Echtzeitsteuerung einer Femtosekundenlaser Sub-Bowman-Keratomileusis an humanen Spenderaugen mittels optischer Kohärenztomografie

Zusammenfassung

Ziel: Bei der LASIK ist die Dicke des Korneaflaps von großer Bedeutung, da das verbleibende Reststroma für die Korneastabilität verantwortlich ist. Mittels optischer Kohärenztomografie (OCT) können in-vivo-Darstellungen der Hornhautschichten in hoher Auflösung erfolgen. Durch Echtzeit-OCT-Darstellung der kornealen Strukturen während des Femtosekundenlaserschnittes zur Flaperzeugung soll dem Operateur eine Darstellung und Kontrolle der Position der Schnittebene ermöglicht werden. Zum Nachweis der Eignung der optischen Kohärenztomografie für die Darstellung von Sub-Bowman-Schnitten wurde eine experimentelle in-vitro-Untersuchung an humanen Spenderaugen in einem Laboraufbau durchgeführt. Methode: In fünf humanen Spenderaugen, die für eine Transplantation nicht geeignet waren, wurden mittels eines Femtosekundenlasers Flapschnitte generiert. Die Schnittprozedur wurde in Echtzeit mit einem OCT-System (Thorlabs HL AG, Lübeck) kontrolliert. Die mit dem OCT erreichte Bildgebung der Hornhautschichten war ausreichend differenziert um sicherzustellen, dass direkt unterhalb der Bowmanschen Membran geschnitten wurde. Zudem konnte der laufende Schneideprozess überwacht und eine eventuelle Perforierung ausgeschlossen werden. Ergebnisse: Videoaufnahmen der Laserschnittprozedur zeigen die Möglichkeit mittels OCT eine Echtzeitkontrolle des Prozesses zu ermöglichen. Eine deutliche Unterscheidung des kornealen Epithels vom Stroma war in allen Augen möglich, jedoch konnte mit der derzeitigen Auflösung des genutzten OCT-Systems die Bowmansche Membran nicht in allen Augen eindeutig identifiziert werden. Die lichtmikroskopischen Untersuchungen hingegen bestätigen, dass mithilfe der Echtzeitdarstellung eine Positionierung des Schnittes direkt unterhalb der Bowmanschen Membran sichergestellt werden konnte. Schlussfolgerungen: Es konnte gezeigt werden, dass die OCT-basierte Echtzeitkontrolle von femtosekundenlasergenerierten Sub-Bowman-Schnitten an Humanaugen möglich ist.

Abstract

Purpose: In LASIK (laser in situ keratomileusis) the thickness of the corneal flap is important since it is the residual corneal bed that determines corneal stability. The introduction of real-time OCT visualisation of the corneal layers during the fs-laser cut should enable the surgeon to control and monitor the position of the plane of laser-tissue-interaction during operation. To prove that optical coherence tomography (OCT) can be useful to guide femtosecond (fs)-laser in Sub-Bowman-Keratomileusis (SBK) an in-vitro experimental study was performed on human autopsy eyes in a research laboratory set-up. Methods: Five human autopsy eyes, unsuitable for transplantation, received fs-laser keratomileusis (flap) cuts. The laser procedure was controlled in real-time with an OCT system (Thorlabs HL AG, Lübeck, Germany) to ensure that the cut was placed just underneath Bowman’s layer. As a control all eyes were dissected histologically (H & E staining) and examined under the light microscope (LM). Results: Videomonitoring of the laser process supported the feasibility of the concept to online monitor the fs-laser cutting process via OCT. A clear distinction of the corneal epithelium was possible in all eyes. Bowman’s membrane was not identified in all autopsy eyes at the given resolution of the OCT used in this study. Still, LM sections confirmed that the online monitoring assured a positioning of the cutting plane at minimum distance underneath Bowman’s membrane. Conclusion: It was proven that real-time OCT monitoring of fs-laser SBK on human eyes is in principle possible.

Schlüsselwörter

Kornea - LASIK - Femtosekundenlaser - OCT

Key words

cornea - LASIK - femtosecond laser - OCT

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