Zusammenfassung
Hintergrund Keratokonus ist eine Erkrankung, die sich in der Regel in der 2. und 3. Lebensdekade
schleichend entwickelt und die Abbildungsqualität des optischen Apparates Auge bereits
im Frühstadium degradiert, wenn klinische Symptome noch schwach ausgeprägt sind. Ziel
der Studie war es, als Unterstützung der klinischen Diagnostik ein Verfahren zu entwickeln,
mit dem auf der Basis topographischer Höhendaten die Vorwölbung der Hornhaut quantifiziert
werden kann.
Patienten und Methoden 88 Patienten (46 beginnender Keratokonus, 42 fortgeschrittenes Stadium) sowie eine
Kontrollgruppe bestehend aus 40 Normalprobanden wurden in die Studie einbezogen. Aus
den topographischen Brechungsdaten eines kommerziell erhältlichen Topographiesystems
(TMS-1) wurden durch eine lokale Approximation Höhendaten berechnet. Anhand dieser
Höhendaten wurde eine Zerlegung in orthogonale Zernike-Polynome vorgenommen und eine
asphärozylindrische Oberfläche modelliert. Ausgehend von dieser Oberfläche wurde durch
Differenzbildung von tatsächlichen Höhendaten und Modelloberfläche die Basis, Höhe
und das Volumen sowie die Lokalisation der Vorwölbung berechnet.
Ergebnisse Während sich die Höhe der Vorwölbung (23 auf 71 µmM), das Volumen (0,066 auf 0,141
mm3) unter der Kegelspitze und die horizontale Ausdehnung (0,67 auf 1,32 mm) im fortgeschrittenen
Stadium des Keratokonus hochsignifikant erhöhen, ändert sich die vertikale Ausdehnung
geringer (0,64 auf 0,93 mm). Im fortgeschrittenen Stadium liegt die Kegelspitze aufgrund
einer Verschiebung nach unten (0,44 auf 1,33 mm) deutlich peripherer als beim beginnenden
Keratokonus.
Schlußfolgerung Neben einer qualitativen klinischen Beurteilung eignen sich topographische Höhendaten
gut für eine systemunabhängige Quantifizierung der Protrusion bei Keratokonus. Die
Kenntnis über die Lage und Ausdehnung der Vorwölbung kann im Verlauf die Einschätzung
der Progredienz verbessern und so die klinische Indikationsstellung und Plazierung
für eine perforierende Keratoplastik unterstützen.
Summary
Background Keratoconus is a corneal dystrophy which usually develops in the second or third
decade of life and shows various speed of progression. This disease may degrade the
image-forming properties of the eye even in its early stage. The purpose of this study
was to support the conventional clinical qualitative diagnostic methods of keratoconus
handling with a topography-based algorithm to quantify the „balooning” of the anterior
corneal surface.
Patients and methods Eighty-eight patients with keratoconus (46 with mild and 42 with severe clinical
signs) and a control group of 40 normal subjects were included in this study. Topographic
height data were calculated from refraction data of a commercially available topographer
(TMS-1) using a local approximation algorithm. A decomposition of corneal topography
height data into orthogonal Zernike polynomials was performed to define a asphero-cylindrical
model surface. From the difference of the raw height data and the model surface, the
base, height and volume as well as the localization of the protrusion was quantified.
Results The height of the corneal protrusion (23 to 71 µm), the volume of the cone (0.066
to 0.141 mm3) and the horizontal dimension (0.67 to 1.32 mm) increased highly significantly. In
contrast, comparing the early to the severe stage of the disease the vertical dimension
of the cone (0.64 to 0.93) changed much less. In the severe stage, the center of the
protrusion was much more decentred (1.33 mm) than in the early stage (0.44) due to
a shift in the inferior direction.
Conclusions The quantification of cone dimensions using corneal topography height data has the
potential to assist qualitative clinical graduation in keratoconus independent of
the system currently used. The knowledge about the exact amount of corneal protrusion
and position of the cone may improve the assessment of the progression of the disease,
thus being helpful for indication of a penetrating keratoplasty.
Schlüsselwörter
Keratokonus - Hornhauttopographie - Dimensionen - Lokalisation
Key words
keratoconus - corneal topography - dimensions - localization
