1 Entwicklung der refraktiven Chirurgie

F. Rüfer

1.1 Extraktion der klaren Linse

Erste Wurzeln der Refraktivchirurgie im Sinne einer breiteren Bewegung finden sich bereits im 19. Jahrhundert, als Vincenz Fukala (1847–1911) ab etwa 1887 im größeren Stil damit begann, bei jungen hochmyopen Erwachsenen die klaren Linsen zu entfernen und darüber zu berichten ▶ [3]. Das Verfahren wurde zu dieser Zeit auch von zahlreichen weiteren Operateuren an insgesamt mehreren Tausend Patienten angewendet, auch wenn nicht alle Ophthalmologen die aufkommende Euphorie teilten und insbesondere Donders, Fuchs u. von Graefe sich ausdrücklich dagegen aussprachen ▶ [14]. Dass die Bedenken der Kritiker nicht unbegründet waren, wurde 1899 durch Fischer eindrücklich mit Zahlenmaterial belegt: Mit der damaligen Operationstechnik kam es unter anderem zu einem 5- bis 10-fach erhöhten Amotiorisiko gegenüber nicht operierten Myopen ▶ [2]. Da damals noch keine adäquate Operationstechnik verfügbar war, um eine so schwer wiegende Komplikation wie eine Amotio in den Griff zu bekommen, verwundert es nicht, dass die Extraktion der klaren Linse vorerst wieder beträchtlich an Zuspruch verlor.

1.2 Keratotomien

Ein weiterer Teilbereich der refraktiven Chirurgie hat seine Wurzeln ebenfalls bereits im 19. Jahrhundert. Im Zuge der Entwicklung der Instrumente zu einer erfolgreichen Keratoplastik gewöhnte man sich an den Gedanken, auch zu anderen Zwecken Schnitte in die Hornhaut zu machen. Schiötz beschrieb 1885 einen Fall, bei dem nach einer Staroperation ein hoher verbliebener Astigmatismus durch eine perforierende Keratotomie gebessert wurde ▶ [13]. Für einen kontrollierten Einsatz dieser Technik war es notwendig, neben der Entwicklung der Anästhesie und des aseptischen Arbeitens, die Krümmungsradien der Hornhaut zu vermessen. Wesentliche Grundlagen hierfür legte Hermann von Helmholtz. Um sein Handbuch der Physiologischen Optik, ein Monumentalwerk von 900 Seiten in 3 Bänden, verfassen zu können, benötigte er genauere Messungen der vorderen Augenabschnitte. Bereits zuvor wurden Vermessungen an menschlichen und tierischen Augen bzw. Augenpräparaten z.B. durch Wintringham (1740), Soemmering (1818), Brewster (1819), Krause (1832) und Kohlrausch (1839) durchgeführt. Von Helmholtz wendete das Prinzip planparalleler Platten ( ▶ Abb. 1.1), das in der Astronomie der Messung von kleinen Abständen bei Sternen diente, auf die Ophthalmologie an und entwickelte auf dieser Grundlage 1851 sein Ophthalmometer ▶ [6]. Mithilfe des Helmholtzschen Ophthalmometers war es möglich, lineare Größen im Auge unabhängig von ihrem Abstand zum Messgerät zu bestimmen. Von Helmholtz lieferte ein frühes Beispiel dafür, dass die Verbindung von Physik bzw. Grundlagenforschung und Ophthalmologie wiederholt fruchtbar für die Entwicklung der refraktiven Chirurgie war. Mit seinem Ophthalmometer konnte Helmholtz nicht nur die Radien an der Hornhautvorderfläche, sondern auch mit hoher Genauigkeit die Hornhautrückfläche und die Vorder- und Rückfläche der Linse vermessen und erforschte damit auch maßgeblich die Akkommodation ▶ [21].

Auf der Konstruktion des Helmholtz-Ophthalmometers beruht auch das von Littmann 1950 entwickelte Ophthalmometer („Zeiss-Bombe“), das dieses Messprinzip über einige weitere Jahrzehnte auch im klinischen Alltag etablierte. Ein weiteres Keratometer, das über ein Jahrhundert gebräuchlich war, wurde von Javal u. Schiötz entwickelt ▶ [5].

Auf Basis dieser Voraussetzungen beschäftigte sich der Japaner Sato ab ca. 1930 intensiver mit einer radialen Keratotomie zur Verminderung der zentralen Krümmungsradien. Allerdings führte er die Keratotomien sowohl von der Außen- als auch von der Innenseite der Hornhaut aus ▶ [12], was aufgrund der damit verbundenen Endothelschäden zu Komplikationen wie Hornhautdekompensationen und narbigen Trübungen führte.

Aufgrund dessen wurde die radiale Keratotomie in der Folge nur noch durch tiefe anteriore Schnitte weiterverfolgt und zunächst durch Fjodorov in der UdSSR in den 1970er-Jahren verbreitet. Dieser Trend schwappte Ende der 1970er-Jahre auch in die USA herüber, wo sich bald ein großer kommerzieller Markt bildete. Da jedoch bald Zweifel an der Effektivität, Sicherheit und Zuverlässigkeit des Verfahrens aufkamen, wurde eine prospektive multizentrische Studie zur Evaluation der radialen Keratotomie (PERK-Studie) ins Leben gerufen. Es zeigte sich, dass die Ergebnisse der radialen Keratotomie nicht ausreichend vorhersagbar waren, dass es zu einer progressiven Hyperopie kam und dass aufgrund der Schwächung der Hornhautarchitektur auch im Langzeitverlauf nach einem Jahrzehnt noch starke, teils vom Augeninnendruck abhängige Refraktionsschwankungen um etwa eine halbe Dioptrie im Tagesverlauf bei bis zu 70% der Patienten festzustellen waren ▶ [7].

Trotz der im Vergleich zu neueren Verfahren wie PRK und LASIK ernüchternden Resultate der PERK-Studie wird die radiale Keratotomie noch heute ohne Zuhilfenahme von Femtosekundenlasern praktiziert und wird auf zahlreichen Internetseiten vor allem im Ausland weiter kommerziell angepriesen. Sie ist neben der früheren Extraktion der klaren Linse ein weiteres Beispiel für das Problem der prämaturen Verbreitung, auf das Seiler eindringlich hingewiesen hat ▶ [16]. Die prämature Verbreitung entspricht am ehesten einer noch deutlich zu jungen Frucht, die vom jungen und schnell wachsenden Baum der refraktiven Chirurgie heruntergegessen, vor allem den Patienten heftiges Bauchgrimmen bescheren kann.

Wenn ein Verfahren wie die radiale Keratotomie wider besseren Wissens weiter propagiert wird, könnte man neben dem Problem der prämaturen Verbreitung auch von einem Problem einer ignorierten Obsoleszenz sprechen, die nur durch Profitoptimierung oder zumindest durch ein unzureichendes Qualitätsmanagement (s.a. Kap. ▶ 14) zu erklären ist. Die Frucht fängt an zu stinken.

Vor diesem Hintergrund wird deutlich, dass nicht nur neue, sondern alle refraktiv-chirurgischen Verfahren ständig auf den wissenschaftlichen Prüfstand gehören. Für diese wichtige Aufgabe ist seit 1995 die Kommission Refraktive Chirurgie (KRC) eingesetzt worden, die zur Orientierungshilfe regelmäßig Richtlinien herausgibt (http://www.aad.to/krc/).

1.3 Laser

Auch wenn sich die Krone der Refraktivchirurgie mit der hochtechnisierten Excimer- und Femtosekundenlasertechnologie erst in den letzten 2–3 Jahrzehnten ausgebildet hat, so gibt es doch auch hierfür einige Stammwurzeln, die deutlich tiefer reichen. Am Anfang standen die Neugier und der Wille zur Aufklärung von Natur- und Grundlagenforschern. Wichtig war die Entdeckung der Spektrallinien des Sonnenlichts durch William Hyde Wollaston 1802 und Josef von Fraunhofer 1813. Die Aufklärung des Phänomens führte zur Entdeckung der Energieniveaus der Elektronen durch James Franck und Gustav Hertz, die ihre Ergebnisse 1914 vorstellten.

Aufbauend darauf wurde 1916 von Einstein eine stimulierte Emission von Licht vorhergesagt, die auch von der Wortwahl her dem Prinzip des Lasers (light amplification by stimulated emission of radiation) entspricht. Gefördert durch US-amerikanische Forschungsmittel aus dem Verteidigungsetat, kam es zu einem Forscherwettstreit, aus dem Theodore Maiman 1960 knapp als Sieger hervorging, als er den ersten Laser realisierte, der Licht emittierte. Maiman ging noch davon aus, dass der Laser nur eine „Lösung, die ein Problem sucht“ sei ▶ [9]. Inzwischen sind die unterschiedlichsten Laser aus der industriellen Fertigung, Messtechnik, Unterhaltungselektronik, Sicherheitstechnik, Medizin, Forschung und zahlreichen weiteren Anwendungen nicht mehr wegzudenken.

Der Excimerlaser wurde 1970 von Nikolai Bassow und seinen Mitarbeitern in der UdSSR erfunden. Mit Wellenlängen im UV-Bereich werden Excimerlaser gepulst betrieben, ohne dass es beim Auftreffen auf Gewebe oder andere Materialien zu einer nennenswerten Erwärmung kommt. Dadurch kann die Wirkung extrem präzise fokussiert werden. Wegen dieser Eigenschaften wurden Excimerlaser bald auch in der Mikroprozessortechnik eingesetzt, um Platinen zu ätzen. Mit der refraktiven Chirurgie kam der Excimerlaser in Kontakt, als Mitarbeiter der Firma IBM auf der Suche nach weiteren Verwendungsmöglichkeiten dieser Technik auch nach medizinischen Anwendungsbereichen suchten ▶ [4]. Es wurde erkannt, dass mit dem...