Hornhauttopographie - Spezialisten und Informationen

07.02.2024
Univ.-Prof. Dr. Dr. Ludwig Heindl
Medizinischer Fachautor

Bei der Hornhauttopographie handelt es sich um eine mikro-genaue Untersuchungsmethode der Hornhaut (Cornea). Die Hornhauttopographie erstellt eine Art Landkarte von der Oberfläche der Hornhaut. Die Darstellung ist farblich und bildlich möglich.

Im Folgenden finden Sie weitere Informationen sowie ausgewählte Hornhauttopographie-Spezialisten.

Artikelübersicht

Hintergrundinformationen

Die Hornhaut hat eine hohe Bedeutung für das Auge. Zunächst schützt sie das Innere des Augapfels vor mechanischen Reizen. Sie muss stets eine hohe Klarheit aufweisen, um das Licht ungehindert passieren zu lassen. Weiterhin sorgt die Krümmung der Hornhaut für eine Lichtbrechung, bevor die Strahlen auf die Augenlinse fallen.

Auge einer FrauDie Hornhaut schützt die Iris und das empfindliche Augeninnere @ Firn /AdobeStock

Der Augenarzt führt die Hornhauttopographie mit einem computergesteuerten Gerät durch, dem sogenannten Keratographen. Die Hornhauttopographie erlaubt eine präzise Darstellung zahlreicher Krankheitsbilder der Hornhaut.

Je nach System erfasst das Verfahren 5.000 bis 10.000 Punkte der Hornhautoberfläche. Anhand der Ergebnisse ermittelt der Augenarzt die Beschaffenheit der Augenhornhaut. So kann er mögliche krankhafte Veränderungen feststellen.

Auch für die Korrektur von Refraktionsfehlern ist die exakte Vermessung durch die Hornhauttopographie von großer Bedeutung. Die Untersuchung liefert die Basis, um weitere Befunde zu vergleichen und ermöglicht eine genaue Auswertung der Ergebnisse.

Indikation der Hornhauttopographie

Die Diagnose mithilfe der Hornhauttopographie dient zur Erkennung und Verlaufskontrolle krankhafter Veränderungen der Hornhaut.

Ärzte sollten sie unbedingt vor Operationen, die die Gesamtbrechkraft der Augen verändern (Refraktive Chirurgie), durchführen.

Nach einem refraktiven Eingriff kann die Hornhauttopographie zur weiteren Kontrolle dienen. Sie liefert präzise Aussagen über die anatomische Beschaffenheit der Hornhaut, die für das Anpassen von Kontaktlinsen notwendig ist.

Die Hornhauttopographie am Auge sollte in den folgenden Fällen zum Einsatz kommen:

  • Hornhautverkrümmung (Astigmatismus)

Der Einsatz der Hornhauttopographie eignet sich, um die Ausprägung der Hornhautverkrümmung zu bestimmen. Die Hornhautverkrümmung führt bei Betroffenen zu einem Brechkraft-Fehler, der wiederum das Sehen behindert.

Je nach Art der Krümmung kann der Fehler unterschiedliche Folgen haben:

  • Eine stärkere Krümmung der Hornhautoberfläche (geringerer Hornhautradius) führt zu einer stärkeren Brechkraft.
  • Eine geringere Krümmung (höherer Hornhautradius) hingegen zu einer geringeren Brechkraft.

Vor allem bei einer starken Hornhautverkrümmung ist es wichtig, diese von der ausgeprägten und fortschreitenden Art (Keratokonus) abzugrenzen.

Auch Erkrankungen der Lider, wie Lidfehlstellungen oder Lidtumoren können zu Veränderungen der Hornhauttopographie führen. Deshalb sollten Ärzte bei Liderkrankungen und vor Operationen am Lid auf eine Hornhauttopographie setzen.

  • Verletzung der Hornhaut

Auch bei Verletzungen oder Infektionen der Hornhaut ist eine Hornhauttopographie-Untersuchung empfehlenswert. Diese Beeinträchtigungen können Vernarbungen nach sich ziehen, die zu unscharfem Sehen und erhöhter Blendempfindlichkeit führen. Anhand der Hornhauttopographie lassen sich die Abweichungen an der Cornea mikrometer-genau messen.

  • Vorbereitung der Kunstlinsenimplantation

Der Graue Star (Katarakt) führt zu einer getrübten Linse und kann die Sehkraft stark beeinträchtigen, bis hin zur Erblindung. Eine effektive Therapie der Erkrankung ist die Implantation einer Kunstlinse.

Vor dem Einsatz der Kunstlinse stellt die Hornhauttopographie eine notwendige Untersuchung dar. Mit ihr lässt sich die Stärke der Linse präzise ermitteln. Die Hornhauttopographie liefert Klarheit, ob der Patient sich für eine Kunstlinsenimplantation eignet.

  • Keratokonus

Beim Keratokonus handelt es sich um eine übermäßige Krümmung der Hornhaut, die zudem durch eine spitzkegelige Verformung gekennzeichnet ist.

Die angeborene Erkrankung tritt häufig im jungen Erwachsenenalter auf. Bei den Betroffenen nimmt die Sehstärke ab. Es treten immer wieder auffällige Veränderungen bei den Stärkewerten für Brillen und Kontaktlinsen auf.

Die Hornhauttopographie am Auge macht die exakte Abstufung der Hornhautwölbung am Auge sichtbar. Der Keratokonus ist im frühen Stadium ausschließlich durch dieses Verfahren diagnostizierbar.

Die Hornhauttransplantation am Auge ermöglicht eine zeitige Diagnose und Therapie. Zunächst stehen konservative Sehhilfen zur Behandlung zur Verfügung, bei einer starken Verdünnung der Hornhaut kommt eine Hornhauttransplantation in Betracht.

  • Sehverschlechterung

Bei unklarer Ursache für eine Sehverschlechterung kann die Hornhauttopographie bei der Diagnose helfen. Sie kann ausschließen oder bestätigen, ob die Beschaffenheit der Hornhaut die Seheinschränkung hervorruft.

  • Kontaktlinsen

Auf Basis der Hornhauttopographie lassen sich die Kontaktlinsen präzise anpassen. Auch die individuelle Beschaffenheit der Hornhaut ist bei der Auswahl der geeigneten Linsen zu berücksichtigen. Dies gilt auch für komplizierte Hornhautformen und anspruchsvolle Hornhautoberflächen.

Durchführung der Untersuchung

Die Hornhauttopographie erfolgt ohne Berührung und bringt für den Patienten keine weitere Einschränkung mit sich. Sie dauert nur wenige Minuten.

Der Patient legt seinen Kopf auf eine Kinn-Stirn-Stütze, damit der Augenarzt die Messung am Auge mittels Keratographen vornehmen kann. Der Patient fixiert während der Hornhauttopographie einen leuchtenden Punkt am Gerät.

Frau an einem KeratografenDer Keratograph ist ein Instrument zur Erfassung und Auswertung der Hornhaut-Topographie @ coldwaterman /AdobeStock

Techniken der Hornhauttopographie am Auge

Für die Hornhauttopographie am Auge stehen Placido-basierte und Scheimpflug-basierte Techniken zur Verfügung.

  • Placido-basierte Verfahren

Die Untersuchung beinhaltet eine computerbasierte Abtastung der Hornhaut, die durch eine Placido-Scheibe auf die Hornhaut-Vorderfläche des Patienten erfolgt. Diese Projektion besteht aus sich schwarzen und hellen Ringen, die sich regelmäßig abwechseln. Die Videokamera des Keratographen nimmt dabei ein Bild der reflektierten Hornhaut auf.

Anschließend erfolgt die Auswertung der Bilder am Computer. Dabei analysiert der Arzt nach Projektion die Abstände der Ringe auf der Cornea-Oberfläche. Asymmetrische Formen deuten auf krankhafte Veränderungen der Hornhaut hin.

Placido-ScheibePlacido-Scheibe @ Anna /AdobeStock

  • Scheimpflug-basierte Verfahren

Bei diesem Verfahren der Hornhauttopographie nimmt der Augenarzt mit der Kamera Aufnahmen aus verschiedenen Blickrichtungen auf. Er ermittelt die Form der Hornhautvorder- und rückfläche. Dadurch entsteht eine Karte der Hornhautdicke. Die Übersicht zeigt die dünnste Stelle der Hornhaut und die Krümmung in der steilsten Achse.

Ermittlung der Ergebnisse der Hornhauttopographie

Anhand verschiedener Methoden wertet das computergesteuerte System die Daten aus. Um die Hornhautoberfläche exakt erfassen und abbilden zu können, misst das System verschiedene Parameter und Werte:

  • Krümmung

Beim gesunden Auge sorgt eine gleichmäßige Krümmung der Hornhaut für scharfes Sehen. Die Hornhauttopographie misst diese Krümmung als Krümmungsradius in mm oder als Krümmungsäquivalent in Dioptrien.

  • Höhendaten

Bei den Höhendaten handelt es sich um ein dreidimensionales Modell der Hornhaut. Auch hier dienen computergesteuerte Systeme für die mathematische Berechnung.

Die Höhendaten sind als Koordinaten z (x,y) erfasst. Diese Werte erlauben genaue Aussagen über die Beschaffenheit der Hornhaut.

  • Darstellung der Brechkraft

Die refraktive Darstellung ermöglicht eine Beurteilung der Hornhautoberfläche. Grundlage sind die Brennweiten. Diese lassen sich mit dem Brechungsgesetz (Lichtstrahl-Verfolgung) berechnen. Die Einheit für Brennweiten sind Dioptrien.

  • Fourier-Analyse

Aufgrund der ermittelten Brechkraft-Daten durch die Fourier-Analyse lässt sich die ursprüngliche Größe der Hornhaut berechnen. Entwickelt hat die Methode der französische Physiker Jean-Baptiste Fourier (1768-1830).

Das computergesteuerte Verfahren berechnet aus dem Bild einzelne Komponenten. 

Folgende Angaben ermöglichen eine präzise Analyse der Hornhaut:

  • Dezentration
  • Unregelmäßigkeiten
  • Sphärische Komponenten

Diese Komponenten bilden die Basis für die Ermittlung der Fourier-Indizes. Diese Werte erlauben dem Augenarzt eine präzise Charakterisierung der Hornhautoberfläche.

  • Zernike-Analyse

Die Zernike-Analyse kommt bei der Vermessung des Wellenfrontfehlers zum Einsatz.

Der Wellenfrontfehler ist eine feine Unregelmäßigkeit an der Kontur des Auges. Das wissenschaftliche Modell stellt das Licht optisch in Wellenform dar.

Diese Wellenfronten lassen sich üblicherweise mit den Zernike-Polynomen beschreiben. Der niederländische Physiker Frits Zernike (1888-1966) entwickelte dafür ein mathematisches Modell, das die Abweichung zwischen realer und idealer Wellenfront ermittelt. 

Jedes einzelne Polynom hat die Bezeichnung der Störung, die es betrifft. 

Zu den wichtigsten Zernike-Polynomen gehören:

  • Vierwelligkeit (Vierblattfehler)
  • Astigmatismus
  • Koma

Das computergesteuerte System der Hornhauttopographie am Auge führt die Zernike-Analyse anhand der Höhendaten durch.

  • Hornhautindizes

Hornhautindizes fassen die Daten aus der Hornhauttopographie aussagekräftig zusammen. Diese Kenngrößen ermöglichen Aussagen über die Oberflächenform der Hornhaut. 

Darüber hinaus erlauben die Daten eine Klassifizierung.

Basis der Hornhautindizes bilden folgende Werte: 

  • Höhendaten
  • Krümmungsdaten
  • Daten aus der Fournier-Analyse und Zernike-Analyse

Diese Indizes ermöglichen dem Augenarzt, bereits geringe Abweichungen am Auge zu erkennen.

Darstellung der Ergebnisse

Die computergesteuerten Systeme der Hornhauttopographie verbinden die Messung der Hornhaut und die Darstellung der Ergebnisse. In der Regel können Augenärzte unterschiedliche Ansichten wählen:

  • Numerische Darstellung

Das computergesteuerte System verarbeitet die gemessenen Daten und stellt sie in Zahlenform dar. Danach kann der Arzt die Werte mit älteren Befunden abgleichen und sie mit Normwerten vergleichen.

  • 3-D-Darstellung

Computergestützte Systeme der Hornhauttopographie verfügen über eine anschauliche Darstellung der Hornhaut in drei Dimensionen. Bei dieser Darstellungsform lässt sich der Krümmungsverlauf der Hornhautoberfläche sichtbar machen. 

Durch Grafiken kann der Augenarzt seinem Patienten die Beschaffenheit der Hornhautoberfläche zeigen. Verschiedene Schaltflächen machen die Krümmungsradien erkennbar.

  • Farbcodierte Karte der Hornhauttopographie am Auge

In dieser Übersicht erhalten die Krümmungsradien verschiedene Farben.

Augenlasern-Voruntersuchung-der-Hornhaut-Topographie-vor-LASIK-OP
Darstellung einer Hornhauttopographie-Untersuchung

Beurteilung der Ergebnisse der Hornhauttopographie

Die Ergebnisse der Hornhauttopographie liegen dem Augenarzt in folgenden Form vor:

  • Bildliche Darstellungen
  • 3D-Abbildungen 
  • Auflistung relevanter Daten

Die Möglichkeiten hängen von dem verwendeten computergesteuerten System ab. Meist kann der Arzt die einzelnen Werte rasch überblicken. Häufig unterstützt das Programm bei der Einordnung der gemessenen Werte.

Bei folgenden Erkrankungen muss der Arzt die Veränderungen des Patienten beobachten und individuell bewerten:

  • Hornhautverkrümmung (Astigmatismus)

Bei einer Hornhautverkrümmung werden üblicherweise zwei Einfallsebenen gemessen: 

  • Eine mit maximaler Brechkraft
  • Eine mit minimaler Brechkraft

Die Differenz zwischen diesen beiden Hauptschnitten ist die Stärke des Astigmatismus. Diese geben Experten entweder als Differenz der Hornhautradien oder als Differenz der Brechkraft an. 

Die Achse ist der Winkel der Einfallsebene zur Horizontalebene. Für eine Sehhilfe geben Mediziner den Brechwert eines Astigmatismus in Dioptrien an, die Art der Korrektur in Zylinder. Die Position des Astigmatismus stellen sie mittels einer Achse dar.

  • Keratokonus

Wenn ein Keratokonus vorliegt, ermittelt der Augenarzt in der Regel eine Verteilung der zentralen Krümmungsradien. Die Hornhaut des Patienten kennzeichnet sich durch eine Verkippung. Wenn der Keratokonus vorangeschritten ist, nimmt der Astigmatismus in der Regel zu.

  • Vorbereitung einer Kunstlinsenimplantation

Anhand der Ergebnisse der Hornhauttopographie ermittelt der Augenarzt, ob der Patient die Voraussetzungen für eine Kunstlinsenimplantation erfüllt. Eine zu starke Hornhautverkrümmung oder eine Hornhautdystrophie können Ausschlusskriterien für so einen Eingriff sein.

Zwei Typen künstlicher AugenlinsenKünstliche Augenlinsen @ Mohammed /AdobeStock

  • Sehverschlechterung

Die Ergebnisse der Hornhauttopographie geben Aufschluss darüber, ob eine Abweichung und folgedessen eine Sehverschlechterung durch die Cornea vorliegt. Auch Verletzungen an der Oberfläche der Hornhaut lassen sich erkennen.

  • Kontaktlinsen

Die Ergebnisse der Hornhauttopographie liefern für die Anpassung von Kontaktlinsen aller Art wertvolle Anhaltspunkte.

Die individuellen Werte des Patienten erleichtern die Auswahl der passenden Linsen. Der Einsatz astigmatischer oder formstabiler Kontaktlinsen ist aufgrund der genauen Messergebnisse möglich. Mit einer Hornhauttopographie lässt sich außerdem die Verträglichkeit der Kontaktlinsen beobachten.

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