D7 Aberrometrie: Messung der Augenwellenfront

Thema

Das Hartmann-Shack-Aberrometer, das unter Namen wie COAS oder iTrace vertrieben wird, sendet einen sehr schmalen Lichtstrahl ins Auge. Dieser Strahl durchdringt Hornhaut und Linse, wird von der Netzhaut reflektiert und verlässt das Auge erneut. Diesmal durchquert er die gesamte Pupille und nicht nur den schmalen Punkt, an dem er eingetreten ist. Nach dem Durchtritt durch die gesamte Pupille ist der reflektierte Strahl kein schmaler Strahl mehr, sondern die vollständige Wellenfront des Auges: die Form, die das Licht an jedem Punkt der Pupille annimmt, nachdem es Hornhaut und Linse zweimal durchdrungen hat.

Wenn Hornhaut und Linse eines Auges keine Verzerrungen verursachen würden, die über die bereits durch die übliche optische Korrektur bedingte hinausgehen, wäre die austretende Wellenfront des Auges vollkommen flach, ohne jegliche Unregelmäßigkeiten zwischen den einzelnen Punkten der Pupille. Das Hartmann-Shack-Aberrometer leitet die Wellenfront des Auges durch ein Array von Mikrolinsen – ein Gitter aus winzigen Linsen, von denen jede ihren Teil der Wellenfront des Auges auf einen festen Referenzpunkt fokussiert. Wenn die Wellenfront des Auges nicht flach ist, fokussiert jede Mikrolinse ihren Abschnitt auf einen Punkt, der von diesem festen Referenzpunkt abweicht. Das vollständige Muster dieser Abweichungen, gemessen Mikrolinse für Mikrolinse, offenbart die exakte Form der Wellenfrontverzerrung des Auges über die gesamte Pupille. Ein anderes Verfahren, das Tscherning-Aberrometer, analysiert nicht, wie die Wellenfront des Auges nach der Reflexion an der Netzhaut entsteht, sondern projiziert ein bekanntes Raster durch Hornhaut und Linse auf die Netzhaut und analysiert, wie dieses projizierte Raster auf der Netzhaut verzerrt wird, um daraus umgekehrt die gleiche Verzerrung der Wellenfront des Auges abzuleiten.

Die durch das Mikrolinsenarray erfasste Verzerrung der Wellenfront des Auges ist zu komplex, um durch eine einzelne Zahl beschrieben zu werden. Daher zerlegt das Hartmann-Shack-Aberrometer sie in Zernike-Koeffizienten: eine Zahlenreihe, die jeweils angibt, wie stark eine bestimmte, standardisierte Verzerrungsart in der gesamten Wellenfrontverzerrung des Auges enthalten ist. Einige Zernike-Koeffizienten entsprechen denselben Aberrationen niedriger Ordnung, die bereits durch eine Standard-Brillenverordnung korrigiert werden – derselben Defokussierung, die durch die sphärische Korrektur behoben wird, und demselben Astigmatismus, der durch die Zylinderkorrektur behoben wird. Andere Zernike-Koeffizienten hingegen entsprechen Aberrationen höherer Ordnung, komplexeren Verzerrungsformen, die sich durch eine Kombination aus sphärischer und zylindrischer Korrektur nicht vollständig beheben lassen.

Unter den durch Zernike-Koeffizienten sichtbar gemachten Aberrationen höherer Ordnung ist die sphärische Aberration eine der häufigsten. Sie entsteht, weil Lichtstrahlen, die durch den Rand einer einfach gekrümmten Oberfläche, wie beispielsweise einer herkömmlichen sphärischen Linse, treten, in einem anderen Punkt zusammenlaufen als Lichtstrahlen, die durch die Mitte derselben Oberfläche treten. Daher gibt es nicht mehr einen einzigen Brennpunkt für die gesamte Pupille, sondern einen für die Mitte und einen weiteren, leicht abweichenden für den Rand. Dieselbe sphärische Aberration, die mit dem Hartmann-Shack-Aberrometer im Auge sichtbar gemacht wird, kann auch durch eine Intraokularlinse mit einfach gekrümmter Oberfläche verursacht werden, wenn diese nach einer Kataraktoperation die natürliche Linse ersetzt.

Da die konventionelle refraktive Chirurgie, wie sie im Ametropiemodell beschrieben wird, lediglich die Aberrationen niedriger Ordnung (Sphäre und Zylinder) korrigiert, nutzt die wellenfrontgeführte refraktive Chirurgie die vollständige Zernike-Koeffizientenkarte des Hartmann-Shack-Aberrometers, um die Hornhaut zu formen und so die für das jeweilige Auge spezifischen Aberrationen höherer Ordnung zu korrigieren – nicht nur die übliche optische Korrektur. Auch eine Premium-Intraokularlinse (IOL) ist mit einer Oberfläche ausgestattet, die nicht mehr einfach sphärisch ist, sondern speziell so berechnet wurde, dass sie die sphärische Aberration kompensiert, die eine einfache gekrümmte Oberfläche sonst verursachen würde. Dadurch wird sichergestellt, dass die aus einem Auge mit dieser Premium-IOL austretende Wellenfront der idealen, flachen Wellenfront des Auges, mit der alle vom Hartmann-Shack-Aberrometer gemessenen Werte verglichen werden, deutlich näher kommt.

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