Chirurgiczne badanie wewnątrzgałkowego ciśnienia wewnątrzgałkowego oka ludzkiego
W prospektywnym śródoperacyjnym badaniu klinicznym przeprowadzonym w Carondelet Foothills Ambulatory Surgery Center w Tucson, Arizona. Pięćdziesiąt osiem (58) oczu (od 38 pacjentów) w wieku 18 lat i starszych zostało zapisanych z kliniki Arizona Eye Consultants. Wielkość próby pięćdziesięciu ośmiu (58) oczu została określona jako wystarczająca do wykazania statystycznej korelacji przez jedną grupę pojedynczej korelacji z prawdopodobnym współczynnikiem korelacji r = 0,20 (alfa = 0,05). Do badania prospektywnego włączono pacjentów, u których zaplanowano operację zaćmy metodą fakoemulsyfikacji. Wszyscy pacjenci zostali poddani dokładnemu badaniu okulistycznemu przez jednego z dwóch licencjonowanych badaczy (SM, JL), które obejmowało biomikroskopię z lampą szczelinową, koherentną tomografię oczną (OCT) przedniego odcinka oka z pomiarem centralnej grubości rogówki (CCT) (Zeiss HD-OCT, Jena, Niemcy), topografię rogówki (Zeiss Atlas model 9000 Jena, Niemcy), dno oka oraz Ocular Response Analyzer (ORA) ze współczynnikiem oporu rogówki (CRF) uzyskanym z pomiarów histerezy rogówki (CH) (Reichert Ophthalmic Instruments, Depew, Nowy Jork). Kryteria włączenia do badania obejmowały: (1) kliniczne wskazania do fakoemulsyfikacji (2) odpowiednią fiksację celu u pacjenta (3) krzywiznę rogówki pomiędzy 38,00 a 50,00 dioptrii (D); oraz (4) astygmatyzm rogówkowy mniejszy niż 3,50 D. Uczestnicy badania zostali wybrani zgodnie z następującymi kryteriami wykluczenia: Operacja okulistyczna w ciągu ostatnich 3 miesięcy; ciężarna lub karmiąca: tylko jedno sprawne oko; słaba lub ekscentryczna fiksacja; wysoki astygmatyzm rogówkowy (>3.5 dioptrii); bliznowacenie rogówki; mikroftalmos; buphthalmos; poważne suche oczy; blepharospasm; nystagmus; keratoconus; lub jakakolwiek inna rogówkowa lub spojówkowa patologia lub infekcja.
Protokół badawczy był zgodny z założeniami Deklaracji Helsińskiej i został zatwierdzony przez Chesapeake Independent Review Board (IRB). Wszyscy pacjenci otrzymali pełną świadomą zgodę wyszczególniającą ryzyko badania ustnie i pisemnie.
Pomiary były wykonywane w następującej kolejności: CCT, topografia, ORA, Applanation IOP z intracameral IOP. Każdy badacz był zamaskowany do wyników pozostałych badań. OCT przedniego odcinka z CCT, topografia rogówki i ORA z CRF były mierzone przez badacza nieoperacyjnego na 1 dzień przed zabiegiem. Za pomocą spektralnej domeny optycznego tomografu koherencyjnego HD-OCT zmierzono grubość rogówki w 3 miejscach i uśredniono do analizy.
Właściwości biomechaniczne rogówki zostały przybliżone przez pomiary za pomocą ORA przez niechirurgicznego badacza 1 dzień przed operacją. Zastosowano krople znieczulające miejscowo, tak aby warunki badania były równoważne z innymi pomiarami w tym badaniu. CRF był mierzony w pozycji siedzącej jako wskaźnik właściwości biomechanicznych rogówki. CH wynika z dynamicznej natury impulsu powietrza i lepkiego tłumienia właściwego dla rogówki. Zmierzono ją jako różnicę pomiędzy ciśnieniem aplikującym do wewnątrz (P1) a ciśnieniem aplikującym na zewnątrz (P2). CRF jest empirycznym pomiarem uzyskanym z CH, dotyczącym zarówno lepkiego, jak i sprężystego oporu, jaki napotyka strumień powietrza podczas deformowania powierzchni rogówki. Jest on równy (P1 – 0,7P2) . Pomiary ORA wykonano w trzech egzemplarzach, a do analizy statystycznej przyjęto wartość średnią. Wartości poza skalą były odrzucane, jak również pomiary, które nie mogły być powtórzone trzykrotnie. Asystent używał spektralnego tomografu optycznego Zeiss HD-OCT-5000 do pomiaru centralnej grubości rogówki. Na koniec, asystent badacza wykonał topografię rogówki, a uśredniona krzywizna rogówki została użyta do analizy na centralnej średnicy 3 mm rogówki zgodnie z ANSI Z80.23. Badacz chirurgiczny przeprowadzający pomiary ciśnienia wewnątrzgałkowego był zamaskowany do wyników badań asystenta badacza.
Zakończono standardowe przygotowanie chirurgiczne i obłożenie, a następnie wykonano wstępne chirurgiczne nacięcia gałki ocznej. Wewnątrzgałkowa, wolna od środków konserwujących lidokaina 1% (1cm3) została wstrzyknięta do komory przedniej. W tym momencie jednorazowa kaniula do komory przedniej (Sterimedix, Reddich, UK) została umieszczona przez paracentezę chirurgiczną i sprawdzona, aby upewnić się, że wokół kaniuli nie ma przecieków. Nacięcie wynosiło 1,2 mm w miejscu rogówki „prawie czystym”, prawie stycznym do limbusu. Kaniula i przewód zostały dopasowane i zabezpieczone podczas pomiarów, aby wyeliminować wszelkie widoczne fałdy śródbłonka, minimalizując potencjalne zmiany biomechanicznych właściwości centralnej części rogówki.Chirurgiczny zrównoważony roztwór soli (BSS) został użyty do utrzymania i regulacji ciśnienia w komorze przedniej poprzez podniesienie wysokości butelki (Alcon, Ft. Worth, TX). Wewnątrzgałkowy przewód chirurgiczny był podłączony do jednorazowego przetwornika ciśnienia z cewnika prawego serca (Transpac IV, ICUMedical, San Clemente, CA) (dokładność +/-1%) i wyzerowany do monitora (DatexOmeda S/5, Ge Healthcare, Chicago, Il) na wysokości butelki równej z komorą przednią operowanego oka. Dane dotyczące ciśnienia rejestrowano z częstotliwością 25 Hz w oprogramowaniu S/5 Collect (Ge Healthcare, Chicago, Il). Wewnątrzgałkowe ciśnienie wewnątrzgałkowe regulowano i pozwalano mu się ustabilizować na poziomie 10 mmHg, zgodnie z pomiarem dokonanym przez przetwornik ciśnienia. Film łzowy był standaryzowany przez użycie gąbki Weck-cell do osuszania otworów ocznych przed pomiarem. Sterylizowany i codziennie kalibrowany tonometr Perkinsa (typ Goldmann) (Perkins Tonometer MK2, Haag Streit, USA) był następnie używany przez badacza chirurgicznego do pomiaru applanation IOP przy dwóch uśrednionych pomiarach każdy z tonometrem Perkinsa. Fluoresceina (Fluorescein Sodium Ophthalmic Solution 0,25%/0,4%, Bausch & Lomb, Tampa, FL) została zastosowana przed każdym pomiarem, tak aby warunki badania były równoważne. Pomiary IOP wykonywano dwa (2) razy tonometrem Perkinsa (jeden pomiar uwzględniał uśrednienie pomiarów pod kątem 180 i 90 stopni w celu skorygowania astygmatyzmu). Jeśli kolejne pomiary z jednym pryzmatem różniły się o więcej niż 2 mmHg, wówczas uzyskiwano trzeci pomiar. Wszystkie trzy pomiary były następnie uśredniane. Trzeci pomiar był włączany do badania, jeśli mieścił się w zakresie dwóch pierwszych, w przeciwnym razie wszystkie pomiary były odrzucane. Następnie ustawiono wewnątrzgałkowe IOP i pozwolono mu ustabilizować się na poziomie 20 mm i 40 mmHg mierzonym przez przetwornik ciśnienia i powtórzono pomiar IOP za pomocą tonometru Perkinsa. Ośmiu (8) pacjentów zostało losowo wybranych do pomiaru IOP zarówno w pozycji leżącej na wznak, jak i w pozycji siedzącej z ciśnieniem wewnątrzgałkowym ustawionym na 20 mmHg w obu pozycjach. Zostało to zakończone w celu potwierdzenia efektów i korekty dla pozycji pacjenta na tonometrii aplanacyjnej, które zostały zademonstrowane w części badania opisanej poniżej.
Analiza statystyczna obejmowała porównania ciśnienia pomiędzy GAT i prawdziwym ciśnieniem wewnątrzgałkowym, odnotowując średnią i odchylenie standardowe z Homeoscadastic dwuogonowym testem t-Studenta w celu zbadania prawdopodobnej istotności różnic. Zbadano współczynniki korelacji liniowej pomiędzy pomiarami ciśnienia wewnątrzgałkowego GAT a zmierzonymi parametrami błędu CCT i CRF. Analiza regresji wielokrotnej została obliczona w celu zbadania wpływu dwóch niezależnych zmiennych parametrów błędu; CCT i CRF (Dof = 3, 95%CI).
Ludzkie badanie oka
Dwadzieścia jeden (21) enukleowanych ludzkich globul zostało uzyskanych z Georgia Eye Bank (Atlanta, GA). Całe globulki zostały wysłane w czasie krótszym niż 24 h post-mortem i przechowywane w temperaturze 4 °C w komorach Optisol do czasu użycia. Wszystkie rogówki były jakości przeszczepu rogówki bez wcześniejszej operacji. Oczy kadawerowe zostały użyte w dniu przybycia w ciągu 36 h post mortem. Oczy, wiek kadawerów i przyczyna śmierci zostały zarejestrowane. Oczy z historią lub dowodem wcześniejszej operacji wewnątrzgałkowej przedniego odcinka (z wyjątkiem zaćmy) lub nieprawidłowości rogówki zostały wykluczone.
Zostały one ustabilizowane w specjalnie zaprojektowanym aparacie do manometrycznego ciśnienia i pomiaru IOP w całej kuli ziemskiej (ryc. 1) z odsłoniętą rogówką.
Przyrząd do pomiaru IOP w całym globusie okulistycznym w pozycji leżącej na wznak, przedstawiający tonometr typu Perkinsa
Podczas pracy z tkanką oka przestrzegano standardowych biologicznych środków ostrożności. The corneal thickness was measured via Reichert pachymeter for IOP correlation to corneal thickness errors. Grubość rogówki w centralnym miejscu była mierzona 3 razy i uśredniona dla analizy.
Wszystkie 21 oczu pozostało epitelizowanych i uwodnionych ze standardowym izotonicznym BSS. BSS był używany do uwodnienia nabłonka rogówki pomiędzy pomiarami przed zastosowaniem roztworu fluoresceiny. Następnie do komory przedniej wprowadzano 22-gauge igłę z adapterem Y (Saf-T-Intima, Vialon; Becton, Dickinson and Company, Franklin Lakes, NJ) przez oddzielne dojście twardówkowe. Przy wszystkich penetracjach oka zachowywano szczególną ostrożność, aby uniknąć dotknięcia śródbłonka, tęczówki lub soczewki. Cała kula ziemska została zamontowana w urządzeniu do stabilizacji oka pokazanym na Rys. 1, osadzona w nawilżonej gazie skierowanej do góry (w pozycji leżącej), aby zostać zmierzona przez Perkins Tonometer MK2 (Haag Streit USA,). Następnie mierzono IOP przy tym samym ciśnieniu manometrycznym w pozycji stojącej za pomocą tonometru Goldmann 900 zamontowanego na lampie szczelinowej (ryc. 2). Wzniesienie globusa przy centralnej rogówce było utrzymywane na równym poziomie zarówno w pozycji leżącej Perkinsa, jak i w pozycji stojącej Goldmanna, aby zapewnić stałe wewnątrzgałkowe IOP. Pomiary IOP zostały zakończone tylko przy pojedynczym ciśnieniu wewnątrzgałkowym dla każdego globusa. Kliniczna równoważność w pomiarze ciśnienia wewnątrzgałkowego tonometrem Perkinsa z GAT zamontowanym w lampie szczelinowej została ustalona. Rurka z igłą IV była podłączona do przetwornika manometrycznego (Dwyer Instruments, Michigan City, IN), butelki do infuzji izotonicznego roztworu chlorku sodu i rurki referencyjnej na otwartym powietrzu.
Przyrząd do pomiaru ciśnienia wewnątrzgałkowego na globusie okulistycznym z tonometrem typu Goldmanna
Dołączono wiele kranów odcinających w celu odpowietrzenia wszystkich pęcherzyków powietrza z systemu i umożliwienia zastosowania techniki otwartego lub zamkniętego korka (w badaniu użyto otwartego). Przetwornik i komora przednia były utrzymywane na tej samej wysokości zarówno przy pomiarach w pozycji stojącej, jak i leżącej. Butelka do infuzji izotonicznego roztworu chlorku sodu była przymocowana do ręcznie napędzanego bieguna dożylnego w celu regulacji wysokości butelki.
Pomiary ciśnienia wewnątrzgałkowego były wykonywane przy użyciu tonometru Perkinsa do pomiarów w pozycji leżącej oraz przy użyciu GAT zamontowanego w lampie szczelinowej do pomiarów w pozycji stojącej. Poprzednie badania wykazały, że tonometr Perkinsa jest klinicznie równoważny z GAT zamontowanym w lampie szczelinowej. Trzy (3) oczy były mierzone indywidualnie pięć (5) razy przez dwóch (2) różnych badaczy (łącznie 10) z każdym pryzmatem przy każdym z następujących siedmiu (7) ciśnień wewnątrzgałkowych (5, 10, 20, 30, 40, 50, 60 mmHg). Każdy pomiar składał się ze standardowego pomiaru osi odniesienia uśrednionego z pomiarem obróconym o 90 stopni w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara w stosunku do standardowej osi odniesienia, aby uwzględnić wszelkie błędy astygmatyczne. Na przykład, trzy oczy cadavera były mierzone 10 razy przy ciśnieniu wewnątrzgałkowym 5 mmHg zarówno w pozycji pionowej jak i leżącej (łącznie 20 pomiarów na każdym oku). W celu ustalenia, która pozycja została zastosowana jako pierwsza, przeprowadzono randomizację. Do podania roztworu fluoresceiny użyto BSS, aby ograniczyć toksyczność nabłonka. Po każdej serii pomiarów na oku przy danym ciśnieniu, wysokość butelki była obniżana do początkowych 4,8 cm. Seria została zaakceptowana tylko wtedy, gdy początkowe i zamykające ciśnienia manometryczne mieściły się w zakresie ±1 mmHg.
Analiza statystyczna obejmowała porównanie ciśnienia między pryzmatem GAT a prawdziwym ciśnieniem wewnątrzgałkowym, odnotowując średnią i wariancję. Homeoscadastyczny, dwuwarstwowy test t-Studenta został użyty do zbadania prawdopodobnej istotności różnic w pomiarach ciśnienia wewnątrzgałkowego pomiędzy pozycją leżącą i stojącą. Zbadano współczynniki korelacji liniowej pomiarów ciśnienia wewnątrzgałkowego GAT z mierzonymi parametrami błędu CCT i CRF. Wielowariantowa analiza regresji z liniowym modelem mieszanych efektów została przeprowadzona w celu porównania wrażliwości żywego ludzkiego oka na błędy odczytu GAT IOP z CCT i CRF. Korelacja CCT oka Cadaver została zbadana jako możliwa korelacja z pośmiertnym uwodnieniem rogówki, ale jakiekolwiek inne korelacje nie były możliwe na pośmiertnej tkance i nawet pośmiertne CCT może mieć niewielki związek z żywym ludzkim CCT rogówki.