Lek. med. Martyna PIENIĄŻĘK

Katedra i Klinika Okulistyki UM we Wrocławiu

Pupillometria w okulistyce

Najnowsze trendy i doniesienia.

Pupillometria, czyli metoda rejestracji rozmiaru i reaktywności źrenicy, zajmuje lekarzy i inżynierów już od ponad wieku.

Podstawową funkcją pupillometrii jest mierzenie rozmiaru źrenicy. Patologiczna nierówność źrenic w praktyce okulistycznej najczęściej jest powodowana zmianami w obrębie samej źrenicy. Do pozostałych przyczyn patologicznej anizokorii zaliczamy uszkodzenie współczulnego bądź przywspółczulnego szlaku kontrolującego ruchomość źrenicy. Uszkodzenie na dowolnym etapie szlaku współczulnego powoduje zespół Hornera (węższa źrenica po stronie uszkodzenia). Toniczna źrenica jako efekt uszkodzenia drogi przywspółczulnej jest natomiast najczęstszą przyczyną anizokorii z upośledzoną reakcją na światło (szersza źrenica po stronie uszkodzenia).

Pomiar szerokości źrenicy w warunkach skotopowych służący weryfikacji ryzyka zaburzeń widzenia jest istotnym elementem badania okulistycznego w przygotowaniu do chirurgii refrakcyjnej oraz przeszczepu rogówki.

W kontaktologii pupillometry są pomocne w optycznym modelowaniu soczewek kontaktowych – pozwalają na właściwy dobór rozmiaru i położenia soczewki względem osi optycznej oka przy zmieniających się warunkach oświetlenia, konwergencji, odległości i kąta patrzenia. Do tych celów używane są pupillometry statyczne.

Pupillometria dynamiczna natomiast umożliwia nagrywanie z wysoką rozdzielczością czasową (100 pomiarów na sekundę) oraz liniową (< 0,01 mm) ruchu i rozmiaru źrenicy oraz jej centracji za pomocą kamery w podczerwieni. System składa się z komputera PC oraz części pomiarowej, złożonej z modułu stymulacji chromatycznej, modułu oświetlenia IR, modułu rejestracji oraz modułu analizy. Najnowocześniejszy aparat tego typu jest przedmiotem zgłoszenia patentowego Instytutu Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej Politechniki Wrocławskiej.

Ruchomość źrenicy mierzy się w dwóch zasadniczych rodzajach ruchów. Pierwszy z nich to odruch źreniczny na światło (PLR, pupillary light reflex). Po wstępnym okresie latencji (czas między zadziałaniem bodźca świetlnego a wystąpieniem reakcji źrenicy) źrenica kurczy się ze zmienną szybkością, osiągając minimalną średnicę, po czym następuje rozszerzenie źrenicy. Do mierzonych parametrów zalicza się wyjściową i minimalną średnicę źrenicy, maksymalną prędkość skurczu, czas maksymalnego skurczu oraz czas latencji. Parametry te mierzone są dla pojedynczego i mnogich odruchów źrenicznych na światło. Pomiarów dokonuje się dla określonej intensywności światła (10 cd/m2 i 100 cd/m2), długości fali (białego, czerwonego światła o długości fali 635 nm i niebieskiego światła o długości fali 470 nm) oraz długości trwania impulsu świetlnego i jego częstotliwości.

Możliwa jest rejestracja jedno- lub obuoczna, pozwalająca monitorować pośredni i bezpośredni odruch źreniczny na światło.

Drugim rodzajem rejestrowanej mobilności źrenicy jest spontaniczna aktywność źreniczna (hippus). Składają się na nią rytmiczne oscylacje średnicy źrenicy, na których częstotliwość mają wpływ między innymi rytm tętna oraz rytm oddechowy. W tym typie aktywności opisujemy amplitudę zmian średnicy źrenicy, ich częstotliwość oraz prędkość maksymalną.

W neurookulistyce, poza pomiarem rozmiaru źrenicy, pupillometria jest używana do badania ilościowego względnego dośrodkowego defektu źrenicznego (RAPD, relative afferent pupillary defect), szacowania rozpiętości pola widzenia, oceny funkcji nerwu wzrokowego w neuropatii jaskrowej, w zapaleniu nerwu wzrokowego (między innymi w stwardnieniem rozsianym, miastenii), a także oceny funkcji siatkówki w  zwyrodnieniu barwnikowym (retinitis pigmentosa), zakrzepie żyły centralnej siatkówki (CRVO), zwyrodnieniu plamki związanym z wiekiem.

Pupillometria jest czułą metodą określającą zaburzenia funkcji autonomicznego układu nerwowego. Funkcja przywspółczulnego unerwienia źrenicy jest mierzona głównie poprzez następujące parametry: wyjściową średnicę źrenicy (mm), czas do osiągnięcia minimalnej średnicy w skurczu (s), amplitudę skurczu (mm), względną amplitudę skurczu (% wyjściowej średnicy) oraz maksymalną prędkość skurczu (mm/s). Natomiast funkcję współczulnego unerwienia źrenicy najlepiej określają: maksymalna prędkość rozkurczu (mm/s) oraz czas 75% rozkurczu (s). 

Zmniejszenie wyjściowej średnicy źrenicy oraz zmniejszenie amplitudy odruchu źrenicznego stwierdza się u chorych na cukrzycę już w subklinicznej fazie cukrzycowej neuropatii autonomicznej, przed wystąpieniem zmian siatkówkowych.

Badania przeprowadzane na pacjentach z chorobą Parkinsona i Alzheimera sugerują, że pupillometria może być użytecznym narzędziem wczesnego wykrywania subklinicznej dysfunkcji autonomicznego systemu nerwowego (deficyt cholinergiczny). Wśród parametrów opisujących reakcję źreniczną na światło najczulszymi wskaźnikami deficytu cholinergicznego są maksymalne przyspieszenie skurczu źrenicy oraz maksymalna prędkość skurczu źrenicy.

W diagnostyce jaskry powstaje nowa dziedzina „źrenicznej perymetrii”; pupillometria służy w niej  jako narzędzie określające asymetryczność siatkówki poprzez analizę amplitudy odpowiedzi źrenicznych na bodźce z poszczególnych kwadrantów – zgodność z danymi perymetrycznymi wynosi według literatury 83%. Ponadto możliwe jest również monitorowanie stopnia koncentracji pacjenta podczas badania pola widzenia – tzw. źreniczna fala zmęczenia oraz zwężenie źrenicy korelują ze słabszą wiarygodnością badania. Stwierdzono także 90% specyficzność i 87% czułość dynamicznej pupillometrii w rozpoznawaniu jaskry otwartego kąta poprzez ilościową i jakościową ocenę (RAPD).

Relatywnie nową dziedziną naukowej aktywności są badania pupillometryczne dotyczące komórek zwojowych prezentujących melanopsynę. Odkryto bowiem, że niewielki odsetek komórek zwojowych siatkówki charakteryzuje się własną wewnętrzną aktywnością światłoczułą. Zależne od melanopsyny komórki zwojowe są wrażliwe na długość fali światła odpowiadającą kolorowi niebieskiemu, stąd odpowiedź odruchu źrenicznego na światło niebieskie charakteryzuje się większą amplitudą niż w przypadku światła czerwonego. Odruch źreniczny na światło niebieskie jest obecny u zwierząt doświadczalnych pozbawionych pręcików i czopków. Mimo braku światłopoczucia zachowany jest u nich także dobowy rytm snu i czuwania.

U pacjentów z zaawansowanym zwyrodnieniem barwnikowym siatkówki i wygaszonym zapisem ERG uzyskuje się odpowiedź pupillometryczną. Zauważa się wolniejsze rozszerzanie źrenicy po zaprzestaniu działania bodźca w postaci intensywnego niebieskiego światła w porównaniu z taką reakcją po stymulacji światłem czerwonym, co tłumaczy się aktywnością światłoczułych komórek zwojowych. Dzięki temu możliwe jest monitorowanie funkcjonalnego stanu siatkówki mimo znacznej degeneracji systemu pręcikowo-czopkowego.

Jako nieinwazyjna, łatwa i zabierająca niewiele czasu, a także powtarzalna metoda pupillometria jest użytecznym narzędziem w okulistyce klinicznej, a także obiecującą metodą w pokrewnych gałęziach medycyny.

„Przegląd Okulistyczny” 2011, nr 3 (41), s. 2.