Funduskontrollierte Perimetrie zur Überprüfung der Schwellenwerte retinaler Sensitivität

Abstract

Einleitung: Das MP1 (Nidek Technologies, Padua, Italien) ermöglicht eine Perimetrie unter Funduskontolle mittels eines Infrarot-Fundusbildes und eines Eye-Tracking Systems. Erstes Ziel der Arbeit war, eine Modifikation zur Rezeptorsystem-Differenzierung nach dem Zweifarben-Perimetrie-Prinzip unter Wahrung des CE-Zeichens zu entwickeln. Beim Ansatz von Crossland und Mitarbeitern (2011) mit Eingriff in den Strahlengang wird die Schwelle unter dunkeladaptierten Bedingungen nur mit Stimulusgröße Goldmann V erreicht (räumliche Summation). Zweites Ziel war, für den weißen Stimulus eine echte Schwellenbestimmung zu entwickeln. Die in bisherigen Arbeiten (z.B. Midena et al. 2010) erhobenen Normwerte für Standardbedingungen Goldmann III, 200 ms stellen bei Werten um 20 dB keine Schwellenbestimmung dar, wie das unphysiologische Plateau der zentral gemessenen Werte zeigt. Methoden: Die Filterung des Lichtes konnte ohne Eingriff in das Gerät und damit ohne Verlust der CE-0123 mithilfe einer neu entworfenen Filterhalterung erfolgen. Stimulus- und Hintergrundhelligkeit sowie Stimulusfarbe wurden durch einen Neutraldichtefilter bzw. Kurzpassfilter auf mesopisches Niveau von 0,18 cd/m2 reduziert. Bei 22 augengesunden Probanden im Alter von 16 bis 49 J. wurde mit einem Punkteraster der hintere Pol an 55 Netzhautorten untersucht. Die Lichtunterschiedsempfindlichkeit (LUE) wurde mit 200 ms Goldmann III großen weißen, roten oder blauen Stimuli in einem abgedunkelten Raum gemessen. Zur besseren Unterscheidung des Einflusses des Zapfen- und Stäbchensystems auf die gemessenen Werte durchliefen zusätzlich 4 Patienten mit molekulargenetisch gesicherter Achromatopsie und 1 Patient mit Blauzapfen-Monochromasie das gleiche Programm. In Nebentests wurde der Einfluss von Stimulusgrößen Goldmann IV und V sowie eines kleineren Fixationsobjektes (Ausschluss einer Lokaladaptation) mit wenigen Probanden durchgeführt. Für die Unterscheidung des Einflusses der Stimulusgröße unter Standardbedingungen wurde die LUE bei normalem Hintergrund bei 22 Probanden mit jeweils Goldmann III, II und I (200 ms) gemessen. Ergebnisse: Für rote Stimuli war für augengesunde Probanden die mediane LUE zentral am höchsten und sank nach peripher hin ab, bei Patienten mit Achromatopsie hingegen waren keine LUE mehr messbar. Die mediane LUE für blaue Stimuli war zentral signifikant niedriger als in der Peripherie, ebenso wie bei den Achromatopsie-Patienten. Die Messung mit weißen Stimuli ergab ein Mischbild der blauen und roten Messung, bei Achromatopsie-Patienten war die zentrale Senke deutlicher erkennbar. Bei normalem Hintergrund und weißem Stimulus Goldmann III ergab sich an allen Messpunkten für augengesunde Probanden im Median ein LUE-Plateau von 20 dB. Mit Stimulusgröße Goldmann II betrug der Median in den zentralen 6° weiterhin 20 dB, bei 10° Exzentrizität sank er auf 16 dB. Mit Stimulusgröße Goldmann I war die maximale LUE zentral 14,5 dB, nach peripher sanken die Werte bis auf 9 dB. Die Ergebnisse stimmen gut mit Berichten von Aulhorn und Harms (1972) bzw. Johnson und Mitarbeitern (1981) zur Profilperimetrie ohne Funduskontrolle überein. Diskussion: In Dunkelheit sind Stäbchen im blauen Spektrum ca. 100-fach empfindlicher als Zapfen (entspräche 20 dB). Da in den zentralen 2° der Netzhaut keine Stäbchen vorliegen, belegt das relative Zentralskotom für blaue (aber nicht rote Stimuli), dass bevorzugt Stäbchen stimuliert werden. Mit roten Stimuli spricht der Zentralgipfel für eine Detektion durch Zapfen. Zusätzliche Messungen mit Achromatopsie-Patienten bestätigen das unterschiedliche Antwortverhalten der beiden Photorezeptorsysteme auf die dargebotenen kurz- und langwelligen Reize. Durch geeignete Filterwahl ist es somit möglich, das Zapfen- und Stäbchensystem relativ selektiv zu untersuchen. Mit einer Modifikation durch Filter sind nur mesopische Messungen am vorhandenen Gerät realisierbar. Für skotopische Messungen reicht der Kontrast des internen LC-Displays nicht aus.Unter photopisch-mesopischen Bedingungen weist die Netzhautempfindlichkeit einen Zentralgipfel auf. Dieser war in früheren Arbeiten zum MP1 nicht nachweisbar, da die physiologische Schwelle mit Standard-Parametern Goldmann III und 200 ms vom MP1 nicht erreicht wird - es entsteht ein Plateau, das dem dunkelsten noch präsentierbaren Stimulus entspricht. Da unter den gegebenen Bedingungen die räumliche Summation der Netzhautsignale wirksam ist, ist die physiologische Empfindlichkeit für kleinere Goldmann-Marken niedriger. Pathologien der Netzhautmitte werden früher detektiert, wenn primär mit diesen Marken gemessen wird. Für die klinische Routine wäre ein verändertes Untersuchungsprotokoll sinnvoll, welches die Stimulusgrößen dynamisch variiert. Ohne Modifikation des Untersuchungsprotokolls ist derzeit ein Suchtest mit Stimulusgröße Goldmann I denkbar. Introduction: The MP1 (Nidek Technologies, Padova, Italy) is a commercially available device for fundus-controlled measurement of the central visual field using an eye-tracking system. The first objective of this work was to expand the use of the MP1 to separate cone and rod function without modifying the CE marked device itself. The modification described by Crossland et al. (2011) to use the MP1 under darker conditions interferes with the light paths within the instrument. The second objective of this work was to develop a protocol that allows true threshold determinations for the central stimuli. The published standard values for retinal sensitivity under standard conditions (Goldmann III, 200 ms) (Midena et al. 2010) appear inadequate as a plateau is reached and no darker stimuli can be presented with the MP1. In this work standard conditions were expanded by using smaller stimuli to enable threshold determinations. Methods: The modification was realised without interfering with the CE-0123 sign by using a newly developed filter holder. In brief, the light output of the MP1 was filtered in front of the objective lens. Stimuli and background-illumination were dimmed with a neutral density filter respectively short-pass filter to mesopic conditions of ~0.18 cd/m2. Twenty-two healthy subjects aged 16y to 49 y were investigated with a pattern covering 55 positions on the posterior pole of the retina. Thresholds were determined by presenting 26 (Goldmann III) white, red or blue stimuli in a dimmed room for 200 ms. In order to distinguish the rod- and cone-derived contribution on the sensitivity thresholds, 4 patients with achromatopsia and one patient with blue-cone-monochromacy were investigated using the same protocols. Additionally, in order to distinguish effects of stimulus size, sensitivity was measured in 22 healthy subjects with Goldmann III, II and I stimuli under standard conditions.Results: For red stimuli, healthy subjects were most sensitive at the fovea with inverse proportional sensitivity towards eccentricity. No thresholds could be measured in patients with achromatopsia. For blue stimuli, sensitivity in the macular area of healthy subjects as well as patients with achromatopsia was significantly lower than in the periphery. Sensitivity to white stimuli led to mixed results of the red and blue measurements; in patients with achromatopsia the central dip was more obvious. Under standard stimulus conditions a plateau of 20 dB occurred with Goldmann III stimuli. Goldmann II stimuli did not change the plateau up to 6°, at 10° eccentricity the value dropped to 16 dB. With Goldmann I the maximum retinal sensitivity was measured to 14.5 dB in the centre of the retina dropping to 9 dB at 10°. This compares well with previous profile perimetry reported by Aulhorn and Harms (1972) and Johnson et al. (1981) both of which lacked positional control. Discussion: In darkness and blue spectral range, rods are 100 times more sensitive than cones (corresponding to 20 dB). Confirmed by the changing profile of sensitivity to blue versus red stimuli, the central scotoma is caused by increasing dependence on the rod pathway and the decreased rod density in the macula. The central peak measured with red stimuli results from cone detection and their higher sensitivity in the centre. Selecting the appropriate filter, the contribution of rods vs. cones can be examined. However, the modification only enables measurements under mesopic conditions - for usage under scotopic conditions the contrast of the LC-Display is too low.Under photopic-mesopic conditions, retinal sensitivity tends to have a central peak. In recent work with the MP1 this peak could not be demonstrated, because results from experiments with standard parameters (Goldmann III, 200 ms) showed a plateau of 20 dB. Because of spatial summation retinal sensitivity is lower for smaller stimuli (Goldmann II and I). With smaller stimuli pathologies of the central retina will be detected much earlier. For use in clinical routine, a modified protocol with variable stimulus sizes is recommended. To disclose mild loss in retinal sensitivity, Goldmann I stimuli should be used without other modifications.