IOP and Tonometry

Intraoculaire druk en tonometrie

De intraoculaire druk (IOP) van het oog wordt bepaald door het evenwicht tussen de hoeveelheid waterige humor – die het oog aanmaakt en het gemak waarmee het het oog verlaat. De Goldmann-vergelijking luidt:

Po = (F/C) + Pv ; Po is de IOP in millimeters kwik (mmHg), F is de snelheid van de waterige vorming, C is de faciliteit van de uitstroom, en Pv is de episclerale veneuze druk.

Een verband tussen verhoogde IOP en verlies van gezichtsvermogen bij glaucoom wordt al vele eeuwen waargenomen. In de 17e eeuw merkte Richard Bannister (Engels arts) de hardheid van de ogen op in gevallen waarin staaroperaties het gezichtsvermogen niet verbeterden. In de 19e eeuw ontwikkelde William Bowman (Engelse oogarts) een methode om de spanning, of hardheid, van het oog te schatten door het met zijn vingers door het gesloten ooglid te palperen. Bowman en anderen merkten dat er een duidelijk verband bestond tussen de hoogte van de IOP en de kans dat het oog blind zou worden; hoe hoger de IOP, hoe groter de kans dat het oog blind zou worden. Daarom bleef IOP jarenlang het voornaamste aandachtspunt bij de diagnose en behandeling van glaucoom.

Toen er instrumenten werden ontwikkeld voor een objectievere meting van de IOP, bleek uit bevolkingsonderzoek dat slechts ongeveer 2 procent van de bevolking een IOP had van meer dan 21 mm Hg. Deze waarneming leidde tot de overtuiging dat een IOP-meting van meer dan 21 mm Hg abnormaal is, en dat het doel van een glaucoombehandeling was om de IOP te verlagen tot minder dan 21 mm Hg. Latere studies stelden deze overtuiging ter discussie. In de jaren zestig organiseerde Armaly een gezamenlijk onderzoek naar “oculaire hypertensiepatiënten” met een intraoculaire druk van meer dan 21 mmHg, maar zonder beschadiging van de oogzenuw of verlies van gezichtsvermogen. Deze patiënten werden zorgvuldig gevolgd, zonder behandeling. Hij stelde vast dat de meerderheid van de patiënten in zijn studie geen gezichtsvelduitval ontwikkelden over een periode van 7 jaar.

De Ocular Hypertension Treatment Study onderzocht ook oculaire hypertensiepatiënten en onderzocht of behandeling van verhoogde IOP het ontstaan van glaucomateuze schade voorkwam of vertraagde. De helft van de deelnemers werd gerandomiseerd voor een behandeling om hun IOP met 20% te verlagen, en de andere helft werd gerandomiseerd voor observatie. Alle proefpersonen werden nauwlettend gevolgd met gezichtsveldonderzoek en foto’s van de oogzenuw. Na 5 jaar follow-up ontwikkelde 9,5% van de observatiegroep glaucoom, terwijl 4,4% van de medicatiegroep glaucoom ontwikkelde, gedefinieerd als verslechtering van de oogschijf of het gezichtsveld. Verlaging van de IOP verminderde het risico van progressie naar glaucoom;- echter, de meerderheid van de oculair hypertensieve patiënten ontwikkelde geen schade binnen 5 jaar.

Nadat het verband tussen IOP en glaucoom verder wordt onderzocht, blijft IOP momenteel de enige significant modificeerbare risicofactor bij de behandeling van glaucoom. De behandeling wordt gestart bij ogen die glaucoomschade aan de oogzenuw en/of gezichtsvelduitval hebben opgelopen, of bij ogen die een aanzienlijk risico lopen om glaucoom te ontwikkelen. De IOP wordt dan verlaagd tot een “streefniveau” dat wordt bepaald door vele factoren, waaronder het uitgangsniveau van de IOP, de mate van beschadiging, de mate van eerdere verandering, risicofactoren, levensverwachting, medische voorgeschiedenis en familieanamnese. De streefwaarde voor de IOP moet voortdurend opnieuw worden geëvalueerd om de stabiliteit van de oogzenuw en het gezichtsveld te waarborgen en uiteindelijk de visuele functie van de patiënt te behouden.

Applanatietonometrie

Applanatietonometrie is gebaseerd op het Imbert-Fick-principe, dat stelt dat de druk in een ideale droge, dunwandige bol gelijk is aan de kracht die nodig is om het oppervlak af te vlakken, gedeeld door het oppervlak van de afvlakking (P = F/A, waarbij P = druk, F = kracht en A = oppervlak). Bij applanatietonometrie wordt het hoornvlies afgevlakt en wordt de IOP bepaald door de applanerende kracht of het afgevlakte oppervlak te variëren.

Goldmann en Perkins applanatietonometrie

De Goldmann applanatietonometer meet de kracht die nodig is om een gebied van het hoornvlies met een diameter van 3,06 mm af te vlakken. Bij deze diameter wordt de weerstand van het hoornvlies tegen afplatting gecompenseerd door de capillaire aantrekkingskracht van de traanfilmmeniscus op de tonometerkop. De IOP (in mm Hg) is gelijk aan de afvlakkingskracht (in gram) vermenigvuldigd met 10. Fluoresceïne kleurstof wordt in het oog van de patiënt aangebracht om de traanfilm zichtbaar te maken. Een split-image prisma wordt gebruikt zodat het beeld van de traanmeniscus verdeeld wordt in een superieure en inferieure boog. De intraoculaire druk wordt gemeten wanneer deze bogen zodanig zijn uitgelijnd dat hun binnenranden elkaar net raken.

Applanatie tonometrie metingen worden beïnvloed door de centrale corneale dikte (CCT). Toen Goldmann zijn tonometer ontwierp, schatte hij een gemiddelde dikte van het hoornvlies van 520 micron om de tegengestelde krachten van oppervlaktespanning en stijfheid van het hoornvlies op te heffen om indrukking mogelijk te maken. Het is nu bekend dat er een grote variatie bestaat in corneale dikte tussen individuen. Een dikkere CCT kan een kunstmatig hoge IOP-meting geven, terwijl een dunnere CCT een kunstmatig lage meting kan geven.

Andere fouten die de nauwkeurigheid van de metingen met een Goldmann-tonometer kunnen beïnvloeden, zijn onder meer te veel of te weinig fluoresceïne in de traanfilm, een hoog astigmatisme, een onregelmatig of getekend hoornvlies, druk van een vinger op het ooglid tijdens de meting, en het inhouden van de adem en Valsalva-manoeuvres door de patiënt tijdens de meting.

De Perkins tonometer is in wezen een draagbare Goldmann applanatie tonometer die kan worden gebruikt terwijl de patiënt rechtop of op de rug ligt.

Non-Contact Tonometrie

Bij air puff tonometrie bestaat de applanerende kracht uit een luchtkolom die met geleidelijk toenemende intensiteit wordt uitgestoten. Op het punt van afvlakking van het hoornvlies wordt de luchtkolom afgesloten en de kracht op dat moment wordt geregistreerd en omgezet in mmHg. De aflezingen van deze apparaten kunnen de IOP bij hoge waarden onderschatten en bij lage waarden overschatten in vergelijking met de Goldmann applanatietonometer. Er moet een gemiddelde van ten minste drie metingen worden genomen om de gemiddelde IOP te schatten, aangezien de IOP tijdens de hartcyclus varieert.

Ocular Response Analyzer

De oculaire responsanalysator is een nieuwer type contactloze tonometer. Dit apparaat gebruikt ook een luchtkolom van toenemende intensiteit als applanerende kracht. De oculaire responsanalysator noteert het moment van applanatie, maar de luchtkolom blijft met toenemende intensiteit uitzenden totdat het hoornvlies wordt ingedrukt. De kracht van de luchtkolom neemt dan af tot het hoornvlies zich weer op een applanatiepunt bevindt. Het verschil in de druk op de twee applanatiepunten is een maat voor de elasticiteit van het hoornvlies (hysterese). Wiskundige vergelijkingen kunnen worden gebruikt om het applanatiepunt te “corrigeren” voor hoge of lage elasticiteit. Deze “gecorrigeerde” IOP wordt geacht minder afhankelijk te zijn van de dikte van het hoornvlies dan andere vormen van applanatiedruk.

Indentatietonometrie

Het principe van indentatietonometrie is dat een kracht of een gewicht in een zacht oog verder zal indrukken of wegzinken dan in een hard oog.

Schiotz Tonometer

De Schiotz tonometer bestaat uit een gebogen voetplaat die op het hoornvlies van een liggend persoon wordt geplaatst. Een verzwaarde plunjer die aan de voetplaat is bevestigd, zakt in het hoornvlies in een hoeveelheid die indirect evenredig is met de druk in het oog. De plunjer zal verder in het hoornvlies van een zacht oog zinken dan in een harder oog. Een schaalverdeling aan de bovenzijde van de zuiger geeft een waarde aan afhankelijk van de mate waarin de zuiger in het hoornvlies zakt, en een omzettingstabel zet de waarde van de schaalverdeling om in IOP gemeten in mm Hg.

Pneumotonometer

De pneumotonometer is een applanatie tonometer met enkele aspecten van indentatie tonometrie. Hij bestaat uit een licht convexe siliconentip met een diameter van 5 mm aan het uiteinde van een zuiger die op een luchtstroom beweegt. Het hoornvlies wordt door de siliconen tip ingedeukt. Wanneer het hoornvlies en de tip vlak zijn, is de druk die naar voren wordt gedrukt op de tip gelijk aan de IOP. Het apparaat meet de druk in het systeem op dit punt en de druk in mm Hg wordt weergegeven. De aflezingen correleren goed met Goldmann applanatietonometrie binnen normale IOP-bereiken.

Tono-Pen

De Tono-Pen omvat zowel applanatie- als indentatieprocessen. Het is een klein, handzaam, op batterijen werkend apparaat. De tonometer heeft een applanerend oppervlak met een kleine zuiger die microscopisch uit het midden uitsteekt. Wanneer de tonometer contact maakt met het oog, ondervindt de zuiger weerstand van het hoornvlies en de IOP, waardoor een spanningsmeter een oplopende kracht registreert. Op het moment van applanatie wordt de kracht gedeeld door de voetplaat en de plunjer, wat resulteert in een kortstondige kleine afname van de gestaag toenemende kracht. Dit is het applanatiepunt dat elektronisch wordt afgelezen. Van meerdere aflezingen wordt het gemiddelde genomen. Omdat het applanatiegebied bekend is, kan de IOP worden berekend. De aflezingen correleren goed met Goldmann tonometrie binnen normale IOP-bereiken.

Rebound tonometrie

De nieuwste versie van de rebound tonometer is het ICare-apparaat (Helsinki, Finland). Een kunststof kogel met een diameter van 1,8 mm op een roestvrij stalen draad wordt op zijn plaats gehouden door een elektromagnetisch veld in een draagbaar apparaat dat door batterijen wordt gevoed. Wanneer een knop wordt ingedrukt, drijft een veer de draad en de kogel snel vooruit. Wanneer de kogel het hoornvlies raakt, vertragen de kogel en de draad; de vertraging is sneller als de IOP hoog is en langzamer als de IOP laag is. De snelheid van de vertraging wordt gemeten en door het apparaat omgezet in IOP. Verdoving is niet nodig. Het apparaat vertoont een goede overeenkomst met de metingen van Goldmann en Tono-pen. De met deze tonometer verkregen IOP-metingen blijken ook te worden beïnvloed door de centrale corneale dikte, met hogere IOP-metingen bij dikkere cornea’s. Er is aangetoond dat deze tonometer wordt beïnvloed door andere biomechanische eigenschappen van de cornea, waaronder corneale hysterese en corneale weerstandsfactor.

Pascal Dynamic Contour Tonometer

De Pascal Dynamic Tonometer (Zeimer Ophthalmic systems AG, Port, Zwitserland) maakt gebruik van een piëzo-elektrische sensor die in de punt van de tonometer is ingebouwd om de dynamische pulsatiele schommelingen in IOP te meten. In tegenstelling tot de Goldmann-tonometer zouden de metingen met de DCT minder worden beïnvloed door de dikte van het hoornvlies, en misschien door de kromming en stijfheid van het hoornvlies. Deze beweringen worden ondersteund door in vitro en in vivo manometrische studies. De DCT kan ook worden gebruikt om de oculaire pulsamplitude te meten. Voor elke meting worden wegwerpkapjes gebruikt en het digitale display geeft een Q-waarde die de kwaliteit van de metingen beoordeelt.

1. 1.0 1.1 1.2 American Academy of Ophthalmology. Basic and Clinical Science Course Section 10: Glaucoom. Singapore: American Academy of Ophthalmology, 2008.
2. Bowman, William. The Collected Papers of Sir William Bowman, Bart., F.R.S. Vol. 2. London: Harrison and Sons, 1892.
3. Alimuddin M. Normal Intra-ocuar pressure. Br J Ophthalmol 1956; 40(6): 366-72.
4. Armaly MF. On the distribution of applanation pressure and arcuate scotoma. In: Patterson G, Miller SJ, Patterson GD, eds. Drug Mechanisms in Glaucoma. Boston, MA: Little, Brown; 1966.
5. Kass MA, Heuer DK, Higgenbotham EJ, et al. The Ocular Hypertension Treatment Study, a randomized trial determines that topical hypotensive medication delays or prevents the onset of primary open-angle glaucoma. Arch Ophthalmol 2002; 120(6): 701-13.
6. 6.0 6.1 6.2 Stamper R. A History of Intraocular Pressure and its Measurement. Optom Vis Sci 2011; 88(1): E16-28.
7. 7.0 7.1 Bhan A, Browning AC, Shah S, et al. Effect of corneal thickness on intraocular pressure measurements with the pneumotonometer, Goldmann applanation tonometer, and Tono-Pen. Invest Ophthalmol Vis Sci 2002; 43(5): 1389-92.
8. Gupta V, Sony P, Agarwal HC , et al. Inter-instrument overeenkomst en invloed van centrale corneale dikte op metingen met Goldmann, Pneumotonometer en noncontact tonometer in glaucomateuze ogen. Indian J Ophthalmol 2006; 43(5): 1389-92.
9. Pakrou N, Gray T, Mills R, et al. Klinische vergelijking van de Icare tonometer en Goldmann applanatie tonometrie. J Glaucoom. 2008 Jan-Feb;17(1):43-47.
10. Poostchi A, Mitchell R, Nicholas S, et al. The Icare rebound tonometer: comparisons with Goldmann tonometry, and influence of central corneal thickness. Klinisch Experiment Ophthalmol. 2009 Sep;37:687-691.
11. Chi ,WS, Lam A, Chen D, et al. The influence of corneal properties on rebound tonometry. Ophthalmology 2008;115:80-84.
12. Jorge Jm, Gonzalez-Meijome JM, Queiros A, et al. Correlaties tussen corneale biomechanische eigenschappen gemeten met de ocular response analyzer en ICare rebound tonometrie. J Glaucoma. 2008;17:442-448.
13. Kniestedt C, Lin S, Choe J, et al. Clinical comparison of contour and applanaion tonometry and their relationship to pachymetry. Arch Ophthalmol 2005; 123: 1532-1537.

• Ingediend door Tania Tai en Jody Piltz-Seymour