Messung der Augenlänge und Augenform mittels optischer Kurzkohärenz-Reflektometrie

Zusammenfassung

Hintergrund Die präzise und rasche Messung der Augenlänge und Augenform ist von entscheidender Bedeutung bei der Erforschung der Augenwachstumsregulation und Kurzsichtigkeit (Myopie). Für diesen Zweck haben wir ein optisches Kurzkohärenz-Reflektometer entwickelt und erste Messungen in Probanden durchgeführt.

Methoden Das Instrument enthält einen rotierenden Glaswürfel, der longitudinale Scans mit einer Geschwindigkeit von 0,42 m/s und einer Repetitionsrate von ∼ 13 Scans/s erzeugt. Heterodyn-Detektion von Licht, das von der Hornhautvorderseite und Netzhautrückseite reflektiert wird, ermöglicht die Messung der axialen Augenlänge und Augenform (periphere Augenlänge). Jede Messung besteht aus fünf aufeinanderfolgenden Scans. Reproduzierbarkeit und Präzision wurden bestimmt, indem die axiale Augenlänge in einem Probanden fünfmal hintereinander gemessen wurde, wobei das Auge jedesmal repositioniert wurde. Augenformen wurden in rechten Augen von vier Probanden bestimmt, indem Augenlänge alle 3,3° von 10° nasal bis 10° temporal gemessen wurde.

Resultate Die in einem Probanden wiederholt gemessenen axialen Augenlängen waren nicht verschieden, weder zwischen den Messungen noch innerhalb der Messungen (one-factor ANOVA). Die durchschnittliche Standardabweichung betrug 11 μm. Augenformen a) variierten beträchtlich zwischen den Probanden, und b) unterschieden sich wesentlich von entsprechenden sphärischen Modellaugen mit gleicher axialer Augenlänge.

Schlussfolgerung Das neuentwickelte Reflektometer ermöglicht die präzise und rasche Messung der Augenlänge und Augenform. Solche Messungen, vor allem an Kindern, könnten wichtige Informationen über Mechanismen der Augenwachstumsregulation und der Entstehung von Myopie liefern.

Background The precise and rapid measurement of eye length and eye shape are essential for investigating eye growth regulation and myopia. For this purpose, we developed an optical low coherence reflectometer and obtained preliminary measurements in volunteers.

Methods The instrument includes a rotating glass cube to produce longitudinal scans at a velocity of 0.42 m/s and a repetition rate of ∼ 13 scans/s. Heterodyne detection of light reflected from the anterior cornea and the posterior retina permits to measure axial eye length and eye shape (off-axis eye length). Each measurement consists of five consecutive scans. Reproducibility and precision were determined in one volunteer by measuring axial eye length five consecutive times, each time repositioning the eye. Eye shapes were determined in right eyes of four volunteers by measuring eye length every 3.3° from 10° nasally to 10° temporally.

Results Axial eye length measured repeatedly in one volunteer did not differ between or within the measurements (one-factor ANOVA). The average standard deviation was 11 μm. Eye shapes a) varied substantially among subjects and b) differed considerably from the corresponding shapes of spherical model eyes with identical axial eye lengths.

Conclusion The newly developed reflectometer permits the precise and rapid measurement of eye length and eye shape. Such measurements, especially in children, may provide important information about mechanisms of eye growth regulation and the development of myopia.

Schlüsselwörter

Augenlänge - Augenform - Augenwachstum - Myopie - optische Kurzkohärenz-Reflektometrie

Key words

eye length - eye shape - eye growth - myopia - optical low coherence reflectometry

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