Intraokulare Druckentwicklung nach perforierender elektiver und Notfall-Keratoplastik (à chaud) in Abhängigkeit von Vorderkammerstrukturen, Transplantatdurchmesser und Nahttechnik - basierend auf tomographischer Schnittbildgebung

Abstract

Einleitung und Studienziel Zu häufigen, schwerwiegendsten Komplikationen nach perforierender Keratoplastik gehören sekundäre okuläre Hypertension und Glaukom. Diese können Transplantatversagen und irreversiblen Visusverlust verursachen. Der Pathomechanismus ist multifaktoriell. Weiterentwickelte ophthalmologische Bildgebung ermöglicht das Aufzeigen von Zusammenhängen zwischen geometrischer Vorderkammerveränderung und steigendem intraokularem Druck (IOD). Druckanstiege wurden bisher mit Vorderkammerabflachung, engeren Kammerwinkeln und möglicher Affektion der Kammerwasserabflussfazilität assoziiert. Die vorliegende Studie untersucht diesen Zusammenhang in elektiven Keratoplastiken (pKPL) und Notfallkeratoplastiken (pKPL à chaud) sowie bei verschiedenen Operationsindikationen und Operationstechniken mit unterschiedlichen Transplantatgrößen und Nahttechniken.

Ziele dieser Studie waren: - Die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen geometrischer Augenvorderkammerveränderung und intraokularem Druckanstieg - Aufzeigen einer Korrelation zwischen Vorderkammertiefenmaßen und Augeninnendruckerhöhung - Die Analyse des Einflusses von unterschiedlichen Transplantatgrößen und Nahttechniken - Der Vergleich von elektiven versus Notfallkeratoplastiken

Patienten und Methodik Diese monozentrische, retrospektive, nicht randomisierte Studie untersucht 148 Augen von Patienten, die von Januar 2014 bis August 2020 eine perforierende Keratoplastik an der Klinik für Augenheilkunde am Universitätsklinikum des Saarlandes UKS in Homburg/Saar erhalten haben und einen Nachbeobachtungszeitraum von durchschnittlich 18 Monaten aufwiesen. Die Datenerhebung wurde präoperativ, 6-8 Wochen postoperativ, zwischen erster und zweiter Fadenentfernung (18±3 Monate) und nach vollständiger Fadenentfernung (31±6 Monate) durchgeführt. Das Gesamtkollektiv wurde in drei Gruppen unterteilt: - Gruppe 1 (n=72): Elektive pKPLs mit einem Transplantatdurchmesser (TPLD) von 8,0/8,1 mm, ausschließlich bei Keratokonusaugen - Gruppe 2 (n=51): Elektive pKPLs mit einem TPLD von 8,5/8,6 mm - Gruppe 3 (n=25): Notfallmäßige pKPLs à chaud Erhobene Parameter waren Daten zu Auge, Patient, Keratoplastik und Nachsorge (Visus, Astigmatismus). Weiter wurden IOD und folgende Vorderkammerparameter erhoben: Pachymetrie zentral (CCT) und peripher (PCT), Kammerwinkel (KW), Vorderkammertiefe (VKT), Vorderkammervolumen (VKV), angle-to-angle distance (ATA) sowie horizontal white-to-white diameter (HWTW). Alle Parameter wurden mit der Pentacam® HR gemessen, folgende zusätzlich mit dem Vorderaugenabschnitts-OCT CASIA 2®: PCT, KW (angle-opening distance AOD, Trabecular-iris angle TIA), ATA.

Ergebnisse Frühpostoperativ (7 Wochen) nach pKPL zeigten sich bezogen auf das Gesamtkollektiv sowie in allen Gruppen ein Tensioanstieg parallel zu geometrischen Vorderkammeränderungen im Sinne einer Größen- und Tiefenreduktion: die zentrale und periphere Korneadicke (CCT, PCT) stiegen signifikant an (p<0,001), Größenmaße wie Kammerwinkel, Vorderkammertiefe- und volumen (KW, VKT, VKV) verringerten sich signifikant (p<0,001). Ange-to-angle distance und horizontal white-to-white diameter (ATA, HWTW) zeigten nur minimale, nicht signifikante Veränderungen. Signifikante Änderungen in Gruppen und Zeitverlauf zeigten Messungen der Pentacam® HR, im Gegensatz zu den in geringerer Zahl erhobenen Messungen des OCT CASIA 2®. Beide Messverfahren wiesen eine vergleichbare Verlaufstendenztendenz nach pKPL auf. Bezogen auf das Gesamtkollektiv zeigte der IOD eine schwache, aber signifikant positive Korrelation mit der zentralen Pachymetrie (r=0,098; p=0,026) und eine negative Korrelation mit der Vorderkammertiefe (r=-0,092; p=0,034). In der Gegenüberstellung der analysierten Subgruppen zeigte Gr. 2 mit elektiven Eingriffen und größerer Transplantatgröße einen geringeren IOD. Gr. 3 entwickelte trotz erhöhtem Risiko für IOD-Anstiege (zunehmend mechanische Trepanation, Einzelknüpfnähte, Abstoßungsreaktionen und postoperative Steroidgaben) und bei geringsten Tiefenmaßen (VKT, VKV) keinen signifikant höheren IOD. Tensioentgleisungen ≥ 25 mmHg (n=21) traten hauptsächlich in Keratokonusaugen auf (n=14), von diesen wiederum war ein hoch signifikanter Anteil Steroidresponder (n=10) (p<0,001).

Schlussfolgerungen Nach pKPL trat im Gesamtkollektiv und in allen Gruppen eine Verringerung der Vorderkammergröße (Winkel-, Tiefen- und Volumenmaßen) parallel zu einem IOD-Anstieg auf; steigende CCT bzw. abnehmende VKT korrelierten geringgradig mit Tensioanstiegen. Augen mit Notfallkeratoplastik à chaud hatten im Vergleich zu elektiven Eingriffen keinen signifikant reduzierten Kammerwinkel und keinen signifikant erhöhten IOD. PKPL à chaud war in dieser Hinsicht eine nicht unterlegene Therapieoption. Diese Ergebnisse legen nahe, dass eine standardisierte Operationstechnik in spezialisierten Zentren das Risiko für postoperative IOD-Anstiege bei Notfallkeratoplastiken trotz großer TPLD und zahlreicher peripherer Einzelknüpfnähte nicht signifikant erhöht. Tensioentgleisungen wurden unerwartet häufig in Keratokonusaugen festgestellt ohne ausgeprägte Vorderkammerabflachung, am ehesten in Folge einer Steroidresponse. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Steroidresponse einen größeren Einfluss auf postoperative Augeninnendruckanstiege nach pKPL haben könnte als zunächst angenommen. In diesem komplexen System der postoperativen Augeninnendruckregulation werden zukünftige prospektive Studien weitere Einflussfaktoren und Zusammenhänge zwischen der Vorderkammergeometrie und dem IOD aufzeigen.

Background and purpose Secondary ocular hypertension and glaucoma belong to common and most severe complications of penetrating corneal transplantation. They potentially cause graft failure and vision loss. The underlying pathomechanism was shown to be multifactorial. With further development of modern imaging technology in ophthalmology, anterior chamber architecture can be visualized and measured more precisely. Thereby, correlations of anterior segment measurements and elevated intraocular pressure (IOP) started to be analysed. An increase of IOP was mainly seen in flattened anterior chamber and narrow angles possibly affecting the outflow facility. The following dissertation assessed this correlation in eyes after elective penetrating keratoplasty compared to emergency penetrating keratoplasty à chaud by means of different surgical indications and techniques such as graft diameter and suture technique.

The study had the following aims: - Analysis of correlations between IOP and different geometric anterior chamber changes after keratoplasty - Demonstrating a correlation between anterior chamber depth dimension and pressure rise - Investigation of the effect of different transplant sizes and suture techniques - Comparison of elective keratoplasty with keratoplasty à chaud

Patients and Methods This monocentric, retrospective, not randomised study analysed 148 eyes with performed penetrating keratoplasty (PKP) at the Department of Ophthalmology at Saarland University Medical Centre from January 2014 to August 2020 with an average follow-up period of 18 months. Data collection was carried out preoperatively, 6-8 weeks postoperatively, between first and second suture removal (18±3 month) and approximately after total suture removal (31±6 month). All patients were divided into three subgroups: - group 1 (n=72): elective PKP with graft diameter of 8,0/8,1 mm (only keratoconus patients) - group 2 (n=51): elective PKP with graft diameter of 8,5/8,6 mm - group 3 (n=25): emergency PKP à chaud Analysis included data of eye, patient, keratoplasty and follow up examination such as visual acuity and astigmatism. Furthermore, IOP and following anterior segment parameters were collected: central and peripheral pachymetry (CCT, PCT), anterior chamber angle (ACA), anterior chamber depth (ACD), anterior chamber volume (ACV), angle-to-angle distance (ATA), and horizontal white-to-white diameter (HWTW). All parameters were measured by Pentacam® HR, and following parameters PCT, ACA (angle-opening distance AOD, trabecular-iris angle TIA), ATA were also measured with an anterior segment OCT CASIA 2®.

Results In the respective groups and in the total collective, during the early postoperative period (7 weeks after PKP) a pressure rise was seen parallel to geometric anterior chamber changes in terms of size and dept reduction. Central and peripheral thickness (CCT, PCT) increased (p<0.001). The size of anterior chamber measured by chamber angle (ACA), anterior chamber depth (ACD) and anterior chamber volume (ACV) decreased (p<0.001). Ange-to-angle distance und horizontal white-to-white diameter (ATA, HWTW) did not change significantly. Measurements of Pentacam® HR changed significantly over time and in between groups, whereas the fewer number of available anterior segment OCT CASIA 2® measurements did not show significant changes. The slope tendency of parameters from both devices developed in a similar direction after PKP. In the total collective IOP correlated weakly, but significantly positive by central pachymetry (CCT) (r=0.098; p=0.026) and negative by anterior chamber depth (ACD) (r=-0.092; p=0.034). Comparing the analysed subgroups, Group 2 (elective procedures with larger transplant size) had a lower IOD. Even though Group 3 was characterised by a higher risk of pressure rise (more mechanical trephination, single sutures, graft rejection and postoperative steroid medication) and flat anterior chamber (ACD, ACV), it developed no significant increase of IOD. Pressure rise ≥ 25 mmHg (n=21) appeared mainly in eyes with keratoconus (n=14) with a high, significant ratio of steroid responders (n=10) (p<0.001).