Selektive Behandlung des RPE unter Verwendung eines gescannten CW-Laserstrahls im Kaninchenmodell

Zusammenfassung

Hintergrund

Selektive RPE-Lasertherapie ist durch repetitive Laserbestrahlung mit Mikrosekundenpulsen unter Schonung der Photorezeptorschicht möglich. Damit können zentrale Netzhautpathologien wie diabetische Makulopathie, weiche konfluierende Drusen im Rahmen der altersbedingten Makuladegeneration oder die Chorioretinopathia centralis serosa ohne konsekutive Laserskotome behandelt werden. Es war Ziel dieser Studie zu zeigen, ob ein selektiver RPE-Schaden auch mit einem konventionellen grünen cw-Laserstrahl erreicht werden kann, wenn dieser zur Bestrahlung über die Netzhaut gescannt wird.

Material und Methode

Die Strahlung eines Dauerstrichlasers (532 nm) wurde über eine single-mode-Glasfaser an eine Spaltlampe adaptiert. Der Spot (18µm) wurde mittels eines zweidimensionalen akustooptischen Deflektors durch ein Kontaktglas hindurch über die Netzhaut von pigmentierten Kaninchen gescannt. Die Scanfelder waren 300 µm x 300 µm groß und bestanden aus sechs separaten Linien. Die Scangeschwindigkeit wurde so gewählt, dass jeder Absorber in der Mitte der Scanlinie im RPE für eine Dauer von 5 µs bestrahlt wurde. Die Bestrahlung wurde repetitiv 100-fach mit einer Wiederholrate von 100 Hz durchgeführt. Durch Variation der Leistung wurde eine Dosis-Wirkungskurve erstellt. Die ED₅₀-Schadensschwelle wurde nach angiographischer Sichtbarkeit berechnet. Das Ausmaß der Selektivität wurde lichtmikroskopisch untersucht.

Ergebnisse

Der laserinduzierte RPE-Defekt war fluoreszenzangiographisch durch Leckage bei gleichzeitiger ophthalmoskopischer Nicht-Sichtbarkeit der Laserläsion nachweisbar. Die angiographische ED₅₀-Schadensschwelle betrug 161 mJ/cm² (66 mW). Die ophthalmoskopische Schwelle wurde bei fehlender Laserleistung nicht erreicht und lag über 438 mJ/cm² (180 mW). Der sog. therapeutische Bereich zwischen beiden Schwellen hat damit einen Faktor von mindestens 2,7. Histologische Untersuchungen von Laserläsionen, die mit einer Leistung bis 2-fach der angiographischen Schwelle erzeugt wurden, zeigten eine Destruktion des RPE bei gleichzeitiger Intaktheit der Photorezeptorschicht.

Schlussfolgerung

Selektive Schädigung des RPE ist mit scannender cw-Laserbestrahlung möglich, wenn der fokussierte Laserstrahl derart über den Fundus gescannt wird, dass jede einzelne Zelle im Mikrosekundenbereich bestrahlt wird.

Abstract

Background

Selective RPE laser therapy with sparing of the neurosensory layer is possible by applying repetitive microsecond laser pulses. Macular diseases such as diabetic maculopathy, soft confluent drusen due to age-related macular degeneration or central serous chorioretinopathy were shown to be treated successfully—without concurrent laser scotoma—by this technique. It was the goal of this study to show, if selectivity could also be achieved using a conventional green cw-laser by scanning the beam across the retina during irradiation.

Material and methods

A cw-laser beam at 532 nm was coupled to a slitlamp via a single mode optical fiber. The spot (18 µm) was scanned across the retina of Dutch-belted rabbits through a contact lens using a two-dimensional acusto-optical deflector. The scan-field was 300 µm x 300 µm in size and consisted of six separate scan lines. The scanning speed was adjusted so as to produce 5 µs exposure at each absorber in the center of the scan line. The entire scan pattern was applied 100 times at each site at a frame rate of 100 Hz. Dose response curve was measured by variation of the laser power. ED₅₀-thresholds for RPE damage were calculated by fluorescein angiographic leakage in irradiated areas after exposure to different laser intensities. The extent of selectivity was examined by light microscopy.

Results

Clinically the selective laser-induced RPE defect was demonstrated by fluorescein angiographic leakage and concurrent absence of ophthalmoscopic visibility. The angiographic ED₅₀-damage threshold was 161 mJ/cm² (66 mW). Ophthalmoscopic visibility was not noticed even with the maximum available radiant exposure of 438 mJ/cm² (180 mW). Thus the safety range between angiographic and ophthalmoscopic thresholds had a factor of at least 2.7. First histological examinations revealed selective RPE destruction with intact photoreceptors for irradiation at laser power levels 2 times above angiographic threshold.

Conclusion

Selective RPE targeting is feasible with a conventional green cw-laser when scanning the focused laser beam across the fundus with a speed such that every point in exposed RPE is irradiated for duration of 5 µs.