Physikalische Grundlagen der Sklerostomie

Zusammenfassung

Laser-Sklerostomieverfahren, ausgeführt ab interno oder ab externo, haben in den vergangenen Jahren vermehrtes Interesse gefunden. Mit wenigen Ausnahmen werden invasive Verfahren beschrieben, bei denen die Laserenergie von innen oder außen mit speziellen optischen Fibern an die sklero-korneale Perforationsstelle herangeführt wird. Als Energiequellen werden eine Anzahl von Lasertypen angegeben, die vom UV über das sichtbare Spektrum bis ins Infrarot reichen. Bis jetzt liegen nur sehr spärliche und unvollständige Analysen über die für die Perforation verantwortlichen Energieübertragungsmechanismen vor, bei denen die Absorption einer bestimmten Wellenlänge durch Gewebswasser eine oder die entscheidende Rolle spielt. Auch jetzt ist ein umfassendes Modell der verschiedenen bei der Sklerostomie in Erscheinung tretenden Abtragungsmechanismen noch nicht möglich; indessen nimmt ein quantitativer oder semiquantitativer Energieübertragungsmechanismus Gestalt an. Das von uns angegebene ab interno- und ab externo-Sklerostomieverfahren basiert auf einem mechanischthermischen Modell, bei dem eine rasche, explosive Evaporation eine entscheidende Rolle spielt. Die mikroexplosiven Effekte, da sie in einem geschlossenen Raum, nämlich in dem durch die Fiber abgeschlossenen Sklerostomiekanal, stattfinden, haben einen sehr hohen Wirkungsgrad: d.h. das Umsetzungsverhältnis von photischer Energie zur Abtragungsrate ist sehr günstig, und die spezifische Absorption einer bestimmten Wellenlänge, durch das Gewebswasser, tritt in den Hintergrund. Dies wurde in einem in-vitro-Modell am Schweineauge verifiziert. Ferner zeigen elektronenmikroskopische Untersuchungen, dass der thermische Kollateralschaden sehr gering ist. Die Wellenlängenunabhängigkeit ermöglicht es, mehr „gebräuchliche” leicht erhältliche Energiequellen, wie den cw Nd:YAG - oder den Diodenlaser einzusetzen.

Die Rolle des thermischen Kollateralschadens für die klinische Überlebenszeit der angelegten Fistel ist kontrovers.

Summary

Various sclerostomy procedures, performed ab interno and ab externo have found increasing interest for some time. With few exceptions, invasive procedures are described, in which laser energy is transmitted by means of specially designed fibers and probes ab interno and ab externo to the perforation site. Laser energy sources, ranging from the UV through the visible to the IR range have been described. Thus far, no detailed models quantifying the ablation mechanism of such sclerostomy procedures have been published. All such procedures have in common that the wavelength of the laser should be matched to water absorption bands. Now more sophisticated models describing the action mechanism of various lasers begin to emerge. A system described by us takes advantage of the high efficiency of rapid steam explosions occurring in a closed space, i.e. in the region delimited by the probe end and the fistula bottom. The high efficiency of such mechanisms has been verified in model experiments on porcine eyes in vitro. Electron microscopical results also show that the amount of thermal damage is negligible and that there is very little wavelength-dependence. This permits the adoption of „common” laser energy sources such as diode and Nd:YAG lasers. The clinical survival probability of fistulas as related to the amount of collateral damage is controversial.

Schlüsselwörter

Sklerostomie - ab interno - ab externo - Wirkungsmechanismen

Key words

Sclerostomy - ab interno - ab externo - Action mechanisms