Intraokulare Gase in der Glaskörper- und Netzhautchirurgie Teil I: Grundlagen

Erster Bericht über die intravitreale Anwendung von Luft beim Menschen 1909.

Die Möglichkeit, intraokulare Gase als Therapeutikum einzusetzen, hat sich in den letzten30 Jahren etabliert. Die Verwendung dieser intraokularen Gase gilt heute als Standard-therapie in der vitreoretinalen Chirurgie. Obwohl die intraokularen Gase therapeutischsehr hilfreich sind, können Nebenwirkungen wie Hornhautendothelzellschädigung, Kata-rakt oder eine Augeninnnendruckerhöhung auftreten. Aufgrund der möglichen Augenin-nendruckerhöhung dürfen Flugreisen nicht geplant werden. Vorsicht ist ebenfalls bei derLaserbehandlung in einem gasgefüllten Auge geboten. Insbesondere bei der Nd:Yag-La-serkapsulotomie können hochgiftige Gase entstehen.Bei schweren vitreoretinalen Erkrankungen kann die Entscheidung zwischen der Gabe eines langwirksamen intraokularen Gases oder der temporären Silikonöltamponadeschwierig sein und muß individuell entschieden werden.

Geschichte der intraokularen Gase in der Netzhautchirurgie

Der erste Bericht über die intravitreale Anwendung von Luft beim Menschen gehtauf J.Ohm zurück [46]. 1909 injizierte er einem Patienten mit einer Netzhautablösung1 ml Luft über eine Sklerotomie 6–7 mm hinter dem Limbus. Zuvor aspirierte er diesubretinale Flüssigkeit über die Sklerotomie. 3 Tage später war die Luft absorbiertund die Netzhaut lag an. 1912 veröffentlichte Krusius seine Ergebnisse bei experi-menteller Netzhautablösung beim Kaninchen [29]. Er injizierte 0,5 ml Luft undkonnte eine vorübergehende Netzhautanlage erzielen. Krusius konstatierte, daß dieLuftinjektion ein nicht zufriedenstellendes Manöver darstellt, da Luft zu schnell re-sorbiert wird. Die therapeutische Wirkung wurde von Krusius folgendermaßen er-klärt:1. durch die Veränderung des hydrostatischen Druckgradienten2. durch die Verdrängung des Glaskörpers nach unten wird eine Kompression der

unteren Netzhautablösung bewirkt und die subretinale Flüssigkeit wird wieder inden Glaskörperraum zurückgepreßt.

1931 veröffentlichte Anderson die Kombination von Luftinjektion und Retinopexie[5]. 1935 führte Arruga eine Diathermietechnik in Kombination mit Luftinjektiondurch [6].

Das Konzept der intravitrealen Luftinjektionen ist, Luft als Glaskörperersatzeinzusetzen. Der Gedanke der Tamponade eines Netzhautdefektes durch die inji-

Frank Faude • Peter WiedemannKlinik und Poliklinik für Augenheilkunde der Universität Leipzig

Intraokulare Gase in der Glaskörper- und NetzhautchirurgieTeil I: Grundlagen

Teil II:„Zur Klinik“ folgt in Heft 6/99 von „Der Ophthalmologe“

Dr. F. Faude · Universitäts-Augenklinik Leipzig, Liebigstraße10–14, D-04 103 Leipzig

Ophthalmologe 1999 · 96: 349-358 © Springer-Verlag 1999

RedaktionF. Grehn • Würzburg

Unter ständiger Mitarbeit von:A. Kampik • MünchenG. Kommerell • FreiburgH.Witschel • Freiburg

Die Beiträge der Rubrik „Weiterbildung“ sollendem Stand des zur Facharztprüfung für denOphthalmologen ohne Schwerpunktbezeich-nung notwendigen Wissens entsprechen undzugleich dem niedergelassenen Facharzt als Re-petitorium dienen.Die Rubrik beschränkt sichauf klinisch gesicherte Aussagen zum Thema.

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zierte Luft wurde von Rosengren 1938 entwickelt [49]. In seiner ersten Serie mitLuftinjektion, Diathermie und subretinaler Flüssigkeitsdrainage konnte er bei 21von 25 Patienten eine Netzhautanlage erzielen. Rosengren formulierte drei Eigen-schaften der Luftinjektion:1. verbesserte Drainage der subretinalen Flüssigkeit2. Anpressen der Netzhautränder gegen die Aderhaut

durch den Auftrieb der Luftblase3. Tamponade des Netzhautrisses mit Vermeidung des

Nachfließens von Flüssigkeit in den subretinalen Raum.1952 veröffentlichte Smith, nachdem er Glaskörperveränderungen nach Luftinjek-tion festgestellt hatte, eine Technik der Luftinjektion in den Suprachoroidalraum[57]. In den 50 er Jahren verdrängte die Plombenchirurgie,von Custodis und Schepenseingeführt, die alleinige Luftinjektion. 1956 veröffentlichte Amsler eine Arbeit überLuftinjektion in Kombination mit Plombenchirurgie [4]. In den 60 er Jahren fanden,eingeführt durch Norton [44], die intraokularen Gase eine neue Anwendung bei derBehandlung von Riesenrissen. Experimente in den 60 er Jahren mit länger wirksa-men Gasen als Luft sind insbesondere mit den Namen Norton und Lincoff verbun-den. Nortons [45] Interesse an der Wirkung von SF6 stimulierte Machemer [36] die-se länger wirksamen Gase bei der Vitrektomie einzusetzen. In den 70 er Jahren wur-de der Flüssigkeits-Gasaustausch während der Vitrektomie nur sporadisch durchge-führt und erst in den 80 er Jahren wurde diese Technik routinemäßig in der Glaskör-per-Netzhautchirurgie eingesetzt.

Folgende c expandierende Gase werden in der Ophthalmologie vorwiegend einge-setzt: SF6 (Schwefelhexafluorid), C2F6 (Perfluorethan) und C3F8 (Perfluorpropan).Selten wird Perfluorbutan (C4F8) eingesetzt. Nicht expandierende Gase sind: Luft,Argon und Xenon.

Eigenschaften von Gasen

Die Passage von Gasen in das Auge und aus dem Auge ist noch nicht vollständig ver-standen. Prinzipiell gilt: je unlöslicherer und wenig diffusionsfähig ein Gas vergli-chen mit Raumluft ist, desto länger persistiert dieses Gas im Auge.

Bestehen Konzentrationsdifferenzen zwischen zwei benachbarten Raumele-menten eines Lösungsraumes, so werden Stoffmengen von dem Raumelement hö-herer Teilchenkonzentration in das Raumelement mit der niedrigeren Konzentrati-on transportiert, bis ein Konzentrationsausgleich erreicht ist. Dieser Stofftransportheißt Diffusion. Die grundlegende quantitative Aussage über den Diffusionsvor-gang ist im c 1. Fickschen Diffusionsgesetz enthalten. Durch ein Diffusionsmediummit der Fläche F und der Schichtdicke l diffundiert eine Substanz, deren Konzentra-tion auf der einen Seite hoch (C1) und auf der anderen Seite niedrig (C2) ist und es giltfür den c Diffusionsstrom m:

m = D F/l(C1–C2)

Der Proportionalitätsfaktor D ist eine vom Diffusionsmedium und von den Eigen-schaften der diffundierenden Teilchen abhängige Konstante, die als Diffusionskoef-fizient bezeichnet wird. Konzentration und entsprechender Partialdruck sind äqui-valente Größen.

Raumluft

Die arteriellen Blutgase haben eine ähnliche Zusammensetzung wie Raumluft (78 %Stickstoff, 21 % Sauerstoff, 1 % Argon, 0,3 % Kohlendioxid, u. a.). Kohlendioxid undSauerstoff entweichen rasch aus der intraokularen Luftblase, da der Partialdruck imvenösen Blut geringer ist als in der Luftblase (Raumluft). Stickstoff diffundiert amlangsamsten durch das Gewebe. Die Verweildauer einer intraokularen Luftblasehängt von der Abnahme des Stickstoffs ab.

Warum entweicht nun eine Luftblase, nachdem sie das Äqulibrium mit dem ve-nösen Blut erreicht hat? Da der Druck innerhalb der Gasblase wesentlich höher ist als

In den 60er Jahren fand die Behandlung von Riesenrissen durch intraokulare GaseAnwendung.

c Eingesetzte expandierende Gase

c 1. Ficksches Diffusionsgesetz

c Diffusionsstrom

Stickstoff diffundiert am langsamstendurch das Gewebe.


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in der umgebenden Flüssigkeit, „verdampft“ die Luftblase in die umgebende Flüs-sigkeit und die Luftblase löst sich auf.

Nichtlösliche Gase (z. B. SF6, C3F8)

Nichtlösliche Gase persistieren im Auge länger als Raumluft. In der ersten Phasenach Injektion dringt besonders Stickstoff in die SF6 Gasblase ein. SF6 entweicht viellangsamer als Stickstoff einfließt. Dies führt zu einer deutlichen Expansion der Gas-blase. Am Ende dieser ersten Phase hat die Gasblase ihre maximale Größe. In einerzweiten Phase entweicht SF6 schneller als Stickstoff einströmt. Dies führt zu einerhöheren Konzentration von Stickstoff im Auge. In der dritten Phase tritt ein Äquili-brium von Stickstoff in der Gasblase und dem venösen Blut ein.Anschließend entwei-chen alle Gase aus dem Auge (Mechanismus: s. Raumluft).

Lösliche Gase (z. B. Xenon, Argon)

Diese Gase sind im Blut löslicher als atmosphärische Gase.Sie entweichen nach einerintraokularen Injektion schneller aus dem Auge als Stickstoff in die Gasblase hinein-diffundieren kann und es kommt zu einem schnellen Verschwinden der Gasblase.

Physikalische Eigenschaften der Gase

Die folgenden physikalischen Gesetze sind für das Verständnis der klinischen Ei-genschaften der Gase von Bedeutung. Die Gesetze gelten für ideale Gase, in derpraktischen Anwendung auch für die intraokular verwendeten Gase.

c Gesetz nach Boyle

P1V1 = P2V2

Die Verminderung des Volumens (V) eines Gases um die Hälfte verdoppelt seinenDruck (P), eine Verdopplung des Gasvolumens halbiert seinen Druck. Idealerweisegilt dieses Gesetz nur für unelastische Hohlräume und bei konstanter Temperatur.

c Gesetz nach Charles

V = kT (k = Boltzmann-Konstante)

Das Volumen (V) steigt bei Anhebung der Temperatur (T) von z. B. Raumtemperaturauf Körpertemperatur bei der Injektion des Gases.

c Gesetz nach Avogadro

V = kN

Dieses Gesetz besagt, daß unter gleichen Temperatur- und Druckbedingungen sichdie gleiche Anzahl an Molekülen (N) in einem Volumen (V) befindet. Deshalb kannman Gase mischen ohne das Volumen zu ändern.

Bei Raumtemperatur ist SF6 5mal, C2F6 4,5mal und C3F8 6mal schwerer als Luft. Diesläßt sich beim Inhalieren dieser Gase demonstrieren. Das Sprechen ist anstrengendund es kommt zu einer metallischen, baritonartigen Stimme. SF6, C2F6 und C3F8sind farb- und geruchlos.

Chemische Eigenschaften

Unter Standardbedingungen sind die oben genannten Gase chemisch inert. Die Per-fluorcarbone wie C2F6 und C3F8 sind gesättigte Carbonverbindungen. Das Schwe-felion des SF6 wird von 6 Fluorionen geschützt.

Nichtlösliche Gase persistieren im Auge länger als Raumluft.

c Gesetz nach Boyle

c Gesetz nach Charles

c Gesetz nach Avogadro

SF6 ist 5mal schwerer als Luft.


Jedoch können bei einer Nd:YAG-Laserbehandlung oder Excimerbehand-lung freie Schwefelionen oder Fluoridionen entstehen, die mit Wasser hochreak-tive zytotoxische Verbindungen eingehen können (u. a. SOF2, SO2F2, SF4, SO2,SOF4, SO2F2, S2F10, HF). S2F10 ist eine hochgradig zytotoxische Verbindungen[24]. Eine c Nd:YAG-Kapsulotomie darf in gasgefüllten Augen nicht durchge-führt werden.

Biologische Eigenschaften

Nahezu alle intraokular verwendeten Gase haben einen milden anästhesierendenEffekt [9, 42]. C3F8 hat eine sehr geringe anästhesierende Wirkung [41]. Die Sicherheitvon SF6 wird durch die ISO Norm festgelegt. D. h., bei Mäusen dürfen keine Neben-wirkungen auftreten, wenn diese eine 80 %ige Anreicherung der Atemluft mit SF6einatmen [25]. 1993 wurden SF6 und C3F8 von der FDA genehmigt. 1973 diskutierteVygantas die Eigenschaften von C4F8 [64]. C4F8 (Perfluorbutan) kann in hohen ein-geatmeten Konzentrationen zu Arrythmien führen [58].

Wirkung von Gasen auf okuläre Gewebe

Hornhautendothel

Nach einem vitreoretinalen Eingriff können längerwirksame Gase in der Vorder-kammer das Endothel der Kornea schädigen. Der genaue Mechanismus ist unbe-kannt, sicherlich hängt jedoch der Endothelzellschaden von der Endothelzelldichteund der postoperativen Lagerung des Patienten ab (Abb. 1). Die Silicone Study Group fand bei mindestens 25 % der Patienten, die nach einer Vitrektomie mitSF6 behandelt wurden, ein Stroma- und Epithelödem der Hornhaut [59].

Vorderkammer

Durch das intravitreale Gas kann das Iris-Linsendiaphragma nach vorne verlagertwerden. Daraus kann eine Abflachung der Vorderkammer [65] und ein eventuell se-kundäres Winkelblockglaukom resultieren. Der Patient sollte in diesem Fall unbe-dingt eine Kopftieflage einnehmen. Wenn Gas die Vorderkammer ausfüllt, kann esebenfalls zu einem Pupillarblockglaukom kommen. Eine Mydriasis und wiederumeine Kopftieflage verhindern dieses [65].

Linse

Die postoperativen Linsentrübungen unmittelbar vor der Hinterkapsel sind durcheine Fiederung charakterisiert (Abb. 2). Diese Linsenveränderungen sind im allge-meinen reversibel und hängen wahrscheinlich von der Dauer des Gas-Linsenkon-taktes ab [19]. Der Patient sollte eine strenge Lagerung ohne Gas-Linsenkontakt ein-halten.Wenn sich aus der Fiederung konfluierende Vakuolen entwickeln, wird eine ir-reversible Katarakt entstehen [65].

c Nd: YAG-LaserbehandlungCave: Eine Nd: YAG-Kapsulotomie darf ingasgefüllten Augen nicht durchgeführt werden.

Silicone Study Group: Bei 25 % der Patien-ten, die mit SF6 behandelt wurden, fand sichein Hornhautödem.

Cave: Sekundäres Winkelblockglaukom!

Abb. 1 b

Hornhautendothelkontakt eines Gases bei Aphakieund Irisdefekt


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c Die Inzidenz der Kataraktentwicklung nach Vitrektomie mit Flüssigkeits-Gasaustausch wird in der Literatur unterschiedlich hoch angegeben. Die Vitrekto-mie selbst beschleunigt das Risiko einer Kataraktentwicklung. Man muß davon aus-gehen, daß der Flüssigkeits-Gasaustausch die Kataraktentwicklung zusätzlich be-schleunigt [52]. Die Cataracta subcapsularis posterior oder die Cataracta nuclearissind die häufigsten Kataraktformen.

Glaskörper

Bei einer Gasinjektion kommt es zu einer c Störung der Blut-Augenschranke mitder Entwicklung von „vitreous haze“ [31] und Zellen im Glaskörper [51]. Desweiterenfolgt eine Verdichtung des Glaskörpers vor dem Optikus und vor der Linse verbun-den mit einer Syneresis des Glaskörpers [34, 40]. Über die mögliche Induzierung ei-ner hinteren Glaskörperabhebung durch Gasinjektion wurde berichtet [10]. AndereAutoren bezweifeln dies [40]. Kontrovers wird diskutiert, ob die intravitreale Gasin-jektion die PVR Rate beeinflußt [35, 55].

Proteine und Blutzellen im Glaskörper

Die Flüssigkeits-Luftgrenzfläche im Glaskörperraum hat einen Einfluß auf Proteineund Blutzellen. Fibrinogen kann nach einer Vitrektomie in der intraokularen Flüssig-keit vorkommen. Fibrinogen denaturiert an der Flüssigkeits-Luftgrenzfläche. DieseDenaturierung beschleunigt die Aggregation von Thrombozyten an dieser Oberflä-che [63]. Erythrozyten, die in Kontakt mit einer Flüssigkeits-Luftgrenzfläche stehen,haben durch eine schnellere Lyse eine kürzere Lebenserwartung [22].

Retina

Der Kontakt des Gases mit der Retina hat wahrscheinlich keine schädigende Wir-kung [32]. Möglicherweise könnten jedoch die Gesichtsfelddefekte bei der Makula-lochchirurgie im Zusammenhang mit dem intraokularen Gas stehen [8].

Eigenschaften von Flüssigkeits-Gasgrenzflächen

In den meisten Fällen ist nicht das Gas selbst,sondern die Gas-Flüssigkeitsgrenzflächefür die therapeutischen aber auch für die unerwünschten Wirkungen verantwortlich.

Oberflächenspannung (Grenzflächenspannung)

Die hohe Oberflächenspannung eines gasenthaltenden Auges ist vergleichbar mitden Adhäsivkräften, die zwischen Retina und Pigmentepithel bestehen [65]. DieseOberflächenspannung beugt dem Durchtritt von Gas durch ein Netzhautloch in denSubretinalraum vor. Zusätzlich wird das Netzhautloch ausgespannt und ein Durch-tritt von weiterer Flüssigkeit in den Subretinalraum wird verhindert. Umgekehrt ge-langt auch keine Flüssigkeit zurück in den Glaskörperraum.

c Inzidenz der Kataraktentwicklung

c Störung der Blut-Augenschrankedurch eine Gasinjektion

Fibrinogen denaturiert and der Flüssig-keits-Luftgrenze.

Abb. 2 b

Fiederung der Linse nach Gas-Linsenkontakt


Oberflächenspannung: Beispiele aus der Praxis

◗ An den Sklerotomien können während eines Flüssigkeits-Gasaustausches stören-de Luftblasen entstehen.Wenn man nun den vorgegebenen Gasinfusionsdruck re-duziert, ist die Oberflächenspannung wieder hoch genug und die Luft entweichtnicht mehr über die Sklerotomien [65].

◗ Wenn die Gaskontaktfläche die Pupillarebene (siehe Wirkung von Gasen auf oku-läre Gewebe) abschließt (z. B. wenn der Patient postoperativ auf dem Rückenliegt), kann dies zu einem c Pupillarblock führen.

◗ Eine intraokulare Blutung mit bereits ausgetretenem Blut, kann durch eine Luftin-fusion nicht gestillt werden. Die Oberflächenspannung reicht nicht aus das blu-tende Gefäß zu komprimieren.

◗ Ist der Unterschied der Oberflächenspannung zwischen zwei Substanzen gering (z. B. subretinale und epiretinale Flüssigkeit), fängt der Durchmesser des Flüssig-keitsstroms an zu schwingen. Ein Beispiel hierfür ist die Schwingung der subreti-nalen Flüssigkeit, wenn diese mittels Staubsauger über ein Netzhautforamenaspiriert wird. Diese Schwingungen können das Drainageforamen erweitern.Deshalb sollte der „Staubsauger“ so lange als möglich im subretinalen Raum ge-halten werden, um das bestehende Netzhautforamen nicht zu erweitern [65].

◗ Bei einem großen Unterschied der Oberflächenspannungen zwischen zwei Sub-stanzen können diese Schwingungen verstärkt werden und der Flüssigkeitsstromverringert sich zu einer tropfenden Flüssigkeit. Dies ist z. B. der Fall bei einemgasgefüllten Auge, wenn dieses während der Vitrektomie wieder mit Flüssigkeitgefüllt wird. Die einströmende Infusionsflüssigkeit tropft in das Auge.

Krümmungsradius der Gasblase

Um eine ausreichende Tamponade eines Netzhautdefektes zu gewährleisten, mußdie Gasblase ausreichend groß sein. Der Krümmungsradius einer Gasblase hängtvon der Größe der Gasblase ab. Bei einer großen Gasblase ist dieser Krümmungsra-dius relativ flach, während bei einer kleinen Gasblase die konkave Krümmung zu-nimmt.Das bedeutet,daß eine große Gasblase auch eine größere Auflagefläche auf dieRetina besitzt und damit eine bessere c Tamponadewirkung resultiert.

Bei einer großen Gasblase ist der Druck innerhalb der Gasblase kleiner als bei Gas-blasen mit kleinem Durchmesser. Bei unterschiedlicher Größe von Gasblasen habensomit kleine Gasblasen die Tendenz sich mit größeren Gasblasen zu vereinigen.Dies istder Grund für die Vereinigung sogenannter Fischeierblasen zu einer großen Gasblase.

Auftrieb

Durch die Auftriebskraft einer Gasblase kann die subretinale Flüssigkeit bei derpneumatischen Retinopexie von peripher nach zentral verlagert werden und eineehemals anliegende Makula ablösen. Die Auftriebskraft einer intravitrealen Gasbla-se kann durch Zugwirkung auf den Glaskörper neue c Netzhautlöcher reißen.

Optische Wirkung

An Flüssigkeits-Gasgrenzflächen gibt es c zwei optische Wirkungen: Brechung undReflexion. Diese hängen vom Krümmungsradius der Gasblase und dem Einfalls-winkel des Lichtes an der Flüssigkeits-Luft- oder der Luft-Flüssigkeitsgrenzflächeab. Prinzipiell gilt, daß eine intraokulare Gasblase das Bild verkleinert und den Aus-schnitt vergrößert.

Beispiele aus der Praxis

Brechung

◗ Bei einem gasgefüllten phaken Auge mit Kontakt des Gases an der Linsenrückflä-che wird ein Auge c hochmyop (ca. –66 dpt) (Abb. 3). Ist der Gaskontakt an derLinsenrückfläche aufgehoben, wird die induzierte Myopie geringer (ca. –10 dpt)

Während des Flüssigkeits-Gasaustauscheskönnen störende Luftblasen an den Sklero-tomien entstehen.

c Pupillarblock

Eine große Gasblase besitzt auch einegrößere Auflagefläche auf die Retina.

c Tamponadewirkung

c Netzhautlöcher

c Zwei optische Wirkungen:Brechung und Reflexion

c Myopisierung


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[65]. Liegt der Patient jedoch bei einer kleinen Gasblase auf dem Rücken, resul-tiert wiederum eine hohe Myopisierung.

◗ Während eines Flüssigkeits-Gasaustauschs kann die anteriore Glaskörperbasisnicht mehr eingesehen werden und eingeführte Instrumente können erst in derMitte des Auges wieder wahrgenommen werden. Hier besteht die Gefahr der Ver-letzung der anterioren Retina.

◗ Bei pseudophaken Patienten kann bei einem Flüssigkeits-Luftaustausch durchLichtbrechung an der Hinterkapsel ein schlechter Funduseinblick resultieren.

◗ Bei aphaken luftgefüllten Augen kann der Fundus durch Neutralisierung derBrechkraft der Hornhaut ohne vorgeschaltete Linsen untersucht werden. Auchdurch Einfüllen einer Luftblase in die Vorderkammer während einer Vitrektomiekann der Fundus ohne zusätzliche Linsen eingesehen werden [7].

◗ Beim Eintauchen des „Staubsaugers“ während einer Vitrektomie in eine präreti-nale Flüssigkeit entsteht durch Kapillarkräfte eine umschriebene Konkavität unddadurch wird Licht zum Operateur gebrochen (Abb. 4).

Reflexion

◗ Befindet sich Luft in der Vorderkammer ist durch die Wirkung der Totalreflektionder Kammerwinkel ohne Kontaktglas einsehbar. Befindet sich das Gas im Glas-körperraum, wird die untere gasfreie Netzhauthälfte in der Gasblase reflektiert.Diese kann bei einer postoperativen notwendigen Laserbehandlung im Bereichder unteren Netzhauthälfte hilfreich sein. Gefährlich können jedoch Laserstrah-len werden, die an der Gasfläche reflektiert werden (Abb. 5).

Cave: Gefahr der Verletzung der anterioren Retina während der Vitrektomie.

Vorsichtige Laserbehandlung in gasgefüll-ten Augen.

Abb. 31 b

Brechungsverhältnisse in einem gasgefüllten Auge

Abb. 41 b

Lichtbrechung zum Operateur nach Eintauchen des Staubsaugers in eine Flüssigkeit

1 Nachdruck in modifizierter Version aus: M. M.Witacre, „Principles and applications of intraocular gas“, 1998.Mit freundlicher Genehmigung des Verlages Butterworth-Heinemann,Woburn, MA


◗ Die Reflexion kann auch einen Einfluß auf den Visus haben. Ist das Auge bei Gera-deausblick noch über die optische Achse mit Gas gefüllt, nimmt der Patient dasLicht gleich hell wahr. Hat die Gasblase über die optische Achse abgenommen,kommt es durch die Totalreflexion zu einer Abnahme der Lichtstrahlen im Be-reich der Gasblase. Dieses reflektierte Licht aus der oberen Gasblase kann die Ma-kularegion blenden oder zu Doppelbildern führen.

Gasdynamik und Diffusion

Moseley und Foulds konnten feststellen, daß 80 % der Gase transretinal über dasBlutsystem der Aderhaut das Auge verlassen [43]. Gase wie SF6 oder C3F8 werden alsexpandierende Gase bezeichnet. Diese Gase sind jedoch keine Gase, die sich selbstausdehnen, sondern der Stickstoffeinstrom in das intraokulare Gas ist schneller alsder Abtransport dieser Gase aus dem Auge. Das Gasverhalten im Auge kann in 3 Phasen unterteilt werden [2, 27]:

Expansion

Nach Injektion von SF6 oder C3F8 in das Auge diffundieren innerhalb von StundenSauerstoff und Kohlendioxid in die Gasblase. Das Äquilibrium für Sauerstoff undKohlendioxid stellt sich innerhalb von Stunden ein. Dies ist die Phase der schnellenGrößenzunahme der Gasblase. Stickstoff dagegen diffundiert sehr langsam in dasAuge und erreicht das Äquilibrium erst nach einigen Tagen.Aufgrund des Einstromesdieser Gase nimmt die Konzentration des injizierten Gases ab und limitiert die wei-tere Expansion der Gasblase. Durch die Abdiffusion des injizierten Gases nimmtauch der Diffusionsgradient für Blutgase ab. Diese beiden Faktoren begrenzen denweiteren Einstrom von Blutgasen.

Beispiele für die Praxis

◗ Je permeabler ein Gas ist, desto geringer ist die Expansionswirkung. Deshalb istdie Expansionsphase von SF6 kürzer als von C3F8 (Tabelle 1).

Die Gase verlassen zum großen Teil dasAuge transretinal über das Blutsystem der Aderhaut.

Phase der schnellen Größenzunahme der Gasblase.

Stickstoff erreicht das Aquilibrium erst nacheinigen Tagen.

Abb. 51 b

Reflexion von Laserstrahlen an der Gasfläche

Tabelle 1Physikalische Eigenschaften der häufig verwendeten intraokularen Gase [11]

Expansion Übliche verwendete Intraokulare Verweil-(Faktor) Konzentration (%) dauer (Tage)

Luft Keine 5–7SF6 2 20 10–14C2F6 3,5 16 30–35C3F8 4 12 55–65


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◗ Je geringer löslich ein Gas ist, desto länger verbleibt es im Auge [54].◗ Je größer das injizierte Volumen ist, desto größer ist auch die Expansionswirkung

[26].◗ Eine Vitrektomie und eine Aphakie verkürzen die Expansionsphase. Die Verweil-

dauer einer Gasblase in einem nichtvitrektomierten, phaken Auge verlängert sichum den Faktor 2–3 [28].

◗ Ein niedriger Augeninnendruck [21] oder eine geringe Kammerwasserprodukti-on [39] verlängern die Lebensdauer einer Gasblase.

◗ In vitro Versuche haben gezeigt, daß intraokulare Turbulenzen die Expansion derGasblase um mehr als 100 % erhöhen können [14].

Äquilibrium

Wenn sich zwischen Einstrom von Blutgasen und Ausstrom der injizierten Gase einGleichgewicht einstellt und das Volumen nicht mehr zunimmt,spricht man von einemÄquilibrium. Je langsamer ein injiziertes Gas im Blut absorbiert wird, desto längerdauert diese Phase. SF6 erreicht sein c maximales Volumen nach 24–48 Stunden[2], die Perfluorpropane nach 72–96 Stunden.

Auflösung der Gasblase

Diese Phase beginnt, wenn mehr Gas das Auge verläßt als in die Gasblase einströmt.Diese Phase der Abnahme des Gasvolumens ist zeitlich linear [20]. In dieser Phasebleibt die Konzentration aller Gase konstant. Über die c Halbwertszeit einer Gas-blase gibt es große Unterschiede zwischen den Studien. So fand Lincoff eine Halb-wertszeit für C3F8 von 148 Stunden [33] und Wong eine von 66 Stunden [66]. DieHalbwertszeit hängt nicht nur von dem verwendeten Gas selbst ab. Durch eine Ver-dopplung der Konzentration wird auch die Lebenszeit einer Gasblase verdoppelt.Aufgrund der oben erwähnten Einflüsse von Augeninnendruck oder Kammerwasser-produktion ist für den einzelnen Patienten eine Voraussage der Zeit bis zum Ver-schwinden einer Gasblase nicht möglich.

Sklerale Rigidiät und Gasvolumen

Je höher die sklerale Rigidität eines Auges ist, desto mehr verhält sich das Auge wieein nicht elastischer Hohlraum und je niedriger die Rigidität eines Auges, desto eherverhält sich das Auge wie ein dünner Ballon. Dies hat zur Folge, daß bei einer niedri-gen Rigidität ein größeres Gasvolumen injizierbar ist, bevor es zu einem deutlichenDruckanstieg kommt. Die Rigidität nach Vitrektomie und nach Plombenchirurgieist deutlich reduziert [56].

Gasvolumen

Bei einem isovolumetrischen Gasaustausch, d. h. bei einem Austausch von gleichenVolumina Flüssigkeit gegen Gas, sollte akut keine Druckänderung eintreten. Dagegenerhöht sich der Augeninnendruck bei einer pneumatischen Retinopexie von mehrals 0,2 ml deutlich. Dabei kann sich die Zentralarterie verschließen. Der Augenin-nendruck kann bis zu 80 mmHg ansteigen. Ein halbe Stunde nach alleiniger Gasin-jektion hat sich der Augeninnendruck normalerweise auf Werte unter 40 mmHg re-duziert [12].

Beispiel für die Praxis

In Augen mit sehr niedriger skleraler Rigidiät und hohem postoperativen Augen-druck kann die alleinige Gabe von Betablockern und Karboanhydrasehemmernmöglicherweise nicht genügen und eine zusätzliche operative Druckentlastungkann notwendig werden.

Verkürzte Expansionsphase bei Aphakie.

Niedriger Augeninnendruck und geringeKammerwasserproduktion verlängern dieLebensdauer einer Gasblase.

c Maximales Volumen

c Halbwertszeit einer Gasblase

Bei niedriger Rigidität ist ein gößeres Gasvolumen injizierbar, bevor es zu einem deutlichen Druckanstieg kommt.

Cave: Verschluß der Zentralarterie.


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Intraokulare Gase in der Glaskörper- und Netzhautchirurgie Teil I: Grundlagen