Aktuelle IT Anwendungen, aktuelle und zukünftige Entwicklungen in der Augenheilkunde für die

Bereiche Klinik und Forschung

Christian Simader

Das menschliche Auge

Die Ambulanzen unserer Augenklinik

Das Technische Fach Augenheilkunde

Organ Auge sehr klein:Augenlänge 25mmVorderkammertiefe 3.6mmNetzhautdicke 0.2mm

Verbesserung von Diagnostik und Therapie

Bildgebung wird wichtiger

Berechnungen werden komplexer

Die Ambulanzen unserer Augenklinik

Netzhaut

0.2mm

Imaging der Netzhaut:Optische Kohärenztomographie (OCT)

Netzhaut

Basierend auf dem Prinzipdes Michelson Interferometers

Time Domain OCT (TD-OCT)

Netzhaut

Breitbandige Laserquellen erlauben einzelne Schichtaufnahmen mit axialen Auflösungen bis zu 3µm

Spectral Domain OCT

Netzhaut

Detektoren werten gleichzeitig mehrere Frequenzbereiche aus

↓Innerhalb kurzer Zeit entstehen große Volumenscans mit hoher axialer und mäßig hoher transversaler Auflösung

↓Mittels adaptiver Optiken ist auch die transversale Auflösung weiter steigerbar

↓Zusätzliche Eyetracker erlauben auch längere Scanzeiten mit noch größeren Stacks

Spectral Domain OCT

Netzhaut

Polarisationssensitives OCT (PS-OCT)

Netzhaut

Zusätzlich zur Interferenz werden auch Phasenverschiebungen (z.B. Nervenfaserschicht) und Depolarisierungen (z.B.: retinales Pigmentepithel –Zellschicht unter den Photorezeptoren) ausgewertet und in Falschfarben dargestellt

⇒„Färbung eines histologischen Schnitts“

⇒ Neue Segmentierungsalgorithmen möglich

δ

Retardation δ = 2π⋅d⋅Δn/λ

Achsenorientierung θ

d ... Dicke der doppelbrechenden Probe

Δn ... Differenz der Brechungsindizes

λ ... Wellenlänge

θ

PS-OCT B-Scan einer gesunden Fovea

Netzhaut

Reflektivität

Retardation0°

90°

Achsenorientierung-90°

90°

ELM

IS/OS

RPE

.Ende der Ph.rez.

PS-OCT B-Scans: RPE-Detektion

Netzhaut

Retardation

Achse

Reflektivität

Rasterscanverfahren

Netzhaut

Fluoreszenzangiographie: Darstellung der Netzhautgefäße (oder Aderhautgefäße mittels Indocyaningrün) und ihrer Durchlässigkeit mithilfe eines fluoreszierenden Farbstoffes

Scanning Laser Ophthalmoskopie: Mittels adaptiver Optiken zur Steigerung der transversalen Auflösung ist die in vivo Darstellung einzelner Photorezeptoren möglich –zusätzliche Einbindung eines Eyetrackers sinnvoll

Kombination der Verfahren

Netzhaut

Korrelation von Anatomie (OCT) und Funktion (Fluoreszenzangiographie)

•Nach der Untersuchung

•Während der Untersuchung durch Vereinen beider Untersuchungen in einem Gerät

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

© www.shorelinevision.com

Hornhautparameter

Zentrale Dicke: 0.55mmDurchmesser: 11mm70% der Gesamtbrechkraft des Auges80% der Gesamtbrechkraft des Auges von der Hornhautoberfläche

Kleinste Veränderungen (z.B. Narben) große Auswirkungen auf das Sehvermögen

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhaut Imaging

Diagnostikgeräte unserer Ambulanz

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhaut Imaging

Vorderabschnitts OCT:Visualisierung steht (noch) im Vordergrund

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhaut Imaging

Vorderabschnitts OCT:Beispiel nach Hornhautteiltransplantation

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhaut Imaging

Vorderabschnitts OCT:Beispiel nach refraktivem Eingriff

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhaut Imaging

Vorderabschnitts OCT:Beispiel nach refraktivem Eingriff

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhaut Imaging

Vorderabschnitts OCT:Beispiel nach refraktivem Eingriff

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhaut Imaging

Topographie: Vermessung der Mikrostruktur der Hornhautoberfläche steht im Vordergrund

Messwerte: HornhautradiusHornhautdickeHornhautastigmatismusVorderkammertiefe …

Darstellung dieser Messwerte in Maps

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhaut Imaging - Topographie

Bsp. Vermessung mit dem Spalt - Orbscan

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhaut Imaging - Topographie

Bsp. Scheimpflugprinzip

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhaut Imaging - Topographie

Bsp. Scheimpflugprinzip - Pentacam

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhaut Imaging - Topographie

Bsp. Prinzip der Placidoscheibe

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhautmodellierung zur Fehlsichtigkeitskorrektur

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhautmodellierung mit demExcimer Laser

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

• Laser mit 193nm

• Abflachung des Hornhautradius mittels Laserimpulsen

• Komplizierte Berechnungsalgorithmen für möglichst „glatte Oberfläche“ – Minimierung der Fehler:

• Änderung der Spotgröße während der Behandlung

• Eyetracking

Hornhautmodellierung mit demExcimer Laser: LASIK

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

• Schneiden eines Flaps

• Abtragen von Gewebe (Stroma)

• Zurücklegen des Flaps – ursprüngliche Oberfläche bleibt erhalten

• Schneiden des Flaps auch mit dem Femtosekundenlaser möglich Customized Flaps

Ray Tracing

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

Hornhautmodellierung mit demExcimer Laser laut Ray Tracing

Hornhaut / Refraktive Chirurgie

• Projektion einer Wellenfront auf die Netzhaut

• Analyse der retourkommenden „verfälschten“ Wellenfront

Berechnung der idealen Hornhautoberfläche, damit die Wellenfront als Punkt auf die Netzhaut gelangt

↓

Kunstlinsen

Biometrie

Präoperative Vermessung des Auges zur Bestimmung der optimalen Intraokularlinse

Kunstlinsen

Biometrie - historisch

Kunstlinsen

Präoperative Vermessung der Hornhaut

Präoperative Vermessung der Augenlänge

+

Berechnung der Intraokularlinse

Biometrie - historisch

Kunstlinsen

Präoperative Vermessung der Hornhaut

Präoperative Vermessung der Augenlänge

+

Genauere Berechnung der Intraokularlinse

Präoperative Vermessung der Vorderkammertiefe

+

Schluß von praeop. zu postop. Vorderkammertiefe zu ungenau

Biometrie - Zukunft

Kunstlinsen

Erfassung von mehr praeoperativen Faktoren zur Abschätzung der postoperativen Linsenposition, z.B.:

• Verlauf der Aufhängefasern der Linse

• Oberflächenkontour der Linsenkapsel

• Iris- und Kammerwinkelstruktur

Praeoperative Erfassung von mehr Faktoren zur Abschätzung der Kapselschrumpfung, z.B.:

• Pseudoexfoliationssyndrom

• Bevorzugter Radius bei der Linseneröffnung durch den Chirurgen

Biometrie: Ray Tracing der Hornhaut

Kunstlinsen / Refraktive Chirurgie

Biometrie: Ray Tracing der Hornhaut

Kunstlinsen / Refraktive Chirurgie

• Die Aspärizität der Hornhaut wird praeoperativ bestimmt

• Anhand der Meßergebnisse wird der geeignete

• Kunstlinsentyp gewählt oder

• eine „Customized intraocular lens“ speziell angefertigt (zur Zeit noch zu teuer)

Glaukom

• Glaukom = Grüner Star

• Schädigung des Sehnerven und der Nervenfasern aufgrund

• erhöhten Augendrucks (zu geringer Abfluss im Kammerwinkel)

• Minderdurchblutung des Sehnerven

Vorderkammer Imaging

Vorderabschnitts OCT:Beurteilung des Kammerwinkels

Glaukom

Hinterabschnittsimaging(Sehnerven und Nervenfasern)

OCT (Sehnerv und Nervenfasern)

Glaukom

Konfokale Laser Scanning Ophthalmoskopie (Sehnerv)

Scanning Laser Polarimeter (Nervenfasern)

Das Vienna Reading Center (VRC)

Auswertezentrum für große multizentrische Studien im Bereich der Augenpharmakologie (z.B. Medikamenten-zulassung) mit bis zu 24000 Patientenbesuchen

Kooperation mit z.Zt. 5 Pharmakonzernen

Voll digitalisiert vom Upload der Untersuchungen über automatische Datenüberprüfung bis zum Export zum Sponsor

Auswertungen sowohl automatisiert, als auch über zertifizierte Grader

VRC Workflow am Bsp. Stratus OCT

Vienna Reading Center