aktuelle it anwendungen, aktuelle und zukünftige entwicklungen … · 2010. 1. 18. · scanning...
Post on 21-Sep-2020
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Aktuelle IT Anwendungen, aktuelle und zukünftige Entwicklungen in der Augenheilkunde für die
Bereiche Klinik und Forschung
Christian Simader
Das menschliche Auge
Die Ambulanzen unserer Augenklinik
Das Technische Fach Augenheilkunde
Organ Auge sehr klein:Augenlänge 25mmVorderkammertiefe 3.6mmNetzhautdicke 0.2mm
Verbesserung von Diagnostik und Therapie
Bildgebung wird wichtiger
Berechnungen werden komplexer
Die Ambulanzen unserer Augenklinik
Netzhaut
0.2mm
Imaging der Netzhaut:Optische Kohärenztomographie (OCT)
Netzhaut
Basierend auf dem Prinzipdes Michelson Interferometers
Time Domain OCT (TD-OCT)
Netzhaut
Breitbandige Laserquellen erlauben einzelne Schichtaufnahmen mit axialen Auflösungen bis zu 3µm
Spectral Domain OCT
Netzhaut
Detektoren werten gleichzeitig mehrere Frequenzbereiche aus
↓Innerhalb kurzer Zeit entstehen große Volumenscans mit hoher axialer und mäßig hoher transversaler Auflösung
↓Mittels adaptiver Optiken ist auch die transversale Auflösung weiter steigerbar
↓Zusätzliche Eyetracker erlauben auch längere Scanzeiten mit noch größeren Stacks
Spectral Domain OCT
Netzhaut
Polarisationssensitives OCT (PS-OCT)
Netzhaut
Zusätzlich zur Interferenz werden auch Phasenverschiebungen (z.B. Nervenfaserschicht) und Depolarisierungen (z.B.: retinales Pigmentepithel –Zellschicht unter den Photorezeptoren) ausgewertet und in Falschfarben dargestellt
⇒„Färbung eines histologischen Schnitts“
⇒ Neue Segmentierungsalgorithmen möglich
δ
Retardation δ = 2π⋅d⋅Δn/λ
Achsenorientierung θ
d ... Dicke der doppelbrechenden Probe
Δn ... Differenz der Brechungsindizes
λ ... Wellenlänge
θ
PS-OCT B-Scan einer gesunden Fovea
Netzhaut
Reflektivität
Retardation0°
90°
Achsenorientierung-90°
90°
ELM
IS/OS
RPE
.Ende der Ph.rez.
PS-OCT B-Scans: RPE-Detektion
Netzhaut
Retardation
Achse
Reflektivität
Rasterscanverfahren
Netzhaut
Fluoreszenzangiographie: Darstellung der Netzhautgefäße (oder Aderhautgefäße mittels Indocyaningrün) und ihrer Durchlässigkeit mithilfe eines fluoreszierenden Farbstoffes
Scanning Laser Ophthalmoskopie: Mittels adaptiver Optiken zur Steigerung der transversalen Auflösung ist die in vivo Darstellung einzelner Photorezeptoren möglich –zusätzliche Einbindung eines Eyetrackers sinnvoll
Kombination der Verfahren
Netzhaut
Korrelation von Anatomie (OCT) und Funktion (Fluoreszenzangiographie)
•Nach der Untersuchung
•Während der Untersuchung durch Vereinen beider Untersuchungen in einem Gerät
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
© www.shorelinevision.com
Hornhautparameter
Zentrale Dicke: 0.55mmDurchmesser: 11mm70% der Gesamtbrechkraft des Auges80% der Gesamtbrechkraft des Auges von der Hornhautoberfläche
Kleinste Veränderungen (z.B. Narben) große Auswirkungen auf das Sehvermögen
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhaut Imaging
Diagnostikgeräte unserer Ambulanz
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhaut Imaging
Vorderabschnitts OCT:Visualisierung steht (noch) im Vordergrund
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhaut Imaging
Vorderabschnitts OCT:Beispiel nach Hornhautteiltransplantation
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhaut Imaging
Vorderabschnitts OCT:Beispiel nach refraktivem Eingriff
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhaut Imaging
Vorderabschnitts OCT:Beispiel nach refraktivem Eingriff
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhaut Imaging
Vorderabschnitts OCT:Beispiel nach refraktivem Eingriff
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhaut Imaging
Topographie: Vermessung der Mikrostruktur der Hornhautoberfläche steht im Vordergrund
Messwerte: HornhautradiusHornhautdickeHornhautastigmatismusVorderkammertiefe …
Darstellung dieser Messwerte in Maps
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhaut Imaging - Topographie
Bsp. Vermessung mit dem Spalt - Orbscan
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhaut Imaging - Topographie
Bsp. Scheimpflugprinzip
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhaut Imaging - Topographie
Bsp. Scheimpflugprinzip - Pentacam
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhaut Imaging - Topographie
Bsp. Prinzip der Placidoscheibe
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhautmodellierung zur Fehlsichtigkeitskorrektur
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhautmodellierung mit demExcimer Laser
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
• Laser mit 193nm
• Abflachung des Hornhautradius mittels Laserimpulsen
• Komplizierte Berechnungsalgorithmen für möglichst „glatte Oberfläche“ – Minimierung der Fehler:
• Änderung der Spotgröße während der Behandlung
• Eyetracking
Hornhautmodellierung mit demExcimer Laser: LASIK
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
• Schneiden eines Flaps
• Abtragen von Gewebe (Stroma)
• Zurücklegen des Flaps – ursprüngliche Oberfläche bleibt erhalten
• Schneiden des Flaps auch mit dem Femtosekundenlaser möglich Customized Flaps
Ray Tracing
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
Hornhautmodellierung mit demExcimer Laser laut Ray Tracing
Hornhaut / Refraktive Chirurgie
• Projektion einer Wellenfront auf die Netzhaut
• Analyse der retourkommenden „verfälschten“ Wellenfront
Berechnung der idealen Hornhautoberfläche, damit die Wellenfront als Punkt auf die Netzhaut gelangt
↓
Kunstlinsen
Biometrie
Präoperative Vermessung des Auges zur Bestimmung der optimalen Intraokularlinse
Kunstlinsen
Biometrie - historisch
Kunstlinsen
Präoperative Vermessung der Hornhaut
Präoperative Vermessung der Augenlänge
+
Berechnung der Intraokularlinse
Biometrie - historisch
Kunstlinsen
Präoperative Vermessung der Hornhaut
Präoperative Vermessung der Augenlänge
+
Genauere Berechnung der Intraokularlinse
Präoperative Vermessung der Vorderkammertiefe
+
Schluß von praeop. zu postop. Vorderkammertiefe zu ungenau
Biometrie - Zukunft
Kunstlinsen
Erfassung von mehr praeoperativen Faktoren zur Abschätzung der postoperativen Linsenposition, z.B.:
• Verlauf der Aufhängefasern der Linse
• Oberflächenkontour der Linsenkapsel
• Iris- und Kammerwinkelstruktur
Praeoperative Erfassung von mehr Faktoren zur Abschätzung der Kapselschrumpfung, z.B.:
• Pseudoexfoliationssyndrom
• Bevorzugter Radius bei der Linseneröffnung durch den Chirurgen
Biometrie: Ray Tracing der Hornhaut
Kunstlinsen / Refraktive Chirurgie
Biometrie: Ray Tracing der Hornhaut
Kunstlinsen / Refraktive Chirurgie
• Die Aspärizität der Hornhaut wird praeoperativ bestimmt
• Anhand der Meßergebnisse wird der geeignete
• Kunstlinsentyp gewählt oder
• eine „Customized intraocular lens“ speziell angefertigt (zur Zeit noch zu teuer)
Glaukom
• Glaukom = Grüner Star
• Schädigung des Sehnerven und der Nervenfasern aufgrund
• erhöhten Augendrucks (zu geringer Abfluss im Kammerwinkel)
• Minderdurchblutung des Sehnerven
Vorderkammer Imaging
Vorderabschnitts OCT:Beurteilung des Kammerwinkels
Glaukom
Hinterabschnittsimaging(Sehnerven und Nervenfasern)
OCT (Sehnerv und Nervenfasern)
Glaukom
Konfokale Laser Scanning Ophthalmoskopie (Sehnerv)
Scanning Laser Polarimeter (Nervenfasern)
Das Vienna Reading Center (VRC)
Auswertezentrum für große multizentrische Studien im Bereich der Augenpharmakologie (z.B. Medikamenten-zulassung) mit bis zu 24000 Patientenbesuchen
Kooperation mit z.Zt. 5 Pharmakonzernen
Voll digitalisiert vom Upload der Untersuchungen über automatische Datenüberprüfung bis zum Export zum Sponsor
Auswertungen sowohl automatisiert, als auch über zertifizierte Grader
VRC Workflow am Bsp. Stratus OCT
Vienna Reading Center
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