Pomiar odpływu cieczy wodnistej

produkcja, cyrkulacja i odprowadzanie cieczy wodnistej do i z przedniej komory oka utrzymują IOP na względnie stałym poziomie (dynamika cieczy wodnistej) (ryc. 1). Gdy ciśnienie jest wyższe niż normalnie, problem zwykle rezyduje w tkankach ścieżek drenażowych, obszar docelowy przez wiele leków obniżających IOP, procedur chirurgicznych i urządzeń drenażowych. Drenaż cieczy wodnistej jest mierzony za pomocą kilku metod, z których każda ma zalety i nieodłączne słabości. Zrozumienie ograniczeń każdej metody zapewnia właściwą interpretację wyników badań klinicznych i badań na zwierzętach.

TRABECULAR OUTFLOW FACILITY
Przegląd
siatka trabecular oferuje pewną odporność na wypływ cieczy wodnistej, która jest potrzebna do utrzymania IOP w stanie stacjonarnym. Odwrotnością tego oporu jest trabekularny odpływ, miara zgodności siatki trabekularnej.

techniki pomiaru urządzenia odpływowego
Tonografia
naukowcy używają tonometru Schiotza (Rysunek 2) lub ustawienia tonografii na pneumotonometrze do określenia urządzenia odpływowego w sposób nieinwazyjny. Tonografia została opracowana pierwotnie w 1940s1 w celu oceny odpływu u pacjentów i pomocy w diagnostyce jaskry. Ogólnie uważa się, że wartość poniżej 0,2 µL/min NA mm Hg mieści się w zakresie jaskrowatym. Chociaż stosowane przez cały 1960 i 1970, metoda jest rzadko stosowany dzisiaj w rutynowej praktyce klinicznej ze względu na jego słabą dokładność w identyfikacji przypadków jaskry. Tonografia wykazuje duże zróżnicowanie u osób zdrowych i u tego samego pacjenta w trakcie kilku wizyt. Niemniej jednak nadal jest cennym narzędziem badawczym w badaniach dynamiki cieczy wodnistej w oczach ludzi i zwierząt.

procedura tonograficzna polega na umieszczeniu sondy tonometru ze skalibrowaną masą na znieczulonej rogówce osoby leżącej na plecach na 2 lub 4 minuty. Ciężar powoduje początkowo wzrost IOP, ale z czasem ciśnienie powoli maleje, ponieważ humor wodny spływa ze zwiększoną szybkością z komory przedniej do ścieżek drenażowych. Przyjmuje się, że spadek IOP podczas pomiaru jest spowodowany wyłącznie zwiększonym drenażem cieczy wodnistej z siatki beleczkowej, szlaku zależnego od ciśnienia. Szybkość wypływu płynu z oka w czasie badania określa się na podstawie tabel referencyjnych.1 urządzenie odpływowe to stosunek natężenia przepływu (z tabel) do zmiany ciśnienia (określony przez tonometrię). Jeśli IOP zmniejszy się nieznacznie podczas badania, natężenie przepływu płynu z tabel będzie małe, a urządzenie odpływu beleczkowatego zostanie obliczone jako niskie. Należy się tego spodziewać w oczach z nadciśnieniem ocznym z jaskrą lub bez jaskry.

ważnym czynnikiem wpływającym na pomiar tonografii jest sztywność oka. Czynnik ten jest miarą oporu, jaki oko wywiera na siły rozciągające. Im sztywniejsze oko, tym większa sztywność oka, z większą siłą potrzebną do wcięcia rogówki. Sztywność gałki ocznej zwiększa się o 25% u osób starszych w porównaniu z młodszymi.2,3 ponieważ oczy w podeszłym wieku są zatem mniej zgodne niż oczy młodsze, pomiary obiektu odpływu ocenione za pomocą tonometrii są niższe u osób starszych na podstawie zwiększonej sztywności oka, a nie rzeczywistego zmniejszenia obiektu odpływu. Tonografia wykonywana za pomocą tonometru wcięcia (Schiotz) (ryc. 2) zakłada, że zmiana ciśnienia w funkcji czasu jest oparta na dokładności współczynnika sztywności oka podczas pomiaru. Tonografia wcięć nie kompensuje indywidualnych zmian sztywności gałki ocznej. Tonografia oceniana za pomocą pneumatycznej jednostki tonograficznej ma mniejszy wpływ na sztywność oka niż jednostka Schiotza, ponieważ sonda umieszczona na oku tworzy stosunkowo mniejsze wgłębienie rogówki. Oba instrumenty czerpią zmianę przepływu ze standardowych tabel.

obiekt odpływu mierzony za pomocą tonografii (cton) obejmuje pseudofacility (Cps) i uveosclaral outflow facility (Cfu) oprócz trabecular outflow facility (Ctrab), jak w równaniu nr 1:

Cton = ctrab + Cfu + CPS.

Cfu jest obiektem przepływu płynu przez mięsień rzęskowy. Obiekt ten jest około 10-krotnie mniejszy niż zakład odpływu beleczkowatego. Pseudofacility jest to funkcja przepływu cieczy wodnistej z komory tylnej do komory przedniej, wynikająca z indukowanego przez sondę wzrostu IOP. Założeniem w tonografii jest to, że szybkość napływu cieczy wodnistej do komory przedniej podczas pomiaru pozostaje niezmieniona przez przyłożone ciśnienie (tj. pseudofacility wynosi zero). Jeżeli podczas pomiaru zaburzona zostanie pseudofacility i/lub uveosclaral outflow facility, zmiana w tonograficznym outflow facility może nie wskazywać na zmianę w True trabecular outflow facility.

Fluorofotometria
Fluorofotometria stanowi inny sposób oceny odpływu.4 przepływ Wodny (F) określa się poprzez pomiar szybkości zaniku znacznika z komory przedniej. Następnie podaje się wodny środek tłumiący przepływ, taki jak acetazolamid, dorzolamid lub tymolol w celu zmniejszenia IOP i przepływu wodnego. Brymonidyna i apraklonidyna nie są odpowiednie do tego celu, ponieważ leki te wpływają na odpływ, a także przepływ wodny. Indukowana przez leki zmiana w IOP (IOP2 – IOP1) jest mierzona za pomocą tonometrii, a zmiana w przepływie wodnym (F2-F1) jest mierzona za pomocą fluorofotometrii. Obiekt odpływowy oblicza się za pomocą równania nr 2:

C = (F2 – F1)/(IOP2 – IOP1).

C za pomocą fluorofotometrii zwykle jest oznaczane Cfl.

główną zaletą fluorofotometrii nad tonografią jest to, że fluorofotometria bezpośrednio mierzy zmiany w przepływie wodnym zamiast odwoływania się do standardowych tabel. Ponadto sztywność oka i pseudofacility nie są częścią pomiaru, ponieważ waga nie jest nakładana na oko. Naukowcy odkryli różne wyniki i dojść do różnych wniosków przy użyciu tonografii w porównaniu fluorofotometrii do oceny obiektu odpływu. Na przykład, 1 tydzień leczenia apraklonidyną dwa razy na dobę nie powodował zmiany zdolności odpływu mierzonej za pomocą tonografii, ale zwiększał zdolność odpływu mierzonej za pomocą fluorofotometrii.5 powodem jest to, że uważano, że apraklonidyna zmniejsza pseudofacility, efekt, który ukrył wzrost odpływu beleczkowatego, gdy mierzono go tonometrią, ale nie fluorofotometrią (patrz równanie nr 1). W innym przykładzie, istnieje związane z wiekiem zmniejszenie odpływu obiektu, gdy mierzy się za pomocą tonografii3, 6, ale nie fluorofotometrii.Rozbieżność ta może być spowodowana zwiększoną sztywnością u osób starszych i młodszych. Sztywność oka jest częścią tonografii, ale nie pomiaru fluorofotometrii.

kilka problemów jest związanych z metodą fluorofotometryczną. Po pierwsze, zakłada się, że urządzenie wypływu błony naczyniowej oka jest bardzo małe i ma niewielki wpływ na pomiar. Jeśli eksperymentalna manipulacja miała zwiększyć odpływ naczyniowo-naczyniowy, można ją błędnie zinterpretować jako wzrost odpływu beleczkowatego. Problem ten jest również nieodłącznym elementem pomiaru tonograficznego. Po drugie, metoda nie działa dobrze w normotensyjnych oczach, w których zmiana IOP przez wodny środek tłumiący przepływ nie jest skuteczna. Podobnie, tonografia nie działa dobrze w normotensyjnych oczach, w których IOP zmienia się niewiele w zależności od masy sondy. Po trzecie, fluorofotometria wymaga kilku godzin dla pełnego określenia w porównaniu do 4 minut dla tonografii.

metody inwazyjne
dwupoziomowa technika perfuzji pod stałym ciśnieniem (ryc. 3a) jest inwazyjną procedurą stosowaną do pomiaru odpływu u zwierząt badawczych. Igła jest przymocowana za pomocą rurki do zbiornika pozorowanego wodnego humoru. Badacz wprowadza igłę do komory przedniej i ustawia IOP na poziomie zbiornika nad okiem. Następnie mierzy się szybkość przepływu płynu do komory przedniej (F1), która jest potrzebna do utrzymania stałego IOP (IOP1). Można stosować różne techniki. Odległość, którą płyn porusza się w rurze w określonym czasie, można zmierzyć, a objętość płynu można obliczyć na podstawie średnicy i długości rury. Objętość jest podzielona przez czas, aby uzyskać natężenie przepływu. Alternatywnie, badacz zbiera płyn w rurce w określonym czasie i waży go. Masa płynu jest zamieniana na objętość płynu, a następnie dzielona przez czas w celu uzyskania szybkości przepływu (F1). Jeden mierzy natężenie przepływu (F2) potrzebne do utrzymania nowego IOP (IOP2) w podobny sposób. Równanie nr 2 jest używane do obliczenia instalacji odpływu. Metody te są często stosowane w przypadku wyłuskanych ludzkich oczu, ale nie mogą być stosowane w badaniach klinicznych.

metoda przepływu do krwi jest prawdopodobnie najdokładniejszą techniką oceny odpływu beleczkowatego. Izotop promieniotwórczy jest podawany do komory przedniej pod ustalonym ciśnieniem (IOP1) przez określony czas. Pobiera się próbkę krwi w określonym przedziale czasowym i mierzy ją pod kątem radioaktywności. Uważa się, że wszelka radioaktywność we krwi została odprowadzona wyłącznie przez siatkę beleczkową, a szybkość jej gromadzenia się we krwi zakłada się jako odpływ beleczkowy (F1). Następnie izotop jest podawany pod innym ciśnieniem (IOP2), a nowe tempo gromadzenia się radioaktywności we krwi zakłada się jako nowy odpływ beleczkowaty (F2). Równanie nr 2 stosuje się do obliczenia urządzenia odpływu beleczkowatego. Jeśli zostanie to wykonane ostrożnie, metoda ta jest powtarzalna i może być wykorzystana do oceny obiektu odpływu w czasie.

główne problemy ze wszystkimi technikami inwazyjnymi to bezpośredni i pośredni wpływ znieczulenia na IOP i uraz wprowadzenia igły do oka. Dodatkowo, sztywność gałki ocznej, pseudofacility i uveoscleral odpływ facility zakłócają pomiar. Ważnym założeniem metody przepływu do krwi jest to, że każdy znacznik we krwi wchodzi wyłącznie przez siatkę beleczkową. W rzeczywistości niektóre znaczniki mogą przedostawać się do krwi przez szlak naczyniówkowo-naczyniowy i żyły wirowe, co prowadzi do zawyżenia odpływu beleczkowatego.

odpływ błony naczyniowej oka
Przegląd
odpływ błony naczyniowej oka to drenaż cieczy wodnistej z komory przedniej do mięśnia rzęskowego, gdzie wypływa z oka w kilku różnych kierunkach (ryc. 1). Droga odpływu naczyniówki jest anatomicznie źle określona, a jej natężenie przepływu jest względnie niezależne od ciśnienia.

techniki pomiaru odpływu naczyniowo – naczyniowego
obliczenia matematyczne
obecnie jedynym nieinwazyjnym sposobem oceny odpływu naczyniowo-naczyniowego (Fu) jest obliczenie matematyczne z wykorzystaniem równania nr 3:

Fu = F-C(IOP-Pv).

przepływ cieczy wodnistej (F) jest mierzony za pomocą fluorofotometrii, urządzenie odpływowe (C) za pomocą jednej z metod opisanych wcześniej, IOP za pomocą tonometrii, i episcleral żylne ciśnienie (Pv) za pomocą jadomanometrii.9 dostępny na rynku venomanometer (Eyetech Ltd., Morton Grove, IL) przyłącza się do lampy szczelinowej. Jeden umieszcza membranę na końcu urządzenia na spojówce w pobliżu limbus. Użytkownik identyfikuje żyły nadkłykciowe leżące u podstaw spojówki za pomocą biomikroskopu lampy szczelinowej. Jeden podnosi ciśnienie w błonie aż do zapadnięcia się żył nadkłykciowych. Ciśnienie wymagane do wywołania zapadania się naczyń jest odczytywane z tarczy z boku urządzenia; jest to miara ciśnienia żylnego naramiennego.

jednym z ograniczeń metody obliczeniowej dla odpływu naczyniowego są duże odchylenia standardowe generowane ze względu na nieodłączną zmienność każdego parametru w równaniu. Wiele osób jest potrzebnych do osiągnięcia wystarczającej mocy, aby wykryć klinicznie istotne różnice między grupami doświadczalnymi i kontrolnymi. Innym ograniczeniem jest to, że obliczony odpływ błony naczyniowej może się znacznie różnić w zależności od tego, jaka wartość ciśnienia żylnego naramiennego jest używana w równaniu. Trudno jest uzyskać dokładny pomiar Pv. Z tego powodu w równaniu często stosuje się wartość 9 lub 10 mm Hg10 przy założeniu, że wartość ta nie zmienia się w trakcie badania. W przypadku zmiany Pv można wyciągnąć błędne wnioski dotyczące przyczyny reakcji w IOP.

pomimo swoich ograniczeń, matematyczne obliczenie odpływu błony naczyniowej oka dostarczyło rozsądnych wyjaśnień różnic w IOP w odniesieniu do starzenia się, leków farmakologicznych, zespołów klinicznych i procedur chirurgicznych. W końcu to względne zmiany odpływu błony naczyniowej oka, niekoniecznie jego wartość bezwzględna, mają większe znaczenie kliniczne. Na przykład badania wykazały, że zespół złuszczania jest związany ze zmniejszonym odpływem błony naczyniowej oka w porównaniu z dopasowanymi do wieku, zdrowymi osobami kontrolnymi.11 z fizjologicznego punktu widzenia lepiej byłoby leczyć obszar patologii niż po prostu przepisywać lek o najlepszym wpływie na IOP. Jako klasa, analogi prostaglandyn mogą być dobrym sposobem leczenia zespołu złuszczania, ponieważ odpływ błony naczyniowej zwiększa się u pacjentów leczonych tymi lekami.

metody inwazyjne
do pomiaru odpływu błony naczyniowej oka stosuje się dwie metody inwazyjne. Są bardziej bezpośrednie niż obliczenia matematyczne, ale nie mogą być stosowane w badaniach klinicznych. 3b) polega na wprowadzeniu znacznika promieniotwórczego lub fluorescencyjnego do komory przedniej pod ustalonym ciśnieniem i przez określony czas. Przyjmuje się, że całkowita ilość znacznika stwierdzona w naczyniach uvea i twardówce w określonym przedziale czasowym jest odpływem naczyniówki. Jeśli przedział czasu jest nadmierny, niektóre znaczniki mogą opuścić Glob i zostać utracone do analizy. W tych okolicznościach odpływ błony naczyniowej byłby niedoszacowany. Wyłuszczenie oka sprawia, że ta metoda jest niepowtarzalna.

„metoda pośredniego izotopu” polega na wlewie znacznika radioaktywnego do komory przedniej i monitorowaniu szybkości pojawienia się znacznika we krwi (odpływ beleczkowaty) i szybkości znikania znacznika z komory przedniej (przepływ wodny). Odpływ naczyniowo-naczyniowy jest różnicą między przepływem wodnym a odpływem beleczkowatym. Metoda ta jest korzystna w tym, że zmiany w odpływie naczyniowo-naczyniowym mogą być oceniane w czasie. Jego inwazyjny charakter wyklucza jednak jego zastosowanie w badaniach klinicznych.

podsumowanie
dostępnych jest wiele metod oceny odpływu cieczy wodnistej. Metody nieinwazyjne są pośrednie, bardzo zmienne i obarczone wieloma ograniczeniami i założeniami. Metody inwazyjne wymagają znieczulenia, mogą uszkodzić oko, są zwykle terminalne, a także obciążone ograniczeniami i założeniami. Niemniej jednak metody te są cennymi narzędziami w badaniu odpływu w zdrowym i chorym oku. Zapewniły one lekarzom lepsze zrozumienie chorób, które mają wpływ, i metod leczenia, które zmniejszają IOP. Informacje te mogą być przydatne przy wyborze konkretnych metod leczenia lub kombinacji metod leczenia jaskry lub nadciśnienia ocznego.

praca ta była częściowo wspierana przez nieograniczony grant z Research to Prevent Blindness, Inc. (Nowy Jork, NY).

Carol B. Toris, PhD, jest profesorem i dyrektorem badań jaskry na Wydziale Okulistyki i Nauk wizualnych na University of Nebraska Medical Center w Omaha. Nie była zainteresowana finansowo wymienionymi tutaj produktami ani firmami. Dr. Toris może być osiągnięty w (402) 559-7492; [email protected].

Carl B. Camras, MD, jest profesorem i dyrektorem służby jaskry i jest przewodniczącym Wydziału Okulistyki i Nauk wizualnych na University of Nebraska Medical Center w Omaha. Przyznał, że nie ma interesu finansowego w produktach lub firmach wymienionych w niniejszym dokumencie. Dr. Camras może być osiągnięty w (402) 559-4276; [email protected].

1. Friedenwald JS. Niektóre problemy z kalibracją tonometrów. Am J Ophthalmol. 1948;31:935-944.
2. Armaly MF. Konsystencja kalibracji z 1955 dla różnych tonometrów. Am J Ophthalmol. 1959;48:602-611.
3. Gaasterland D, Kupfer C, Milton R, et al. Badania dynamiki cieczy wodnistej u człowieka. VI. wpływ wieku na parametry ciśnienia wewnątrzgałkowego w normalnych oczach człowieka. Exp Eye Res. 1978;26: 651-656.
4. Hayashi M, Yablonski ME, Novack GD. Trabecular outflow facility determined by fluorofotometry in human subjects. Exp Eye Res. 1989; 48: 621-625.
5. Toris CB, Tafoya ME, Camras CB, Yablonski ME. Wpływ apraklonidyny na dynamikę cieczy wodnistej w oczach człowieka. Exp Eye Res. 1989; 48: 621-625.
6. Becker B. spadek wydzielania i odpływu wody z wiekiem. Am J Ophthalmol. 1958;46:731-736.
7. Toris CB, Yablonski ME, Wang Y-L, Camras CB. Dynamika cieczy wodnistej w starzejącym się oku człowieka. Am J Ophthalmol. 1999;127:407-412.
8. Bárány EH. Jednoczesny pomiar zmiany ciśnienia wewnątrzgałkowego i odpływu w komorze vervet przez stały wlew ciśnieniowy. Invest Ophthalmol. 1964;3:135-143.
9. Zeimer RC, Gieser DK, Wilensky JT, et al. Praktyczny jadomanometr. Pomiar ciśnienia żylnego naramiennego i ocena prawidłowego zakresu. Arch Ophthalmol. 1983;101:1447-1449.
10. Brubaker RF. Określenie ciśnienia żylnego naramiennego w oku. Porównanie trzech metod. Arch Ophthalmol. 1967;77:110-114.
11. Johnson T, Fan S, Toris CB, Camras CB. Odpływ błony naczyniowej zmniejsza się w zespole złuszczania. Referat prezentowany na: Dorocznym Spotkaniu ARVO; Maj 2, 2006; Fort Lauderdale, FL.
12. Weinreb RN, Toris CB, Gabelt BT i in. Wpływ prostaglandyn na drogi odpływu cieczy wodnistej. Surv Ophthalmol. 2002; 47: S53-S64.