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Ophthalmologe 2010 · 107:189–201
DOI 10.1007/s00347-009-2117-8
Online publiziert: 7. Februar 2010
© Springer-Verlag 2010
A. Langenbucher1, 2 · A. Viestenz3 · N. Szentmáry4, 5 · A. Viestenz3 · T. Eppig1 · B. Seitz5
1 Experimentelle Ophthalmologie, Universität des Saarlandes, Homburg/Saar
2 Erlangen Graduate School of Advanced Optical Technology (SAOT),
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen
3 Augenklinik mit Poliklinik, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
4 Augenklinik mit Poliklinik, Semmelweis-Universität Budapest, Budapest
5 Klinik für Augenheilkunde, Universität des Saarlandes, Homburg/Saar
Astigmatismuskorrektur
mit torischen Linsen
Theorie und klinische Aspekte
Zusammenfassung
Die Implantation von pseudophaken und phaken torischen Kunstlinsen entwickelte sich in den
vergangenen Jahren zunehmend zum Mittel der Wahl, einen hohen Hornhautastigmatismus im
Rahmen einer Kataraktextraktion bzw. eines refraktiven Eingriffs auszugleichen. Im vorliegenden
Beitrag werden das Einsatzgebiet pseudophaker und phaker torischer Kunstlinsen vorgestellt, die
Ermittlung notwendiger Messgrößen erläutert, ein matrixbasiertes Schema für die Berechnung
pseudophaker und phaker torischer Kunstlinsen aufgezeigt und anhand von Beispielen Schritt für
Schritt erläutert. Zudem wird auf die intraoperative Positionierung der Linse sowie die Auswir-
kungen einer Dislokation (speziell Rotation) eingegangen.
Schlüsselwörter
Torische Intraokularlinse · Optisches System · Matrixberechnung · Berechnungsmodell · Korne-
aler Astigmatismus
Correction of corneal astigmatism with toric
lenses · Theory and clinical aspects
Abstract
In the last decades, the implantation of pseudophakic and phakic toric lenses has become wide-
spread for correcting corneal astigmatism: in cataract surgery cases with implantation of a poste-
rior chamber lens and in refractive surgery cases with implantation of phakic lenses. The purpose
of this educational and training article is to familiarize the reader with the application of pseudo-
phakic and phakic toric lenses, to show which parameters are necessary for calculating toric lens-
es, to present a matrix-based calculation scheme for pseudophakic and phakic toric lenses, to ex-
plicitly demonstrate the step-by-step calculations with clinical examples, and to show the impact
of lens dislocation (especially rotation) on refractive outcome.
Keywords
Toric lenses · Optical system · Matrix calculation · Optical modeling · Corneal astigmatism
CME Weiterbildung · Zertifizierte Fortbildung
189Der Ophthalmologe 2 · 2010
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Redaktion
F. Grehn, Würzburg
Unter ständiger Mitarbeit von:
A. Kampik, München ·
B. Seitz, Homburg/Saar
Torische Intraokularlinsen bieten heute die Möglichkeit, einen hohen oder exzessiven
Hornhautastigmatismus zu korrigieren und damit die Sehschärfe des Patienten ohne oder
mit einer geringen Refraktionskorrektur deutlich zu erhöhen. Dabei kommen pseudopha-
ke torische Intraokularlinsen zur Anwendung, wenn zusätzlich zum Hornhautastigmatis-
mus eine operationswürdige Katarakt vorliegt, wohingegen phake torische Intraokularlin-
sen im Rahmen eines refraktiven Eingriffes zusätzlich zur klaren kristallinen Linse einge-
setzt werden, um eine sphärozylindrische Fehlrefraktion zu korrigieren.
Im vorliegenden Weiterbildungsartikel soll aufgezeigt werden,
- welche Patienten für die Implantation einer torischen Linse in Frage kommen,
- welche biometrischen Messungen für die Berechnung einer torischen Linse nötig sind,
- wie man pseudophake und phake torische Linsen berechnet,
- wie man den Patienten für die Implantation einer torischen Linse vorbereitet und
- wie man Komplikationen im Zusammenhang mit der torischen Kunstlinse erkennt und
behandelt.
Möglichkeiten der Astigmatismuskorrektur und Einsatz torischer Intraokularlinsen
Nach intraokulären Eingriffen wie perforierenden Keratoplastiken oder Pterygiumentfernung limi-
tiert oft ein persistierender kornealer Astigmatismus die vollständige visuelle Rehabilitation des Pa-
tienten, auch wenn die okulären Medien vollständig klar sind. In der Vergangenheit wurden tiefstro-
male bogenförmige (7 „arcuate keratotomies“) oder gerade „transverse keratotomies“, 7 „T-cut“)
Inzisionen, in seltenen Fällen auch 7 „wedge resections“ in der Hornhaut angelegt, um den korne-
alen Astigmatismus zu reduzieren und so zumindest eine Brillen- oder Kontaktlinsenanpassung zu
ermöglichen.
Die Alternative zu kornealen Schnitten stellen heute bei geringem oder mittelgradigem Astigma-
tismus und unter Voraussetzung einer ausreichenden Dicke der Hornhaut die PRK (photoablative
Keratektomie), LASIK („laser in situ keratomileusis“) oder verwandte Eingriffe dar, bei welchen ober-
flächlich oder auch im Stroma gezielt Gewebe mit dem Laser oder auch mechanisch entfernt wird,
um die Geometrie der Hornhautvorderfläche zu formen und das Höhenprofil rotationssymmetrisch
zu glätten.
Liegt jedoch eine Linsentrübung vor, wird in der Regel eine Kataraktextraktion mit Implantation
einer torischen Intraokularlinse in den Kapselsack erwogen, die neben der sphärischen Fehlrefrakti-
on den kornealen Astigmatismus vollständig oder teilweise korrigiert. Nach einer Kataraktextrakti-
on mit Hinterkammerlinse im Auge wurde zur Korrektur eine torische 7 Piggyback-Linse
[4, 9, 20] vorgeschlagen, die entweder in den Kapselsack vor die sphärische Linse, in den Sulkus, iris-
fixiert oder in die Vorderkammer implantiert werden kann. Liegt bei klarer kristalliner Linse eine
deutliche Ametropie vor, kann unter Erhalt der physiologischen Akkommodation auch bei jungen
Patienten eine phake torische Linse das Mittel der Wahl sein, reversibel die Fehlsichtigkeit zu korri-
gieren und durch ihre spätere Entfernung den Weg für eine klassische Kataraktextraktion mit Im-
plantation einer pseudophaken torischen Hinterkammerlinse frei zu machen.
Im Gegensatz zu den lasergestützten Korrekturen (z. B. LASIK) oder Schnitttechniken (z. B. „ar-
cuate keratotomies“) an der Hornhaut bieten pseudophake oder phake Intraokularlinsen den Vorteil,
dass die Prognostizierbarkeit sowie die 7 Stabilität der Refraktion deutlich besser sind [1, 2, 3, 4, 5,
8, 12, 18, 19] und dass das Hornhautendothel durch den zusätzlichen Eingriff – zumindest bei einem
peripheren Zugang – nur unwesentlich geschädigt wird. Speziell oberflächliche Laserkorrekturen wie
die PRK oder LASEK („laser epithelial keratomileusis“), aber auch stromale Korrekturen neigen häu-
fig zu einer Regression der refraktiven Korrektur oft noch Monate und Jahre nach dem Eingriff. Zu-
dem ist der Astigmatismusbereich, der sich mit torischen Linsen korrigieren lässt, deutlich weiter ge-
fasst als die refraktive Wirkung kornealer Schnitte. Heute sind entsprechende Linsen mit nahezu be-
liebigen Kombinationen aus Sphäre und Zylinder erhältlich [1, 7, 21].
Biometrische Parameter für die Berechnung torischer Linsen
Für die Berechnung torischer Intraokularlinsen werden neben den Messgrößen, die auch für die Be-
rechnung sphärischer Linsen erforderlich sind, weitere Parameter benötigt. So ist die klassische Ver-
messung der Hornhautarchitektur mit dem 7 Keratometer (z. B. Zeiss-Ophthalmometer oder Javal-
7 „Arcuate keratotomy“7 „Arcuate keratotomy“
7 „T-cut“7 „T-cut“
7 „Wedge resections“7 „Wedge resections“
Alternativen zu kornealen Schnitten
bei geringem oder mittelgradigem
Astigmatismus stellen heutzutage
PRK, LASIK oder verwandte Eingriffe
dar
Alternativen zu kornealen Schnitten
bei geringem oder mittelgradigem
Astigmatismus stellen heutzutage
PRK, LASIK oder verwandte Eingriffe
dar
7 Piggyback-Linse7 Piggyback-Linse
7 Refraktionsstabilität 7 Refraktionsstabilität
Mit torischen Linsen lässt sich im
Vergleich zu kornealen Schnitten ein
wesentlich größerer Astigmatismus-
bereich korrigieren
Mit torischen Linsen lässt sich im
Vergleich zu kornealen Schnitten ein
wesentlich größerer Astigmatismus-
bereich korrigieren
7 Keratometer 7 Keratometer
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Der Ophthalmologe 2 · 2010
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Keratometer) essenziell, eine 7 Hornhauttopographie wird dringend empfohlen. Beide Messverfah-
ren geben neben den beiden hauptsächlichen Hornhautradien oder -brechkräften (so genannter
flacher und steiler Hornhautmeridian) und der Achse des Hornhautastigmatismus Aufschluss über
den Grad der Regularität der Hornhautoberfläche. Erscheinen die Projektionsbilder im Keratometer
unsymmetrisch oder entspricht die falschfarbenkodierte Darstellung der Radien- oder Brechwert-
karte nicht der gewohnten Doppelkeulenkonfiguration, kann von einem 7 irregulären Astigmatis-
mus[4, 6, 11] ausgegangen werden. Exemplarisch zeigt . Abb. 1 die falschfarbenkodierte Darstel-
lung des flächigen Hornhautbrechwerts eines Patienten mit exzessivem, aber im zentralen Bereich
regulärem Astigmatismus nach Keratoplastik und Fadenentfernung. Die vom Keratometer oder To-
pographen ausgegebenen Werte sind in einem solchen Fall nur unter Vorbehalt gültig. Durch eine
torische Linse kann nur der reguläre Anteil des Hornhautastigmatismus korrigiert werden, sein irre-
gulärer Anteil bleibt unkorrigiert [13, 15].
Müssen für die Berechnung der Linse Hornhautradien in Brechkräfte oder Brechkräfte in Horn-
hautradien umgerechnet werden, ist der so genannte Keratometerindex essenziell. Mit einem Kera-
tometer oder der ersten Generation von Topographiesystemen, die z. B. auf der Basis der Projektion
einer Placidoscheibe arbeiten, wird als Primärgröße die Krümmung der Hornhautvorderfläche ge-
messen. Die Hornhaut als Meniskuslinse besteht jedoch aus einer Vorderfläche, einer Rückfläche so-
wie einem (mehr oder weniger) homogenen Medium zwischen beiden. Bei dem mit einem Kerato-
meter oder Topographiesystem erhaltenen Brechwert für die gesamte Hornhaut handelt es sich um
eine Abschätzung aus dem gemessenen Vorderflächenradius, beruhend auf der Annahme spezieller
geometrischer Proportionen beider Grenzflächen. Hierfür ist der so genannte Keratometerindex (fik-
tiver Kalibrierwert des Systems) notwendig, der diese Umrechnung des Vorderflächenradius in den
Gesamtbrechwert der Hornhaut zulässt:
F In Geräten der Firma Zeiss (z. B. IOLMaster® oder Ophthalmometer) wird dieser fiktive Kalib-
rierwert des Systems mit n=, angegeben.
F In Geräten mit Javal-Eichung (Javal-Keratometer, Placidotopographen) beträgt der fiktive Ka-
librierwert des Systems n=,.
Wie auch bei der Biometrie für eine Standardintraokularlinse ist für die Berechnung von pseudop-
haken Intraokularlinsen eine verlässliche Bestimmung der Achslänge essenziell. In der Regel finden
7 Hornhauttopographie 7 Hornhauttopographie
7 Irregulärer Astigmatismus7 Irregulärer Astigmatismus
Durch eine torische Linse kann nur
der reguläre Anteil des Hornhautas-
tigmatismus korrigiert werden
Durch eine torische Linse kann nur
der reguläre Anteil des Hornhautas-
tigmatismus korrigiert werden
Der Keratometerindex lässt eine Um-
rechnung vom Vorderflächenradius
auf den Gesamtbrechwert der Horn-
haut zu
Der Keratometerindex lässt eine Um-
rechnung vom Vorderflächenradius
auf den Gesamtbrechwert der Horn-
haut zu
Für die Berechnung von pseudopha-
ken Intraokularlinsen ist eine verläss-
liche Bestimmung der Achslänge es-
senziell
Für die Berechnung von pseudopha-
ken Intraokularlinsen ist eine verläss-
liche Bestimmung der Achslänge es-
senziell
Abb. 1 8 Falschfarbenkodierte Darstellung des flächigen Hornhautbrechwerts nach perforierender Keratoplastik
und Fadenentfernung; trotz klarem Transplantat Verbleiben eines hohen kornealen, im zentralen Bereich weitge-
hend regulären Astigmatismus (15,39 dpt); in Peripherie (ehemaliger Naht- bzw. Interfacebereich): Unsymmetrie in
den gegenüberliegenden Halbmeridianen
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heute optische Verfahren wie die Teilkohärenzinterferometrie (z. B. mit dem IOLMaster®) Anwen-
dung, aber auch die von einem erfahrenen Untersucher durchgeführte Ultraschallbiometrie in Im-
mersion mit Vorlaufstrecke liefert verlässliche Werte. Dagegen muss für die Bestimmung von pha-
ken Intraokularlinsen anstatt der Achslänge des Auges dessen Refraktion auf Brillen- oder Horn-
hautebene (Kontaktlinsenrefraktion) bekannt sein (Sphäre, Zylinder und Achse des Zylinders) [14,
16].
Für die Abschätzung der Position der zu implantierenden Intraokularlinse im Auge ist neben dem
Linsendesign die Messung der 7 phaken Vorderkammertiefe hilfreich, die Aufschluss über die in-
dividuellen Besonderheiten der geometrischen Gegebenheiten des Auges liefert [17]. Soll die torische
Linse nicht für die postoperative Emmetropie, sondern für eine von 0 abweichende Zielrefraktion
bestimmt werden, ist der individuelle 7 Hornhaut-Scheitel-Abstand der Brillenkorrektur abzuklä-
ren [13, 17]. Für die Berechnung phaker torischer Intraokularlinsen, die für eine vorbestehende Fehl-
refraktion eingesetzt werden, ist er grundsätzlich zu berücksichtigen [14, 16].
(Pseudo-)phake Intraokularlinsen sowie zu erwartende postoperative Refraktion
Die hier vorgestellten Modellrechnungen beziehen sich auf die Berechnungsschemata, die im An-
hang dieser Arbeit im Detail erläutert sind. Den im folgenden Abschnitt gezeigten Beispielen liegen
keine Patientendaten zugrunde, es handelt sich vielmehr um Simulationsdaten, die das prinzipielle
Vorgehen beschreiben sollen.
Annahmen für Beispielrechnungen
Generell soll für alle im Folgenden vorgestellten Beispiele gelten: Der Hornhaut-Scheitel-Abstand
HSA wird mit 12 mm angenommen, die Hornhautradien mit 8,30 mm in einer Orientierung von 10°
und 7,38 mm in einer Orientierung von 100°. Auf der Basis eines Zeiss-Ophthalmometers (mit einem
Keratometerindex von n=1,332) entspricht dies einem Hornhautbrechwert von 40,0+5,0 dpt/10. Die
Zielrefraktion nach dem Eingriff auf Brillenebene soll 0,0–0,5 dpt/90 betragen. Der geringe Minus-
zylinder in 90° wurde bewusst gewählt, um die Lesefähigkeit des Patienten zu verbessern. Für den
Brechungsindex von Kammerwasser und Glaskörper wurden die Literaturdaten mit n=1,336 ange-
setzt.
Beispiel 1: Berechnung einer pseudophaken torischen Linse
Hierfür sind zusätzliche biometrische Daten erforderlich: Die Achslänge wird mit 24,6 mm angenom-
men, die vom Hersteller der Kunstlinse angegebene pseudophake Linsenposition (bezogen auf das
Modell einer dünnen Linse) beträgt 5,0 mm. Aus der Differenz der Achslänge und der geschätzten
Linsenposition ergibt sich eine Glaskörperstrecke von 19,6 mm.
In einem ersten Schritt (Gl. 1) werden gemäß Gl. 13 (Anhang) alle Matrizen aus Gl. 18 (Anhang)
beschrieben, deren Elemente a priori bekannt sind:
7 Phake Vorderkammertiefe7 Phake Vorderkammertiefe
7 Hornhaut-Scheitel-Abstand7 Hornhaut-Scheitel-Abstand
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Der Ophthalmologe 2 · 2010
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In einem 2. Schritt (Gl. 2) wird mit Gl. 21 (Anhang) die Matrix L bestimmt:
und mit Gl. 23 (Anhang) die 2 × 2-Submatrix für die gesuchte Refraktionsmatrix RIOL ermittelt
(Gl. 3):
Mit Gl. 17 (Anhang) kann aus der Matrix R2IOL die Standardschreibweise für die Kunstlinse mit 14,
0696+7,7185 dpt/99,1095 extrahiert werden. Daraus wird klar, dass für den Fall, dass die Achsen des
Zylinders der Zielrefraktion und des Hornhautastigmatismus nicht übereinstimmen, die torische
Kunstlinse weder in der Achse der Zielrefraktion noch in der des Hornhautastigmatismus implan-
tiert wird.
Beispiel 2: Berechnung der residualen Refraktion nach
Implantation einer pseudophaken Linse
Für den Fall der Abschätzung der zu erwartenden Refraktion auf Brillenebene nach Implantation ei-
ner torischen pseudophaken Linse wird die Matrix RB als unbekannt, die Refraktionsmatrix der im-
plantierten Kunstlinse als bekannt vorausgesetzt. Somit sind auf der rechten Seite in Gl. 18 (Anhang)
alle Matrizen mit Ausnahme von RIOL bekannt. Die Matrizen RHH, THSA, TLP und TGK werden aus
Beispiel 1 übernommen. Unter der Annahme, dass eine torische pseudophake Linse mit 15,0+6,0 dpt/90
implantiert wurde, ergibt sich mit Gl. 13 (Anhang) für RIOL (Gl. 4)
Die Matrix M (Gl. 5) schreibt sich gemäß Gl. 24 (Anhang):
und die gesuchte 2 × 2-Submatrix für die Refraktion auf Brillenebene wird mit Gl. 25 (Anhang) er-
mittelt. In der Standardnotation ergibt sich mit Gl. 19 (Anhang) eine Brillenrefraktion von −1,1859
+1,7794 dpt/127,7085.
Beispiel 3: Vorgehen bei der Berechnung einer phaken Linse
Für die Berechnung einer phaken Linse sind zusätzlich zur Zielrefraktion die Ausgangsrefraktion so-
wie die geschätzte Position der phaken Linse im Auge nötig. Die Ausgangsrefraktion wird mit −1,0–
5,0 dpt/5 angenommen, und der Hersteller der phaken Linse gibt eine Position der Linse im phaken
Auge mit 3,1 mm an.
Im ersten Schritt werden die Matrizen der bekannten Grenzflächen und Zwischenräume definiert.
Die Matrizen RHH, RB (hier als RBpo) und THSA werden dabei direkt aus Beispiel 1 übernommen. TLP
für die geschätzte Position der phaken Kunstlinse und RBpr für die Ausgangsrefraktion werden mit
Gl. 13 (Anhang) angegeben als (Gl. 6):
Bei nicht übereinstimmenden Achsen
des Zylinders der Zielrefraktion und
des Hornhautastigmatismus wird die
torische Kunstlinse in keiner dieser
Achsen implantiert
Bei nicht übereinstimmenden Achsen
des Zylinders der Zielrefraktion und
des Hornhautastigmatismus wird die
torische Kunstlinse in keiner dieser
Achsen implantiert
Für die Abschätzung der nach Linsen-
implantation zu erwartenden Refrak-
tion auf Brillenebene wird die Matrix
RB als unbekannt, die Refraktionsmat-
rix der pseudophaken Linse als be-
kannt vorausgesetzt
Für die Abschätzung der nach Linsen-
implantation zu erwartenden Refrak-
tion auf Brillenebene wird die Matrix
RB als unbekannt, die Refraktionsmat-
rix der pseudophaken Linse als be-
kannt vorausgesetzt
Für die Berechnung einer phaken Lin-
se werden zusätzlich zur Zielrefrakti-
on die Ausgangsrefraktion sowie die
geschätzte Position der phaken Linse
im Auge benötigt
Für die Berechnung einer phaken Lin-
se werden zusätzlich zur Zielrefrakti-
on die Ausgangsrefraktion sowie die
geschätzte Position der phaken Linse
im Auge benötigt
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In einem 2. Schritt werden die Matrizen Spr und N gemäß Gl. 26 und Gl. 27 (Anhang) zu Gl. 7 be-
stimmt:
In einem 3. Schritt kann mit Gl. 30 (Anhang) die obere rechte 2 × 2-Submatrix von RIOL (R2IOL) er-
mittelt werden. Der Brechwert der gesuchten phaken Kunstlinse ergibt sich mit Gl. 17 (Anhang) zu
−6,8665+6,2616 dpt/94,2107.
Markierung der Achse, Achsausrichtung und deren Effekt auf die Refraktion
Da torische Intraokularlinsen auf eine Fehlpositionierung der Achse sehr empfindlich reagieren, soll-
ten zwingend entweder die Horizontale der Hornhaut oder die Implantationsachse vor dem Eingriff
in sitzender Position des Patienten markiert werden. In liegender Position kann der Bulbus um bis
zu 15° rotieren (7 Autozyklorotation) [22]. Somit ist während des operativen Eingriffs eine Orien-
tierung des Operateurs z. B. an den Lidwinkeln unzuverlässig und kann zu einer Fehlpositionierung
der Linse im Auge führen. In der Literatur sind verschiedene Möglichkeiten beschrieben, die Hori-
zontale oder die Implantationsachse zu markieren. So können an der Spaltlampe nach Ausrichtung
des Okulars mit TABO-Schema (TABO: technischer Ausschuss für Brillenoptik) an der Horizonta-
len oder der geplanten Implantationsachse die Hornhaut oder der Limbus corneae in der Peripherie
mit einem 7 sterilen Farbstift oder einer 7 feinen Nadel gegenüberliegend markiert werden. Wird
im Anschluss eine Hornhauttopographie durchgeführt, kann im Videomodus (Rohbildmodus) die
Markierung unmittelbar sichtbar gemacht werden und als Referenz zum steilen Meridian (Ausrich-
tung der roten Doppelkeule in der Topographie, auf die die Markierung der Linse gedreht werden
soll) dienen. Auf diese Weise lässt sich die Ausrichtung der Markierung relativ zum steilen oder fla-
chen Meridian überprüfen. Alternativ kann die Horizontale in sitzender Position des Patienten bei-
spielsweise auch mit einem 7 Pendelmarkeur, welcher von Gerten et al. [8] vorgeschlagen wurde
und nach dem Prinzip der Gravitation arbeitet, auf der Hornhaut angedeutet werden.
Die adäquate Achsausrichtung einer torischen Intraokularlinse ist essenziell, um das gewünschte
Refraktionsergebnis zu erzielen. Während eine axiale Verschiebung der Linse nur deren Wirkung im
Auge skaliert und eine laterale Verschiebung in erster Näherung einen prismatischen Effekt sowie ein
Koma generiert, reduziert eine rotierte torische Linse die Wirkung dramatisch. Eine Reihe klinischer
Studien befasste sich mit der Rotationsstabilität torischer Intraokularlinsen und den Auswirkungen
einer Linsenrotation auf die Refraktion nach Kataraktchirurgie. In aller Regel werden dabei keine sys-
tematischen Untersuchungen vorgenommen, sondern die Auswirkungen kasuistisch oder anhand
kleiner Patientengruppen erörtert.
Wird von einer torischen Linse ausgegangen, die den keratometrischen Astigmatismus bzw.
den refraktiven Zylinder vollständig korrigiert (der resultierende Zylinder nach dem Eingriff ist 0),
kann der resultierenden Zylinders Zres bei einer Fehlpositionierung der Achslage um einen Winkel
ε weg von dieser idealen Implantationsachse durch eine simple Vektoraddition beschrieben werden
(Gl. 8).
Die Drehung der Achse relativ zur Achse des initialen Hornhautastigmatismus Ares ergibt sich ana-
log zu (Gl. 9):
Torische Intraokularlinsen reagieren
auf eine Fehlpositionierung der Achse
sehr empfindlich
Torische Intraokularlinsen reagieren
auf eine Fehlpositionierung der Achse
sehr empfindlich
Vor Implantation einer torischen In-
traokularlinse müssen entweder die
Horizontale der Hornhaut oder die
Implantationsachse in sitzender Posi-
tion des Patienten markiert werden
Vor Implantation einer torischen In-
traokularlinse müssen entweder die
Horizontale der Hornhaut oder die
Implantationsachse in sitzender Posi-
tion des Patienten markiert werden
7 Autozyklorotation7 Autozyklorotation
7 Steriler Farbstift7 Steriler Farbstift
7 Feine Nadel7 Feine Nadel
7 Pendelmarkeur7 Pendelmarkeur
Eine axiale Verschiebung der Linse
skaliert nur deren Wirkung im Auge
Eine axiale Verschiebung der Linse
skaliert nur deren Wirkung im Auge
Eine laterale Verschiebung der Lin-
se generiert in erster Näherung einen
prismatischen Effekt sowie ein Koma
Eine laterale Verschiebung der Lin-
se generiert in erster Näherung einen
prismatischen Effekt sowie ein Koma
Eine rotierte torische Linse reduziert
die Wirkung dramatisch
Eine rotierte torische Linse reduziert
die Wirkung dramatisch
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Der Ophthalmologe 2 · 2010
CME
. Abb. 2 zeigt in einer normierten Darstellung den resultierenden Zylinder in Abhängigkeit des Ro-
tationswinkels ε:
F Eine Rotation um ° resultiert in einer Verdoppelung des initialen Zylinders.
F Eine Rotation um ° dreht ausschließlich die Achse des Zylinders (der resultierende Zylinder
entspricht dem initialen Zylinder).
F Eine Rotation um ° resultiert in einer Halbierung des initialen Zylinders.
F Eine Rotation um ° viertelt den initialen Zylinder (Wirkungsverlust von ).
Somit sollte eine torische Intraokularlinse, die den initialen Astigmatismus vollständig korrigiert, ab
einer Abweichung der Achse um 8° von der geplanten Implantationsachse nachrotiert werden. Da-
zu sollte ein postoperatives Intervall von 4–6 Wochen abgewartet werden, um eine Stabilisierung der
Hornhauttopographie, der Position der Linse im Kapselsack, dem Sulkus oder der Vorderkammer
nach der Kataraktoperation zu ermöglichen. Wird die Repositionierung zu früh durchgeführt, kann
es zu einer weiteren Veränderung der Topographie oder der Linsenposition kommen, erfolgt sie zu
spät, ist die Linse u. U. bereits so fest verwachsen, dass eine Nachrotation ohne Alteration des umlie-
genden Gewebes nicht mehr möglich ist. Das Vorgehen bei der Repositionierung der Linse im Auge
ist dem der intraoperativen Positionierung der Linse vergleichbar: Nach Markierung der Horizonta-
len oder des steilen Meridians (s. oben) werden über die Kataraktinzision, ggf. mit Unterstützung von
Viskoelastikum, die Linse mit Push-pull-Häkchen gedreht und das injizierte Viskoelastikum entfernt.
In der Regel ist die Position der Linse im Auge nach einer Repositionierung stabil.
Hilfestellung, Fehlersuche und -behebung („trouble-shooting“)
Die Autoren dieses Weiterbildungsartikels bieten Unterstützung an:
F bei Grenzfällen der Indikationsstellung für eine torische Kunstlinse oder inkonsistenten präope-
rativen Messungen,
F bei der Berechnung torischer Linsen in Spezialfällen,
F für die Fragestellung einer Repositionierung, die Entfernung oder den Austausch einer to-
rischen Linse.
Bitte halten Sie für eine derartige Anfrage neben den für die Berechnung zwingend erforderlichen
Biometriedaten (s. oben) in jedem Fall die Hornhauttopographie sowie eine zuverlässige subjektive
und objektive Refraktion bereit. Werden Hornhautbrechkräfte angegeben, benennen Sie bitte zusätz-
lich den verwendeten Keratometerindex oder geben Sie das Messsystem an, mit dem die Daten er-
hoben wurden.
Eine den initialen Astigmatismus voll-
ständig korrigierende torische Intrao-
kularlinse sollte ab einer Abweichung
≥8° von der geplanten Implantations-
achse nachrotiert werden
Eine den initialen Astigmatismus voll-
ständig korrigierende torische Intrao-
kularlinse sollte ab einer Abweichung
≥8° von der geplanten Implantations-
achse nachrotiert werden
Vor Nachrotieren der torischen Intra-
okularlinse sollte ein postoperatives
Intervall von 4–6 Wochen abgewar-
tet werden
Vor Nachrotieren der torischen Intra-
okularlinse sollte ein postoperatives
Intervall von 4–6 Wochen abgewar-
tet werden
Das Vorgehen bei der Repositionie-
rung der Linse im Auge ist dem der
intraoperativen Positionierung der
Linse vergleichbar
Das Vorgehen bei der Repositionie-
rung der Linse im Auge ist dem der
intraoperativen Positionierung der
Linse vergleichbar
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
Rotation der Achse relativ zur Ideallage in°
Resultierender Zylinder (normiert)
Abb. 2 7 Betrag des resultierenden
Astigmatismus nach Implantation ei-
ner bei idealer Positionierung den
kornealen Astigmatismus (bzw. den
refraktiven Zylinder) vollständig kor-
rigierenden torischen Intraokularlin-
se; Abszisse Winkel der Rotation der
Linse bezogen auf die ideale Implan-
tationsachse; Ordinate oben Normie-
rung auf initialen Hornhautastigma-
tismus; gestrichelte Linie Effekt einer
sphärischen Linse
195Der Ophthalmologe 2 · 2010
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Korrespondenzadresse
Prof. Dr. A. Langenbucher
Experimentelle Ophthalmologie, Universität des Saarlandes, Homburg/Saar
Kirrberger Straße 7, 66421 Homburg/Saar
achim.langenbucher@uks.eu
Interessenkonflikt. Der korrespondierende Autor gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Anhang: Berechnungsschema für torische Intraokularlinsen
Beschreibung eines sphärischen und astigmatischen optischen Systems
Das im folgenden Abschnitt skizzierte Berechnungsschema basiert auf der vereinfachten Annahme
der Optik achsennaher Strahlen (paraxiale Optik, Gauß-Raum). Alle optischen Grenzflächen sind
sphärisch oder astigmatisch und zentriert zu einer optischen Achse angeordnet, Verkippungen und
Dezentrierungen sind somit ausgeschlossen [16]. Die refraktiven Grenzflächen sind durch homo-
gene optische Medien getrennt. Sphärische optische Systeme können mit 2 × 2-Matrizen charakteri-
siert werden, indem die refraktiven Grenzflächen durch Refraktionsmatrizen R und die Driftstrecken
zwischen den refraktiven Grenzflächen durch Translationsmatrizen in der Form (Gl. 10):
(1)
dargestellt werden, wobei P den Flächenbrechwert der refraktiven Grenzfläche, d den geometrischen
Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Grenzflächen und n den refraktiven Index im Me-
dium bezeichnet.
Ein optisches System mit einem linksseitigen Objekt und einem rechtsseitigen Bild (Konvention)
und einer Sequenz von m Grenzflächen (1…m von links nach rechts) kann im paraxialen Raum voll-
ständig charakterisiert werden durch eine Systemmatrix S (Gl. 11) als Produkt der entsprechenden
Refraktions- und Translationsmatrizen,
(2)
wobei ein Strahl, der unter einem Winkel α0 und bei einer Höhe y0 von links auf das System trifft, auf
einen Strahl übersetzt wird, der unter einem Winkel α und einer Höhe y das System an der Grenz-
fläche m nach rechts verlässt (Gl. 12).
(3)
Bei einem astigmatischen optischen System weisen Refraktionsmatrizen R und Translationsmatri-
zen T die in Gl. 13 dargestellte Beziehung auf [10, 16].
(4)
Die Elemente A, B und D der Refraktionsmatrix sind mit Gl. 14 definiert,
(5)
wobei die Parameter S, C und ϕ in der Refraktionsmatrix R die Sphäre, den Zylinder und dessen Ori-
entierung in der klassischen Schreibweise bedeuten und d sowie n in der Translationsmatrix T der
Definition im sphärischen Fall entsprechen. Wie im sphärischen Fall wird das gesamte optische Sys-
tem S mit Gl. 11 definiert.
196
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Der Ophthalmologe 2 · 2010
CME
Trifft nun ein Strahl von links unter einem Winkel α0x und α0y in x- und y-Richtung an den Ko-
ordinaten x0 und y0 auf die Grenzfläche 1 und verlässt das System rechtsseitig unter einem Winkel αx
und αy an den Koordinaten x und y an der Grenzfläche m, gilt Gl. 15.
(6)
Die Rücktransformation der Komponenten A, B und D in die Standardnotation mit S, C und ϕ aus
der 2 × 2-Submatrix K (Gl. 16)
(7)
kann geschrieben werden in der Form von Gl. 17 geschrieben werden.
(8)
Das vorgestellte Berechnungsschema für pseudophake und phake torische Intraokularlinsen und die
zu erwartende Refraktion nach Implantation einer torischen Linse wurde von uns bereits 2008 ver-
öffentlicht [16].
Definition des pseudophaken Auges und Berechnung der Kunstlinse
Das pseudophake Auge bildet die Grundlage für die Berechnung einer pseudophaken Linse als Er-
satz der kristallinen Linse. Das System besteht in der einfachsten Form aus:
F einer sphärozylindrischen Brillenkorrektur (B, Modell der dünnen einflächigen Linse), welche
die Zielrefraktion beschreibt,
F einem homogenen optischen Medium zwischen der Brillen- und der Hornhautebene (HSA,
Hornhaut-Scheitel-Abstand),
F einer astigmatischen Hornhaut (HH, Modell einer dünnen einflächigen Linse),
F der Vorderkammer bis zu einer Referenzebene einer pseudophaken Korrektur (geschätzte Lin-
senposition, LP),
F der a priori unbekannten Kunstlinse (IOL, Modell einer dünnen einflächigen Linse) sowie
F einer Glaskörperstrecke (GK), die von der geschätzten Linsenposition LP bis zur Netzhautebene
reicht.
Die Systemmatrix (Gl. 18) beschreibt das optische System von der Brillenkorrektur bis zur Netz-
hautebene.
(9)
Die Systemmatrix im Gesamten kann nicht angegeben werden, da die Matrix RIOL a priori nicht be-
kannt ist. Allerdings ist von der Systemmatrix bekannt, dass ein parallel zur Achse einfallendes Strahl-
bündel ungeachtet der Koordinaten der Intersektion mit der Brillenkorrektur in der Netzhautebene
die Koordinaten (0,0) in x- und y-Richtung besitzt (Gl. 19).
(10)
Somit muss die untere rechte 2 × 2-Submatrix der 4 × 4-Systemmatrix identisch 0 sein. Die Bezeich-
nung (.) soll in diesem Zusammenhang andeuten, dass die Vektor- bzw. Matrixelemente an dieser
197Der Ophthalmologe 2 · 2010
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Stelle willkürliche Werte annehmen können. Bildet man nun zur Vereinfachung der Schreibweise aus
einer beliebigen 4 × 4-Matrix W 2 × 2-Submatrizen der in Gl. 20 dargestellten Form
(11)
und definiert die 2 × 2-Einheitsmatrix U sowie die 2 × 2-Nullmatrix V, kann Gl. 18 mit Gl. 19 in
Gl. 21 umgeschrieben werden
(12)
oder mit Gl. 20 und Gl. 21 in Gl. 22.
(13)
Mit der speziellen Struktur der Refraktionsmatrix RIOL sowie der Translationsmatrix TGK (Gl. 13)
nimmt Gl. 22 die in Gl. 23 dargestellte Form an.
(14)
(.)-1 bezeichnet dabei die Inverse einer Matrix. Die Standardschreibweise für die gesuchte Kunstlin-
se in Sphäre, Zylinder und Achse erhält man mit Gl. 17.
Berechnung der residualen Refraktion nach Implantation einer pseudophaken Linse
Die zu erwartende Refraktion auf Brillenebene nach Implantation einer torischen pseudophaken Lin-
se setzt die Matrix der Brillenrefraktion RB als unbekannt, die Refraktionsmatrix für die implantierte
Kunstlinse dagegen als bekannt voraus. Für die in Gl. 18 definierte Systemmatrix für das gesamte op-
tische System wird eine Submatrix M (Gl. 24) gebildet.
(15)
Das gesamte optische System inklusive der Brillenkorrektur soll refraktiv auskorrigiert sein, was be-
deutet, dass die untere rechte 2 × 2-Submatrix S4 identisch 0 ist. Mit der speziellen Struktur der Ma-
trix RB resultiert Gl. 25.
(16)
Mit Gl. 17 kann in die Standardnotation mit Sphäre, Zylinder und Achse rückgerechnet werden.
Definition des phaken Auges mit Matrizen und Berechnung der Kunstlinse
Das phake Auge bildet die Grundlage für die Berechnung einer phaken Linse, die zusätzlich zur kris-
tallinen Linse in die Vorder- oder die Hinterkammer des Auges implantiert wird. Die Berechnung ei-
ner phaken Linse soll hier auch stellvertretend für die Implantation einer pseudophaken Piggyback-
Linse oder intraokularen Kontaktlinse stehen, die vor eine Kunstlinse in ein pseudophakes Auge im-
plantiert wird. Für die Berechnung einer phaken Linse wird anstatt der Modellierung des gesamten
Auges nur der vordere Augenabschnitt charakterisiert, dieser jedoch im Zustand vor (pr) und nach
(po) der Implantation der phaken Linse.
Somit besteht das optische System vor Implantation in der einfachsten Form (Gl. 26) aus:
F einer sphärozylindrischen Brillenkorrektur (Bpr, Modell der dünnen einflächigen Linse), welche
die Ausgangsrefraktion beschreibt,
F einem homogenen optischen Medium zwischen der Brillen- und der Hornhautebene (HSA,
Hornhaut-Scheitel-Abstand),
198
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Der Ophthalmologe 2 · 2010
CME
F einer astigmatischen Hornhaut (HH, Modell einer dünnen einflächigen Linse) sowie
F der Vorderkammer bis zur geschätzten Referenzebene einer phaken Linse (LP).
(17)
Nach Implantation der phaken Linse besteht das optische System in der einfachsten Form (Gl. 27)
aus:
F einer sphärozylindrischen Brillenkorrektur (Bpo, Modell der dünnen einflächigen Linse), welche
die Zielrefraktion beschreibt,
F einem homogenen optischen Medium zwischen der Brillen- und der Hornhautebene (Horn-
haut-Scheitel-Abstand, HSApo),
F einer astigmatischen Hornhaut (HHpo, Modell einer dünnen einflächigen Linse),
F der Vorderkammer bis zur geschätzten Referenzebene einer phaken Linse (LPpo) sowie
F der a priori nicht bekannten torischen phaken Kunstlinse IOL (Modell einer dünnen einflä-
chigen Linse).
(18)
Im Allgemeinen kann nun davon ausgegangen werden, dass sich die Größen HSA und HH durch
den Eingriff nicht ändern, und LP stellt ohnehin eine geschätzte Größe für die Position der phaken
Intraokularlinse im Auge dar.
Die Vergenz SV beschreibt (in vereinfachter Form) den Brechungszustand eines optischen Sys-
tems. Sie kann auf eine beliebige Ebene bezogen werden. In der geschätzten Position der phaken Linse
LP müssen nun die präoperative und die postoperative Vergenz SVpr und SVpo übereinstimmen. For-
mal kann die Vergenz am Ausgang eines optischen Systems S mit den Submatrizen 2 und 4 (s. Gl. 20)
durch Gl. 28 beschrieben werden.
(19)
Somit gilt Gl. 29
(20)
oder unter Berücksichtigung der speziellen Form der Refraktionsmatrix (Gl. 13) und mit Gl. 29 für
die gesuchte Kunstlinse Gl. 30:
(21)
Die Standardschreibweise für die gesuchte Kunstlinse in Sphäre, Zylinder und Achse erhält man mit
Gl. 17.
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Welche biometrischen Daten
werden für die Berechnung ei-
ner pseudophaken torischen
Intraokularlinse (Hinterkam-
merlinse) nicht benötigt?
o Achslänge.
o Flacher und steiler Horn-
hautradius.
o Achse des Hornhautastigma-
tismus.
o Position der Intraokularlinse
(Wirkebene).
o Refraktion.
Welche biometrischen Daten
werden für die Berechnung ei-
ner phaken torischen Intraoku-
larlinse (Hinterkammerlinse)
nicht benötigt?
o Achslänge.
o Flacher und steiler Horn-
hautradius.
o Achse des Hornhautastigma-
tismus.
o Position der Intraokularlinse
(Wirkebene).
o Refraktion.
Welche Alternativen zur Im-
plantation einer phaken to-
rischen Intraokularlinse kom-
men für die Korrektur eines
Hornhautastigmatismus nicht
in Betracht?
o PRK (photoablative Keratekto-
mie).
o LASIK („laser in situ keratomi-
leusis“), LASEK („laser epitheli-
al keratomileusis“).
o Radiale Keratotomie.
o T-Cuts, transverse Keratoto-
mien.
o „Arcuate keratotomies“.
Ab welcher Winkelabweichung
von der idealen Achslage sollte
eine torische Intraokularlinse
nach der Implantation nachro-
tiert werden?
o 45°.
o 30°.
o 15°.
o 8°.
o 1°.
Welche refraktive Wirkung be-
sitzt eine torische Intraokular-
linse, die auf vollständige Kor-
rektur des Hornhautastigma-
tismus ausgelegt ist und 90°
versetzt zur geplanten Implan-
tationsachse eingesetzt wur-
de?
o Resultierender Zylinder gleich
doppelter initialer Zylinder.
o Resultierender Zylinder gleich
initialer Zylinder.
o Resultierender Zylinder gleich
halber initialer Zylinder.
o Resultierender Zylinder gleich
viertel initialer Zylinder.
o Resultierender Zylinder gleich
achtel initialer Zylinder.
Wie wird sichergestellt, dass
die Ausrichtung der Achse der
torischen Linse mit den Horn-
hautmeridianen überein-
stimmt?
o Durch die zuverlässige Bestim-
mung der Achslänge des Au-
ges.
o Durch die Verwendung eines
geeigneten Keratometerindex.
o Durch die Verwendung eines
kornealen Schnitts.
o Durch die Markierung der Ho-
rizontalen oder Implantations-
achse in sitzender Position.
o Durch die präzise Messung
des Hornhaut-Scheitel-Ab-
stands.
Bei einem Patienten wur-
den Keratometriewerte
42,5+4,25 dpt/20 gemessen.
Die torische Intraokularlin-
se (mit ihrer Markierung auf
dem flachen Meridian, z. B. Dr.
Schmidt MS6116TU) wird in
der folgenden Achse implan-
tiert:
o 0°.
o 20°.
o 65°.
o 110°.
o 155°.
Welche Bedeutung hat der Ke-
ratometerindex?
o Er entspricht dem Brechungs-
index der Hornhaut.
o Er entspricht dem Brechungs-
index von Luft.
o Er entspricht dem Brechungs-
index von Kammerwasser.
o Er gibt den Brechungsindex-
unterschied zwischen Horn-
haut und Kammerwasser wie-
der.
o Er ist eine fiktive Größe zur
Umrechnung vom Vorderflä-
chenradius in den Gesamt-
brechwert der Hornhaut.
Für die Berechnung einer pha-
ken torischen Intraokularlin-
se gelten folgende Vorausset-
zungen:
o Das Auge muss von der Bril-
lenkorrektur bis zur Netzhaut
mit all seinen geometrischen
Abmessungen bekannt sein.
o Der Hornhautbrechwert, die
Brillenkorrektur und der Horn-
haut-Scheitel-Abstand (HSA)
werden benötigt.
o Die Geometrie der kristallinen
Linse muss gemessen werden
(Phakometrie).
o Der Hornhaut-Scheitel-Ab-
stand (HSA) und die Brillenkor-
rektur müssen bekannt sein.
o Die Aberrationen höherer Ord-
nung gehen in die Berech-
nung ein.
Eine phake torische Intraoku-
larlinse wird eingesetzt …
o wenn die kristalline Linse sich
eintrübt und Hornhautastig-
matismus vorliegt.
o zur Korrektur der Presbyopie
bei älteren Patienten.
o um die sphärische Aberration
der Hornhaut auszugleichen.
o um bei jungen akkommoda-
tionsfähigen Patienten einen
hohen Hornhautastigmatis-
mus zu korrigieren.
o wenn in der Hornhauttopo-
graphie eine Keratokonuskon-
figuration zu erkennen ist.
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201Der Ophthalmologe 2 · 2010
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