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Aus der Augenklinik und Poliklinik der Universität Würzburg
Direktor: Prof. Dr. med. F. Grehn
Auswertung von Mehrfachsignalen
bei der
optischen Achsenlängenmessung
Inaugural-Dissertation
zur Erlangung der Doktorwürde der
Medizinischen Fakultät
der
Bayerischen Julius-Maximilians-Universität zu Würzburg
vorgelegt von
Susanne Grewe
aus Ulm
Würzburg, Januar 2005
Referent: Prof. Dr. W. Waller
Korreferent: Priv.-Doz. Dr. W. Schrader
Dekan: Prof. Dr. G. Ertl
Tag der mündlichen Prüfung: 12.01.2006
Die Promovendin ist Ärztin
I
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Fragestellung............................................................................. 1
2 Grundlagen.......................................................................................................... 6
2.1 Anatomische Grundlagen ................................................................................. 6
2.1.1 Anatomie und Funktionen der Netzhaut (Retina)............................................. 7
2.1.2 Anatomie und Funktionen der Aderhaut (Choroidea) .................................... 10
2.1.3 Anatomie und Funktionen der Lederhaut (Sklera) ......................................... 11
2.2 Biometrie ........................................................................................................ 13
2.2.1 Prinzip der optischen Biometrie...................................................................... 14
2.2.2 Vor- und Nachteile der optischen Biometrie gegenüber Ultraschall .............. 14
2.2.3 Zeiss IOLMaster ............................................................................................. 16
2.2.4 Relevante Beobachtungen bei laseroptischen Messungen.............................. 17
3 Material und Methodik .................................................................................... 19
3.1 IOLMaster als Datenquelle und Auswahl der Achsenlängenmessungen ....... 19
3.2 Auswertung..................................................................................................... 20
3.2.1 Achsenlängenmessung am Zeiss IOLMaster.................................................. 20
3.2.2 Auffinden von „echten Signalen“ bei Achsenlängenmessungen.................... 23
3.2.3 Merkmale der Achsenlängenmessungen ........................................................ 26
3.2.4 Statistische Methoden ..................................................................................... 31
4 Ergebnisse.......................................................................................................... 32
4.1 Patienten-/Probandenverteilung...................................................................... 32
4.2 Identifizierung echter Signale ......................................................................... 38
4.3 Verteilung der Schichtabstände auf die Altersgruppen .................................. 52
4.3.1 Abstände innere Grenzmembran - Pigmentepithel in den Altersgruppen ...... 53
4.3.2 Abstände Aderhaut - Pigmentepithel in den Altersgruppen ........................... 58
4.4 Verteilung der Schichtabstände auf die Achsenlänge..................................... 62
4.4.1 Abstände innere Grenzmembran - Pigmentepithel und Achsenlänge ............ 62
4.4.2 Abstände Pigmentepithel - Aderhaut und Achsenlänge ................................. 64
4.5 Auftreten der 19 Merkmale............................................................................. 65
5 Diskussion .......................................................................................................... 98
5.1 Patienten-/Probandenverteilung.................................................................... 100
II
5.2 Identifizierung echter Signale ....................................................................... 101
5.3 Verteilung der Schichtabstände in den Altersgruppen.................................. 102
5.3.1 Grenzmembran - Pigmentepithel (Netzhautdicke) und Alter ....................... 102
5.3.2 Pigmentepithel – Aderhaut und Alter ........................................................... 106
5.4 Achsenlängenabhängigkeit der Schichtabstände .......................................... 110
5.4.1 Grenzmembran – Pigmentepithel (Netzhautdicke) und Achsenlänge.......... 110
5.4.2 Pigmentepithel - Aderhaut und Achsenlänge ............................................... 111
5.5 Auftreten der 19 Merkmale........................................................................... 111
6 Zusammenfassung .......................................................................................... 118
7 Literatur .......................................................................................................... 120
Einleitung und Fragestellung
1
1 Einleitung und Fragestellung
Kataraktoperationen gehören heute zu den weltweit häufigsten Operationen, und die
Anzahl der refraktiv chirurgischen Eingriffe nimmt ständig zu. In diesem Rahmen ist
die präzise Achsenlängenbestimmung des Auges von entscheidender Bedeutung. In der
Kataraktchirurgie ist die präoperative Berechnung der Intraokularlinsenstärke mit Hilfe
von Parametern, wie die Augachsenlänge und die Hornhautkrümmung, besonders
entscheidend für das postoperative Ergebnis [http://www.meditec.zeiss.de/].
1961 vollführte Franken die erste Messung der okulären Achsenlänge mit der
Ultraschall-Impulstechnik [Franken 1962]. Seither ist diese Technik zum klinischen
Standard für die Festlegung der benötigten Intraokularlinse geworden [Fercher et al.
1988].
In den vergangenen Jahren führten jedoch Fortschritte in der Lasertechnik zur
Entwicklung neuer, kontaktloser optischer Verfahren für die Messung intraokularer
Distanzen. Eines dieser Verfahren, die Teilkohärenz-Interferometrie oder
Laserinterferenzbiometrie (partial coherence interferometry [PCI]), entwickelte sich im
Laufe des letzten Jahrzehntes zu einer erfolgreichen Alternative zum konventionellen
Ultraschallbiometrieverfahren im Bereich der Kataraktchirurgie [Haigis 2002].
Seit Mitte der 80er Jahre hatte sich das Verfahren der Laserinterferenzbiometrie in
seiner tomographischen Variante in Form der optischen Kohärenztomographie (optical
coherence tomography [OCT]) gut eingeführt und machte die Darstellung der
menschlichen Retina möglich. Die optische Achsenlängenmessung fand jedoch erst
Ende der 90er Jahre ihren klinischen Einsatz [Baumgartner et al. 2000, Haigis u. Lege
2000b].
Die Anwendung der Teilkohärenz-Interferometrie zur Messung von Distanzen am
menschlichen Auge geht auf den Physiker A. Fercher zurück, der Mitte der 1980er
Jahre mit dieser Methode die ersten Achsenlängenmessungen in vivo vornahm [Fercher
u. Roth 1986, Haigis 2002].
Bereits 1970/71 benutzten Goldmann und Ehlers nichtinvasive optische Techniken zur
Messung der Vorderkammertiefe und der Hornhautdicke [Goldmann 1970, Ehlers 1971]
Einleitung und Fragestellung
2
und 1975 schrieben Green et al. über eine Interferometertechnik, die sich zur
Hornhautdickenmessung an Froschaugen und menschlichen Augen verwenden ließ
[Green et al. 1975].
1986 berichteten Fujimoto et al. und Fercher und Roth über zwei neue optische
Verfahren zur Messung intraokularer Distanzen. Fujimoto et al. bestimmten die
Hornhautdicke anästhesierter Hasenaugen mit der Femtosekunden-Pulstechnik,
während Fercher und Roth die Achsenlänge menschlicher Augen in vivo mittels
Interferometrie mit teilkohärentem Licht (Teilkohärenzinterferometrie) maßen [Fercher
u. Roth 1986, Fujimoto et al. 1986].
Zwei Jahre später (1988) veröffentlichten Fercher et al. eine Studie über
Achsenlängenmessungen des menschlichen Auges mittels Multimode-Halbleiterlaser
kurzer Kohärenz [Fercher et al. 1988]. Hitzenberger et al. verglichen 1989 erstmals
laseroptisch und akustisch mit Ultraschall gemessene Achsenlängen [Hitzenberger et al.
1989]. Im selben Jahr wurde von Zeimer et al. eine modifizierte Spaltlampen-Technik
zur Messung der menschlichen Netzhautdicke vorgeschlagen [Zeimer et al. 1989].
Im Jahre 1991 beschrieben Hitzenberger und Fercher et al. das Verfahren der Laser-
Dopplerinterferometrie (LDI), das eine Verbesserung der Teilkohärenzinterferometrie
darstellte. Mit der neuen Technik wurde die Dauer einer Achsenlängenmessung auf 3
Sekunden verkürzt und durch Weiterentwicklung schließlich Achsenlängenmessungen
und Messungen der Korneadicke mit einem einzigen Gerät ermöglicht. Außerdem
erstellten sie anhand multipler Abstandsmessungen von der Kornea zu verschiedenen
Punkten der Netzhaut ein horizontales Fundusprofil [Fercher et al. 1991, Hitzenberger
1991]. 1992 veröffentlichte Hitzenberger eine Arbeit, in der er über verbesserte
Präzision der Laser-Dopplerinterferometrie infolge geringerer Kohärenzlänge der
Lichtquelle berichtete [Hitzenberger 1992].
Clivaz et al. und Swanson et al. benutzten eine ähnliche Technik, um die Dicke von
Arterienwänden in vitro bzw. Abstände von Strukturen der vorderen Augenabschnitte
an einem Hasenauge zu messen [Clivaz et al. 1992, Swanson et al. 1992]. Huang et al.
hingegen erhielten mit einer fortgeschrittenen Version dieser Technik - der optischen
Kohärenztomographie - zweidimensionale Querschnittsbilder der menschlichen
Netzhaut [Huang et al. 1991].
Einleitung und Fragestellung
3
1995 berichteten Fercher et al. über die „Spektral-Interferometrie“, mit welcher sie
intraokulare Distanzen an einem Modellauge und die Hornhautdicke am menschlichen
Auge bestimmten [Fercher et al. 1995].
Hitzenberger et al. erreichten 1999 durch Lichtquellen mit breiterem
Emissionsspektrum sowie durch Kompensation der Streuung in verschiedenen Medien
des Auges eine bessere Auflösung in OCT-Bildern der Retina und bei Messungen mit
Teilkohärenzinterferometrie. Hierdurch konnten Retinabilder mit einer Auflösung von
5µm erzielt werden [Hitzenberger et al. 1999].
Im Herbst 1997 ergab sich für das Biometrielabor der Universitäts-Augenklinik
Würzburg die Möglichkeit, das Funktionsmuster eines neuen optischen Messgerätes
(Zeiss ALM) der Firma Carl Zeiss Jena, welches auf dem Prinzip der Teilkohärenz-
Interferometrie basiert, zu testen und bei der Entwicklung dieses Gerätes in ein klinisch
anwendbares Biometriesystem mitzuarbeiten. Im Herbst 1999 erschien es unter dem
Namen Zeiss IOLMaster auf dem Markt [Haigis 2002].
In der Entstehungsphase der optischen Biometrie wurden die Interferenzsignale noch
visuell beobachtet und die Interferometerspiegel manuell verschoben. Ein erfahrener
Untersucher brauchte für eine Achsenlängenmessung ca. 15 Minuten, während der
Patient die ganze Zeit in das Laserlicht sehen musste. Diese Prozedur war für Patient
und Untersucher sehr ermüdend. Später wurden die Messabläufe automatisiert und das
Observieren der Signale von einem Photodetektor übernommen.
Eine Achsenlängenmessung mit dem IOLMaster dauert heute 0,5 Sekunden
[Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999, Lege u. Haigis 2000] und die
Teilkohärenzinterferometrie liefert im Vergleich zur klassischen Ultraschalltechnik eine
bessere Präzision und Auflösung von mehr als einer Größenordnung. Während mit
Ultraschall Auflösungen von ca. 200µm und eine Genauigkeit von 100-200µm erreicht
werden, sind optisch longitudinale und transversale Auflösungen von ca. 10µm und eine
Genauigkeit von 5-30µm möglich [Hitzenberger et al. 1989, Vogel et al. 2000].
Vergleicht man ein OCT-Bild mit einem B-Bild im Ultraschall, so kann das
Interferogramm des IOLMasters mit einem A-Bild verglichen werden [Haigis u. Lege
2000b].
Einleitung und Fragestellung
4
Ein A-Scan eines Ultraschallbiometriegerätes gibt jedoch noch einige Informationen
über benachbarte Strukturen, wohingegen das Interferogramm lediglich Hinweise über
das Reflexionsvermögen der Netzhaut gibt. Dargestellt ist praktisch nur der schmale
Ortsbereich des Signals, für den die Interferenzbedingung erfüllt war. Es ist schwierig,
Gewebe anhand relativ isolierter Reflexe zu bestimmen. Eine Möglichkeit zur
Aufdeckung von Nachbarschaftsbeziehungen oder „landmarks“ (zum Beispiel typisches
Linsensignal) wie beim Ultraschall gibt es nicht. Das zugehörige B-Verfahren, die
optische Kohärenztomographie, ermöglicht dieses jedoch [Haigis u. Lege 2000b].
Bei der optischen Achsenlängenmessung ist häufig nur ein Hauptsignal, das wesentliche
Messsignal, zu beobachten. Es entsteht durch Reflexionen des Laserlichtes am retinalen
Pigmentepithel (RPE) [Haigis 2002]. Manchmal wird ein Vortrabant oder ein
Nachtrabant zum RPE-Signal sichtbar. Hierbei handelt es sich um Zusatzsignale, die
vor oder nach dem Hauptsignal auftreten. Bisher ist es jedoch noch Gegenstand der
Forschung, welchen Schichten des Augenhintergrundes solche zusätzlichen Signale
zuzuordnen sind und wie diese Mehrfachsignale (Hauptsignal, Vortrabant, Nachtrabant)
von Störeinflüssen zu unterscheiden sind.
Man geht allgemein davon aus, dass ein Vortrabant mit bestimmtem Abstand zum
Hauptsignal der inneren Grenzmembran (Membrana limitans interna) zuzuschreiben ist
[Hitzenberger 1991].Klinische Beobachtungen im Biometrielabor der Würzburger
Universitäts-Augenklinik ließen den Eindruck entstehen, dass diese Signale bei
jüngeren Personen häufiger in Erscheinung traten als bei Kataraktpatienten, die
gewöhnlich ein Alter von mehr als 60 Jahren haben [Yanoff 1975]. Bei den
Nachtrabanten stellt sich die Frage, ob es sich um Reflexionen aus Choroidea und
Sklera handelt.
Um die optische Biometrie noch zuverlässiger zu machen, ist es von Bedeutung,
Zusammenhänge und Entstehungsfaktoren dieser Zusatzsignale zu erkennen und
Entscheidungskriterien für ihre Festlegung aufzustellen.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es dem im Biometrielabor der Würzburger
Augenklinik entstandenen Eindruck nachzugehen und anhand einer möglichst breiten
Altersgruppe herauszuarbeiten, wie regelmäßig entsprechende Mehrfachsignale
auftreten und ob es hierbei zu alterstypischen Signalmustern und –verteilungen kommt.
Hierzu galt es eine genügend große Anzahl an Achsenlängenmessungen, die mit dem
Einleitung und Fragestellung
5
IOLMaster durchgeführt worden waren, zusammenzutragen und in Altersgruppen
einzuteilen. Zudem erfolgte die Festlegung verschiedener Signalkurvenmerkmale nach
denen die einzelnen Messungen eingeteilt wurden.
Grundlagen
6
2 Grundlagen
2.1 Anatomische Grundlagen
Dem Glaskörper des menschlichen Auges liegen außen drei Augenhäute auf. Am
hinteren Augenpol wird die innere Augenhaut von der Netzhaut, die mittlere von der
Aderhaut und die äußere von der festen bindegewebigen Lederhaut, der Sklera, gebildet.
Anatomie und Funktionen dieser Schichten sollen in diesem Abschnitt kurz erläutert
werden, da sie für die vorliegende Arbeit von entscheidender Relevanz sind (vgl. Abb.
2.1).
Abb. 2.1: Waagrechter schematischer Schnitt durch den rechten Augapfel (Aus Grehn F, in: Augenheilkunde, Springer-Verlag, 1998) von oben gesehen. Axial im Sehnerv verlaufen die A. und V. centralis retinae, in der Zeichnung durch einen leeren Spalt schematisch angedeutet.
Grundlagen
7
2.1.1 Anatomie und Funktionen der Netzhaut (Retina)
Retina kommt von dem lateinischen Wort „rete“ und bedeutet „Netz“. Die Netzhaut
(Tunica interna bulbi = innere Augenhaut) besteht aus einem lichtempfindlichen Teil
(Pars optica) und einem blinden Teil (Pars ciliaris und iridica). Die Grenze zwischen
optischem und blindem Teil wird durch die Ora serrata gebildet.
Die Pars optica ist als vorgelagerter Hirnteil anzusehen und enthält Sinnes-, Ganglien-
und Stützzellen [Pschyrembel 1994]:
Drei hintereinander geschaltete Neurone sind für die Reizweiterleitung in der Netzhaut
verantwortlich. Das erste Neuron bilden die Rezeptoren, die Stäbchen und Zapfen. Das
zweite Neuron wird von den Bipolarzellen und das dritte Neuron von den
Ganglienzellen gebildet (vgl. Abb. 2.4).
Interneurone sorgen für die horizontale Informationsverarbeitung.
Da die Netzhaut transparent ist, kann Licht durch alle Netzhautschichten dringen und
das Sinnesepithel, die Rezeptoren, die das erste Neuron bilden, erreichen.
Um diese Transparenz zu gewährleisten, dürfen die Axone der retinalen Ganglienzellen
nicht myelinisiert sein, wodurch sich eine niedrige Leitgeschwindigkeit der Signale
ergibt.
Das Sinnesepithel besteht aus 7 Millionen Zapfen (verantwortlich für das Farbensehen
und Sehen bei Helligkeit, bei Dunkelheit abgeschaltet) und 120 Millionen Stäbchen
(verantwortlich für das Dämmerungssehen und bei Helligkeit abgeschaltet). Das
Sinnesepithel wird in der Netzhautperipherie aus Stäbchen und Zapfen gebildet. In der
Netzhautmitte des hinteren Augenpols liegt der gelbe Fleck (Macula lutea) und in
dessen Mitte die Netzhautgrube (Fovea centralis), die Stelle des schärfsten Sehens (vgl.
Abb. 2.3). Sie ist eine Grube von ca. 0,2mm Durchmesser und enthält nur Zapfen. Das
gute Auflösungsvermögen der Fovea centralis kommt dadurch zustande, dass hier jeder
Zapfen mit nur einer bipolaren Zelle und einer Ganglienzelle verschaltet ist. Zudem sind
nachgeschaltete Neurone zur Seite hin verlagert und somit wird einfallendes Licht nicht
durch dazwischenliegende Zellen gestreut. In der Netzhautperipherie hingegen
konvergieren viele Rezeptoren auf eine Ganglienzelle.
Grundlagen
8
Die Retina besteht aus 10 Schichten, von denen die wichtigsten im Folgenden von
außen nach innen besprochen werden sollen (vgl. Abb. 2.2).
Abb. 2.2: Schematischer Schnitt durch Aderhaut und Netzhaut (Aus Grehn F, in: Augenheilkunde, Springer-Verlag, 1998).
Das Pigmentepithel ist die äußerste Schicht der Retina, die an die Aderhaut (AH)
grenzt. Es schirmt einfallendes Licht nach hinten hin ab und verarbeitet abgestoßene
Scheibchen der Rezeptoren. Die äußere Körnerschicht wird von den Zellkernen der
Rezeptoren gebildet (erstes Neuron). Es folgen die äußere plexiforme Schicht und die
innere Körnerschicht, die aus den Bipolarzellen (zweites Neuron) besteht. Auf die
innere plexiforme Schicht folgt die Ganglienzellschicht (drittes Neuron). Die
Grundlagen
9
Ganglienzellen begrenzen mit ihren Axonen die Netzhaut zum Glaskörper hin, und es
treffen sich 1,1 Millionen Axone aller Ganglienzellen an der Papille und bilden den
Sehnerv.
Zu erwähnen seien auch spezielle Gliazellen, die Müller-Stützzellen, welche senkrecht
durch alle retinalen Schichten reichen und somit die Netzhaut verankern. Sie sind an der
Ionenverteilung während des Erregungsprozesses beteiligt und bilden die
Grenzschichten der Netzhaut (Membrana limitans interna und externa).
Die Netzhautschichten sind invers angelegt, das heißt, die Photorezeptoren liegen nach
außen zum Pigmentepithel und zur Aderhaut hin. Dies gewährleistet einen intensiven
Stoffaustausch zwischen den äußeren Netzhautschichten und der Aderhaut, die als
Ernährungsquelle dient.
Die glaskörpernahen inneren Schichten hingegen werden durch die Retinaarterien, die
der Zentralarterie entspringen, versorgt.
Nur in der Peripherie an der Ora serrata und am Sehnerv ist die Netzhaut mit dem
Untergrund fest verbunden. Sie kann ansonsten leicht abgehoben werden [Grabitz 1998,
Grehn 1998].
Abb. 2.3: Schnitt durch die Makula der Netzhaut (Aus Grehn F, in: Augenheilkunde, Springer-Verlag, 1998).
Grundlagen
10
Abb. 2.4: Schematischer Schnitt durch die Netzhaut (Aus Grüsser OJ u. Grüsser-Cornehls U, in: Physiologie des Menschen, herausgegeben von Schmidt RF und Thews G, Springer-Verlag 1993). Einfallendes Licht (Pfeile von oben) durchdringt die ganze Netzhaut, ehe es das Sinnesepithel erreicht. Eine Signalkonvergenz entsteht durch die Verbindung mehrerer bipolarer Zellen mit einer Ganglienzelle, mit Ausnahme in der Fovea. Horizontal verlaufende Hemmungsvorgänge können durch die amakrinen und Horizontal-Zellen bewirkt werden.
2.1.2 Anatomie und Funktionen der Aderhaut (Choroidea)
Der Name Choroidea kommt von dem griechischen Wort „chorion“, was „Haut, Fell“
bedeutet [Lippert 1996].
Die Aderhaut des Auges (Tunica chorioidea oder mittlere Augenhaut) reicht vom
Sehnervenaustritt bis zur Ora serrata der Netzhaut und ist gefäß- und pigmentreich.
Sie bildet zusammen mit der Regenbogenhaut (Iris) und dem Strahlenkörper (Corpus
ciliare) die Gefäßhaut oder Uvea des Auges. Wegen ihres hohen Pigmentgehaltes
Grundlagen
11
erinnerte die Gefäßhaut frühere Anatomen an eine dunkle Weinbeere. Sie nannten sie
Uvea, was von dem lateinischen Wort „uva“ für „Traube“ kommt [Grehn 1998].
Das Blut, das die Aderhaut durchströmt, kommt aus den Arteriae ciliares und verlässt
sie wieder durch 4-6 Venae vorticosae, die Wirbelvenen. Aufgabe der Aderhaut ist es,
das ihr innen anliegende Sinnesepithel der Netzhaut zu ernähren und die Temperatur des
Auges konstant zu halten. Die inneren Netzhautschichten, die dem Glaskörper anliegen,
werden, wie oben erwähnt, von eigenen Gefäßen, den Retinaarterien, ernährt [Grehn
1998].
Die Aderhaut besteht aus vier Schichten. Die äußerste davon ist die Lamina
suprachoroidea. Sie besteht aus lamellärem Bindegewebe mit Lymphspalten (Spatium
perichoroideale) und reichlich Pigmentzellen. Nach innen folgt die Lamina vasculosa,
die ein dichtes arterielles und venöses Gefäßnetz enthält (Aa. Ciliares posteriores breves
et longae) und die Hauptschicht der Choroidea bildet. Die Venen sammeln sich
strahlenförmig am Bulbusäquator und bilden die vier Vv. vorticosae, die oben
erwähnten Wirbelvenen. Eine weitere Schicht ist die Lamina choroidocapillaris
(Kapillarschicht) mit einem Kapillarnetz, welches die angrenzenden Netzhautschichten
und Lichtsinneszellen ernährt. Als letzte und innerste Schicht der Aderhaut liegt an der
Grenze zum Pigmentepithel der Netzhaut eine Basalmembran: die Lamina basalis oder
Bruch-Membran [Pschyrembel 1994, Lippert 1996].
Teilweise wird die gefäßreiche Aderhaut, die von der Lamina suprachoroidea und der
Basalmembran begrenzt ist, in drei vaskuläre Schichten eingeteilt: eine Schicht großer
Gefäße (Haller´sche Schicht), eine Schicht mittelgroßer Gefäße (Sattler´sche Schicht)
und als innerste Schicht die Choridocapillaris [Coleman u. Lizzi 1979].
2.1.3 Anatomie und Funktionen der Lederhaut (Sklera)
Sklera kommt von dem griechischen Wort „skleros“, was „trocken, spröde, hart“
bedeutet.
Grundlagen
12
Die Lederhaut bildet zusammen mit der Kornea die äußere Augenhaut. Die weiße Farbe
der Sklera beruht auf der dichten Lage zugfester Fasern. Diese sorgen für mechanische
Belastbarkeit der Sklera, die wegen des Augeninnendrucks und dem Zug der
Augenmuskeln notwendig ist.
Im Feinbau der Lederhaut lassen sich 3 Schichten erkennen. Die Lamina episcleralis
besteht aus lockerem Hüllgewebe und bildet die äußerste Schicht. Es folgt die
Substantia propria, die Hauptschicht aus straffem Bindegewebe. An der Grenze zur
Aderhaut liegt die Lamina fusca sclerae (lat. fuscus = dunkelbraun), eine
Pigmentschicht [Lippert1996].
In Tabelle 2.1 sind Werte für die Schichtdicken des Augenhintergrundes aufgeführt, die
in verschiedenen Studien am lebenden Gewebe von Mitgliedern der Bonner
Arbeitsgruppe und von Coleman und Lizzi beschrieben wurden. Die verwendete
Ultraschallfrequenz betrug jeweils ca. 15MHz [Coleman u. Lizzi 1979, Decker et al.
1980, Trier et al. 1983, Irion et al. 1984].
Tabelle 2.1: Werte für Schichtdicken des Augenhintergrundes, die in verschiedenen Studien am lebenden Gewebe mittels Ultraschalltechnik dünner Schichten (Hochfrequenzanalyse; 5 bis 25MHz) von Mitgliedern der Bonner Arbeitsgruppe und von Coleman und Lizzi beschrieben wurden.
Schicht Dicke [µm] Retina ca.131-145 Choroidea ca.320-635 Sklera ca.1mm
Die Abbildung 2.5 zeigt den Vergleich einer Schichtdickenmessung von
Fundusschichten des lebenden menschlichen Auges mittels Ultraschalltechnik
(Hochfrequenzanalyse: 15MHz) und einer optischen Achsenlängenmessung. Die
Ultraschallwellen bzw. das Laserlicht werden hier jeweils an der inneren
Grenzmembran, dem Pigmentepithel und der Aderhaut reflektiert.
Grundlagen
13
Abb. 2.5: Oberer Teil der Abbildung: HF-Ultraschallsignale in M-Mode, mit dem TIMUG-EYE-ANALYZER aufgenommen (http://www.timug.com/: Aus dem Referat von Mengedoht K, auf der DGII-Tagung am 14.2.2003 in Ludwigshafen). Erkennbar sind akustische Signale von Schichten des zentralen Augenfundus des lebenden menschlichen Auges: Innere Grenzmembran (LI), retinales Pigmentepithel (RPE) sowie Schichten von Choroid und Sklera. Kasten rechts: Bei der gezeigten Ultraschallmessung ermittelte Schichtdicken von Netzhaut, Choroid und Sklera. Unterer Teil der Abbildung: optischer A-Scan einer Achsenlängenmessung am menschlichen Auge aus der vorliegenden Arbeit (vgl. Abb. 4.43), mit dem Zeiss IOLMaster aufgenommen. Hier sieht man einen Dreierpeak, bei dem angenommen wird, dass er ähnlich wie bei der Ultraschallmessung durch Reflexionen an der inneren Grenzmembran (LI), dem retinalen Pigmentepithel (RPE) und dem Choroid (AH) entstanden ist. Signale von der Sklera sind hierbei nicht erkennbar.
2.2 Biometrie
In der Ophthalmologie versteht man unter dem Begriff „Biometrie“ die eigentliche
Messung der für die Intraokularlinsenberechnung nötigen okulären Teilstrecken im
Rahmen einer Kataraktoperation [Miller 2000]. Hierfür kommen als Standardmethode
die Ultraschallbiometrie und als neuere Methode die optische Biometrie in Frage.
AH
RPE
LI
Grundlagen
14
2.2.1 Prinzip der optischen Biometrie
Die optische Biometrie basiert auf dem Prinzip der Teilkohärenzinterferometrie
(=Laserinterferenzbiometrie [LIB] = partial coherence interferometry [PCI]) nach Prof.
Fercher.
Zur Messung der Achsenlänge (AL) wird von einer Laserdiode ein Laserstrahl (Infrarot-
Licht mit λ = 780nm und kurzer Kohärenzlänge von ca. 130µm) erzeugt, der über einen
Strahlteiler gelenkt wird. Einer der entstehenden Teilstrahlen trifft auf einen
Referenzspiegel, der andere auf einen verschiebbaren Messspiegel. Die beiden
Teilstrahlen treffen mit einer Laufzeitdifferenz, die dem Abstand der beiden Spiegel
entspricht, auf das Auge. Sie werden jeweils an der Hornhaut und am Augenhintergrund
reflektiert. Wenn die Wegdifferenz zwischen den Teilstrahlen kleiner ist als die
Kohärenzlänge, ist Interferenz möglich. Ein Photodetektor erfasst das Interferenzsignal
in Abhängigkeit von der genau bestimmbaren Position des Messspiegels. Messgröße ist
die optische Weglänge zwischen Hornhautvorderfläche und retinalem Pigmentepithel
(PE) [Haigis u. Lege 2000a, Haigis u. Lege 2000b, Schrecker u. Strobel 2000].
2.2.2 Vor- und Nachteile der optischen Biometrie gegenüber Ultraschall
Ein großer Vorteil der optischen Methode gegenüber der akustischen Biometrie ist die
patientenfreundliche kontaktfreie Messung, bei der keine Hornhautanästhesie nötig ist
und es nicht durch Hornhautapplanation zu verkürzten Messstrecken kommt. Auch
werden hierdurch Hornhautdefekte und Infektionen vermieden. Da der Patient bei der
Messung in Richtung Laserstrahl schaut, misst die optische Methode direkt entlang der
Sehachse. Sie ist sehr präzise. Die axiale Auflösung der PCI hängt von der Größe der
Kohärenzlänge des verwendeten Laserlichtes ab. Beim Gebrauch einer gewöhnlichen
Superluminiszenzdiode (SLD) mit einer spektralen Bandbreite von ca. 25nm und einer
Wellenlänge von 780nm werden Auflösungen von 10-15µm erreicht [Hitzenberger et al.
1989, Hitzenberger et al. 1998, Schrecker u. Strobel 2000]. Der Laserstrahl kann auf die
Grundlagen
15
Retina als Punkt mit einem Durchmesser von nur 10µm fokusiert werden. Dieser
Durchmesser limitiert die transversale Auflösung. Zusätzlich können Mikrosakkaden
des Auges die transversale Auflösung auch bei kooperativen Patienten verschlechtern
[Baumgartner et al. 2000].
Konventionelle Ultraschallgeräte erreichen eine longitudinale Präzision von ca. 100µm
bei AL-Messungen. Diese ist durch die Frequenz und den Durchmesser des
Schallkopfes limitiert. Die laterale Auflösung ist durch den relativ großen Durchmesser
des Ultraschallstrahles, der auf die Retina trifft, limitiert. Bei einer Frequenz von 10
MHz und einem Durchmesser des Schallkopfes von 5mm beträgt der minimale
Durchmesser des Schallstrahles 1mm in einer Distanz von 25mm [Schmid et al. 1996].
Zudem sind bei der optischen Biometrie Effekte durch unterschiedliche
Ausbreitungsgeschwindigkeiten in verschiedenen Medien deutlich geringer als beim
Ultraschall [Haigis 2002]. Beim Ultraschallverfahren kommen unterschiedliche
Schalllaufgeschwindigkeiten in verschiedenen Teilstrecken des Auges stärker zum
Tragen und Messachse und optische Achse stimmen nicht immer überein. Für eine
verlässliche akustische AL-Bestimmung braucht der Untersucher viel Erfahrung.
Durch einfache Handhabung können AL-Messungen mit der optischen Biometrie auch
von Personen ohne spezielle medizinische Ausbildung vorgenommen werden [Kielhorn
et al. 2003].
Zwei Voraussetzungen müssen für die AL-Messung jedoch gegeben sein: Zum einen
dürfen einfallender und ausfallender Laserstrahl auf dem Weg zur Fovea und zurück
nicht blockiert oder zu sehr geschwächt werden, und zum anderen wird eine gewisse
Fixationsfähigkeit des Patienten benötigt.
Gründe dafür, dass die optische Biometrie nicht durchführbar ist, sind somit vor allem
Augenerkrankungen, die einen schlechten Visus bedingen sowie andere Ursachen für
eine herabgesetzte Fixationsfähigkeit. Hierzu gehören Tränenfilmpathologien,
Keratopathie, zentrale Hornhautnarben, fortgeschrittenes Glaukom, ausgeprägte
Katarakt, Hämophthalmos, Membranbildung, Netzhautablösung, Makulopathie und
Nystagmus [Lege u. Haigis 2000, Schrecker u. Strobel 2000, Tehrani et al. 2003].
Mittel der Wahl ist in solchen Fällen weiterhin das Ultraschallverfahren. Es kann auch
in stark getrübten Medien angewendet werden.
Grundlagen
16
Ein großer Nachteil der akustischen Biometrie ist, dass der Schallkopf direkten Kontakt
mit der Kornea haben muss, wofür eine Hornhautanästhesie nötig ist. Außerdem kommt
es bei der generell benutzten Applanationstechnik durch Eindrücken der Hornhaut zu
verkürzten Messstrecken.
2.2.3 Zeiss IOLMaster
Der IOLMaster ist ein Biometriegerät, mit dem alle für die Berechnung von
Intraokularlinsen nötigen Daten erfasst werden können [Haigis 2002].
Er ermöglicht die berührungslose Messung von Hornhautradius, Vorderkammertiefe,
Achsenlänge (AL) und die Bestimmung von Weiß zu Weiß (WZW). AL-Messungen
erfolgen nach der oben besprochenen Laserinterferenzbiometrie (LIB)
[http://www.meditec.zeiss.de/].
Hornhautradien und Vorderkammertiefenmessung werden hingegen mittels klassischer
optischer Verfahren bestimmt. Hierbei wird als Fixierlicht jeweils eine LED (light
emitting diode, Leuchtdiode) mit einer Wellenlänge von 590nm benutzt und als
Beleuchtung für die Keratometermessung eine LED mit einer Wellenlänge von 880nm.
Bei der Spaltbeleuchtung für die Vorderkammertiefenmessung handelt es sich um
Weißlicht.
Das Gerät sendet Licht im sichtbaren und infraroten Spektralbereich aus. Die
Grenzwerte nach DIN EN ISO 15004 „Ophthalmologische Instrumente-Grundlegende
Anforderungen und Prüfverfahren“ werden eingehalten.
Mit der Systemsoftware und international üblichen Biometrieformeln lassen sich die für
die Auswahl einer passenden Intraokularlinse nötigen Größen berechnen.
Die Untersuchungen werden am sitzenden Patienten durchgeführt, wobei der Patient,
wie bei der Spaltlampe, sein Kinn auf eine höhenverstellbare Kinnstütze legt und seine
Stirn an ein Stirnband anlehnt. Der Untersucher sitzt auf der Gegenseite und sieht auf
dem Bildschirm des IOLMasters ein Videobild des zu messenden Patientenauges.
Bei eingeschaltetem Mess-Modus für die AL-Messung und nach erfolgter
Feinjustierung des Fadenkreuzes kann die AL-Messung mit einem Joystick ausgelöst
Grundlagen
17
werden. Der Patient muss dabei ein rotes Licht fixieren. Hierbei handelt es sich um das
Licht des Halbleiter-Diodenlasers. Das Laserlicht liegt mit einer Wellenlänge von
780nm im nahen Infrarot und enthält noch sichtbare Anteile. Es dient als Messlicht und
als Fixierlicht. Die maximale Leistung des Halbleiter-Diodenlasers beträgt für die AL-
Messung 450µW und für die Justierung 80µW.
Eine Einzelmessung dauert 0,5 Sekunden, und es sind an einem Auge bis zu 20 AL-
Messungen pro Tag und Auge möglich, womit die Strahlenbelastung weit unterhalb der
Grenzwerte für Laserklasse 1 nach EN 60825-1 (50 direkt aufeinanderfolgende
Einzelmessungen) gehalten wird. Die Messwerte werden auf 0,01mm genau angezeigt
[Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999].
Eine typische Signalkurve einer AL-Messung am Zeiss IOLMaster ist in Abb. 3.1 in
Kapitel 3.2.1 dargestellt.
2.2.4 Relevante Beobachtungen bei laseroptischen Messungen
Die Retina besteht aus transparenten Schichten, und ihre Morphologie zeigt eine
regelmäßige Ausrichtung.
Dadurch kommt es im Rahmen von laseroptischen Messungen zu charakteristischen
Reflexen.
Die Hauptreflexion des Laserlichtes hat ihren Ursprung in der Regel am retinalen
Pigmentepithel (PE). Reflexionen vom PE enthalten gerichtetes und diffuses Licht.
Letzteres entsteht vor allem außerhalb der Fovea centralis. Dieses gestreute Licht kann
auch bei hohem Winkel zwischen einfallendem und ausfallendem Licht wieder durch
die Pupille nach außen gelangen und wird somit regelmäßig registriert [Hitzenberger
1991].
Zusätzlich zum Hauptsignal können, wie eingangs erwähnt, Vor- und Nachtrabanten in
einer AL-Messung auftreten.
Diese Signale entstehen, wenn sich der Messspiegel bei der AL-Messung bewegt, und
die Distanz zwischen den zwei Spiegeln des Interferometers aufeinanderfolgend den
optischen Distanzen zwischen der Vorderfläche der Kornea und verschiedenen
Grundlagen
18
Oberflächen des Fundus entspricht. Hierbei entstehen jeweils Interferenzen [Schmid et
al. 1996]. Ein typisches Interferenzsignal des menschlichen Auges beinhaltet drei Peaks,
die am ehesten Reflexionen von innerer Grenzmembran (IG), PE/Bruch-Membran und
der Aderhaut (AH) entsprechen. Als Ursprungsort des ersten Peaks von links (des
Vortrabanten) wird eine Schicht der Retinaoberfläche angenommen, wobei es sich um
die IG handeln könnte. Der zweite Peak ist typischerweise das höchste Signal und
stammt vom PE. Seine Amplitude variiert zwischen den einzelnen Messungen durch
Augenbewegungen und Veränderungen im Tränenfilm [Schmid et al. 1996]. Die
optische Strecke zwischen den beiden Peaks beträgt ca. 300µm (220µm geometrische
Strecke) und man nimmt an, dass sie der Distanz zwischen IG und PE/Bruch-Membran
entspricht. Von diesen beiden Schichten sind große Reflexionskoeffizienten zu
erwarten. Es ist wahrscheinlich, dass mit dem Abstand zwischen IG und PE/Bruch-
Membran die Retinadicke gemessen wird [Schmid et al. 1996].
Der dritte Peak der optischen AL-Messung am menschlichen Auge liegt in einer
optischen Distanz von ca. 330µm (250µm in geometrischer Distanz) rechts vom PE-
Signal. Er ist breiter und es wird angenommen, dass er von multiplen reflektierenden
Schichten der Choroidea stammt [Schmid et al. 1996].
Reflexionen der IG wurden von Hitzenberger als spiegelnd beschrieben [Hitzenberger
1991]. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sie durch unterschiedliche
Refraktionsindices an der Grenze verschiedener optischer Medien entstehen. Spiegelnde
Reflexe müssen, anders als gestreutes Licht, genau in Richtung Pupille gelenkt sein, um
diese zu passieren und so durch das Messverfahren außerhalb des Auges erfasst zu
werden. Die Passage der Pupille hängt hierbei jedoch von der momentanen
Augenstellung während einer Sakkade ab. Bei größerem Winkel zwischen einfallendem
und ausfallendem Licht würde der spiegelnde Reflex der inneren Grenzmembran nicht
durch die Pupille zurückgesandt werden. Es ist anzunehmen, dass die innere
Grenzmembran das Laserlicht zwar regelmäßig reflektiert, diese spiegelnden Reflexe
jedoch nicht immer aus dem Auge austreten und registriert werden können.
Spiegelnde Reflexionen der inneren Grenzmembran sind bei stark pigmentierten
Personen stärker [Hitzenberger 1991].
Material und Methodik
19
3 Material und Methodik
Im Kapitel Material und Methodik sollen die für unsere Studie wichtigen Schritte
dargelegt werden. Hierzu gehören die Datenquelle, Auswahlkriterien der
Achsenlängen(AL)-Messungen sowie Kriterien zur Beurteilung von Signalmustern.
3.1 IOLMaster als Datenquelle und Auswahl der Achsenlängenmessungen
Für die Studie sollten AL-Messungen von mindestens 100 Patienten bzw. Probanden
aus verschiedenen Altersgruppen untersucht werden. Ausgewählt wurden die
Messungen einzig nach dem Alter der Person, wobei systemische Krankheiten,
Augenkrankheiten, Refraktion und Operationen am Auge unbeachtet blieben. 10
Altersgruppen wurden gebildet, welche aus 10 Jahrgängen bestanden (0-9-Jährige, 10-
19-Jährige, 20-29-Jährige, ... 90-99-Jährige). Zudem sollte jede Altersgruppe aus
Messungen von mindestens 10 Personen bestehen.
Die verwendeten AL-Messungen stammen unter anderem von laufenden
Routinemessungen, die in der Augenklinik Würzburg im Rahmen der Vorbereitung von
Kataraktoperationen vorgenommen und im IOLMaster gespeichert wurden.
Da Kataraktpatienten gewöhnlich älter als 60 Jahre sind [Yanoff 1975], handelt es sich
bei den gespeicherten AL-Messungen hauptsächlich um Messungen älterer Personen.
Die noch fehlenden AL-Messungen von Personen mittleren Alters wurden durch
Messungen an Freiwilligen aufgefüllt. Als AL-Messungen an Kinderaugen standen
Routinemessungen aus der Sehschule zur Verfügung.
Material und Methodik
20
3.2 Auswertung
3.2.1 Achsenlängenmessung am Zeiss IOLMaster
Abb. 3.1: Typisches Bild einer optischen Achsenlängenmessung am Zeiss IOLMaster. Zu sehen ist ein großes Hauptmaximum, das durch das Pigmentepithelsignal gebildet wird, (durch den Messkursor [Kreis über dem Signal] gekennzeichnet) und einige kleinere Nebenmaxima (kleine Signale rechts und links des Hauptmaximums). Die Nebenmaxima haben einen regelmäßigen Abstand zum eigentlichen Messsignal und untereinander.
Bei der Betrachtung der Signalkurve der Achsenlängen(AL)-Messung des Zeiss IOL-
Masters (siehe Abb. 3.1) fallen meist ein großes und mehrere kleine Signale auf [Haigis
u. Lege 2000b].
Bei dem großen Signal handelt es sich in der Regel um die Aufzeichnung des
Interferenzsignals vom retinalen Pigmentepithel (PE). Es wird bei der optischen
Biometrie zur AL-Messung benutzt [Hitzenberger 1991]. Die AL ist in diesem Fall die
Material und Methodik
21
optische Weglänge zwischen Hornhautvorderfläche und Pigmentepithel. Bei den
kleinen Signalen, die sich symmetrisch neben dem eigentlichen Messsignal anordnen,
handelt es sich um Nebenmaxima. Sie sind normale, bei jeder Interferenzmessung
entstehende Signale, die bei hoher Amplitude eines Interferenzsignales durch
Reflexionen innerhalb der Laserdiode hervorgerufen werden. [Schmid et al. 1996,
Haigis u. Lege 2000b]. Nebenmaxima haben zum eigentlichen Messsignal und
untereinander einen konstanten Abstand. Dieser Abstand ist je nach verwendeter
Laserlichtquelle unterschiedlich. Bei dem hier verwendeten IOLMaster beträgt er ca.
0,8mm [Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999]. Nebenmaxima können im Gegensatz
zu den unten beschriebenen „echten Signalen“ als „unechte Signale“ bezeichnet werden,
da sie nicht durch Reflexion des Laserlichtes an einer Schicht des Augenhintergrundes
entstehen.
Je nach den anatomischen Gegebenheiten des gemessenen Auges können, wie bereits
erwähnt, Interferenzen auch durch die Reflektion von Messlicht an der inneren
Grenzmembran (IG) und/oder der Aderhaut (AH) erzeugt werden. Hierdurch kann es
zum Auftreten von Doppel- und Dreierpeaks kommen [Hitzenberger 1991, Vogel et al.
2000]. Die Interferenzsignale der IG treten in der Regel in einer geometrischen Distanz
von ca. 0,22mm (0,15-0,35mm) vom Signal des PEs auf und kommen links von ihm zu
liegen, also zur kürzeren AL hin [Schmid et al. 1996, Gebrauchsanweisung IOLMaster
1999].
Die Signale der AH hingegen treten im allgemeinen in einer geometrischen Distanz von
ca. 0,25mm (0,15-0,25mm) vom PE-Peak auf und liegen rechts von ihm, zur längeren
AL hin [Schmid et al. 1996, Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999]. Durch solche
zusätzlichen „echten Signale“ können breitere Signalpeaks oder auch Schwankungen
von AL-Werten in einer Messreihe entstehen [Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999,
Schrecker u. Strobel 2000].
Die einzelnen Signale werden in einer gezoomten Ansicht gut sichtbar. Somit können
alleinstehende Peaks von Messungen mit zwei oder auch drei Peaks (Doppel- oder
Dreierpeaks) unterschieden werden.
Im Allgemeinen ist die Signalamplitude des Peaks vom PE größer als jene der
Interferenz an der IG oder der AH [Schmid et al. 1996]. Selten können jedoch auch
Material und Methodik
22
Signale von der IG oder der AH als größtes Signal auftreten [Gebrauchsanweisung
IOLMaster 1999].
Und teilweise findet man zwei gleich hohe Signale, die dasselbe SNR aufweisen.
Treten Interferenzsignale zusätzlich zum Hauptmaximum auf, so können sie als
alleinstehende Signale oder als „Schultern“ vorkommen.
Die Kriterien einer „aufsteigenden“ oder „abfallenden Schulter“ werden weiter unten in
Kapitel 4 erklärt.
Zu erwähnen sei hier auch das Signal-Rausch-Verhältnis oder „signal-to-noise ratio“
(SNR). Es ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen Messmaximum und störenden
Untergrundsignalen und wird für jeden Peak automatisch vom Zeiss IOLMaster
bewertet (siehe Abb. 3.1). Das SNR ist ein Maß für die Qualität der Messung und gibt
an, wie sicher das jeweilige Signal ist. Je höher der SNR-Wert, desto besser ist die
Messung. Ein kleines SNR bedeutet, dass sich ein Messsignal nicht deutlich vom
Rauschen abhebt [Lege u. Haigis 2000]. Das Signal mit dem größten SNR wird von der
automatischen Peakerkennung aufgesucht und durch den Messkursor (in Abb. 3.1 als
Kreis sichtbar) gekennzeichnet. Der genaue AL-Messwert wird auf dem Bildschirm
angezeigt. Bei kleinerem SNR kann das Signal des Hauptmaximums verformt sein, und
es kann bei der Festlegung der Signalposition zu Fehlern kommen. Eine größere
Reproduzierbarkeit wird dadurch erzielt, dass die Mitte anstatt des höchsten Punktes des
Hauptsignals durch die automatische Peakerkennung bestimmt wird. Die gesamte Form
des Signalpeaks wird weniger stark durch störende Untergrundsignale beeinflusst als die
Position des Signalmaximums [Hitzenberger 1991].
Treten während der AL-Messung Abweichungen von der zentralen Messlinie auf, so
kommt es zu ausgeprägter Signalminimierung. Hierdurch werden schlechte SNR-Werte
sowie ein von den Vergleichsmessungen abweichender Längenwert bedingt. Dies
ermöglicht eine gute Erkennung einer Messung, die außerhalb der optischen Achse liegt
[Schrecker u. Strobel 2000].
Material und Methodik
23
3.2.2 Auffinden von „echten Signalen“ bei Achsenlängenmessungen
Als „echte Signale“ wurden alle Interferenzsignale der aufgezeichneten Messkurven
bezeichnet, bei denen es sich nicht um Nebenmaxima („unechte Signale“) handelte und
bei denen angenommen wurde, dass sie durch Reflexion des Laserlichtes an einer
Schicht des Augenhintergrundes entstanden waren (z.B. von der IG, dem PE oder der
AH). Um diese „echten Signale“ zu identifizieren, mussten Nebenmaxima, wie in Abb.
3.2 schematisch dargestellt, zunächst ausgeschlossen werden. Da sie nicht durch
Reflexion des Messlichtes an Schichten des Augenhintergrundes entstehen, dürfen sie
nicht mit echten Interferenzsignalen des Augenhintergrundes verwechselt werden.
Die Messwerte aller Peaks einer Messung wurden in einem
Tabellenkalkulationsprogramm (Microsoft Excel, vgl. Tabelle 3.1), erfasst und
graphisch dargestellt (vgl. Abb. 3.4). Zur Vereinfachung und zur Veranschaulichung der
Regelmäßigkeit der Abstände zwischen den Nebenmaxima und zwischen
Nebenmaximum und Hauptsignal, wurden in den folgenden Abbildungen theoretische
Abstände von 1mm anstatt 0,8mm gewählt. Je nach Messlichtquelle variieren diese
jeweils konstanten Abstände.
In der graphischen Darstellung der Signalpositionen stellten Nebenmaxima und das
Hauptmaximum durch ihren regelmäßigen Abstand eine Gerade dar. Zusätzliche
Signale wurden durch einen Knick in der Geraden ersichtlich.
Bei einem Wert, der nicht auf der Geraden lag, musste es sich, zusätzlich zum
eigentlichen Messsignal, um ein „echtes Signal“ handeln (vgl. Abb. 3.3). Entfernte man
dieses zusätzliche „echte Signal“ aus der Tabelle, so mussten alle aufgeführten Signale
wieder dieselbe Distanz zueinander aufweisen (siehe Tabelle 3.2). Wurde das
Zusatzsignal aus der Graphik genommen, musste eine annähernde Gerade entstehen
(siehe Abb.3.5).
Material und Methodik
24
Abb. 3.2: Schema einer theoretischen Achsenlängenmessung. Die Peaks der Signalkurve sind als Balken angedeutet. Dargestellt sind ein Hauptmaximum („echtes Signal“) und acht Nebenmaxima („unechte Signale“). Zur Veranschaulichung der Regelmäßigkeit der Signalabstände wurden theoretische Abstände von 1mm gewählt. Je nach Messlichtquelle variieren die jeweils konstanten Abstände zwischen den Nebenmaxima und zwischen Nebenmaximum und Hauptsignal.
Abb. 3.3: Schema einer theoretischen Achsenlängenmessung zur Darstellung eines zusätzlichen „echten Signals“ links vom Hauptmaximum. Dieser Vortrabant hat einen geringeren Abstand zum Hauptmaximum als 1mm und kann dadurch als Nebenmaximum ausgeschlossen werden. Nebenmaxima sind mit kleinen Pfeilen markiert. Sie haben einen regelmäßigen Abstand zueinander und zum Hauptmaximum.
Hauptmaximum Nebenmaxima
1mm
Hauptmaximum Zusätzliches „echtes Signal“
Nebenmaxima
1mm
Material und Methodik
25
Tabelle 3.1: Darstellung einzelner Messwerte (Wert) aller vorhandener Peaks einer theoretischen Messung (siehe Abb. 3.3) und ihrer Abstände zueinander (Distanz). Der 4. Peak (zusätzliches Signal [ZS]) hat vom Hauptmaximum (welches in der Regel vom Pigmentepithel [PE] stammt) einen Abstand von nur 0,50mm.
ZS PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9Wert [mm] 20.00 21.00 22.00 22.50 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00Distanz [mm] 1.00 1.00 1.00 0.50 1.00 1.00 1.00 1.00
20
21
22
23
24
25
26
27
1 2 3 4 5 6 7 8 9Peak [#]
Wer
t [m
m]
Abb. 3.4: Es sind die theoretischen Messwerte aus Tabelle 3.1 graphisch dargestellt. Der Knick in der Geraden deutet auf ein zusätzliches Signal hin (hier das 4. Signal), welches vom Hauptmaximum einen kleineren Abstand als 1,0mm beträgt.
Tabelle 3.2: Diese Tabelle zeigt, dass nach dem Entfernen des 4. Peaks aus Tabelle 3.1 alle Abstände (Distanzen) zwischen den Nebenmaxima und dem Hauptmaximum regelmäßig 1mm betragen. PE: Pigmentepithelsignal.
PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8Wert [mm] 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00Distanz [mm] 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
Material und Methodik
26
20
21
22
23
24
25
26
27
1 2 3 4 5 6 7 8Peak [#]
Wer
t [m
m]
Abb. 3.5: Die Gerade ohne Knick entsteht, nachdem das zusätzliche Signal (entsprechend Tabelle 3.2) entfernt wurde.
Ein weiteres Kriterium wurde durch das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) festgelegt:
Peaks mit einem SNR ≥2,0 wurden als „sichere Signale“ gewertet und jene mit einem
SNR <2,0 und ≥1,6 als „unsichere Signale“. Messpeaks mit einem SNR <1,6 wurden
nicht berücksichtigt.
3.2.3 Merkmale der Achsenlängenmessungen
Nachdem Nebenmaxima von „echten Signalen“ des Augenhintergrundes
ausgeschlossen waren, sollte jede einzelne Messung auf 19 Merkmale hin untersucht
werden.
Tabelle 3.3 gibt eine kurze Übersicht dieser Merkmale.
Material und Methodik
27
Tabelle 3.3: Es wurden 19 Merkmale festgelegt, auf die jede Achsenlängenmessung hin untersucht werden sollte. PE: Pigmentepithel, IG: Innere Grenzmembran, AH: Aderhaut.
Auflistung aller untersuchten Merkmale
1. PE größtes Signal (größtes SNR; vgl. Abb. 3.6)
2. IG größtes Signal (größtes SNR; vgl. Abb. 3.7)
3. AH größtes Signal (größtes SNR; vgl. Abb. 3.8)
4. Echtes Signal nicht zuzuordnen (vgl. Abb. 3.10)
5. Nur 1 echtes Signal (vgl. Abb. 3.2)
6. 2er-Peaks (vgl. Abb. 3.6)
7. 3er-Peaks (vgl. Abb. 3.9)
8. Vorkommen von PE (vgl. Abb. 3.6-3.14)
9. Vorkommen von IG (vgl. Abb. 3.6)
10. Vorkommen von AH (vgl. Abb. 3.9)
11. Vorkommen von IG &/od. AH (vgl. Abb. 3.9)
12. Signal mit zu großem Abstand von PE (vgl. Abb. 3.11)
13. Signal mit zu kleinem Abstand von PE (vgl. Abb. 3.12)
14. AH: nicht als Schulter auftretend (vgl. Abb. 3.8, 3.9)
15. IG: nicht als Schulter auftretend (vgl. Abb. 3.6, 3.7)
16. Aufsteigende Schulter (vgl. Abb. 3.13)
17. Abfallende Schulter (vgl. Abb. 3.13)
18. IG&PE gleich hoch (gleich großes SNR; vgl. Abb. 3.14)
19. PE&AH gleich hoch (gleich großes SNR; vgl. Abb. 3.14)
Jede AL-Messung sollte auf die oben genannten 19 Merkmale hin untersucht werden.
Anhand der Merkmale sollte festgestellt werden, wie oft das jeweilige Hauptmaximum
durch eine Reflexion am Pigmentepithel (PE) entstanden war und wie oft durch
Reflexionen an der inneren Grenzmembran (IG) oder der Aderhaut (AH). Weiterhin
sollte herausgefunden werden, wie häufig echte Signale weder IG, PE noch AH
zuzuordnen waren. Jede AL-Messung war dahingehend zu bewerten, ob ein oder
mehrere echte Signale vorzufinden waren und in die Merkmale „Nur 1 echtes Signal“,
„2er-Peaks“ und „3er-Peaks“ einzuordnen. Weitere Kriterien wurden festgelegt, um zu
ermitteln, wie häufig Signale von PE, IG bzw. AH überhaupt auftraten. Es sollte
Material und Methodik
28
untersucht werden, wie häufig Zusatzsignale insgesamt vorkamen, d.h. wie häufig ein
Signal der IG oder AH oder Signale beider in einer Messung erschienen.
Zusatzsignale, deren Abstand zum PE außerhalb der Grenzen für die IG bzw. AH lagen,
sollten in einem weiteren Kriterium zusammengefasst werden. Schließlich wurden zwei
Formen von Signalen festgelegt: Die Form „Schulter“ und die Form „alleinstehender
Peak“. Das Merkmal „Schulter“, das im Ergebnisteil weiter erläutert wird, wurde
wiederum in „aufsteigende“ und „abfallende Schulter“ unterteilt. Mit den letzten beiden
der 19 Merkmale sollte geprüft werden, wie häufig Zusatzsignale mit gleicher Größe
(d.h. gleich großem SNR-Wert) wie das PE-Signal auftraten. Die Abbildungen 3.2 und
3.6 bis 3.14 sollen diese Merkmale durch theoretische Signalkurven veranschaulichen.
Abb. 3.6: Schematische Darstellung einer theoretischen optischen Achsenlängenmesskurve. Das Hauptmaximum wird vom Pigmentepithel(PE)-Signal gebildet. Links neben dem Hauptmaximum sieht man einen kleineren Vortrabanten, bei dem es sich um ein Signal der inneren Grenzmembran (IG) handelt. Die restlichen Signale sind Nebenmaxima („unechte Signale“).
Abb. 3.7: Schematische Darstellung einer theoretischen optischen Achsenlängenmesskurve. Das Hauptmaximum wird in diesem Fall vom Signal der inneren Grenzmembran (IG) gebildet. Die Zuordnung der Schichten zu den Signalen ist nur durch Messwertvergleich innerhalb einer Messreihe möglich. Rechts neben dem großen IG-Signal ist ein kleineres Pigmentepithel(PE)-Signal sichtbar. Die restlichen Signale sind Nebenmaxima („unechte Signale“).
PE-Signal als Hauptmaximum
IG Signal
IG-Signal
PE-Signal
Material und Methodik
29
Abb. 3.8: Schematische Darstellung einer theoretischen optischen Achsenlängenmesskurve. Das Signal der Aderhaut (AH) ist größer als jenes des Pigmentepithels (PE). Die Zuordnung der Schichten zu den Signalen ist nur durch den Vergleich der Messwerte innerhalb einer Messreihe möglich.
Abb. 3.9: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt ist ein Dreierpeak, der durch jeweils ein Signal der inneren Grenzmembran (IG), des Pigmentepithels (PE) und der Aderhaut (AH) gebildet wird.
Abb. 3.10: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt sind 5 „echte Signale“: Ein Dreierpeak, der durch Signale von innerer Grenzmembran (IG), Pigmentepithel (PE) und Aderhaut (AH) gebildet wird und 2 weitere „echte Signale“. Die 2 letzteren sind zu keiner Schicht des Augenhintergrundes zuzuordnen. Nebenmaxima sind mit kleinem Pfeil markiert.
AH-Signal
PE-Signal
PE-Signal
AH-Signal IG-Signal
Nicht zuzuordnendes Signal
Nicht zuzuordnendes Signal
IG-Signal PE-Signal
AH-Signal
Material und Methodik
30
Abb. 3.11: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt sind 2 zusätzliche „echte Signale“, die einen größeren Abstand zum Pigmentepithel(PE)-Signal haben als 0,35mm für Vortrabanten bzw. 0,25mm für Nachtrabanten. Nebenmaxima sind mit kleinem Pfeil markiert.
Abb. 3.12: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt sind ein Vortrabant und ein Nachtrabant, die einen Abstand zum Pigmentepithel(PE)-Signal von jeweils weniger als 0,15mm haben. Nebenmaxima sind mit kleinem Pfeil markiert.
Abstand zwischen PE-Signal und Vortrabant<0,15mm
Abstand zwischen PE-Signal und Nachtrabant <0,15mm
PE-Signal als Hauptmaximum
Abstand zwischen PE-Signal und Vortrabant >0,35mm
Abstand zwischen PE-Signal und Nachtrabant >0,25mm
PE-Signal als Hauptmaximum
Material und Methodik
31
Abb. 3.13: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt ist ein Vortrabant in Form einer „aufsteigenden Schulter“ und ein Nachtrabant in Form einer „abfallenden Schulter”. Das Merkmal „Schulter“ ist erfüllt, sofern der Schenkel eines Peaks, der auf der Seite eines größeren Nachbarpeaks liegt, nicht die Nulllinie erreicht.
Abb. 3.14: Schema einer theoretischen optischen Achsenlängenmessung. Dargestellt ist ein Dreierpeak der aus 3 gleich großen Signalen (gleicher SNR-Wert) von innerer Grenzmembran (IG), Pigmentepithel (PE) und Aderhaut (AH) gebildet wird.
3.2.4 Statistische Methoden
Zusätzlich zur Berechnung von Mittelwert, Standardabweichung, Minimum und
Maximum wurden Varianzanalysen (Oneway Anova) und Post-Hoc-Tests nach Tukey
durchgeführt. Hierzu wurde das Statistikprogramm SPSS 11,5 (© SPSS Inc.) eingesetzt.
War die Voraussetzung zur Durchführung einer Oneway Anova im Test der
Homogenität der Varianzen nicht gegeben, so wurden die Berechnungen anhand der
robusten Testverfahren des Welch-Tests und des Brown-Forsythe-Tests vorgenommen.
Hauptmaximum
„abfallende Schulter“ „aufsteigende Schulter“
PE-Signal AH-Signal IG-Signal
Ergebnisse
32
4 Ergebnisse
4.1 Patienten-/Probandenverteilung
Es ergab sich ein Datenpool an Achsenlängen(AL)-Messungen über einen großen
Altersbereich (4 bis 94 Jahre), der jedoch gesunde und kranke Augen (v.a. Patienten mit
Katarakt) enthielt. Insgesamt kamen Achsenlängen(AL)-Messungen von 103 Patienten
bzw. Probanden zusammen. 51 davon waren weiblich und 52 männlich (vgl. Abb. 4.1 u.
Tab. 4.1).
M50.5%
W49.5%
Abb.4.1: Anteil männlicher (M) und weiblicher (W) Patienten bzw. Probanden aller Altersgruppen.
Es war nicht durchgehend möglich, jede der 10 Altersgruppen mit AL-Messungen von
10 Personen aufzufüllen, da für die Gruppe der 50-59-Jährigen nur Messungen von 8
Personen zur Verfügung standen und in der Gruppe der 90-99-Jährigen nur Messungen
einer Person. Tabelle 4.1 und Abbildung 4.2 zeigen die genaue Anzahl der männlichen
und weiblichen Untersuchten in den jeweiligen Altersgruppen.
Ergebnisse
33
Tabelle 4.1: Anzahl männlicher und weiblicher Patienten bzw. Probanden pro Altersgruppe.
Patienten/Probanden Altersgruppe (Jahre)
männlich weiblich männlich + weiblich 1. (0-9) 7 3 10
2. (10-19) 8 9 17 3. (20-29) 7 4 11 4. (30-39) 4 6 10 5. (40-49) 6 4 10 6. (50-59) 3 5 8 7. (60-69) 8 4 12 8. (70-79) 5 9 14 9. (80-89) 4 6 10 10. (90-99) 0 1 1
Alle Altersgruppen 52 51 103
7
8
7
4
6
3
8
5
4
0
3
9
4
6
4
5
4
9
6
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Alter [Jahre]
Patie
nten
/Pro
band
en [A
nzah
l]
MW
Abb. 4.2: Dargestellt ist die Anzahl der männlichen (M) und weiblichen (W) Patienten bzw. Probanden in den einzelnen Altersgruppen.
Ergebnisse
34
Die Anzahl der Messungen, die von den einzelnen Personen vorlagen, variierte
zwischen 1 und 14 Messungen pro Auge und Sitzung. Bei einigen Untersuchten waren
nur Messungen an einem Auge vorgenommen worden. Bei anderen standen Messungen
von bis zu 6 Sitzungen zur Verfügung, wodurch in zwei Fällen jeweils insgesamt 36
AL-Messungen von einem Auge aufgezeichnet worden waren. In der vorliegenden
Studie wurden alle vorhandenen Messungen jeder Person des Datenpools
berücksichtigt.
Insgesamt wurden Messungen von 189 Augen ausgewertet: 96 rechte Augen (RA),
93 linke Augen (LA). Die genaue Anzahl der RA und LA und die Anzahl an AL-
Messungen in den jeweiligen Altersgruppen ist in der folgenden Tabelle und den
Graphiken dargestellt (vgl. Tabelle 4.2 und Abb. 4.3, 4.4, 4.5).
Tabelle 4.2: Anzahl rechter (RA) und linker Augen (LA) pro Altersgruppe und Anzahl der Achsenlängenmessungen (AL-Messungen) an RA und LA pro Altersgruppe.
Augen AL-Messungen Altersgruppe (Jahre)
RA LA RA + LA RA LA RA + LA 1. (0-9) 10 10 20 53 51 104
2. (10-19) 16 17 33 95 100 195 3. (20-29) 10 7 17 115 41 156 4. (30-39) 8 10 18 66 74 140 5. (40-49) 9 9 18 57 62 119 6. (50-59) 7 8 15 71 83 154 7. (60-69) 12 9 21 79 65 144 8. (70-79) 13 13 26 94 78 172 9. (80-89) 10 9 19 62 51 113 10. (90-99) 1 1 2 6 4 10
Alle Altersgruppen 96 93 189 698 609 1307
Ergebnisse
35
RA50.8%
LA49.2%
Abb. 4.3: Anteil der Achsenlängenmessungen an rechten (RA) und linken Augen (LA).
0
5
10
15
20
25
30
35
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Altersgruppen [Jahre]
Auge
n [A
nzah
l]
RA+LA
Abb. 4.4: Dargestellt ist die Anzahl aller untersuchten Augen (rechte [RA] und linke Augen [LA]) in den jeweiligen Altersgruppen.
Ergebnisse
36
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Altersgruppen [Jahre]
Auge
n [A
nzah
l]
RALA
Abb. 4.5: Dargestellt ist die Anzahl an rechten (RA) bzw. linken Augen (LA) in den jeweiligen Altersgruppen.
Die Anzahl der AL-Messungen betrug insgesamt 1307 Messungen, wovon 698
Messungen an rechten Augen (RA) und 609 an linken Augen (LA) vorgenommen
worden waren (vgl. Abb. 4.6, 4.7, 4.8).
Ergebnisse
37
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Altersgruppen [Jahre]
AL-M
essu
ngen
[Anz
ahl]
RA+LA
Abb. 4.6: Dargestellt ist die Anzahl der Achsenlängen(AL)-Messungen aller Augen (rechte [RA] und linke Augen [LA]) in den jeweiligen Altersgruppen.
0
20
40
60
80
100
120
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Altersgruppen [Jahre]
AL-M
essu
ngen
[Anz
ahl]
RALA
Abb. 4.7: Dargestellt ist die Anzahl der Achsenlängen(AL)-Messungen an rechten (RA) bzw. linken Augen (LA) in den jeweiligen Altersgruppen.
Ergebnisse
38
ALM (RA)53.4%
ALM (LA)46.6%
Abb. 4.8: Dargestellt sind die Anteile von Achsenlängenmessungen (ALM) an rechten (RA) bzw. linken Augen (LA).
4.2 Identifizierung echter Signale
Die Methode der Identifizierung „echter Signale“ wurde bereits in Kapitel 3
beschrieben. Nebenmaxima sind „unechte“ konstant periodische Signale, und da sie
durch das Messlicht hervorgerufen werden, unerwünscht. Sie dürfen nicht mit
erwünschten „echten Signalen“ von innerer Grenzmembran (IG), Pigmentepithel (PE)
oder Aderhaut (AH) verwechselt werden. Nebenmaxima weisen bei Achsenlängen(AL)-
Messungen mit dem IOLMaster einen regelmäßigen Abstand von ca. 0,8mm
untereinander und vom Hauptmaximum auf. Um sie von echten Signalen zu trennen,
wurden die Werte aller Peaks einer Messkurve zunächst mit dem
Tabellenkalkulationsprogramm Microsoft Excel erfasst und ihre Distanzen zu
Nachbarpeaks ermittelt. Anschließend wurden die Signalpositionen graphisch
dargestellt.
In den Graphiken ergaben die Positionen der Nebenmaxima und des Hauptmaximums
durch ihren regelmäßigen Abstand zueinander eine Gerade. Zusätzliche echte Signale
wurden durch einen Knick oder eine Abflachung in der Geraden ersichtlich.
Bei einem Wert, der nicht auf der Geraden lag, musste es sich, zusätzlich zum
eigentlichen Messsignal, um ein „echtes Signal“ handeln. Entfernte man dieses
Ergebnisse
39
zusätzliche „echte Signal“ aus der Tabelle, so mussten alle aufgeführten Signale wieder
dieselbe Distanz zueinander aufweisen. Wurde das Zusatzsignal aus der Graphik
genommen, musste eine annähernde Gerade entstehen.
Nachfolgend sollen hierzu einige typische Ergebnisse dargestellt werden.
Beispiel 1
Beispiel 1 zeigt das Ergebnis der Auswertung einer AL-Messung (vgl. Abb. 4.9) des
rechten Auges einer 24-jährigen Frau. Die Werte aller Signale der AL-Messung und
ihre Distanzen zueinander sind in Tabelle 4.3 dargestellt. Durch die regelmäßigen
Abstände von ca. 0,8mm, welche die einzelnen Peaks zueinander aufwiesen, konnte
davon ausgegangen werden, dass es sich hierbei um ein Hauptmaximum mit seinen
zugehörigen Nebenmaxima handelte. Ob das Hauptmaximum durch Reflektion von
Laserlicht am retinalen PE entstanden war, konnte nur durch den Messwertvergleich
innerhalb einer Messreihe sicher festgestellt werden.
In der zugehörigen Graphik (vgl. Abb.4.10) wurde der regelmäßige Abstand der Signale
untereinander durch die Gerade deutlich. Hiermit waren zusätzliche „echte Signale“
ausgeschlossen.
Abb. 4.9: Interferogramm (Achsenlängenmessung) des rechten Auges einer 24-jährigen Frau. Hauptmaximum durch Kreis (Messkursor) gekennzeichnet und Nebenmaxima durch Strich markiert.
Ergebnisse
40
Tabelle 4.3: Die Werte aller Peaks einer Achsenlängenmessung sind tabellarisch erfasst und ihre Distanzen voneinander dargestellt. Es handelt sich um ein Hauptmaximum, das durch Reflexion am Pigmentepithel (PE) entstanden ist, und Nebenmaxima.
PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8Wert [mm] 20.07 20.88 21.70 22.52 23.29 24.05 24.89 25.71Distanz [mm] 0.81 0.82 0.82 0.77 0.76 0.84 0.82
20
21
22
23
24
25
26
1 2 3 4 5 6 7 8Peak [#]
Wer
t [m
m]
Abb. 4.10: Graphische Darstellung der Werte aller Peaks aus Tabelle 4.3 Die Werte von Pigmentepithelsignal und Nebenmaxima haben untereinander einen regelmäßigen Abstand von ca. 0,8mm. Dadurch ergibt sich eine Gerade.
Beispiel 2:
Beispiel 2 zeigt das Ergebnis der Auswertung einer AL-Messung (vgl. Abb. 4.11) des
linken Auges einer 73-jährigen Frau. In der Tabelle fielen zwei Abstände der Signale
auf, die weit weniger als 0,8mm betrugen: 0,55mm und 0,25mm (vgl. Tab. 4.4). Diese
Unregelmäßigkeit der Abstände machte sich graphisch durch einen Knick in der
Geraden noch deutlicher bemerkbar (vgl. Abb. 4.12). Bei dem fünften Signal, welches
Ergebnisse
41
diese Regelmäßigkeit störte, musste es sich demnach um ein zusätzliches „echtes
Signal“ handeln. Da dieses zusätzliche Signal vor dem PE-Signal zu liegen kam, wurde
es als Reflexion von Messlicht an der IG gewertet. Dieser Vortrabant wies vom PE
einen Abstand von 0,25mm auf. Er lag somit innerhalb des Bereiches von 0,15-0,35mm,
der Abstand in dem IG und PE in der Regel voneinander entfernt liegen.
Abb. 4.11: Interferogramm (Achsenlängenmessung) des linken Auges einer 73-jährigen Frau. Signal des Pigmentepithels durch Kreis (Messkursor) markiert. Vortrabant mit Pfeil gekennzeichnet. Vier der Nebenmaxima sind durch Striche markiert, weitere Nebenmaxima sind in dieser gezoomten Ansicht nicht sichtbar.
Tabelle 4.4: Tabellarische Erfassung der Werte aller Peaks einer Achsenlängenmessung und Darstellung ihrer Distanzen voneinander. Durch zwei Distanzen, die weit weniger als 0,8mm betragen, fällt ein Vortrabant auf. Da er 0,25mm vor dem Signal des Pigmentepithels (PE) zu liegen kommt, muss es sich um eine Reflexion von Laserlicht an der inneren Grenzmembran (IG) handeln.
IG PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Wert [mm] 19.76 20.56 21.35 22.18 22.73 22.98 23.71 24.56 25.39 26.08Distanz [mm] 0.80 0.79 0.83 0.55 0.25 0.73 0.85 0.83 0.69
Ergebnisse
42
19
20
21
22
23
24
25
26
27
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Peak [#]
Wer
t [m
m]
Abb. 4.12: Der Doppelpeak (Signal von innerer Grenzmembran und Pigmentepithel) bzw. das zusätzliche „echte Signal“ (Pfeil) vor dem Pigmentepithelsignal fällt durch einen Knick in der Geraden deutlich auf.
Damit kein weiteres zusätzliches Signal übersehen wurde, konnte der Vortrabant nun
aus Tabelle 4.4 entfernt werden. Hierdurch ergaben sich, wie in Tabelle 4.5 ersichtlich,
regelmäßige Abstände der Signale zueinander. Bei den verbleibenden Peaks handelte es
sich somit um das Hauptmaximum mit seinen zugehörigen Nebenmaxima. Graphisch
wurden die regelmäßigen Abstände durch die Bildung einer Geraden gut sichtbar (vgl.
Abb. 4.13).
Tabelle 4.5: Werte der Peaks und ihre Distanzen zueinander nach Entfernen des Vortrabanten. Die Distanzen betragen nun alle ca. 0,8mm. Somit sind keine weiteren zusätzlichen Signale vorhanden (PE: Pigmentepithel).
PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9Wert [mm] 19.76 20.56 21.35 22.18 22.98 23.71 24.56 25.39 26.08Distanz [mm] 0.80 0.79 0.83 0.80 0.73 0.85 0.83 0.69
Ergebnisse
43
19
20
21
22
23
24
25
26
27
1 2 3 4 5 6 7 8 9Peak [#]
Wer
t [m
m]
Abb. 4.13: Nach Entfernung des Vortrabanten sind die regelmäßigen Abstände zwischen den Werten von Hauptmaximum und den Nebenmaxima durch die Gerade erkennbar.
Beispiel 3
Im dritten Beispiel wird das Ergebnis der Auswertung einer AL-Messung (vgl. Abb.
4.14) des linken Auges eines 4-jährigen Jungen gezeigt. Erneut fiel ein Vortrabant durch
den geringen Abstand von 0,25mm vom Hauptmaximum auf (vgl. Tab. 4.6). Dieser
Abstand lag innerhalb der zu erwartenden Grenzen für den Abstand von IG zu PE.
Demzufolge musste es sich um eine Reflexion von Laserlicht an der inneren
Grenzmembran handeln.
Die Distanz von 1,64mm zwischen dem Wert des ersten und zweiten Peak ist in etwa
das Doppelte von 0,8mm, dem Abstand der Nebenmaxima zueinander und zum
Hauptmaximum. Hierbei wurde davon ausgegangen, dass ein Nebenmaximum zwischen
erstem und zweitem Peak – ebenfalls Nebenmaxima – nicht aufgezeichnet wurde.
In der graphischen Darstellung der Signalpositionen (vgl. Abb. 4.15) wurde der
Vortrabant durch einen Knick in der Geraden sichtbar. Der doppelte Abstand von
ca.0,8mm zwischen den ersten beiden Nebenmaxima machte sich zusätzlich dadurch
bemerkbar, dass das erstere nicht auf der Geraden lag.
Ergebnisse
44
Abb. 4.14: Interferogramm (Achsenlängenmessung) des linken Auges eines 4-jährigen Jungen. Signal des Pigmentepithels mit Kreis (Messkursor) gekennzeichnet und Vortrabant mit Pfeil markiert. Weitere Signale sind Nebenmaxima (gekennzeichnet durch Striche).
Tabelle 4.6: Tabellarische Erfassung aller Signalpositionen der Achsenlängenmessung am linken Auge eines 4-jährigen Jungen. Ein Vortrabant wird durch den Abstand von nur 0,25mm vom Pigmentepithel(PE)-Signal sichtbar. Hierbei handelt es sich um ein Signal der inneren Grenzmembran (IG). Der Abstand zwischen 1. und 2. Peak beträgt in etwa das Doppelte des üblichen Abstandes zweier Nebenmaxima zueinander.
IG PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Wert [mm] 22.45 24.09 24.61 24.86 25.62 26.44 27.24 28.03 28.79 29.63Differenz [mm] 1.64 0.52 0.25 0.76 0.82 0.80 0.79 0.76 0.84
Ergebnisse
45
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Peak #
Wer
t [m
m]
Abb. 4.15: Der Doppelpeak bzw. das zusätzliche „echte Signal“ (Pfeil) wird durch den Knick der Geraden erkennbar. Der 1. Peak liegt ebenfalls nicht auf der Geraden, weil er vom 2. Peak einen doppelten Abstand von ca. 0,8mm hat. Bei Peak 1 und 2 handelt es sich um Nebenmaxima.
Um keine weiteren „echten Signale“ zu übersehen wurde der Vortrabant (IG-Signal) aus
der Tabelle genommen und das Ergebnis graphisch dargestellt (vgl. Tab. 4.7 u. Abb.
4.16). Zusätzlich wurde zwischen die beiden ersten Nebenmaxima ein fiktives
Nebenmaximum (FN) gesetzt. Nun ergaben sich zwischen den Peaks Distanzen von ca.
0,8mm. Bei den verbleibenden Signalen handelte es sich somit um das Hauptmaximum
mit Nebenmaxima. Graphisch stellten sich diese durch eine Gerade dar.
Tabelle 4.7: Tabellarische Darstellung der Signalpositionen nach Entfernung des Vortrabanten und Einfügen eines fiktiven Nebenmaximums (FN) zwischen die ersten beiden Nebenmaxima. Hierdurch ergeben sich zwischen den Peaks Distanzen von ca. 0,8mm. PE: Pigmentepithelsignal.
FN PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Wert [mm] 22.45 23.27 24.09 24.86 25.62 26.44 27.24 28.03 28.79 29.63Differenz [mm] 0.82 0.82 0.77 0.76 0.82 0.80 0.79 0.76 0.84
Ergebnisse
46
22
23
24
25
26
27
28
29
30
0 2 4 6 8 10 12Peak [#]
AL [m
m]
Abb. 4.16: Gerade nach Entfernung eines Vortrabanten und Einsetzen eines fiktiven Nebenmaximums (FN).
Beispiel 4
Beispiel 4 zeigt das Ergebnis der Auswertung einer AL-Messung (vgl. Abb. 4.17) des
linken Auges einer 81-jährigen Frau. In Tabelle 4.8 wurde ein Nachtrabant erkennbar.
Dieser wurde vom 5. Peak der Messung gebildet, der in einem Abstand von nur 0,20mm
hinter dem PE-Signal zu liegen kam. Graphisch stellte sich der Nachtrabant durch einen
Knick in der Geraden dar (vgl. Abb. 4.18).
In der Regel beträgt der Abstand zwischen PE und AH 0,15-0,25mm. Der Nachtrabant
lag innerhalb dieser Grenzen. Somit handelte es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um
eine Reflexion von Messlicht an der AH.
FN
Ergebnisse
47
Abb. 4.17: Interferogramm (Achsenlängenmessung) des linken Auges einer 81-jährigen Frau. Hauptsignal des Pigmentepithels mit Kreis (Messkursor) gekennzeichnet und Nachtrabant durch Pfeil markiert. Fünf Nebenmaxima sind durch Striche gekennzeichnet, weitere Nebenmaxima sind in dieser gezoomten Ansicht nicht sichtbar.
Tabelle 4.8: Ergebnis der Auswertung einer Achsenlängenmessung des linken Auges einer 81-jährigen Frau. Die Signalpositionen und ihre Distanzen zueinander sind tabellarisch dargestellt. Mit einem Abstand von 0,20mm kommt hinter dem Pigmentepithel(PE)-Signal ein Nachtrabant zu liegen. Es handelt sich um ein Aderhaut(AH)-Signal.
PE AHPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9Wert [mm] 20.82 21.54 22.49 23.16 23.36 23.91 24.75 25.55 26.37Distanz [mm] 0.72 0.95 0.67 0.20 0.55 0.84 0.80 0.82
Ergebnisse
48
20
21
22
23
24
25
26
27
1 2 3 4 5 6 7 8 9Peak [#]
Wer
t [m
m]
Abb. 4.18: Darstellung der Signalpositionen einer Achsenlängenmessung. Der Knick in der Geraden weist auf ein zusätzliches „echtes Signal“ (Pfeil) hin. Hierbei handelte es sich um ein Aderhautsignal.
Nach Entfernung des AH-Nachtrabanten aus Tabelle und Graphik sollten die Abstände
zwischen den einzelnen Peaks wieder ca. 0,8mm aufweisen (vgl. Tab. 4.9 u. Abb. 4.19).
Auffällig war hierbei die Distanz zwischen zweitem und drittem Peak mit 0,95mm und
jene zwischen drittem und viertem (PE) Peak mit 0,67mm. Da beide Abstände
zusammen jedoch 1,62mm ergaben, d.h. das Doppelte des üblichen Abstandes der
Nebenmaxima, wurden der zweite und dritte Peak auch als Nebenmaxima gewertet.
Demnach handelte es sich bei den verbliebenen Peaks wieder um Hauptmaximum und
Nebenmaxima. Graphisch stellten diese eine annähernde Gerade dar (vgl. Abb. 4.19).
Ergebnisse
49
Tabelle 4.9: Tabellarische Darstellung der Signalpositionen nach Entfernung des Aderhautnachtrabanten. Die Abstände zwischen 2. und 3. (0,95mm) und 3. und 4. (0,67mm) Signal ergeben zusammen 1,62mm. Dies entspricht dem doppelten Abstand zweier Nebenmaxima. Somit handelt es sich bei Peak 2, 3 und 4 um Nebenmaxima bzw. Hauptmaximum. PE: Pigmentepithelsignal.
PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8Wert [mm] 20.82 21.54 22.49 23.16 23.91 24.75 25.55 26.37Distanz [mm] 0.72 0.95 0.67 0.75 0.84 0.80 0.82
20
21
22
23
24
25
26
27
1 2 3 4 5 6 7 8Peak [#]
Wer
t [m
m]
Abb. 4.19: Dargestellt ist die Gerade, die nach Entfernung eines Nachtrabanten entsteht. Weitere zusätzliche „echte Signale“ sind somit ausgeschlossen.
Beispiel 5
In diesem Beispiel wird die Auswertung der AL-Messung (vgl. Abb. 4.20) des rechten
Auges eines 26-jährigen Mannes dargestellt. In Tabelle 4.10 wurde ein Dreierpeak aus
Vortrabant, Hauptmaximum und Nachtrabant erkennbar. Der Abstand zwischen
Nachtrabant und Hauptmaximum war in diesem Fall mit 0,31mm größer als der übliche
Ergebnisse
50
Abstand von PE zu AH (0,15-0,25mm). Durch Messwertvergleich innerhalb der
Messreihe konnte das Hauptmaximum als PE-Signal ermittelt werden. Da in seltenen
Fällen der Abstand von PE zu AH je nach anatomischen Gegebenheiten größer als
0,25mm sein kann, wurde der Nachtrabant als AH-Signal gewertet. Der Abstand des
Vortrabanten zum PE-Signal wies mit 0,18mm deutlich auf ein Signal der IG hin.
Graphisch stellte sich der Dreierpeak als Abflachung der Geraden dar (vgl. Abb. 4.21).
Abb. 4.20: Interferogramm (Achsenlängenmessung) des rechten Auges eines 26-jährigen Mannes. Hauptsignale des Pigmentepithels durch Kreis (Messkursor) gekennzeichnet. Vor- und Nachtrabant durch Pfeile gekennzeichnet. Vier der Nebenmaxima sind durch Striche markiert, die restlichen Nebenmaxima sind in dieser gezoomten Ansicht nicht erkennbar.
Tabelle 4.10: Tabellarische Erfassung der Signalpositionen einer Achsenlängenmessung des rechten Auges eines 26-jährigen Mannes und die Abstände der einzelnen Peaks zueinander. Erkennbar ist ein Dreierpeak aus Signalen der inneren Grenzmembran (IG), des Pigmentepithels (PE) und der Aderhaut (AH). Das AH-Signal hat vom PE-Signal einen abnorm großen Abstand.
IG PE AHPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Wert [mm] 23.20 23.99 24.82 25.42 25.60 25.91 26.37 27.18 28.00 28.84Distanz [mm] 0.79 0.83 0.60 0.18 0.31 0.46 0.81 0.82 0.84
Ergebnisse
51
23
24
25
26
27
28
29
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Peak #
Wer
t [m
m]
Abb. 4.21: Graphische Darstellung eines Dreierpeaks. Die 2 zusätzlichen Signale (Pfeile) werden durch Abflachung der Geraden erkennbar. Dass der Abstand zwischen Nachtrabant und Hauptmaximum (Aderhaut- und Pigmentepithelsignal) zu groß ist, kann hierbei nicht erkannt werden.
Nach Entfernung der Zusatzsignale von IG und AH stellten sich die Distanzen zwischen
den einzelnen Peaks regelmäßig dar. Graphisch ergaben die Signalpositionen von
Hauptmaximum und Nebenmaxima eine Gerade (vgl. Tab. 4.11 u. Abb. 4.22).
Tabelle 4.11: Tabellarische Darstellung der Positionen der einzelnen Peaks und ihre Distanzen zueinander nach Entfernung der Zusatzsignale von innerer Grenzmembran und Aderhaut. PE: Pigmentepithelsignal.
PEPeak-# 1 2 3 4 5 6 7 8Wert [mm] 23.20 23.99 24.82 25.60 26.37 27.18 28.00 28.84Distanz [mm] 0.79 0.83 0.78 0.77 0.81 0.82 0.84
Ergebnisse
52
23
24
25
26
27
28
29
1 2 3 4 5 6 7 8Peak [#]
Wer
t [m
m]
Abb. 4.22: Graphische Darstellung einer Geraden nach Entfernen der 2 Zusatzsignale von innerer Grenzmembran und Aderhaut.
4.3 Verteilung der Schichtabstände auf die Altersgruppen
Um eine mögliche Altersabhängigkeit der Abstände der inneren Grenzmembran (IG)
zum Pigmentepithel (PE) bzw. des PEs zur Aderhaut (AH) zu erfassen, wurden jeweils
eine Varianzanalyse (Oneway Anova) und eine Regressionsanalyse durchgeführt.
Für die statistischen Berechnungen wurden rechte (RA) bzw. linke Augen (LA)
getrennt betrachtet und es wurden nur Altersgruppen verwendet, die Werte von
mindestens 3 Personen (bzw. verschiedenen Augen) enthielten. Sichere (sS) und
unsichere Signale (uS) wurden gleichermaßen berücksichtigt.
Ergebnisse
53
4.3.1 Abstände innere Grenzmembran - Pigmentepithel in den Altersgruppen
Der Abstand zwischen IG und PE der Retina beträgt in der Regel 0,15mm bis 0,35mm
[Fercher u. Hitzenberger 1991, Hitzenberger 1991, Hitzenberger et al. 1993, Schmid et
al. 1996, Gebrauchsanweisung IOLMaster 1999]. Je nach anatomischen Gegebenheiten
kann dieser Abstand jedoch auch kleiner oder größer sein. Ein möglicher
Zusammenhang zwischen dem Schichtabstand und dem Alter sollte hier ermittelt
werden.
Innerhalb der Messreihe des rechten Auges eines 35-jährigen Mannes war bei zwei AL-
Messungen kein PE-Signal registriert worden. Es war jedoch jeweils ein IG-Signal
erkennbar, welches durch Messwertvergleich innerhalb der Messreihe identifiziert
werden konnte. In diesen beiden Fällen wurden keine Distanzen für IG und PE
berücksichtigt.
Bei den übrigen Untersuchten, die IG-Signale aufwiesen, wurde der Abstand von IG zu
PE erfasst und in der folgenden Tabelle und Graphik für die einzelnen Altersgruppen
dargestellt. Es sind die mittleren Abstände aller IG-Signale zu den entsprechenden PE-
Signalen mit Standardabweichung in den Gruppen dargestellt. In Tabelle 4.12 und
Abbildung 4.23 wurden RA und LA zusammen genommen. Sichere und unsichere
Signale wurden gleichermaßen berücksichtigt. Wie bereits in Kapitel 3 erwähnt wurden
zu den sicheren Signalen Peaks mit einem SNR-Wert ≥2,0 und zu den unsicheren
Signalen jene mit einem SNR-Wert ≥1,6 und <2,0 gezählt (hier hob sich das Messsignal
weniger deutlich vom Rauschen ab). Signale mit einem SNR <1,6 wurden nicht
berücksichtigt.
Ergebnisse
54
Tabelle 4.12: Mittlere Abstände zwischen innerer Grenzmembran und Pigmentepithel mit Standardabweichung in den einzelnen Altersgruppen. Rechte (RA) und linke Augen (LA) sowie sichere (sS) und unsichere Signale (uS) sind zusammen genommen. Unten: mittlerer Abstand aller Altersgruppen; mittlerer Abstand der Untersuchten <50 bzw. ≥ 50 Jahren.
Altersgruppe Mittelwert STABW (Jahre)
Auge Signale [mm] [mm]
0-9 RA+LA sS+uS (n=9) 0.20 0.04 10-19 RA+LA sS+uS (n=21) 0.20 0.03 20-29 RA+LA sS+uS (n=10) 0.21 0.04 30-39 RA+LA sS+uS (n=9) 0.21 0.02 40-49 RA+LA sS+uS (n=8) 0.22 0.03 50-59 RA+LA sS+uS (n=9) 0.25 0.03 60-69 RA+LA sS+uS (n=13) 0.23 0.05 70-79 RA+LA sS+uS (n=15) 0.25 0.07 80-89 RA+LA sS+uS (n=11) 0.22 0.05 90-99 RA+LA sS+uS (n=2) 0.20 0.02
alle Gruppen RA+LA sS+uS (n=107) 0.22 <<<<50 Jahre RA+LA sS+uS (n=57) 0.21 ≥≥≥≥50 Jahre RA+LA sS+uS (n=50) 0.23
Es wird ersichtlich, dass sich die mittleren Abstände von IG zu PE in allen
Altersgruppen im Rahmen der erwarteten Grenzen (0,15-0,35mm) befanden. Der
mittlere Abstand zwischen IG und PE an RA und LA aller Altersgruppen zusammen
betrug 0,22mm. Bei den unter-50-Jährigen war der mittlere Abstand mit 0,21mm um
0,02mm kleiner als in der Gruppe der über-50-Jährigen. Hier wurde er mit 0,23mm
ermittelt.
In den Gruppen der 0-9-Jährigen (0,20±0,04mm), 10-19-Jährigen (0,20±0,03mm) und
bei der 94-jährigen Frau (0,20±0,02mm) war der mittlere Abstand am geringsten. Es
folgte die Gruppe der 20-29-Jährigen (0,21±0,04mm). Am größten war der mittlere
Abstand innerhalb der Gruppen der 50-59-Jährigen (0,25±0,03mm) und der 70-79-
Jährigen (0,25±0,07).
In der Graphik (vgl. Abb. 4.23) zeigte die Trendlinie für die IG-PE-Abstände mit
zunehmendem Alter einen leichten Anstieg (m=2,4µm/Jahr; R²=0,1527).
Ergebnisse
55
y = 0.0024x + 0.2052R2 = 0.1527
0.15
0.17
0.19
0.21
0.23
0.25
0.27
0.29
0.31
0.33
RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA
0-9 10-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89 90-99Alter [Jahre]
IG-P
E [m
m]
Abb. 4.23: Dargestellt sind die mittleren Abstände von innerer Grenzmembran zu Pigmentepithel (IG-PE) mit Standardabweichung. Die Trendlinie für die Abstände steigt mit dem Alter leicht an. Alle rechten (RA) und linken Augen (LA) der einzelnen Altersgruppen sind zusammen genommen. Sichere und unsichere Signale wurden gleichermaßen berücksichtigt.
In der folgenden Graphik sind die mittleren IG-PE-Abstände für jeweils RA und LA in
den einzelnen Altersgruppen getrennt dargestellt, um zu sehen, ob sich die untersuchten
Abstände zwischen den RA bzw. LA der einzelnen Gruppen unterscheiden (vgl.
Abb.4.24). Hierbei wiesen die LA in der Gruppe der 10-19-Jährigen (0,18±0,02mm)
und das linke Auge der 94-jährigen Frau (0,18mm) den geringsten mittleren IG-PE-
Abstand auf. Die größten Abstände traten an RA in der Gruppe der 70-79-Jährigen
(0,26±0,10mm) auf.
Der mittlere IG-PE-Abstand aller Altersgruppen war an RA (0,22±0,06mm) und LA
(0,22±0,04mm) gleich groß. Der minimale Abstand für RA (0,18mm) kam in den
Gruppen der 0-9-, 20-29-, 60-69-, 70-79- und 80-89-Jährigen vor. Der maximale
Abstand an RA (0,46mm) kam in der Gruppe der 70-79-Jährigen vor. Bei den LA trat
der minimale Abstand (0,14mm) in der Gruppe der 10-19-Jährigen und der maximale
(0,31mm) in der Gruppe der 70-79-Jährigen auf.
Die Trendlinie der IG-PE-Abstände stieg mit zunehmendem Alter leicht an
(m=1,2µm/Jahr; R²=0,1139).
Ergebnisse
56
y = 0.0012x + 0.2051R2 = 0.1139
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA
0-9 10-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89 90-99Alter [Jahre]
IG-P
E [m
m]
Abb. 4.24: Dargestellt sind die mittleren Abstände zwischen innerer Grenzmembran und Pigmentepithel (IG-PE) in rechten (RA) bzw. linken Augen (LA) mit Standardabweichung in den jeweiligen Altersgruppen. Sichere und unsichere Signale sind hier zusammen genommen.
In die statistischen Berechnungen wurde die Gruppe der 90-99-Jährigen nicht
einbezogen, da sie für RA und LA jeweils nur Werte einer Person enthielt. Dadurch
blieben 9 Altersgruppen übrig (0-9 Jahre bis 80-89 Jahre).
Bei der Varianzanalyse (Oneway Anova) zeigten die Mittelwerte der IG-PE-Abstände
aller RA zwischen den 9 Altersgruppen keine signifikanten Unterschiede (p=0,630).
Für die IG-PE-Abstände der LA war die Voraussetzung im Test der Homogenität der
Varianzen für die Durchführung einer Oneway Anova nicht erfüllt (p=0,014).
Deswegen wurden zusätzlich zur Oneway Anova, die signifikante Unterschiede der
Mittelwerte dieser Abstände erbrachte (p=0,021), robuste Testverfahren zur Prüfung der
Gleichheit der Mittelwerte durchgeführt: der Welch-Test (p=0,020) und der Brown-
Forsythe-Test (p=0,029) zeigten ebenfalls signifikante Unterschiede zwischen den
Altersgruppen.
Die signifikanten Unterschiede der IG-PE-Abstände an LA zeigten sich in den Post-
Hoc-Tests nach Tukey zwischen den Gruppen der 10-19- und 50-59-Jährigen (p=0,041)
und zwischen den 10-19- und 70-79-Jährigen (p=0,010).
Ergebnisse
57
Die Altersregression der Abstände IG-PE wurde ebenfalls für RA und LA getrennt
ermittelt und graphisch dargestellt (vgl. Abb. 4.25). Für jedes Auge, mit IG-Signalen in
den Achsenlängen(AL-)Messungen, wurde der mittlere IG-PE-Abstand gegen das Alter
der untersuchten Person aufgetragen. Für alle RA bzw. LA wurde eine
Regressionsgerade gebildet.
Für die RA (n=52) zeigte die Regressionsgerade eine Steigung (m=0,46µm/Jahr), die
nicht signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,070). Das Bestimmtheitsmaß war klein
(R²= 0,064). Eine Altersabhängigkeit des IG-PE-Abstandes konnte demnach für die
untersuchten RA nicht nachgewiesen werden.
Bei den untersuchten LA (n=53) zeigte sich hingegen eine signifikante Abhängigkeit
des IG-PE-Abstandes vom Alter. Die Regressionsgerade wies eine Steigung
(m=1µm/Jahr) auf, die signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,003). Das
Bestimmtheitsmaß war hier größer (R²= 0,165).
y = 0.001x + 0.193R2 = 0.165
y = 0.00046x + 0.20313R2 = 0.06405
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Alter [Jahre]
IG-P
E [m
m]
RALA
Abb. 4.25: Dargestellt ist jeweils für rechte (RA) bzw. linke Augen (LA) die Beziehung zwischen innere Grenzmembran-Pigmentepithel-Abstand (IG-PE) und dem Alter. Jedes Auge ist durch einen Punkt dargestellt. Für alle RA bzw. LA ist jeweils eine Regressionsgerade eingezeichnet. RA: y=0,00046x+0,20313; R²=0,06405. LA: y=0,001x+0,193; R²=0,165
Ergebnisse
58
4.3.2 Abstände Aderhaut - Pigmentepithel in den Altersgruppen
Der Abstand zwischen Aderhaut (AH) und retinalem Pigmentepithel (PE) beträgt in der
Regel 0,15mm bis 0,25mm [Schmid et al. 1996, Gebrauchsanweisung IOLMaster
1999]. Je nach anatomischen Gegebenheiten kann dieser Abstand jedoch auch kleiner
oder größer sein und entsprechend Kapitel 4.3.1 war hier ein möglicher Zusammenhang
zwischen dem PE-AH-Abstand und dem Alter von Interesse.
In der folgenden Tabelle und Graphik sind die mittleren PE-AH-Abstände mit
Standardabweichung in den einzelnen Altersgruppen dargestellt. Hierbei wurden rechte
(RA) und linke Augen (LA) zusammengenommen (vgl. Tab. 4.13 u. Abb. 4.26).
Tabelle 4.13: Mittlere Abstände zwischen Pigmentepithel und Aderhaut in den einzelnen Altersgruppen mit Standardabweichung. Rechte (RA) und linke Augen (LA) sowie sichere (sS) und unsichere Signale (uS) sind zusammengenommen. Unten: mittlerer Abstand aller Gruppen; mittlerer Abstand der Untersuchen <50 bzw. ≥ 50 Jahren.
Altersgruppe Mittelwert STABW (Jahre)
Auge Signale [mm] [mm]
0-9 RA+LA sS+uS (n=1) 0.19 10-19 RA+LA sS+uS (n=4) 0.25 0.04 20-29 RA+LA sS+uS (n=8) 0.23 0.08 30-39 RA+LA sS+uS (n=5) 0.26 0.08 40-49 RA+LA sS+uS (n=7) 0.23 0.06 50-59 RA+LA sS+uS (n=9) 0.20 0.02 60-69 RA+LA sS+uS (n=9) 0.21 0.04 70-79 RA+LA sS+uS (n=15) 0.23 0.08 80-89 RA+LA sS+uS (n=12) 0.18 0.04 90-99 RA+LA sS+uS (n=0)
alle Gruppen RA+LA sS+uS (n=70) 0.22 <<<<50 Jahre RA+LA sS+uS (n=25) 0.23 ≥≥≥≥50 Jahre RA+LA sS+uS (n=45) 0.21
Der mittlere Abstand von AH-Signal zu PE-Signal aller Altersgruppen lag mit einem
Wert von 0,22mm nahe der Obergrenze von 0,25mm des Normalbereiches. Bei den
Ergebnisse
59
unter-50-Jährigen (0,23mm) wurde ein um 0,02mm größerer mittlerer Abstand ermittelt
als bei den über-50-Jährigen (0,21mm).
In den Gruppen der 10-19-Jährigen (0,25mm±0,04) erreichte der mittlere PE-AH-
Abstand die obere Grenze von 0,25mm für diesen Abstand. In der Gruppe der 30-39-
Jährigen (0,26±0,08mm) wurde die Obergrenze sogar überschritten. Die Untergrenze
von 0,15mm des Normalbereiches wurde durch keine der Altersgruppen unterschritten.
In der Gruppe der 80-89-Jährigen (0,18±0,04mm) war der mittlere Abstand am
geringsten. Bei der 94-jährigen Frau traten weder am RA noch LA AH-Signale auf.
Die Trendlinie für die PE-AH-Abstände in Abb. 4.26 fiel mit zunehmendem Alter leicht
ab (m=-3,4µm/Jahr; R²=0,1188).
y = -0.0034x + 0.2376R2 = 0.1188
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA RA+LA
0-9 10-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89 90-99Alter [Jahre]
PE-A
H [m
m]
Abb. 4.26: Dargestellt sind die mittleren Abstände von Aderhaut und Pigmentepithel (AH-PE) mit Standardabweichung beider Augen zusammen (rechte [RA] und linke Augen [LA]) in den einzelnen Altersgruppen. Sichere und unsichere Signale sind gleichermaßen berücksichtigt. Die Trendlinie der PE-AH-Abstände fällt mit zunehmendem Alter leicht ab.
Die PE-AH-Abstände wurden zudem für rechte und linke Augen in den einzelnen
Altersgruppen getrennt ermittelt, um zu sehen, ob sich die untersuchten Abstände
zwischen den RA bzw. LA der einzelnen Gruppen unterscheiden. (vgl. Abb. 4.27).
Ergebnisse
60
Hierbei kam der kleinste mittlere Abstand bei den RA der Gruppe der 80-89-Jährigen
(0,17±0,04mm) vor. Der größte mittlere PE-AH-Abstand trat bei den RA der 10-19-
Jährigen (0,27mm) und bei den RA der 30-39-Jährigen (0,27±0,9mm) auf.
Der mittlere PE-AH-Abstand aller Altersgruppen war an RA (0,21mm) um 0,02mm
kleiner als an LA (0,23mm). Der minimale Abstand an RA (0,12mm) kam in der
Gruppe der 80-89-Jährigen vor. Der maximale Abstand an RA (0,40mm) trat in der
Gruppe der 30-39-Jährigen auf. LA zeigten einen minimalen PE-AH-Abstand (0,14mm)
bei den 80-89-Jährigen und einen maximalen Abstand (0,47mm) bei den 70-79-
Jährigen.
Die Trendlinie für die PE-AH-Abstände fiel in Abbildung 4.27 mit zunehmendem Alter
leicht ab (m=-2,3µm/Jahr; R²=0,1693).
y = -0.0023x + 0.2453R2 = 0.1693
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA RA LA
0-9 10-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89 90-99Alter [Jahre]
PE-A
H [m
m]
Abb. 4.27: Dargestellt sind die mittleren Pigmentepithel-Aderhaut-Abstände (PE-AH) mit Standardabweichung in rechten (RA) bzw. linken Augen (LA) in den jeweiligen Altersgruppen. Sichere und unsichere Signale sind hier zusammen genommen.
Nach dem Aussortieren von Altersgruppen mit weniger als 3 Werten (bzw. Augen) für
PE-AH-Abstände blieben für die statistischen Berechnungen RA von 7 Altersgruppen
Ergebnisse
61
(20-29 Jahre bis 80-89 Jahre) und LA von 6 Altersgruppen (20-29 Jahre, 40-49 Jahre bis
80-89 Jahre) übrig.
Bei der Varianzanalyse (Oneway Anova) zeigten die Mittelwerte der PE-AH-Abstände
zwischen den RA der 7 Altersgruppen keine signifikanten Unterschiede (p=0,170).
Auch für die LA der 6 Altersgruppen ergab die Varianzanalyse der mittleren PE-AH-
Abstände keine signifikanten Unterschiede (p=0,825).
Im Rahmen der Analyse der Altersregression für PE-AH-Abstände wurde für jedes
Auge mit AH-Signal der PE-AH-Abstand gegen das Alter der untersuchten Person
aufgetragen (vgl. Abb. 4.28). Für alle RA bzw. LA wurde eine Regressionsgerade
gebildet.
Die Regressionsgerade der RA (n=36) zeigte eine Steigung (m=-1µm/Jahr), die
signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,030). Das Bestimmtheitsmaß (R²= 0,131)
deutete auf einen Zusammenhang zwischen PE-AH-Abstand und Alter der
Untersuchten hin.
Bei den LA (n=28) hingegen zeigte die Regressionsgerade eine Steigung (m=-0,3
µm/Jahr), die nicht signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,671). Das
Bestimmtheitsmaß war klein (R²= 0,007) und somit ein Zusammenhang zwischen den
PE-AH-Abständen und dem Alter der LA nicht nachweisbar.
Ergebnisse
62
y = -0.0003x + 0.2458R2 = 0.0070
y = -0.001x + 0.269R2 = 0.131
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Alter [Jahre]
PE-A
H [m
m]
RALA
Abb. 4.28: Dargestellt ist jeweils für rechte (RA) bzw. linke Augen (LA) die Beziehung zwischen Pigmentepithel-Aderhaut-Abstand (PE-AH) und dem Alter. Jedes Auge ist durch einen Punkt dargestellt. Für alle RA bzw. LA ist jeweils eine Regressionsgerade eingezeichnet. RA: y=-0,001x+0,269; R²=0,131. LA: y=-0,0003x+0,2458; R²=0,0070
4.4 Verteilung der Schichtabstände auf die Achsenlänge
Um eine mögliche Achsenlängenabhängigkeit der Abstände zwischen innerer
Grenzmembran (IG) bzw. Aderhaut (AH) und Pigmentepithel (PE) zu erfassen, wurden
für rechte (RA) und linke Augen (LA) getrennt eine Varianzanalyse (Oneway Anova)
der Achsenlänge (AL) und eine Analyse der AL-Regression durchgeführt.
4.4.1 Abstände innere Grenzmembran - Pigmentepithel und Achsenlänge
Die Varianzanalyse der AL ergab zwischen den 9 Altersgruppen (0-9 Jahre bis 80-89
Jahre) weder für rechte (RA; p=0,258) noch linke Augen (LA; p=0,636) signifikante
Unterschiede.
Ergebnisse
63
Im Rahmen der Analyse der AL-Regression der IG-PE-Abstände wurde für jedes Auge
mit IG-Signal der IG-PE-Abstand gegen die AL aufgetragen (vgl. Abb. 4.29). Für alle
RA bzw. LA wurde eine Regressionsgerade gebildet.
Für die RA (n=52) zeigte die Regressionsgerade eine Steigung (m=-0,3µm/Jahr), die
nicht signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,944). Das Bestimmtheitsmaß (R²=
0,0001) sprach gegen einen Zusammenhang zwischen IG-PE-Abstand und AL des
jeweiligen Auges.
Für die LA (n= 53) ergab sich ebenfalls eine Steigung (m=-3µm/Jahr), die von 0 nicht
signifikant unterschiedlich war (p=0,282). Auch hier zeigte das Bestimmtheitsmaß
(R²=0,023) keine Abhängigkeit des IG-PE-Abstandes von der AL.
y = -0.003x + 0.285R2 = 0.023
y = -0.0003x + 0.2302R2 = 0.0001
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
18 20 22 24 26 28 30 32 34Achsenlänge [mm]
IG-P
E [m
m]
RALA
Abb. 4.29: Dargestellt ist jeweils für rechte (RA) bzw. linke Augen (LA) die Beziehung zwischen dem Abstand der inneren Grenzmembran vom Pigmentepithel (IG-PE) und der Achsenlänge (AL). Jedes Auge ist durch einen Punkt dargestellt. Für alle RA bzw. LA ist jeweils eine Regressionsgerade eingezeichnet. RA: y=-0,0003x+0,2302; R²=0,0001; y=-0,003x +0,285; R²=0,023.
Ergebnisse
64
4.4.2 Abstände Pigmentepithel - Aderhaut und Achsenlänge
Im Rahmen der Varianzanalyse (Oneway Anova) zeigten sich zwischen den AL der RA
der 7 Altersgruppen (20-29 Jahre bis 80-89 Jahre) signifikante Unterschiede (p=0,028).
In den Post-Hoc-Tests nach Tukey stellten sich diese Unterschiede zwischen den
Gruppen der 20-29- und der 80-89-Jährigen (p=0,079) und zwischen den Gruppen der
40-49- und 80-89-Jährigen (p=0,059) als nur beinahe signifikant dar.
Im Test der Homogenität der Varianzen zeigte sich für die AL-Werte der LA die
Voraussetzung für eine Oneway Anova als nicht erfüllt (p=0,030). Deswegen wurden
für die 6 Altersgruppen (20-29 Jahre, 40-49 Jahre bis 80-89 Jahre), zusätzlich zur
Oneway Anova, die keine signifikanten Unterschiede zwischen den AL ergab
(p=0,135), zwei robuste Testverfahren zur Prüfung der Gleichheit der AL-Werte
durchgeführt: Anhand des Welch-Tests (p=0,227) und des Brown-Forsythe-Tests
(p=0,361) waren zwischen den AL-Werten ebenfalls keine signifikanten Unterschiede
festzustellen.
Im Rahmen der Analyse der AL-Regression der PE-AH-Abstände wurden die
Schichtabstände erneut gegen die AL aufgetragen und graphisch mit Regressionsgerade
für RA bzw. LA dargestellt (vgl. Abb. 4.30).
Für die RA (n=36) zeigte die Regressionsgerade eine Steigung (m=5µm/Jahr), die nicht
signifikant unterschiedlich von 0 war (p=0,445). Das Bestimmtheitsmaß (R²= 0,017)
deutete nicht auf einen Zusammenhang zwischen PE-AH-Abstand und AL des
jeweiligen Auges hin.
Für die LA (n= 28) ergab sich ebenfalls eine Steigung (m=11µm/Jahr), die von 0 nicht
signifikant unterschiedlich war (p=0,182). Auch hier zeigte das Bestimmtheitsmaß
(R²=0,068) keine Abhängigkeit der Schichtabstände von der AL.
Ergebnisse
65
y = 0.011x - 0.030R2 = 0.068
y = 0.005x + 0.093R2 = 0.017
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
18 20 22 24 26 28 30Achsenlänge [mm]
PE-A
H [m
m]
RALA
Abb. 4.30: Dargestellt ist für rechte (RA) bzw. linke Augen (LA) die Beziehung zwischen dem Abstand von Pigmentepithel und Aderhaut (PE-AH) und der Achsenlänge. Jedes Auge ist durch einen Punkt dargestellt. Für alle RA bzw. LA ist jeweils eine Regressionsgerade eingezeichnet. RA: y=0,005x+0,093; R²=0,017. LA: y=0,011x-0,030; R²=0,068.
4.5 Auftreten der 19 Merkmale
In diesem Abschnitt wird dargestellt, wie häufig die in Kapitel 3 festgelegten 19
Merkmale innerhalb der einzelnen Altersgruppen auftraten. Jedes Merkmal ist durch
jeweils ein Beispiel einer Signalkurve veranschaulicht. Ein Balkendiagramm zeigt die
Häufigkeit des Auftretens des entsprechenden Merkmales. Das Vorkommen eines
Merkmales wurde in Bezug auf die Anzahl der AL-Messungen pro Patient ermittelt.
Aus den Werten aller Patienten einer Altersgruppe wurde der Mittelwert gebildet.
Diese Mittelwerte einer jeden Altersgruppe sind in den Balkendiagrammen dargestellt.
Jedes Diagramm zeigt sichere und unsichere Signale eines Merkmals. Als unsichere
Signale wurden, wie bereits erwähnt, jene Signale bezeichnet, die sich weniger deutlich
von störenden Untergrundsignalen abhoben und dadurch einen kleineren SNR-Wert
(<2,0) aufwiesen. Signale mit einem SNR <1,6 wurden nicht berücksichtigt.
Eine einzelne AL-Messung konnte mehrere der 19 Merkmale aufweisen.
Ergebnisse
66
Merkmal 1: Signal von Pigmentepithel (PE) als Hauptmaximum
Wie bereits erwähnt entsteht ein Interferenzsignal in der Regel, wenn das Messlicht am
PE reflektiert wird. Ein Hauptmaximum wurde als PE-Signal gewertet, wenn sein
Messwert, der AL-Messwert, in einer Messreihe nicht von der Mehrzahl der Messwerte
weiterer Hauptmaxima abwich. Abbildung 4.31 stellt eine Messkurve dar, deren
Hauptmaximum durch Messwertvergleich als PE-Signal bestimmt wurde.
Nur in einem einzigen Fall war von einem Auge nur eine AL-Messung auswertbar und
keine Messreihe mit vergleichbaren Signalkurven vorhanden. Hier wurde der Peak mit
dem größten SNR als PE-Peak gewertet.
Nicht zu Merkmal 1 gezählt wurden PE-Signale mit dem selben SNR-Wert (die sich
also gleich gut vom Rauschen abhoben) wie ein anderes Signal (z.B. von IG oder AH
stammend) oder Signale mit einem SNR <1,6.
Abb. 4.31: Dargestellt ist eine Achsenlängenmessung aus einer Messreihe. Das Hauptmaximum (mit Pfeil gekennzeichnet) geht vom Pigmentepithel (PE) aus. Dieses PE-Signal hat hier mit einem Wert von 6,5 das höchste SNR. Nur im Vergleich mit weiteren Achsenlängenmessungen kann sicher bestimmt werden, von welcher Schicht das Interferenzsignal stammt.
Aus der Graphik (Abb. 4.32) ist ersichtlich, dass die Anzahl der sicheren Signale, die
gleichzeitig als Hauptmaximum und PE-Signal auftraten, mit dem Alter abnahm. Die
Anzahl der unsicheren Signale nahm mit dem Alter zu. Es waren keine unsicheren
PE-Signal als Hauptmaximum
Ergebnisse
67
Signale in der Altersgruppe der 0-9Jährigen aufzufinden. Sichere Signale dieses
Merkmals traten hier jedoch am häufigsten bei 98,3% der AL-Messungen auf. In der
Gruppe der 80-89-Jährigen traten unsichere Signale mit einem Anteil von 13,3% aller
AL-Messungen am häufigsten und sichere Signale mit einem Anteil von 85,5% am
seltensten auf. Innerhalb aller Altersgruppen traten sichere Signale dieses Merkmals bei
92,2% aller AL-Messungen und unsichere Signale bei 6,0% auf.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
figke
it [%
]
sSuS
Abb.4.32: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen der Prozentanteil der Achsenlängenmessungen mit einem Pigmentepithelsignal, das als größtes Signal erscheint (d.h. das PE-Signal weist den höchsten SNR-Wert auf). Die Signale sind in „sichere“ (sS) und „unsichere Signale“ (uS) eingeteilt. Ganz rechts: Mittelwert aller Altersgruppen.
Merkmal 2: Signal von innerer Grenzmembran (IG) als Hauptmaximum
Zu diesem Merkmal wurden Messpeaks gezählt, die links vom PE-Peak zu liegen
kamen und gleichzeitig das höchste SNR der jeweiligen Messung aufwiesen. Abbildung
4.33 zeigt einen solchen Fall. Wiederum konnte das Hauptmaximum nur durch
Messwertvergleich innerhalb einer Messreihe als IG-Signal identifiziert werden. Peaks
von PE oder AH mussten in diesem Fall ein kleineres SNR aufweisen und durften nicht
Ergebnisse
68
gleich groß sein. War das PE-Signal mit einem SNR <1,6 zu klein, um gewertet zu
werden oder nicht vorhanden, so fielen auch in diesem Fall solche Einzelmessungen in
Messreihen durch die Abweichung des AL-Messwertes auf. Interferenzsignale der IG
kommen links vom PE-Signal zu liegen, d.h. zur kürzeren Achsenlänge hin. Da die IG
zum PE in der Regel einen Abstand von 0,15-0,35mm aufweist, waren auch die IG-
Signale einer AL-Messung in den meisten Fällen in dieser Distanz links vom PE-Signal
zu erwarten. Es wurden jedoch auch IG-Signale mit größeren oder kleineren Abständen
vom PE-Signal zu diesem Merkmal gezählt.
Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abb. 4.34 dargestellt. Es wird ersichtlich, dass
sichere Signale des zweiten Merkmals in allen Altersgruppen zwischen 0 und 49 Jahren
vorkamen. Am häufigsten traten sichere Signale bei 2,4% der AL-Messungen in der
Gruppe der 40-49-Jährigen auf. In den Altersgruppen ab 50 Jahren traten weder sichere
noch unsichere Signale der IG mit diesem Merkmal auf. Unsichere Signale kamen nur
bei den 30-39-Jährigen bei 0,5% der AL-Messungen vor. Die mittlere Häufigkeit
sicherer Signale dieses Merkmals in Bezug auf alle Altersgruppen lag somit bei 0,9%
und jene unsicherer Signale bei 0,1% aller AL-Messungen.
Abb. 4.33: Dargestellt ist ein Interferenzsignal von der inneren Grenzmemebran (IG), welches größer ist als das Interferenzsignal des Pigmentepithels (PE). Die Zuordnung kann nur im Vergleich innerhalb einer Messreihe am selben Auge erfolgen.
Signal von PE Signal von PE Signal von IG
Ergebnisse
69
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
figke
it [%
]
sSuS
Abb. 4.34: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen der Anteil der Achsenlängenmessungen mit einem Signal der inneren Grenzmembran, welches als größtes Signal erscheint (d.h. das IG-Signal weist den höchsten SNR-Wert auf). Diese Signale sind in „sichere“ (sS) und „unsichere Signale“ (uS) eingeteilt.
Merkmal 3: Signal von Aderhaut (AH) als Hauptmaximum
Zu Merkmal 3 wurden alle „echten Signale“ gezählt, die rechts vom PE-Signal lagen,
d.h. zur längeren Achsenlänge hin, und den größten SNR-Wert innerhalb der AL-
Messung aufwiesen. Ein Beispiel hierzu ist in Abbildung 4.35 dargestellt. Wie bei
Merkmal 1 und 2 wurden Peaks nicht gezählt, wenn ein weiteres Signal mit einem
gleich großen SNR-Wert vorhanden war. Da der Abstand zwischen PE und AH in der
Regel 0,15-0,25mm beträgt, waren in den meisten Fällen AH-Signale in demselben
Abstand von den jeweiligen PE-Signalen zu erwarten. Es wurden jedoch auch Signale
mit größeren oder kleineren Abständen berücksichtigt.
Das Balkendiagramm (vgl. Abb. 4.36) verdeutlicht das Auftreten von AH-Signalen in
den mittleren Altersgruppen (30-79 Jahre) außer in der Gruppe der 50-59-Jährigen. Bei
den Personen, die jünger als 30 Jahre oder älter als 80 Jahre waren, kamen weder
sichere noch unsichere AH-Signale vor. Am häufigsten waren sichere AH-Signale in
der Gruppe der 30-39-Jährigen mit 1,6% zu beobachten. In der Gruppe der 40-49-
Ergebnisse
70
Jährigen waren unsichere Signale mit 0,8% der AL-Messungen am häufigsten.
Insgesamt kamen sichere AH-Signale bei 0,4% und unsichere AH-Signale bei 0,1% der
AL-Messungen aller Altersgruppen vor.
Abb. 4.35: Achsenlängenmessung mit Interferenzsignal von der Aderhaut (AH) als Hauptmaximum.
Signal von AH Signal von PE
Ergebnisse
71
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
figke
it [%
]
sSuS
Abb. 4.36: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen der Anteil der Achsenlängenmessungen mit einem Signal der Aderhaut, das als größtes Signal erscheint (d.h. das Aderhautsignal weist den höchsten SNR-Wert auf; sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).
Merkmal 4: Signale, die weder zu Pigmentepithel (PE), innerer Grenzmembran (IG)
noch Aderhaut (AH) zuzuordnen waren
Hierbei handelt es sich, wie in Abbildung 4.37 dargestellt, um „echte Signale“, die sich
im Rahmen des Messwertvergleiches der Signale innerhalb einer Messreihe am selben
Patienten weder zu Signalen von IG, PE noch AH zuordnen ließen. Auch Signale, die
zusätzlich zu Signalen von PE, IG oder AH auftraten, fielen unter dieses Kriterium.
Die Ergebnis-Graphik (vgl. Abb. 4.38) veranschaulicht die Häufigkeit der Signale des
vierten Merkmals. Insgesamt war keine altersabhängige Verteilung zu erkennen. Am
häufigsten waren sichere Signale bei AL-Messungen der 40-49-Jährigen mit einem
Anteil von 6,1%. Danach folgte die Gruppe der 70-79-Jährigen mit 5,8%. Unsichere
Signale traten am häufigsten bei den 50-59-Jährigen mit 4,4%, gefolgt von den 0-9- und
70-79-Jährigen mit 3,5 bzw. 3,3%. Innerhalb der AL-Messungen der 60-69-Jährigen
und der 94-jährigen Person waren keine Signale des 4. Merkmals zu finden.
Ergebnisse
72
Abb. 4.37: Achsenlängenmessung mit Messkursor (Kreis) über „echtem Signal“ dessen SNR-Wert 2,3 beträgt. Dieses Signal kann durch Messwertvergleich weder zu Interferenzsignalen von innerer Grenzmembran (IG), Pigmentepithel (PE) noch Aderhaut (AH) zugeordnet werden.
0
1
2
3
4
5
6
7
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
figke
it [%
]
sSuS
Abb.4.38: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen der Anteil der Achsenlängenmessungen mit einem „echten Signal“, welches weder zu innerer Grenzmembran, Pigmentepithel noch Aderhaut zuzuordnen ist (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).
Signal nicht zuzuordnen
Signal von PE
Ergebnisse
73
Merkmal 5: Vorkommen von nur einem Signal
Bewertet wurden hier AL-Messungen, die nur ein „echtes Signal“ aufwiesen, nachdem
die Nebenmaxima ausgeschlossen waren. Hierbei war es unwesentlich, ob dieser
einzelne Messpeak durch Reflexion an der IG, dem PE oder der AH oder einer anderen
Schicht des Augenhintergrundes entstand. Abbildung 4.39 zeigt ein Beispiel einer
Messkurve mit nur einem „echten Signal“.
Das Ergebnis-Diagramm (vgl. Abb. 4.40) zeigt, dass das Auftreten sicherer einzelner
Signale innerhalb der vorliegenden Studie mit dem Alter abnahm. Das Auftreten
unsicherer einzelner Signale nahm mit dem Alter zu. Bei Kindern und Jugendlichen der
Altersgruppen 0-9 und 10-19 Jahre kamen keine unsicheren Signale dieses Merkmals
vor. Am häufigsten waren sichere Signale mit 89,3% der AL-Messungen bei den
Kindern (0-9 Jahre). Ein Minimum sicherer Signale war bei den 70-79-Jährigen mit
67,1% erreicht. Unsichere Signale des 5. Merkmales waren bei den 80-89-Jährigen mit
10,8% am häufigsten.
Abb. 4.39: Achsenlängenmessung mit nur einem „echten Signal“ (Hauptmaximum). Bei den kleinen Peaks handelt es sich um Nebenmaxima.
„Echtes“ Signal
Ergebnisse
74
0
10
20
30
40
50
60
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100
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
Haü
figke
it [%
]
sSuS
Abb. 4.40: Das Balkendiagramm stellt das Vorkommen von nur einem „echten Signal“ in den jeweiligen Altersgruppen dar (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).
Merkmal 6: Vorkommen von 2 „echten Signalen“
Merkmal 6 sollte erfüllt sein, sobald zwei „echte Signale“ in einer Messung auftraten
(vgl. Abb. 4.41). Hierbei wurde nicht berücksichtigt, ob diese Signale von der inneren
Grenzmembran (IG), dem Pigmentepithel (PE) oder der Aderhaut (AH) ausgingen.
Zwei sichere Signale (SNR ≥2,0) wurden als sicheres Auftreten gewertet. Ein sicheres
und ein unsicheres Signal oder zwei unsichere Signale (1,6≥ SNR <2,0) wurden als
unsicheres Auftreten gewertet.
Von welcher Schicht das Hauptmaximum ausging spielte keine Rolle.
Signale, die zu Merkmal 4 gehörten (weder zu IG, PE oder AH zuzuordnen), wurden
hier nicht berücksichtigt.
In Abbildung 4.42 wird ersichtlich, dass das sichere Auftreten von zwei „echten
Signalen“ in den verschiedenen Altersgruppen in etwa gleichmäßig verteilt war. Es
erreichte in der Gruppe der 70-79-Jährigen mit 22,2% jedoch ein Maximum. Das
unsichere Auftreten von zwei Signalen begann bei den Kindern (0-9 Jahre) mit einem
Minimum von 2,5% und zeigte mit zunehmendem Alter eine steigende Tendenz. Bei
Ergebnisse
75
der 94-jährigen Person zeigte es einen Höhepunkt mit einem Auftreten bei 30,0% der
AL-Messungen.
Abb. 4.41: Signalkurve einer Achsenlängenmessung mit 2 „echten Signalen“.
0
5
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15
20
25
30
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
figke
it [%
]
sAuA
Abb. 4.42: Das Balkendiagramm stellt die Verteilung des Auftretens von 2 „echten Signalen“ in den einzelnen Altersgruppen dar. Es wird zwischen „sicherem“ (sA) und „unsicherem Auftreten“ (uA) unterschieden.
2 „Echte“ Signale
Ergebnisse
76
Merkmal 7: Vorkommen von 3 Signalen
Beim Auftreten von drei „echten Signalen“ in einer Messung, wie in Abbildung 4.43
dargestellt, war dieses Merkmal erfüllt. Nur drei sichere Signale (SNR ≥2,0) wurden als
sicheres Auftreten gewertet. War der SNR-Wert eines oder zweier Signale unsicher
(1,6≥ SNR <2,0), wurde das Auftreten von drei Signalen als unsicher gewertet. Dieselbe
AL-Messung konnte somit ein sicheres Auftreten von Merkmal 6 und ein unsicheres
Auftreten von Merkmal 7 aufweisen.
Von welcher Schicht das Hauptmaximum ausging spielte hierbei keine Rolle.
Signale, die zu Merkmal 4 gehörten, wurden nicht zu Merkmal 7 gezählt.
Das Ergebnis-Diagramm von Merkmal 7 (Abb. 4.44) lässt das Auftreten von drei
Signalen in allen Altersgruppen zwischen 10 und 90 Jahren erkennen. In der
Altersgruppe der 0- bis 9-Jährigen konnten in keiner AL-Messung drei sichere oder
unsichere „echten Signale“ gleichzeitig gefunden werden. In der Gruppe der 90- bis 99-
Jährigen traten ebenfalls keine drei Signale gleichzeitig auf, jedoch bestand diese
Altersgruppe aus nur einer einzigen Patientin mit 10 AL-Messungen (siehe Tab. 4.2).
Sicheres Auftreten von drei Signalen kam mit jeweils 2,5% am häufigsten bei AL-
Messungen in den Gruppen der 20-29-Jährigen und der 80-89-Jährigen vor. Unsicheres
Auftreten war in der Gruppe der 30-39-Jährigen mit 4,1% am häufigsten, gefolgt von
den Gruppen der 60-69- und 70-79-Jährigen mit jeweils 3,7%. Das sichere Auftreten
dreier echter Signale kam bei 1,1% und das unsichere Auftreten bei 2,0% der AL-
Messungen aller Patienten vor.
Eine altersabhängige Verteilung war nicht erkennbar.
Ergebnisse
77
Abb. 4.43: Achsenlängenmessung mit 3 „echten Signalen“.
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
figke
it [%
]
sAuA
Abb. 4.44: Es ist das „sichere“ (sA) und „unsichere Auftreten“ (sA) von drei „echten Signalen“ innerhalb einer Achsenlängenmessung in den jeweiligen Altersgruppen dargestellt.
Merkmal 8: Vorkommen von Signalen des Pigmentepithels (PE)
Dieses Merkmal wurde festgelegt um herauszufinden, wie häufig insgesamt
Interferenzsignale am PE entstehen. Wie oben erwähnt, entsteht das Hauptmaximum
3 „echte“ Signale
Ergebnisse
78
einer optischen AL-Messung in der Regel am PE. Deswegen wurden alle Messungen zu
Merkmal 8 gezählt, die ein „echtes Signal“ aufwiesen, dessen Messwert mit der
Mehrzahl der Hauptmaxima weiterer Messungen derselben Person übereinstimmte. Bei
dem PE-Signal musste es sich jedoch nicht um das Hauptmaximum einer AL-Messung
handeln. Anders als bei Merkmal 1, wurde die Größe des SNRs nicht berücksichtigt,
sofern das SNR einen Wert von ≥1,6 aufwies (vgl. auch Abb. 4.31).
In der Abbildung 4.45 wird ersichtlich, dass das sichere Auftreten der PE-Signale,
ähnlich wie bei Merkmal 1 (PE-Signal als Hauptmaximum), mit dem Alter abnahm und
das unsichere Auftreten zunahm. In der Altersgruppe der Kinder und Kleinkinder (0-9
Jahre) kamen keine unsicheren PE-Signale vor. In der Gruppe der 80-89-Jährigen waren
unsichere Signale mit 14,5% der AL-Messungen am häufigsten und sichere mit 85,5%
am seltensten. Sichere Signale des PEs kamen bei den Kindern und Kleinkindern in
jeder AL-Messung vor (100,0%).
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10
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30
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0-910-19
20-2930-39
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60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
figke
it [%
]
sSuS
Abb.4.45: Dargestellt ist wie häufig innerhalb der Altersgruppen Interferenzsignale am PE entstanden sind. Hierbei muss es sich nicht um Hauptmaxima handeln. Die entsprechenden Peaks wurden in „sichere“ (sS) und „unsichere Signale“ (uS) eingeteilt.
Ergebnisse
79
Merkmal 9: Vorkommen von Signalen der inneren Grenzmembran (IG)
Um die Häufigkeit von Interferenzsignalen aufzuzeigen, die an der IG entstanden
waren, wurden die Messwerte aller Messungen eines jeweiligen Auges abermals genau
miteinander verglichen. Zu Merkmal 9 wurden alle Messungen mit einem „echten
Signal“ gezählt, welches links vom PE-Signal, also zur kürzeren Achsenlänge hin,
auftrat (siehe Abb. 4.46). Durch den Messwertvergleich der Signale aller AL-
Messungen eines Auges konnten IG-Signale auch identifiziert werden falls das PE-
Signal kleiner war oder nicht existierte. Das SNR des jeweiligen Peaks wurde nicht
beachtet solange der SNR-Wert ≥1,6 betrug. Der Abstand zwischen PE-Signal und IG-
Signal wurde nicht berücksichtigt.
Die jeweiligen Signale durften nicht zu Merkmal 4 gehören.
Wie in der Graphik (Abb. 4.47) sichtbar wird traten sichere Signale der IG in allen
Altersgruppen in etwa gleich häufig auf (zwischen 8 und 14%). Unsichere Signale der
IG wurden mit zunehmendem Alter etwas häufiger. Bei den Kindern und Kleinkindern
(0-9 Jahre) traten sie nur bei 0,8% der AL-Messungen auf, während sie bei den
Messungen der 94-jährigen Person zu 30,0% vorkamen. In den übrigen Altersgruppen
(10-89 Jahre) waren unsichere Signale der IG mit einem Anteil zwischen 8,2% und
12,3% der AL-Messungen relativ gleichmäßig verteilt. In Bezug auf alle Altersgruppen
kamen sichere IG-Signale bei 10,8% und unsichere bei 11,4% der AL-Messungen vor.
Abb. 4.46: Achsenlängenmessung. Rechts: Hauptmaximum vom Pigmentepithel (PE). Links: kleineres Signal von der inneren Grenzmembran (IG).
Signal von PE Signal von IG
Ergebnisse
80
0
5
10
15
20
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0-910-19
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60-6970-79
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Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
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it [%
]
sSuS
Abb. 4.47: Es ist die Verteilung des Auftretens von sicheren (sS) und unsicheren Signalen (uS) der inneren Grenzmembran innerhalb der Altersgruppen dargestellt.
Merkmal 10: Vorkommen von Signalen der Aderhaut (AH)
Mit Merkmal 10 sollte aufgezeigt werden, wie häufig Messlicht an der AH reflektiert
worden war und ein Interferenzsignal gebildet hatte. Hierzu wurden alle Messungen mit
einem Signal gezählt, welches rechts vom PE-Peak, zur längeren Achsenlänge hin, zu
liegen kam und nicht unter Merkmal 4 fiel (siehe Abb. 4.48). Wiederum blieben die
Abstände zwischen PE- und AH-Signal, sowie der SNR-Wert, sofern er ≥1,6 betrug,
unberücksichtigt.
Die Graphik (Abb. 4.49) verdeutlicht eine zunehmende Tendenz der sicheren und
unsicheren Signale der Aderhaut mit dem Alter. Es traten keine sicheren AH-Signale
bei den 0-9-Jährigen auf und bei der Patientin in der Gruppe der 90-99-Jährigen waren
weder sichere noch unsichere AH-Signale vorzufinden. In allen weiteren Altersgruppen
(10-89 Jahre) kamen sichere und unsichere AH-Signale vor. Sichere Signale waren mit
1,6% in der Gruppe der Jugendlichen (10-19 Jahre) am seltensten und mit 11,6% in der
Gruppe der 70-79-Jährigen am häufigsten. In Bezug auf alle Altersgruppen traten
sichere Signale bei 5,6% der AL-Messungen auf. Unsichere Signale erfuhren bei den
Ergebnisse
81
Kindern und Kleinkinder (0-9 Jahre) ein Minimum von 0,8% und bei den 60-69-
Jährigen ein Maximum von 19,6%. Unsichere Signale waren in Bezug auf alle
Altersgruppen bei 9,3% der Messungen registriert worden.
Abb. 4.48: Achsenlängenmessung: Links Hauptmaximum vom Pigmentepithel (PE). Rechts: kleineres Aderhaut-Signal (AH).
0
2
4
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8
10
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14
16
18
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0-910-19
20-2930-39
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60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
figke
it [%
]
sSuS
Abb. 4.49: Das Balkendiagramm stellt das Auftreten von sicheren (sS) und unsicheren (uS) Aderhautsignalen in den Altersgruppen dar.
Signal von PE
Signal von AH
Ergebnisse
82
Merkmal 11: Auftreten von Signalen der inneren Grenzmembran (IG) und/oder
Aderhaut (AH)
Als Ziel von Merkmal 11 sollte veranschaulicht werden, bei welchem Anteil der
Messungen ein oder zwei zusätzliche „echte Signale“ auftraten. Es wurden demnach
AL-Messungen mit einem Vortrabanten bzw. Nachtrabanten oder Vor- und
Nachtrabanten berücksichtigt. Vortrabanten wurden als Reflexion der IG und
Nachtrabanten als Reflexion der AH gewertet, sofern sie nicht unter Merkmal 4 fielen
(siehe Abb. 4.46, 4.48).
Als sicheres Auftreten wurde bei diesem Merkmal bereits ein sicheres zusätzliches
„echtes Signal“ gewertet. Als unsicheres Auftreten wurden zwei unsichere zusätzliche
Signale, bzw. falls nur ein zusätzlicher Peak vorhanden war, ein unsicheres Signal
gezählt.
In der Graphik (Abb. 4.50) kann man erkennen, dass ein sicheres Auftreten zusätzlicher
echter Signale mit 23,7% am häufigsten in der Gruppe der 70-79-Jährigen und mit
10,0% am seltensten bei der 90-94-jährigen Person war. Es folgte die Gruppe der
Kinder und Kleinkinder mit 11,6%. Mit zunehmendem Alter wurde eine steigende
Tendenz mit zackigem Verlauf des unsicheren Auftretens mit dem Alter ersichtlich. Das
unsichere Auftreten zusätzlicher Signale begann mit einem Minimum von 1,7% bei den
Kindern und Kleinkindern und mündete in ein Maximum von 30,0% bei den
Messungen der 94-jährigen Person. In Bezug auf alle Altersgruppen kamen zusätzliche
Signale bei 15,3% sicher und bei 19,0% unsicher vor.
Ergebnisse
83
0
5
10
15
20
25
30
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
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Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
figke
it [%
]
sAuA
Abb. 4.50: Dargestellt ist das Auftreten von Signalen der inneren Grenzmembran und/oder Aderhaut in den einzelnen Altersgruppen (sA: sicheres Auftreten; uA: unsicheres Auftreten).
Merkmal 12: Vorkommen von Signalen mit zu großem Abstand zum Pigmentepithel
(PE)-Signal
Unter dieses Kriterium fielen alle AL-Messungen mit Zusatzsignalen, welche vom PE-
Signale weiter entfernt waren als die üblichen Abstände zwischen IG und PE (0,15-
0,35mm) bzw. PE und AH (0,15-0,25mm). Demzufolge wurden „echte Signale“
berücksichtigt, welche links vom PE-Signal zu liegen kamen und einen größeren
Abstand als 0,35mm aufwiesen bzw. jene, die rechts vom PE-Signal zu liegen kamen
und mehr als 0,25mm entfernt waren (vgl. Abb. 4.51). Vortrabanten und Nachtrabanten
mit zu großem Abstand wurden zusammengezählt.
Innerhalb des untersuchten AL-Pools traten sichere und unsichere Signale, die Merkmal
12 erfüllten, nicht systematisch oder altersabhängig auf (vgl. Abb. 4.52). Sichere
Signale waren mit 6,8% bei den 30-39-Jährigen am häufigsten zu finden. Unsichere
Signale waren mit 4,6% bei den 70-79-Jährigen am häufigsten, worauf die 20-29-
Jährigen mit 4,5% anschlossen. In der Altersgruppe der 0-9-Jährigen und bei den AL-
Ergebnisse
84
Messungen der 94-jährigen Patientin erschienen weder sichere noch unsichere Signale
mit zu großem Abstand.
In Bezug auf alle Altersgruppen traten sichere Signale bei 2,6% und unsichere Signale
bei 2,2% aller AL auf.
Abb. 4.51: Achsenlängenmessung mit Hauptmaximum vom Pigmentepithel (PE) und rechts davon liegendem AH-Signal (gekennzeichnet mit Messkursor). Der Abstand zwischen PE- und AH-Signal beträgt 0,33mm und liegt damit über der Norm.
Signal von PE
Signal von AH
0,33mm
Ergebnisse
85
0
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3
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Mittelwert
Alter [Jahre]
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it [%
]
sSuS
Abb. 4.52: Dargestellt ist die Anzahl an Vortrabanten mit größerem Abstand als 0,35mm und Nachtrabanten mit größerem Abstand als 0,25mm zum PE (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale.
Merkmal 13: Vorkommen von Signalen mit zu kleinem Abstand zum Pigmentepithel
(PE)-Signal
Die AL-Messungen wurden in diesem Fall auf „echte Signale“ hin untersucht, die
zusätzlich zum PE-Signal auftraten und deren Abstand weniger betrug als die üblichen
Abstände zwischen IG und PE (0,15-0,35mm) bzw. PE und AH (0,15-0,25mm). Dies
waren demnach Peaks, die links oder rechts vom PE-Signal lagen und deren Abstand
zum PE-Signal weniger als 0,15mm betrug (siehe Abb. 4.53).
Es ließ sich hinsichtlich des Auftretens von Signalen, die Merkmal 13 erfüllten, keine
altersabhängige Tendenz erkennen (siehe Abb. 4.54). Sichere Signale kamen mit ca.
1,5% bei den 50-59-Jährigen am häufigsten vor. Unsichere Signale dieses Merkmals
waren mit 3,3% bei den 80-89-Jährigen am häufigsten. Keine zusätzlichen „echten
Signale“ mit zu kleinem Abstand waren in den Gruppen der 0-9-Jährigen, 30-39-
Jährigen und bei der 94-jährigen Person zu finden. In Bezug auf alle Altersgruppen
Ergebnisse
86
kamen sichere Signale bei 0,5% der AL-Messungen und unsichere Signale bei 0,6% der
AL-Messungen vor.
Abb. 4.53: Optische Achsenlängenmessung mit 2 in etwa gleich großen „echten Signalen“, die zueinander einen Abstand von 0,14mm haben.
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
figke
it [%
]
sSuS
Abb. 4.54: Dargestellt ist das Auftreten von zusätzlichen „echten Signalen“, die einen kleineren Abstand zum PE-Signal haben als 0,15mm (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).
0.14mm
Signal von IG Signal von PE
Ergebnisse
87
Merkmal 14: Signale der Aderhaut (AH), die nicht als Schulter auftreten
Bei diesem Merkmal wurde nach Messungen mit Nachtrabanten gesucht, die nicht unter
Kriterium 4 fielen, und gleichzeitig einen von der Nulllinie ausgehenden aufsteigenden
Schenkel aufwiesen. Somit bildeten sie einen vom PE-Signal vollständig unabhängigen
Peak (siehe Abb. 4.55). Es wurden auch Signale mit zu großem oder zu kleinem
Abstand vom PE-Signal berücksichtigt.
Sichere AH-Signale, die sich nicht als Schulter an das PE-Signal „anlehnten“, kamen
mit 3,9% am häufigsten bei den 70-79-Jährigen vor (vgl. Abb. 4.56). Unsichere Signale
hingegen erschienen in der vorliegenden Studie mit 2,7% am häufigsten bei den 30-39-
Jährigen. Es waren weder sichere noch unsichere Signale dieses Merkmals bei den 0-9-
Jährigen, 50-59-Jährigen und bei der 94-jährigen Person zu finden.
In Bezug auf alle Altersgruppen kamen sichere Signale bei 0,9% und unsichere Signale
bei 0,8% der AL-Messungen vor.
Abb. 4.55: Optische Achsenlängenmessung mit Pigmentepithel(PE)-Signal als Hauptmaximum und rechts davon einem kleineren Aderhaut(AH)-Signal, dessen aufsteigender Schenkel von der Nulllinie ausgeht.
Signal von AH
Signal von PE
Peak startet von der Nulllinie aus
Ergebnisse
88
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
0-910-19
20-2930-39
40-4950-59
60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
Häu
figke
it [%
]
sSuS
Abb. 4.56: Dargestellt ist in den einzelnen Altersgruppen das Auftreten von Aderhautsignalen, die nicht als Schulter vorkommen (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).
Merkmal 15: Signale der inneren Grenzmembran (IG), die nicht als Schulter auftreten
Es wurden jene AL-Messungen mit Vortrabanten aufgesucht, die nicht unter Kriterium
4 fielen und deren absteigender Schenkel bis zur Nulllinie reichte. Somit bildeten diese
Signale, wie in Abbildung 4.57 erkennbar, einen vom PE-Signal vollkommen
unabhängigen Peak. Der Abstand der Vortrabanten vom PE-Signal blieb
unberücksichtigt.
Innerhalb des untersuchten Datenpools kamen sichere Vortrabanten, die als
unabhängige Peaks in Erscheinung traten und sich nicht an das PE-Signal „anlehnten“,
in den jüngeren Altersgruppen häufiger vor (siehe Abb. 4.58). In der Altersgruppe der
0-9-Jährigen waren dies 3,3% aller ausgewerteten AL-Messungen. Die Häufigkeit fiel
in den beiden folgenden Altersgruppen etwas ab und bildete bei den 30-39-Jährigen mit
5,2% das Maximum. Das Minimum zeigte sich in der Gruppe der 70-79-Jährigen mit
einem Anteil von 1,0% bzw. mit 0,0% bei den AL-Messungen der 94-jährigen Person.
Unsichere Vortrabanten dieses Merkmals kamen bei den Kindern und Kleinkindern (0-9
Jahre) nicht vor. Sie erschienen bei den 70-79-Jährigen mit 3,5% und bei den 80-89-
Ergebnisse
89
Jährigen mit 2,8% aller AL-Messungen am häufigsten. In Bezug auf alle Altersgruppen
traten sichere Vortrabanten mit 2,2 % und unsichere mit 1,3% auf.
Abb. 4.57: Optische Achsenlängenmessung mit Pigmentepithel(PE)-Signal als Hauptmaximum und links davon einem kleineren Signal der inneren Grenzmembran (IG). Der absteigende Schenkel des IG-Peaks reicht bis zur Nulllinie.
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20-2930-39
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60-6970-79
80-8990-99
Mittelwert
Alter [Jahre]
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it [%
]
sSuS
Abb. 4.58: Es ist das Vorkommen von Signalen der inneren Grenzmembran, die nicht als Schulter auftreten, dargestellt (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).
Signal von IG
Signal von PE
Absteigender Schenkel erreicht Nulllinie
Ergebnisse
90
Merkmal 16: Vorkommen von aufsteigender Schulter
Hierbei wurden die AL-Messungen auf „echte Signale“ hin untersucht, die wie eine
Schulter eines größeren Signals aussahen (siehe Abb. 4.59). Eine „aufsteigende
Schulter“ wurde folgendermaßen definiert: Der aufsteigende Schenkel des Signals
konnte von der Nulllinie ausgehen, während sein absteigender Schenkel nicht wieder bis
zur Nulllinie abfallen durfte, bevor er in das nächste größere Signal überging.
Das Schultersignal musste kleiner sein als das Signal, an welches es sich lehnte.
Aufsteigende Schultern konnten von verschiedenen Schichten des Augenhintergrundes
ausgehen.
Nicht als Schultern gezählt wurden Signale, die ein gleich großes SNR aufwiesen wie
das Signal, an welches sie angelehnt waren.
Wie in Abbildung 4.60 ersichtlich wird, war das Auftreten aufsteigender Schultersignale
in allen Altersgruppen relativ gleichmäßig verteilt. Sichere Signale diese Merkmals
kamen in allen Gruppen durchgehend mit einer Häufigkeit zwischen 5,8 und 12,8% vor.
Das Auftreten unsicherer Signale war ebenfalls relativ gleichmäßig verteilt, kam aber
bei der Gruppe der Kinder und Kleinkinder nur mit einer Häufigkeit von 1,7% und bei
der 94-jährigen Person mit 30,0% am häufigsten vor.
In Bezug auf alle Altersgruppen kamen sichere „aufsteigende Schultern“ bei 9,0% und
unsichere „aufsteigende Schultern“ bei 10,1% der AL-Messungen vor.
Unter den Signalen, die als aufsteigende Schulter erschienen, fanden sich Signale der
inneren Grenzmembran, die sich an das PE anlehnten, wie auch PE-Signale, die sich an
ein AH-Signal anlehnten. Letztere waren jedoch äußerst selten.
Ergebnisse
91
Abb. 4.59: Optische Achsenlängenmessung mit Pigmentepithel (PE)-Signal als Hauptmaximum und links davon einer „aufsteigenden Schulter“. Die Schulter wird in diesem Fall von der inneren Grenzmembran (IG) gebildet. Der absteigende Schenkel der Schulter reicht nicht bis zur Nulllinie.
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Mittelwert
Jahre [Alter]
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]
sSuS
Abb. 4.60: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen das Auftreten von aufsteigenden Schultern (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).
Signal von IG
Signal von PE
Der absteigende Schenkel erreicht nicht die Nulllinie
Ergebnisse
92
Merkmal 17: Vorkommen von abfallender Schulter
Merkmal 17 umfasste Messungen mit Signalen, die wie eine abfallende Schulter
aussahen. Die Definition einer „abfallenden Schulter“ wurde folgendermaßen
festgelegt: Der aufsteigende Schenkel des Schultersignals entsprang nicht der Nulllinie,
sondern aus dem absteigenden Schenkel eines größeren Signals. Der absteigende
Schenkel der Schulter durfte bis zur Nulllinie abfallen (siehe Abb. 4.61). Wiederum
konnten abfallende Schultern von verschiedenen Schichten des Augenhintergrundes
ausgehen. Es konnte sich um ein PE-Signal handeln, das sich an ein größeres IG-Signal
lehnte oder um ein AH-Signal, welches sich an ein größeres PE-Signal anlehnte. Wie
bei Merkmal 16 beschrieben, musste das Schultersignal ein kleineres SNR aufweisen als
das Interferenzsignal, an welches es sich anlehnte.
Wie in der Ergebnis-Graphik (Abb. 4.62) ersichtlich wird, kamen abfallende Schultern
in den ersten beiden Altersgruppen sehr selten und bei der 94-jährigen Person zu 0,0%
vor. Sichere Signale dieses Merkmals kamen in der Altersgruppe der 20-29-Jährigen mit
11,1% am häufigsten vor. Unsichere Signale wurden in den mittleren Altersgruppen
häufiger und hatten ein Maximum mit einer Häufigkeit von 17,9% in der Gruppe der
60-69-Jährigen.
In Bezug auf alle Altersgruppen kamen sichere „abfallende Schultern“ bei 5,3% und
unsichere bei 8,7% der AL-Messungen vor.
Ergebnisse
93
Abb. 4.61: Optische Achsenlängenmessung mit Pigmentepithel(PE)-Signal als Hauptmaximum und rechts davon einem kleineren Signal der Aderhaut (AH). Der aufsteigende Schenkel des AH-Peaks entspringt aus dem absteigenden Schenkel des PE-Signals.
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Mittelwert
Alter [Jahre]
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]
sSuS
Abb. 4.62: Dargestellt ist in den jeweiligen Altersgruppen die Häufigkeit „abfallender Schultern“ (sS: sichere Signale; uS: unsichere Signale).
Signal von PE Signal von AH
AH-Signal startet nicht von Nulllinie aus
Ergebnisse
94
Merkmal 18: Vorkommen von Signalen der inneren Grenzmembran (IG) und des
Pigmentepithels (PE) gleicher Größe
Mit diesem Merkmal sollte herausgefunden werden, wie häufig ein Signal der IG
denselben SNR-Wert aufwies wie das entsprechende PE-Signal (siehe Abb. 4.63). Der
Abstand zwischen IG- und PE-Signal wurde nicht berücksichtigt.
Das Balkendiagramm (Abb. 4.64) macht deutlich, dass das Auftreten von Merkmal 18
insgesamt sehr selten war. Sichere Signale waren in den Altersgruppen der 40-49-, 60-
69- und 70-79-Jährigen zu finden. Hierbei kamen sie in der Gruppe der 60-69-jährigen
mit 0,25% aller AL-Messungen am häufigsten vor. Die anderen Altersgruppen zeigten
dieses Merkmal nicht und unsichere Signale dieses Merkmals kamen nicht vor.
In Bezug auf alle Altersgruppen kamen die sicheren IG-Signale dieses Merkmals bei
nur 0,042% der AL-Messungen vor.
Abb. 4.63: Optische Achsenlängenmessung mit 2 Interferenzsignalen, die beide ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) von 3,3 aufweisen. Das mit dem Messkursor (Kreis) gekennzeichnete linke Signal stammt von der inneren Grenzmembran (IG), das rechte vom Pigmentepithel (PE).
Signal von IG mit SNR:3.3
Signal von PE mit SNR.3.3
Ergebnisse
95
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Mittelwert
Alter [Jahre]
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sS
Abb. 4.64: Die Graphik stellt die Häufigkeit von innere Grenzmembran- und Pigmentepithelsignalen mit gleich großem SNR-Wert dar (sS: sichere Signale).
Merkmal 19: Vorkommen von Signalen des Pigmentepithels (PE) und der Aderhaut
(AH) gleicher Größe
Hier wurde untersucht, wie häufig in einer Messung ein Signal vom PE und ein Signal
von der AH auftraten, deren SNR-Wert, wie in Abbildung 4.65 dargestellt, gleich groß
war. Der Abstand zwischen PE- und AH-Signal wurde nicht berücksichtigt.
In der Ergebnis-Graphik (Abb. 4.66) ist zu erkennen, wie selten PE-Signale und AH-
Signale gleicher Größe auftraten. Dieses Merkmal konnte innerhalb der 1307 AL-
Messungen nur bei einer AL-Messung gefunden werden. Dieser Fall trat in der Gruppe
der 80-89-Jährigen auf und ist in der Abbildung 4.65 dargestellt. Hierbei weisen beide
Signale von Pigmentepithel und Aderhaut einen SNR-Wert von 1,8 auf und sind somit
unsicher.
Ergebnisse
96
Abb. 4.65: Optische Achsenlängenmessung mit 2 Signalen, die beide ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) von 1,8 aufweisen. Das mit dem Messkursor (Kreis) gekennzeichnete rechte Signal stammt von der Aderhaut (AH), das linke vom Pigmentepithel (PE).
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Mittelwert
Alter [Jahre]
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uS
Abb. 4.66: Dargestellt ist die Häufigkeit von PE-Signalen und AH-Signalen, die denselben SNR-Wert aufweisen (uS: unsichere Signale).
Zum Schluss soll anhand Tabelle 4.14 die mittlere Verteilung der wichtigsten Merkmale
bei den Untersuchten < 50 Jahre bzw. ≥ 50 Jahre dargestellt werden.
Signal von PE mit SNR: 1.8
Signal von AH mit SNR: 1.8
Ergebnisse
97
Tabelle 4.14: Vorkommen (mittlere Häufigkeit in [%]) der einzelnen Merkmale in Bezug auf alle ausgewerteten Messungen in den Gruppen < 50Jahre und ≥ 50 Jahre. Es ist die Häufigkeit sichere (sS) und unsicherer Signale (uS) bzw. aller Signale (sS+uS) angegeben.
Untersuchte < 50 Jahre ≥ 50 Jahre alle Merkmal Signale
[%] [%] [%] sS+uS 97.7 98.6 98.2
sS 95.6 88.9 92.2 PE größtes Signal uS 2.2 9.8 6.0
sS+uS 1.9 0.0 1.0 sS 1.8 0.0 0.9 IG größtes Signal uS 0.1 0.0 0.1
sS+uS 0.6 0.5 0.5 sS 0.4 0.4 0.4 AH größtes Signal uS 0.2 0.1 0.1
sS+uS 85.1 82.4 83.7 sS 83.3 74.0 78.7 Nur 1 Peak meßbar uS 1.7 8.5 5.1
sS+uS 25.3 39.0 32.1 sS 12.9 14.5 13.7 2er-Peaks meßbar uS 12.3 24.5 18.4
sS+uS 2.6 3.5 3.0 sS 1.0 1.2 1.1 3er-Peaks meßbar uS 1.6 2.3 2.0
Mehrfachpeaks sS+uS 27.9 42.4 35.1 sS+uS 99.4 99.4 99.4
sS 97.0 89.1 93.1 Vorkommen von PE uS 2.4 10.3 6.3
sS+uS 18.9 25.6 22.2 sS 11.3 10.4 10.8 Vorkommen von IG uS 7.6 15.2 11.4
sS+uS 11.0 18.8 14.9 sS 4.4 6.7 5.6 Vorkommen von AH uS 6.6 12.1 9.3
sS+uS 27.4 41.3 34.3 sS 14.6 15.9 15.3 Vorkommen IG &/od. AH uS 12.7 25.3 19.0
Zusatzsignale: Abstand von PE zu groß sS+uS 5.5 4.1 4.8 Zusatzsignale: Abstand von PE zu klein sS+uS 0.6 1.4 1.0
AH keine Schulter sS+uS 1.7 1.6 1.7 IG keine Schulter sS+uS 4.1 3.0 3.5
Aufsteigende Schulter (IG oder PE) sS+uS 14.8 23.4 19.1 Abfallende Schulter (PE oder AH) sS+uS 10.8 17.1 13.9
Diskussion
98
5 Diskussion
Mit der vorliegenden Studie wurde erstmalig systematisch das Auftreten von
Zusatzsignalen bei laseroptischen Achsenlängen(AL)-Messungen sowie der Abstand
dieser Signale zum retinalen Pigmentepithel (PE) untersucht. Die Bedeutung dieser
Arbeit für die optische Biometrie liegt in der Identifizierung der Zusatzsignale, welche
zu falschen AL-Werten führen können [Schrecker u. Strobel 2000]. Eine Faustregel
besagt, dass eine Änderung der Achsenlänge um 1mm gleichbedeutend mit einer
Änderung der IOL-Brechkraft um 3 Dioptrien ist, von denen 70% bis 80%, was ca. 2 bis
2,5dpt entspricht, mit den Brillengläsern wieder ausgeglichen werden müssen.
Bisher berichteten im Wesentlichen Hitzenberger und Fercher über Zusatzsignale, die
durch Reflexion von Messlicht an der inneren Grenzmembran (IG) bzw. der Aderhaut
(AH) zustande kommen [Fercher u. Hitzenberger 1991, Hitzenberger 1991,
Hitzenberger et al. 1993, Hitzenberger et al. 1999].
Da in der optischen Biometrie das Signal mit dem größten SNR-Wert als PE-Signal
gewertet und für die AL-Messung verwendet wird, besteht die Gefahr, dass ein IG- oder
AH-Signal, welches als Hauptmaximum oder mit gleichem SNR-Wert wie das PE-
Signal auftritt, von der automatische Peakerkennung des IOLMasters als PE-Signal
erkannt wird. Würde ein IG-Signal zur AL-Bestimmung verwendet, so erhielte man
gegenüber dem wirklichen Wert eine zu kurz gemessene Achsenlänge. Im Falle einer
Kataraktoperation würde dies eine falsche Berechnung der benötigten Intraokularlinse
(IOL) bedeuten. Diese IOL mit zu starker Brechkraft erbrächte nach Implantation einen
myopen Patienten. Hingegen würde bei der fälschlichen Verwendung des AH-Signals
zur AL-Messung eine zu lange AL ermittelt. In diesem Fall würde eine IOL mit zu
geringer Brechkraft implantiert und das postoperative Ergebnis fiele hyperop aus.
Insofern ist die Verbesserung der optischen Biometrie durch das Erkennen zusätzlicher
Signale von entscheidender Bedeutung für die Kataraktchirurgie wie auch für refraktiv-
chirurgische Eingriffe. Eventuell sind hierdurch noch bessere postoperative Ergebnisse
möglich.
Diskussion
99
Auch für diagnostische Aspekte ist das Erkennen von Zusatzsignalen relevant.
Pathologien des Augenhintergrundes können mit Signalen der IG, der AH oder des PEs
verwechselt werden. Haigis und Lege beschrieben, dass Membranbildungen im
Lichtweg, wie beispielsweise epiretinale Gliosen, zu ähnlichen Signalstrukturen der
optischen Messkurve führen können wie sie gewöhnlich bei einer „richtigen“ AL-
Messung vorkommen [Haigis u. Lege 2000b]. Eine Netzhautablösung kann als
akzeptable AL-Messung mit hohem SNR in Erscheinung treten [Lege u. Haigis 2001].
Die Unterscheidung pathologischer Strukturen von Zusatzsignalen stellt sich demnach
als schwierig dar.
Der Signalverlauf der optischen AL-Messung ist dem Ultraschall-A-Scan ähnlich. Ein
entscheidender Vorteil des akustischen Echogramms besteht jedoch darin, dass eine
Reihe von Echos aufgenommen werden. Diese kann man kranken oder gesunden
Strukturen des Auges zuordnen. Die optische AL-Messung zeigt jedoch nur den
schmalen Ortsbereich des Signals, für den die Interferenzbedingung erfüllt war. Diese
recht isolierten Signale machen die Identifizierung von unterschiedlichen Geweben
schwierig, da man keine Nachbarschaftsbeziehungen bzw. „landmarks“ oder typische
Signale erkennen kann [Haigis u. Lege 2000b]. Ein IG-Signal, ein AH-Signal oder das
Signal einer pathologischen Struktur kann demnach einem PE-Signal identisch sein und
zu falschen AL-Werten führen.
Die Unterscheidung von Signalen einer Schicht des Augenhintergrundes von jenen
pathologischen Gewebes kann dennoch, anhand des genauen Vergleichs der Messwerte
innerhalb einer Messreihe, erfolgen:
Sogar bei kooperativen Patienten kommt es bei der Fixation des Messlichtes zu
Mikrosakkaden. Wie von Coleman und Lizzi bei Ultraschallmessungen beschrieben
[Coleman u. Lizzi 1979], ist auch bei der optischen Biometrie zu erwarten, dass es
durch diese kleinen Augenbewegungen zu Reflexionen von Licht an kleinen
Streuzentren kommt. Da sich diese Zentren während einer Sakkade durch den
Laserstrahl bewegen, treten ihre Signale mit unregelmäßigen Messwerten auf.
Bei einer breiten Oberfläche einer Schicht von Retina, Choroidea oder Sklera hingegen
bleiben die Messwerte trotz der Augenbewegungen relativ stabil. Regelmäßige
Signalwerte sprechen demnach für einen gesunden Augenfundus mit gleichmäßig
geformten Schichten.
Diskussion
100
Da pathologische Strukturen meist unregelmäßiger geformt sind als gesunde
Fundusschichten bzw. häufig einen schrägen Verlauf annehmen, wie im Fall einer
Gliose oder Ablatio, ist hier eine deutliche Streuung der Werte der einzelnen Signale bei
wiederholten Messungen zu erwarten. Selbiges ist bei Glaskörpermembranen, die sich
typischerweise mit ungleichmäßiger Dicke darstellen, der Fall. Hier wurden
Dickenunterschiede von 120-700µm und mehr beschrieben [Trier et al. 1981].
Kleinere Abweichungen der Messwerte können auch bei gesunden Augen innerhalb
einer Messreihe auftreten. Diese entstehen genauso durch seitliche Abweichung von der
zentralen Messlinie. Zusätzlich kommt es hierbei jedoch meist zu einer ausgeprägten
Signalminimierung mit schlechteren SNR-Werten [Schrecker u. Strobel 2000] und die
Schwankungen der Werte sind in kleinerem Bereich zu erwarten.
Die Identifizierung von Zusatzsignalen ist für die Genauigkeit der
Laserinterferenzbiometrie von Interesse. Aber auch eine mögliche Regelmäßigkeit des
Auftretens der Zusatzsignale in den einzelnen Altersgruppen oder eine Beziehung zur
Achsenlänge könnten Aussagen über Veränderungen einzelner Fundusschichten mit
dem Alter oder dem Augenwachstum erbringen und werden weiter unten diskutiert.
5.1 Patienten-/Probandenverteilung
Um eventuelle Altersunterschiede der Strukturen des Augenhintergrundes zu ermitteln,
wurden 10 Altersgruppen gebildet. Es stellte sich jedoch als schwierig heraus, alle diese
Gruppen mit AL-Messungen von jeweils 10 Personen aufzufüllen. So standen für die
Gruppe der 50-59-Jährigen nur Messungen von 8 Personen und für die Gruppe der 90-
99-Jährigen Messungen nur einer Frau zur Verfügung.
Zudem war das Kriterium zur Auswahl von AL-Messungen lediglich das Alter des
Untersuchten. Insofern war mit einem inhomogenen Pool an AL-Messungen zu
rechnen, der beispielsweise phake, aphake, pseudophake sowie myope, hyperope und
emmertrope – kurz: gesunde und kranke Augen aufwies. Dies wurde aber im Einzelnen
Diskussion
101
nicht nachgeprüft. Es ist davon auszugehen, dass die AL-Messungen, die in der
Würzburger Universitäts-Augenklinik routinemäßig im Rahmen von
Kataraktoperationen vorgenommen wurden, eine größere Anzahl kranker Augen
beinhaltet als die Durchschnittsbevölkerung. Hierbei handelt es sich hauptsächlich um
die älteren Altersgruppen. In den mittleren Altersgruppen sind vermehrt Messungen an
gesunden Augen zu erwarten, da diese Gruppen wegen zu wenig vorhandener
Patientenaufzeichnungen durch AL-Messungen an Freiwilligen aufgefüllt werden
mussten. Da die laseroptischen Messungen der Kinder und Kleinkinder aus der
Sehschule der Universitätsklinik stammten, ist hier wieder eine größere Anzahl kranker
Augen zu erwarten.
Bei der Betrachtung altersabhängiger Veränderungen innerhalb der untersuchten
optischen AL-Messungen ist somit stets zu bedenken, dass sich die hier ermittelten
Daten von denen eines Normalkollektives unterscheiden können.
5.2 Identifizierung echter Signale
Zusätzliche „echte Signale“ konnten, wie in Kapitel 4 beschrieben, durch den von
0,8mm abweichenden Abstand zum Hauptmaximum ermittelt werden. Dies war bei
klaren AL-Messungen mit guten SNR-Werten sehr gut möglich. Besonders die AL-
Messungen der Kinder und Kleinkinder, aber auch der jüngeren und mittleren
Altersgruppen wiesen gute SNR-Werte und somit eine einfache Bestimmbarkeit der
einzelnen Signale auf. In den älteren Gruppen hingegen nahm die Qualität der
Signalkurven ab, und es kamen vermehrt schlechtere SNR-Werte vor. Hier waren
einzelne AL-Messungen oft nicht auswertbar. Zudem traten gehäuft
Signalaufsplitterungen auf. Hitzenberger et al. beschrieben multipel aufgesplitterte PCI-
Signale bei Messungen der Dicke einer dünnen Folie hinter streuenden Medien
(entsprechend der menschlichen Netzhaut). Diese kommen bei einer konventionellen
Laserdiode, wie sie im IOLMaster verwendet wird, nur schwach vor. Häufiger treten
solche aufgesplitterten Signale bei größerer spektraler Bandbreite der Lichtquelle durch
verschiedene Brechungsindices verschiedener Wellenlängen in den streuenden Medien
Diskussion
102
auf [Hitzenberger et al. 1998]. Dennoch dürfen auch bei Messungen mit einer
Superluminiszenzdiode (SLD) als Lichtquelle aufgesplitterte Signale nicht mit
geschichteten Strukturen verwechselt werden. Solche Signalaufsplitterungen sind vor
allem hinter Signalen zu vermuten, die im Rahmen dieser Studie zu keiner Struktur des
Augenhintergrundes zuzuordnen waren (Merkmal 4).
Gründe für das vermehrte Auftreten von schlechteren SNR-Werten und verstärkter
Signalaufsplitterung bei Älteren liegen u.a. im häufigeren Auftreten getrübter Medien
und erschwertem Fixationsvermögen durch Alterungsprozesse und Augenerkrankungen
wie Fehlsichtigkeit, Hornhautnarben oder Netzhautpathologien. Hier war es
schwieriger, „echte Signale“ immer klar zu identifizieren und vom Rauschen
abzugrenzen. So lässt sich auch das vermehrte Vorkommen unsicherer Signale bei den
Älteren erklären.
5.3 Verteilung der Schichtabstände in den Altersgruppen
5.3.1 Grenzmembran - Pigmentepithel (Netzhautdicke) und Alter
Da es sich bei der IG um die innerste und beim PE um die äußerste Schicht der
Netzhaut handelt, entspricht der Abstand zwischen IG und PE der Netzhautdicke.
In der vorliegenden Arbeit betrug der kleinste messbare Abstand für die Signalwerte bei
manueller Verschiebung des Messkursors und bei der automatischen Peakerkennung am
IOLMaster 0,01mm. Die mittlere Netzhautdicke aller Altersgruppen war hier 0,22mm
(=220µm). An den untersuchten rechten Augen (RA) betrug sie 0,22±0,06mm
(220±60µm) und an den linken Augen (LA) 0,22±0,04mm (220±40µm).
Die Netzhautdicke wurde bereits mehrfach von verschiedenen Autoren mit
unterschiedlichen Verfahren untersucht und beschrieben. Purnell und Tane et al.
benutzten hierfür Ultraschall und führten eine Frequenzanalyse durch [Purnell 1980,
Tane et al. 1987]. Shahidi et al., Zeimer et al., Landau et al. und Asrani et al. maßen die
Retinadicke mit Hilfe des Retinal Thickness Analyser (RTA) [Shahidi et al. 1990,
Diskussion
103
Zeimer et al. 1996, Landau et al. 1997, Asrani et al. 1999]. Das sehr genaue Verfahren
der optischen Kohärenztomographie (OCT) wurde von Baumann et al., Huang et al.,
Hee et al. und Göbel et al. zur Bestimmung der Retinadicke benutzt [Huang et al. 1991,
Hee et al. 1995, Baumann et al. 1998, Göbel et al. 2001]. Die mittlere Dicke der
fovealen Netzhaut wurde bei all diesen Verfahren in einem Bereich zwischen 140 und
180µm angegeben. Mit der sehr präzisen Methode des OCTs ermittelten Göbel et al. in
einer neueren Studie, bei der sie die Netzhautdicken von 159 Probanden mit OCT
bestimmten (Auswertung eines Normalkollektivs), eine mittlere foveale Netzhautdicke
von 142±18µm [Göbel et al. 2001].
Die Ergebnisse für die Netzhautdicke, die von Autoren der Arbeitsgruppe
Bonn/Stuttgart anhand von Ultraschallmessungen dünner Schichten und
Frequenzanalyse ermittelt wurden, lagen etwas unter diesem Bereich: Trier et al.
erhielten Retinadicken außerhalb der Makularegion von ca. 133µm [Trier et al. 1981].
Decker et al. gaben die Netzhautdicke mit140±20µm an [Decker et al. 1980].
Das Ergebnis für die Netzhautdicke der vorliegenden Arbeit liegt mit 220µm über den
Werten für die foveale Netzhaut von 140-180µm. Die hier ermittelten Distanzen
zwischen IG und PE entsprechen jedoch den von Schmid et al. mittels
Laserdopplerinterferometrie gemessenen Werten. Schmid et al. erhielten eine optische
Strecke von 300µm und eine geometrische von 220µm zwischen den beiden Schichten
[Schmid et al. 1996]. Ein Grund für die Messung größerer Retinadicken mittels
Teilkohärenzinterferometrie könnte sein, dass der auf der Netzhaut im Durchmesser ca.
10µm dicke Laserstrahl [Schmid et al. 1996] trotz Fixation aufgrund von Sakkaden die
Netzhaut neben der ca. 0,2mm großen Fovea [Grehn 1998] mit erfasst. Hierdurch würde
die dickere parafoveale Netzhaut stets mitgemessen.
Dafür sprechen die Ergebnisse von Göbel et al. für die parafoveale Netzhautdicke. Die
Retinadicke 1mm nasal der Fovea beschrieben sie mit 266±17µm und die Retinadicke
1mm temporal der Fovea mit 249±18µm [Göbel et al. 2001]. Diese Werte sind gut mit
dem hier ermittelten Wert von 0,22mm (=220µm) vereinbar.
Göbel et al. nahmen OCT-Messungen an 205 Augen vor, bei denen sie zuvor
Netzhautveränderungen ausgeschlossen hatten, und korrelierten diese mit dem Alter.
Diskussion
104
Sie fanden entgegen ihrer Erwartungen keinen Unterschied zwischen der Netzhautdicke
Jugendlicher und jener älterer Probanden (das Alter ihrer Probanden reichte von 13 bis
92 Jahren) [Göbel et al. 2001].
Die früher von einigen Autoren beschriebene dickere Netzhaut bei älteren Menschen im
Vergleich zu jüngeren konnte somit nicht bestätigt werden: Tane et al. berichteten in der
bereits erwähnten Studie mit hochauflösendem Ultraschall und Frequenzverarbeitung
von einer signifikant niedrigeren Netzhautdicke bei Probanden unter 31 Jahren im
Vergleich zu Individuen über 50 Jahren. Jedoch war die Fallzahl ihrer Studie klein (6
Probanden < 31 Jahre) und der Messort war nicht im Bereich des hinteren Pols definiert
und die Auflösung des Messverfahrens geringer als die der OCT [Tane et al.1987].
Auch Landau et al. berichteten zunächst über tendenziell größere Netzhautdicken bei
älteren Patienten (Messungen mit dem Retinal thickness Analyser (RTA)) [Landau et al.
1997]. Asrani et al. konnten diese Ergebnisse jedoch bei einer späteren Studie mit dem
RTA nicht bestätigen [Asrani et al. 1999].
Neben altersabhängigen Veränderungen der Netzhaut sind auch tagesabhängige
Schwankungen der Fundusschichten und pulsationsabhängige
Schichtdickenunterschiede der Retina beschrieben worden [Irion et al. 1984, Schmid et
al. 1996], auf die in dieser Studie jedoch nicht weiter eingegangen werden kann.
In Bezug auf das Alter war die mittlere Netzhautdicke der vorliegenden Arbeit bei den
unter-50-Jährigen mit 0,21mm (210µm) um 0,02mm (20µm) kleiner, als jene der über-
50-Jährigen (0,23mm=230µm).
Genauer betrachtet zeigte sich die Retina in der Gruppe der 0-9- (0,20±0,04mm), 10-19-
Jährigen (0,20±0,03mm) und der 90-99-Jährigen (0,20±0,02mm) mit der geringsten
mittleren Dicke. Die letzte Altersgruppe kann jedoch nicht als aussagekräftig gewertet
werden, da hier nur AL-Messungen einer Frau vorlagen. Deswegen wurde sie in die
statistischen Berechnungen nicht mit einbezogen. Die dickste Netzhaut war bei den 50-
59-Jährigen (0,25±0,03mm) und bei den 70-79-Jährigen (0,25±0,07mm) zu finden. Wie
man anhand der Graphik (vgl. Abb. 4.23) erkennen kann, zeigte die Netzhautdicke mit
höherem Alter eine leicht ansteigende Trendlinie. Entsprechend der oben erwähnten
Studie von Göbel et al. schien sich jedoch auch in der vorliegenden Arbeit eine
Diskussion
105
Zunahme der Netzhautdicke mit dem Alter nicht deutlich abzuzeichnen
(Bestimmtheitsmaß: 0,1527).
Bei der Varianzanalyse für RA zeigten sich keine signifikanten Unterschiede (p=0,630).
Bei den LA jedoch wurden signifikante Netzhautdickenunterschiede zwischen den
Gruppen der 10-19- und 50-59-Jährigen (p=0,041) bzw. den 10-19- und 70-79-Jährigen
(p=0,010) erkennbar. Dementsprechend wurde im Rahmen der Analyse der
Altersregression für RA eine Regressionsgerade für die IG-PE-Abstände mit einer
Steigung (m=0,46µm/Jahr) ermittelt, die nicht signifikant unterschiedlich von 0 war
(p=0,070), das Bestimmtheitsmaß betrug 0,064. Für die LA zeigte die
Regressionsgerade eine Steigung (m=1µm/Jahr), die signifikant unterschiedlich von 0
war (p=0,003). Das Bestimmtheitsmaß betrug 0,165.
Demnach war für die untersuchten LA im Gegensatz zu den RA eine Altersabhängigkeit
gefunden worden.
Aufgrund der relativ geringen Fallzahl in den einzelnen Altersgruppen (n: 3-12) ist
jedoch davon auszugehen, dass einzelne Werte die Ergebnisse stark beeinflussen. Ein
Unterschied zwischen RA und LA wäre in einem Normalkollektiv nach der Studie von
Göbel et al. nicht zu erwarten. Göbel et al. fanden, dass die Netzhautdicken beider
Augen eines Probanden hochsignifikant korrelierten [Göbel et al. 2001].
Um der Ursache für die unerwartete Altersabhängigkeit der Netzhautdicke der
untersuchten LA nachzugehen, wurden Werte, die stark von der Norm abwichen
identifiziert und einzelnen Patienten zugeordnet. Diese Werte führten zu einem 76-
jährigen Patienten der wegen beidseitiger epiretinaler Gliose in der Würzburger
Universitäts-Augenklinik in Behandlung war und dessen Messungen in dieser Studie
mitverwertet wurden. Am RA wies er einen IG-PE-Abstand von 0,46mm und am LA
von 0,31mm auf. Bei diesen Werten kann man nicht davon ausgehen, dass das
gemessene Signal des Vortrabanten von der IG ausging. Es ist vielmehr anzunehmen,
dass, wie oben beschrieben, das Laserlicht an den pathologischen Strukturen der Gliose
reflektiert wurde. Hierfür sprechen auch die relativ stark schwankenden Werte des IG-
PE-Abstandes am RA. Die vier ermittelten Abstandswerte schwanken hier zwischen
0,43mm und 0,54mm. Am LA wurde nur ein IG-Signal ermittelt, welches vom PE-
Signal einen Abstand von 0,31mm aufwies. Dieser liegt im oberen Normalbereich und
Diskussion
106
es wären weitere Messungen nötig, um eine Aussage darüber treffen zu können, ob es
sich bei diesem Signal um eine Reflexion von der IG oder von der Gliose handelt.
Würden die Werte dieses Patienten für RA und LA aus der Altersregression genommen,
so ergäbe sich für die übrigen RA (n= 51) eine Steigung der Regressionsgeraden
(m=0,3µm/Jahr), die nicht signifikant unterschiedlich von 0 ist (jetzt: p=0,163; zuvor:
p=0,070). Bei den LA (n=52) ergäbe sich eine Steigung (m=1µm/Jahr), die immer noch
signifikant unterschiedlich von 0 ist. Der P-Wert würde hierbei etwas größer (jetzt:
p=0,006; zuvor: p=0,003) Das Bestimmtheitsmaß würde für beide Augen größer (RA:
R²=0,039; LA: R²= 0,140).
Somit ist bei den untersuchten RA eine Abhängigkeit der Netzhautdicke vom Alter
ausgeschlossen. Der Grund für die Altersabhängigkeit der Netzhautdicke der LA konnte
nicht völlig geklärt werden. Aufgrund der relativ kleinen Fallzahl, können von der
Norm abweichende Einzelwerte die Ergebnisse jedoch stark beeinflussen. Für eine
endgültige Aussage wären weitere Studien mit Untersuchungen eines Normalkollektives
und hohen Fallzahlen nötig.
5.3.2 Pigmentepithel – Aderhaut und Alter
Die Choroidea wurde von Duke-Elder 1961 als erektiles Gewebe beschrieben. Von
Wolff wurde sie 1968 aufgrund ihrer Struktur und Funktion, die Netzhaut zu versorgen
und den Augeninnendruck durch Volumenveränderungen und Flüssigkeitstransport zu
kontrollieren, mit dem Corpus cavernosum verglichen [Coleman u. Lizzi 1979].
Aussagen über den Zustand der Aderhaut (AH) – beispielsweise die AH-Dicke - mittels
optischer Messverfahren sind für die Ophthalmologie von Interesse, da die Stäbchen
und Zapfen des Auges hauptsächlich durch das choroidale Gefäßsystem ernährt werden
und somit viele Erkrankungen des Augenhintergrundes ihre Ursache in Störungen der
choroidalen Blutzufuhr haben. Zudem sind Aderhautdickenmessungen wichtig zur
Beobachtung von Glaukom- und Myopie-assoziierten Erkrankungen [Lepper et al.
1981].
Diskussion
107
Die Frage, wo genau bei der optischen Messung ein AH-Signal entsteht und ob man den
Abstand zwischen PE-Signal und AH-Signal mit der Dicke der AH gleichsetzen kann,
ist noch nicht völlig geklärt.
In der Regel liegt das AH-Signal bei der optischen AL-Messung am menschlichen Auge
in einer optischen Distanz von ca. 300µm (250µm in geometrischer Distanz) rechts vom
PE-Signal. Es ist breiter, und es wird angenommen, dass es von multiplen
reflektierenden Schichten der Choroidea stammt [Schmid et al. 1996].
Die Aderhaut besteht aus vier Schichten, von denen jede einzelne theoretisch in der
Lage wäre, Laserlicht zu reflektieren. Denkbar wäre beispielsweise die Reflexion von
Messlicht an der innersten Schicht der Aderhaut, der Lamina basalis (Bruch-Membran),
die direkt an das retinale PE anschließt. Hier wären jedoch deutlich geringere Abstände
zwischen PE- und AH-Signal zu erwarten, als sie in der vorliegenden Arbeit ermittelt
wurden (mittlerer PE-AH-Abstand aller Altersgruppen: 0,22mm [=220µm]; mittlerer
Abstand der RA: 0,21±0,06 [210±60µm]; mittlerer Abstand der LA: 0,23±0,07
[230±70]). Dass Laserlicht durch die ganze Aderhaut hindurchdringt und erst an der
äußersten AH-Schicht, der Lamina suprachoroidea, mit ihren vielen Pigmentzellen oder
gar an der Sklera reflektiert wird, ist ebenfalls unwahrscheinlich. Dies würde bedeuten,
dass mit dem PE-AH-Abstand die AH-Dicke gemessen würde. Dagegen sprechen
jedoch die von der Arbeitsgruppe Bonn/Stuttgart ermittelten Werte für die
Aderhautdicke. Diese liegen in dem stark schwankenden Bereich von 320-635µm und
betragen in etwa das Doppelte der hier ermittelten Werte.
Coleman und Lizzi beschrieben das Auftreten von Echounregelmäßigkeiten bei HF-
Ultraschallmessungen als typischerweise im hinteren Glaskörper, in der Choroidea und
in der Sklera entstehend. Als Ursache solcher Störechos nannten sie kleine
Streuelemente, wie beispielsweise AH-Gefäße [Coleman u. Lizzi 1979]. Solche
Streuelemente könnten auch bei der optischen Biometrie zu Signalen, wie den hier
ermittelten AH-Signalen, führen.
Insofern wäre es plausibel, dass Messlicht schon weiter vorne an Gefäßwänden der
mittleren AH-Schichten reflektiert wird. Das dichte Kapillarnetz der Lamina
choridocapillaris oder die arteriellen und venösen Gefäßnetze innerhalb der Lamina
vasculosa, der Hauptschicht der AH, bieten zahlreiche Möglichkeiten für Reflexionen
von Laserlicht.
Diskussion
108
Geschlängelte und unregelmäßige Gefäßverläufe könnten dafür verantwortlich sein,
dass AH-Signale nicht regelmäßig bei allen Untersuchten auftreten.
Irion et al. erwähnten eine Aderhautinnenschicht, die bei Ultraschallmessungen
Schallwellen reflektierte und zu Signalen führte. Sie wurde in einem Abstand von
189±66,9µm zur Aderhautvorderfläche gemessen [Irion et al. 1984]. Dieser Abstand
liegt in etwa in der Größenordnung des hier ermittelten PE-AH-Signal-Abstands von
0,22mm (=220µm). Man kann jedoch wegen der unterschiedlichen Wellenlängen nicht
davon ausgehen, dass Licht zwingend an denselben Strukturen wie Schall reflektiert
wird. Es sind noch weitere Untersuchungen nötig, um von der Distanz zwischen PE-
und AH-Signal auf die wirkliche Aderhautdicke zu schließen. Es wäre aber denkbar,
dass die gemessene Distanz (PE-Signal zu AH-Signal) ca. die Hälfte von der wahren
Aderhautdicke beträgt.
In Bezug auf das Alter war der mittlere Abstand des AH-Signals vom PE-Signal, der im
Rahmen der vorliegenden Arbeit bei den unter-50-Jährigen ermittelt wurde, mit 0,23mm
(230µm) um 0,02mm (20µm) größer, als jener der über-50-Jährigen. Hier betrug er
0,21mm (210µm).
Der mittlere Abstand zwischen PE und AH war bei den 10-19-Jährigen (0,25±0,04mm)
und den 30-39-Jährigen (0,26±0,08mm) am größten und erreichte bzw. überschritt sogar
die erwartete obere Grenze von 0,25mm. Den geringsten mittleren Abstand wies die
Gruppe der 80-89-Jährigen (0,18±0,04mm) auf. In der Gruppe der 90-99-Jährigen (AL-
Messungen von nur einer Person) traten keine AH-Signale auf.
Es schien ein Trend für kleinere PE-AH-Abstände mit höherem Alter vorzuliegen.
Bei der Analyse der Altersregression für PE-AH-Abstände zeigte sich für die RA
(n=36) eine Regressionsgerade mit einer Steigung (m=-1µm/Jahr), die signifikant
unterschiedlich von 0 war (p=0,030). Das Bestimmtheitsmaß (R²=0,131) deutete auf
einen Zusammenhang zwischen den ermittelten Schichtabständen und dem Alter der
Untersuchten hin. Das Ergebnis für die LA (n=28) ergab jedoch keinen Zusammenhang
von PE-AH-Abstand und Alter.
Hier hatte die Regressionsgerade eine Steigung (m=-0,3µm/Jahr), die von 0 nicht
signifikant unterschiedlich war (p=0,671) und das Bestimmtheitsmaß war klein (0,007).
Diskussion
109
Genauso wie bei der Netzhautdicke ist ein Unterschied der Altersabhängigkeit zwischen
RA und LA unwahrscheinlich. Allerdings ist bei dem Abstand von PE- zu AH-Signal
zu beachten, dass Messlicht innerhalb der AH von unterschiedlichen Strukturen
reflektiert wird. Zudem konnten Lepper et al. und Irion et al. dem Fingerpuls synchron
auftretende physiologische Pulsationen der Choroidea feststellen, die zu
zirkulationsabhängigen Dickenunterschieden führten. Diese betrugen 10-30µm. Am
größten waren diese Schichtdickenunterschiede im vorderen Abschnitt der AH.
Die Pulsationen können Auskunft über Zirkulationsstörungen der AH bzw.
Arzneimitteleffekte auf die Aderhaut geben. Die Aderhautdicke hängt vom
Gefäßdurchmesser der Aderhautgefäße ab und gibt so Informationen über den
Gefäßwiderstand in der AH [Lepper et al. 1981, Irion et al. 1984, Lepper et al. 1987].
Demnach können viele Faktoren die Aderhautdicke beeinflussen und es wäre denkbar,
dass bei Personen mit Hypertonie größere AH-Dicken bzw. Abstände der AH-Schichten
und auch eine größere Dickenänderung auftreten (je nachdem, ob man während der
Systole oder Diastole misst) als bei Personen mit einem Blutdruck im Normalbereich
oder mit Hypotonie. Arzneimittel und Umwelteinflüsse könnten die gut durchblutete
Choroidea stärker beeinflussen und schädigen (und eventuell zu einem Zellverlust
führen) als schwächer durchblutete Gewebe.
Auch hier wurde den auffälligen Werten nachgegangen, und wieder wurde der oben
erwähnte 76-jährige Patient mit beidseitiger epiretinaler Gliose identifiziert. Allerdings
wies er nur AH-Signale am LA auf (mittlerer PE-AH-Abstand 0,47mm).
Würde dieser Wert aus der Altersregression genommen, so ergäbe sich für die übrigen
LA (n= 27) eine Steigung Regressionsgeraden (m=-1µm/Jahr), die etwas steiler wäre als
zuvor (m=-0,0003), aber weiterhin nicht signifikant unterschiedlich von 0 bliebe (jetzt:
p=0,2278; zuvor: p= 0,671). Das Bestimmtheitsmaß würde ebenfalls größer (RA:
R²=0,058).
Umgekehrt zur Netzhautdicke wurde somit für den PE-AH-Abstand eine
Altersabhängigkeit bei den untersuchten RA gefunden. Bei den LA konnte diese nicht
nachgewiesen werden. Auch hier konnte der Grund für die Unterschiede zwischen RA
und LA nicht völlig geklärt werden, und es wären für eine endgültige Aussage ebenfalls
weitere Studien nötig.
Diskussion
110
5.4 Achsenlängenabhängigkeit der Schichtabstände
Guthoff et al. konnten 1987 anhand von Ultraschallmessungen zeigen, dass die Dicke
der Bulbuswand von der Achsenlänge (AL) und dem Refraktionsfehler des Auges
abhängig ist. Bei einer hohen Hyperopie (+14,0dpt) erhielten sie Bulbuswanddicken, die
sich von jenen mit hoher Myopie (-27,0dpt) um mehr als den Faktor 3 unterschieden
[Guthoff et al.1987]. Unklar ist jedoch, ob hierbei neben der Skleradicke auch weitere
Schichten der Augenwand betroffen sind [Göbel et al. 2001].
5.4.1 Grenzmembran – Pigmentepithel (Netzhautdicke) und Achsenlänge
Mit konventionellen echographischen Verfahren sind die einzelnen Schichten der
Bulbuswand nur unter optimalen Bedingungen darstellbar [Göbel et al. 2001]. In der
bereits erwähnten Studie untersuchten Göbel et al. zusätzlich zu der Beziehung
zwischen Netzhautdicke und Alter jene zwischen makularer Netzhautdicke und AL. Sie
bestimmten die Netzhautdicke mit OCT und die AL mit einem hochauflösenden
analogen Biometriegerät. Einen Unterschied zwischen der Netzhautdicke kurzer
(AL<22,5mm) und langer Augen (AL≥24,5mm) konnten sie nicht finden [Göbel et al.
2001].
In der vorliegenden Studie wurde im Rahmen der Analyse der AL-Regression an
rechten Augen (RA; n=52) und linken Augen (LA; n=53) kein Zusammenhang
zwischen Netzhautdicke und AL gefunden. Die Regressionsgerade wies jeweils eine
Steigung (RA: m=-0,3µm/Jahr; LA: m=-3µm/Jahr) auf, die nicht signifikant
unterschiedlich von 0 war (RA: p=0,944; LA: p=0,282). Das Bestimmtheitsmaß war
klein (RA: R²= 0,0001; LA: R²= 0,023). Demzufolge konnte kein Zusammenhang
zwischen Netzhautdicke und AL gefunden werden.
Diskussion
111
5.4.2 Pigmentepithel - Aderhaut und Achsenlänge
Zwischen dem Abstand von PE zu AH und der AL war in der vorliegenden Arbeit
ebenfalls keine Abhängigkeit erkennbar. Die Regressionsgerade des PE-AH-Abstandes
zeigte im Rahmen der Analyse der AL-Regression für RA (n=36) und LA eine Steigung
(RA: m=5µm/Jahr; LA: m=11µm/Jahr), die nicht signifikant unterschiedlich zu 0 war
(RA: p=0,445; LA: p=0,182). Das Bestimmtheitsmaß war jeweils klein (RA: R²=0,017;
LA: R²=0,068).
Für alle Abstandmessungen (IG-PE bzw. PE-AH) sind weitere Untersuchungen nötig,
um eindeutige Aussagen über ihre Beziehung zum Alter oder zur AL machen zu
können.
In der vorliegenden Studie konnte weder ein Zusammenhang zwischen Netzhautdicke
und Alter noch Netzhautdicke und AL gefunden werden. Auch ein Zusammenhang
zwischen PE-AH-Abstand und AL wurde nicht gefunden. Allerdings schien eine
Abhängigkeit des PE-AH-Abstandes vom Alter zu bestehen. Um dies zu belegen, wären
jedoch weitere Untersuchungen an einem Normalkollektiv mit hohen Fallzahlen nötig.
5.5 Auftreten der 19 Merkmale
In diesem Kapitel soll das Auftreten der 19 Merkmale, d.h. der unterschiedlichen
Signalarten, diskutiert werden. Besonderes Interesse gilt möglichen altersabhängigen
Unterschieden.
Toth et al. zeigten in einer Studie, in der sie OCT-Bilder von Primatenaugen anfertigten,
dass es Augenfundusschichten mit hoher bzw. geringer Reflexion der Laserstrahlen
gibt. Als besonders stark reflektierende Schichten nannten sie das retinale
Pigmentepithel (PE) und die Aderhaut (AH). Als Ursache dafür, dass Licht von einer
Schicht stark oder schwach reflektiert wird, nimmt man die Art der Ausrichtung und
Diskussion
112
Struktur der jeweiligen Oberfläche an [Toth et al. 1997]. Hitzenberger et al. nannten als
Grund für unterschiedliche Peakhöhen bei der Teilkohärenzinterferometrie verschiedene
Oberflächenglätten [Hitzenberger et al. 1998].
Es wurde bereits mehrfach erwähnt, dass das Hauptmaximum bei laseroptischen
Achsenlängen (AL)-Messungen in der Regel durch Reflexion von Messlicht am PE
entsteht. Wie häufig dies aber tatsächlich der Fall ist und wie häufig Hauptmaxima
durch Reflexionen an der inneren Grenzmembran (IG) oder der Aderhaut (AH)
vorkommen, sollte hier ermittelt werden.
Merkmal 1 (Signal von PE als Hauptmaximum) trat insgesamt beruhigend häufig auf
(bei 98,2% der AL-Messungen). Bei diesem hohen Anteil aller Messungen war
demnach korrekterweise als optische AL der Abstand zwischen Vorderfläche der
Kornea und PE gemessen worden. Bei den unter- und über-50-Jährigen war hierbei kein
bedeutender Unterschied zu erkennen (97,7% <50 Jahre bzw. 98,6% ≥50 Jahre).
Es fiel auf, dass die Anzahl sicherer PE-Signale, die als Hauptmaximum auftraten, mit
höherem Alter ab- und jene unsicherer PE-Signale zunahm. In der Gruppe der
Kleinkinder und Kinder waren keine unsicheren Signale, die Merkmal 1 erfüllten, zu
finden. Sichere PE-Signale, die gleichzeitig Hauptmaximum waren, traten hier hingegen
bei 98,3% der AL-Messungen auf. In der Gruppe der 80-89-Jährigen waren dies nur
noch 85,5%. Unsichere PE-Signale als Hauptmaximum waren hier jedoch mit 13,3%
am häufigsten. Da in jungen Jahren die Augenmedien in der Regel noch klar sind, kann
die optische Biometrie qualitativ gute Signalkurven erlangen. Im Laufe des Lebens
können Augenerkrankungen wie Katarakt zu Streuung des Laserlichtes führen.
Hierdurch kommt es zu störenden Untergrundsignalen, und die Qualität der Messung
wird schlechter. Das Messsignal hebt sich nicht mehr deutlich vom Rauschen ab, was
durch einen niedrigeren SNR-Wert ausgedrückt wird [Lege u. Haigis 2000]. Die
einzelnen Signale der AL-Messung werden unsicherer und im Extremfall kann kein
echtes Signal erkannt werden. Dann müssen andere Biometrieverfahren zur AL-
Messung verwendet werden. Gründe für eine Undurchführbarkeit der optischen
Biometrie können mitunter Tränenfilmpathologien, Keratopathie, zentrale
Hornhautnarben, fortgeschrittenes Glaukom, ausgeprägte Katarakt, Hämophthalmos,
Membranbildung, Netzhautablösung, Makulopathie oder Nystagmus sein [Lege u.
Diskussion
113
Haigis 2000, Schrecker u. Strobel 2000, Tehrani et al. 2003]. Die Wahrscheinlichkeit
des Auftretens dieser Erkrankungen nimmt mit dem Alter zu und somit auch die
Entstehung unsicherer Signale. Sichere Signale werden hingegen seltener.
Insgesamt war bei 92,2% der auswertbaren Messungen aller Altersgruppen ein sicheres
PE-Signal das Hauptmaximum. Bei 6,0% waren dies unsichere PE-Signale. Bei den
restlichen AL-Messungen wurde das Hauptmaximum von einem Signal einer anderen
Schicht oder Struktur des Augenhintergrundes gebildet, oder es gab kein
Hauptmaximum, sondern mehrere gleich hohe Signale (mit demselben SNR-Wert).
Das war der Fall, wenn beispielsweise Merkmal 2 (Signal von IG als Hauptmaximum)
zutraf. Hierbei wurden alle Hauptmaxima gezählt, die links vom PE-Signal zu liegen
kamen (durch Messwertvergleich erkennbar). Insgesamt kamen IG-Hauptmaxima nur
bei 1,0% aller AL-Messungen vor. Sichere IG-Hauptmaxima traten bei 0,9% aller AL-
Messungen auf. Sie waren nur bei Untersuchten unter 50 Jahren zu finden. Unsichere
IG-Hauptmaxima kamen bei 0,1% der AL-Messungen vor.
Am häufigsten waren sichere Signale dieses Merkmals mit 2,4% der Messungen in der
Gruppe der 40-49-Jährigen. Unsichere Signale des zweiten Merkmals kamen lediglich
bei den AL-Messungen der 30-39-Jährigen zu 0,5% vor.
Da es prinzipiell möglich wäre, dass auch andere Strukturen einen IG-identischen Peak
hervorrufen, kann nicht völlig ausgeschlossen werden, dass bei einzelnen Signalen, die
als von der IG stammend gewertet wurden, der Entstehungsort eine andere Struktur war.
Einen weiterer Entstehungsort eines Hauptmaximums kann die AH darstellen. Diese
Hauptmaxima wurden in Merkmal 3 zusammengefasst. AH-Hauptmaxima kamen nur in
den Altersgruppen zwischen 30 bis 49 und 60 bis 79 Jahren vor. Sie waren seltener als
IG-Hauptmaxima (0,5% aller AL-Messungen). Dies ist verwunderlich, da die AH, wie
oben beschrieben, Laserlicht sehr stark reflektiert.
Sichere AH-Hauptmaxima kamen lediglich bei 0,4% und unsichere bei 0,2% der AL-
Messungen aller Altersgruppen vor.
Als AH-Signal wurden alle Signale gewertet, die rechts – zur kürzeren AL hin – vom
PE-Signal zu liegen kamen.
Diskussion
114
Da es möglich wäre, dass auch andere Strukturen einen AH-identischen Peak
hervorrufen, kann nicht völlig ausgeschlossen werden, dass bei einzelnen Signalen, die
als von der AH stammend gewertet wurden, der Entstehungsort eine andere Struktur
war.
Hauptmaxima von IG bzw. AH kamen nur bei 1,5% aller AL-Messungen vor. In diesem
kleinen Anteil der Messungen bestand die Gefahr die AL zu lang oder zu kurz zu
messen. Da generell jedoch mehr als eine Messung pro Auge durchgeführt wird bzw.
werden soll, können diese „falschen Hauptmaxima“ schnell durch AL-Vergleich
innerhalb der Messreihe identifiziert und manuell korrigiert werden.
Zu Merkmal 4 (Signale, die weder zu PE, IG noch AH zuzuordnen waren) wurden
Signale eingeordnet, die dadurch nicht zu PE, IG oder AH zu zählen waren, weil sie in
einer Messung zusätzlich zu ihnen auftraten oder weil sie innerhalb einer Messreihe
einen abweichenden Messwert von Signalen der IG, des PEs oder der AH vorwiesen.
Hinter solchen nicht zuzuordnenden Signalen könnten sich Signalaufsplitterungen
verbergen, wie sie bereits weiter oben als „unechte Signale“ beschrieben wurden.
Außerdem könnte es sich um Nebenmaxima von Zusatzsignalen (IG- oder AH-Signal)
mit hoher Amplitude handeln.
Merkmal 5, 6 und 7 (nur ein echtes Signal; 2er-Peaks; 3er-Peaks) erfassten, wie häufig
nur ein Signal bzw. zwei oder drei Signale in einer AL-Messung vorkamen. Bei
Merkmal 5 wurde wieder deutlich, dass sichere Signale mit dem Alter abnahmen und
unsichere zunahmen. Bei den Kleinkindern und Kindern waren sichere einzelne Signale
mit 89,3% am häufigsten und es kamen keine unsicheren einzelnen Signale vor.
Insgesamt waren einzelne Signale sehr häufig und kamen in allen Altersgruppen bei
einem Anteil von jeweils 74,3 bis 90,0% der Messungen vor. Sichere einzelne Signale
traten bei 78,7% aller AL-Messungen und unsichere bei 5,1% der Messungen auf. Bei
den Untersuchten unter 50 Jahre kamen sie (85,1% der Messungen) etwas häufiger vor
als bei jenen über 50 Jahre (82,4% der Messungen). Dementsprechend waren
Mehrfachpeaks bei den Älteren häufiger (27,9% der Messungen <50 Jahre; 42,4% der
Messungen ≥ 50 Jahre).
Bei 32,1% der AL-Messungen kamen zwei Signale vor – 13,7% traten sicher auf (d.h.
zwei sichere Signale) und 18,4% unsicher (d.h. ein sicheres und ein unsicheres Signal
oder zwei unsichere Signale).
Diskussion
115
Drei Signale kamen bei lediglich 3,1% der AL-Messungen vor – sicher traten drei
Signale nur bei 1,1% auf (d.h. drei sichere Signale) und unsicher traten sie bei 2,0% auf
(d.h. mindestens eines der drei Signale besaß ein unsicheres SNR). Zu beachten ist, dass
ein und dieselbe AL-Messung zu zwei Merkmalen der Merkmale 5, 6, 7 gleichzeitig
gehören konnte: Eine AL-Messung mit einem sicheren und zwei unsicheren Signalen
wurde beispielsweise zu Merkmal 5 („ ein sicheres einzelnes Signal“) und zu Merkmal
7 (ein sicheres und zwei unsichere Signale = „unsicheres Auftreten von drei Signalen“)
gleichzeitig eingeordnet.
Mit Merkmal 8, 9 und 10 (Vorkommen von Signalen des PEs, der IG, der AH) sollte
erfasst werden, wie häufig Signale von den jeweiligen Schichten überhaupt auftraten –
unabhängig von ihrem SNR-Wert (sofern dieser ≥1,6 war). PE-Signale kamen
insgesamt bei 99,4% der Messungen vor. Hiervon waren 93,1% sichere und 6,3%
unsichere Signale. Sichere und unsichere PE-Signale zusammen genommen kamen bei
den Messungen der über-50-Jährigen mit 99,4% genauso häufig vor wie bei den
Messungen der unter-50-Jährigen (99,4%). Jedoch wurden sichere Signale mit dem
Alter seltener und unsichere häufiger. Bei den Kleinkindern und Kindern kam in jeder
untersuchten AL-Messung ein sicheres PE-Signal vor (100,0%). Unsichere PE-Signale
gab es in dieser Gruppe nicht. Bei den 80-89-Jährigen (die älteste Gruppe, wenn man
die Ergebnisse der 94-jährigen Frau nicht als aussagekräftig wertet) waren sichere PE-
Signale mit 85,5% am seltensten und unsichere mit 14,5% am häufigsten. Wieder
können hier zunehmende Störfaktoren, die zu Streuung des Laserlichtes führen, als
Grund angenommen werden.
Signale der inneren Grenzmembran kamen insgesamt bei 22,2% der Messungen aller
Altersgruppen vor. Davon waren 10,8% sichere und 11,4% unsichere Signale. In den
älteren Gruppen kamen IG-Signale wider Erwarten häufiger vor (18,9% der Messungen
<50Jahre; 25,5% der Messungen ≥50 Jahre). Sichere IG-Signale kamen jedoch bei den
Messungen der unter-50-Jährigen (11,3%) häufiger vor als bei den über-50-Jährigen
(10,4%). Umgekehrt verhielt es sich mit den unsicheren IG-Signalen (7,6% der
Messungen <50Jahre; 15,2% der Messungen ≥50 Jahre). Entsprechend des häufigeren
Auftretens sicherer IG-Signale waren bei den Untersuchten unter 50 Jahren IG-
Hauptmaxima, wie unter Merkmal 2 dargestellt, zu finden.
Diskussion
116
85,8% der IG-Signale traten als Schultern auf und nur 14,0% aller IG-Signale als
alleinstehender Peak (Merkmal15: Signale der IG die nicht als Schulter auftreten). IG-
Signale mit gleich großem SNR-Wert wie der des PE-Signals (Merkmal 18:
Vorkommen von Signalen der IG und des PEs gleicher Größe) kamen nur bei 0,2% aller
IG-Signale vor und diese waren alle sichere Signale.
Signale der AH kamen lediglich bei 14,9% aller Messungen vor. Davon waren 5,6%
sichere und 9,3% unsichere Signale. Bei den über-50-Jährigen kamen sichere und
unsichere AH-Signale häufiger (bei 18,8% der AL-Messungen) als bei den unter-50-
Jährigen (bei 11,0% der Messungen) vor. Das Auftreten von AH-Signalen nahm mit
dem Alter deutlich zu. 88,1% der AH-Signale waren Schultern und nur 11,4% bildeten
einen alleinstehenden Peak (Merkmal 14: Signale der AH die nicht als Schulter
auftreten). Der Fall, das ein AH-Signal mit gleich großem SNR-Wert wie der des PE-
Signals (Merkmal 19: Vorkommen von Signalen des PEs und der AH gleicher Größe)
vorkam, war nur bei einer Messung innerhalb der 1307 AL-Messungen zu finden. Er
trat in der Gruppe der 80-89-Jährigen auf. PE- und AH-Signal wiesen jeweils einen
unsicheren SNR-Wert von 1,8 auf. Somit ist nicht auszuschließen, dass es sich hierbei
um ein „unechtes Signal“ bzw. eine Signalaufsplitterung handelte.
Bei welchem Anteil der Messungen ein oder zwei Zusatzsignale auftraten, wurde mit
Merkmal 11 festgehalten (Auftreten von Signalen der IG und/oder der Aderhaut).
Hierbei stellte sich heraus, dass Zusatzsignale bei den über-50-Jährigen (41,3% der
Messungen) deutlich häufiger waren als bei den unter-50-Jährigen (27,4% der
Messungen).
Bei den unter-50-Jährigen waren zu große Abstände etwas häufiger (bei 5,5% der
Messungen) als bei den über-50-Jährigen (bei 4,1% der Messungen) (Merkmal 12:
Vorkommen von Signalen mit zu großem Abstand zum PE-Signal). Zu kleine Abstände
(Merkmal 13: Vorkommen von Signalen mit zu kleinem Abstand zum PE-Signal)
waren hingegen bei den über-50-Jährigen häufiger, insgesamt aber sehr selten (<50
Jahre: 0,6% der Messungen; >50 Jahre: 1,4% der Messungen).
Diskussion
117
Für das Auftreten zu kleiner Abstände zwischen IG und PE könnte eine
„Netzhautzwischenschicht“ verantwortlich sein, die von Decker et al. bei 50% der mit
Ultraschall Untersuchten festgestellt wurden [Decker et al. 1980].
Aufsteigende Schultern (Merkmal 16: Vorkommen von aufsteigender Schulter) konnten
durch ein IG-Signal oder PE-Signal gebildet werden. Insgesamt kamen bei 19,1% aller
AL-Messungen aufsteigende Schultern vor. Mit 23,4% aller AL-Messungen waren
aufsteigende Schultern bei über-50-Jährigen häufiger als bei unter-50-Jährigen mit
14,8%.
Abfallende Schultern (Merkmal 17: Vorkommen von abfallender Schulter) konnten
durch ein AH-Signal oder ein PE-Signal gebildet werden. Es kamen insgesamt bei
13,9% aller AL-Messungen abfallende Schultern vor. Mit 17.1% aller AL-Messungen
waren abfallende Schultern bei über-50-Jährigen häufiger als bei unter-50-Jährigen mit
10,8%.
Insgesamt konnte festgestellt werden, dass Zusatzsignale bei Älteren häufiger auftraten
als bei Jüngeren. Eine mögliche Ursache könnte in der nichtlinearen Signalverarbeitung
bzw. Auswertung des IOLMasters bestehen: Je mehr Licht bzw. Energie vom Auge
reflektiert wird, desto größer ist der SNR-Wert und das aufgezeichnete Signal. Da das
Fenster der Messkurve jedoch mit zunehmender Signalgröße nicht höher wird, sondern
die Größe des Peaks durch den SNR-Wert dargestellt wird, kann die Basis der
Messkurve bei großem Hauptmaximum nicht mehr deutlich dargestellt werden.
Schwächere Zusatzsignale können hierbei mit den Untergrundsignalen verschwindend
klein werden. Solche Fälle treten besonders bei Jüngeren auf, bei denen oft sehr gute
SNR-Werte gefunden wurden.
Bei älteren Untersuchten mit schlechterem SNR zeigt sich das Untergrundrauschen der
Basis deutlicher. Gleichzeitig werden kleinere Zusatzsignale sichtbar.
Zusammenfassung
118
6 Zusammenfassung
Bei der optischen Achsenlängen(AL)-Messung wird das größte Interferenzsignal
(Hauptmaximum), das in der Regel vom retinalen Pigmentepithel (PE) ausgeht,
registriert und zur Bestimmung der AL verwandt. Messgröße ist der Abstand zwischen
Vorderfläche der Kornea und PE. Zusätzliche Interferenzsignale, die an der inneren
Grenzmembran (IG) oder der Aderhaut (AH) entstehen, können hierbei zu
Messungenauigkeiten führen. Insofern ist es von entscheidender Bedeutung, diese
Zusatzsignale zu erkennen und die Messung zu korrigieren.
Im Rahmen der vorliegenden Studie wurden 1307 optische AL-Messungen von 103
Personen (anhand von 19 Merkmalen) untersucht. Es wurde ermittelt, wie häufig
Zusatzsignale auftreten und ob bestimmte Signalmuster bei Jüngeren oder Älteren öfter
vorkommen. Zudem wurde eine mögliche Beziehung der Abstände zwischen IG- und
PE-Signal (Netzhautdicke) bzw. PE- und AH-Signal und dem Alter der Untersuchten
sowie der AL des Auges untersucht.
Nach der Differenzierung „echter“ Zusatzsignale von „unechten“ Signalen, die durch
das Messlicht entstehen, zeigten sich bei 98,2% der untersuchten AL-Messungen die
PE-Signale als Hauptmaximum. Dieses Ergebnis bedeutet, dass in diesem hohen
Prozentteil der Messungen die richtige AL (d.h. die optische Distanz zwischen
Vorderfläche der Kornea und PE) gemessen wurde. Bei den restlichen Messungen traten
jedoch Zusatzsignale als Hauptmaximum auf oder stellten sich als gleich groß dar wie
das PE-Signal (IG-Hauptmaximum: 1,0%, AH-Hauptmaximum: 0,5%, IG- und PE-
Signal gleich groß: 0,04%, PE- und AH-Signal gleich groß: 0,01% aller AL-
Messungen). Falls in diesen zwar seltenen, aber dennoch auftretenden Fällen keine
Korrektur durch Ermittlung des wahren PE-Signals vorgenommen würde, so führten zu
kurz oder zu lang gemessene AL-Werte zu falscher Berechnung der IOL-Stärke und
erbrächten myope oder hyperope Patienten.
Insgesamt kamen Zusatzsignale bei den über-50-Jährigen (42,4% der AL-Messungen)
häufiger vor als bei den unter-50-Jährigen (27,9% der AL-Messungen). IG-
Hauptmaxima (<50 Jahre: 1,9%, ≥50 Jahre:0,0% der AL-Messungen) und AH-
Zusammenfassung
119
Hauptmaxima (<50 Jahre: 0,6%, ≥50 Jahre: 0,5%) waren jedoch bei den unter-50-
Jährigen häufiger zu finden.
Ein signifikanter, wenn auch schwacher Zusammenhang zwischen Netzhautdicke
(Abstand IG-PE) und Alter konnte nur für die LA gefunden werden (p=0,003;
R²=0,165). Bei den RA wurde jedoch kein solcher Zusammenhang erkennbar (p=0,070;
R²=0,064).
Umgekehrt wurde ein gleichermaßen schwacher, doch signifikanter Zusammenhang des
PE-AH-Abstandes nur in den untersuchten RA gefunden (p=0,030; R²= 0,131), der bei
den LA jedoch nicht zu erkennen war (p=0,671; R²=0,007).
Eine Abhängigkeit von der AL konnte weder für die Netzhautdicke noch für den PE-
AH-Abstand gefunden werden.
In der vorliegenden Studie konnte ein Zusammenhang zwischen Netzhautdicke bzw.
PE-AH-Abstand und Alter weder eindeutig belegt noch ausgeschlossen werden. Ein
Zusammenhang zwischen Netzhautdicke bzw. PE-AH-Abstand und AL ergab sich
jedoch nicht.
Um eindeutige Aussagen über die Beziehung der untersuchten Schichtabstände zum
Alter bzw. zur AL zu machen, wären jedoch weitere Studien an Normalkollektiven mit
hohen Fallzahlen in den einzelnen Altersgruppen nötig.
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Danksagung
An dieser Stelle bedanke ich mich herzlich bei allen, die mir durch ihre Unterstützung
das Erstellen dieser Dissertation ermöglichten.
Im speziellen danke ich:
Herrn Prof. Dr. med. W. Waller für die Überlassung des Themas und die Übernahme
des Referates.
Herrn Priv.-Doz Dr. W. Schrader danke ich für die Übernahme des Korreferats.
Herrn Priv. –Doz. Dr. rer. nat. W. Haigis danke ich für die vorzügliche und immer sehr
verlässliche Betreuung während des Anfertigens dieser Dissertation, die jederzeit
konstruktiven Vorschläge nicht zuletzt bei der Korrektur dieses Manuskriptes, das
zuverlässige Einhalten verabredeter Termine sowie die stets gute Erreichbarkeit zwecks
Fragenklärung trotz räumlicher Entfernung.
Außerdem möchte ich mich ganz herzlich bei meinen Eltern, Ursula und Norbert
Grewe, bedanken, die mir stets mit Rat und Tat zur Seite standen. Meinem Bruder,
Stefan Grewe, möchte ich für die immer geduldige Anleitung bei Computerproblemen
danken. Und zuletzt danke ich ganz besonders meinem Ehemann, Glen Simpson, der
mich stets ermutigte und dessen stete Rücksichtnahme und Bereitschaft zum
freiwilligen Verzicht auf meine Gesellschaft mir das Fertigstellen dieser Arbeit
ermöglichte.
Lebenslauf
Persönliche Daten Familienname: Grewe Vornamen: Susanne Ursula Anschrift: Kronengasse 4/1 89073 Ulm Tel.: 0731/263143 Geboren am/in: 03.11.1975 in Ulm Familienstand: verheiratet seit 28.09.2000 mit Glen Robert Simpson Wohnort seit April 2004 in Wellington, Neuseeland
Schulausbildung September 1982- Juli 1986 Grundschule in Ulm September 1986-Juni 1995 Kepler-Gymnasium in Ulm Juni 1995 Abschluss: Abitur November 1995-März 1996 Freiwilliges Soziales Jahr Studium Mai 1996-Mai 2003 Studium der Humanmedizin an der Bayerischen Julius-Maximilians-Universität Würzburg März 1998 Physikum März 1999 1. Staatsexamen Oktober 1999-März 2000 Urlaubssemester mit Famulatur in Sydney, Australien April 2000 Beginn der Dissertation an der Universitäts- Augenklinik Würzburg März 2002 2. Staatsexamen Mai 2003 3. Staatsexamen Oktober 2003-September 2004 2 Promotionssemester
Zusätzliche Qualifikationen September 2004 USMLE Step 2 CK (United States Medical Licensing Examination Step 2 Clinical Knowledge) in Auckland, Neuseeland 1. Nov. 2004-3. Dez. 2004 Englischstudium an der Capital Language Academy Wellington (Advanced Level) in Neuseeland November 2004 IELTS, Academic Module (International English Language Testing System; University of Cambridge ESOL Examination) in Wellington, Neuseeland Ulm, den 19.01.2005 Susanne Grewe