Refraktive Chirurgie

Unter dem Oberbegriff refraktive Chirurgie werden Augenoperationen zusammengefasst, welche die Gesamtbrechkraft des Auges verändern und so konventionelle optische Korrekturen wie Brillen oder Kontaktlinsen ersetzen oder zumindest deren benötigte Stärke deutlich reduzieren sollen. Die Augenheilkunde kennt mehrere Operationsmethoden zur Korrektur von Ametropien, die sich hinsichtlich genauer Dosierbarkeit, Dauerhaftigkeit und möglicher Nebenwirkungen unterscheiden können.

Geschichte mini|Der Excimerlaser, mit dem I. Pallikaris die ersten LASIK-Behandlungen durchführte Seit dem 13. Jahrhundert werden Brillen zur Korrektur von Sehschwächen verwendet. Die refraktive Chirurgie begann Anfang des 20. Jahrhunderts. Die ersten klinischen Studien zur Untersuchung chirurgischer Methoden zur „Modellierung“ der Hornhaut begannen in den 1930er-Jahren mit Experimenten zur radiären (auch: radialen) Keratotomie (RK). Bis zu sechzehn radial verlaufende bzw. sternförmige Schnitte in der Oberfläche der Hornhaut (Kornea) sollten diese mittels Destabilisierung abflachen und ihren Krümmungsradius vergrößern, um Kurzsichtigkeiten zu korrigieren. Allerdings traten bei diesem Verfahren Komplikationen durch die Vernarbung der Kornea auf. Erst ab 1978 wurde die radiäre Keratotomie vermehrt bei kurzsichtigen Menschen und hauptsächlich in der Sowjetunion und den USA mit anfänglichen Erfolgen angewendet.

Pionier auf dem Gebiet der radiären Keratotomie war zu dieser Zeit der russische Augenarzt Swjatoslaw Fjodorow, der seine Patienten in zehn Arbeitsschritten auf einem Fließband von geschultem Fachpersonal operieren ließ. Die anfangs beeindruckenden Erfolge wurden in den USA durch die sogenannte PERK-Studie relativiert. Diese wies unter anderem neben einem signifikanten mittelfristigen Nachlassen der Operationswirkung auch eine mangelhafte Vorhersagbarkeit nach und sorgte so dafür, dass die radiäre Keratotomie an Bedeutung verlor.

Anstatt die Abflachung durch eine direkte Schwächung der Hornhaut mit tiefen Schnitten zu vollziehen, hat der Spanier Jose Iganacio Barraquer bereits seit 1963 die Abflachung durch den flächigen Gewebeabtrag innerer Hornhautschichten verfolgt (Keratomileusis).

Stephen Trokel et al. beschrieb 1983 als erster die Methode der refraktiven Korrektur mit einem Excimerlaser. 1987 wurde von Theo Seiler am Universitätsklinikum der Freien Universität Berlin mit der photorefraktiven Keratektomie (PRK) dieses Verfahren erstmals am Menschen angewandt. In den 1990er-Jahren wurde die PRK zur LASEK weiterentwickelt. 1989 wurde die Keratomileusis zum ersten Mal mit dem Excimerlaserverfahren kombiniert und von Pallikaris et al. als Laser-in-situ-Keratomileusis (LASIK) beschrieben. Diese Laserverfahren werden heute hauptsächlich eingesetzt und haben andere Methoden wie die radiale Keratotomie weitgehend verdrängt.

In Deutschland haben 0,2 % der Bevölkerung ihren Sehfehler mittels refraktiver Chirurgie behandeln lassen (Stand 2004). Pro Jahr werden 25.000–124.000 Operationen durchgeführt (je nach Quelle), mit steigender Tendenz. Eine ambulante Operation zur Korrektur von Fehlsichtigkeit kostet in Deutschland derzeit 1000–2000 Euro pro Auge und darf entsprechend den Richtlinien des Bundesausschusses der Ärzte und Krankenkassen vom 10. Dezember 1999 von der gesetzlichen Krankenversicherung nicht übernommen werden (Es gibt einige wenige Ausnahmen, wie z. B. den Linsenaustausch bei bestehender Linsentrübung).

Funktionsweise

mini|Schematischer Überblick Normalsichtigkeit und axiale Brechungsfehler

Von einem axialen refraktiven Sehfehler spricht man, wenn die Brennweite des optischen Systems des Auges nicht mit der Länge des Augapfels übereinstimmt. Ist der Augapfel im Verhältnis zur Augenbrechkraft zu lang, spricht man von Kurzsichtigkeit oder Myopie. Ein zu kurzer Augapfel führt zur Weitsichtigkeit oder Hyperopie. Astigmatismus, Hornhautverkrümmung oder Stabsichtigkeit tritt dann auf, wenn das optische System des Auges unterschiedliche Brennpunkte in unterschiedlichen Meridianen hat. Das Ausmaß einer Ametropie wird in Dioptrien angegeben. Kurzsichtige benötigen Zerstreuungslinsen mit negativer Brechkraft und Weitsichtige Sammellinsen mit positiver Brechkraft.

Ziel aller refraktiv-chirurgischen Operationen ist es, die Gesamtbrechkraft des optischen Systems des Auges so anzupassen, dass die Umwelt scharf auf der Netzhaut abgebildet wird. Dies kann durch die Änderung der Brechkraft der Hornhaut (z. B. Laserverfahren wie LASIK oder PRK, astigmatische Keratotomie) oder durch Implantation einer zusätzlichen oder Ersatz der körpereigenen Linse erfolgen. Die Brechkraftänderung der Hornhaut erfolgt durch Änderung ihrer Krümmung, entweder durch Gewebeabtrag (Laserverfahren) oder durch definierte Einschnitte, die, im Wesentlichen aufgrund des Augeninnendrucks, eine Formveränderung herbeiführen. Beim kurzsichtigen Auge ist eine Abflachung, also Brechkraftverringerung, und beim Weitsichtigen eine Aufsteilung, also Brechkrafterhöhung, notwendig. Linsenimplantate (sogenannte Intraokularlinsen) sind praktisch implantierte Brillengläser, die je nach erforderlicher Korrektur ausgewählt werden. Dabei gibt es Implantate, die zusätzlich zur körpereigenen Linse eingesetzt werden (i. d. R. in der Augenvorderkammer), und solche, die die gesunde körpereigene Linse ersetzen. Die Korrektur des refraktiven Sehfehlers im Rahmen einer Kataraktoperation (also das Ersetzen der getrübten Linse durch ein Implantat) wird allerdings nicht als refraktive Chirurgie angesehen. Obwohl es verschiedenste Verfahren zur Brechkraftänderung des Auges gibt, haben sich Laserverfahren für niedrige bis mittlere Korrekturen und Intraokularlinsen für hohe Korrekturen durchgesetzt.

Nach erfolgreicher Anwendung all dieser Verfahren liegt der Brennpunkt parallel einfallenden Lichts des nicht akkommodierten optischen Systems des Auges wieder auf der Netzhaut. Das heißt allerdings nicht, dass die sogenannte Altersweitsichtigkeit, oder Presbyopie, mit diesen Verfahren korrigiert werden kann. Presbyopie bedeutet, dass die Akkommodation des Auges, also die Fähigkeit, sich auf unterschiedlich entfernte Objekte scharfzustellen, eingeschränkt ist. Dieser dynamische Prozess der körpereigenen Linse kann leider therapeutisch noch nicht wiederhergestellt werden. Es gibt allerdings Möglichkeiten, ein akzeptabel scharfes Nah- und Fernsehen zu erreichen. Dies kann durch zwei grundsätzliche Prinzipien erfolgen. Zum einen die unterschiedliche refraktive Korrektur beider Augen, wobei ein Auge für nah und ein Auge für fern korrigiert wird (sogenanntes Monovision). Zum anderen durch Multifokalität, d. h., innerhalb der optischen Öffnung des Auges gibt es Zonen mit unterschiedlicher Brechkraft. Dies kann durch Intraokularlinsen oder spezielle Laserbehandlungen erreicht werden. Nachteil bei beiden Prinzipien ist in der Regel eine schlechtere Sehqualität in allen Entfernungsbereichen.

Laserverfahren mini|Excimerlaser für refraktive Chirurgie

Der Gewebeabtrag zur Änderung der Hornhautkrümmung mittels Laser kann auf zwei Wegen erfolgen. Die seit 1987 angewendete Methode verdampft das abzutragende Gewebe durch einen Effekt, der Photoablation genannt wird. Der dafür überwiegend benutzte Excimerlaser arbeitet mit einer Wellenlänge von 193 nm, es werden allerdings auch Festkörperlaser mit einer Wellenlänge von 213 nm eingesetzt. Dieses ultraviolette Licht wird vom Hornhautgewebe sofort absorbiert, und wenn die Energie und Dauer des Pulses richtig gewählt werden, kommt es zur Photoablation. Dies erlaubt einen sehr präzisen und schonenden Gewebeabtrag, da das ablatierte Gewebevolumen bei jedem Laserpuls identisch ist und umliegendes Gewebe nahezu nicht erwärmt wird. Durch die Anzahl und Anordnung der Laserpulse kann somit der Gewebeabtrag präzise definiert werden.

Das Ablationsprofil, also die genaue Form und Größe des abzutragenden Gewebes, richtet sich im Wesentlichen nach der Art und Höhe der Korrektur sowie dem Behandlungsdurchmesser. Die Form des abzutragenden Gewebes gleicht einer Linse, und mit Hilfe der sogenannten Munnerlyn-Formel lässt sich die Dicke dieser Linse, also die Tiefe des maximalen Abtrags, bestimmen:

= Abtragstiefe in µm = Durchmesser der Behandlung in mm = Korrektur in Dioptrien

Wie man sieht, haben sowohl die gewünschte Korrektur als auch die Behandlungszone einen Einfluss auf die Menge des abzutragenden Gewebes. Die Behandlungszone sollte mindestens so groß gewählt werden wie der Pupillendurchmesser unter mesopischen Bedingungen (Dämmerungslicht). Wird die Zone zu klein gewählt, kann es bei geweiteten Pupillen (Dämmerung, Dunkelheit) zu störenden optischen Effekten kommen. Diese Effekte entstehen durch die plötzliche Änderung der Brechkraft am Rand der Behandlungszone. Um diesem Effekt vorzubeugen, fügen moderne Lasergeräte der eigentlichen Behandlungszone eine Übergangszone hinzu, die einen gleitenden Übergang der Brechkraft gewährleisten soll.

Neben diesen Korrekturen des sphäro-zylindrischen Sehfehlers besteht die Möglichkeit, irreguläre optische Fehler mit Hilfe von topografie- oder wellenfrontgesteuerten Laserbehandlungen zu korrigieren. Dazu werden je nach Indikation zuerst Aufnahmen mit den Diagnosegeräten Hornhauttopograf und/oder Wellenfront-Aberrometer angefertigt. Eine Software berechnet aus diesen Aufnahmen das genaue Ablationsprofil, welches dann vom Laser abgetragen wird.

Ein neueres, seit 2007 angewandtes, Laserverfahren zur Entfernung des Hornhautgewebes benutzt einen Femtosekundenlaser, also einen Laser mit ultrakurzen Lichtpulsen, der mit einer Wellenlänge von 1043 nm arbeitet. Bei diesem „Femtosekunden-Lentikelextraktion“ genannten Verfahren, wird das Gewebe nicht verdampft, sondern herausgeschnitten. Der Schnitt mit einem solchen Laser erfolgt durch die Aneinanderreihung winziger Kavitationsblasen im Gewebe. Diese Bläschen entstehen im Fokus des Lasers, da dort die nötige Energiedichte erreicht wird. Dadurch, dass der unfokussierte Laser vom Hornhautgewebe kaum absorbiert wird, können die Schnitte in beliebiger Tiefe der Hornhaut erzeugt werden.

Die Form und Größe des so herausgeschnittenen, linsenförmigen Hornhautgewebes, Lentikel genannt, richtet sich nach den gleichen Parametern, die auch für die Behandlung mit dem Excimerlaser gelten.

Implantate mini|Phake Intraokularlinse Künstliche Linsen (auch Intraokularlinsen genannt) aus verschiedenen biokompatiblen Materialien (heute meist Acryl oder Silikon) können in das Auge implantiert werden und ändern dadurch dessen Gesamtbrechkraft.

Man unterscheidet verschiedene Verfahren:

1. Ergänzung der natürlichen Linse durch eine zusätzliche Kunstlinse. Diese kann in der Augenvorderkammer (zwischen Hornhaut und Iris) in der Augenhinterkammer (zwischen Iris und Linse) eingesetzt werden.

2. Ersatz der körpereigenen Linse durch eine Kunstlinse bei einer klaren natürlichen Linse: refraktiver Linsenaustausch bei einer natürlichen trüben Linse: Operation des grauen Stars

3. Verwendung eines Implantats in der Hornhaut MyoRing bei Keratokonus und Kurzsichtigkeiten ab −8 dpt.

Die erstgenannten zusätzlich eingebrachten Linsen werden als phake Linsen bezeichnet, da die körpereigene Linse () im Auge verbleibt. Am Rand der eigentlichen Linse haben diese Implantate verschieden gestaltete Haltevorrichtungen, um sie im Auge zu fixieren. Die Vorderkammerlinsen werden nach Art der Befestigung im Auge in kammerwinkel- oder irisfixierte Linsen unterschieden.

Ein weiteres Verfahren bzw. Hilfsmittel stellt das KAMRA-Implantat dar, eine schwarze Linse mit einem kleinen Loch in der Mitte, die nach dem Prinzip der stenopäischen Lücke zur operativen Korrektur der Presbyopie verwendet und unter die Hornhaut implantiert wird.

Chancen und Risiken