Keratokonus: Epidemiologie, Risikofaktoren und Diagnostik

 

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Zusammenfassung

Der Keratokonus ist eine meist bilateral auftretende, nichtentzündliche und progrediente Hornhautvorwölbung mit einer Inzidenz von 1 : 2000 in der Normalbevölkerung. Er manifestiert sich typischerweise im zweiten Lebensjahrzehnt mit einer progredienten Hornhautstromaverdünnung und darauf folgender Myopisierung mit irregulärem Astigmatismus, die zu einer Visusverschlechterung führen. Obwohl in den meisten Fällen die Erkrankung sporadisch auftritt, ist eine kleine Anzahl von Familien mit einem autosomal dominanten Vererbungsgang dokumentiert. Es wird vermutet, dass die prädisponierenden Faktoren vererbt werden (vollständige Penetranz), es aber zu einer unterschiedlichen klinischen Ausprägung kommt. Heterozygote Mutationen im VSX1-Gen sind bei einigen Patienten als ursächlicher Gendefekt beschrieben worden. Ein Zusammenhang mit anderen systemischen und ophthtalmologischen Veränderungen, wie einer Trisomie 21 (Down-Syndrom), einer Monosomie X (Turner-Syndrom), einer Leberschen kongenitalen Amaurose, einem Mitralklappenprolaps, Kollagenosen, einer Retinopathia pigmentosa und einem Marfan-Syndrom ist bekannt. Aufgrund des Risikos eines Keratokonus-Rezidivs nach perforierender Keratoplastik wird den Keratozyten eine entscheidende Rolle zugeschrieben und vermutet, dass das Einwachsen von Wirts-Keratozyten in das Transplantat zu einem wieder Auftreten der Erkrankung führen kann. Neben der Spaltlampenuntersuchung, der Skiaskopie und der Keratometrie spielt insbesondere bei der Erstdiagnostik eines frühen Keratokonus-Stadiums die placidobasierte Videokeratographie, wenn möglich in Kombination mit einer Pachymetrie, eine entscheidende Rolle. Verschiedene Indizes können die klinischen Merkmale des Keratokonus quantifizieren und bei einer korrekten Klassifikation behilflich sein. Durch Untersuchung der Daten der Fourier-Analyse, der Wellenfront-Analyse und der Exzentrizität von Augen mit verschiedenen Stadien des Keratokonus (KK) und von Normalaugen soll geklärt werden, welche Parameter sich für die frühe Diagnose dieser Hornhauterkrankung eignen.

Abstract

Keratoconus is a bilateral, non-inflammatory and progredient corneal ectasia with an incidence of approximately 1 per 2,000 in the general population. Within the second decade of life the cornea develops a conical shape, due to thinning of the corneal stroma with subsequent irregular astigmatism and myopia leading to marked impairment of vision. The most common presentation of the keratoconus is as a sporadic disorder, but it has long been recognized that a significant minority of patients exhibit a family history as an autosomal dominant mode of inheritance. Most investigators suggest complete penetrance of predisposing factors with variable phenotypic expression. In some patients heterozygous mutations in the VSX1 gene are described as the underlying gene defect. An association with Down syndrome, monosomia X (Turner syndrome), Leber’s congenital amaurosis, mitral valve prolaps, collagenosis, retinitis pigmentosa and Marfan syndrome is described. The role of corneal cells in the pathogenesis of keratoconus is supported by the published reports of recurrence of keratoconus in eyes after penetrating keratoplasty due to graft repopulation by the recipient cells. Placido-based computeed videokeratographic corneal curvature mapping systems, linked with pachymetry, are useful for identifying overt and subclinical cases of keratoconus. Different indices may quantify the clinical features of keratoconus and may improve the classification. We compared videokeratometric data (Fourier series harmonic analysis and wavefront analysis) in eyes with keratoconus to answer the question of which parameters are useful for early diagnosis of keratoconus.

Literatur

• 1 Aldave A J, Mabon M, Hollander D A. et al . Spontaneous corneal hydrops and perforation in keratoconus and pellucid marginal degeneration.  Cornea. 2003;  22 (2) 169-174
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 2 Amsler M. Kèratocone classique et kèratocone fruste, arguments unitaire.  Ophthalmologica. 1946;  111 96-101
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 3 Auffarth G U, Wang L, Volcker H E. Keratoconus evaluation using the Orbscan Topography System.  J Cataract Refract Surg. 2000;  26 222-228
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 4 Barbero S, Marcos S, Merayo-Lloves J. et al . Validation of the estimation of corneal aberrations from videokeratography in keratoconus.  J Refract Surg. 2002;  18 263-270
  PubMedGoogle Scholar
• 5 Baron H. Kontaklinsen. Lehrbuch und Leitfaden. Heidelberg; Verlag Optische Fachveröffentlichungen GmbH 1991: 21 - 22-421 - 424
  Google Scholar
• 6 Bawazeer A M, Hodge W G, Lorimer B. Atopy and keratoconus: a multivariate analysis.  Br J Ophthalmol. 2000;  84 834-836
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 7 Beardsley T L, Foulks G N. An association of keratoconus and mitral valve prolapse.  Ophthalmology. 1982;  89 (1) 35-37
  PubMedGoogle Scholar
• 8 Bechara S J, Waring G O 3rd, Insler M S. Keratoconus in two pairs of identical twins.  Cornea. 1996;  15 90-93
  PubMedGoogle Scholar
• 9 Bisceglia L, Ciaschetti M, De Bonis P. et al . VSX1 mutational analysis in a series of Italian patients affected by keratoconus: detection of a novel mutation.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 2005;  46 39-45
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 10 Brancati F, Valente E M, Sarkozy A. et al . A locus for autosomal dominant keratoconus maps to human chromosome 3p14-q13.  J Med Genet. 2004;  41 188-192
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 11 Bourges J L, Savoldelli M, Dighiero P. et al . Recurrence of keratoconus characteristics: a clinical and histologic follow-up analysis of donor grafts.  Ophthalmology. 2003;  110 1920-1925
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 12 Bürki E. Quantifizierung kornealer Aberrationen mithilfe eines Aberrationskoeffizienten.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 2003;  220 103-105
  Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
• 13 Cullen J F, Butler H G. Mongoloism (Down’s syndrome) and keratoconus.  Br J Ophthalmol. 1963;  47 321-330
  PubMedGoogle Scholar
• 14 Dantas P E, Nishiwaki-Dantas M C. Spontaneous bilateral corneal perforation of acute hydrops in keratoconus.  Eye Contact Lens. 2004;  30 40-41
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 15 de Toledo J A, de la Paz M F, Barraquer R I. et al . Long-term progression of astigmatism after penetrating keratoplasty for keratoconus: evidence of late recurrence.  Cornea. 2003;  22 317-323
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 16 Edwards M, McGhee C N, Dean S. The genetics of keratoconus.  Clin Experiment Ophthalmol. 2001;  29 (6) 345-351
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 17 Edwards M, Clover G M, Brookes N. et al . Indications for corneal transplantation in New Zealand: 1991 - 1999.  Cornea. 2002;  21 152-155
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 18 Elder M J. Leber congenital amaurosis and its association with keratoconus and keratoglobus.  J Pediatr Ophthalmol Strabismus. 1994;  31 (1) 38-40
  PubMedGoogle Scholar
• 19 Guirao A, Artal P. Corneal wave aberration from videokeratography: accuracy and limitations of the procedure.  J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis. 2000;  17 955-965
  PubMedGoogle Scholar
• 20 Harrison R J, Klouda P T, Easty D L. et al . Association between keratoconus and atopy.  Br J Ophthalmol. 1989;  73 (10) 816-822
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 21 Hartstein J. Keratoconus that developed in patients wearing corneal contact lenses.  Arch Ophthalmol. 1968;  80 345-346
  PubMedGoogle Scholar
• 22 Heaven C J, Lalloo F, Mchale E. Keratoconus associated with chromosome 13 ring abnormality.  Br J Ophthalmol. 2000;  84 1079
  PubMedGoogle Scholar
• 23 Hjortdal J O, Erdmann L, Bek T. Fourier analysis of video-keratographic data. A tool for separation of spherical, regular astigmatic and irregular astigmatic corneal power components.  Ophthalmic Physiol Opt. 1995;  15 171-185
  PubMedGoogle Scholar
• 24 Holland D R, Maeda N, Hannush S B. et al . Unilateral keratoconus. Incidence and quantitative topographic analysis.  Ophthalmology. 1997;  104 1409-1413
  PubMedGoogle Scholar
• 25 Hughes A E, Dash D P, Jackson A J. et al . Familial keratoconus with cataract: linkage to the long arm of chromosome 15 and exclusion of candidate genes.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 2003;  44 5063-5066
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 26 Ihalainen A. Clinical and epidemiological features of keratoconus. Genetic and external factors in the pathogenesis of the disease.  Acta Ophthalmol (Copenh). 1986;  178 (suppl) 1
  PubMedGoogle Scholar
• 27 Ioannidis A S, Speedwell L, Nischal K K. Unilateral keratoconus in a child with chronic and persistent eye rubbing.  Am J Ophthalmol. 2005;  139 356-357
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 28 Iskander D R, Morelande M R, Collins M J. et al . Modeling of corneal surfaces with radial polynomials.  IEEE Trans Biomed Eng. 2002;  49 320-328
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 29 Jafri B, Lichter H, Stulting R D. Asymmetric keratoconus attributed to eye rubbing.  Cornea. 2004;  23 560-564
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 30 Kampik A, Grehn F. Augenärztliche Diagnostik. Stuttgart, New York; Thieme-Verlag 2003: 11-19
  Google Scholar
• 31 Kaufman H E, Bruce B A, McDonald M B. The Cornea Second Edition. Boston; Butterworth-Heinemann 1998: 525-550
  Google Scholar
• 32 Keller P, van Saarloos P. Fourier transformation of corneal topography data.  Aust N Z J Ophthalmol. 1997;  25 (Suppl 1) 53-55
  PubMedGoogle Scholar
• 33 Kemmetmüller H. Zum Problem der Keratokonusbehandlung mit Kontaktlinsen.  Wien Med Wochenschr. 1961;  111 863-866
  PubMedGoogle Scholar
• 34 Kennedy R H, Bourne W M, Dyer J A. A 48-year clinical and epidemiologic study of keratoconus.  Am J Ophthalmol. 1986;  101 267-273
  PubMedGoogle Scholar
• 35 Kim W J, Rabinowitz Y S, Meisler D M. et al . Keratocyte apoptosis associated with keratoconus.  Exp Eye Res. 1999;  69 475-481
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 36 Kremer I, Eagle R C, Rapuano C J. et al . Histologic evidence of recurrent keratoconus seven years after keratoplasty.  Am J Ophthalmol. 1995;  119 511-512
  PubMedGoogle Scholar
• 37 Krumeich J H, Daniel J. Lebend-Epikeratophakie und tiefe lamelläre Keratoplastik zur stadiengerechten chirurgischen Behandlung des Keratokonus I-III.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 1997;  211 94-100
  Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
• 38 Langenbucher A, Gusek-Schneider G C, Kus M M. et al . Topographiegestützte Berechnung der Keratokonus-Dimensionen.  Klin Monatsbl Augenheilkd. 1999;  214 217-223
  PubMedGoogle Scholar
• 39 Lebow K A, Grohe R M. Differentiating contact lens induced warpage from true keratoconus using corneal topography.  CLAO J. 1999;  25 114-122
  PubMedGoogle Scholar
• 40 Leung K K. RGP fitting philosophies for keratoconus.  Clin Exp Optom. 1999;  82 230-235
  PubMedGoogle Scholar
• 41 Levenson D S, Berry C V. Findings on follow-up of corneal warpage patients.  CLAO. 1983;  9 126
  PubMedGoogle Scholar
• 42 Levenson D S. Changes in corneal curvature with long-term PMMA contact lens wear.  CLAO. 1983;  9 121
  PubMedGoogle Scholar
• 43 Levy D, Hutchings H, Rouland J F. et al . Videokeratographic anomalies in familial keratoconus.  Ophthalmology. 2004;  111 867-874
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 44 Li X, Rabinowitz Y S, Rasheed K. et al . Longitudinal study of the normal eyes in unilateral keratoconus patients.  Ophthalmology. 2004;  111 440-446
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 45 Lindsay R G, Bruce A S, Gutteridge I F. Keratoconus associated with continual eye rubbing due to punctal agenesis.  Cornea. 2000;  19 567-569
  PubMedGoogle Scholar
• 46 Lingelbach B. Zernike-Polynome.  Z prakt Augenheilk. 1999;  20 157-164
  PubMedGoogle Scholar
• 47 Lorfel R S, Sugar H S. Keratoconus associated with retrolental fibroplasia.  Ann Ophthalmol. 1976;  8 (4) 449-450
  PubMedGoogle Scholar
• 48 Macsai M, Maguen E, Nucci P. Keratoconus and Turner’s syndrome.  Cornea. 1997;  16 534-536
  PubMedGoogle Scholar
• 49 Maeda N, Fujikado T, Kuroda T. et al . Wavefront aberrations measured with Hartmann-Shack sensor in patients with keratoconus.  Ophthalmology. 2002;  109 1996-2003
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 50 Maumenee I H. The eye in the Marfan syndrome.  Trans Am Ophthalmol Soc. 1981;  79 684-733
  PubMedGoogle Scholar
• 51 McMonnies C W. The biomechanics of keratoconus and rigid contact lenses.  Eye Contact Lens. 2005;  31 80-92
  Google Scholar
• 52 Meek K M, Tuft S J, Huang Y. et al . Changes in collagen orientation and distribution in keratoconus corneas.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 2005;  46 1948-1956
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 53 Negris R. Floppy eyelid syndrome associated with keratoconus.  J Am Optom Assoc. 1992;  63 316-319
  PubMedGoogle Scholar
• 54 Oshika T, Tomidokoro A, Maruo K. et al . Quantitative evaluation of irregular astigmatism by fourier series harmonic analysis of videokeratography data.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998;  39 705-709
  PubMedGoogle Scholar
• 55 Parker J, Ko W W, Pavlopoulos G. et al . Videokeratography of keratoconus in monozygotic twins.  J Refract Surg. 1996;  12 180-183
  PubMedGoogle Scholar
• 56 Pearson A R, Soneji B, Sarvananthan N. et al . Does ethnic origin influence the incidence or severity of keratoconus?.  Eye. 2000;  14 625-628
  PubMedGoogle Scholar
• 57 Pesudovs K. Orbscan mapping in Ehlers-Danlos syndrome.  J Cataract Refract Surg. 2004;  30 1795-1798
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 58 Rabinowitz Y S, Garbus J, McDonnell P J. Computer-assisted corneal topography in family members of patients with keratoconus.  Arch Ophthalmol. 1990;  108 (3) 365-371
  PubMedGoogle Scholar
• 59 Rabinowitz Y S. Keratoconus.  Surv Ophthalmol. 1998;  42 297-319
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 60 Rabinowitz Y S, Rasheed K. KISA% index: a quantitative videokeratography algorithm embodying minimal topographic criteria for diagnosing keratoconus.  J Cataract Refract Surg. 1999;  25 1327-1335
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 61 Rabinowitz Y S, Zu H, Yang Y. et al . Keratoconus, non-parametric linkage analysis suggests a gene locus near to the centromere on chromosome 21.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1999;  40 (Suppl) 2975
  PubMedGoogle Scholar
• 62 Rahi A, Davies P, Ruben M. et al . Keratoconus and coexisting atopic disease.  Br J Ophthalmol. 1977;  61 761-764
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 63 Rao S K, Padmanabhan P. Understanding corneal topography.  Curr Opin Ophthalmol. 2000;  11 248-259
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 64 Redmond K B. The role of heredity in keratoconus.  Trans Ophthalmol Soc Aust. 1968;  27 52-54
  PubMedGoogle Scholar
• 65 Schwiegerling J, Greivenkamp J E, Miller J M. Representation of the videokeratoscopic height data with Zernike polynomials.  J Opt Soc Am A. 1995;  12 2105-2013
  PubMedGoogle Scholar
• 66 Schwiegerling J, Greivenkamp J E. Using corneal height maps and polynomial decomposition to determine corneal aberrations.  Optom Vis Sci. 1997;  74 906-916
  PubMedGoogle Scholar
• 67 Sciscio A, Hull C C, Stephenson C G. et al . Fourier analysis of induced irregular astigmatism. Photorefractive keratectomy versus laser in situ keratomileusis in a bilateral cohort of hyperopic patients.  J Cataract Refract Surg. 2003;  29 1709-1717
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 68 Shapiro M B, France T D. The ocular features of Down’s syndrome.  Am J Ophthalmol. 1985;  99 659-663
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 69 Sharif K W, Casey T A, Coltart J. Prevalence of mitral valve prolapse in keratoconus patients.  J R Soc Med. 1992;  85 (8) 446-448
  PubMedGoogle Scholar
• 70 Stachs O, Bochert A, Gerber T. et al . Die Struktur der Extrazellulärmatrix bei Keratokonus.  Ophthalmologe. 2004;  101 384-389
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 71 Sterker I, Wiedemann P. Hornhauttopographie des Partnerauges bei einseitigem Keratokonus.  Ophthalmologe. 1998;  95 317-321
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 72 Stoiber J, Muss W H, Ruckhofer J. et al . Recurrent keratoconus in a patient with Leber congenital amaurosis.  Cornea. 2000;  19 395-398
  PubMedGoogle Scholar
• 73 Stoiber J, Muss W, Ruckhofer J. et al . Acute keratoconus with perforation in a patient with Down’s syndrome.  Br J Ophthalmol. 2003;  87 120
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 74 Street D A, Vinokur E T, Waring G O 3rd. et al . Lack of association between keratoconus, mitral valve prolapse, and joint hypermobility.  Ophthalmology. 1991;  98 170-176
  PubMedGoogle Scholar
• 75 Tanabe T, Tomidokoro A, Samejima T. et al . Corneal regular and irregular astigmatism assessed by Fourier analysis of videokeratography data in normal and pathologic eyes.  Ophthalmology. 2004;  111 752-757
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 76 Thibos L N, Applegate R A, Schwiegerling J T. et al .Standards for reporting the optical aberrations of eyes. Lakshminaryanan V Trends in Optics and Photonics. Vision sciense and its applications, Vol 35. OSA Technical digest series Washington DC; Optical Society of America 2000: 232-244
  Google Scholar
• 77 Tuft S J, Moodaley L C, Gregory W M. et al . Prognostic factors for the progression of keratoconus.  Ophthalmology. 1994;  101 439-447
  PubMedGoogle Scholar
• 78 Tyynismaa H, Sistonen P, Tuupanen S. et al . A locus for autosomal dominant keratoconus: linkage to 16q22. 3-q23. 1 in Finnish families.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 2002;  43 3160-3164
  PubMedGoogle Scholar
• 79 Vail A, Gore S M, Bradley B A. et al . Corneal transplantation in the United Kingdom and Republic of Ireland.  Br J Ophthalmol. 1993;  77 650-656
  PubMedGoogle Scholar
• 80 Wachtmeister L, Ingemansson S O, Moller E. Atopy and HLA antigens in patients with keratoconus.  Acta Ophthalmol (Copenh). 1982;  60 113-122
  PubMedGoogle Scholar
• 81 Wang Y, Rabinowitz Y S, Rotter J I. et al . Genetic epidemiological study of keratoconus: evidence for major gene determination.  Am J Med Genet. 2000;  93 403-409
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 82 Williams K A, Muehlberg S M, Lewis R F. et al . How successful is corneal transplantation? A report from the Australian Corneal Graft Register.  Eye. 1995;  9 219-227
  PubMedGoogle Scholar
• 83 Wilson S E, Lin D T, Klyce S D. et al . Topographic changes in contact lens-induced corneal warpage.  Ophthalmology. 1990;  97 734-744
  PubMedGoogle Scholar
• 84 Zadnik K, Steger-May K, Fink B A. et al . Collaborative Longitudinal Evaluation of Keratoconus, Between-eye asymmetry in keratoconus.  Cornea. 2002;  21 (7) 671-679
  CrossrefPubMedGoogle Scholar

Dr. C. Grünauer-Kloevekorn

Universitätsaugenklinik mit Poliklinik der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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