Måling af udstrømningen af vandig Humor

produktion, cirkulation og dræning af vandig humor ind og ud af det forreste kammer i øjet opretholder IOP på et relativt konstant niveau (vandig humordynamik) (Figur 1). Når trykket er højere end normalt, ligger problemet normalt i vævene i dræningsveje, et område, der er målrettet mod mange IOP-sænkende lægemidler, kirurgiske procedurer og dræningsanordninger. Vandig humor dræning måles ved flere metoder, hver med fordele og iboende svagheder. Forståelse af begrænsningerne ved hver metode sikrer en korrekt fortolkning af resultaterne af kliniske forsøg og dyreforsøg.

trabekulær UDSTRØMNINGSFACILITET
oversigt
det trabekulære netværk giver en vis modstand mod udstrømningen af vandig humor, der er nødvendig for at opretholde en steady-state IOP. Den inverse af denne modstand er trabekulær udstrømningsfacilitet, et mål for overholdelse af det trabekulære netværk.

teknikker til måling af Udstrømningsfacilitet
tonografi
forskere bruger et tonometer (figur 2) eller tonografiindstillingen på et pneumotonometer til at bestemme udstrømningsfaciliteten på en ikke-invasiv måde. Tonografi blev udviklet oprindeligt i 1940 ‘ erne1 for at vurdere udstrømningsfacilitet hos patienter og hjælpe med diagnosen glaukom. En værdi på mindre end 0,2 liter/min pr.mm Hg blev generelt anset for at ligge i det glaucomatøse område. Selvom den blev anvendt i 1960 ‘erne og 1970’ erne, anvendes metoden sjældent i dag i rutinemæssig klinisk praksis på grund af dens dårlige nøjagtighed til at identificere tilfælde af glaukom. Tonografi viser stor variation blandt raske forsøgspersoner og hos den samme patient i løbet af flere besøg. Ikke desto mindre er det fortsat et værdifuldt forskningsværktøj i studier af vandig humordynamik i menneskelige og dyre øjne.

tonografiproceduren indebærer at placere en tonometers probe med en kalibreret vægt på den bedøvede hornhinde i det liggende emne i 2 eller 4 minutter. Vægten får IOP til at stige oprindeligt, men over tid falder trykket langsomt, fordi vandig humor dræner med en øget hastighed fra det forreste kammer ind i dræningsveje. Faldet i IOP under målingen antages udelukkende at være forårsaget af øget dræning af vandig humor fra det trabekulære netværk, den trykafhængige vej. Hastigheden af væskeudstrømning fra øjet i løbet af testen bestemmes ud fra referencetabeller.1 Udstrømningsfacilitet er forholdet mellem strømningshastigheden (fra tabeller) til ændringen i tryk (bestemt ved tonometri). Hvis IOP falder lidt under testen, ville væskestrømningshastigheden fra tabellerne være lille, og trabekulær udstrømningsfacilitet ville blive beregnet til at være lav. Dette forventes i øjne med okulær hypertension med eller uden glaukom.

en vigtig faktor, der påvirker tonografimålingen, er okulær stivhed. Denne faktor er et mål for den modstand, som øjet udøver over for distenderende kræfter. Jo stivere øjet er, desto større er den okulære stivhed, med mere kraft, der kræves for at indrykke hornhinden. Okulær stivhed stiger med 25% hos ældre versus yngre mennesker.2,3 da ældre øjne derfor er mindre kompatible end yngre øjne, er målinger af udstrømningsfacilitet vurderet ved tonometri lavere hos ældre individer på grundlag af øget okulær stivhed snarere end en ægte reduktion i udstrømningsfacilitet. 2) forudsætter, at trykændringen som en funktion af tiden er baseret på nøjagtigheden af den okulære stivhedskoefficient under målingen. Indrykningstonografi giver ingen kompensation for individuelle variationer i okulær stivhed. Tonografi vurderet med en pneumatisk tonografienhed påvirkes mindre af okulær stivhed end Schiotsenheden, fordi sonden, der placeres på øjet, skaber en relativt mindre hornhindeindrykning. Begge instrumenter udlede en ændring i strømmen fra standard tabeller.

Udstrømningsfacilitet målt ved tonografi (Cton) inkluderer pseudofacilitet (Cps) og uveoscleral udstrømningsfacilitet (Cfu) ud over trabekulær udstrømningsfacilitet (Ctrab), som i ligning nr.1:

Cton = Ctrab + Cfu + Cps.

Cfu er anlægget af væskestrøm gennem ciliærmusklen. Denne facilitet er omkring 10 gange mindre end trabekulær udstrømningsfacilitet. Pseudofacilitet er faciliteten for strømmen af vandig humor fra det bageste kammer ind i det forreste kammer som følge af den probeinducerede stigning i IOP. En antagelse i tonografi er, at hastigheden af vandig Humors tilstrømning i det forreste kammer under målingen forbliver uændret af det påførte tryk (dvs.pseudofacilitet er nul). Hvis pseudofacilitet og/eller uveoscleral udstrømningsfacilitet forstyrres under målingen, kan en ændring i tonografisk udstrømningsfacilitet muligvis ikke indikere en ændring i ægte trabekulær udstrømningsfacilitet.

Fluorofotometri
Fluorofotometri giver en anden måde at vurdere udstrømningsfacilitet på.4 vandig strømning (F) bestemmes ved at måle forsvindingshastigheden for et sporstof fra det forreste kammer. For at reducere IOP og vandig strømning gives der et vandigt strømningsundertrykkende middel, såsom acetasolamid, timolol eller timolol. Brimonidin og apraclonidin er ikke egnede til dette formål, fordi disse lægemidler påvirker udstrømning såvel som vandig strømning. Den medikamentinducerede ændring i IOP (iop2 – iop1) måles ved tonometri, og ændringen i vandig strømning (F2 – F1) måles ved fluorofotometri. 2:

C = (F2 – F1)/(iop2 – iop1).

C ved fluorofotometri er normalt mærket Cfl.

den største fordel ved fluorofotometri i forhold til tonografi er, at fluorofotometri direkte måler ændringer i vandig strømning i stedet for at henvise til standardtabeller. Derudover er okulær stivhed og pseudofacilitet ikke en del af målingen, fordi en vægt ikke påføres øjet. Forskere har fundet forskellige resultater og kommer til forskellige konklusioner, når de bruger tonografi versus fluorofotometri til at vurdere udstrømningsfacilitet. For eksempel ændrede 1 uges behandling to gange dagligt med apraclonidin ikke udstrømningsfacilitet målt ved tonografi, men det øgede udstrømningsfaciliteten målt ved fluorofotometri.5 årsagen er, at apraclonidin blev antaget at reducere pseudofacilitet, en effekt, der skjulte stigningen i trabekulær udstrømningsfacilitet målt ved tonometri, men ikke fluorofotometri (se ligning nr.1). I et andet eksempel er der et aldersrelateret fald i udstrømningsfacilitet målt ved tonografi3, 6 men ikke fluorofotometri.7 denne uoverensstemmelse kan skyldes den øgede stivhed hos ældre versus yngre forsøgspersoner. Okulær stivhed er en del af tonografien, men ikke måling af fluorofotometri.

et par problemer er forbundet med den fluorofotometriske metode. For det første antages det, at uveoscleral udstrømningsfacilitet er meget lille og påvirkes lidt af målingen. Hvis en eksperimentel manipulation skulle øge uveoscleral udstrømningsfacilitet, kunne det fortolkes fejlagtigt som en stigning i trabekulær udstrømningsfacilitet. Dette problem er også forbundet med tonografi måling. For det andet fungerer metoden ikke godt i normotensive øjne, hvor en ændring i IOP af det vandige strømningsundertrykkende middel ikke er effektiv. Tilsvarende fungerer tonografi ikke godt i normotensive øjne, hvor IOP ændrer sig lidt efter sondens vægt. For det tredje kræver fluorofotometri flere timer til en fuldstændig bestemmelse versus 4 minutter til tonografi.

Invasive metoder
perfusionsteknikken på to niveauer, konstant tryk8 (figur 3a) er en invasiv procedure, der bruges til at måle udstrømningsfacilitet hos forskningsdyr. En nål er fastgjort, via slange, til et reservoir af mock vandig humor. Undersøgeren indsætter nålen i det forreste kammer og sætter IOP ved niveauet af reservoiret over øjet. Dernæst måler man hastigheden af væskestrømmen ind i det forreste kammer (F1), der er nødvendigt for at opretholde en konstant IOP (iop1). En række forskellige teknikker kan anvendes. Afstanden, som væsken bevæger sig i slangen over en bestemt tidsperiode, kan måles, og væskevolumenet kan beregnes ud fra rørets diameter og længde. Volumenet er divideret med tiden for at give strømningshastighed. Alternativt opsamler en efterforsker væsken i slangen i en bestemt periode og vejer den. Væskevægten omdannes til væskevolumen og divideres derefter med tiden for at opnå en strømningshastighed (F1). Den ene måler strømningshastigheden (F2), der er nødvendig for at opretholde en ny IOP (iop2) på en lignende måde. 2 bruges til at beregne udstrømningsfacilitet. Disse metoder anvendes ofte til enukleerede menneskelige øjne, men kan ikke bruges i kliniske studier.

strøm-til-blod-metoden er uden tvivl den mest nøjagtige teknik til vurdering af trabekulær udstrømningsfacilitet. En radioaktiv isotop infunderes i det forreste kammer ved et indstillet tryk (iop1) i en bestemt periode. Man indsamler en blodprøve på et bestemt tidsinterval og måler det for radioaktivitet. Enhver radioaktivitet i blodet menes at være drænet udelukkende gennem det trabekulære netværk, og hastigheden af dets ophobning i blodet antages at være trabekulær udstrømning (F1). Derefter infunderes isotopen ved et andet tryk (iop2), og den nye akkumuleringshastighed for radioaktivitet i blodet antages at være en ny trabekulær udstrømning (F2). 2 bruges til at beregne trabekulær udstrømningsfacilitet. Hvis det gøres omhyggeligt, kan denne metode gentages og kan bruges til at evaluere udstrømningsfacilitet over tid.

de største problemer med alle invasive teknikker er de direkte og indirekte virkninger af anæstesi på IOP og traumet af nålens indsættelse i øjet. Derudover forvirrer okulær stivhed, pseudofacilitet og uveoscleral udstrømningsfacilitet målingen. En vigtig antagelse med strøm-til-blod-metoden er, at enhver sporstof i blodet udelukkende kommer ind gennem det trabekulære netværk. I virkeligheden kan noget sporstof komme ind i blodet gennem den uveosklerale vej og hvirvelvener, hvilket resulterer i en overvurdering af trabekulær udstrømning.

UVEOSCLERAL udstrømning
oversigt
Uveoscleral udstrømning er dræning af vandig humor fra det forreste kammer ind i ciliærmusklen, hvor den siver ud af øjet i flere forskellige retninger (Figur 1). Ruten for uveoskleral udstrømning er anatomisk syg defineret, og dens strømningshastighed er relativt uafhængig af tryk.

teknikker til måling af Uveoskleral udstrømning
matematisk beregning
i øjeblikket er det eneste ikke – invasive middel til at vurdere uveoskleral udstrømning (Fu) via matematisk beregning ved hjælp af ligning nr.3:

Fu = F-C(IOP-Pv).

vandig humorstrøm (F) måles ved fluorofotometri, udstrømningsfacilitet (C) ved en af de tidligere beskrevne metoder, IOP ved tonometri og episcleralt venetryk (Pv) ved venomanometri.9 et kommercielt tilgængeligt venomanometer (Eyetech Ltd., Morton Grove, IL) fastgøres til en spaltelampe. Man placerer membranen ved enhedens spids på bindehinden nær limbus. Brugeren identificerer de episclerale vener, der ligger til grund for bindehinden ved hjælp af spaltelampens biomikroskop. Man hæver trykket i membranen, indtil de episclerale vener kollapser. Det tryk, der kræves for at forårsage fartøjernes sammenbrud, aflæses skiven på siden af enheden; Det er et mål for episcleralt venetryk.

en begrænsning af beregningsmetoden for uveoskleral udstrømning er de store standardafvigelser, der genereres på grund af den iboende variabilitet i hver parameter i ligningen. Mange forsøgspersoner er nødvendige for at opnå tilstrækkelig kraft til at opdage klinisk relevante forskelle mellem eksperimentelle og kontrolgrupper. En anden begrænsning er, at beregnet uveoskleral udstrømning kan variere enormt afhængigt af hvilken værdi af episcleralt venetryk der anvendes i ligningen. Det er vanskeligt at opnå en nøjagtig måling af Pv. Af denne grund anvendes en værdi på 9 eller 10 mm Hg10 ofte i ligningen med den antagelse, at værdien er uændret i løbet af en undersøgelse. Hvis Pv skulle ændre sig, kunne man drage fejlagtige konklusioner vedrørende årsagen til et svar i IOP.

På trods af dens begrænsninger har den matematiske beregning af uveoskleral udstrømning givet rimelige forklaringer på forskelle i IOP med hensyn til aldring, farmakologiske lægemidler, kliniske syndromer og kirurgiske procedurer. I sidste ende er det de relative ændringer i uveoskleral udstrømning, ikke nødvendigvis dens absolutte værdi, der er af større klinisk betydning. For eksempel har forskning vist, at eksfolieringssyndrom er forbundet med reduceret uveoskleral udstrømning sammenlignet med aldersmatchede, sunde kontrolpersoner.11 fra et fysiologisk perspektiv ville det være at foretrække at behandle patologiområdet end blot at ordinere lægemidlet med den bedste effekt på IOP. Som en klasse kan prostaglandinanaloger være en god behandling for eksfolieringssyndrom, fordi uveoskleral udstrømning øges hos patienter behandlet med disse lægemidler.12

Invasive metoder
to invasive metoder anvendes til at måle uveoskleral udstrømning. De er mere direkte end den matematiske beregning, men de kan ikke bruges i kliniske studier. “Intracameral tracer-metoden” (figur 3b) involverer infusion af et radioaktivt eller fluorescerende sporstof i det forreste kammer ved et indstillet tryk og i en bestemt periode. Den samlede mængde sporstof, der findes i uvea og sclera i det specificerede tidsinterval, antages at være uveoskleral udstrømning. Hvis tidsintervallet er for stort, kan nogle sporere forlade kloden og gå tabt til analyse. Under disse omstændigheder vil uveoskleral udstrømning blive undervurderet. Enukleation af øjet gør denne metode uoprettelig.

den “indirekte isotopmetode” involverer infusion af et radioaktivt sporstof i det forreste kammer og overvågning af hastigheden af sporets udseende i blodet (trabekulær udstrømning) og hastigheden af sporets forsvinden fra det forreste kammer (vandig strømning). Uveoskleral udstrømning er forskellen mellem vandig strømning og trabekulær udstrømning. Denne metode er fordelagtig, idet ændringer i uveoskleral udstrømning kan vurderes over tid. Dens invasive karakter udelukker imidlertid dets anvendelse i kliniske undersøgelser.

resume
mange metoder er tilgængelige til vurdering af vandig humorudstrømning. De ikke-invasive metoder er indirekte, meget variable og fyldt med mange begrænsninger og antagelser. De invasive metoder kræver anæstesi, kan skade øjet, er normalt terminale og er også fyldt med begrænsninger og antagelser. Ikke desto mindre er disse metoder værdifulde værktøjer i undersøgelsen af udstrømning i det sunde og det syge øje. De har givet klinikere en bedre forståelse af sygdomme, der påvirker og behandlinger, der reducerer IOP. Sådanne oplysninger kan være nyttige ved valg af specifikke behandlinger eller kombinationer af behandlinger for glaukom eller okulær hypertension.

dette arbejde blev delvist støttet af et ubegrænset tilskud fra Research to Prevent Blindness, Inc. (København, NY).Carol B. Toris, ph. d., Er Professor og direktør for glaukom forskning ved Institut for Oftalmologi og visuelle videnskaber ved University of Nebraska Medical Center i Omaha. Hun anerkendte ingen økonomisk interesse i de produkter eller virksomheder, der er nævnt heri. Dr. Toris kan nås på (402) 559-7492; [email protected].

Carl B. Camras, MD, er Professor og direktør for glaukom Service og er formand for Institut for Oftalmologi og visuelle videnskaber ved University of Nebraska Medical Center i Omaha. Han anerkendte ingen økonomisk interesse i de produkter eller virksomheder, der er nævnt heri. Dr. Camras kan nås på (402) 559-4276; [email protected].

1. JS. Nogle problemer med kalibrering af tonometre. Am J Ophthalmol. 1948;31:935-944.
2. Armaly MF. Konsistensen af kalibreringen fra 1955 for forskellige tonometervægte. Am J Ophthalmol. 1959;48:602-611.Gaasterland D, Kupfer C, Milton R, et al. Undersøgelser af vandig humordynamik hos mennesker. VI. effekt af alder på parametre for intraokulært tryk i normale menneskelige øjne. 1978; 26: 651-656.
3. Hayashi M, Yablonski mig, Novack GD. Trabekulær udstrømningsfacilitet bestemt ved fluorofotometri hos mennesker. 1989; 48: 621-625.Toris CB, Tafoya mig, Camras CB, Yablonski mig. Virkninger af apraclonidin på vandig humordynamik i menneskelige øjne. 1989; 48: 621-625.
4. Becker B. faldet i vandig sekretion og udstrømning facilitet med alderen. Am J Ophthalmol. 1958;46:731-736.
5. Toris CB, Yablonski mig, Vang Y-L, Camras CB. Vandig humordynamik i det aldrende menneskelige øje. Am J Ophthalmol. 1999;127:407-412.
6. B. Samtidig måling af ændring af det intraokulære tryk og udstrømningsfaciliteten i vervet-aben ved konstant trykinfusion. Invester Ophthalmol. 1964;3:135-143.RC, Gieser DK, Vilensky JT, et al. Et praktisk venomanometer. Måling af episcleralt venetryk og vurdering af det normale interval. Arch Ophthalmol. 1983;101:1447-1449.
7. Brubaker RF. Bestemmelse af episcleralt venetryk i øjet. En sammenligning af tre metoder. Arch Ophthalmol. 1967;77:110-114.Johnson T, Fan S, Toris CB, Camras CB. Uveoskleral udstrømning reduceres i eksfolieringssyndrom. Papir præsenteret på: ARVO ‘ s årlige møde; 2. maj 2006; Fort Lauderdale, FL.Toris CB, Gabelt BT, et al. Virkninger af prostaglandiner på de vandige humorudstrømningsveje. Surv Ophthalmol. 2002; 47: S53-S64.