Vyšetřovací metody v očním lékařství a optometrii

1. Vyšetřovací metodyv očním lékařství a optometrii Doc.MUDr.Svatopluk Synek, CSc. Klinika nemocí očních a optometrie Brno

2. Lasery v očním lékařství Použití laserů v očním lékařství Lasery se liší podle výkonu, vlnové délky emitujícího záření, některé pracují v kontinuálním režimu, naopak jiné v pulsním. Podle vlnové délky laserového paprsku se liší účinek na oční tkáně (absorpce), viditelné záření má především koagulační efekt, ultrafialové fotoablační a infračervené je využíváno k fotodisrupci nebo fotokoagulaci.

3. Typy laserů v medicíně V medicíně se převážně dosud užívají tyto typy laserů: 1.    argonový laser plynový, kontinuální, (vhodné vlnové délky 488nm a 514nm) 2.    kryptonový laser plynový, kontinuální, (647,1nm) 3.    Nd:YAG laser,pevnolátkový, pulsní i kontinuální, buzení výbojkami, (1064 nm) 4.    Dye(angl. barevný odstín) laser, kapalinový, u kterého je možné nastavit vlnovou délku laseru změnou koncentrace aktivních prvků vzácných zemin (Eu, Dy, Tb, Sm) v roztoku, buzenívýbojkou, chlazení tekutým dusíkem (fotodynamická léčba submakulární membrány). 5.    eximerové lasery, plynové, pracují na principu buzení chemickým rozpademdimerů vzácných plynů (např. ArF, KrCl, XeF, aj.), jejich obor vlnových délek leží v oblasti 120 nm až 550 nm.

4. Koagulační účinek Koagulační účinek: laserový paprsek je absorbován v tkáni či tkáni sousední, což je provázeno uvolněním tepla, které denaturuje bílkoviny (koagulace). Tohoto efektu se využívá při laserové koagulaci sítnice u diabetiků, odchlípení sítnice, u laserové trabekuloplastiky ( u glaukomu), je možné udělat periferní iridektomii ( u glaukomu s uzavřeným úhlem) či koagulovat submakulární membránu u senilní makulární degenerace.

5. Fotodisrupce Fotodisrupce využívá hlavně mechanický efekt. Laser vytváří miniaturní bleskový výboj provázený odpařením vody, která v podobě páry rychle expanduje a tím oddělí tkáň od sebe ( což je provázeno mechanickým i akustickým výbojem). Příkladem je Nd:YAG laser, který je používán¨např. k otevření sekundární katarakty.

6. Fotoablace Fotoablace odpařuje tkáň, příkladem je použití excimerového laseru (193nm) při remodelaci rohovky, odstranění rohovkových jizev, u vředů rohovky, nebo kosmetických laserů (CO2 a erbiový laser), které se používají k odstranění vrásek a vyhlazení kůže obličeje.

7. Hygienické směrnice Hygienické směrnice rozdělují lasery podle parametrů emitovaného záření do 4. tříd. Základním kritériemrozdělení jsou hustota výkonu, resp. hustota energie záření, vlnová délka záření, režim laserů (spojitý, impulsní s vysokou opakovací frekvencí), u laserů pracujících v impulsním režimu doba jednotlivých impulsů. Ze zařazení laserů do určité třídy pak vyplývají opatření ochraně zdraví pracovníků. Dále jsou uvedeny jen orientační hodnoty pro jednotlivé třídy.

8. Lasery I. třídy Lasery I . třídy jsou lasery, které emitují záření o tak malém výkonu, že nemohou vyvolat poškození zdraví ani po libovolně dlouhé době expozice oka nebo kůže. Do I. třídy se zařazují rovněž lasery, které jsou plně zakrytovány, takže jejich záření neproniká navenek. Pro práci s lasery I. třídy nejsou potřebná žádná zvláštní opatření. Hustoty energie záření, resp. hustoty výkonu záření určující zařazení laserů do I. třídy jsou zároveň nejvýše přípustnými hodnotami záření laserů.

9. Lasery II. třídy Lasery II. třídy emitují jen viditelné záření, které nemůže vyvolat poškození oka. při nahodilém zásahu. K poškození sítnice by však mohlo dojít při dlouhé úmyslné expozici. Osoby, které s těmito lasery pracují, musí být poučeny o riziku a laser musí být označen varovnou tabulkou. Výkon je menší než 1mW.

10. Lasery III. třídy Lasery III.a třídy nemohou rovněž způsobit poškození oka při nahodilém zásahu, avšak jsou nebezpečné tehdy, je-li pozorován svazek záření optickou pomůckou, např. dalekohledem. Výkon laseru nepřekračuje 5 mW. Lasery IIIb. třídy je skupina laserů zahrnující zařízení, která emitují záření v různých vlnových délkách v impulsním i spojitém režimu o takových výkonech, že mohou způsobit poškození oka při nahodilém zásahu přímým nebo zrcadlově odraženým svazkem záření.

11. Lasery IV. třídy (1) Lasery IV. třídy jsou charakterizovány obdobně jako lasery IIIb. třídy, avšak jejich výkony jsou ještě vyšší, takže ohrožují oko i difúzně odraženým zářením. K ochraně zdraví při zacházení s lasery III. a IV. třídy stanoví citovaný hygienický předpis řadu technických opatření směřujících k vyloučení možnosti zásahu pracovníka paprskem, např. vymezení dráhy paprsku, odstranění všech předmětů, na nichž by mohlo dojít k zrcadlovému odrazu, ukončení paprsku absorpčním terčem, instalaci spínačů na dveřích místnosti, v níž pracuje laser, které vypnou při otevření dveří přívod proudu do laseru atd.

12. Lasery IV. třídy (2) Lasery emitující záření v infračervené a ultrafialové oblasti musí být vybaveny signalizací chodu. Spínače laserů musí být upraveny tak, aby s nimi nemohla manipulovat nepovolaná osoba. Prostory, v nichž jsou umístěny lasery pracující v oblasti viditelného a blízkého infračerveného zářeni, mají mít vysokou intenzitu osvětlení, aby se mohl trvale uplatňovat obranný mechanismus stažení zornic. Organizační opatření zahrnují poučení pracovníků, zákaz vstupu nepovolaných osob na pracoviště, zákaz úprav optické soustavy laserů, které by vedly ke zvyšování hustoty výkonu nebo hustoty energie záření.

13. Konfokální skenovací oftalmoskop K zobrazení využívá vlastně různých modifikací metody temného pole. Skanovací metodou se dají tak zobrazit i 3D předměty. Každý bod je ovšem zobrazen paprskem odraženým pod jiným úhlem vzhledem k ose. Mění se jen vzdálenost otvoru před detektorem od zobrazovací čočky. Tato vzdálenost určuje, které paprsky projdou otvorem a které tedy určí jas obrazu na monitoru. Interpretace kontrastu je složitá, avšak podstatné znaky struktury předmětu se zachovávají.

14. Diagnostika glaukomu Moderní diagnostické zobrazovací metody užívané k analýze změn zrakového nervu Glaukom je chronické oční onemocnění, které vede u řady nemocných k trvalému snížení zrakových funkcí a je na předním místě příčin slepoty v celosvětovém měřítku. Časné zjištění a prevence glaukomového poškozenízrakových funkcí je velmi důležitým momentem v boji s glaukomem. V současnosti se snažíme diagnostikovat glaukom ve velmi raném stádiu pomocí analýzy zrakového nervu a vrstvy nervových vláken sítnice a jejich případných změn, které jsou považovány za základní ve zjištění a monitorování tohoto onemocnění.  

15. Tloušťka nervových vláken Posouzení tloušťky nervových vláken sítnice může být časným indikátorem glaukomového poškození, protože úbytek axonů vrstvy nervových vláken je nejčasněji zjistitelným defektem u glaukomu. Dnes je známo, že ani ztráta 50% nervových vláken sítnice nevyvolá zjistitelné defekty zorného pole. Proto je velmi důležité sledovat změny zrakového nervu a vrstvy nervových vláken sítnice pomocí moderních zobrazovacích metod. Mezi metody, které umožňují analýzu změn zrakového nervu a vrstvy nervových vláken patří: 1.        Heidelberský sítnicový tomograf 2.        optická koherenční tomografie 3.        analyzátor nervových vláken-GDx

16. Sítnicový tomograf Heidelberský sítnicový tomograf (Heidelberg Retina Tomograph – HRT) Tato metoda používá laserovou scanovací tomografii k hodnocení topografie hlavy zrakového nervu. HRT zobrazuje povrch zrakového nervu a okolní sítnice. Výsledkem vyšetření je trojrozměrné zobrazení hlavy zrakového nervu, které je podrobeno regresní analýze. Tato analýza zařadí vyšetření zrakového nervudo skupiny s normálním nálezem, hraničním nálezem a patologickým nálezem na zrakovém nervu. Vyšetření lze provést na oku s normální šíří zornice a vyšetření jednoho oka a vyhodnocení nálezu trvá jen několik minut. Při opakovaném vyšetření určitého pacienta HRT automaticky provede srovnání předchozího a současného nálezu, takže je možné sledovat dlouhodobě stabilitu nebo progresi nálezu na terči zrakového nervu. Trojrozměrná topografická analýza terče zrakového nervu je v současnostijednou z nejpřesnějších zobrazovacíchtechnologií při sledování rizikových osob a glaukomatiků .

17. Optická koherenční tomografie Optická koherenční tomografie (OCT) Tato metoda umožňuje neinvazní měření aktuální tloušťky vrstvy nervových vláken a zobrazí i topografii papily zrakového nervu. OCT je modifikovaný Michelsonův interferometr, který měří tloušťku sítnice. Využíváinfračervené záření o malé koherenční délce, jehož zdrojem je luminiscenční dioda. Umožňuje nativní zobrazení průřezu sítnice. Rozlišení ve tkáních oka je přibližně 10 mikrometrů. Vyšetření vyžaduje nejméně 5 mm šíři zornice, výsledek vyšetření není ovlivněn refrakcí oka, je však ovlivněn do určité míry průhledností optických prostředí oka (např. kataraktou). Nevýhodou metody je, že nemá normativní databázi jako HRT. OCT je možné využít i v diagnostice onemocnění žluté skvrny, například u makulární díry nebo u edémů makuly nejrůznější etiologie.

18. GDx Analyzátor vrstvy nervových vláken-GDx (Glaucoma Diagnostics) Pro objektivní a kvantitativní měření vrstvy nervových vláken sítnice byla vyvinuta zobrazovací počítačová metoda k časné diagnóze glaukomu a sledování jeho průběhu. Pomocí laserové skenovacípolarimetrie je měřena tloušťka vrstvy nervových vláken sítnice. Tato technika využívá dvojlomu nervových vláken. Fázového posuvu mezi ordinárním a extraordinárním paprskem po průchodu vrstvou nervových vláken sítnice se využije k měření její tloušťky v peripapilární oblasti . Zařízení je vybaveno skenovací jednotkou s diodou emitující světlo vlnové délky 780 nm, které je spojeno s počítačem převádějícím stupeň polarizace v každém bodě obrazu na tloušťku vrstvy nervových vláken pomocí Fourierovy analýzy. Vyšetřované oko má normální šíři zornice. Tato metoda je vhodná pro vyšetření rizikových osob s podezřením na glaukom a pro dlouhodobé sledování pacientůs glaukomem, protože změna tloušťky nervových vláken je známkou progrese tohoto onemocnění.

20. Diagnostické použití laserů (1) Laserový skenovací oftalmoskop (SLO) využívá úzký laserový svazek, který osvětluje malou plošku sítnice. Určitémnožství světla je odráženo zpět a toto množství (odrazivost sítnice) závisí na pigmentaci, přítomnosti krve a je měřeno elektronickým zařízením, jehož signál moduluje jas příslušného bodu na obrazovce. V praxi laserový svazek skenuje oční pozadí a obrázek je vytvářen počítačem z jednotlivýchbodů. Toto vyšetření je velmi rychlé. Pokud se sníží jas paprsku laseru, je možné vyšetřit zorné pole v oblasti makuly – mikroperimetr.

21. Diagnostické použití laserů (2) Konfokální laserový skenovací oftalmoskop pro topografii a angiografii očního pozadí. Detekuje intenzitu fluorescenčního světla, ke kterému dochází při ozáření pozadíprimárním laserovým svazkem a vytváří 3D obraz zobrazovaného povrchu.

22. Diagnostické použití laserů (3) IOL Master (Optická koherentní tomografie) Jde o Michelsonův interferometr, kde zdroj světla je diodový laser (780nm) smalou koherenční délkou (160m ). Interference nastává v případě, kdy rozdíl optických drah interferujících paprsků je menší než koherentní délka. Toto zařízeníumožňuje měřit vzdálenost mezi povrchem rohovky a pigmentovým listem sítnice.

23. Optická biometrie oka Optická biometrie má za cíl změřit tloušťky jednotlivých optických rozhraní oka. Využívá při tom interferenci paprsků odražených na jednotlivých optických rozhraní. Přístroj se v principu skládá z Michelsonova interferometru se zdrojem světla o malé koherenční délce, konfokální optiky s detektorem světla v ohnisku a počítače, který řídí posuv x volného zrcadla interferometru a současně (´on line´) počítá viditelnost interference v závislosti na posuvu x. Analýza této závislosti poskytne pak hodnoty tlouštěk jednotlivých vrstev. Předpokládá se, že jde o vrstvy isotropní o známém indexu lomu a minimálně rozptylující světelný paprsek. Pro pochopení optických principů je důležité seznámit se poněkud podrobněji s dvoupaprskovou interferencí.

24. Biometrie oka n1 A n2 n4 B n3 C D E F • Paprsky se odrážejí na každém rozhraní. Mezi jsou různé dráhové rozdíly • Všechny paprsky mohou navzájem interferovat, pokud posuv vykompenzuje • jejich dráhový rozdíl. Pro 6 paprsků se na grafu viditelnosti objeví 15 maxim. • Jejich souvislost s tloušťkou rohovky, čočky nebo sítnice podrobnou analýzu • založenou na znalosti příslušných indexů lomu. • Vodítkem při této interpretaci je dále i hodnota viditelnosti příslušného • maxima, protože ta závisí intenzitě interferujících paprsků a ta zase na • odrazivosti příslušných optických rozhraní.

25. Topografie povrchu rohovky Rohovkový topograf (keratograph) využívá Placidův keratoskop, kdy svítící soustředné kružnice se odrážejí na na povrchu rohovky jako na vypouklém zrcadle. Obraz paprsků odražených z rohovky je snímán kamerou, a softwarově počítačem převeden do 3D zobrazení tvaru rohovky. Software pak může navrhnout refrakční korekci, která by kompenzovala deformaci povrchu rohovky např. v jejím pooperačním stadiu. Optické principy tohoto zařízení jsou objasněny na následujících schématech.

27. Spekulární (Endotelový) mikroskop • Vyšetření endotelu rohovky po transplantaci, nitroočních operací

28. 1 - žárovka, 2 a 5 kondenzor, 3 –xenon.výbojka, 4 –štěrbina 6 – objektiv, 7 – vyšetřovací čočka, 8 –fokuzace, 9 –okulár 10 – pozorovací matnice

29. Zobrazení spekulárním mikroskopem

30. Spekulární mikroskop • Vyšetřovací čočka s vodní imerzní, objektiv 20x, podobně jako aplanační prizma • Celkové zvětšení 200x • Zvětšení na fotografii 70x • Počítá se počet buněk na ploše 0,04mm² • Výsledek= počet buněk na mm²

31. Fluorescenční angiografie • 5-25% roztok natrium fluorescite i.v. • Fotografie sítnice přes kobaltový filtr, který pohltí modrou barvu a propustí zelenou barvu na černobílý vysoce citlivý film • Vyšetření je vhodné pro vyšetření retinálních cév

32. Normální angiogram

33. Amoce pigmentového epitelu sítnice

34. Diabetická retinopatie

35. ICG (Indocyanine green angiography) • ICG • Infračervené světlo • digitální videoangiografie • Choriodeální neovaskularizace u věkem podmíněné makulární degenerace

36. Elektroretinografie • Elektrickou odpověď z celé sítnice, má a-vlnu, která vzniká ve fotoreceptorech a b-vlnu, která vzniká v Müllerových buňkách a bipolárních buňkách • Fokální ERG zaznamenává funkci čípků v makule

37. Normální ERG

38. Místo, poškození a elektrický potenciál sítnice

39. Elektrookulogram • Elektrické potenciály z pigmentového epitelu • Je patologické, když je patologické ERG

40. Pigmentová degenerace sítnice

41. ERG u pigmentové degenerace sítnice

42. Ultrazvukové vyšetření • A-modus • B-modus – v reálném čase, v šedé škále, 3D analýza

43. Techniky vyšetření • Imersní technika- přes gelovou hmotu či vlhkou komůrku – je možné zobrazit i rohovku s přední komorou • Kontaktní technika- zobrazí spíše zadní segment oka a retrobulbární prostor

44. A-UZV zobrazení • Biometrie tkání • IS vstupní echo • V sklivec • R koncové echo

45. B-zobrazení • V- předozadní osa • ON-zrakový nerv • O- retrobulbární prostor

46. Amoce sítnice

47. Foto amoce

48. Disciformní degenerace

49. Makulární degenerace

50. Hemangiom sítnice