Ultrasonographische Biometrie des wachsenden Pferdeauges und Untersuchung der erkrankten Kornea mit hochfrequentem Ultraschall und Ultraschallbiomikroskopie

Abstract

Die Darstellung und Vermessung des Pferdeauges mit Ultraschall stellt heutzutage, vor allem wenn die zu untersuchenden Strukturen lichtundurchlässig sind, einen wichtigen Bestandteil der ophthalmologischen Untersuchung dar. Ziel dieser Arbeit ist es, in einem ersten Schritt verschiedene biometrische Daten der Augen von 50 jungen, augengesunden Warmblutpferden zu ermitteln. Hierzu wurden die axialen Distanzen des Auges mit B-Mode Ultraschall (10 MHz) dargestellt und vermessen und die zentrale Hornhautdicke (CCT) mit Hochfrequenzultraschall (HF) mit eine Frequenz von 22 MHz und mit Ultraschall- Biomikroskopie (UBM) mit einer Frequenz von 50 MHz gemessen. Zudem wurde untersucht, ob eine Abhängigkeit zwischen den ermittelten Werten und dem Alter besteht. In einem zweiten Schritt wurden, um erstmals die Vorteile und Grenzen der HF- und/oder UBM-Untersuchung im klinischen Alltag festzustellen mit dem DUB®-SkinScanner v3.9 verschiedene Erkrankungen der Pferdehornhaut dargestellt und untersucht. Die im Rahmen dieser Arbeit ermittelten Werte für die axialen Distanzen der Augen von jungen Pferden belegen auch frühere Studien, in denen eine positive Korrelation zwischen diesen Werten und dem Alter der Pferde beobachtet wurde. Bis zu einem Alter von 48,71 ± 11,95 Monaten wurde eine deutliche Zunahme für die Werte der Tiefe der vorderen Augenkammer (ACD), der Linsendicke (CLT), der Tiefe des Glaskörperraums (VCD) und der axialen Bulbuslänge (AGL) beobachtet. Für zukünftige Untersuchungen zu der Korrelation zwischen dem Alter und den axialen Distanzen würden wir empfehlen, das Wachstum des Auges über einen festgelegten Zeitraum bei den gleichen Pferden zu überwachen. Zusätzlich sollten ebenfalls die endogenen und exogenen Schwankungen des Augeninnendrucks (IOP) sowie dessen Einfluss auf die Biometrie des Pferdeauges untersucht werden. Zudem wurde in dieser Arbeit erstmals gezeigt, dass HF und UBM wertvolle, hochauflösende in-vivo Bildgebungsverfahren zur Darstellung, Vermessung und Untersuchung der gesunden sowie der erkrankten Hornhaut von Pferden sind. Es wurden keine signifikanten Unterschiede (p-value = 0.76) zwischen den beiden Schallköpfen bei der Vermessung des CCT am gesunden Auge ermittelt und die Reproduzierbarkeit der Messungen war hoch für den Einzelbeobachter (Variationskoeffizient ≤ 10%). Aufgrund der höheren Auflösung und präziseren Positionierung der Messpunkte empfehlen wir UBM zur Biometrie der Hornhaut. Im Vergleich zu dem HF-Gerät sind die mit dem UBM-Schallkopf dargestellten Strukturen der Kornea detaillierter. Trotzdem glauben wir dass sich HF-Geräte aufgrund ihrer Eindringtiefe von bis zu 10 mm, welche die Darstellung des vorderen Segments des Pferdeauges ermöglicht, im klinischen Alltag durchsetzen werden. Zusätzlich zu jeder HF- und/oder UBM-Untersuchung empfehlen wir das betroffene Auge und die umliegenden Strukturen mit einem niederfrequenteren Ultraschallgerät darzustellen. Im Vergleich zu anderen hochauflösenden bildgebenden Verfahren wie hochauflösende optische Kohärenztomographie und in- vivo konfokale Mikroskopie sind die niedrigeren Anschaffungs- und Untersuchungskosten Vorteile von HF und UBM. Sie stellen somit eine gute Ergänzung zur Spaltlampenuntersuchung in der klinischen Diagnostik und Behandlung verschiedener Hornhauterkrankungen beim Pferd dar. Zusammenfassend wurden mit dieser Arbeit ergänzende Werte und Gedanken zu der Biometrie des Pferdeauges erstellt und es wurde gezeigt, dass HF und UBM wertvolle Werkzeuge sind um die gesunde, aber auch die erkrankte Hornhaut von Pferden darzustellen und zu vermessen.

Nowadays the imaging and biometry of the equine eye with ultrasound is, especially if the ocular structures are not transparent, an important part of the ophthalmic examination. The aim of this study was to determine in a first step various biometric data of the eyes of 50 young, healthy warmblood horses. For this purpose, the axial distances of the eyes were pictured and measured with B-mode ultrasound (10 MHz) and the central corneal thickness (CCT) was evaluated with high frequency ultrasound (HF) at a frequency of 22 MHz and ultrasound biomicroscopy (UBM) at a frequency of 50 MHz. It was also investigated if there was a correlation between the values and the age. In a second step, in order to determine the benefits and limitations of HF and / or UBM in clinical practice, various diseases of the equine cornea were examined with the DUB®-SkinScanner v3.9. The data regarding the axial distances of the eyes of young horses obtained in this study underline the findings of previous studies where a positive correlation between these values and the age of the horses was observed. Up to the age of 48.71 ± 11.95 months, a significant increase in anterior chamber depth (ACD), crystalline lens thickness (CLT), vitreous chamber depth (VCD) and anterior globe length (AGL) values was found. For future studies on the correlation between the age and the axial distances we would recommend to monitor the growth of the eye over a specified period of time in the same horses. In addition the endogenous and exogenous fluctuations of the IOP and its influence on the biometrics of the horses eye should be monitored. It was also shown in this study that HF and UBM are valuable, highresolution in-vivo methods for the imaging, measurement and diagnosis of the healthy and diseased equine cornea. No significant differences (pvalue = 0.76) were found between the two transducers for CCT measurements of the healthy eye. For the values of the single observer measurements the reproducibility was found to be high (coefficient of variation ≤10%). However due to the greater resolution and more accurate positioning of the measuring points, we recommend UBM for the biometry of the cornea. In comparison to the HF device, the structures of the cornea pictured with the UBM transducer were more detailed. Nevertheless, we believe that HF devices will prevail because of their penetration depth of up to 10 mm, which allows displaying the anterior segment of the eye in clinical practice. In addition to any HF and / or UBM examination we recommend to scan the affected eye and surrounding structures with a lower-frequency ultrasound device. Compared to other high- resolution imaging techniques such as SD-OCT and in-vivo confocal microscopy, the lower acquisition and examination costs are advantages of HF and UBM. They therefore provide a good adjunct to the slit-lamp examination in clinical diagnosis and treatment of various corneal diseases in the horse. In summary, complementary values and thoughts on biometrics of the equine eye were obtained with this work and it has been shown that HF and UBM are valuable tools for the imaging and measurement of the healthy but also of the diseased equine cornea.