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兔眼压的测量

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摘要:兔眼压测量的准确性在实验数据分析与随后的人体试验推断中至关重要。本文通过回顾国内外相关文献,主要介绍目前常用的兔眼压测量方法,其中包括Schiotz眼压计、Perkins眼压计、Tono-pen眼压计、非接触式眼压计与回弹式眼压计,并对其测量原理、优缺点及如何校正进行概述。

关键词:青光眼;兔;眼压;校正

目前,青光眼位居世界范围内致盲眼病的第2位,高眼压为其首要危险因子[1]。在青光眼的临床与实验中,眼压测量值是评估其发生发展与治疗措施是否有效的一项重要参考指标。兔常被用作评估各种抗青光眼药物和手术效果的模型[2-4],其眼压测量的准确性在数据分析与随后的人体试验推断中至关重要。常用于兔眼压测量的眼压计,如Schiotz眼压计、Perkins眼压计、Tono-pen眼压计、非接触式眼压计以及回弹式眼压计,均是根据人眼球生理参数设计的,在测量兔眼压时很可能与实际眼压偏差较大,其测量读数是否准确?受何种因素影响?如何校正?本文回顾国内外相关文献报道,综述各种兔眼压测量方法,为动物实验获得更为精准的实验数据提供参考。

1 常用眼压计的测量原理与优缺点

1.1 Schiotz压陷式眼压计 其是床最早使用的眼压计之一。测量原理是利用其支架部分的探头并根据测量需要加上不同重量的砝码,放在角膜上压陷角膜,依据探头的重量与角膜压陷的程度并利用换算表推算出眼压。此设备体积小、操作方便、表面麻醉后可直接用于测量,但有角膜上皮损伤甚至感染的风险,并且其测量准确性受角巩膜硬度与角膜曲率的影响[5]。王强等[6]研究发现:因兔眼球壁硬度(0.0032±0.0011)远比人眼(0.0215)低,其所测眼压值误差较大,须采取双砝码对读以减少测量误差。

1.2 Perkins手持式压平眼压计 1965年问世,测量原理:基于中央角膜厚度(central corneal thickness,CCT)为520μm的标准眼,当角膜被压平的平面直径达3.06mm时,角膜表面张力和角膜弹力互相抵消,眼压就等于接触平面上的作用力除以其作用面积[7]。与Goldmann眼压计相比,此设备体积小、轻便、易携带,检查时不需裂隙灯显微镜,也不受限制,但在测量时既要角膜表面麻醉又需荧光素染色,有角膜上皮损伤甚至感染的风险。栾春生等[8]研究显示:Perkins眼压计与角膜曲率无关,与CCT相关;兔眼CCT在415~425μm时测量最准确,测量误差可能是由于CCT改变导致包括角膜弹性在内的角膜生物力学性质改变而造成的。王强等[6]研究发现:由于受角膜厚度的影响,其在眼压低于9.998mmHg时根本无法测量。Lim等[9]同样分析得出:随着眼压的不断升高,其所测眼压值明显低于实际眼压,测量0~50mmHg内的压力最准确,其在测量时具有低变异率和良好的一致性。

1.3 Tono-pen眼压计 该眼压计是一种含微电脑分析系统的手持式电子眼压计,其原理是应用压平角膜的原理测量眼压。测量时,笔尖探针与角膜接触直至压陷,压力波动由笔内的电子监控元件记录并分析测量时的眼压值与变异系数。当变异系数显示为≥20%时,说明测量值不可靠,需再次测量,一般采用变异系数为5%的眼压值。其测压头接触面的直径仅为1.02mm,故在测量时不受角膜上皮水肿的影响,同时还具有外观简单轻巧、无限制、读数方便,可用变异系数直观说明测量的可靠性等优点[10],但角膜厚度和眼轴长度影响其测量的准确性[11]。张虹等[12]研究结果显示:采用TonoPen-XL眼压计测得的兔角膜旁中央区和角膜缘眼压值与中央区眼压值具有相关性,均可反映实际眼压值。

1.4 非接触式眼压计(non-contact tonometer,NCT)NCT是一种特殊的压平式眼压计,设计原理是利用一种可控的、具有线性增加的气体脉冲力喷射到角膜中央的表面,使其变形呈3.6mm直径圆形平面时,经角膜射入的光线经反射后进入观测器,借助仪器的微电脑,将所得数据加以处理,直接测出眼压数值。其操作简便快捷,重复性与依从性好、无创、不需表麻剂、不与眼球接触从而避免了角膜擦伤与交叉感染[13]。但NCT测量准确性较Goldmann眼压计更易受CCT影响[14-15]。陆培荣等[16]认为角膜曲率、角膜厚度及泪膜破裂时间均是影响其眼压值的不可忽略的因素。刘援等[17]研究认为NCT测量误差主要是由于角膜厚度的改变引起的, 角膜曲率的增加与增强的泪膜毛细吸管效应导致角膜变平的作用相互抵消使得眼压的变化与角膜曲率之间不存在相关性。杨欣等[18]研究显示,兔NCT眼压值明显低于实际眼压,测量误差远大于人群中由于角膜较薄引起的误差,这可能与兔眼球体积小、角膜曲率、角膜组织学差异与巩膜硬度等有关,但与实际眼压呈高度线性相关,可用回归方程校正。

1.5回弹式眼压计 为一种运用磁性回弹原理设计成的新式眼压计,其测量原理是眼压计测量头周围安置有金属线圈,测量时将1根很轻的磁性探针放入,通过电磁感应,会驱动探针撞击角膜。探针撞击角膜时的最大减速以及反弹速度均与眼压的大小有关,而这些速度的变化可通过电磁感应由线圈发出的电流传到信号探测器,再通过信号分析器确定眼压值[19]。此设备测量及携带方便、简单易学、无需角膜表面麻醉、几乎不损伤角膜、不受影响,在测量点距角膜4~8mm、或是探针偏离中央角膜2mm、偏离中心轴20°时眼压测量值没有显著改变[20]。但其同样受到角膜厚度、弹性参数与角膜含水量的影响[21-22]。L?bler M等[23]对Icare回弹式眼压计测量兔眼压的结果中分析得出:虽然所测眼压值明显低估了实际眼压,但在10~50mmHg具有良好的线性相关,可利用回归方程校正。

2 眼压计的校正

前房插管测压法是目前实验中评估眼压最为精准的测量方法[24-25],虽然操作复杂、有创、在动物试验中需要全身麻醉且此会影响眼压测量的准确性[26],但此种方法能却真实地反应出眼压并且作为其他眼压计的校正方法。在对兔眼压进行校正时需行全身麻醉,将穿刺针穿过角膜插入前房,穿刺针硅胶管另一端连接液体压力计;另一穿刺针经睫状体平坦部进入玻璃体腔,另一头接吊瓶(平衡盐溶液或生理盐水)并将管内充满灌注液,以构建眼内压力梯度。随机改变吊瓶的高度并记录下液体压力计测量的压力值,同时同梯度使用待校正的眼压计测量眼压。将测得的两组眼压值进行回归分析比较,便可获得眼压计的校正方程(见表1)。

3 结语

大多数眼压计的测量原理是通过测量中央角膜的变形能力来间接计算眼压,对于两个不同物种的眼球,其生理参数必然存在差异。因此,根据人眼球生理参数设计的眼压计在测量兔眼压时势必会产生偏差,这就需要在动物实验前准确校正眼压计。目前,前房穿刺测量法需要一台电脑、生物机能试验系统、传感器和穿刺针,在操作上较复杂,故此我们需要在动物实验中建立一种准确、可靠、更为简便的测量方法。随着研究的不断深入,或许可将眼球参数测量仪器与眼压测量整合为一体,通过自带的内核计算机处理器,对获得的眼压读数及时校正,这对提高动物实验的效率,无疑有重要意义。

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