Der modifizierte Heidelberg-Retina-Tomograph HRT Erste Ergebnisse einer In-vivo-Darstellung von kornealen Strukturen

Zusammenfassung

Hintergrund. Zur konfokalen In-vivo-Abbildung von kornealen Strukturen werden gegenwärtig in der Regel Tandemschlitz-Scanning-Mikroskope mit Halogen- oder Hg-Lampen eingesetzt. Die systematisch ungleichmäßige Objektausleuchtung bei diesen Systemen gestattet eine automatische Bildauswertung nur unter erheblichem Korrekturaufwand. Unser Ziel war der Aufbau eines digital-konfokalen Laser-Rastermikroskops zur Darstellung der vorderen Augenabschnitte auf der Basis des Heidelberg-Retina-Tomographen HRT, gekoppelt mit einer speziellen Software zur automatischen Quantifizierung von Korneaparametern, z. B. der Keratozytendichte.

Material und Methode. Wir entwickelten für den HRT einen Objektivvorsatz zur Fokussierung des Lasers auf die Kornea in Kombination mit einem computergesteuerten externen hydraulischen z-Scan-System. Durch eine programmierbare Adaptierungselektronik für den externen Schrittmotor des z-Antriebs unter Ausnutzung aller internen Steuer- und Bildspeicherfunktionen einschließlich der Patientenverwaltung sowie unter Beibehaltung der Originalfunktion des HRT entstand ein digital-konfokales Laser-Scanning-Mikroskop. Zur Bildauswertung und automatischen Keratozytenzählung wird eine spezielle 3D- bzw. CHEMOTAXIS^®-Software eingesetzt.

Ergebnisse. Erste Untersuchungen zeigen eine gleichmäßige Bildausleuchtung des Epithels, des Endothels sowie der Keratozytenkerne. Der hydraulische z-Scan gestattet eine präzise und ruckfreie Aufnahme von Bildserien in 0,7 s und damit eine reproduzierbare Bestimmung des Keratozytendichteprofils sowie eine dreidimensionale Darstellung aller Hornhautstrukturen.

Abstract

Background. At present, confocal tandem scanning microscopes with halogen or mercury lamps are used to depict all corneal structures in vivo, e.g., before and after PRK or LASIK. Insufficient imaging quality and irregular corneal illumination are the main problems for automatic quantitative evaluation of the keratocyte density when applying this instrument. A high correction is required for correcting the background irregularities of pictures. Our aim was to find out whether it is possible to change the Heidelberg retina tomograph (HRT) into a high-resolution digital laser scanning microscope for the visualization of anterior segments of the eye, coupled with a special evaluation software.

Material and method. We developed a lens adapter for the HRT that focusses the laser beam onto the cornea by combining with an external, computer-controlled hydraulic z-scan sledge. By using a programmable adaptation for the external stepmotor on the z-scan sledge in combination with all internal control functions and patient data, it is possible to create a digital confocal laser scanning microscope with retention of all the original HRT functions. For evaluation of the corneal images and automatic count of keratocytes, we used special 3D and Chemotaxis software.

Results. First investigations show a regular illumination of all corneal structures as the epithelium, endothelium, and keratocytes. The hydraulic z-scan allowed a precise shift of the focus through the cornea to take series of images for the evaluation of the keratocyte profile and 3D reconstruction of all corneal structures.