Nitrooční tlak metody měření a principy přístrojů

Transkript

1

2 Masarykova univerzita v Brně Lékařská fakulta Nitrooční tlak metody měření a principy přístrojů Bakalářská práce Vedoucí diplomové práce: MUDr. Karolína Skorkovská, Ph.D. Vypracovala: Stanislava Pevalová Optika a optometrie Brno, duben 2014

3 Anotace Tato bakalářská práce pojednává o nitroočním tlaku a způsobech jeho měření. První kapitola popisuje složení, vznik, proudění a absorbci nitrooční tekutiny, které vytvářejí nitrooční tlak. Dále se práce zabývá fyziologickými hodnotami nitroočního tlaku a faktory, které tyto hodnoty ovlivňují. Uvedeny jsou také indikace pro měření nitroočního tlaku. Hlavní kapitola se zabývá jednotlivými metodami měření a popisuje různé druhy kontaktních a bezkontaktních tonometrů. Další kapitola se věnuje pachymetrii, která je důležitým faktorem pro přesné měření nitroočního tlaku. Část práce se zabývá vzájemným porovnáním metod. Poslední kapitoly práce pojednávají o desinfekci kontaktních tonometrů a právních předpisech jejich používání. Klíčová slova: nitrooční tlak, nitrooční tekutina, tonometrie, tonometry, pachymetrie Annotation This bachelor thesis discuss an introcular pressure and a methods of measurement. First chapter describe structure, creation, circulation and absorption of intraocular fluid that create intraocular pressure. The next part of thesis deals with physiological values and factors that influence to them. The following part is about indications for measurement of intraocular pressure. Main charter deals with each methods of measurement and subscribes individual types of contact and noncontact tonometers. Next chapter is devoted to pachymetry, which is important factor for exact measurement of intraocular pressure. Next part compares different methods. Last chapters describe desinfection of contact tonometers and legislation for using tonometers. Key words: intraocular pressure, intraocular fluid, tonometry, tonometers, pachymetry

4 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Nitrooční tlak metody měření, princip přístrojů vypracovala samostatně pod vedením MUDr. Karolíny Skorkovské, Ph.D.. Veškerou použitou literaturu a další odborné zdroje uvádím v seznamu literatury. Souhlasím s využitím práce pro studijní účely, resp. uveřejněním ve sborníku prací. V Brně, dne Stanislava Pevalová

5 Poděkování Chtěla bych poděkovat MUDr. Karolíně Skorkovské, Ph.D. za její odborné rady, cenné připomínky a čas, který věnovala průběžným kontrolám této bakalářské práce.

6 Obsah 1. Úvod Nitrooční tlak Nitrooční tekutina Složení nitrooční tekutiny Tvorba nitrooční tekutiny Odtok nitrooční tekutiny Faktory ovlivňující hodnotu nitroočního tlaku Patologické hodnoty nitroočního tlaku Indikace k měření nitroočního tlaku Měření dynamiky nitrooční tekutiny Tonografie Fluorometrie Měření nitroočního tlaku Palpační vyšetření Tonometrie První tonometry Impresní tonometrie Schiötzův impresní tonometr Stavba tonometru Princip měření Postup měření Nevýhody Aplanační tonometrie Goldmannův aplanační tonometr Princip měření Stavba tonometru Postup měření Chyby měření BioResonátor ART aplanační rezonanční tonometr Perkinsův tonometr Draegerův tonometr MacKay-Margův tonometr... 29

7 5.5.6.TonoPen Pneumatonometr Dynamická konturní tonometrie Tonometrie založená na odrazu ICare Kontinuální měření Sensimed Triggerfish Transpalpebrální tonometrie Diaton tonometr Proview eye pressure monitor Bezkontaktní tonometrie Autotonometry Ocular Response Analyzer ORA Pulsair Pachymetrie Ultrazvuková pachymetrie Optická pachymetrie Desinfekce tonometrů Srovnání jednotlivých metod srovnání Goldmannova aplanačního tononetru, dynamického konturního tonometru a bezkontaktního tonometru Srovnání měření nitroočního tlaku aplanační tonometrií, bezkontaktním tonometrem a Tonopenem a jejich závislost na centrální tloušťce rohovky Srovnání ICare tonometru, Perkinsova tonometrem a TonoPenu XL Právní předpisy pro používání očních tonometrů Závěr Použitá literatura a další zdroje Seznam obrázků, tabulek a použité zkratky... 58

8 1. Úvod Nitrooční tlak (NT) a metody jeho měření je velmi obsáhlé téma, o kterém bylo sepsáno spousta odborné literatury a odborných článků. A však jen velmi málo zdrojů popisuje danou problematiku komplexně. Většinou je podrobně popsán jen samotný nitrooční tlak nebo vybrané metody měření. Nejnovější metody jsou většinou popsány pouze v prospektech firem, které je vyrábí, nebo v odborných článkách zaměřených na daný typ tonometru. Proto jsem se rozhodla zaměřit svoji bakalářskou práci právě na toto téma. NT je velice důležitý pro správnou funkci oka, našeho nejdůležitějšího smyslového orgánu. Vysoký nebo naopak nízký NT může způsobit různé zrakové obtíže. Nejčastěji je vysoký NT spojován s glaukomem, což je onemocnění, které je druhou nejčastější příčinou slepoty ve světě. Proto je důležité hodnoty NT pravidelně kontrolovat a zabránit tak případnému poškození zraku. Hodnota NT je dána poměrem mezi produkcí a absorpcí nitrooční tekutiny. Proto je užitečné znát anatomii a fyziologii předního segmentu oka a faktory, které tento proces ovlivňují. Kromě samotného měření NT je užitečné také měření dynamiky nitrooční tekutiny. Existuje mnoho metod měření NT. Můžeme je rozdělit na kontaktní a bezkontaktní. V průběhu minulých 150 let prošly tonometry přístroje pro měření NT obrovským vývojem a stále vznikají nové metody. Od prvních impresních tonometrů až po nejnovější bezkontaktní a přenosné, kterými si mohou pacienti měřit NT i sami doma v jakoukoli denní dobu. Asi nejnovější objevem je kontinuální měření NT během 24 hod. U kontaktních tonometrů je nezbytné dbát na desinfekci tonometrů. Dále je důležité dodržovat správnou kalibraci přístrojů. Významným faktorem, který ovlivňuje přesnost měření mnoha typů tonometrů, je tloušťka rohovky. Její měření se nazývá pachymetrie. Existují dvě metody, kterými lze pachymetrii provést ultrazvuková a optická. 8

9 2. Nitrooční tlak Nitrooční tlak (NT) je jednoduše řečeno tlak nitrooční tekutiny (NOT) uvnitř oka. Jeho hodnotu udává poměr tvorby a odtoku NOT. NT v oku zajišťuje zachování správného tvaru a funkcí očních struktur. Jeho fyziologické hodnoty průměrně dosahují mm Hg (1,3 2,8 kpa). Během dne NT mírně kolísá. Nejvyšších hodnot dosahuje NT v ranních hodinách. U populace bez glaukomu je normální denní kolísání maximálně ± 4 mm Hg. U pacientů s glaukomem se většinou objevuje kolísání vyšší. Při větším kolísání je větší pravděpodobnost, že nastanou změny v zorném poli. Vyšší NT je považován za hlavní rizikový faktor glaukomu. [4,5,8] 2.1. Nitrooční tekutina Nitrooční tekutina nebo také tzv. komorová voda je čirá bezbarvá tekutina. Je produkována výběžky řasnatého tělíska v zadní oční komoře, poté protéká skrz pupilu do přední oční komory a nakonec je filtrována přes trámčinu komorového úhlu do Schlemmova kanálu a dále do episklerálního venózního systému (Obr.1). Podstatně menší část tekutiny opouští oko uveosklerální cestou. V tomto případě tekutina prochází přes řasnaté tělísko do suprachoroidálního prostoru a dále opět do venózního systému skléry a episkléry. Uveosklerální odtok NOT je aktivní především v noci. NOT v přední komoře cirkuluje díky teplotnímu rozdílu mezi teplejší duhovkou a studenější rohovkou. Zajišťuje výživu bezcévných čirých optických struktur oka (rohovka, oční čočka, sklivec). Z čočky se do NOT uvolňuje sodík a naopak čočka z ní odebírá draslík a aminokyseliny. Do sklivce z NOT přechází aminokyseliny a glukóza. Svým indexem lomu 1,33 se uplatňuje v refrakčních vlastnostech oka. Zajišťuje odstraňování odpadních produktů metabolismu, např. oxid uhličitý, laktát, pyruvát. Absorbuje část kataraktogenního UV záření. Uplatňuje se v imunitní reakci proti různým infekcím a zánětům. Svou cirkulací v oku vytváří relativně stálý NT. [3,5,8] 9

10 Obr. 1: Cirkulace NOT [9] Složení nitrooční tekutiny NOT vzniká z krevní plazmy, proto je jejich složení podobné. Základem obou tekutin je voda. Koncentrace dalších prvků se v plazmě a nitrooční tekutině liší a jejich přesné množství je uvedeno v Tab. 1. Tab 1.: Složení NOT a plazmy [3] NOT plazma Voda (%) ,5 Sodík (µmol/ml) Chloridy (µmol/ml) HCO 3- (µmol/ml) Draslík (µmol/ml) 3,9 4,0 Vápník (µmol/ml) 2,5 4,9 Hořčík (µmol/ml) 1,2 1,2 Fosfor (µmol/ml) 0,6 1,1 Askorbát (µmol/ml) 1,06 0,04 Laktát (µmol/ml) 4,5 1,9 Močovina (µmol/ml) 6,1 7,3 Glukóza (µmol/ml) 2,8 5,9 Bílkoviny (g/dl) 0,024 7,0 ph 7,21 7,4 Největší rozdíl je v obsahu bílkovin a askorbátu. Bílkovin je v nitrooční tekutině mnohem méně než v plazmě. Jedná se hlavně o nízkomolekulární albuminy a beta-globuliny. Vysokomolekulární beta-lipoproteiny a gama-globuliny se objevují jen ve stopovém 10

11 množství. Naopak askorbát je v mnohem větší koncentraci, jeho obsah je 15-20x vyšší než v krevní plazmě. [3,5] Tvorba nitrooční tekutiny NOT vzniká z krevní plazmy ve výběžcích řasnatého tělíska v nepigmentové vrstvě epitelových buněk. Na její tvorbě se podílí nejprve pasivní ultrafiltrace plazmy z kapilár do stromatu řasnatého tělíska. Poté pokračuje aktivní sekrecí přes ciliární epitel do zadní komory. NOT je hypertonická. [3,5,8] Buňky nepigmentové vrstvy buněk výběžků ciliárního tělesa obsahují adenosintrifosfázu, která řídí aktivní transport látek NOT proti osmotickému gradientu do zadní oční komory. Na apikálním povrchu buněk nepigmentovaného epitelu jsou těsná spojení buněk, která za fyziologického stavu nepropouští středně velké a velké molekuly. Mezi tyto velké molekuly patří hlavně bílkoviny. Tato bariéra se nazývá hematookulární. Pokud je tato bariéra porušena, například vlivem léků, různých chorob nebo úrazů, je fyziologické složení narušeno a NOT se více podobá plazmě. NOT obsahuje ionty Na +, K +, Cl -. Ionty Na + jsou přenášeny přes Na + /K + výměnnou pumpu a ionty K +, Cl - pomocí elektrochemického gradientu přes iontově selektivní kanály. [3,5,8] Další podstatnou složkou je askorbát, který má antioxidační účinky. V intracelulárním prostředí má askorbát 20x vyšší koncentraci než v prostředí extracelulárním, což umožňuje jeho jednoduchý průnik do NOT. Do pigmentového epitelu výběžků řasnatého tělíska vstupuje společně s Na + ionty. Při produkci NOT se také uplatňuje enzym karboanhydráza. V lidském těle se tento enzym vyskytuje v 7 izoformách, v řasnatém tělísku najdeme izofoty II a IV. Enzym katalyzuje H 2 CO 3 na HCO 3- a H +. Bikarbonátový aniont HCO 3- vytváří osmotický gradient, pomocí kterého proniká voda do NOT. Lipofilní látky pronikají do NOT prostou difúzí přes lipidovou složku buněčných membrán ve směru koncentračního gradientu. Oproti plazmě obsahuje NOT mnohem méně bílkovin, ale poměr albuminů a globulinů je ve srovnání s plazmou stejný. [3,5,8] Z řasnatého tělíska je komorová voda uvolňována do zadní oční komory, kde omývá zadní plochu čočky a zadní plochu duhovky, poté pomalu protéká zornicí do přední komory, kde se dostává do kontaktu s přední plochou čočky, přední plochou duhovky a zadní plochou rohovky. [3,5,8] Tvorba NOT není během dne stálá. Průměrná hodnota sekrece je 2,3 µl/min. Nejvíce se tvoří dopoledne mezi osmou až dvanáctou hodinou, kdy její produkce dosahuje kolem 2,9 11

12 µl/min. Mezi dvanáctou až šestnáctou hodinou dosahuje přibližně 2,6 µl/min. Nejnižší je v noci mezi půlnocí a šestou hodinou ranní, kdy dosahuje jen přibližně 1,2 µl/min. Tento pravidelný rytmus není ovlivněn spánkovou deprivací ani spánkem během dne. Produkce NOT po 10. roce života klesá v průměru o 2,5-3,2% každých 10 let života. Tvorbu NOT lze snížit také medikamentózně, což se využívá v terapii glaukomu. Uplatňují se tyto lékové skupiny: inhibitory karboanhydrázy, β-adrenergní agonisté, α 2 -selektivní adrenergní agonisté a prostaglandiny. [3,5] Odtok nitrooční tekutiny Existují dva způsoby, kterými NOT opouští oko - konvenční a nekonvenční (Obr.2). Pouze nepatrná část NOT proniká do lumen duhovkových cév, cév ciliárního svalu a přední choroidei. Konvenční cestou odtéká 85-90% komorové vody. Z přední komory je tekutina filtrována trámčinou komorového úhlu. Tato tkáň je tvořena elastickou mříží s oválnými póry, které se zužují směrem k Schlemmovu kanálu. Jejich velikost se pohybuje v rozmezí 5-50µm. Do Schlemmova kanálu NOT prostupuje přes póry a pomocí dočasných buněčných kanálů, které vznikají mezi trámčinou a Schlemmovým kanálem a umožňují průchod určitého množství tekutiny. Poté se uzavřou a nové kanály vzniknou na jiném místě. Schlemmův kanál je hlavním odtokovým systémem NOT a skládá se nejčastěji z jednoho, ale občas i z několika kanálů, které jsou svojí stavbou podobné cévě s endoteliální výstelkou. Ústí do intrasklerálního cévního plexu, odkud vychází Ascherovy vodní vény, které procházejí skrz skléru a vedou komorovou vodu do episklerálních a konjunktiválních vén, odkud se tekutina dostává zpět do krevního oběhu. [2,3,5,8,] S přibývajícím věkem se stavba trámčiny mění. Stává se více kompaktní, ubývají endoteliální buňky, dochází ke ztluštění trámců, hromadí se zde intracelulární materiál a mohou se objevit lokální uzávěry Schlemmova kanálu. To způsobuje zhoršení odtoku komorové vody a může se zvýšit nitrooční tlak. [5] Přes nekonvenční uveosklerální - cestu odtéká zbylých 10-15% NOT. Mezi přední komorou a supraciliárním prostorem se nenachází žádná epitelová bariéra, proto NOT celkem snadno proniká u kořene duhovky skrz intersticiální prostory ciliárního svalu do suprachoroidálního prostoru a poté opět do episklerálního prostoru a venózního systému. Tato forma odtokové cesty je podobná lymfatické drenáži, která jinak v oku chybí. Pokud dojde 12

13 k rozšíření intermuskulárních prostor ciliárního svalu, zvýší se procento objemu NOT, které odtéká z oka uveosklerální cestou. Tato odtoková cesta je také ovlivněna věkem. [3,5] Obr.2: Konvenční a nekonvenční odtoková cesta NOT [9] 2.2. Faktory ovlivňující hodnotu nitroočního tlaku Věk s rostoucím věkem se NT zvyšuje. Ve věku nad 70 let nastane v některých případech mírné snížení. U malých dětí je měření obtížné, protože nemůžeme očekávat spolupráci dítěte. Přibližné hodnoty u novorozenců jsou 8-11 mm Hg. U čtyřletého dítěte již dosahují 14 mmhg. V dospělosti jsou hodnoty velmi individuální. [3,12] Pohlaví rozdíl hodnot u obou pohlaví je malý, mírně vyšší se objevuje u žen. Pouze během některých životních období se mohou odlišovat o něco více, např. ženy v premenopausálním období mají hodnoty zvýšené. [3] Námaha dlouhodobá vytrvalostní zátěž, např. běh, jízda na kole NT snižují. Tato změna se projevuje více u mladších osob a u glaukomatiků. Není však zcela jisté, co tuto změnu způsobuje, ale uvažuje se o aktivitě sympatiku, metabolické acidóze či zvýšené hladině laktátu. Krátkodobá zátěž spojená s Valsalvovým manévrem naopak NT zvyšuje a to pomocí zvýšení episklerálního tlaku a zvýšenému tonu m. orbicularis oculi. [3] 13

14 Změna polohy při změně polohy ve stoje nebo vsedě do polohy vleže na zádech NT mírně vzrůstá. Nejvíce vzrůstá vleže při Trendelenburgově poloze, kdy je hlava umístěna níže než srdce. [24] Pohyby očí a víček NT se mírně zvyšuje při usilovném sevření nebo usilovném otevření víček, dále pak jeho vzrůst v malé míře způsobuje výrazná elevace nebo dukce očí. Naopak opakované mrkání ho mírně snižuje. Větší odchylky budou naměřeny, pokud se na oku nachází nějaká patologie. [3,8] Systémové a lokální faktory zvýšení NT je způsobeno značným vzrůstem krevního tlaku, karotido-kavernózními píštělami, hypoosmolaritou plazmy, při hyperbarii, zvýšením episklerálního venózního tlaku. Naopak snížení je způsobeno výrazným poklesem krevního tlaku, hyperosmolaritou plazmy, hypotermií, acidózou a snížením episklerálního venózního tlaku. [24] Anestezie a sedativa během celkové anestezie a při užívání sedativ je NT mírně snížen. S tím je potřeba počítat při měření nitroočního tlaku u pacientů v celkové narkóze. Američtí autoři Epley a kolektiv dokonce uvádějí, že i obyčejný rozvěrač používaný během operace pro oddálení víček může NT zvyšovat. [3,8] Steroidy steroidy zvyšují NT zvýšením odtokového odporu. Každý člověk však na steroidy reaguje jinak. U dvou třetin populace způsobí pouze nízký vzrůst, u zbylé třetiny způsobí středně až hodně výrazný vzrůst. Tito lidé jsou označováni jako steroidní respondenti. Mezi pacienty s chronickým glaukomem s otevřeným úhlem najdeme 90 % steroidních respondentů. Steroidy nezpůsobují vzrůst nitroočního tlaku ihned po začátku medikace, ale přibližně až po 1-2 měsících. Záleží také na síle protizánětlivého účinku, při vyšší síle způsobí zvýšení dříve. Po vysazení medikace se ve většině případů hodnoty vrátí do normálu. [3] Některá onemocnění například iridocyklitida při které je kvůli zánětu v řasnatém tělísku tvorba NOT omezena a hodnota nitroočního tlaku se tak snižuje. Tvorba NOT je snížena také při diabetické retinopatii. Dalším onemocněním je hematogenní onemocnění sítnice, které NT také snižuje. Toto snížení je pravděpodobně způsobeno omezením tvorby NOT, zvýšením odtoku přes sklivcový prostor a trhliny sítnice do subretinálního prostoru. Hodnoty nitroočního tlaku může ovlivňovat i axiální délka oka. Při vyšší myopii je oko delší, komorový úhel je tím pádem otevřenější a přístupnější pro odtok NOT. [3] 14

15 Návykové látky alkohol, heroin a marihuana NT mírně snižují. Naopak kofein, kouření a LSD ho mírně zvyšují. [3] 2.3. Patologické hodnoty nitroočního tlaku Fyziologické hodnoty NT se pohybují mezi mmhg. Výrazně nižší hodnoty NT označujeme jako oční hypotenzi, která může vést například ke změnám refrakce, porušení hematookulární bariéry, ablaci cévnatky, špatné perfuzi řasnatého tělíska nebo makulopatii. Častěji se však vyskytují vyšší hodnoty NT, které označujeme naopak jako oční hypertenzi. Tento stav může způsobit ochrnutí svěrače duhovky, atrofii duhovky, sklivcové zákaly a atrofii papily zrakového nervu. [12,24] Nejčastěji je vysoký NT spojován s glaukomem. Toto onemocnění je stále druhou nejčastější příčinou slepoty ve světě. Glaukom je definován jako neuropatie zrakového nervu, která vede k typickým morfologickým změnám na terči zrakového nervu a odpovídajícím změnám v zorném poli. Rozlišujeme glaukom primární (nemá zjevnou příčinu) a sekundární (je způsoben jiným očním onemocněním, například zánětem, traumatem atd.). Podle morfologie komorového úhlu jej dále dělíme na glaukom s otevřeným nebo uzavřeným úhlem. Nejdůležitějším rizikovým faktorem primárního glaukomu s otevřeným úhlem je vyšší nitrooční tlak. K dalším rizikovým faktorů tohoto onemocnění patří vyšší věk, výskyt glaukomu v rodině, tenká rohovka a počínající změny na terči zrakového nervu a v zorném poli. Přestože je vyšší nitrooční tlak uváděn jako hlavní rizikový faktor glaukomu, mohou se u některých pacientů objevit glaukomové změny i při normálních hodnotách NT. Pak hovoříme o normotenzním glaukomu neboli o glaukomu s nízkou tenzí. [4] 15

16 3. Indikace pro měření nitroočního tlaku Měření NT by mělo být preventivně provedeno při každém vyšetření u očního lékaře či optometristy. Většinou tomu tak ale není. NT je důležité měřit hlavně u lidí, kteří mají pozitivní rodinnou anamnézu pro glaukom a u osob starších 40 let. U těchto osob by mělo měření proběhnout alespoň jednou ročně. Pouze pomocí pravidelných kontrol NT lze včas odhalit glaukom a zajistit jeho léčbu již v počátečních stádiích. Na očních ambulancích se pro screeningové měření používá hlavně bezkontaktní tonometr. Důležitou indikací k měření jsou prak pravidelné kontroly NT u pacientů s glaukomem. Frekvenci měření určuje lékař podle závažnosti onemocnění. Glaukom je chronické onemocnění a snahou je udržet co nejdéle dobré zrakové funkce. NT je dále důležité měřit před a po nitroočních zákrocích. Jedná se například o laserovou trabekuloplastiku, laserovou iridotomii, trabekulektomii. Dále například před operací katarakty, po YAG-kapsulotomii, po laserových refrakčních zákrocích. Měření NT se provádí i při nejasných poruchách vidění jako jsou např. výpadky zorného pole, zamlžené vidění nebo bolest očí či hlavy. [19,21] 16

17 4. Měření dynamiky nitrooční tekutiny Odtokové cesty tvoří odpor pro odtok NOT. Ten je překonán tvorbou odpovídajícího množství NOT. Dynamika tedy udržuje objem NOT, a tím i hodnotu NT na relativně stálé úrovni. Dynamiku NOT můžeme měřit pomocí dvou vyšetření - tonografie nebo fluorometrie. [3] 4.1. Tonografie Tonografie je neinvazivní vyšetřovací metoda, pomocí které se zjišťuje schopnost odtoku NOT. Je založena na tom, že pokud na oko působí konstantní tlak, NT pomalu klesá v závislosti na stavu odtokových cest. To lze zapsat pomocí následující rovnice F = C (P o P v ) F je produkce NOT v µl/min, C koeficient odtokové snadnosti, P o hodnota nitroočního tlaku v mmhg a P v hodnota episklerálního tlaku. [3] Měření se provádí pomocí elektrického tonometru na principu Schiötzova tonometru, který působí svým tlakem na oko po dobu čtyř minut. To způsobí zvýšení NT a zvýšení odtoku NOT. Pokud je odtok zhoršen, například u glaukomu, NT se sníží méně. Hodnoty NT jsou po celou dobu měření průběžně zaznamenávány a z nich se poté vypočítá koeficient odtokové snadnosti. Fyziologické hodnoty koeficientu odtokové snadnosti (C) jsou vyšší než 0,2. Episklerální venózní tlak měříme pomocí přístrojů, které fungují na principu srovnání parciálního kolapsu episklerálních vén a tlaku, který je nutný vyvinout. V dnešní době se tato metoda již příliš nevyužívá, protože není dostatečně přesná a zároveň je náročná. [1,3] 4.2. Fluorometrie Princip této metody spočívá v clearance fluoresceinu, což znamená sledování poklesu jeho koncentrace v závislosti na čase. Fluorescein totiž odtéká z přední komory oka společně s NOT. Koncentrovaný fluorescein se aplikuje do dolního fornixu spojivky nejlépe večer den před vyšetřením, protože rovnoměrné distribuce fluoresceinu je dosaženo až po 5-6 hodinách. Fluorometrie se provádí opakovaně v průběhu několika hodin, interval mezi jednotlivými měřeními je 45-60min. Výsledky jednotlivých měření se zprůměrují, a tím se určí výsledná hodnota. V experimentálních podmínkách se místo fluoresceinu často používají radioaktivně značené izotopy. [3] 17

18 5. Měření nitroočního tlaku 5.1. Palpační vyšetření Tato metoda je pouze orientační. Dají se tak zjistit pouze vysoké nebo nízké hodnoty NT a srovnat hodnoty na obou očích, malé odchylky NT takto nelze poznat. Při vyšetření má pacient zvednutou hlavu a dívá se dolů. Provádí se buď dvěma ukazováky přiloženými současně na jedno oko přes víčko, poté to samé na druhém oku a porovnává se tlak potřebný ke stlačení bulbu. Druhá možnost je přiložit dva prsty na obě oči zároveň a porovnat vzájemný rozdíl. Před měřením vyzveme pacienta, aby se díval dolů a zavřel víčka. Je to jediný typ měření, který lze využít v situacích, kdy není možné použít žádné přístroje, například po transplantacích rohovky. [3,5] 5.2. Tonometrie Tonometrie je měření NT pomocí přístrojů. Tyto přístroje se nazývají tonometry. Tonometry dělíme na kontaktní a bezkontaktní. U kontaktních metod je přístroj během měření v těsném kontaktu s rohovkou. Výsledky těchto tonometrů jsou pokládány za přesnější než výsledky bezkontaktních přístrojů. Naopak jejich nevýhodou oproti bezkontaktním metodám je možnost zavlečení infekce do oka. Proto je nutné kontaktní plochu tonometru po každém použití řádně vydezinfikovat. Kontaktní tonometry můžeme dále rozdělit na impresní a aplanační. Hodnoty NT se udávají v kpa nebo v mm Hg. V klinické praxi se většinou hodnoty NT uvádí v mmhg. Pro přepočet jednotek platí: 1 mm Hg = 133,3 Pa. [6] 5.3. První tonometry První mechanický tonometr sestrojil v roce 1863 von Graefe (Obr.3). Přístroj fungoval na principu malých závaží, která svojí silou působila na píst, který stlačoval skléru přes víčka. Další tonometr vytvořil v roce 1865 Donders (Obr.4). Tonometr pracoval na stejném principu jako Graefeův, ale jeho píst působil přímo na skléru. U obou se měřila velikost stlačení skléry od její původní pozice. Oba tonometry můžeme považovat za předchůdce Schiötzova impresního tonometru. V té době totiž nebylo možné provádět měření přímo na rohovce, protože ještě neexistovala lokální anestezie. První lokální anestetikum kokain použil až v roce 1884 doktor Koller. Díky tomuto objevu se mohl začít měřit NT bezbolestně na 18

19 rohovce a měření tak dosahovalo přesnějších výsledků. Lékaři však těmto přístrojům moc nedůvěřovali a prohlašovali, že palpační vyšetření provedené zkušeným expertem je mnohem přesnější metoda. [21] Obr. 3: Graefův tonometr[21] Obr.4: Dondersův tonometr [21] První aplanační tonometr sestrojil Adolf Weber a v roce 1885 ho vylepšil Maklakov, podle kterého byl přístroj pojmenován. Maklakovův tonometr působil na rohovku celou svoji vahou. Kontaktní ploška ze skla o průměru 10 mm byla nabarvena inkoustem. Při aplanaci rohovky se inkoustem obarvila oploštěná část. Následně se změřil průměr obarvené části a pomocí přepočtové tabulky nebo vzorce se určil NT. Vzorec pro výpočet NT zněl takto: P je NT, F váha použitého závaží a r poloměr otisku. Měření se provádělo u ležícího pacienta, který musel mít anestezovanou rohovkou. Tento druh tonometru se dodnes používá v Rusku a Číně. [3,21] 19

20 Obr.5: A Maklakovův tonometr, B graf pro přepočet NT [21] Na stejném principu fungoval i Posner-Inglimův tonometr, sestrojený v roce Tento přístroj byl vyrobený z umělé hmoty a byl pouze na jedno použití. Oba tonometry však byly ovlivněny řadou faktorů způsobujících chyby měření, např: tloušťka rohovky, elasticita oka. Největší nepřesnosti však byly způsobeny pohyby oka při měření. Při pohybu se plocha oka označená inkoustem rozmazala, průměr obarvené části se zvětšil a výsledný NOT byl falešně nižší. [21] 5.4. Impresní tonometrie Schiötzův impresní tonometr První impresní tonometr sestavil norský fyzik Schiötz v roce O 25 let později dostal přístroj svoji konečnou podobu, která se užívá dodnes, a stal se nejpoužívanějším očním tonometrem až do 70. let 20. století, kdy se začal ve velké míře využívat GAT. Jedná se o mechanický přístroj, který pracuje jako hloubkoměr s poměrem převodu 1:20. To znamená, že jeden dílek na stupnici přístroje udává hloubku imprese 0,05 mm. [6,21] Stavba tonometru Přístroj se skládá z těla, měřicí stupnice, pohyblivého ramene, peloty a kontaktní plošky (Obr.6). Pohyblivá pelota slouží jako píst. Zavěšují se na ní malá závaží o váze 5,5g, 7,5g, 10,0g, případně 15,0g. Dolní konec peloty tvoří kontaktní ploška, která je zakončená zaoblenou částí o průměru 3 mm. Rameno je spojeno s pelotou a svým vychýlením ukazuje naměřené hodnoty na stupnici v horní části tonometru. Za normálních okolností by měla být naměřená hodnota nejlépe v rozmezí dílku. Pokud je NT vysoký, rohovka se deformuje 20

21 hůře nebo téměř vůbec a výsledná hodnota na stupnici tonometru bude nižší než 3 až nulová. Celý tonometr váží přibližně 16,5 g. [1,6] Obr.6: Schiötzův impresní tonometr, závaží a pouzdro [31] Princip měření Princip měření spočívá v tom, že NT má určitou výchozí hodnotu P v. Přiložením tonometru se závažím na oko se výchozí tlak zvýší na hodnotu P n. Impresní tonometr tedy měří hodnotu P n a z ní se teprve dá pomocí stupnice a přepočtové tabulky určit samotná hodnota P v. Změna P v na P n je dána odporem, který kladou oční struktury při přesunu určitého objemu NOT (Obr.7) Schiötz kalibroval tonometr pomocí pokusů, při kterých měl nádobu s tekutinou spojenou přes manometr a kanylu s enukleovaným lidským bulbem. Mezi manometrem a bulbem se nacházel regulační kohout. Jako první měřil NT při otevřeném regulačním kohoutu, naměřil tedy hodnoty P n. V druhé fázi nastavil NT na určitou hodnotu a regulační ventil uzavřel a naměřil hodnoty P v. Z těchto výsledků provedl výslednou kalibraci. [3] 21

22 Obr.7: Princip Schiötzova impresního tonometru [24] Další, kdo se zabýval tímto druhem tonometru, byl ve letech 20. stol. Friedenwald. Odvodil empirickou rovnici pro vztah mezi logaritmem tlaku a změnou objemu v oku. Tato rovnice obsahuje konstantní koeficient oční rigidity K, který vyjadřuje schopnost roztažnosti očních obalů. Nejprve určil hodnotu K = 0,0245, později ji upravil na K = 0,0215. Pomocí této konstanty vytvořil nomogramy pro přepočet NT při měření Schiötzovým impresním tonometrem. [3] Postup měření Měření se provádí u ležícího pacienta. Před samotným měřením je nutná lokální anestezie rohovky, např. pomocí oxypuprokainu (Benoxi 0,4%). Přístroj se drží ve vertikální poloze a přikládá se k rohovce. Na střed rohovky položíme dolní plošku přístroje, která má konkávní tvar a kopíruje tvar přední plochy rohovky. Aby byl přístroj přiložen přímo do centrální části rohovky, pacient by měl fixovat daný bod, např. prst nebo bod na stropě. Po přiložení způsobí píst stlačování rohovky. Ten je spojen pákovým systémem s ručičkou, která ukazuje na měřící škále sílu potřebnou k indentaci rohovky. Škála na stupnici neukazuje přímo hodnoty nitroočního tlaku, ale pouze sílu stlačení, která se pak na výsledný tlak v mm Hg odečte v nomogramu. Podle odporu rohovky používáme některé ze tří závaží (5,5-7,5-10g) tak, aby naměřená hodnota byla co nejpřesnější a pohybovala se nejlépe v rozmezí dílku na stupnici. [3,6] 22

23 Obr. 8: Přepočtová tabulka pro Schiötzův impresní tonometr podle Friedenwalda, Carl Zeiss, Jena, 1955 [41] V levém sloupci se nacházejí hodnoty naměřené na stupnici tonometru, v horním řádku hodnoty použitých závaží a ve zbylých sloupcích jsou výsledné hodnoty NT v mmhg. 23

24 Nevýhody Jelikož při měření působí tonometr na bulbus celou svou vahou, naměřené hodnoty mohou být mírně zvýšené. To se může projevit také, pokud tonometr obsluhují nedostatečně zacvičené osoby a na tonometr působí vyšší silou než je nutné nebo ho nedrží kolmo k rohovce. Koeficient oční rigidity je konstantní, což znamená, že by všechny oči měly na vyvinutou sílu reagivat stejně. To však v reálu není pravda, sklerální rigidita jednotlivých očí je rozdílná, je to dáno například různou elasticitou skléry, cévní náplní oka nebo velikostí bulbu. Proto oči, které mají vyšší hodnotu K, než je daný průměr, budou mít naměřeny falešně vyšší hodnoty NT. Tento stav nastává například u hypermetropů, Oči s nižším K dosahují naopak falešně nižších hodnot. Mezi ně spadají například pacienti s vysokou myopií, s vazodilatační terapií nebo pacienti po operacích sítnice a po laserových refrakčních operacích rohovky. [3,6] 5.5. Aplanační tonometrie Goldmannův aplanační tonometr (GAT) Goldmannův aplanační tonometr je již 60 let považován za zlatý standard pro měření nitroočního tlaku. Goldmann ho představil v roce 1954 a od té doby je stále nejpoužívanějším kontaktním typem očního tonometru. Srovnání s Goldmannovým tonometrem slouží ke zjištění přesnosti jiných tonometrů. Na rozdíl od starších přístrojů, které využívaly stejnou sílu, ale měnila se velikost imprese, je u GAT známa velikost aplanace, ale mění se síla, kterou je potřeba k aplanaci vyvinout. [14,21] Princip měření Princip měření vychází z Fick-Imbertova zákona, který udává, že ideální přetlakovou nádobou je koule, protože na jejím povrchu se tlak rozkládá rovnoměrně. Za kouli lze pokládat i lidské oko. Princip měření tedy spočívá v deformaci rohovky, která vzniká působením určitého tlaku přístroje na přední plochu rohovky. Čím vyšší je NT, tím méně působí tlak za daných podmínek na rohovku a tím méně ji deformuje. Při nižším nitroočním tlaku je naopak rohovka deformována více. [3,6,21] Fyzikálně lze Fick-Imbertův zákon zapsat následující rovnicí: 24

25 Kde F sílu udává sílu, P n tlak uvnitř koule, a S aplanovanou plochu. Tento zákon však platí pouze tehdy, když je daná sférická plocha dokonale kulatá, flexibilní, suchá a nekonečně tenká. Rohovka však nesplňuje ani jeden z těchto požadavků. Má asférický povrch, je rigidní, díky slzám je vlhká a má určitou tloušťku. Vlhkost způsobuje povrchové napětí. Kvůli rigiditě je potřeba určitá síla pro změnu tvaru rohovky, která nezávisí na hodnotě NT. Proto existuje modifikace Fick-Lambertova zákona, která tyto vlastnosti rohovky zohledňuje: Kde F udává sílu potřebnou k překonání rigidity, T povrchové napětí a S 1 aplanovanou plochu na vnitřní straně rohovky. Pokud má vnější aplanovaná plocha rohovky průměr 3,06 mm, pak je S 1 = 7,35 mm 2 a B = T a F = P n. Klasická kontaktní ploška aplanačního tonometru má proto průměr již zmíněných 3,06 mm. Tento průměr mění objem oka pouze o 0,50 mm 2 a v tomto případě je možné zanedbat oční rigiditu. [3,6] Stavba tonometru Přístroj je připevněn ke štěrbinové lampě. Samotný tonometr se skládá z aplanačního dvojitého prizmatu, objímky prizmatu, vlastního těla přístroje a stupnice. V těle přístroje je mechanismus se soustavou závaží, která přenáší sílu na prizma. Stupnice je připevněna po straně na otočném ovládacím prvku. Pomocí tohoto ovládacího kolečka měníme tlak pera, které působí na skleněné aplanační tělísko tvaru komolého kužele. Tělísko je svým koncem v kontaktu s rohovkou. [3] Obr.9: Měření Goldmannovým aplanačním tonometrem [29] 25

26 Postup měření Před měřením je nutná lokální anestezie rohovky. Anestezie znecitliví pouze rohovku, ne však víčka a řasy. Proto se vyšetřující musí snažit, aby se jich tonometrem nedotknul, protože by to vedlo k mrkání, které je při měření nežádoucí. Naopak je potřeba, aby měl vyšetřovaný co nejvíce otevřené oči. Pokud sám nezvládá otevřít doširoka oči, může mu víčka přidržet vyšetřující osoba. Měření se provádí vsedě stejně jako při vyšetření na štěrbinové lampě. Rohovka se obarví vkápnutím fluoresceinových kapek o koncentraci 0,5-1,0% do spojivkového vaku. Pacient sedí ve vzpřímené pozici, opře si hlavu a čelo o opěrku a dívá se přímo před sebe. Před světelný zdroj štěrbinové lampy se vkládá modrý kobaltový filtr. Zdroj světla štěrbinové lampy osvětluje rohovku přibližně ze vůči optické ose. Obraz sledujeme se zvětšením 10-20x. [3,6] Měření probíhá tak, že v místě kontaktu aplanačního tělíska s rohovkou vznikne při pozorování skrz štěrbinovou lampu s filtrem zelený fosforeskující kroužek tvořený z nabarvených slz. Dvojité prizma rozdělí kroužek na dva půlkruhy. Ideální stav, kterého se snažíme dosáhnout, nastává v momentě, kdy se oba vnitřní okraje stejně tlustých půlkruhů dotýkají. Za těchto podmínek je průměr kruhu přesně 3,06 mm. Na kolečku poté odečteme, kolik síly v gramech je potřeba k vytvoření tohoto obrazce. Při tomto průměru je přepočet na reálnou hodnotu nitroočního tlaku 1g síly = 10 mm Hg. Když zvýšíme působení tlaku na rohovku, půlkruhy se překryjí vice a naopak při ubrání tlaku se půlkruhy oddálí. [3,6] Pokud jsou půlkruhy příliš slabé, pak je výsledný NT falešně nižší a pokud jsou příliš silné, je měřený tlak falešně vyšší. Tlak se během měření zvětšuje jen nepatrně a tíha tonometru nepůsobí přímo na oko, proto je tato metoda přesnější než impresní tonometrie. [3,6] Obr.10: A Princip rozkladu půlkruhů prizmaty [24], B fluoresceinové půlkruhy [30] A B 26

27 Chyby měření Měření ovlivňuje hlavně centrální tloušťka rohovky (central corneal thickness, CCT). Měření CCT se nazývá pachymetrie. Vliv na měření NT má i zakřivení rohovky. Při větším zakřivení musí být rohovka aplanována víc, aby se dosáhlo tvaru aplanační plošky. Dále se může stát, že slzný film není dostatečně obarven flurescinem a měření je tak ztíženo. Pokud má pacient hodnotu astigmatismu 3D a více, jeho rohovka má spíš eliptický tvar než kruhový. Proto, pokud necháme prizmata tonometru ve standardní horizontální rovině, budou mít oválný tvar i půlkruhy pozorované ve štěrbinové lampě a výsledné hodnoty budou nižší o 1 mmhg na 4D astigmatismu. Pro vyrovnání otočíme měřící tělísko tak, aby rozhraní bylo v polovině mezi největším a nejmenším zakřivením rohovky. Chyby měření způsobují také nepravidelnosti rohovky, různé patologie, neklid pacienta nebo dlouhé trvání měření. Při delším kontaktu tonometru s rohovkou se poškozuje epitel. [3] BioResonátor ART aplanační rezonanční tonometr BioResonátor ART (applanation resonance tonometer) je novou alternativou GAT. Pochází ze Švédska a na trh byl uveden v roce K měření využívá piezoelektrický senzor s kónusovým nástavcem. Nástavec kmitá s frekvencí přibližně 1 khz. Pomocí míry rezonanční frekvence aplanované plochy měří velikost této plochy. Přístroj se připevňuje ke štěrbinové lampě a kalibruje automaticky. [18,43] Před měřením je nutné provést anestezii rohovky. Senzor se přikládá na střed rohovky. Přístroj naměří přibližně 256 hodnot za dvě sekundy. Tyto hodnoty jsou zprůměrovány a následně zobrazeny na displeji přístroje. Dále je na displeji zobrazen i index kvality měření. Po měření je nutné senzor desinfikovat. Měření se provádí třikrát. [18] Na trhu se nacházejí dva typy tohoto tonometru manuální a servo verze. Manuální verze je jednodušší, bez servo motoru, který zajišťuje pohyb senzorové hlavice. Kontrolu správné centrace zajišťuje zvukový signál. Servo verze obsahuje servo motor (typ motoru), díky kterému probíhá centrace a aplanace automaticky. Ovládá se pomocí dálkového ovladače nebo adaptéru na štěrbinovou lampu. [42] Ve srovnání s GAT je měření méně závislé na biomechanických vlastnostech rohovky. [31] 27

28 Obr.11: BioResonátor ART [42] Perkinsův aplanační tonometr Tento typ tonometru je přenosnou variantou Goldmannova aplanačního tonometru. Funguje na stejném principu jako GAT. Proto je považován za zlatý standard přenosných tonometrů. Konkávní kontaktní ploška tonometru má také průměr 3,06 mm. Přímo v tonometru je zabudovaná žárovka, která osvětluje prizmata, proto je přístroj přenosný. Žárovka je napájena baterií. [3] Obr.12: Perkinsův tonometr [28] Vyšetření se provádí buď u sedícího nebo u ležícího pacienta. Před samotným měřením je nutné aplikovat lokální anestetikum a rohovku obarvit fluoresceinem. V horní části tonometru je zabudovaná opěrka, která se opře pacientovi o čelo. Hlavice s prizmaty se přiloží k rohovce 28

29 pacienta a měření se provede stejně jako u GAT. Využívá se hlavně u malých dětí a na operačním sále. [3,20] Draegerův aplanační tonometr Tento typ přenosného aplanačního tonometru funguje na stejném principu jako Goldmannův nebo Perkinsův aplanační tonometr. Rozdíl je pouze v jiném typu prismat. U Draegerova tonometru jsou prismata poháněna pomocí elektrického motorku. Využívá se hlavně u dětí a na operačním sále. [3] Obr.13: Draegerův tonometr [32] MacKay-Margův tonometr MacKay a Marg představili svůj tonometr v roce Jedná se o kombinaci aplanačního a impresního tonometru. Princip měření vychází z fyzikálního zákona, podle kterého se tlaky a na obou stranách membrány musí rovnat, aby byla dodržena rovnováha na obou stranách membrány. Pokud jsou oba tlaky rozdílné, membrána se tlaku podrobí a prohne se. Když membránu nahradíme rohovkou, pak musí být tlak rovné plochy tonometru shodný s hodnotou NT. [3,21] Kontaktní ploška má průměr 3,06 mm a tvoří ho objímka s pohyblivým pístem uvnitř. Píst má průměr 1,5 mm, oproti okolní objímce je vyvýšen o 10 µm a je připojen k tenzometru. Jeho pohyb je elektronicky zaznamenáván a zakreslen na milimetrový papír. [3,21] Při měření je rohovka nejprve aplanována pouze pístem. Tlak na píst se zvyšuje do té doby, než mají obě plochy stejný průměr. V tuto chvíli je zaznamenán první vrchol. 29

30 Zaznamenává se součet NT a síly potřebné k aplanaci. Tlak působící na rohovku je stále vyšší a tím pádem je aplanována stále větší plocha. Na rohovku již působí i objímka. Tlak působící pouze na píst se tedy sníží a na záznamové křivce se objeví mírný pokles. Čím je aplanována větší plocha, tím více falešně narůstá NT a záznamová křivka stoupá. Výsledný NT udává na záznamové křivce rozdíl mezi výchozím bodem a zářezem. [3,21] Obr.14: Princip MacKay-Margova tonometru [21] Měření je velmi rychlé a šetrné. Kvůli vysoké rychlosti měření není potřeba anestezie rohovky. Čidlo tonometru je kryto tenkou ochrannou vrstvou z latexu. Na tuto vrstvu se nanáší tenká vrstva vazelíny, která zvyšuje šetrnost měření. Měření není závislé na elasticitě rohovky a není ovlivněno optickými faktory (např. vysoký astigmatismus, nepravidelný tvar rohovky). Proto je tento druh tonometru považován za nejpřesnější při měření nepravidelných či zjizvených rohovek, rohovek s edémem a dalšími patologiemi. [3,24] Obr.15: Mackay-Margův tonometr [33] 30

31 Dnes se již tento druh tonometru nevyrábí. Považuje se za předchůdce Tonopenu, který funguje na stejném principu. [21] TonoPen Tonopen je přenosný oční tonometr, který sestavili inženýři z Reichert Ophthalmics v Buffalu. Funguje na principu MacKayova-Margova tonometru. Hlavní částí přístroje je pohyblivý píst o průměru 1,02 mm, který je obklopen silnější objímkou. Tonometr provádí 4-10 měření, která jsou zprůměrována, a tak je určen výsledný NT. Hodnoty NT jsou zobrazeny na displeji umístěném na boku rukojeti přístroje. Jednotlivá měření jsou provázena zvukovým signálem. Přístroj je napájen baterií. Ve srovnání s GAT jsou při nízkém NT hodnoty falešně vyšší a při vysokém NT naopak hodnoty falešně nižší. [3,13,21] Obr.16: TonoPen XL[39] a TonoPen Avia [40] Vyšetření je možné provádět u sedícího i ležícího pacienta. Před měřením je nutné provést lokální anestezii rohovky. Čidlo tonometru se přikládá kolmo ke středu rohovky. Aby se zabránilo přenosu infekce, používají se při měření jednorázové latexové krytky na hrot, který je v kontaktu s okem. Stejně jako MacKay-Margův tonometr je vhodný pro měření nepravidelných nebo zjizvených rohovek. Navíc umožňuje měření NT i přes bandážní kontaktní čočku. [3,18,21] Nevýhodou přístroje jsou vyšší náklady na provoz, protože je potřeba stále dokupovat latexové krytky a měnit baterii. [21] 5.6. Pneumatonometr První pneumatonometr popsal Durham v roce 1964 a o jeho sestrojení a vylepšení se o pár let později zasloužil Langham. Jeho nejdůležitější částí je sonda, která se skládá z centrální komory naplněné plynem (dichlormethan) a z pístu s hrotem. Se zbylou částí tonometru je sonda propojena hadicí.na konci hrotu se nachází děrovaná membrána ze silikonu o průměru 31

32 5 mm, která je při měření v kontaktu s rohovkou. Pístem prochází konstantní proud vzduchu z centrální komory, ale jelikož nemá kam unikat, zvyšuje se tlak, kterým vzduch působí na rohovku. V momentě, kdy mají tlak vzduchu a NT stejnou hodnotu, rohovka je aplanována a má stejný průměr jako hrot s membránou. V tuto chvíli je změřeno tenzometrem napětí na rozhraní a z něho se určuje NT. [13,21] Obr.17: Princip pneumatonometru [37] Před měřením je nutná anestezie rohovky. Hrot se k oku přikládá na 5-10 s a za tuto dobu je provedeno 40 měření. Při správném kontaktu s rohovkou se ozve zvukový signál. Píst se drží kolmo k rohovce. Odečet je buď digitální na displeji nebo může být zaznamenán na papír v podobě grafu a lze tak sledovat pulsační změny NT během celého měření. [13,21] Obr.18: Model 30 Pneumatonometr [56] Stejně jako o Goldmannova tonometru mohou být naměřené hodnoty ovlivněny tloušťkou rohovky. Hrot je velmi křehký a často je potřeba jeho oprava nebo výměna. Silikonové membrány jsou na jedno použití. Používání tohoto přístroje je tedy relativně drahé. [13,21] 32

33 5.7. Pascalův dynamický konturní tonometr Všechny předešlé kontaktní metody, ale i následující bezkontaktní metody, mohou být ovlivněny vlastnostmi rohovky, mezi které patří tloušťka, elasticita a rigidita. Tloušťku rohovky můžeme zjistit pomocí pachymetrie, ale elasticitu ani rigiditu běžně změřit nelze. Tímto omezením se začali zabývat Kanngiesser a Robert v letech v Curychu. Na základě jejich teoretických podkladů sestrojila švýcarská firma SMT AG nový tonometr, který pojmenovala podle francouzského fyzika B. Pascala. Jeho předností by měla být schopnost změřit nitrooční tlak bez vlivu tloušťky rohovky na přesnost měření. [3,7] Tento přístroj je svojí velikostí a stavbou srovnatelný s Goldmannovým aplanačním tonometrem. Skládá se z těla a z ramene, na kterém je připevněna hlavice. Na těle přístroje se nachází ovládací knoflík a na zadní straně těla je displej, na kterém se odečítají naměřené hodnoty. Připevňuje se ke štěrbinové lampě. [3,7] V hlavici přístroje se nachází cylindrický kónus s konturovaným povrchem. Kónus má průměr 7 mm a konkávní tvar, který kopíruje přední plochu rohovky. Uprostřed hlavice na vnitřní straně konkávní plochy se nachází piezoelektrický senzor o průměru 1,2 mm, který měří NT. Rohovka je deformována jen minimálně a v místě kontaktu s kónusem na ní nepůsobí téměř žádné deformační síly. Tím pádem je rohovka bez pnutí a tlak na obou stranách rohovky je stejný. Tvar kónusu je navržen tak, aby bylo možné měřit rohovky v rozmezí poloměru křivosti 5,5 9,2 mm a s centrální tloušťkou 0,3 0,7 mm. Kónus je krytý jednorázovými silikonovými krytkami, které by se měly po každém měření vyměnit. [3,7,18,21] Obr.19: Cylindrický kónus tonometru v kontaktu s rohovkou [55] Před měřením je nutná anestezie rohovky. Měření se provádí vsedě. Pacient si opře hlavu a čelo o opěrku. Kónus se přiloží k centru rohovky. Při kontaktu s rohovkou vznikají elektrické signály. Úroveň signálu je během celého měření neustále monitorována. Jakmile se 33

34 senzor oddálí od rohovky, hladina signálu klesne k nule a tato nulová hodnota je brána jako referenční. O správném průběhu měření informuje zvukový signál. Přístroj provádí 100 měření za sekundu a neustále monitoruje úroveň signálu. Měření probíhá 5-7 s. Po skončení se na displeji ukáží 3 veličiny: hodnota NT, hodnota oční pulsní amplitudy (výkyvy NT způsobené pulsací krve) a index kvality provedeného měření Q v rozsahu 1-5, kde Q = 1 znamená výbornou kvalitu a Q = 5 velmi špatnou kvalitu. Za přijatelné se považují obrazy s Q = 1-3. Výsledek lze vytisknout ve tvaru křivky NT, která ukazuje systolické a diastolické hodnoty NT. [7,18,21] Pascalův dynamický konturní tonometr (DKT) má velký potenciál stát se nejpřesnějším očním tonometrem. Za zlatý standard je sice stále považován GAT, ale ten nebere v úvahu již zmíněnou elasticitu a rigiditu rohovky. Nevýhodou je nutná zkušenost a zručnost vyšetřovatele. Na rozdíl od bezkontaktních tonometrů a většiny přenosných tonometrů, které může používat téměř jakýkoliv zdravotnický pracovník, DKT může obsluhovat pouze zkušený lékař. Rovněž je nutná dobrá spolupráce pacienta. Byla provedena řada studií, které srovnánvaly měření NT pomocí Goldmannova aplanačního a Pascalova tonometru. Řada z nich potvrdila u Pascalova tonometru přesnější měření NT u pacientů s tenkými nebo tlustými rohovkami. Celkově ale nehovoří výsledky studií jednoznačně pro Pascalův tonometr. [7,21] Obr.20: Pascalův dynamický konturní tonometr [54] 34

35 5.8. Tonometrie založená na odrazu - ICare Jedním z nejnovějších očních tonometrů je přístroj ICare. Jeho první předchůdce, který fungoval na stejném principu, byl sestrojen již v roce 1931 pro měření NT u malých zvířat, které mají rohovku menší než kontaktní plošky běžných tonometrů. Klasický dnešní typ tohoto tonometru byl poprvé vyrobený v roce 1997 ve firmě ICare v Helsinkách a jeho volně prodejná verze přišla na trh v roce Je to přenosný přístroj napájený baterií. [13,21] Princip měření je založen na odrazu. Přístroj se skládá z plastové kuličky se sondou, která je připevněná na cívce z ušlechtilé oceli. Tato kulička má průměr 1,8 mm. Cívka je poháněna elektromagnetickou silou. Při měření je kulička rychle vymrštěna proti oku a při odrazu od rohovky se zpomalí. Pokud je NT vysoký, nastane výrazné zpomalení, pokud je nízký, zpomalení je menší. Mikroprocesor uvnitř tonometru měří velikost zpomalení a z něj vypočte výsledný NT. Kulička je určena pro jednorázové použití, proto není nutná její desinfekce. [13,21] Lokální anestezie není nutná, protože kulička se dostane do kontaktu s rohovkou pouze na několik ms. Hlavice přístroje se drží 4-8 mm od oka pacienta. Po zmáčknutí startovacího tlačítka přístroj provede šest měření, která zprůměruje a tato výsledná hodnota se zobrazí na displeji přístroje. Spolu s tímto číselným údajem by se na displeji mělo zobrazit kontrolní písmeno P, které označuje standardní odchylku. Pokud znak P bliká nebo se u něj zobrazí znak mínus (-), měření je neplatné a musí být provedeno znovu. Kvůli velké rychlosti měření tonometr nezaznamenává změny způsobené pulsací NT. Výsledné hodnoty mohou být ovlivněny tloušťkou rohovky a dalšími biomechanickými faktory. [21,22] Firma ICare vyrábí v dnešní době několik verzí tohoto tonometru. Klasický ICare TAO1I, který se používá u sedících nebo stojících pacientů. Je vhodný pro děti a nespolupracující pacienty. Dále ICare ONE pro glaukomatiky, má jednoduché ovládání a je určen pro preventivní domácí měření. Dalším typem je ICare PRO, který má vyšší přesnost než ostatní typy ICare a používá se u ležících pacientů a na operačních sálech. Firma dále vyrábí také tonometry pro veterináře, zvlášť pro malá a velká zvířata. ICare dokonce vyrábí i speciální edice různě barevných tonometrů. [48] 35

36 Obr.21: ICare tonometr [49] 5.9. Kontinuální měření Sensimed Triggerfish V roce 2009 uvedla na trh švýcarská firma Sensimed AG novou technologii, pomocí které je možné měřit NT průběžně po celých 24 hodin. Je jedinou dostupnou technologií, která zajišťuje měření NT v průběhu běžných denních aktivit člověka a během spánku. Je určena pouze pro dospělé osoby. Jedná se o speciální jednorázovou hydrofilní silikonovou kontaktní čočku, ve které je po obvodu zabudovaný platino-titanový telemetrický senzor a mikroprocesor. [18] Kontaktní čočku může aplikovat pacientovi do oka pouze oční lékař. Změny tlaku zaznamenává senzor v oblasti limbu. Určuje je z drobných změn zakřivení rohovky. Pokud je v době měření oko drážděno mrkáním či jinými rušivými vlivy, naměřené hodnoty nejsou započítány. Pomocí mikroprocesoru jsou informace o změně tlaku vysílány a zachyceny anténou, která je připevněna kolem oka. Anténa je dále připojena přes tenký kabel k digitálnímu přenosnému záznamovému zařízení, které má pacient zavěšené v oblasti břicha. Po skončení celé doby měření jsou data zaslána přes bluetooth USB adaptér do počítače očního lékaře. Zařízení je napájeno baterií. Měření se spouští každých 10 min a trvá 1 minutu. [18,44] Pořízení této speciální kontaktní čočky je však velmi nákladné, stojí desetitisíce za jednu čočku na 24 hodin. [18] 36

37 Obr.22: Sensimed Triggerfish [45] Transpalpebrální tonometrie Tonometry měřící NT přes víčka jsou vhodné spíš pro screeningová vyšetření. Jelikož v očních ordinacích není možné zajistit, aby měření NT proběhlo každý den, byly vytvořeny tyto přístroje, pomocí kterých si NT může změřit téměř každý i ve svém domácím prostředí. U tohoto typu nedochází k přímému kontaktu s okem, není nutná anestezie a nehrozí přenos infekce. V některých závažných případech, kdy nelze použít klasické metody je nejlepší volbou právě transpalpebrální tonometrie. Mezi tyto případy patří např. edém rohovky, eroze rohovky nebo stav po transplantaci rohovky. Přesnost těchto tonometrů je však ve srovnání s ostatními tonometry nižší. [3,46] Diaton tonometr Diaton je nejpoužívanější transpelpebrální tonometr. Je to digitální přenosný tonometr tvaru tužky, který měří NT přes tarzální část víček. Princip měření spočívá ve výpočtu dynamické elastické reakce oka při volném dopadu předmětu s danou hmotností na oko. Daným předmětem je v tomto případě tonometr. Tonometr má na svém konci hrot s dvěma podpěrkami. Přiložením hrotu k víčku vznikne konstantní statické zatížení. Uvnitř hrotu se nachází pohyblivá tyčinka, která je velmi citlivá na změny polohy. [10] Měření se provádí vsedě při současném záklonu hlavy nebo vleže. Vyšetřovaný se dívá směrem dolů přibližně pod úhlem 45. Tonometr se přikládá kolmo k víčku v horní části tarzální ploténky. Pod víčkem je v měřené oblasti skléra. Výsledná hodnota NT se zobrazí na displeji do 30 s. [18,46] 37

38 Obr.23: Diaton [46] Proview eye pressure monitor Jedná se o malý ruční tonometr tvaru tužky od firmy Bausch and Lomb. Na konci přístroje je umístěn hrot, který se přikládá k oku přes horní víčko. Princip měření je založen na vnímání fosfénů, které vznikají působením tlaku na oko. Tlak nutný k deformaci skléry a vyvolání fosfenů je úměrný NT. Velkou výhodou je, že výsledné hodnoty nejsou ovlivněny centrální tloušťkou rohovky. Přesnost transpalpebrálních tonometrů se však absolutně nedá srovnávat s klasickými očními tonometry, proto se v klinické praxi moc nevyužívají. [3] Obr.24: Proview eye pressure monitor [47] Bezkontaktní tonometry Autotonometry Tento druh tonometru je elektrický přístroj, který je vhodný spíše ke screeningovým vyšetřením. První bezkontaktní přístroj sestrojil v roce 1971 Grollman. Jeho hlavní myšlenkou bylo zjednodušení měření a rostoucí nároky na hygienu během vyšetření. Jelikož nedochází ke kontaktu s okem pacienta, není potřeba lokální anestezie, nehrozí zavlečení infekce do oka pacienta a je vyloučena možná alergická reakce na aplikované roztoky. Měření je rychlé a snadné, mohou ho provádět i optometristé a zdravotní sestry. [6,10] 38

39 Přístroj je složen ze tří hlavních funkčních částí: Pneumatický systém systém je tvořen vzduchovou tryskou v axiální části tonometru. Tryska má průměr 2-3 mm a vysílá proti centrální části rohovky proud vzduchu. Síla proudu vzduchu vzrůstá lineárně s časem. Při dosažení aplanace se systém automaticky vypne. Vzdálenost trysky od rohovky se mění v závislosti na zakřivení rohovky, průměrná vzdálenost je přibližně 11 mm. Aplanační monitorovací systém tvoří ho fotodetektor, který detekuje a identifikuje vznik aplanace. Opticko-elektronický zaměřovací systém skládá se ze zdroje světla, mikroskopu, objektivu, clony a fixační soustavy. Kontroluje zaměření ve 3 osách a zabraňuje měření, dokud nejsou splněna požadovaná prostorová kritéria. [10] Dalšími součástmi přístroje jsou časomíra a pozorovací soustava, pomocí které vyšetřující nastavuje správnou centraci. Některé moderní tonometry již dokážou nacentrovat střed rohovky automaticky. Světelný zdroj vysílá pod určitým úhlem ke středu rohovky paralelní svazek světelných paprsků, které se odráží od přední plochy rohovky, prochází objektivem a clonou a dopadají na fotodetektor. Obr.25: Stavba autotonometru [24] Jelikož lze centrální část rohovky považovat za sférickou, paprsky odražené od rohovky mají relativně velký rozptyl a do fotodektoru dopadá jen jejich malá část. Aplanací rohovky je 39

40 však odrazivá část rohovky mnohem plošší, světelné paprsky se odrazí paralelně a do fotodetektoru dopadá více odraženého světla. Uprostřed přístroje, přímo proti centrální části rohovky, se nachází mikroskop. Když jsou splněny startovací podmínky, přístroj vyšle proti rohovce proud vzduchu, který ji svým nárazem aplanuje a odrazí se zpět. Doba, od vyslání vzduchu po maximální aplanaci, je zaznamenána časomírou. Časomíra musí být extrémně přesná, protože doba aplanace se s různou hodnotou NT mění pouze v řádu milisekund. Oploštění rohovky je dosáhnuto za 5-8ms. Samotné měření trvá 1-3 ms. Díky této velké rychlosti měření není rušeno mrkacím reflexem, který má latenci ms. Čím je naměřená doba delší, tím je NT vyšší. Výsledky jsou zobrazeny na displeji přístroje [3,10] Při měření si pacient opře bradu a čelo o opěrku a fixuje fixační bod uvnitř tonometru. Fixačním bodem bývá například obrázek vzdušného balónu. Měření se spouští podle typu přístroje manuálně nebo automaticky. [3] Pro mnoho lidí může být vyšetření nepříjemné. Rychlé vyslání vzduchu k oku pacienta vede k úleku a vyšetřovaný může ucuknout. Vždy je nutné vyšetřovaného dopředu upozornit, co se bude dít. Nepřesnosti při měření může způsobit neklid pacienta, neschopnost fixace, výraznější astigmatismus, excentricita rohovky, edém rohovky, víček nebo zjizvení rohovky. V některých stavech se tento druh tonometru nedá použít vůbec, např. u perforujících poranění nebo po keratoplastice. Pro zjištění přesných hodnot by se měření mělo třikrát opakovat. Pokud je některý z výsledků výrazně odlišný, provede se další měření. [3,6] Obr.26: Bezkontaktní tonometr Nidek NT-2000 [36] Na našem trhu se nyní vyskytuje mnoho modelů, např. Nidek NT-530, Nidek NT-2000, Nidek NT-4000, HNT-7000, TOPCON CT-1, CT-80, CT-80A. [26,38] 40

41 Bezkontaktní tonometry jsou v poslední době často součástí multifunkčních přístrojů, které zvládají měřit dohromady refrakci oka, keratometrii, tonometrii a pachymetrii. Patří mezi ně např. autotonopachymetr Nidek TONOPACHY NT-530P, autorefraktokeratotonometr NIDEK Tonoref II, CT-1P, autorefraktokeratotonopachymetr Topcon TRK-1P [26,38] Ocular Response Analyzér ORA Automatický přístroj od firmy Reichert se poprvé dostal na trh v roce Jedná se jediný přístroj, který měří NT z dynamického obousměrného aplanačního procesu. Dokáže měřit jednak NT, ale zároveň také některé biomechanické vlastnosti rohovky. Nejdůležitější z těchto biomechanických vlastností je hystereze rohovky (CH). Z té lze dále určit rohovkou kompenzovaný NT (IOPcc) a faktor odolnosti rohovky (CRF). [18] Hystereze popisuje viskozní a elastické vlastnosti tkáně při působení určité síly na tuto tkáň. Tkáň je díky své viskozitě a elasticitě mírně tlumena a do původní polohy se nevrací okamžitě, protože absorbuje část působící mechanické energie. Nízkou hysterezi mají pacienti s glaukomem, keratokonem, Fuchsovou dystrofií nebo po LASIKu. [18] Přístroj je sestaven stejně jako autotonometry z pneumatického systému, aplanačního monitorovacího systému a opticko-elektronického systému. Využívá rychlý vzduchový impuls, který je vyslán ze vzduchové trysky kolmo na střed rohovky. Rohovku osvětluje pod úhlem 45 svazek infračervených světelných paprsků, který po odrazu od rohovky dopadá do detektoru světla. Po odrazu od aplanované rohovky jdou paprsky světla rovnoběžně a zvýší se tak intenzita světla dopadajícího do detektoru. [18] Náraz vzduchu působí na rohovku, která se prohýbá směrem dovnitř oka. V průběhu tohoto procesu projde poprvé aplanovaným stavem, při kterém je signál světla zachycený v detektoru nejvyšší. Po snížení působícího tlaku se rohovka vrací zpátky do své původní polohy a opět projde aplanovaným stavem. Během tohoto procesu tedy nastávají dva vrcholy signálu světla v detektoru aktivní vnitřní (při prohýbání dovnitř) a pasivní vnější (při zpětném pohybu), ve kterých jsou změřeny hodnoty NT. Průběh měření je zaznamenán v grafu (viz Obr.26). Rozdíl obou vrcholů signál světla udává hysterezi rohovky. Jejich aritmetický průměr určuje veličinu zvanou Goldmannův korelující NT. Přístroj zaznamená během 20 ms měření 400 vzorků [18,50] 41

42 Obr.27: Graf průběhu měření pomocí ORA [50] Na ose x se nachází délka trvání od vyslání proudu vzduchu v milisekundách. Osa y ukazuje hodnoty signálu světla v detektoru. Zelená křivka udává sílu nárazu vzduchu a červená křivka přijatý signál světla v závislosti na stavu aplanované rohovky. [18] Obr.28: Ocular response analyzer [53] Pulsair Bezkontaktní ruční tonometr Pulsair poprvé vyrobila firma Keeler v roce 1987 ve spolupráci s Mezinárodní vědecko-výzkumnou organizací v Cambridge. Nyní je na trhu jeho pátá generace. [11,51] Tonometr se skládá z podstavce, ve kterém je zabudovaný kompresor. Ten je spojený s měřicím zařízením tlakovou hadicí. Samotné měřicí zařízení je shodné jako u 42

43 bezkontaktního tonometru. Skládá se z opticko-elektronického zaměřovacího systému, pneumatického systému a aplanačního monitorovacího systému. Ovládací zařízení a displej se nachází na rukojeti přístroje. [11] Před měřením přístroj sejmeme z podstavce. Opěrku tonometru opřeme o čelo pacienta a poté přístroj přibližujeme k pacientovu oku. Pro osvětlení jsou v přístroji zabudovány LED diody, které promítají na rohovku dvě souměrné plošky ledvinovitého tvaru. Tyto plošky se snažíme zaměřit tak, aby byly co nejlépe viditelné. To nastává v případě, když je tonometr vzdálen od rohovky mm. Tato vzdálenost je tedy pracovní vzdáleností přístroje. Když dosáhneme správné vzdálenosti, přístroj sám spustí měření a výsledný NT je zobrazen na displeji. Princip měření je stejný jako u bezkontaktního tonometru. Měření trvá 1-3 ms, proto není ovlivněno mrkacím reflexem. Provádí se několik měření, která se zprůměrují, a z nich získáme výsledný NT. [11,51] Obr.29: Pulsair Keeler [52] 43

44 6. Pachymetrie Velice důležitým parametrem při měření NT je centrální tloušťka rohovky (CCT - central corneal thickness), která se měří pomocí pachymetrie. Pokud je rohovka tlustší, je potřeba k její aplanaci větší síla a naměřená hodnota je tím pádem o něco vyšší. Naopak pokud je rohovka tenčí, pro aplanaci je potřeba méně síly a naměřená hodnota je nižší. Průměrná fyziologická hodnota CCT se udává 0,555 ± 0,03 mm. Nižší průměrné hodnoty se vyskytují u afroameričanů. Největší tloušťku má rohovka po narození, poté se mírně ztenčuje a přibližně ve třech letech se její tloušťka ustálí. Během dne se hodnota nepatrně mění, maximálně však o 2% tloušťky, což je pro pachymetrii zanedbatelné. Nejsilnější je kolem 6. hodiny ranní a nejslabší mezi hodinou. Její tloušťku mohou ovlivnit různá oční onemocnění. Tenčí rohovka se objevuje při keratokonu, u pacientů s poruchou slzného filmu a se syndromem suchého oka. Naopak větších hodnot nabývá u onemocnění, která způsobují edém rohovky. Dnes je pachymetrie běžnou součástí klinické praxe při diagnostice oční hypertenze a glaukomu, v laserové refrakční chirurgii, při diagnostice a sledování progrese keratokonu a při diagnostice dalších onemocnění rohovky, např: edém, dystrofie. [3,9] S myšlenkou, že tloušťka rohovky může ovlivnit měření NT, přišli jako první Goldmann a Schmidt v roce Vycházeli z předpokladu, že větší rozdíly v hodnotě tloušťky se vyskytují jen zřídka a za standardní hodnotu zvolili 0,520 mm. Tuto hodnotu použili pro kalibraci aplanačního tonometru. V roce 1968 se pachymetrií zabýval Mishima. A v roce 1975 sestavil Ehlers tabulku, která udává odpovídající hodnoty NT měřeného aplanační tonometrií pro různé CCT. [3,9] 44

45 Tab.2: Přepočtová tabulka závislosti CCT na hodnotě NT podle Ehlerse, 1975 [25] Centrální tloušťka rohovky (µm) Úprava hodnoty NT (mmhg) Ultrazvuková pachymetrie Tato metoda vznikla v letech minulého století a dodnes je považována za přesnější a zároveň používanější. Jedná se o kontaktní vyšetření. Pacient leží na zádech a dívá se vzhůru. Před samotným měřením je nutná lokální anestezie rohovky. Poloha měřící sondy musí být kolmá k přední ploše rohovky. Hrotem měřící sondy se dotkneme rohovky v jejím středu. Pomocí krystalového měniče sondy vznikne UZ impuls, který se odrazí od přední a zadní plochy rohovky. Tloušťka rohovky se vypočítá z rozdílu mezi příjmem zpětného odrazu 45

46 od přední a od zadní plochy. Rychlost UZ vlny ve zdravé rohovce je 1641 m/s. Měření by mělo být provedeno několikrát po sobě a za výslednou hodnotu je brán aritmetický průměr naměřených hodnot. Mezi jednotlivými měřeními by měl pacient několikrát mrknout, čímž se eliminuje chyba způsobená osycháním rohovky. [3,9,23] Tento druh ultrazvukové pachymetrie zastupují tyto přístroje, např. AccuPach, ruční PachPen, NIDEK US-500(P), NIDEK US-4000 [27,37] Obr.30: pachymetr AccuPach [27] 6.2.Optická pachymetrie Klasická optická pachymetrie je založena na řezu rohovkou pomocí štěrbinové lampy. Používá se šikmé osvětlení. Pachymetr zobrazuje dva obrazy optickou značku odraženou od přední a zadní plochy rohovky. Značku na přední ploše se snažíme dát do koincidence se značkou na dolní ploše. Tloušťka rohovky se odečítá v momentě, kdy jsou obě značky v zákrytu. Jedná se o bezkontaktní měření. Výsledky bývají nepatrně nižší než u ultrazvukové pachymetrie. Přesností a srovnatelností s ultrazvukovou metodou se zabýval Sallet. Prováděl výzkum na 100 zdravých očích a výsledné hodnoty byly ve všech případech nižší u optické metody. [3,23] Optickou metodu pachymetrie využívá např. Pachycam. Jedná se o pachymetr a keratometr, založený na Scheimpflugových obrazech. Dále tuto metodu využívají moderní zobrazovací přístroje, např. Orbscan, Pentacam, optická koherentní tomografie (OCT), konfokální mikroskopie a vysokofrekvenční ultrazvuková biomikroskopie. Tyto přístroje mají více funkcí než jen pachymetrii a většina z nich dokáže změřit tloušťku rohovky i v její periferii. [3,9,37] 46

47 Obr.31: Pachycam [37] 47