Die Berechnung des menschlichen Auges – zur Evolution der Biometrie in der Kataraktchirurgie

Zusammenfassung

Zweck Die optische Biometrie gilt heute als Standarddiagnostik und stellt die wesentliche Grundlage für die IOL-Berechnung vor der Kataraktoperation dar. Unser Artikel gibt einen kurzen Überblick über die historische Entwicklung der Biometrie des menschlichen Auges und die zur IOL-Berechnung verwendeten Formeln.

Material und Methoden Selektive Literaturrecherche in Büchern und Artikeln via PubMed, Google Scholar und Google, zusätzliche enge Zusammenarbeit mit IOLCon, Institut für Experimentelle Ophthalmologie, Universität des Saarlandes, Homburg/Saar.

Ergebnisse Für erste Messungen des Auges wurde Ultraschall invasiv angewendet. Ultraschall ist heutzutage meist auf Fälle beschränkt, in denen die optische Biometrie aufgrund trüber optischer Medien nicht durchgeführt werden kann. Heute arbeiten die meisten modernen Biometer nicht invasiv mithilfe der OCT, und durch intelligente Scanstrategien sind nahezu alle Augen messbar. Neben dieser technischen Entwicklung wurden zahlreiche Formeln entwickelt, um die optische Leistung der jeweiligen IOL zu berechnen. Intraokularlinsen können mit unterschiedlichen Strategien berechnet werden: Mit empirischen Formeln wird die IOL-Leistung aus einer Reihe biometrischer Daten ohne anatomischen oder physikalischen Hintergrund abgeleitet. Bei den heute am häufigsten verwendeten theoretisch-optischen Formeln wird die IOL-Leistung einem paraxialen optischen Modell entnommen, das das Auge im Sinne der linearen Gaußʼschen Optik vereinfacht. Beim modernen Raytracing wird das Snellʼsche Gesetz auf jede Refraktionsfläche im Auge angewendet und die beste Fokusposition mit der Position der Fovea verglichen.

Zusammenfassung Heutzutage muss sich eine wachsende Anzahl von Augen, die sich zuvor einer refraktiven Operation unterzogen hatte, einer Katarakt-OP unterziehen. Noch wichtiger als eine angemessene Biometrie des menschlichen Auges ist die Verwendung geeigneter Berechnungsschemata, die dazu beitragen, die Vorhersagbarkeit des refraktiven Ergebnisses nach der Katarakt-OP zu verbessern.

Abstract

Introduction Optical biometry is the standard diagnostic tool and essential basis for IOL calculation prior to cataract surgery today. Our article will provide a short overview of the historical development of biometry of the human eye and the formulas used for IOL calculation.

Material and Methods Selective literature search in books and journal articles via PubMed, Google Scholar and Google as well as close cooperation with IOLCon at Saarland University, Homburg/Saar (Germany).

Results For first measurements of the eye, ultrasound was applied invasively. Today, ultrasound is mostly restricted to cases where optical biometry cannot be performed due to opaque optical media. However, today, most of the modern biometers are working with OCT non-invasively. Along with this technical evolution, numerous formulas have been developed for calculating the optical power of each respective IOL. Intraocular lenses can be calculated with different strategies: with empirical formulas, the IOL power is derived from a series of biometric data without any anatomical or physical background. With the theoretical-optical formulas, which are most commonly used today, the IOL power is extracted from a paraxial optical model which simplifies the eye to linear Gaussian optics. With modern raytracing settings, the Snellʼs law is applied at each refracting surface within the eye and the best focus position is compared with the position of the fovea.

Conclusions Today, an increasing number of eyes that underwent refractive surgery previously are facing cataract surgery. Maybe even more important than adequate biometry of the human eye will be using appropriate calculation schemes in order to enhance post-cataract refractive outcomes or predictability.

Schlüsselwörter

Biometrie - Ophthalmogeschichte - Ultraschallbiometrie - optische Kohärenztomografie - OCT

Key words

biometry - history of ophthalmology - ultrasound biometry - optical coherence tomography - OCT

Publication History

Received: 06 July 2019

Accepted: 25 July 2019

Article published online:
10 October 2019