Optische Koharenztomographie der Kornea und des vorderen Augenabschnitts

Norbert Koop; Ralf Brinkmann; Eva Lankenau; Stefan Flache; Ralf Engelhardt; Reginald Birngruber

doi:10.1007/s003470050143

Optische Koharenztomographie der Kornea und des vorderen Augenabschnitts

Translated title of the contribution: Optical coherence tomography of cornea and anterior segment of the eye

Norbert Koop^*, Ralf Brinkmann, Eva Lankenau, Stefan Flache, Ralf Engelhardt, Reginald Birngruber

^*Corresponding author for this work

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Abstract

Target: The method of optical coherence tomography (OCT) was investigated regarding its suitability and limits for measuring the cornea and the anterior segment of the eye. Furthermore, the stromal expansion of thermally induced lesions in the cornea directly after irradiation was determined within the scope of the laser thermokeratoplasty (LTK). Material and methods: With the experimental scanning OCT system, x-z sections of the anterior eye segment were made with an optical resolution of about 20 μm axially and 25 μm laterally. Freshly enucleated, tonicized porcine eyes were used as model eyes. Thermal lesions were applied with a continuously emitting laser diode (λ m= 1.86 μm) and various radiation parameters. Before and after coagulation, the cornea was viewed from limbus to limbus in a central OCT scan and the individual coagulation source was measured. Results: Global and local changes of the thickness of the cornea as well as the distance between cornea and lens were measured with high precision. Thermal lesions in their expansion can be clearly presented and matching well with the histologically stained sections, but are not as exactly defined at the edges due to the limited optical resolution, as known from histological preparations. Conclusion: With the OCT method quantitative measuring of the anterior eye segment can be performed in vitro and with reduced resolutions also in vivo. Due to the qualitatively good correspondence regarding the dimensions of thermal damage of the cornea with histologically obtained morphometric results, this method can be used for supervision of coagulation directly after LTK as well as for examination of the individual healing process.

Translated title of the contribution	Optical coherence tomography of cornea and anterior segment of the eye
Original language	German
Journal	Ophthalmologe
Volume	94
Issue number	7
Pages (from-to)	481-486
Number of pages	6
ISSN	0941-293X
DOIs	https://doi.org/10.1007/s003470050143
Publication status	Published - 07.1997

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Academic Focus: Biomedical Engineering

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10.1007/s003470050143

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title = "Optische Koharenztomographie der Kornea und des vorderen Augenabschnitts",

abstract = "Ziel: Die Methode der optischen Koh{\"a}renztomographie (OCT) wurde bez{\"u}glich ihrer Eignung zur Vermessung des vorderen Augenabschnitts, der Kornea und thermischer Gewebesch{\"a}digungen untersucht. Beispielhaft wurden hierzu im Rahmen der Laserthermokeratoplastik (LTK) die Ver{\"a}nderungen der Hornhautdicke durch die Bestrahlung sowie die induzierten thermischen L{\"a}sionen vermessen.Material und Methoden: Mit dem von uns entwickelten experimentellen Scanning-OCT wurden mit einer optischen Aufl{\"o}sung von ca. 20 µm axial und 25 µm lateral x-z-Schnitte des vorderen Augenabschnitts vorgenommen. Als Modellauge dienten frisch enukleierte, tonisierte Schweineaugen. Thermische L{\"a}sionen wurden mit einer kontinuierlich emittierenden Laserdiode (λ = 1,86 µm) und verschiedenen Bestrahlungsparametern appliziert. Vor und nach Koagulation wurden die Hornhaut von Limbus zu Limbus in einem zentralen OCT-Schnittbild dargestellt sowie die einzelnen Koagulationsherde vermessen.Ergebnisse: Globale und lokale Hornhautdicken{\"a}nderungen sowie der Abstand Hornhaut-Linse lassen sich mit hoher Genauigkeit bestimmen. Thermische L{\"a}sionen sind in ihren Ausdehnungen klar darstellbar und zeigen gute {\"U}bereinstimmungen mit histologischen Schnittbildern, sind jedoch aufgrund der optischen Aufl{\"o}sung an ihren R{\"a}ndern nicht so scharf abgegrenzt, wie von histologischen Pr{\"a}paraten bekannt.Schlu{\ss}folgerung: Mit der Methode der OCT lassen sich in vitro und, mit reduzierter Aufl{\"o}sung, auch in vivo quantitative Vermessungen des vorderen Augenabschnitts vornehmen. Aufgrund der qualitativ guten {\"U}bereinstimmung des Ausma{\ss}es thermischer Sch{\"a}digungen der Hornhaut mit der histologischen Morphometrie l{\"a}{\ss}t sich dieses Me{\ss}verfahren auch klinisch nach LTK zur Kontrolle der Ausdehnung und Denaturierungstiefen von Koagulationen sowie zur Untersuchung des individuellen Heilungsverlaufs verwenden.",

author = "Norbert Koop and Ralf Brinkmann and Eva Lankenau and Stefan Flache and Ralf Engelhardt and Reginald Birngruber",

year = "1997",

month = jul,

doi = "10.1007/s003470050143",

language = "Deutsch",

volume = "94",

pages = "481--486",

journal = "Ophthalmologe",

issn = "0941-293X",

publisher = "Springer Verlag",

number = "7",

}

TY - JOUR

T1 - Optische Koharenztomographie der Kornea und des vorderen Augenabschnitts

AU - Koop, Norbert

AU - Brinkmann, Ralf

AU - Lankenau, Eva

AU - Flache, Stefan

AU - Engelhardt, Ralf

AU - Birngruber, Reginald

PY - 1997/7

Y1 - 1997/7

N2 - Ziel: Die Methode der optischen Kohärenztomographie (OCT) wurde bezüglich ihrer Eignung zur Vermessung des vorderen Augenabschnitts, der Kornea und thermischer Gewebeschädigungen untersucht. Beispielhaft wurden hierzu im Rahmen der Laserthermokeratoplastik (LTK) die Veränderungen der Hornhautdicke durch die Bestrahlung sowie die induzierten thermischen Läsionen vermessen.Material und Methoden: Mit dem von uns entwickelten experimentellen Scanning-OCT wurden mit einer optischen Auflösung von ca. 20 µm axial und 25 µm lateral x-z-Schnitte des vorderen Augenabschnitts vorgenommen. Als Modellauge dienten frisch enukleierte, tonisierte Schweineaugen. Thermische Läsionen wurden mit einer kontinuierlich emittierenden Laserdiode (λ = 1,86 µm) und verschiedenen Bestrahlungsparametern appliziert. Vor und nach Koagulation wurden die Hornhaut von Limbus zu Limbus in einem zentralen OCT-Schnittbild dargestellt sowie die einzelnen Koagulationsherde vermessen.Ergebnisse: Globale und lokale Hornhautdickenänderungen sowie der Abstand Hornhaut-Linse lassen sich mit hoher Genauigkeit bestimmen. Thermische Läsionen sind in ihren Ausdehnungen klar darstellbar und zeigen gute Übereinstimmungen mit histologischen Schnittbildern, sind jedoch aufgrund der optischen Auflösung an ihren Rändern nicht so scharf abgegrenzt, wie von histologischen Präparaten bekannt.Schlußfolgerung: Mit der Methode der OCT lassen sich in vitro und, mit reduzierter Auflösung, auch in vivo quantitative Vermessungen des vorderen Augenabschnitts vornehmen. Aufgrund der qualitativ guten Übereinstimmung des Ausmaßes thermischer Schädigungen der Hornhaut mit der histologischen Morphometrie läßt sich dieses Meßverfahren auch klinisch nach LTK zur Kontrolle der Ausdehnung und Denaturierungstiefen von Koagulationen sowie zur Untersuchung des individuellen Heilungsverlaufs verwenden.

AB - Ziel: Die Methode der optischen Kohärenztomographie (OCT) wurde bezüglich ihrer Eignung zur Vermessung des vorderen Augenabschnitts, der Kornea und thermischer Gewebeschädigungen untersucht. Beispielhaft wurden hierzu im Rahmen der Laserthermokeratoplastik (LTK) die Veränderungen der Hornhautdicke durch die Bestrahlung sowie die induzierten thermischen Läsionen vermessen.Material und Methoden: Mit dem von uns entwickelten experimentellen Scanning-OCT wurden mit einer optischen Auflösung von ca. 20 µm axial und 25 µm lateral x-z-Schnitte des vorderen Augenabschnitts vorgenommen. Als Modellauge dienten frisch enukleierte, tonisierte Schweineaugen. Thermische Läsionen wurden mit einer kontinuierlich emittierenden Laserdiode (λ = 1,86 µm) und verschiedenen Bestrahlungsparametern appliziert. Vor und nach Koagulation wurden die Hornhaut von Limbus zu Limbus in einem zentralen OCT-Schnittbild dargestellt sowie die einzelnen Koagulationsherde vermessen.Ergebnisse: Globale und lokale Hornhautdickenänderungen sowie der Abstand Hornhaut-Linse lassen sich mit hoher Genauigkeit bestimmen. Thermische Läsionen sind in ihren Ausdehnungen klar darstellbar und zeigen gute Übereinstimmungen mit histologischen Schnittbildern, sind jedoch aufgrund der optischen Auflösung an ihren Rändern nicht so scharf abgegrenzt, wie von histologischen Präparaten bekannt.Schlußfolgerung: Mit der Methode der OCT lassen sich in vitro und, mit reduzierter Auflösung, auch in vivo quantitative Vermessungen des vorderen Augenabschnitts vornehmen. Aufgrund der qualitativ guten Übereinstimmung des Ausmaßes thermischer Schädigungen der Hornhaut mit der histologischen Morphometrie läßt sich dieses Meßverfahren auch klinisch nach LTK zur Kontrolle der Ausdehnung und Denaturierungstiefen von Koagulationen sowie zur Untersuchung des individuellen Heilungsverlaufs verwenden.

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=0031179768&partnerID=8YFLogxK

U2 - 10.1007/s003470050143

DO - 10.1007/s003470050143

M3 - Zeitschriftenaufsätze

C2 - 9333392

AN - SCOPUS:0031179768

SN - 0941-293X

VL - 94

SP - 481

EP - 486

JO - Ophthalmologe

JF - Ophthalmologe

IS - 7

ER -

Optische Koharenztomographie der Kornea und des vorderen Augenabschnitts

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