Retrospective study on the influence of orthokeratology lens wear on objective tear film parameters

Only the abstract of the article "Retrospective study on the influence of orthokeratology lens wear on objective tear film parameters" is available in English. The complete article can be read in German.

In den letzten Jahrzehnten ist weltweit ein deutlicher Anstieg der Myopie zu beobachten.¹ Vor dem Hintergrund, dass diese ein Risikofaktor für schwere Augenerkrankungen ist, ist eine frühzeitige Prävention zur Behandlung des Fortschreitens der Kurzsichtigkeit von großer Bedeutung.² Orthokeratologielinsen stellen dabei eine wirksame Maßnahme dar, die Progression der Kurzsichtigkeit erfolgreich zu verlangsamen. Sie bewirken eine gezielte, reversible Verformung der Hornhaut über Nacht, sodass tagsüber eine gute Sehleistung ohne zusätzliche Sehhilfen erzielt wird.³ Erwachsene profitieren neben der refraktiven Korrektur von einer gesteigerten Lebensqualität.⁴ Zudem berichten Studien von einer Verringerung von Diskomfort und Trockenheitssymptomen unter Orthokeratologieversorgung im Vergleich zum Tragen weicher Kontaktlinsen.^5,6

Das trockene Auge gehört zu den häufigsten ophthalmologischen Krankheitsbildern, dessen Prävalenz mit dem Alter zunimmt.^7,8 Als Risikofaktor gilt unter anderem die Versorgung mit Kontaktlinsen.⁷ Etwa 50 % der Kontaktlinsenträger berichten über Trockenheitssymptome.⁹ Ein relevanter Parameter ist hierbei die Stabilität des Tränenfilms, die positiv mit der Tränenmeniskushöhe korreliert und bei Patienten mit trockenem Auge häufig reduziert ist.¹⁰ Herkömmliche Kontaktlinsen werden tagsüber bei geöffneten Augen getragen und stehen somit in direkter Wechselwirkung mit dem Tränenfilm und Umwelteinflüssen. Dies könnte zu einer reduzierten Tränenfilmstabilität beitragen und damit auch mit einer Verringerung der Tränenmeniskushöhe einhergehen.^10,11 Im Gegensatz dazu werden Orthokeratologielinsen ausschließlich nachts bei geschlossenen Augen getragen, wodurch sowohl die Linsen als auch die Augenoberfläche weitgehend vor äußeren Einflüssen geschützt sind.

Das Schließen der Augenlider über Nacht verändert bereits ohne Linsentragen den Tränenfilm: Die Immunabwehr wechselt von einer passiven Barriere zu einer aktiven Abwehr, um die Hornhaut vor eingeschlossenen Mikroorganismen zu schützen.¹² Das Tragen von Orthokeratologielinsen könnte diese physiologischen Prozesse beeinflussen und potenzielle Veränderungen des Tränenfilmes sowie der Augenoberfläche hervorrufen. Der Tränenfilm besteht aus zwei funktionell unterschiedlichen Schichten: einer muzinhydrogelen Schicht und der ihr aufliegenden Lipidschicht.¹³ Die Stabilität und Funktionalität des Tränenfilms hängen von einem optimalen Zusammenspiel der Schichten ab, sodass jede ihre physiologischen Aufgaben vollständig erfüllen kann. Eine Störung des Gleichgewichts führt zu einem instabilen Tränenfilm, der die Entstehung des trockenen Auges begünstigen kann. Nach der aktuellen Definition des TFOS DEWS III Reports wird das Trockene Auge als multifaktorielle, symptomatische Erkrankung beschrieben, die durch einen Verlust der Homöostase des Tränenfilms und/oder der Augenoberfläche gekennzeichnet ist. Dabei gelten Instabilität und Hyperosmolarität des Tränenfilms, Entzündungen und Schädigungen der Augenoberfläche sowie neurosensorische Anomalien als ätiologische Faktoren.¹⁴

Die langfristigen Auswirkungen von Orthokeratologie­linsen auf objektive Tränenfilmparameter wurden bisher überwiegend bei Kindern untersucht.^15,16 Bei Erwachsenen liegen meistens nur kurze Beobachtungszeiträume von einem Monat vor, und vorwiegend unter Verwendung invasiver Messmethoden.^6,17 Der Schwerpunkt der bisher durchgeführten Studien lag primär auf der Erhebung subjektiver Empfindungen mittels standardisierter Fragebögen wie dem OSDI oder dem CLDEQ. Dort zeigte sich, dass es bei der Umstellung von symptomatischen Weichlinsenträgern auf Orthokeratologielinsen zur Verbesserung von Trockenheitsbeschwerden kommt.^5,6,18 Ziel der vorliegenden Studie war es daher, die Auswirkungen der Nutzung von Orthokeratologielinsen auf objektive Tränenfilmparameter bei Erwachsenen über sechs Monate zu untersuchen.

Die im Folgenden durchgeführte retrospektive Analyse soll Aufschluss darüber geben, inwiefern das Tragen von Orthokeratologielinsen Einfluss auf objektive Tränenfilmparameter bei Erwachsenen hat. Hierfür wurden Daten aus der im Jahr 2024 abgeschlossenen prospektiven Studie mit dem Forschungsthema “Biomechanik der Hornhaut unter Einfluss der Orthokeratologie” ausgewertet. Die Studie wurde prospektiv, longitudinal, monozentrisch, unverblindet und interventionell an der Technischen Hochschule Lübeck, Deutschland, durchgeführt. Sie folgte den ethischen Grundsätzen der Deklaration von Helsinki und erhielt 2020 die Zustimmung der Ethikkommission der Ärztekammer Hamburg.

Von den in der prospektiven Studie eingeschlossenen 35 Probanden, konnten in der retrospektiven Analyse 33 Probanden für die Auswertung verwendet werden. Davon beendeten 28 der Probanden die Studie bis Monat 6 und alle der 33 Probanden den Monat 3. Die Gründe der fünf Drop-outs zu Monat 6 waren: familiäre Umstände (1× im M6), Handling Probleme (1× im M6), unzureichender/instabiler Visus im Tagesverlauf (3× im M6). Von den 33 Probanden waren 19 weiblich und 14 männlich. Das mittlere Alter betrug 27,9 ± 5,7 Jahre. Die Ein- und Ausschlusskriterien sind in der Tabelle 1 beschrieben. Alle für die retrospektive Studie relevanten Messungen wurden mit dem Keratograph 5M (Oculus Optik Geräte, Wetzlar, Deutschland) durchgeführt. Es wurde darauf geachtet, dass alle der durchgeführten Messungen an jedem der Untersuchungstage in der gleichen Reihenfolge erfolgten und möglichst an Vormittagen vollzogen wurden. Bei der Datenerhebung mit dem K5M wurde zuerst die nicht-invasive Tränenmeniskushöhe (NIKTMH) bestimmt, im Anschluss die nicht-invasive Tränenfilmaufrisszeit (NIKBUT) gemessen und danach der bulbäre Rötungsgrad ermittelt. Diese Reihenfolge wurde im gesamten Studienverlauf von sechs Monaten beibehalten. Die zur Auswertung herangezogenen Messzeitpunkte der retrospektiven Studie betrugen Baseline (BL), Monat 1 (M1), Monat 3 (M3) und Monat 6 (M6).

Die statistische Auswertung der retrospektiven Studie erfolgte mittels des Statistikprogramms IBM SPSS Statistics Version 29. Für die Analyse standen drei Datensätze zur Verfügung. Diese umfassten die Messwerte der nicht-invasiven Tränenfilmaufrisszeit, die nicht invasive Tränenmeniskushöhe sowie der bulbäre Rötungsgrad. Zur Vermeidung der Interaugenkorrelation wurde jeweils nur ein Auge pro Probanden für die statistische Auswertung verwendet. Die Auswahl des Auges erfolgte randomisiert mit Hilfe einer Zufallsfunktion in einer Excel-Tabelle. Das Signifikanzniveau wurde zuvor für alle Tests auf p = 0,05 festgelegt. Zur Prüfung auf Normalverteilung wurden Histogramme sowie der Shapiro-Wilk-Test für die drei Datensätze verwendet. Alle drei Datensätze wiesen keine Normalverteilung auf. Die statistische Analyse erfolgte aus diesem Grund mit Hilfe nichtparametrischer Tests. Zur grafischen Darstellung der deskriptiven Auswertung wurden einfache und gruppierte Boxplots verwendet. Abhängige Mehrfachvergleiche wurden mit dem Friedman-Test durchgeführt. Bei statistisch signifikanten Ergebnissen erfolgte ein Post-hoc-Test, um die tatsächlichen Unterschiede zwischen den Gruppen zu identifizieren. Zur Minimierung des Alpha-Fehlerrisikos bei multiplen Tests wurde die Bonferroni-­Korrektur beim Post-hoc-Test angewendet. Geschlechtsspezifische Unterschiede zu den einzelnen Messzeitpunkten wurden in allen drei Datensätzen unter Anwendung des Kruskal-Wallis-Tests untersucht.

Die Hauptprüfvariable war die AverageNIKBUT. Die deskriptive Darstellung erfolge mittels einfacher Boxplots und umfasste den Untersuchungszeitraum von Baseline (BL) zu Monat 6 (M6). Diese Grafik ist in Bild 1 dargestellt. Die Ordinate gibt die AverageNIKBUT in Sekunden an, während die Abszisse die einzelnen Messzeiten beschreibt. In der grafischen Darstellung wurden zwei horizontale Referenzlinien eingefügt: eine rote Line bei 7 Sekunden sowie eine grüne Line bei 14 Sekunden. Diese markieren die im K5M hinterlegten Grenzwerte zur Beurteilung der Tränenfilmstabilität. Werte unter 7 Sekunden werden als unzureichend bewertet, mit einem trockenen Auge assoziiert und im K5M als rote Bereiche dargestellt. Eine AverageNIKBUT ab 14 Sekunden wird als stabil interpretiert und grün dargestellt. Zu Baseline beträgt der Median 17,02 Sekunden und stellt damit dem höchsten Wert der vier Untersuchungszeitpunkte dar. Zwischen BL zu M1 ist eine Abnahme der AverageNIKBUT auf 12,63 Sekunden zu erkennen. Diese bleibt auch im Verlauf von M3 zu M6 auf einem niedrigeren Niveau. Konkret sinkt die AverageNIKBUT an M3 auf 10,26 Sekunden und bleibt bis M6 mit einem Wert von 10,67 Sekunden weitgehend stabil.

Um zu prüfen, ob der Unterschied der Abnahme der Average­NIKBUT statistisch signifikant ist, wurde der Friedman-­Test durchgeführt. Dieser ergab eine statistische Signifikanz von p = 0,021. Es besteht ein statistisch signifikanter Gesamteffekt im Verlauf der Messzeitpunkte der AverageNIKBUT. Anschließend wurde der Friedman-Test durch einen Post-hoc-Test ergänzt, die Ergebnisse dessen sind in Tabelle 2 dargestellt.

Nach Anwendung der Bonferroni-Korrektur kommt der Post-hoc-Test zu keiner statistischen Signifikanz zwischen den einzelnen Messzeitpunkten. Am ehesten war ein Unterschied zwischen BL zu M6 zu sehen mit einem p-Wert von 0,06. Im Zusammenhang mit der deskriptiven Statistik, würde dieses auf eine Abnahme der AverageNIKBUT im Verlauf von BL zu jedem der Messzeiten bis M6 hindeuten. Jedoch ist der Unterschied in der vorliegenden Auswertung mit der Bonferroni-­Korrektur nicht statistisch signifikant. Des Weiteren wurde überprüft, ob ein statistisch signifikanter Unterschied der AverageNIKBUT bei den Messzeitpunkten und zwischen den Geschlechtern besteht. Dafür wurde der Kruskal-Wallis-Test verwendet. Dieser kam mit einem p > 0,05 zwischen allen Untersuchungszeitpunkten zu keinem statistisch signifikanten Ergebnis.

Als zweite Variable wurde die NIKTMH statistisch ausgewertet. Auch diese wies keine Normalverteilung auf, somit erfolgte ebenfalls die Darstellung mittels Boxplots. Diese ist in dem Bild 2 zu sehen. Bei der Grafik befindet sich auf der Ordinate die NIKTMH in mm und auf der Abszisse die einzelnen Untersuchungszeitpunkte. Analog zur vorherigen Abbildung wurde auch in dieser Darstellung eine Cut-off-­Linie eingezeichnet. Diese liegt bei 0,2 mm und markiert den kritischen Schwellenwert der Tränenmeniskushöhe, unterhalb dessen liegt eine unzureichende Tränenfilmmenge vor. Der Median der NIKTMH betrug zu Baseline 0,25 mm, zu den Messzeitpunkten M1 und M6 jeweils bei 0,26 mm sowie zu M3 bei 0,27 mm. Über alle Messzeitpunkte hinweg blieb der Median oberhalb des kritischen Grenzwertes von 0,2 mm und zeigte nur geringe Schwankungen. Der im Anschluss durchführte Friedman-Test ergab mit p = 0,183 keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den einzelnen Untersuchungszeitpunkten. Auch der Kruskal-Wallis-Test zeigte keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen der Tränenmeniskushöhe und den Geschlechtern im Untersuchungszeitraum (p > 0,05).

Die dritte Variable war der bulbäre Rötungsgrad. Auch hier erfolgte eine grafische Darstellung mittels Boxplots, welcher in Bild 3 zu sehen ist. Die Ordinate beschreibt den Grad der bulbären Rötung und die Abszisse die einzelnen Untersuchungszeitpunkte. Die Mediane der vier Boxplots befinden sich nahezu auf einer horizontalen Ebene. In der Baseline-Messung und M1 wird ein bulbärer Rötungsgrad mit einem Wert von 0,7 klassifiziert und im Verlauf zu M3 und M6 jeweils mit 0,75. Der im Anschluss durchgeführte Friedman-Test ergab mit einem p = 0,493 kein statistisch signifikantes Ergebnis.

Im Gegensatz dazu wies der im Weiteren durchgeführte Kruskal-Wallis-Test für die Variable der bulbären Rötung zwischen allen Messzeitpunkten eine statistische Signifikanz zwischen den Geschlechtern auf. Der bulbäre Rötungsgrad der Männer war zu allein Untersuchungszeitpunkten statistisch signifikant höher als der der Frauen (BL p = 0,005; M1 p = 0,002; M3 p = 0,002; M6 p = 0,024). Die grafische Darstellung erfolgte mittels gruppierter Boxplots, wobei die Boxplots der Männer dort in blau und die der Frauen in Rot dargestellt wurden. Diese ist in Bild 4 zu sehen.

In der männlichen Kohorte betrug der Median zu BL = 0,9; M1 = 0,85; M3 = 1,10 und M6 = 1,05. Die weibliche Kohorte zeigte zu Baseline einen Median von 0,60, der in M1 und M3 unverändert bliebt und sich in M6 geringfügig auf 0,70 erhöhte. Innerhalb der einzelnen Kohorten zeigten sich somit nur geringe Veränderungen im Studienverlauf. Zwischen den Geschlechtern war der bulbäre Rötungsgrad bei den Männern zu allen Untersuchungszeitpunkten statistisch signifikant höher, wobei der Unterschied über den gesamten Messzeitraum hinweg weitgehend konstant blieb. Aufgrund der durchgehend unter einem Grad liegenden Differenzen der Medianwerte ist das statistisch signifikante Ergebnis jedoch als klinisch nicht relevant einzustufen.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Einflussnahme einer sechsmonatigen Orthokeratologieversorgung in Bezug auf verschiedene objektive Tränenfilmparameter bei Erwachsenen zu untersuchen.

Für die Variable der NIKBUT konnte im Studienverlauf eine tendenzielle Abnahme beobachtet werden (p = 0,021), die nach Anwendung des Post-hoc-Test mit Bonferroni-­Korrektur keine statistische Signifikanz aufwies. Dies könnte einerseits auf einen geringen klinischen Effekt der beobachteten Veränderung hindeuten, andererseits aber auch auf eine begrenzte statistische Power für Post-hoc-Vergleiche bei der vorliegenden Stichprobengröße von n = 28 zurückzuführen sein.

Zu Beginn der Studie wies der Tränenfilm in der Baselinemessung eine stabile Tränenfilmaufrisszeit mit einem Median von 17,02 Sekunden auf. Bereits nach einem Monat (M1) sank die AverageNIKBUT auf 12,63 Sekunden. Im dritten Monat (M3) erreichte sie mit 10,26 Sekunden den niedrigsten Wert, der bis zum Monat sechs (M6) mit 10,67 Sekunden auf dem niedrigen Niveau stabil blieb. Die Einordnung des K5M die AverageNIKBUT unterhalb von 14 Sekunden als grenzwertig hinsichtlich ihrer Stabilität zu klassifizieren, basiert auf der Arbeit von Wiedemann et al. (2010).19 Ein entsprechender Wert konnte bereits ab dem ersten Untersuchungsmonat beobachtet werden. Tränenfilmaufrisszeiten unter sieben Sekunden gelten laut der Klassifikation als Hinweis auf ein trockenes Auge.¹⁹ Im Vergleich dazu definiert die TFOS DEWS II Leitlinie (2017) bereits Werte < 10 Sekunden als diagnostisch relevant für ein trockenes Auge.²⁰ Die Mediane der AverageNIKBUT an M3 (10,26 s) und an M6 (10,67 s) liegen nahe an diesem definierten Grenzwert. Aufgrund nicht vorhandener subjektiver Angaben der Probanden konnte nicht festgestellt werden, ob sie eine Verschlechterung des Tragekomforts oder mögliche Trockenheitssymptomatiken erfahren haben. Studien belegen jedoch einen Zusammenhang zwischen der Tränenfilmstabilität und subjektiven Beschwerden. Suman und Goyal (2019) berichten über eine statistisch signifikante negative Korrelation zwischen dem OSDI-Score und dem TBUT (r = −0,597; p < 0,0001).²¹ Auch Ünlü et al. (2012) stellen heraus, dass eine statistisch signifikante negative Korrelation zwischen dem OSDI-Score und dem TBUT festzustellen ist.²²

Die Tränenmeniskushöhe blieb im Studienverlauf stabil, dies deckt sich mit den Ergebnissen früherer Arbeiten, die jedoch auf den invasiven Schirmer-I-Test zurückgriffen und einen kürzeren Studienzeitraum verwendeten.^17,18,23 Bei der vorliegenden Analyse ist hervorzuheben, dass ein vergleichsweise langer Untersuchungszeitraum von sechs Monaten gewählt wurde. Zudem kam der K5M zum Einsatz, ein gut reproduzierbares Messgerät, das objektive Messungen ermöglicht und somit die Zuverlässigkeit der Ergebnisse unterstützt.^24,25 Jedoch lassen sich artefaktbedingte Fehler durch Blinzeln nicht gänzlich ausschließen, potenzielle Ungenauigkeiten aufgrund mangelhafter Bildqualität sowie fehlerhafter Vermessungen konnten bei der retrospektiven Auswertung hingegen weitgehend ausgeschlossen werden.

Im Rahmen dieser retrospektiven Untersuchung konnten keine statistisch signifikanten Veränderungen des automatisiert gemessenen bulbären Rötungsgrades festgestellt werden. Der bulbäre Rötungsgrad hatte in der Baselinemessung einen Grad von 0,7 und in M6 einen Wert von 0,75. Diese minimale Zunahme ist weder statistisch signifikant noch klinisch relevant. Jedoch ist darauf hinzuweisen, dass die Probanden, die zuvor weiche Linsen getragen hatten, eine Wash-out-Phase von zwei Wochen einhalten mussten, bevor sie an der Studie teilnehmen durften. Es ist nicht auszuschließen, dass eine statistisch signifikante Reduzierung des bulbären Rötungsgrades bei der Umstellung auf Orthokeratologielinsen ohne die Wash-out-Phase festzustellen gewesen wäre, so wie dies die frühere Studie von Gracia-Porta et al. (2016) belegt. Diese beschreibt, dass es zu einer statistisch signifikanten Abnahme der bulbären und limbalen Rötung nach direkter Umstellung von weichen Kontaktlinsen auf Orthokeratologielinsen kommt.¹⁷ Ein geschlechtsspezifischer Unterschied zwischen den Kohorten in Bezug auf die bulbäre Rötung konnte in der vorliegenden Analyse hingegen festgestellt werden. Der bulbäre Rötungsgrad der Männer war immer statistisch signifikant höher als der der Frauen, da der Unterschied unter einem Grad betrug, wurde dieser als klinisch nicht relevant bewertet. Vergleichbare geschlechtsspezifische Unterschiede in Bezug auf den bulbären Rötungsgrad wurden auch von Murphy et al. beschrieben.²⁶

Die in der Literatur berichteten Verbesserungen von Komfort- und Trockenheitssymptomen nach der Ortho­kerato­logie­versorgung beziehen sich auf Studien, in denen standardisierte Fragebögen wie der OSDI oder CLDEQ verwendet wurden.^6,17,18 Der vorliegenden retrospektiven Studie standen hingegen ausschließlich objektive Tränenfilmparameter zur Verfügung, sodass ein Zusammenhang zwischen subjektiven Symptomen und objektiven Daten nicht untersucht werden konnte. Die Auswertung der objektiven Tränenfilmparameter zeigte keine statistisch signifikanten Veränderungen. Ein möglicher Erklärungsansatz für die in der Literatur beschriebene subjektive Symptomverbesserung unter Orthokeratologieversorgung trotz unveränderter objektiver Parameter könnte in einer verminderten Hornhautsensibilität durch das Tragen von Orthokeratologielinsen liegen. Die Hornhautempfindlichkeit wird durch das Tragen von Orthokerato­logie­linsen statistisch signifikant reduziert und hat zudem eine Abnahme der Nervenfaserdichte der Hornhaut zur Folge.²⁷ Diese Erkenntnis kann eine Erklärung liefern, warum von einer subjektiven Verbesserung von Komfort- und Trockenheitssymptomen berichtet wird, obwohl keine statistisch signifikanten Verbesserungen der objektiven Tränenfilmparameter messbar sind.

Die Auswertung der Studiendaten unterliegt einigen Limitationen, welche sich auf die Datenlage und die daraus resultierenden Aussagen ausgewirkt haben könnten. Eine wesentliche Einschränkung besteht darin, dass keine subjektiven Daten erhoben wurden und sich die Ergebnisse dieser Studie ausschließlich auf objektive Befunde beschränken. Darüber hinaus kam es während des Untersuchungszeitraums bis zum sechsten Monat zu fünf Drop-outs. Bei drei Probanden wurden ein unzureichender oder instabiler Visus als Grund angegeben, möglicherweise durch einen instabilen Tränenfilm bedingt. In früheren Studien, in denen über eine subjektive Reduktion der Trockenheitssymptomatik berichtet wurde, nahmen ebenfalls nicht alle Probanden bis zum Studienende teil. Es ist daher denkbar, dass insbesondere jene Probanden, bei denen keine subjektive Verbesserung oder sogar eine Verschlechterung der Symptome auftrat, vorzeitig aus den Studien ausgeschieden sind. Für zukünftige Studien wäre ein größerer Stichprobenumfang in Verbindung mit objektiven Messmethoden und standardisierten Fragebögen empfehlenswert, um Veränderungen der Tränenfilmparameter und der subjektiven Symptome über die Messzeitpunkte hinweg zu erfassen und deren Zusammenhang zu analysieren.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass das Tragen von Orthokeratologielinsen nur einen geringen Einfluss auf objektive Tränenfilmparameter hat. Die NIKBUT zeigte einen rückläufigen Trend mit anschließender Stabilisierung auf einem niedrigeren Niveau bis zum Studienende, die statistisch jedoch keine Signifikanz aufwies. Darüber hinaus veränderte sich weder die Menge der Tränenflüssigkeit noch der Grad der bulbären Rötung im Verlauf der sechs Monate. Der festzustellende statistisch signifikante Unterschied des bulbären Rötungsgrades zwischen den Geschlechtern blieb über den Studienverlauf konstant und wies klinisch keine Relevanz auf.

Interessenkonflikt

Die Autor*innen haben keinen Interessenkonflikt in Bezug auf die im Artikel genannten Methoden und Geräte.