IOP och tonometri

av Ahmad A. Aref, MD, MBA den 11 juni 2019.

Intraokulärt tryck och tonometri

Ögats intraokulära tryck (IOP) bestäms av balansen mellan mängden kammarvatten – som ögat gör och hur lätt det lämnar ögat. Goldmann-ekvationen anger följande:

Po = (F/C) + Pv ; Po är IOP i millimeter kvicksilver (mmHg), F är hastigheten för vattenbildning, C är lättheten för utflödet och Pv är det episklerala venösa trycket.

Ett samband mellan ökat IOP och synförlust vid glaukom har noterats i många århundraden. På 1600-talet noterade Richard Bannister (engelsk läkare) att ögonen var hårda i fall där kataraktoperationer inte förbättrade synen. På 1800-talet utvecklade William Bowman (engelsk ögonläkare) en metod för att uppskatta ögats spänning eller hårdhet genom att palpera det med fingrarna genom det stängda ögonlocket. Bowman och andra noterade att det fanns ett tydligt samband mellan IOP-nivån och sannolikheten för att ögat skulle förlora synen; ju högre IOP, desto större var risken att ögat skulle bli blint. Därför förblev IOP det primära fokuset vid diagnos och behandling av glaukom under många år.

I samband med att instrument utvecklades för mer objektiv mätning av IOP visade befolkningsundersökningar på den tiden att endast cirka 2 procent av befolkningen hade IOP-nivåer över 21 mm Hg. Denna observation ledde till uppfattningen att IOP-mätning över 21 mm Hg är onormal och att målet med glaukombehandlingen var att sänka IOP till under 21 mm Hg. Senare studier ifrågasatte denna uppfattning. På 1960-talet organiserade Armaly en gemensam undersökning av ”okulära hypertensiva” med ett intraokulärt tryck över 21 mmHg, men utan skador på synnerven eller synförlust. Dessa patienter följdes noggrant, utan behandling. Han fann att majoriteten av patienterna i hans studie inte utvecklade synfältsförlust under en sjuårsperiod.

The Ocular Hypertension Treatment Study undersökte också okulära hypertensiva patienter och undersökte om behandling av förhöjt IOP förhindrade eller fördröjde uppkomsten av glaukomatiska skador. Hälften av deltagarna randomiserades till behandling för att sänka sitt IOP med 20 % och hälften randomiserades till observation. Alla försökspersoner följdes noga med synfältsundersökningar och foton av synnerven. Efter fem års uppföljning utvecklade 9,5 % av observationsgruppen glaukom medan 4,4 % av läkemedelsgruppen utvecklade glaukom, definierat som försämring av synskiva eller synfält. En sänkning av IOP minskade risken för utveckling till glaukom;- majoriteten av de okulära hypertensiva patienterna utvecklade dock ingen skada inom 5 år.

I samband med att sambandet mellan IOP och glaukom fortsätter att utforskas ytterligare förblir IOP för närvarande den enda signifikant modifierbara riskfaktorn vid behandling av glaukom. Behandling inleds i ögon som har utvecklat glaukomatös skada på synnerven och/eller synfältsförlust, eller i ögon med betydande risk för att utveckla glaukom. IOP sänks sedan till en ”målnivå” som bestäms av många faktorer, bl.a. utgångsnivån för IOP, skadans omfattning, hastigheten av tidigare förändringar, riskfaktorer, förväntad livslängd, medicinsk historia och familjehistoria. Målvärdet för IOP bör ständigt omvärderas för att säkerställa stabiliteten hos synnerven och synfältet och för att i slutändan bevara patientens synfunktion.

Applanationstonometri

Applanationstonometri bygger på Imbert-Fick-principen, enligt vilken trycket inuti en idealisk, torr, tunnväggig sfär är lika med den kraft som krävs för att platta ut ytan dividerat med den yta som plattas ut (P = F/A, där P = tryck, F = kraft och A = yta). Vid applanationstonometri plattas hornhinnan ut och IOP bestäms genom att ändra applanationskraften eller den utplattade ytan.

Goldmann och Perkins applanationstonometri

Goldmann-applanationstonometern mäter den kraft som krävs för att platta ut ett område av hornhinnan med en diameter på 3,06 mm. Vid denna diameter motverkas hornhinnans motstånd mot tillplattning av den kapillära dragningskraften från tårfilmens menisk mot tonometerhuvudet. IOP (i mm Hg) är lika med utplaningskraften (i gram) multiplicerad med 10. Fluoresceinfärgämne placeras i patientens öga för att framhäva tårfilmen. Ett prisma med delad bild används så att bilden av tårmenisken delas upp i en övre och en undre båge. Det intraokulära trycket mäts när dessa bågar är riktade så att de inre marginalerna precis vidrör varandra.

Applanationstonometriska mätningar påverkas av den centrala hornhinnans tjocklek (CCT). När Goldmann utformade sin tonometer uppskattade han en genomsnittlig hornhinnetjocklek på 520 mikrometer för att upphäva de motsatta krafterna av ytspänning och hornhinnans styvhet för att möjliggöra intryckning. Det är nu känt att det finns en stor variation i hornhinnans tjocklek mellan individer. En tjockare CCT kan ge en artificiellt hög IOP-mätning, medan en tunnare CCT kan ge en artificiellt låg mätning.

Andra fel som kan påverka noggrannheten i avläsningarna från en Goldmann-tonometer är bl.a. för mycket eller för lite fluorescein i tårfilmen, hög astigmatism, oregelbunden eller ärrad hornhinna, tryck från ett finger på ögonlocket under mätningen samt andningsuppehåll och Valsalva-manöver av patienten under mätningen.

Perkins-tonometern är i huvudsak en bärbar Goldmann-applanationstonometer som kan användas med patienten i antingen upprätt eller liggande ställning.

Non-Contact Tonometry

I air puff tonometry är den applanerande kraften en kolonn av luft som avges med gradvis ökande intensitet. Vid den punkt där hornhinnan plattas ut stängs luftpelaren av och kraften vid det tillfället registreras och omvandlas till mmHg. Avläsningar från dessa maskiner kan underskatta IOP vid höga värden och överskatta IOP vid låga värden jämfört med Goldmann-applanationstonometern. Minst tre avläsningar bör vara ett medelvärde för att uppskatta det genomsnittliga IOP eftersom IOP varierar under hjärtcykeln.

Ocular Response Analyzer

Ocular Response Analyzer är en nyare typ av kontaktlös tonometer. Även denna anordning använder en luftpelare med ökande intensitet som applanerande kraft. Den okulära responsanalysatorn noterar applanationsögonblicket, men luftkolonnen fortsätter att avge med ökande intensitet tills hornhinnan är intryckt. Luftkolonnens kraft minskar sedan tills hornhinnan återigen befinner sig vid applanationspunkten. Skillnaden mellan trycken vid de två applanationspunkterna är ett mått på hornhinnans elasticitet (hysteresis). Matematiska ekvationer kan användas för att ”korrigera” applanationspunkten för hög eller låg elasticitet. Detta ”korrigerade” IOP anses vara mindre beroende av hornhinnans tjocklek än andra former av applanationstryck.

Indentations-tonometri

Principen för indentations-tonometri är att en kraft eller en vikt kommer att intrycka eller sjunka in i ett mjukt öga längre än i ett hårt öga.

Schiotz-tonometer

Schiotz-tonometern består av en böjd fotplatta som placeras på hornhinnan hos en liggande försöksperson. Ett viktat kolv som är fäst vid fotplattan sjunker ner i hornhinnan i en mängd som är indirekt proportionell mot trycket i ögat. Kolven sjunker längre ner i hornhinnan i ett mjukt öga än i ett hårdare öga. En skala på toppen av kolven ger en avläsning beroende på hur mycket kolven sjunker in i hornhinnan, och en omvandlingstabell omvandlar skalans avläsning till IOP mätt i mm Hg.

Pneumotonometer

Pneumotonometern är en applanationstonometer med vissa aspekter av indentationstonometri. Den består av en 5 mm i diameter, lätt konvex silikonspets i slutet av en kolv som åker på en luftström. Hornhinnan är intryckt av silikonspetsen. När hornhinnan och spetsen är plana är trycket som pressas framåt på spetsen lika med IOP. Apparaten mäter trycket i systemet vid denna punkt och trycket i mm Hg visas. Avläsningarna korrelerar väl med Goldmann-applanationstonometri inom normala IOP-områden.

Tono-Pen

Tono-Pen omfattar både applanations- och indentationsförfaranden. Det är en liten, handhållen, batteridriven apparat. Tonometern har en applaneringsyta med en liten kolv som sticker ut mikroskopiskt från mitten. När tonometern kommer i kontakt med ögat får kolven motstånd från hornhinnan och IOP, vilket ger upphov till en stigande registrering av kraften med hjälp av en töjningsmätare. Vid applanation delas kraften av fotplattan och kolven, vilket leder till en tillfällig liten minskning av den stadigt ökande kraften. Detta är applanationspunkten som avläses elektroniskt. Flera avläsningar görs som ett medelvärde. Eftersom applanationsområdet är känt kan IOP beräknas. Avläsningarna korrelerar väl med Goldmann-tonometri inom normala IOP-områden.

Rebound-tonometri

Den senaste versionen av rebound-tonometern är ICare-enheten (Helsingfors, Finland). En plastkula med en diameter på 1,8 mm på en tråd av rostfritt stål hålls på plats av ett elektromagnetiskt fält i en handhållen batteridriven apparat. När man trycker på en knapp driver en fjäder tråden och kulan snabbt framåt. När bollen träffar hornhinnan bromsar bollen och tråden in; inbromsningen är snabbare om IOP är högt och långsammare om IOP är lågt. Hastigheten för inbromsningen mäts och omvandlas av apparaten till IOP. Ingen bedövning är nödvändig. Den visar god överensstämmelse med Goldmann- och Tono-penavläsningar. IOP-mätningar som erhålls med denna tonometer har också visat sig påverkas av den centrala hornhinnans tjocklek, med högre IOP-mätningar vid tjockare hornhinnor. Denna tonometer har visat sig påverkas av andra biomekaniska egenskaper hos hornhinnan, inklusive hornhinnans hysteresis och hornhinnans motståndsfaktor.

Pascal Dynamic Contour Tonometer

Pascal Dynamic Tonometer (Zeimer Ophthalmic systems AG, Port, Schweiz) använder en piezoelektrisk sensor som är inbäddad i spetsen av tonometern för att mäta dynamiska pulserande fluktuationer i IOP. Till skillnad från Goldmann-tonometern rapporteras mätningar med DCT påverkas mindre av hornhinnans tjocklek och kanske hornhinnans krökning och styvhet. Dessa påståenden stöds av manometriska studier in vitro och in vivo. DCT kan också användas för att mäta den okulära pulsamplituden. Engångsskydd används för varje mätning och den digitala displayen ger ett Q-värde som bedömer kvaliteten på mätningarna.

1. 1.0 1.1 1.1 1.2 American Academy of Ophthalmology. Grundläggande och klinisk vetenskapskurs avsnitt 10: Glaukom. 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. Om fördelningen av applanationstryck och 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. Effekten av hornhinnans tjocklek på mätningar av det intraokulära trycket med pneumotonometer, Goldmann-applanationstonometer och Tono-Pen. Invest Ophthalmol Vis Sci 2002; 43(5): 1389-92.
8. Gupta V, Sony P, Agarwal HC , et al. Överensstämmelse mellan instrumenten och påverkan av central hornhinnetjocklek på mätningar med Goldmann, pneumotonometer och beröringsfri tonometer i glaukomatösa ögon. Indian J Ophthalmol 2006; 43(5): 1389-92.
9. Pakrou N, Gray T, Mills R, et al. Klinisk jämförelse mellan Icare-tonometern och Goldmann-applanationstonometern. J Glaucoma. 2008 Jan-Feb;17(1):43-47.
10. Poostchi A, Mitchell R, Nicholas S, et al. Icare rebound tonometer: jämförelser med Goldmann-tonometri och inverkan av den centrala hornhinnans tjocklek. Clin Experiment Ophthalmol. 2009 Sep;37:687-691.
11. Chi ,WS, Lam A, Chen D, et al. Inverkan av hornhinnans egenskaper på rebound-tonometri. Ophthalmology 2008;115:80-84.
12. Jorge Jm, Gonzalez-Meijome JM, Queiros A, et al. Korrelationer mellan hornhinnans biomekaniska egenskaper som mäts med ocular response analyzer och ICare rebound tonometry. J Glaucoma. 2008;17:442-448.
13. Kniestedt C, Lin S, Choe J, et al. Klinisk jämförelse av kontur- och applanaion-tonometri och deras förhållande till pachymetri. Arch Ophthalmol 2005; 123: 1532-1537.

• Inlämnat av Tania Tai och Jody Piltz-Seymour