Darstellung der Mikroarchitektur und Dynamik der Aufreißphänomene des präkornealen Tränenfilms mit Hilfe der Laser-Rastermikroskopie

Zusammenfassung

Hintergrund. Eine ausreichende Benetzung der Kornea ist eine Grundvoraussetzung für eine gute visuelle Funktion des Auges. Verschiedene Ursachen führen zur Alteration der Stabilität des labilen Tränenfilmsystems. Klinisch hat sich als Maß für die Tränenfilmstabilität die Bestimmung der Tränenfilmaufreißzeit bewährt. Wir entwickelten ein neuartiges Abbildungssystem zur hochauflösenden Darstellung des Tränenfilms, das einen Beitrag zur In-vivo-Darstellung der Dynamik der Tränenfilmstrukturen und der verschiedenen Aufreißphänomene leistet.

Technik und Methoden. Wir verwendeten ein modifiziertes Laser-Rastermikroskop. Ein Objektivadapter ermöglicht die hochauflösende Abbildung des Tränenfilms mit einem großen Arbeitsabstand. Es wurden augengesunde Probanden und Patienten mit “trockenen Augen” untersucht.

Ergebnisse. Mit Hilfe des Laser-Rastermikroskops wurde die Dynamik der Entstehung und die Struktur der Tränenfilmaufrisse analysiert und dokumentiert. Wir erarbeiteten eine Theorie zur Entstehung von Aufreißphänomenen des Tränenfilms über Epithelunebenheiten. Weitere Beobachtungen mittels simultaner Abbildung des Tränenfilms im Reflexions- und Fluoreszenzmodus des Mikroskops zeigten, dass bei Beobachtungen von Arealen ohne Epithelunebenheiten zunächst lokale Verdünnungen des Tränenfilms in der wässrigen Phase auftreten, ohne dass es zu einem Einreißen der darüber liegenden Lipidschicht kommt.

Schlussfolgerungen. Erstmalig sind hochauflösende Darstellungen der Mikroarchitektur und Dynamik der Aufreißphänomene des Tränenfilms gelungen, die zum besseren Verständnis des komplexen Schichtsystems des präkornealen Tränenfilms beitragen können. Die Kenntnis der verschiedenen Alterationen des Tränenfilms und ihrer bildmorphologischen Darstellung mit dem Laser-Rastermikroskop steht damit weiteren Untersuchungen, z. B. klinischen Korrelationen der Ausprägung der Erkrankung, oder der Beurteilung der Wirksamkeit und Verweildauer von Tränenersatzmitteln zur Behandlung von Benetzungsstörungen der Kornea zur Verfügung.

Abstract

Background. Sufficient and regular wetting of the cornea with a normal preocular tear film is an essential requirement for the accurate visual functioning of the eye. Multiple factors may cause tear film instability. Measuring the break-up time of the preocular tear film is a necessary, clinically reliable means for evaluating tear film stability. We designed a new instrument to observe the preocular tear film at high magnification which can contribute to the in vivo imaging of the physiological and pathophysiological dynamics of the tear film and its break-up phenomena.

Materials and methods. To image the tear film phenomena at sufficient magnification (×200) we used a confocal laser scanning microscope. Modification of an additional adaptor allows the tear film to be imaged at high magnification. This study evaluated the dynamics and microarchitecture of the break-up phenomena in the preocular tear film of normal patients and patients with “dry eye”.

Results. Laser scanning microscopy allows high magnification imaging of the preocular tear film and evaluation of a number of break-up mechanisms. The dynamics and structure of the tear film was analyzed and documented. Based on our observations we formulate a new hypothesis on the break-up mechanism of the preocular tear film caused by alteration in the epithelial surface, for example, an elevation or tear film microparticle. By evaluating video sequences in the fluorescence and reflection modus of the laser scanning ophthalmoscope we also found early thinning of the aqueous layer simultaneously with an intact lipid layer covering the aqueous layer.

Conclusions. Additional criteria result from using high-magnification microscopy, for example, laser scanning microscopy. This method reveals more microstructures of the corneal surface and the preocular tear film. The morphological representation of break-up phenomena leads to a better understanding of the underlying mechanisms and can be used for further investigations. Confocal laser scanning microscopy supplements the examination facilities and can be used in addition to slit lamp microscopy and to diagnose “dry eye”.