Vyšetřovací metodyv očním lékařství a optometrii

Doc.MUDr.Svatopluk Synek, CSc.

Klinika nemocí očních a optometrie

Brno

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 očnítkáně (absorpce), viditelné záření má především koagulační efekt, ultrafialové fotoablační a infračervené je využíváno k fotodisrupci nebo fotokoagulaci.

Typy laserů v medicíně

V medicíně se převážně dosud užívají tyto typy laserů:1.    argonový laser plynový, kontinuální, (vhodné vlnové délky 488 nm 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, buzení výbojkou, chlazení tekutým dusíkem (fotodynamická léčba submakulární membrány).

5.    eximerové lasery, plynové, pracují na principu buzení chemickým rozpadem dimerů vzácných plynů (např. ArF, KrCl, XeF, aj.), jejich obor vlnových délek leží v oblasti 120 nm až 550 nm.

Koagulační účinek

 Koagulační účinek:laserový paprsek je absorbován v tkáni či tkáni sousední, což jeprovázeno 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.

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.

Fotoablace

Fotoablace

odpařuje tkáň, příkladem je použití excimerového laseru (193nm)při remodelaci rohovky, odstranění rohovkových jizev, u vředůrohovky, nebo kosmetických laserů (CO2 a erbiový laser),

které se používají k odstranění vrásek a vyhlazení kůže obličeje.

Hygienické směrnice

Hygienické směrnice

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

Lasery I. třídy

 Lasery I . třídy

jsou lasery, které emitují záření o tak malém výkonu, že nemohouvyvolat poškození zdraví ani po libovolně dlouhé době expozice oka nebo kůže. Do I. třídy se zařazují rovněž lasery, které jsou plnězakrytovány, takže jejich záření neproniká navenek. Pro prácis lasery I. třídy nejsou potřebná žádná zvláštní opatření. Hustotyenergie záření, resp. hustoty výkonu záření určující zařazení laserů do I. třídy jsou zároveň nejvýše přípustnými hodnotami záření laserů.

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.

Lasery III. třídy

Lasery III.a třídynemohou 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 zářenív různých vlnových délkách v impulsním i spojitém režimu otakových výkonech, že mohou způsobit poškození oka přinahodilém zásahu přímým nebo zrcadlově odraženým svazkemzáření.

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 zdravípři zacházení s lasery III. a IV. třídy stanoví citovaný hygienický předpis řadutechnických opatření směřujících k vyloučení možnosti zásahu pracovníkapaprskem, např. vymezení dráhy paprsku, odstranění všech předmětů, na nichžby 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.

Lasery IV. třídy (2)

Lasery emitující záření v infračervené a ultrafialové oblasti musí býtvybaveny 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 blízkéhoinfračerveného 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.

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 jasobrazu na monitoru. Interpretace kontrastu je složitá, avšak podstatné znaky struktury předmětu se zachovávají.

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 poškození zrakových 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.  

Tloušťka nervových vláken

Posouzení tloušťky nervových vlákensítnice může být časným indikátorem glaukomového poškození, protože úbytekaxonů vrstvy nervových vláken je nejčasněji zjistitelným defektem u glaukomu.Dnes je známo, že ani ztráta 50% nervových vláken sítnice nevyvolá zjistitelnédefekty 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 tomografie3.        analyzátor nervových vláken-GDx 

Sítnicový tomograf

 

Heidelberský sítnicový tomograf (Heidelberg Retina Tomograph – HRT)

Tato metoda používá laserovou scanovací tomografii k hodnocení topografie hlavyzrakového nervu. HRT zobrazuje povrch zrakového nervu a okolní sítnice. Výsledkemvyšetření je trojrozměrné zobrazení hlavy zrakového nervu, které je podrobenoregresní analýze. Tato analýza zařadí vyšetření zrakového nervu do skupinys normálním nálezem, hraničním nálezem a patologickým nálezem na zrakovémnervu. Vyšetření lze provést na oku s normální šíří zornice a vyšetření jednohooka a vyhodnocení nálezu trvá jen několik minut. Při opakovaném vyšetřeníurčitého pacienta HRT automaticky provede srovnání předchozího a současnéhonálezu, takže je možné sledovat dlouhodobě stabilitu nebo progresi nálezu na terčizrakového nervu. Trojrozměrná topografická analýza terče zrakového nervu jev současnosti jednou z nejpřesnějších zobrazovacích technologií při sledovánírizikových osob a glaukomatiků .

Optická koherenční tomografie

Optická koherenční tomografie (OCT)Tato metoda umožňuje neinvazní měření aktuální tloušťky vrstvy nervových vlákena zobrazí i topografii papily zrakového nervu. OCT je modifikovaný Michelsonůvinterferometr, který měří tloušťku sítnice. Využívá infračervené záření o malékoherenční délce, jehož zdrojem je luminiscenční dioda.Umožňuje nativní zobrazení průřezu sítnice. Rozlišení ve tkáních oka je přibližně10 mikrometrů. Vyšetření vyžaduje nejméně 5 mm šíři zornice, výsledek vyšetřenínení ovlivněn refrakcí oka, je však ovlivněn do určité míry průhledností optickýchprostředí oka (např. kataraktou). Nevýhodou metody je, že nemá normativnídatabázi jako HRT. OCT je možné využít i v diagnostice onemocnění žlutéskvrny, například u makulární díry nebo u edémů makuly nejrůznější etiologie.

GDxAnalyzátor vrstvy nervových vláken-GDx (Glaucoma Diagnostics)Pro objektivní a kvantitativní měření vrstvy nervových vláken sítnice bylavyvinuta zobrazovací počítačová metoda k časné diagnóze glaukomu a sledování jeho průběhu. Pomocí laserové skenovací polarimetrie je měřenatloušťka 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 vlnovédélky 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 pacientů s glaukomem, protože změna tloušťky nervových vláken je známkou progrese tohoto onemocnění.

Diagnostické použití laserů (1)

 

Laserový skenovací oftalmoskop (SLO)

využívá úzký laserový svazek, který osvětluje malou plošku sítnice. Určité množství 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 jednotlivých bodů. Toto vyšetření je velmi rychlé. Pokud se sníží jas paprsku laseru, je možné vyšetřit zorné pole v oblasti makuly – mikroperimetr.

Diagnostické použití laserů (2)

 

Konfokální laserový skenovací oftalmoskoppro topografii a angiografii očního pozadí. Detekuje intenzitu fluorescenčního světla, ke kterému dochází při ozáření pozadí primárním laserovým svazkem a vytváří 3D obraz zobrazovaného povrchu.  

Diagnostické použití laserů (3)

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

Optická biometrie oka

Optická biometrie má za cíl změřit tloušťky jednotlivých optických rozhraníoka. Využívá při tom interferenci paprsků odražených na jednotlivých optickýchrozhraní. Přístroj se v principu skládá z Michelsonova interferometru se zdrojem světla o malé koherenční délce, konfokální optiky s detektorem světlav 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 podrobnějis dvoupaprskovou interferencí.

Biometrie oka

n1 n2 n3n4

AB

CD

EF

1. Paprsky se odrážejí na každém rozhraní. Mezi jsou různé dráhové rozdíly2. Všechny paprsky mohou navzájem interferovat, pokud posuv vykompenzuje jejich dráhový rozdíl. Pro 6 paprsků se na grafu viditelnosti objeví 15 maxim.3. Jejich souvislost s tloušťkou rohovky, čočky nebo sítnice podrobnou analýzu založenou na znalosti příslušných indexů lomu.4. 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.

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 odraženýchz rohovky je snímán kamerou, a softwarově počítačem převeden do 3D zobrazenítvaru rohovky. Software pak může navrhnout refrakční korekci, která bykompenzovala deformaci povrchu rohovky např. v jejím pooperačním stadiu.

Optické principy tohoto zařízení jsou objasněny na následujících schématech.

Spekulární (Endotelový) mikroskop

Vyšetření endotelu rohovky po transplantaci, nitroočních operací

1 - žárovka, 2 a 5 kondenzor, 3 –xenon.výbojka, 4 –štěrbina6 – objektiv, 7 – vyšetřovací čočka, 8 –fokuzace, 9 –okulár10 – pozorovací matnice

Zobrazení spekulárním mikroskopem

Spekulární mikroskop

Vyšetřovací čočka s vodní imerzní, objektiv 20x, podobně jako aplanační prizmaCelkové zvětšení 200xZvětšení na fotografii 70xPočítá se počet buněk na ploše 0,04mm²Výsledek= počet buněk na mm²

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

Normální angiogram

Amoce pigmentového epitelu sítnice

Diabetická retinopatie

ICG (Indocyanine green angiography)

ICG

Infračervené světlo

digitální videoangiografie

Choriodeální neovaskularizace u věkem podmíněné makulární degenerace

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

Normální ERG

Místo, poškození a elektrický potenciál

sítnice

Elektrookulogram

Elektrické potenciály z pigmentového epitelu

Je patologické, když je patologické ERG

Pigmentová degenerace sítnice

ERG u pigmentové degenerace sítnice

Ultrazvukové vyšetření

A-modus

B-modus – v reálném čase, v šedé škále, 3D analýza

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

A-UZV zobrazení

Biometrie tkání

IS vstupní echo

V sklivec

R koncové echo

B-zobrazení

V- předozadní osa

ON-zrakový nerv

O- retrobulbární prostor

Amoce sítnice

Foto amoce

Disciformní degenerace

Makulární degenerace

Hemangiom sítnice

Choriodeální krvácení

Metastasa-A,melanom-C

Pigmentový nevus

Ruptura skléry

Čerstvé choriodeální krvácení

Hemoftalmus

Radiodiagnostické vyšetření

RTG očnice

CT

Magnetická rezonance

Příklad CT očnice

Magnetická rezonance

LR-m.rectus lat.

ON- zrakový nerv

MR-m.rectus med.

E- ethmoidální sinus

S- dutiny