IOD und Tonometrie

Intraokularer Druck und Tonometrie

Der intraokulare Druck (IOD) des Auges wird durch das Gleichgewicht zwischen der Menge an Kammerwasser, die das Auge produziert, und der Leichtigkeit, mit der es das Auge verlässt, bestimmt. Die Goldmann-Gleichung besagt:

Po = (F/C) + Pv ; Po ist der IOD in Millimeter Quecksilbersäule (mmHg), F ist die Rate der Kammerwasserbildung, C ist die Leichtigkeit des Abflusses, und Pv ist der episklerale Venendruck.

Ein Zusammenhang zwischen erhöhtem Augeninnendruck und dem Verlust des Sehvermögens beim Glaukom ist seit vielen Jahrhunderten bekannt. Im 17. Jahrhundert bemerkte Richard Bannister (englischer Arzt) die Verhärtung der Augen in Fällen, in denen Kataraktoperationen keine Verbesserung des Sehvermögens bewirkten. Im 19. Jahrhundert entwickelte William Bowman (englischer Augenarzt) eine Methode zur Einschätzung der Spannung oder Härte des Auges, indem er es mit seinen Fingern durch das geschlossene Augenlid hindurch abtastete. Bowman und andere stellten fest, dass ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Höhe des Augeninnendrucks und der Wahrscheinlichkeit besteht, dass das Auge erblindet; je höher der Augeninnendruck, desto größer die Wahrscheinlichkeit, dass das Auge erblindet. Daher stand der Augeninnendruck bei der Diagnose und Behandlung des Glaukoms viele Jahre lang im Vordergrund.

Als Instrumente zur objektiveren Messung des Augeninnendrucks entwickelt wurden, ergaben Erhebungen in der Bevölkerung, dass nur etwa 2 % der Bevölkerung einen Augeninnendruck von über 21 mm Hg hatten. Diese Beobachtung führte zu der Überzeugung, dass eine IOD-Messung über 21 mm Hg abnormal ist und dass das Ziel der Glaukombehandlung darin besteht, den IOD auf unter 21 mm Hg zu senken. Spätere Studien stellten diese Annahme in Frage. In den 1960er Jahren organisierte Armaly eine gemeinsame Untersuchung von „okulären Hypertensiven“ mit einem Augeninnendruck von mehr als 21 mmHg, aber ohne Schädigung des Sehnervs oder Sehverlust. Diese Patienten wurden sorgfältig beobachtet, aber nicht behandelt. Er stellte fest, dass die Mehrheit der Patienten in seiner Studie über einen Zeitraum von 7 Jahren keine Gesichtsfeldausfälle entwickelte.

Die Ocular Hypertension Treatment Study untersuchte ebenfalls Patienten mit erhöhtem Augeninnendruck und ging der Frage nach, ob die Behandlung des erhöhten Augeninnendrucks das Auftreten glaukomatöser Schäden verhindert oder verzögert. Die Hälfte der Teilnehmer wurde nach dem Zufallsprinzip in eine Behandlung zur Senkung des Augeninnendrucks um 20 % und die andere Hälfte in eine Beobachtungsstudie eingeteilt. Alle Probanden wurden anhand von Gesichtsfelduntersuchungen und Sehnervenfotos genau beobachtet. Nach einer Nachbeobachtungszeit von 5 Jahren entwickelten 9,5 % der Teilnehmer der Beobachtungsgruppe ein Glaukom, während 4,4 % der Teilnehmer der Medikamentengruppe ein Glaukom entwickelten, das als Verschlechterung des Sehnervenkopfes oder des Gesichtsfeldes definiert war. Die Senkung des Augeninnendrucks verringerte das Risiko der Entwicklung eines Glaukoms; die Mehrheit der Patienten mit okulärer Hypertension entwickelte jedoch innerhalb von 5 Jahren keine Schäden.

Da der Zusammenhang zwischen IOD und Glaukom weiter erforscht wird, bleibt der IOD derzeit der einzige signifikant modifizierbare Risikofaktor bei der Behandlung des Glaukoms. Die Behandlung wird bei Augen eingeleitet, die eine glaukomatöse Schädigung des Sehnervs und/oder Gesichtsfeldausfälle entwickelt haben, oder bei Augen, bei denen ein erhebliches Risiko für die Entwicklung eines Glaukoms besteht. Der Augeninnendruck wird dann auf ein „Zielniveau“ gesenkt, das durch viele Faktoren bestimmt wird, darunter der Ausgangsdruck, das Ausmaß der Schädigung, die Geschwindigkeit der vorherigen Veränderung, Risikofaktoren, die Lebenserwartung, die Krankengeschichte und die Familiengeschichte. Der Zielwert des Augeninnendrucks sollte ständig überprüft werden, um die Stabilität des Sehnervs und des Gesichtsfelds zu gewährleisten und letztlich die Sehfunktion des Patienten zu erhalten.

Applanationstonometrie

Die Applanationstonometrie basiert auf dem Imbert-Fick-Prinzip, das besagt, dass der Druck im Inneren einer idealen trockenen, dünnwandigen Kugel gleich der Kraft ist, die erforderlich ist, um die Oberfläche abzuflachen, geteilt durch die Fläche der Abflachung (P = F/A, wobei P = Druck, F = Kraft und A = Fläche). Bei der Applanationstonometrie wird die Hornhaut abgeflacht und der IOD durch Variation der Applanationskraft oder der abgeflachten Fläche bestimmt.

Applanationstonometrie nach Goldmann und Perkins

Das Applanationstonometer nach Goldmann misst die Kraft, die erforderlich ist, um eine Fläche von 3,06 mm Durchmesser auf der Hornhaut abzuflachen. Bei diesem Durchmesser wird der Widerstand der Hornhaut gegen die Abflachung durch die kapillare Anziehungskraft des Tränenfilmmeniskus auf den Tonometerkopf ausgeglichen. Der IOD (in mm Hg) ist gleich der Abflachungskraft (in Gramm) multipliziert mit 10. Zur Hervorhebung des Tränenfilms wird Fluorescein-Farbstoff in das Auge des Patienten gegeben. Es wird ein geteiltes Prisma verwendet, so dass das Bild des Tränenmeniskus in einen superioren und einen inferioren Bogen unterteilt wird. Der Augeninnendruck wird gemessen, wenn diese Bögen so ausgerichtet sind, dass sich ihre inneren Ränder gerade berühren.

Die Messungen mit der Applanationstonometrie werden durch die zentrale Hornhautdicke (CCT) beeinflusst. Als Goldmann sein Tonometer entwarf, ging er von einer durchschnittlichen Hornhautdicke von 520 Mikrometern aus, um die gegensätzlichen Kräfte der Oberflächenspannung und der Hornhautsteifigkeit aufzuheben und eine Eindrückung zu ermöglichen. Heute weiß man, dass die Hornhautdicke von Person zu Person stark variiert. Eine dickere CCT kann zu einer künstlich hohen IOD-Messung führen, während eine dünnere CCT zu einem künstlich niedrigen Wert führen kann.

Andere Fehler, die die Genauigkeit der Messwerte eines Goldmann-Tonometers beeinträchtigen können, sind u. a. übermäßiges oder unzureichendes Fluoreszein im Tränenfilm, hoher Astigmatismus, unregelmäßige oder vernarbte Hornhaut, Druck eines Fingers auf das Augenlid während der Messung sowie Atemanhalten und Valsalva-Manöver des Patienten während der Messung.

Das Perkins-Tonometer ist im Wesentlichen ein tragbares Goldmann-Applanationstonometer, das sowohl in aufrechter als auch in Rückenlage des Patienten verwendet werden kann.

Kontaktlose Tonometrie

Bei der Luftstoß-Tonometrie besteht die applanierende Kraft aus einer Luftsäule, die mit allmählich zunehmender Intensität ausgestoßen wird. An dem Punkt, an dem sich die Hornhaut abflacht, wird die Luftsäule abgeschaltet, und die Kraft zu diesem Zeitpunkt wird aufgezeichnet und in mmHg umgerechnet. Die Messwerte dieser Geräte können den IOD in hohen Bereichen unterschätzen und in niedrigen Bereichen überschätzen, verglichen mit dem Goldmann-Applanationstonometer. Zur Schätzung des mittleren Augeninnendrucks sollten mindestens 3 Messwerte gemittelt werden, da der Augeninnendruck während des Herzzyklus schwankt.

Ocular Response Analyzer

Der Ocular Response Analyzer ist ein neuerer Typ eines berührungslosen Tonometers. Dieses Gerät verwendet ebenfalls eine Luftsäule mit zunehmender Intensität als Applanationskraft. Der Ocular Response Analyzer registriert den Moment der Applanation, aber die Luftsäule wird mit zunehmender Intensität weiter ausgestoßen, bis die Hornhaut eingedrückt wird. Die Kraft der Luftsäule nimmt dann ab, bis die Hornhaut wieder einen Applanationspunkt erreicht hat. Die Differenz der Drücke an den beiden Applanationspunkten ist ein Maß für die Elastizität der Hornhaut (Hysterese). Mit Hilfe mathematischer Gleichungen lässt sich der Applanationspunkt für eine hohe oder niedrige Elastizität „korrigieren“. Man geht davon aus, dass dieser „korrigierte“ IOD weniger von der Hornhautdicke abhängt als andere Formen des applanierten Drucks.

Indentationstonometrie

Das Prinzip der Indentationstonometrie besteht darin, dass eine Kraft oder ein Gewicht in ein weiches Auge weiter eindringt oder einsinkt als in ein hartes Auge.

Schiotz-Tonometer

Das Schiotz-Tonometer besteht aus einer gebogenen Fußplatte, die auf die Hornhaut einer liegenden Person gelegt wird. Ein an der Fußplatte befestigter gewichteter Kolben sinkt in die Hornhaut ein, und zwar in einem Maße, das indirekt proportional zum Druck im Auge ist. Der Kolben sinkt in die Hornhaut eines weichen Auges weiter ein als in ein härteres Auge. Eine Skala an der Oberseite des Kolbens zeigt an, wie weit der Kolben in die Hornhaut eindringt, und eine Umrechnungstabelle wandelt den Skalenwert in den in mm Hg gemessenen IOD um.

Pneumotonometer

Das Pneumotonometer ist ein Applanationstonometer mit einigen Aspekten der Indentationstonometrie. Es besteht aus einer leicht konvexen Silikonspitze mit einem Durchmesser von 5 mm am Ende eines Kolbens, der von einem Luftstrom durchströmt wird. Die Hornhaut wird durch die Silikonspitze eingedrückt. Wenn die Hornhaut und die Spitze flach sind, entspricht der Druck, der auf die Spitze ausgeübt wird, dem IOD. Das Gerät misst den Druck innerhalb des Systems an diesem Punkt, und der Druck in mm Hg wird angezeigt. Die Messwerte korrelieren gut mit der Goldmann-Applanationstonometrie innerhalb normaler IOD-Bereiche.

Tono-Pen

Der Tono-Pen umfasst sowohl Applanations- als auch Indentationsverfahren. Es ist ein kleines, tragbares, batteriebetriebenes Gerät. Das Tonometer hat eine Applanationsfläche mit einem winzigen Kolben, der mikroskopisch klein aus der Mitte herausragt. Wenn das Tonometer mit dem Auge in Berührung kommt, erfährt der Kolben Widerstand durch die Hornhaut und den Augeninnendruck, wodurch ein Dehnungsmesser eine steigende Kraft aufzeichnet. Im Moment der Applanation wird die Kraft von der Fußplatte und dem Kolben geteilt, was zu einem kurzzeitigen kleinen Abfall der stetig steigenden Kraft führt. Dies ist der Punkt der Applanation, der elektronisch abgelesen wird. Mehrere Messwerte werden gemittelt. Da der Applanationsbereich bekannt ist, kann der IOD berechnet werden. Die Messwerte korrelieren gut mit der Goldmann-Tonometrie innerhalb normaler IOD-Bereiche.

Rückpralltonometrie

Die neueste Version des Rückpralltonometers ist das ICare-Gerät (Helsinki, Finnland). In einem batteriebetriebenen Handgerät wird eine Kunststoffkugel mit einem Durchmesser von 1,8 mm auf einem Edelstahldraht durch ein elektromagnetisches Feld in Position gehalten. Wenn ein Knopf gedrückt wird, treibt eine Feder den Draht und die Kugel schnell vorwärts. Wenn die Kugel auf die Hornhaut trifft, werden Kugel und Draht abgebremst; die Abbremsung ist schneller, wenn der IOD hoch ist, und langsamer, wenn der IOD niedrig ist. Die Geschwindigkeit der Abbremsung wird gemessen und vom Gerät in den IOD umgerechnet. Eine Anästhesie ist nicht erforderlich. Es zeigt eine gute Übereinstimmung mit Goldmann- und Tono-Pen-Messungen. Es hat sich gezeigt, dass der mit diesem Tonometer gemessene Augeninnendruck auch von der zentralen Hornhautdicke beeinflusst wird, wobei der Augeninnendruck bei dickeren Hornhäuten höher ist. Es hat sich gezeigt, dass dieses Tonometer durch andere biomechanische Eigenschaften der Hornhaut, einschließlich der Hornhauthysterese und des Hornhautwiderstandsfaktors, beeinflusst wird.

Pascal Dynamic Contour Tonometer

Das Pascal Dynamic Tonometer (Zeimer Ophthalmic systems AG, Port, Schweiz) verwendet einen piezoelektrischen Sensor, der in die Spitze des Tonometers eingebettet ist, um die dynamischen pulsierenden Schwankungen des IOD zu messen. Im Gegensatz zum Goldmann-Tonometer werden die Messungen mit dem DCT Berichten zufolge weniger von der Hornhautdicke und möglicherweise von der Hornhautkrümmung und -steifigkeit beeinflusst. Diese Behauptungen werden durch in vitro- und in vivo-Manometriestudien gestützt. Die DCT kann auch zur Messung der okulären Pulsamplitude verwendet werden. Für jede Messung werden Einwegabdeckungen verwendet, und die digitale Anzeige liefert einen Q-Wert, mit dem die Qualität der Messungen bewertet werden kann.

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• Übermittelt von Tania Tai und Jody Piltz-Seymour