Dreidimensionale Papillentopographie mittels Laser Scanning Tomographie: Klinisches Korrelat einer Cluster-Analyse

Zusammenfassung

Hintergrund Die Papillenbeurtcilung ist ein wesentlicher Bestandteil der Glaukomdiagnostik. Ziel dieser Studie ist es, eine auf quantitative Parameter gestützte topographische Papillenklassifikation vorzunehmen und die computerisiert erfolgte Gruppierung hinsichtlich des klinischen Aspektes und des Gesichtsfeldbefundes zu beschreiben.

Patienten und Methoden Insgesamt 337 Papillen von Patienten mit glaukomatöser Optikusschädigung (n=99), Glaukomverdacht (n=159) oder Normalbefund (n=79) werden mittels Laser Scanning Tomographie dreidimensional topographisch analysiert. Basierend auf den hierbei erhaltenen Meßdaten wird anhand der standardisierten Variablen (Papillenfläche, Randsaumfläche, Flächenquotient, Exkavationstiefe, Exkavationssteilheit, Konturlinienhöhenvariationen entlang der Papillenbegrenzung) eine hierarchische Clusteranalyse durchgeführt. Der funktionelle Status der untersuchten Augen wird mittels statischer Perimetrie erhoben.

Ergebnisse Mittels Clusteranalyse erfolgt eine Unterscheidung in sieben topographische Gruppen. Die morphometrischen Charakteristika der resultierenden Klassifikation können folgendermaßen beschrieben werden: 1. „normal” (N, n=109), 2. „normal, groß” (NG; n=101), 3. „supernormal” (SN: n=13), 4. „pseudonormal” (PN; n=27), 5. „glaukomähnlich flach” (GF; n=51), 6. glaukomähnlich, steil” (GS; n=30), 7. „makropapillär” (M; n=6). In der computergesteuerten statischen Perimetrie besteht in 180 Fällen ein normaler Gesichtsfeldbefund, 99 Augen weisen glaukomatöse Gesichtsfelddefekte auf, 58 Augen zeigen isolierte relative Skotome <10 dB. Glaukomatöse Gesichtsfelddefekte werden in 8,3% (N), 18,8% (NG), 7,7% (SN), 37% (PN), 64,7% (GF), 83.3% (GS) und 33,3% (M) nachgewiesen. Bei unauffälligen Flächenmeßdaten und geringer Exkavationstiefe sind die pseudonormalen Papillen durch eine Abflachung der Konturlinienhöhenvariation entlang der Papillenbegrenzung gekennzeichnet.

Schlußfolgerungen Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass (1) eine objektive Eingruppierung der Papillen anhand ihrer dreidimensionalen Topographie computergesteuert vorgenommen werden kann und (2) Morphometrie und Perimetrie einander ergänzende Verfahren in der Glaukomdiagnostik darstellen. Die Existenz glaukomatöser Gesichtsfelddefekte ist nicht an einen einzigen Typus der Papillenmorphologie gebunden. Die Wahrscheinlichkeit des Vorliegens eines Glaukomschadens im Gesichtsfeld variiert jedoch innerhalb der nach topometrischen Kriterien automatisiert erstellten Cluster erheblich. Sie steigt bei der Kombination von geringen Höhenvariationen entlang der Papillenbegrenzung, kleinen Randsaumflächen und großer Exkavationssteilheit.

Summary

Background The evaluation of opitc disc topography is essential for the clinical diagnosis of primary open angle glaucoma. The purpose of this study was (1) to establish a computerized cluster formation of optic nerve head topography based on quantitative three-dimensional parameter values and (2) to describe the resulting clusters according to morphological appearence and visual fields.

Patients and Methods 337 optic nerve heads (glaucomatous optic neuropathy (n=99), glaucoma suspects (n=159), normals (n=79) were analyzed using laser scanning tomography. A hierarchical cluster analysis was performed based on standardized variables (optic disc area, rim area, area-ratio, cup depth, cup steepness, height variations along the contour-line). Visual fields were tested by computerized static threshold perimetry.

Results A seven cluster solution met the optimizing criteria. The characteristic morphology of the clusters can be described as “normal” (N), “normal, large” (NL), “supernormal” (SN), “pseudonormal” (PN), “glaucomalike-flat” (GF), “glaucomalike-steep” (GS) and “macropapillary” (M). Visual fields were normal in 180 eyes. 99 eyes had glaucomatous field defects, 58 eyes revealed isolated relative scotomas <10 db. Presence and degree of visual field defects varied within the automatically classified optic disc groups considerably. Visual field defects were found in 7.7% (SN), 8.3% (N), 18.8% (NL), 33.3% (M), 37% (PN), 64.7% (GF) and 83.3% (GS) respectively. Pseudonormal discs were characterized by a flattening of the height variations along the disc border.

Conclusions (1) Optic nerve heads may be automatically classified based upon a combination of three-dimensional topographic variables. (2) Analysis of optic disc topography and computerized perimetry are supplementary tools in the evaluation of the glaucoma patient. Visual field defects may be present within any cluster. However, the like-liness of the presence of visual field defects differs considerably among the topometrically defined groups of optic nerve heads. Functional damage is to be expected in association with reduced height variations along the disc border, a small rim area and a steep cupping of the optic nerve head.

Schlüsselwörter

Glaukom - Papille - Clusteranalyse - Laser-Scanning-Tomographie - Topographie

Key words

Glaucoma - optic disc - optic nerve head - cluster-analysis - laser scanning tomography - topography