Transplantatverkippung nach perforierender Keratoplastik - Vergleich zwischen nichtmechanischer Trepanation mittels Excimerlaser und Motortrepanation

Zusammenfassung

Hintergrund Die vertikale Verkippung des Transplantates nach perforierender Keratoplastik (PK) ist neben der Dezentrierung und der horizontalen Torsion ein wesentlicher Fakor für eine unbefriedigende Sehleisung nach perforierender Keratoplastik. Ziel der Arbeit war es, die Verkippung des Transplantates nach Betrag und Richtung mit funktionellen Ergebnissen nach PK im zeitlichen Verlauf zu korrelieren.

Patienten und Methoden Je 50 Patienten (20 primäre Dystrophien, 30 Keratokonus) unterzogen sich einer nichtmechanischen Trepanation (NMT) (Excimer-Laser MEL60, Aesculap-Meditec, Heroldsberg) bzw. einer Motortrepanation (MT) (Geuder, Heidelberg) im Rahmen der perforierenden Keratoplastik. Alle Operationen (7,5 mm bei primären Dystrophien, 8,0 mm bei Keratokonus, 8 Orientierungszähnchen bei NMT, doppelt fortlaufende 10-0-Nylon Naht nach Hoffmann) wurden von einem Operateur GOHN durchgeführt. In einem definierten postoperativen Raster (6 Wochen, 6 Monate, vor Teilfadenentfernung und nach Komplettfadenentfernung) wurde die Hornhauttopographieanalyse (TMS-1, Tomey, Erlangen) durchgeführt. Nach einer Gram-Schmidt-Orthogonalisierung wurden die Topographiehöhendaten von 25 nicht-zentrischen Ringen an 256 Hemimeridianen im Sinne einer Minimierung des mittleren Fehlerquadrates in Zernike-Komponenten radialer Ordnung n = 16 zerlegt und aus den Komponenten Z₁ ¹ und Z₁ ^-1 die Verkippung der Oberfläche gegenüber der Videokeratoskopachse bestimmt. Die meridionalen Brechkräfte wurden durch die Überlagerung aller parabolischen Terme berechnet. Die Verkippung sowie die Differenz der meridionalen Brechkräfte der Zernikezerlegung (ZA) wurden mit dem Ergebnis der Keratometrie (KA), der Simulated Keratometry (SimK) des Topographiesystems, der subjektiven Refraktion (RZ) und der bestkorrigierten Sehschärfe korreliert.

Ergebnisse Die Verkippung nach NMT betrug etwa 3° und veränderte sich im zeitlichen Verlauf nach Keratoplastik unwesentlich. Nach MT zeigte sich vor Entfernung des ersten fortlaufenden Fadens eine vergleichbare Entwicklung, jedoch ein signifikanter Anstieg auf 5° nach Entfernung des zweiten fortlaufenden Fadens. In beiden Gruppen resultierte zwischen Keratokonus und Fuchsscher Dystrophie kein signifikanter Unterschied. Die Richtung der Verkippung zeigte eine Häufung hin zur Lage des Knotens der ersten fortlaufenden Naht. Zu allen Beobachtungszeitpunkten korrelierte der ZA der Zernike-Zerlegung deutlich besser mit dem RZ als der KA oder SimK. Nach NMT lag die bestkorrigierte Sehschärfe am Ende des Beobachtungszeitraums rund 2 Dezimalzeilen höher als nach MT.

Schlußfolgerung Die Zernike-Zerlegung von topographischen Höhendaten erwies sich als geeignetes Mittel, die Verkippung des Transpiantates nach perforierender Keratoplastik zu extrahieren und zu quantifizieren. Tm Gegensatz zur Vierpunktmessung im Rahmen der konventionellen Keratometrie erlaubt die Zerlegung in orthogonale Polynome selbst bei lokal stark irregulären Oberflächen eine Detektion der kardinalen Meridiane.

Summary

Background Besides decentration of the graft/host trephination and “horizontal torsion” “vertical tilt” is an important factor for reduced visual outcome after penetrating keratoplasty (PK). The purpose of this study was to evaluate the time course of vertical tilt in absolute value and direction and to correlate it with functional results after PK.

Patients and methods Fifty patients each (20 primary dystrophies, 30 keratoconus) underwent nonmechanical trephination (NMT) (excimer laser MEL60, Aesculap-Meditec, Heroldsberg, Germany) or mechanical motor trephination (MT) (Geuder, Heidelberg, Germany) in penetrating keratoplasty. All procedures (7.5 mm in dystrophies, 8.0 mm in keratoconus, 8 orientation teeth in NMT, double-running 10-0 nylon suture) were performed by one surgeon (GOHN). At a postoperative gate of 6 weeks, 6 months, before partial suture removal and after complete suture removal, corneal topography analysis (TMS-1, Tomey, Tennenlohe, Germany) was performed. After a Gram-Schmidt-orthogonalization corneal topography height data of 25 noncentric rings in 256 hemimeridians were decomposed into Zernike components of radial order n = 16 in the sense of minimizing the root mean square error. The tilt of the surface relative to the videoke-ratoscope axis was calculated from the Zernike components Z¹ ₁ and Z₁ ^-1. The meridional power at the cardinal meridians was derived from all parabolic Zernike terms. Tilt and the difference between both meridians of the Zernike representation (ZA) were correlated with the results of Zeiss keratometry (KA), Simulated Keratometry (SimK) of the TMS-1, subjective refraction (RZ) and best-corrected visual acuity.

Results After NMT, vertical tilt of the graft was 3° without significant change over time. Following MT, an equivalent time course could be observed before partial suture removal. However, after complete suture removal, a significant increase of the tilt was measured to 5° (p = 0,02). No significant difference could be detected comparing keratoconus and Fuchs' dystrophy both in NMT and MT. The direction of the vertical tilt component piled up to the hemimeridian defined by the knot of the first running suture. At all postoperative follow-up examinations, the ZA of the Zernike decomposition showed a good correlation to the RZ, whereas the KA and the SimK did not. At the end of the follow-up, best-corrected visual acuity after NMT was 2 decimal lines better than after MT.

Conclusions The Zernike decomposition of topographic height data is a suitable tool for extraction and quantifying vertical tilt of the graft following penetrating keratoplasty. In contrast to conventional keratometry with its 4-point measurement, a decomposition of topographic height data into orthogonal polynomials enables a detection of both cardinal meridians even in corneas with a high degree of local irregularities.

Schlüsselwörter

Vertikale Verkippung - Hornhauttopographie - Zernike-Zerlegung - Perforierende Keratoplastik - Excimerlaser - Nichtmechanische Trepanation - Motortrepanation

Key words

vertical tilt - corneal topography - Zernike decomposition - penetrating keratoplasty - excimer laser - nonmechanical trephination - motor trephination