlreichen verfügbaren Daten zu einzelnen Parametern für eine angemessene Verarbeitung in der klinischen Praxis.

Fazit. Die Untersuchung der kornealen Biomechanik mittels NCT ist eine neue Methode, um mögliche frühe Veränderungen des Gewebes zu erkennen. Die biomechanischen Parameter, insbesondere die Ergebnisse der Scheimpflug-basierten NCT, decken Veränderungen auf, bevor sie in der Topographie oder der Tomographie sichtbar werden. Dies ist sowohl für die refraktive Chirurgie als auch für die Behandlung von großer Bedeutung.

Abstract

Purpose. Topographic and tomographic parameters are often not sufficient for early diagnosis of corneal changes. Pathological processes begin in the microstructure before topographic/tomographic abnormalities become apparent. Biomechanical parameters correlate strongly with microscopic structural parameters, while they can be used for early detection of ectasia.

Material and Methods. This review summarizes the biomechanical properties of the cornea with regard to the detection of early ectasia and keratoconus. Air-puff tonometry is used to record the deformation behavior of the cornea and to derive corneal deformation parameters and biomechanical indices for ectasia detection.

Results. The biomechanical parameters in keratoconus differ significantly from those of healthy eyes. Changes in the cornea can be detected even before topographic or tomographic changes. Artificial intelligence approaches support the merging of the numerous available data on single parameters for appropriate handling in clinical practice.

Conclusion. Examination of corneal biomechanics using air-puff tonometry is a new method to detect possible early changes in the tissue. The biomechanical parameters, especially those of Scheimpflug-based air-puff tonometry, reveal changes before they are visible on topography or tomography. This is of great importance in refractive surgery, but also in the management of keratoconus.

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