Femtosekundenlaser
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Projekt-Zusammenfassung
Als Referenzzentrum für den FEMTO LDV Z8 sind wir an einem hohen Qualitätslevel im Umgang mit Femtosekundenlaser in der Ophthalmochirurgie interessiert. Zusätzlich möchten wir zur Weiterentwicklung der Femtosekunden-Lasertechnologie zur schonenden Laseroperation an der Hornhaut und der Linse beitragen und sind Europäisches Referenzzentrum für diese revolutionäre Technik.
Wussten Sie schon?
Femtosekundenlaser sind Infrarotlaser mit einer sehr geringen Pulsenergie von 10-15 Joul (Nanojoul-Bereich). Sie arbeiten über den Mechanismus der Photodisruption. Das Prinzip ist dem des Nanosekunden Nd-YAG-Lasers sehr ähnlich. Der fokussierte Puls des Lasers erzeugt ein Plasma mit freien Elektronen und ionisierten Molekülen, die eine Stoßwelle erzeugen. Die Kavitation erzeugt dann eine Gasblase, die sich expandiert bevor sie wieder zusammenbricht, was zu einer Aufspaltung von Gewebe führt. Durch die Aneinanderreihung einzelner Laserpulse entsteht das gewünschte Lasermuster. Der Einsatz sehr kleiner Laserspots mit ultrakurzer Pulsrepetitionsrate (>5 MHz) kann dabei den Umfang der lokalen Nebenwirkungen, wie die Entstehung mechanischen Stresses, deutlich reduzieren - bei gleichzeitig erhöhter lokaler Effektivität.
Klinischer Hintergrund
In den letzten Jahren hat sich der Einsatz von lasergestützten Operationsverfahren in der Ophthalmochirurgie immer stärker etabliert. Dabei lassen sich einzelne Operationsschritte, etwa in der Kataraktchirurgie, mithilfe des Femtosekundenlasers bewerkstelligen. Hierzu zählen die Anlage der Inzisionen als Operationszugang, die Zerteilung des Linsenkerns und die Kapsulotomie. Diese werden jeweils mithilfe eines intraoperativ verwendeten OCTs individuell abgestimmt.
Abbildung: Der mobile Niedrigenergie Femtosekundenlaser FEMTO LDV Z8 (Ziemer Ophthalmic Systems AG, Port, Schweiz).
Warum sind bestehende Standardtherapien nicht ausreichend?
Die Femtosekundenlaser assistierte Kataraktoperation hält zunehmend Einzug in die moderne Ophthalmochirurgie. Als potenzielle Vorteile gegenüber der manuellen Kataraktoperation werden die höhere Standardisierbarkeit sowie Reproduzierbarkeit der Schnittführung und der Kapseleröffnung mit einer kreisrunden Kapsuolotomie gesehen. Durch den Einsatz des Femtosekundenlasers zur Kernfragmentierung können wir die dabei erforderliche Ultraschallenergie deutlich verringern oder deren Einsatz teilweise sogar ganz vermeiden.
Zielsetzung
Als Referenzzentrum für die Anwendung des LDV Z8 möchten wir zu einer einfachen und zuverlässigen Anwendung des Niedrigenergielasers beitragen. Ziel ist dabei die Auswertung klinischer Daten wie auch Ergebnisse präklinischer Untersuchungen zur weiteren Standardisierung und Optimierung der Femtosekundenlaser assistierten Kataraktchirurgie.
Wie ist der Projektstand?
Seit 2014 werden Femtosekundenlaser assistierte Kataraktoperationen mit dem FEMTO LDV Z8 an unserer Klinik durchgeführt. Klinische Daten bestätigen eine sichere und standardisierte Anwendung des Femtosekundenlasers. Präklinische wie auch klinische Untersuchungen ergeben dabei neue Erkenntnisse auf dem Feld der lasergestützten Kataraktchirurgie.
Das Projektteam
PD Dr. med. Karl Thomas Boden (Arbeitsgruppenleiter)
Prof. Dr. med. Kai Januschowski
Dr. med. Katrin Boden
Durchführung einer Femtosekundenlaser assistierten Kataraktoperation (links: das Liquid Patient Interface; rechts: Kernteilung nach Femtosekundenlaser assistierter Fragmentierung)
Experimentelle Glaukomchirurgie
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Projekt-Zusammenfassung
Ziel dieser Arbeitsgruppe ist die Entwicklung und Optimierung von innovativen drucksenkenden Operationsverfahren, die darauf ausgerichtet sind eine dauerhafte suffiziente Senkung des intraokularen Drucks bei Glaukompatienten zu erwirken. Ein Schwerpunkt ist die Entwicklung eines neuen Operationsverfahrens zur Aderhaut-Ableitung bei Grünem Star.
Wussten Sie schon?
Das Glaukom ist laut Weltgesundheitsorganisation die zweithäufigste Erblindungsursache. Weltweit haben geschätzt ca. 67 Mio. Menschen einen manifesten Glaukomschaden, 10 % dieser Menschen werden erblinden, weil die Krankheit nicht rechtzeitig diagnostiziert wurde. In Europa sind nahezu 2 % aller Menschen über 40 Jahre am Glaukom erkrankt.
Das tückische beim Glaukom ist, dass es in der Regel keine Schmerzen verursacht, das Auge äußerlich normal erscheint und erst bei einem weit fortgeschrittenen Schaden Gesichtsfelddefekte bemerkt werden.
Klinischer Hintergrund
Das Glaukom, auch bekannt unter dem Namen „grüner Star“, stellt eine Augenerkrankung dar, die mit einem Verlust von Nervenfasern des Sehnervs einhergeht. Mit fortschreitendem Verlust von Sehnervenzellen entstehen charakteristische Gesichtsfeldausfälle, die im Endstadium zur gänzlichen Erblindung des betroffenen Auges führen können. Neben anderen Risikofaktoren, die sich medizinisch nur schwer beeinflussen lassen, stellt ein erhöhter Augeninnendruck den wichtigsten beeinflussbaren Risikofaktor für ein Glaukom und dessen Fortschreiten dar.
Eine dauerhafte Senkung des Augeninnendrucks ist daher zur Behandlung des Glaukoms essentiell, da nur so ein Fortschreiten der Erkrankung mit weiterem Verlust von Sehnervenfasern verhindert werden kann. Als ersten Schritt kommen hierzu drucksenkende Augentropfen zum Einsatz. Vier verschiedene Wirkstoffgruppen stehen bereit, die auch kombiniert angewandt werden können um den drucksenkenden Effekt zu steigern. Nicht immer erbringt diese medikamentöse Therapie den gewünschten drucksenkenden Effekt. Hinzu kommt, dass einige Patienten aufgrund von Allergien oder Unverträglichkeiten ihre Tropfen nicht vertragen. Wenn die medikamentöse Therapie nicht erfolgreich ist, bleibt die Option einer drucksenkenden Operation.
Höchstes Ziel einer solchen operativen Therapie sind maximale Effektivität und Sicherheit des Verfahrens. Das bedeutet, dass wir den besten drucksenkenden Effekt mit dem geringsten Risiko für das Auftreten von Komplikationen erzielen möchten.
Abbildung: Sulzbacher Modifikation der Kanaloplastik mit zusätzlicher Aderhautdrainage
Warum sind bestehende Standardtherapien nicht ausreichend?
Bis vor kurzen war die Trabekulektomie der weltweite Goldstandard zur operativen Behandlung des konservativ nicht kontrollierbaren Glaukoms. Sie konnte die beste Drucksenkung erreichen. Ein großer Nachteil dieser nach außen filtrierenden Operationsmethode, bei der eine Verbindung vom Augeninneren nach außen unter die Bindehaut geschaffen wird um so ein Abfließen des Augenwassers zu gewährleisten, ist die Bildung eines Filterkissen. Diese Art Blase unter der Bindehaut muss ein Leben lang bestehen, damit der Abfluss weiterhin funktioniert. Leider ist hiermit zum einen ein großes Risiko für Infektionen gegeben, was mit einer erhöhten Rate an Krankenhausaufenthalten verbunden ist, zum anderen kommt es sehr häufig zum Vernarben dieses Filterkissens, sodass der Abfluss nicht länger gewährleistet ist und eine erneute Operation nötig ist.
In den letzten Jahren geht daher der Trend zu Operationsmethoden, die den Abfluss des Augenwassers über die natürlichen Abflusswege verstärken, anstatt einen unnatürlichen Abflussweg nach außen zu schaffen. Hierzu wurde die Kanaloplastik entwickelt, bei der der Schlemm’sche Kanal zuerst mit einem Mikrokatheter sondiert und anschließend ein Faden eingelegt wird, um den Kanal offen zu halten. Der drucksenkende Effekt der Kanaloplastik ist dem der Trabekulektomie fast ebenbürtig, jedoch zeigt die Kanalplastik eine viel geringere Komplikationsrate und ist daher als sicherer einzustufen. Wünschenswert wären jedoch Operationsverfahren, die eine noch bessere Drucksenkung bewirken.
Zielsetzung
Wir haben uns zum Ziel gesetzt durch die Entwicklung neuer Operationsverfahren im Rahmen der nicht-penetrierenden Glaukomchirurgie eine optimale dauerhafte Senkung des Augeninnendrucks zu ermöglichen und so dem Fortschreiten des Glaukoms entgegenzuwirken.
Wie ist der Projektstand?
Bisher konnten wir in unserer Klinik über 1.000 Kanaloplastiken durchführen und hervorragende Ergebnisse präsentieren. Die komplikationsreiche Trabekulektomie ist aus unserem Operationsspektrum seit mehr als 5 Jahren gänzlich verschwunden.
Des Weiteren entwickeln wir stets neue Operationstechniken, mit dem Ziel den drucksenkenden Effekt der Kanaloplastik noch zu verstärken, ohne das Komplikationsrisiko zu erhöhen. Erwähnenswert unter den bisherigen Errungenschaften sind unter anderem die Kanaloplastik mit suprachoroidaler Drainage, die 360°- Faden-Trabekulotomie sowie die Suprachoroidale Drainage mit Ologen® Implantation. Weitere vielversprechende Projekte sind in der Entwicklungsphase.
Das Projektteam
Dr. med. Anna-Maria Seuthe (Arbeitsgruppenleiter)
Prof. Dr. med. Peter Szurman
Dr. med Arno Haus
Ciprian Ivanescu
Argos Glaukomsensor
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Projekt-Zusammenfassung
Ziel dieser Arbeitsgruppe ist die Entwicklung und Validierung neuartiger Druckmesssensoren zur telemetrischen Messung des Augeninnendruckes. Dabei kann eine langfristige nahezu kontinuierliche Aufzeichnung des Augeninnendruckes auch außerhalb einer augenärztlichen Einrichtung, durch den Patienten selbst erfolgen. Neu ist die Entwicklung eines Mikrosensors zur Implantation in den suprachoroidalen Raum.
Wussten Sie schon?
Ein Glaukom ist die häufigste Ursache für irreversible Erblindung. Weltweit sind ca. 60,5 Mio. Menschen davon betroffen. Da der Augeninnendruck als einzig modifizierbarer Risikofaktor für die Progression gilt, werden Behandlungsentscheidungen aktuell meist anhand von mehreren punktuell gemessenen Augeninnendruckwerten getroffen. Es zeigte sich jedoch, dass viele Patienten einer große Bandbreiten von Druckschwankungen unterliegen. Diese sind abhängig von der Tageszeit, der Positionierung des Körpers (liegend oder aufrecht) und auch von der jeweiligen körperlichen Aktivität.
Klinischer Hintergrund
Der Augeninnendruck ist der wichtigste beeinflussbare Risikofaktor für die Entstehung und Progression einer glaukomatösen Optikusneuropathie. Dabei kann durch die Modulation des Augeninnendruckes eine Verlangsamung oder gar Verhinderung der Progression von Glaukom-assoziierten Gesichtsfeldausfällen erreicht werden. Das kann medikamentös oder durch entsprechende drucksenkende Operationen erfolgen.
Warum sind bestehende Standardtherapien nicht ausreichend?
Augeninnendruckmessungen werden im Rahmen der klinischen Routineuntersuchungen vornehmlich als punktuelle Messungen mit der Applanationstonometrie nach Goldmann realisiert und sind an eine augenärztliche Untersuchungseinheit gebunden. Dabei erhobene Druckwerte stellen jedoch nur einen Ausschnitt der eigentlich vorliegenden Augeninnendruckwerte dar. Fluktuationen innerhalb von Minuten, im Tagesverlauf oder auch längerfristig (wie auch einzelne Spitzen des Augeninnendruckes) werden somit jedoch meist nur leidlich detektiert. Da der Augeninnendruck einen der wichtigsten Risikofaktoren für eine Glaukom-Progression darstellt, ist eine engmaschige Kontrolle und Überwachung wünschenswert.
Zielsetzung
Ziel dieser Arbeitsgruppe ist die Entwicklung und Validierung neuartiger Druckmesssensoren zur telemetrischen Messung des Augeninnendruckes. Dabei steht die Validierung der Messgenauigkeit sowie der Überprüfung der Biokompatibilität von suprachoroidal minimal-invasiv implantierbaren Druckmesssensoren im Vordergrund. Im Anschluss an die präklinischen Untersuchungen ist es das Ziel, den Drucksensor mit der entwickelten suprachoroidalen minimal-invasiven Implantationstechnik, im klinischen Umfeld zu etablieren.
Wie ist der Projektstand?
Derzeit erfolgt die präklinische Validierung der Messgenauigkeit und der Biokompatibilität der suprachoroidal implantierbaren Druckmesssensoren. Das minimal-invasive Implantationsverfahren wurde dabei im Vorfeld speziell für diesen Sensor entwickelt und bereits etabliert. Im weiteren Verlauf ist der Einsatz der suprachoroidalen telemetrischen Drucksensoren im Rahmen von klinischen Studien geplant.
Erste Implantation eines Eyemate sc Glaukom-Augendrucksensors beim Menschen
Im Dezember 2018 implantierte Prof. Dr. med. Peter Szurman weltweit erstmalig erfolgreich einen intraokularen Augeninnendrucksensor EYEMATE SC von Implandata zwischen der Aderhaut und der Lederhaut des Auges. „Der Mikro-Sensor übernimmt eine automatische Überwachung des Augeninnendrucks, was die Versorgung von Patienten mit einem Glaukom (Grüner Star) deutlich verbessert und das Risiko einer Erblindung senkt“, so Prof. Dr. med. Peter Szurman.
Zur Pressemitteilung
Video der erfolgreichen Implantation LINK
Arbeitsgruppenleiter
Prof. Dr. med. Peter Szurman
Abbildung: Handablesegerät zur drahtlosen Druckmessung. Durch das Drücken auf den Knopf in der Mitte des Handablesegerätes und das anschließende Vorhalten des Gerätes vor das Auge wird die automatische Druckmessung gestartet, anschließend kann der Wert auf dem Display (in mmHg) abgelesen werden.
Abbildung: Prototyp eines suprachoroidalen Druckmesssensors. Die Elektronik samt ASIC des Sensors ist in ein Silikonenchasement eingebettet. Das Implantat kann direkt in den suprachoroidalen Raum eingebracht werden.
