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Zur Reproduzierbarkeit von Augeninnendruckmessungen am Tiermodell mittels Ocular Response Analyzer

  • Hintergrund: Für die Bestimmung des intraokularen Drucks stehen verschiedene Messprinzipien zur Verfügung. Alle Messmethoden, die von außen den Augeninnendruck (IOD) ermitteln, werden durch individuell variierende biomechanische Gewebeeigenschaften der HH beeinflusst. Die berührungslose Luft-Puls-Tonometrie gilt als ein von der Hornhaut-dicke weniger abhängiges Verfahren, welches den Intraokulardruck jedoch im Vergleich zur Goldmann-Applanationstonometrie (GAT) eher überschätzen soll. Vor diesem Hintergrund wurden die Reliabilität und der Einfluss des IOD auf die korneale Hysterese (CH) und den kornealen Resistenzfaktor (CRF) des Ocular Response Analy-zer (ORA) an einem tierexperimentellen Augenmodell untersucht. Methodik: Die Kontrolleinheit eines neu entwickelten biomechanischen Augenmodells (IAM) wurde für das Experiment am ORA an 10 Bulbi junger Schweine genutzt, um die ORA- Parameter IOPg (analog GAT), IOPcc (korrigierter IOD), CH und CRF zu ermitteln. Die Steuerungseinheit regelte in 5-mmHg-Schritten den wahren IOD zwischen 10 und 40 mmHg mithilfe von 2 Schrittmotoren über ein bidirektionales System. Nach der Ult-raschallpachymetrie wurden die Bulbi anhand der zentralen Hornhautdicke (CCT) in zwei Gruppen (Gruppe 1 CCT≤1450 μm, Gruppe 2 CCT>1450 μm) unterteilt. Bei stu-fenweiser Erhöhung und Absenkung (jeweils immer 5 mmHg) des wahren Intraokulard-ruckes (Istdruck) wurden die ORA-Parameter ermittelt. Ergebnisse: Die Differenz IOPg/Istdruck verhielt sich stets negativ und nahm mit steigendem Druck zu. Besonders groß war die Differenz bei den Schweinebulbi der Gruppe 1. Der IOPcc stand im niedrigen Druckbereich bis ca. 15 mmHg in einem positiven Verhältnis zum Istdruck. Mit steigendem IOD wurde die Differenz zum Istdruck negativ. Die Verhält-nisänderung war im Vergleich zum Kurvenverlauf des IOPg konstant. Die Hornhäute der Gruppe 2 waren fehleranfälliger. Die Differenz IOPg/Istdruck betrug im Median in der Gruppe 1 -7,9 mmHg und in der Gruppe 2 -7,0 mmHg. Der IOPcc wurde in geringe-rem Maße von der zentralen Hornhautdicke beeinflusst. Die Differenz war in der Grup-pe 1 im Median bei -1,8 mmHg und in der Gruppe 2 bei -2,8 mmHg. Die CH war mit einem Mittelwert von 5,5±2,7 mmHg in der Gruppe 1 und 7,1±2,1 mmHg (Gruppe 2) bei allen Drucklagen konstant. Schlussfolgerung: Die Untersuchungen am tierexperimentellen Augenmodell (IAM) zeigen, dass der IOPcc in einem Bereich zwischen 10 und 25 mmHg den wahren intrakameralen vor-herrschenden Druck misst. In diesem „physiologischen Bereich“ kann der ORA einen wichtigen diagnostischen Nutzen für die „Zieldruckbereich“-Einstellung zahlreicher Glaukompatienten haben. Bei höheren Druckwerten sind Abweichungen zu beobachten. Die CH in der Gruppe 2 ist größer, jedoch in beiden Gruppen über den gesamten Druckverlauf ohne signifikante Abweichung. Die CH ist demnach ein IOD- und CCT-unabhängiger Faktor. Das gemessene Verhalten der CH steht im Widerspruch zu den bislang in der Literatur veröffentlichten Daten. Die in dieser Arbeit dargestellten Ergeb-nisse zeigen die Bedeutung zusätzlicher, noch nicht identifizierter Einflussfaktoren auf die CH. Umfangreichere Evaluierungen des ORA wären daher zur Analyse systemati-scher Abweichungen hilfreich, um dementsprechend die Software des ORA optimieren zu können.
  • Purpose: Externally applied methods to determine the IOP are affected by individually varying biomechanical tissue properties such as the CCT. The non-contact/air-pulse tonometry is considered to be a method less dependent of the CCT, but which tends to overestimates IOP compared to GAT. The reliability and accuracy of the ORA was tested on an in vitro eye model. Method: The ORA was evaluated on ten porcine eyeballs using a pressure control unit of a newly developed biomechanical eye model. The actual IOP between 10 and 40mmHg was adjusted by the control unit, regulated by two stepper motors via a bidirectional system. The ORA-parameter IOPg, IOPcc and CH were determined. In order to verify the reproducibility and its dependence on the CCT, the eyeballs were divided into 2 groups according to the CCT using ultrasound pachymetry (I :< 1450µm, II :> 1450µm). Results: The difference IOPg/set pressure was always negative and increased with increasing set pressure. The IOPcc was directly proportional to the set pressure at pressures up to 25mmHg.The median of the difference IOPg/set pressure was -7.9(I) and -7.0mmHg(II).The IOPcc was less affected by the CCT(I:-1.8; II:-2.8mmHg).The CH was with an average of 5.5±2,7(I) and 7.1±2,1mmHg (II) for all pressure levels constant. Conclusion: The studies on the in vitro eye model show that the IOPcc correspond almost exactly to the actual prevailing intraocular (intrachambreal) pressure at ranges between 10-25mmHg.At higher pressures deviations were observed. Over the entire pressure curve no significant change in CH was observed, which stands in contradiction to the data published in the literature. The CH is thus an IOP and CCT independent factor. Our results show the importance of additional unidentified factors influencing the CH. More extensive evaluations of the ORA would therefore be needed to analyze systematic deviations that could be helpful to optimize the software of the ORA.

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Metadaten
Author: Valentin Balau
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002771-7
Title Additional (English):Reproducibility of Intraocular Pressure Measurements on an in vitro model; Ocular Response Analyser
Advisor:Univ.-Prof. Dr. Anselm G. M. Jünemann, Univ.-Prof. Dr. Frank H. W. Tost
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2017/05/10
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2017/03/01
Release Date:2017/05/10
Tag:IOD, ORA, Ocular Response Analyzer
IOP, ORA, in vitro model
GND Keyword:Augeninnendruckmessungen, Tiermodell
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit