Als Augeninnendruck oder intraokulären Druck bezeichnet man den physikalischen Druck, der auf der Innenwand des Auges lastet. Er entsteht durch das Gleichgewicht von Kammerwasserproduktion und Flüssigkeitsabfluss aus dem Auge gegen einen Widerstand. Der Augendruck ist für die stabile Form des Augapfels verantwortlich und führt zu einem gleichbleibenden Abstand der optischen Medien (Hornhaut, Linse, Netzhaut).

Normalerweise liegt der Augendruck zwischen 10 und 21 mmHg. Und beträgt durchschnittlich 15,6 +/- 3 mmHg. Die tagesrhythmische Schwankung beträgt zwischen 1 und 5 mmHg. 

Kammerwasser

Eine wichtige Rolle für die Regulation des Augeninnendrucks spielt das sogenannte „Kammerwasser“. Dieses wird im Epithel des Ziliarkörpers ausgebildet und wandert zwischen Iris und Augenlinse durch die Pupille in der Vorderkammer, von wo es über das Trabekelwerk des Kammerwinkels und den Schlemm‘schen Kanal wieder abfließen kann. 

Das Auge ist nämlich nicht hohl, sondern mit einer gelartigen Struktur dem Glaskörper (Corpus vitreum) und dem Kammerwasser gefüllt. Nimmt die Menge des intraokulären Kammerwassers zu, so steigt auch der Augeninnendruck an. Kommt es beispielsweise zu einer vermehrten Produktion von Kammerwasser oder zu einem reduzierten Abfluss, so führt dies zu einer Steigerung des Augeninnendrucks. 

Die Applanationstonometrie ist eine sehr weit verbreitete und genaue Methode zur Augendruckmessung. Ihr Prinzip wird nicht nur bei Applanationstonometern an Spaltlampen angewendet, sondern auch im tragbaren Perkins Tonometer.

Goldmann-Applanationstonometrie – Messprinzip

Das Verfahren basiert auf der Beleuchtung eines Doppelkopfprismas im blauen Licht (Kobalt-Filter) und der Abflachung der Hornhaut.

Bei der Applanationstonometrie wird die Kraft F gemessen, die notwendig ist, um die Fläche der Größe A einer Kugel (Augapfel) 

abzuflachen.  Der Zusammenhang zwischen Fläche und benötigte Kraft kann mit Hilfe des Imbert-Fickschen Gesetzes berechnet werden. Demnach ist die Kraft F, die benötigt wird, um die Fläche abzuflachen genauso groß wie der Druck im Inneren der Kugel (Augeninnendruck).

F = P x A

Allerdings lässt sich dieses Gesetz nur begrenzt auf das Auge anwenden. Das Gesetz gilt eigentlich nur für sphärische Oberflächen mit unendlich dünner Hülle und ohne Eigensteifheit. Außerdem dürfen keine Volumenverschiebungen im Inneren der Kugel stattfinden. Das menschliche Auge erfüllt jedoch keine dieser Grundvoraussetzungen. Demnach müsste das Imbert-Fick‘sche Gesetz wie folgt angepasst werden:

F = P x A + (B -S)

Die Begründer der Applanationstonometrie Goldmann und Schmidt konnten jedoch zeigen, dass bei einer durchschnittlichen Hornhautdick (520 µm) und einer konstanten Applantionsfläche von 7,35mm² (= Durchmesser 3,06 mm), sich die Eigensteifigkeit/ Rigidität (B) und die Kapillarkraft (S) des Auges gegenseitig aufheben. 

Goldmann-Applanationstonometrie - Durchführung

Vor der Messung erhalten die Patienten schmerzstillende Augentropfen, die einen Farbstoff (Fluoreszin) beinhalten.

Anschließend wird der Tonometerkopf so in der dafür vorgesehenen Halterung fixiert, dass die Markierung im bei 0° liegt. Die Untersuchung erfolgt bei schräg einfallendem Licht mit Kobaltblaufilter. 

Nun wird das Tonometerköpfchen so lange langsam auf den Bulbus aufgesetzt bis die Hornhaut abflacht und das Doppelprisma, den Tränenfilm in 2 optische Halbkreise unterteilt. Während der Untersucher durch die Okulare der Spaltlampe blickt, wird mithilfe eines Stellrades am Tonometer, der generierte Druck so eingestellt, dass sich die beiden Halbkreise genau an der Innenseite berühren. Der Wert am Stellrad ergibt, multipliziert mit 10, den intraokularen Druck in mmHg. 

Um eine falsch-hohe Messung zu vermeiden, darf der Tonometerkopf nicht in Kontakt mit den Wimpern oder Augenlidern kommen. Gleichzeitig muss darauf geachtet werden beim Aufhalten der Augen nicht Druck auf den Bulbus auszuüben.

Goldmann-Applanationstonometrie – Nachteile

In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass untersucherabhängige Schwankungen von bis zu 2mmHg bestehen. Auch die Menge an verabreichten Fluoreszin-Tropfen hat eine Auswirkung auf die erhaltenen Messwerte. Bei geringen Fluoresceinmengen können die Messwerte um 2-4 mmHg tiefer liegen als der tatsächliche Augendruck. Wiederholte Applikationsmessungen (innerhalb einiger Minuten) oder die Auflage eines Tonometerköpfchens über 30s können ebenfalls zu einem Abfall des Augendrucks um bis zu 2-4 mmHg führen.

Fraglich ist der Einfluss eines kornealen Astigmatismus auf die gemessenen Werte.  Auch die individuelle Dicke der Hornhaut kann, die es Ergebnisse beeinflussen. Mit Hilfe von Umrechnungstabellen (z.B. nach Kohlhaas) kann eine Korrektur des gemessenen Augendrucks entsprechend der individuellen Hornhautdicke erfolgen.

Die Messgenauigkeit der MacKay-Marg-Tonometrie im Vergleich zu Goldman oder Parkinson Plantations Tonometrie ausreichend für den klinischen Alltag. Aufgrund der geringen Applanationsfläche eignet sich die MacKay-Marg-Tonometrie besonders für Patienten mit Hornhautveränderungen (z.B. Hornhautödem, Hornhautnarben, hoher Astigmatismus).

Moderne tragbare MacKay-Marg-Tonometer (Tono-Pen® XL, Medtronics, Minneapolis, MN) bieten zusätzlich den Vorteil der einfachen Handhabung.

MacKay-Marg-Tonometrie – Messprinzip

Bei der MacKay-Marg-Tonometrie erfolgt die Augendruckmessung mit einem Tonometerstift mit einem Durchmesser von 1,5 mm. Dieser ist von einem Metallring mit einem Durchmesser von 3 mm umgeben. Sobald der Tonometerstift in Berührung mit der Hornhaut kommt, wird die Druckmessung initiiert. Der intraokuläre Augendruck wird anschließend aus der Differenz zwischen der initialen Applanationskraft des zentralen Tonometerstifts und der gemessenen Applanationskraft des zentralen Drucksensors bei Vollapplanation errechnet. Ein eingebauter Prozessor wertet nur akzeptable Ergebnisse aus und kann neben dem Augendruck auch die Streuung um den Mittelwert angeben. 

MacKay-Marg-Tonometrie – Durchführung

Vor der Messung erhalten die Patienten schmerzstillende Augentropfen, die einen Farbstoff (Fluoreszin) beinhalten.

Anschließend wird die Spitze des Tonometers mit einer Einmal-Schutzhülle bedeckt. Dann kann die Spitze vorsichtig so auf die Hornhaut aufgesetzt werden, dass die Spitze in das Zentrum des Augapfels gerichtet ist. Die Messung erfolgt auf den meisten Geräten automatisch und wird auf dem Bildschirm angezeigt. Um die Genauigkeit zu erhöhen kann der Durchschnitt von 2 aufeinanderfolgenden Messungen verwendet werden.

MacKay-Marg-Tonometrie – Vorteile

Aufgrund der einfachen Handhabung kann die Verwendung und Durchführung leicht erlernt werden. Außerdem ist eine einfache Messung auch bei Patienten möglich, die nicht an einer Spaltlampe untersucht werden können (z.B. im Liegen, Rollstuhl etc.). 

Für Patienten mit Hornhautveränderungen ist im Vergleich zu anderen Methoden (z.B. Goldmann-Applanationstonometrie) eine erheblich höhere Messgenauigkeit gewährleistet.   

MacKay-Marg-Tonometrie – Nachteile

Es hat sich gezeigt, dass der Augendruck im niedrigen Druck Bereich tendenziell zu hoch gemessen und im hohen Druckbereich zu niedrig gemessen wird. Aufgrund der geringen Applikationsfläche sind MacKay-Marg-Tonometer auch anfälliger für eine erhöhte Streuung der Messergebnisse. 

Die palpatorische Druckmessung bietet den Vorteil, dass sie überall und ohne zusätzliches Equipment durchgeführt werden kann. Außerdem kann sie unabhängig von Veränderungen der Hornhaut.

Allerdings kann hier mit der Augendruck immer nur grob geschätzt und nicht eindeutig gemessen oder quantifiziert werden. Somit ist zwar eine initiale Abschätzung des Augendrucks möglich, jedoch ist die palpatorische Druckmessung für eine Verlaufskontrolle nicht geeignet. 

Palpatorische Druckmessung – Durchführung

Der Patient wird dazu aufgefordert, die Augen zu schließen und den Blick nach unten zu richten. Legt der Untersucher die Fingerspitzen auf das Oberlid und drückt abwechselnd mit den Fingerspitzen leicht auf den Augapfel. Liegt ein normaler Augendruck vor, so ist der Augapfel in der Regel leicht eindrückbar. Bei erhöhten Augendruck werden hingegen ist der Augapfel nicht eindrückbar und hart.

Bei der Non-Kontakt-Tonometrie oder auch „Air-Puff-Tonometrie“ oder auch „Air-Puff-Tonometrie“ erfolgt die Messung des Augeninnendrucks ohne, dass dabei die Hornhaut berührt wird. 

Die Messung basiert ebenfalls auf dem Applanationsprinzip. Durch einen kurzen Luftstoß kommt es zu einer Verformung und Abflachung der Hornhaut. Gleichzeitig wird die Änderung der Reflexion eines Ziel Strahls an der Hornhautoberfläche gemessen. Anhand der Zeit, die notwendig ist, um eine ausreichende Abflachung zu erreichen, kann der Augeninnendruck berechnet werden. 

Auch wenn die Messgenauigkeit von der Hornhautdicke abhängig ist und es bei hohen Augendruckwerten oft falsch-niedrigen Messungen kommt, ist die Messgenauigkeit für den klinischen Alltag ausreichend.

Ein wesentlicher Vorteil im Vergleich zu anderen Augendruckmessmethoden liegt darin, dass kein direkter Kontakt zur Hornhaut benötigt wird. Demnach kann auf schmerzstillende Augentropfen verzichtet werden und Risiken für Hornhautverletzungen oder Infektionen reduziert werden. 

Die dynamische Konturtonometrie wird beispielsweise bei Pascal-Tonometern verwenden. Dieses relativ neue Verfahren unterscheidet sich wesentlich von anderen Messmethoden, da im Unterschied zur statischen Applanationstonometrie, die Hornhaut nicht vollständig abgeflacht wird. Der Tonometerkopf ist hornhautseitig konkav gewölbt und besitzt einen eingebauten piezoresistiven Drucksensor. Bei der Messung wird die Hornhaut in einen entspannten Zustand gebracht und nur leicht abgeflacht. Hierdurch ist die Messung wesentlich weniger von Hornhauteinflüssen (z.B. Hornhautdicke) bestimmt. 

Auch wenn die dynamische Konturtonometrie verglichen mit anderen Methoden (Goldmann-Applanationstonometrie) tendenziell zu hohe Messergebnisse zeigt (2-3 mmHg), ist die klinische Messgenauigkeit für den klinischen Alltag sehr gut und die Messungen korrelieren mit dem tatsächlichen Augendruck mit einem Fehler von etwa 1mmHg. Auch die Reproduzierbarkeit zeigte sich als besser als mit anderen Messmethoden.

Ein wesentlicher Vorteil der dynamischen Konturtonometrie besteht in der genauen Messung bei Patienten mit ungewöhnlich dicker oder dünner Hornhaut so wie bei Patienten nach refraktiver oder ablativer Hornhautchirurgie.

Bei der Rebound Tonometrie wird ein Einmal-Messkörper, ein kleiner Stift, gegen die Hornhaut des Patienten geschleudert. Dort prallt der Messkörper ab und wird wieder zurückgeschleudert (Rebound-Effekt). Rebound Tonometer (z.B. i-Care) messen induktionsbasiert mit Hilfe von 2 koaxial angeordneten Spulen das Abbremsen und das Abprallen des Messkörpers und können anhand der Änderung im Magnetfeld den Augendruck berechnen.

Der Vorteil besteht darin, dass keine schmerzstillenden Augentropfen notwendig sind. Die Rebound Tonometrie ist aufgrund der geringen Kontaktfläche und kurzen Kontaktzeit mit der Hornhaut für Fehlmessungen anfällig ist und es besteht eine größere Streubreite zwischen den einzelnen Messungen als bei anderen Messmethoden. 

Bei bestehenden Hornhautpathologien (z.B. Narben, Trübungen) oder hohen Pachymetrie Werten hat sich die Reboundtonometerie als oftmals nicht ausreichend genau erwiesen. Besonders bewährt hat sich die Rebound Tonometrie allerdings für die Augendruckmessung bei Kindern oder besonders empfindlichen Personen. Auch für die Augendruckmessung bei Tieren werden oft Rebound-Tonometer verwendet. 

Bei der Augendruckmessung durch den Ocular Response Analyzer wird die Hornhaut durch einen zunehmenden Luftstrom abgeflacht und in einen konkaven Zustand gebracht. Anschließend lässt die Stärke des Luftstroms wieder nach. Und die Hornhaut wölbt sich wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Während der Messung befindet sich die Hornhaut also zweimal im Zustand im abgeflachten Zustand.

Anhand der Differenz der Druckwerte zwischen beiden Zeitpunkten der Applantation berechnet das Gerät zwei Parameter. Einerseits wird die sogenannte korneale Hysterese (Viskosität der Hornhaut) ausgerechnet. Andererseits kann der korneale Resistenzfaktor (Elastizität der Hornhaut) eruiert werden. Mithilfe dieser beiden Werte kann nun der Augendruck berechnet werden. Dieser ist unabhängig von der Hornhautdicke, Viskosität und Elastizität der Hornhaut und wird oft als korneal kompensierter intraokulärer Druck (IOPcc) bezeichnet.

Bei sehr hohen Augendruck Werten kann es jedoch zu einer unzureichenden Abflachung der Hornhaut kommen. Daher sind die Messwerte des Ocular Response Analyzers bei erhöhten Druckwerten mit Vorsicht auszuwerten. 

Bei der Indentationstonometrie wird der Augendruck am liegenden Patienten durch Auflegen eines Metallstifts mit vordefiniertem Gewicht (5,5 -7,5 -10,0g) berechnet, in dem die Tiefe der Indentation gemessen wird.

Bei der Messung wird der bewegliche Stift durch den Gegendruck nach oben bewegt. Mithilfe eines Zeigers kann der Ausschlag gemessen und mit einer Umrechnungstabelle in den Augendruck umgerechnet werden.

Die Indentationstonometrie nach Schiötz wird heutzutage nur noch selten in der Praxis verwendet. Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass die Messung auch bei liegenden Patienten möglich ist. Allerdings kommt es im Rahmen der Messung zu einer iatrogenen Augendruckerhöhung und Messfehler (dezentriertes Aufsetzen, Hornhautrigidität, etc.) sind häufig.