IOP and Tonometry

Ciśnienie wewnątrzgałkowe i tonometria

Ciśnienie wewnątrzgałkowe (IOP) oka jest określane przez równowagę pomiędzy ilością wodnistego humoru – który oko wytwarza i łatwością, z jaką opuszcza oko. Równanie Goldmanna stwierdza:

Po = (F/C) + Pv ; Po jest IOP w milimetrach rtęci (mmHg), F jest szybkość tworzenia wodnistej, C jest obiektem odpływu, a Pv jest episcleral ciśnienie żylne.

An association between increased IOP and the loss of sight in glaucoma has been noted for many centuries. W XVII wieku Richard Bannister (angielski lekarz) zauważył twardość oczu w przypadkach, w których operacje zaćmy nie poprawiały widzenia. W XIX wieku William Bowman (angielski okulista) opracował metodę oceny napięcia, czyli twardości oka, poprzez badanie palcami przez zamkniętą powiekę. Bowman i inni zauważyli, że istniał wyraźny związek między poziomem ciśnienia wewnątrzgałkowego a prawdopodobieństwem utraty wzroku; im wyższe ciśnienie wewnątrzgałkowe, tym większa szansa, że oko stanie się ślepe. Dlatego też, IOP pozostał głównym celem w diagnostyce i leczeniu jaskry przez wiele lat.

Jak instrumenty zostały opracowane dla bardziej obiektywnego pomiaru ciśnienia wewnątrzgałkowego, badania ludności w tym czasie stwierdził, że tylko około 2 procent populacji miał poziom ciśnienia wewnątrzgałkowego powyżej 21 mm Hg. Ta obserwacja doprowadziła do przekonania, że pomiar IOP powyżej 21 mm Hg jest nienormalny i że celem leczenia jaskry było obniżenie IOP do poziomu poniżej 21 mmHg. Późniejsze badania podważyły to przekonanie. W latach 60-tych Armaly zorganizował wspólne badanie „nadciśnienia ocznego” z ciśnieniem wewnątrzgałkowym większym niż 21 mmHg, ale bez uszkodzenia nerwu wzrokowego lub utraty wzroku. Pacjenci ci byli uważnie obserwowani, bez leczenia. Stwierdził on, że u większości pacjentów w jego badaniu nie doszło do utraty pola widzenia w okresie 7 lat.

The Ocular Hypertension Treatment Study również badał pacjentów z nadciśnieniem ocznym i zajmował się tym, czy leczenie podwyższonego IOP zapobiegło lub opóźniło wystąpienie uszkodzenia glaukomatycznego. Połowa uczestników została randomizowana do leczenia w celu obniżenia IOP o 20%, a połowa została randomizowana do obserwacji. Wszystkie osoby poddano ścisłej obserwacji z badaniem pola widzenia i zdjęciami nerwu wzrokowego. Po 5 latach obserwacji u 9,5% osób z grupy obserwacyjnej rozwinęła się jaskra, podczas gdy u 4,4% osób z grupy leczonej lekami rozwinęła się jaskra, definiowana jako pogorszenie tarczy nerwu wzrokowego lub pola widzenia. Obniżenie IOP zmniejszało ryzyko progresji do jaskry; – jednak u większości pacjentów z nadciśnieniem ocznym nie doszło do rozwoju uszkodzenia w ciągu 5 lat.

Ponieważ związek między IOP a jaskrą jest nadal badany, IOP pozostaje obecnie jedynym istotnie modyfikowalnym czynnikiem ryzyka w leczeniu jaskry. Leczenie rozpoczyna się w oczach, w których doszło do jaskrowego uszkodzenia nerwu wzrokowego i/lub utraty pola widzenia, lub w oczach, w których istnieje znaczne ryzyko rozwoju jaskry. IOP jest następnie obniżane do „poziomu docelowego”, ustalonego na podstawie wielu czynników, w tym wyjściowego poziomu IOP, zakresu uszkodzenia, tempa wcześniejszych zmian, czynników ryzyka, oczekiwanej długości życia, historii choroby i historii rodziny. Docelowy poziom ciśnienia wewnątrzgałkowego powinien być stale aktualizowany w celu zapewnienia stabilności nerwu wzrokowego i pola widzenia, a ostatecznie zachowania funkcji wzrokowych pacjenta.

Tonometria aplanacyjna

Tonometria aplanacyjna opiera się na zasadzie Imberta-Ficka, która mówi, że ciśnienie wewnątrz idealnej suchej, cienkościennej kuli równa się sile niezbędnej do spłaszczenia jej powierzchni podzielonej przez obszar spłaszczenia (P = F/A, gdzie P = ciśnienie, F = siła i A = obszar). W tonometrii aplanacyjnej rogówkę spłaszcza się, a ciśnienie wewnątrzgałkowe określa się, zmieniając siłę aplikującą lub powierzchnię spłaszczenia.

Tonometria aplanacyjna Goldmanna i Perkinsa

Tonometr aplanacyjny Goldmanna mierzy siłę potrzebną do spłaszczenia obszaru rogówki o średnicy 3,06 mm. Przy tej średnicy, opór rogówki przy spłaszczaniu jest równoważony przez przyciąganie kapilarne menisku filmu łzowego do głowicy tonometru. Wartość ciśnienia wewnątrzgałkowego (w mm Hg) jest równa sile spłaszczania (w gramach) pomnożonej przez 10. Barwnik fluoresceinowy jest umieszczany w oku pacjenta w celu uwidocznienia filmu łzowego. Stosuje się pryzmat dzielony, aby obraz menisku łzowego był podzielony na łuk górny i dolny. Ciśnienie wewnątrzgałkowe jest mierzone, gdy te łuki są ustawione tak, że ich wewnętrzne krawędzie tylko się stykają.

Na pomiar tonometrem aplanacyjnym ma wpływ centralna grubość rogówki (CCT). Kiedy Goldmann zaprojektował swój tonometr, oszacował średnią grubość rogówki na 520 mikronów, aby zniwelować przeciwstawne siły napięcia powierzchniowego i sztywności rogówki, co umożliwiłoby wgłębienie. Obecnie wiadomo, że istnieją duże różnice w grubości rogówki u poszczególnych osób. Grubsze CCT może dać sztucznie zawyżony pomiar ciśnienia wewnątrzgałkowego, podczas gdy cieńsze CCT może dać sztucznie zaniżony odczyt.

Inne błędy, które mogą wpływać na dokładność odczytów z tonometru Goldmanna, obejmują nadmierną lub niewystarczającą ilość fluoresceiny w filmie łzowym, wysoki astygmatyzm, nieregularną lub zbliznowaciałą rogówkę, nacisk palca na powiekę podczas wykonywania pomiaru oraz wstrzymywanie oddechu i manewr Valsalvy przez pacjenta podczas pomiaru.

Tonometr Perkinsa jest zasadniczo przenośnym tonometrem aplanacyjnym Goldmanna, który może być używany z pacjentem w pozycji stojącej lub leżącej.

Tonometria bezkontaktowa

W tonometrii air puff, siłą aplikującą jest słup powietrza, który jest emitowany ze stopniowo wzrastającą intensywnością. W momencie spłaszczenia rogówki, kolumna powietrza jest wyłączana, a siła w tym momencie jest rejestrowana i przeliczana na mmHg. Odczyty z tych urządzeń mogą zaniżać ciśnienie wewnątrzgałkowe w wysokich zakresach i zawyżać je w niskich zakresach w porównaniu z tonometrem aplanacyjnym Goldmanna. W celu oszacowania średniego ciśnienia wewnątrzgałkowego należy uśrednić co najmniej 3 odczyty, ponieważ ciśnienie wewnątrzgałkowe zmienia się w trakcie cyklu serca.

Analizator odpowiedzi ocznej

Analizator odpowiedzi ocznej jest nowszym typem tonometru bezkontaktowego. To urządzenie również wykorzystuje kolumnę powietrza o rosnącej intensywności jako siłę aplikującą. Analizator reakcji oka odnotowuje moment aplanacji, ale kolumna powietrza emituje powietrze o rosnącej intensywności do momentu wgłębienia rogówki. Następnie siła słupa powietrza maleje, aż rogówka ponownie znajdzie się w punkcie aplanacji. Różnica ciśnień w dwóch punktach aplauzu jest miarą elastyczności rogówki (histereza). Równania matematyczne mogą być używane do „skorygowania” punktu applanation dla wysokiej lub niskiej elastyczności. Ten „skorygowany” IOP jest uważany za mniej zależny od grubości rogówki niż inne formy applanated ciśnienia.

Tonometria wciskająca

Zasada tonometrii wciskającej polega na tym, że siła lub ciężar wciska się lub zapada w miękkie oko bardziej niż w twarde.

Tonometr Schiotza

Tonometr Schiotza składa się z zakrzywionej płytki, którą umieszcza się na rogówce osoby leżącej na wznak. Obciążony tłok przymocowany do stopki zagłębia się w rogówce w ilości, która jest pośrednio proporcjonalna do ciśnienia w oku. Tłok zagłębia się w rogówce miękkiego oka bardziej niż w twardszym oku. Skala na górze tłoka daje odczyt w zależności od tego, jak bardzo tłok zagłębia się w rogówce, a tabela konwersji przekształca odczyt skali w IOP mierzone w mm Hg.

Pneumotonometr

Pneumotonometr jest tonometrem aplanacyjnym z pewnymi aspektami tonometrii wgłębnej. Składa się z lekko wypukłej, silikonowej końcówki o średnicy 5 mm, umieszczonej na końcu tłoka, który porusza się na strumieniu powietrza. Silikonowa końcówka wciska się w rogówkę. Kiedy rogówka i końcówka są płaskie, ciśnienie naciskające do przodu na końcówkę jest równe ciśnieniu wewnątrzgałkowemu. Urządzenie mierzy ciśnienie w systemie w tym momencie i wyświetlana jest wartość ciśnienia w mm Hg. Odczyty dobrze korelują z tonometrią aplanacyjną Goldmanna w normalnych zakresach ciśnienia wewnątrzgałkowego.

Tono-Pen

Tono-Pen obejmuje zarówno proces aplanacji jak i wgłębiania. Jest to małe, podręczne urządzenie zasilane bateriami. Tonometr posiada powierzchnię aplanacyjną z maleńkim tłokiem wystającym mikroskopijnie z jej środka. Gdy tonometr dotyka oka, tłok napotyka na opór rogówki i ciśnienia wewnątrzgałkowego, co powoduje wzrost siły nacisku rejestrowanej przez tensometr. W momencie aplanacji siła jest dzielona między płytkę stopki i tłok, co powoduje chwilowy niewielki spadek stale rosnącej siły. Jest to punkt aplazji, który jest odczytywany elektronicznie. Wielokrotne odczyty są uśredniane. Ponieważ obszar aplazji jest znany, IOP może być obliczone. Odczyty dobrze korelują z tonometrią Goldmanna w normalnych zakresach IOP.

Tonometria odbiciowa

Najnowszą wersją tonometru odbiciowego jest urządzenie ICare (Helsinki, Finlandia). Plastikowa kulka o średnicy 1,8 mm umieszczona na drucie ze stali nierdzewnej jest utrzymywana w miejscu przez pole elektromagnetyczne w ręcznym urządzeniu zasilanym bateriami. Po naciśnięciu przycisku sprężyna gwałtownie popycha drut i kulkę do przodu. Gdy kulka uderzy w rogówkę, kulka i drut wyhamowują; wyhamowanie jest szybsze, gdy ciśnienie wewnątrzgałkowe jest wysokie, a wolniejsze, gdy jest niskie. Szybkość spowolnienia jest mierzona i jest przekształcana przez urządzenie do IOP. Nie jest konieczne znieczulenie. Wykazuje dobrą zgodność z odczytami Goldmanna i Tono-pena. Wykazano również, że na pomiar ciśnienia wewnątrzgałkowego za pomocą tego tonometru ma wpływ centralna grubość rogówki, przy czym odczyt ciśnienia wewnątrzgałkowego jest wyższy w przypadku grubszej rogówki. Wykazano, że na wynik pomiaru tym tonometrem mają wpływ inne właściwości biomechaniczne rogówki, w tym histereza rogówki i współczynnik oporu rogówki.

Tonometr dynamiczny Pascal

Tonometr dynamiczny Pascal (Zeimer Ophthalmic systems AG, Port, Szwajcaria) wykorzystuje czujnik piezoelektryczny wbudowany w końcówkę tonometru do pomiaru dynamicznych pulsacyjnych wahań ciśnienia wewnątrzgałkowego. W przeciwieństwie do tonometru Goldmanna, na pomiary za pomocą DCT mniejszy wpływ ma grubość rogówki, a być może także krzywizna i sztywność rogówki. Twierdzenia te są poparte badaniami manometrycznymi in vitro i in vivo. DCT może być również stosowany do pomiaru amplitudy impulsów ocznych. Jednorazowe osłony są używane do każdego pomiaru, a cyfrowy wyświetlacz podaje wartość Q, która ocenia jakość pomiarów.

1. 1.0 1.1 1.2 American Academy of Ophthalmology. Basic and Clinical Science Course Section 10: Glaucoma. Singapur: 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 agreement and influence of central corneal thickness on measurements with Goldmann, Pneumotonometer and noncontact tonometer in glaucomatous eyes. Indian J Ophthalmol 2006; 43(5): 1389-92.
9. Pakrou N, Gray T, Mills R, et al. Clinical comparison of the Icare tonometer and Goldmann applanation tonometry. J Glaucoma. 2008 Jan-Feb;17(1):43-47.
10. Poostchi A, Mitchell R, Nicholas S, et al. The Icare rebound tonometer: comparations with Goldmann tonometry, and influence of central corneal thickness. Clin 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. Correlations between corneal biomechanical properties measured with the ocular response analyzer and ICare rebound tonometry. 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.

• Złożone przez Tania Tai i Jody Piltz-Seymour

.