Asphärizität der Hornhaut und Astigmatismus

Zusammenfassung

Hintergrund: Bei Hornhautastigmatismus ist nicht nur die Krümmung, sondern auch die Asphärizität der Hornhaut achsenabhängig. Der Zusammenhang zwischen den beiden Größen und ihr Einfluss auf die Qualität des retinalen Bildes sind unklar. Methoden: An einem theoretischen Augenmodell mit bikonoider Hornhaut wurde der Einfluss der Asphärizität bei Vorliegen eines Astigmatismus auf das retinale Bild mittels Ray-Tracing (Zemax EE, Zemax) simuliert. Die kornealen Topographien (Keratograph C, Oculus) von 30 Augen mit Astigmatismus bis zu 5,3 dpt wurden auf die Achsenabhängigkeit der Asphärizität geprüft. Ergebnisse: Am Modell konnte nachgewiesen werden, dass die Güte des retinalen Bildes bei Vorliegen eines Astigmatismus durch Optimierung der achsenabhängigen Asphärizität mehr als verdoppelt werden kann (Faktor 2,28). Die Korrektur des zentralen Astigmatismus ohne Berücksichtigung der Asphärizität führt dagegen nur zu einer mäßigen Besserung. Im Mittel lag die klinische Differenz der Asphärizitäten in den beiden Hauptmeridianen für alle Astigmatismusgruppen zwischen 0,053 und - 0,03, was klinisch vernachlässigbar ist. Im Einzelfall dagegen reichte diese Differenz von - 0,372 bis + 0,444. Schlussfolgerungen: Die achsenabhängige Asphärizität kann einen zentralen Hornhautastigmatismus erheblich verstärken oder signifikant abschwächen. Dadurch wird der Astigmatismus eines Auges abhängig von der Pupillenweite und der klinisch manifeste Astigmatismus ist eine Mischung von Verkrümmung und Asphärizität. Bei der Laserkorrektur des Astigmatismus muss die meridionale Asphärizitätsverteilung berücksichtigt werden.

Abstract

Background: Regarding astigmatism of the cornea, curvature as well as asphericity depend on the meridional axis. Their functional dependence and relation to the quality of the retinal image are still unclear. Methods: The astigmatic eye was modelled using a biconoid anterior corneal surface by means of a commercially available optical designer programme (Zemax EE, Zemax). The influence of asphericity and astigmatism on the quality of the retinal image was determined by means of ray tracing. Thirty eyes with astigmatism of up to 5.3 D underwent corneal topography (Keratograph C, Oculus) which allowed a numerical evaluation of the cylindric power as well as the asphericity in the main meridians. Results: The quality of the retinal image of an eye with corneal astigmatism can be improved by a factor of 2.28 if the asphericity is optimised. Correction of the central astigmatism only (without considering asphericity) yields only a rather marginal improvement. The average difference of the asphericity in the main meridians is close to zero, however, the individual difference ranges from - 0.372 to + 0.444 which is definitely clinically relevant. Conclusions: Anisotropic asphericity of the cornea may significantly enhance or compensate central corneal astigmatism. Clinically manifest astigmatism is an individually variable combination of asphericity and curvature difference in the two main meridians and is dependent on the pupil size. Laser correction of corneal astigmatism must take meridional asphericity into account.

Schlüsselwörter

Astigmatismus - Asphärizität - Kornea - Q-Faktor - Augenmodell

Key words

Astigmatism - asphericity - cornea - Q-factor - eye model - ray tracing

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