Endotheliale Keratopathie bei Pseudoexfoliationssyndrom: Quantitative und qualitative Morphometrie mittels automatisierter Videobildanalyse

Zusammenfassung

Ziel dieser prospektiven Studie war die quantitative und qualitative Analyse der Keratopathie bei Pseudoexfoliationssyndrom (PEX) nach Prüfung der Reproduzierbarkeit und Validität eines neuen automatisierten Verfahrens der Hornhautendothelmorphometrie.

Patienten und Methoden Verwendet wurde ein Kontakt-Spekularmikroskop mit integrierter Videokamera (Tomey EM-1000) und ein Computer (IBM kompatibler PC, 486DX33) mit zugehöriger Software (Tomey EM-1100, Version 0.94). Grundprinzip des Verfahrens ist die direkte Überführung eines Video-Endothelbildes (Fläche: 0,312 mm²) in ein digitalisiertes Computerbild und dessen automatisierte Prozessierung unter Umgehung einer Filmvorlage. Anschließend werden mittels Maus-Taste falsch erkannte oder fehlende Zellgrenzen korrigiert. Die Methode wurde bei 85 Augen mit PEX und 33 altersentsprechenden Kontrollaugen angewandt. Bei den PEX-Augen wurden zunächst Retest-Stabilität und Validität der Zelldichtebestimmung beurteilt. Anschließend erfolgte eine qualitative Analyse des Endothels.

Ergebnisse Bezüglich der Zelldichtewerte war die Retest-Stabilität hoch (Reliabilitätskoeffizient r = 0,974). Die Werte der automatisierten Methode (2040±285 Zellen/mm²) und nach malluellem Auszählen (2041±275 Zellen/mm²) waren nicht signifikant verschieden (p = 0,441). Die mittlere Abweichung betrug 3,1±2,4%, wobei keine systematische Abweichung in eine Richtung vorlag. Die 85 PEX-Augen hatten mit 2052±264 Zellen/mm² gegenüber den 33 Kontrollaugen (2372±276 Zellen/mm²) eine signifikant reduzierte Endothelzelldichte (p < 0,001). Die Zelldichte der 69 PEX-Augen mit Glaukom (2014±254 Zellen/mm²) war signifikant niedriger als die der 16 PEX-Augen ohne Glaukom (2214±251 Zellen/mm²) (p = 0,008). Von den 85 PEX-Augen wiesen 85% einen Polymegalismus, 77% einen Pleomorphismus der Endothelzellen auf; 68% hatten weißliche Auflagerungen und 42% Guttae. Weißliche Auflagerungen und Guttae fanden sich bei PEX-Augen signifikant häufiger und in stärkerer Ausprägung als bei den Kontrollaugen. Zwischen PEX-Augen mit und solchen ohne Glaukom zeigte sich für keinen der vier qualitativen Parameter ein signifikanter Unterschied.

Schlußfolgerung Das getestete Endothelanalyseverfahren liefert schnell zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse, wenn vom Korrekturmodus der Software Gebrauch gemacht wird. Die semiquantitative Analyse qualitativer Endothelmerkmale erlaubt eine differenziertere Beurteilung der Keratopathie bei Pseudoexfoliationssyndrom als die alleinige Berücksichtigung der Endothelzelldichte. Beides ist empfehlenswert, um das Risiko einer diffusen Endotheldekompensation vor intraokulären Eingriffen abschätzen zu könnnen.

Summary

This prospective study intended to quantify and classify morphological changes of the corneal endothelium in Pseudoexfoliation syndrome (PSX) after having tested reproducibility and validity of a new automated technique for analysing corneal endothelium.

Patients and methods We used a contact specular microscope combined with a video camera (Tomey EM-1000) and a computer (IBM compatible PC, 486DX33) with suitable software (Tomey EM-1100. version 0.94). Video images of corneal endothelium (area: 0.312 mm²) are passed directly into the computer input by means of a frame grabber and are automatically processed. Missing or falsely recognized cell borders are corrected using the mouse. We examined 85 eyes with PSX and 33 healthy control eyes. At first, retest-stability and validity of the cell density measurements were assessed in the PSX-eyes. A qualitative analysis of the corneal endothelium followed.

Results The cell density measurements showed a high retest-stability (reliability coefficient r = 0.974). The values of the automated method (2040±285 cells/mm²) and those of manual cell counting (2041±275 cells/mm²) did not differ significantly (p = 0.441). The mean difference was 3.1±2.4%. Comparing the 85 PSX-eyes (2052±264 cells/mm²) to the 33 control eyes (2372±276 cells/mm²), there was a significant reduction of cell density (p < 0,001). The cell density of the 69 PSX-eyes with glaucoma (2014±254 cells/mm²) was significantly lower than that of the 16 PSX-eyes without glaucoma (2214±251 cells/mm²) (p = 0.008). Eighty-five percent of the 85 PSX-eyes showed polymegalism, 77% pleomorphism; 68% had white deposits and 42% guttae. White deposits and guttae were significantly more frequent and more intensive in PSX-eyes than in control eyes. PSX-eyes with and those without glaucoma showed no significant differences concerning the four qualitative parameters.

Conclusion The automated method for analysing corneal endothelium quickly provides reproducible and valid results using the correction mode of the software. Semiquantitative analysis of qualitative parameters permits a more differentiated assessment of keratopathy in Pseudoexfoliation syndrome than does mere consideration of endothelial cell density. Both evaluations are recommended to assess the risk of a diffuse endothelial decompensation before intraocular surgery.

Schlüsselwörter

Pseudoexfoliationssyndrom - Keratopathie - Hornhautendothel - Spekularmikroskopie - Automatisierte Videobildanalyse - Validität - Retest-Stabilität

Key words

Pseudoexfoliation Syndrome - Keratopathy - Corneal Endothelium - Specular Microscopy - Automated Video Image Analysis - Validity - Retest-Stability