در بررسي هاي غير تهاجمي خصوصيات مكانيكي چشم، كمبود روش هاي بررسي الاستيسيته نواحي مختلف سيستم بينايي به چشم مي خورد. اگرچه روش هاي فراصوتي قادر به اندازه گيري طول محور چشم، عدسي و قرنيه هستند، براي بررسي خصوصيات مكانيكي اين محيط ها، هنوز از روش هاي تهاجمي استفاده مي شود.

علاقه به شناخت خواص صوتي چشم قبل از هر كاربرد تشخيصي شناخته شده وجود داشته است. اولين بار اين اندازه گيري در سال ۱۹۵۴ انجام شد و در آن سرعت صوت و ضعيف شدن امواج فراصوتي در ساختار چشم گوساله مورد بررسي قرار گرفت. Lehtinen Oksala  در سال ۱۹۵۸، Sundmark , Jansson در سال ۱۹۶۱،   Sorsbyو هم كارانش در سال ۱۹۶۳ و    Tschewnenkoدر سال ۱۹۶۵ از تداخل سنج براي تخمين سرعت انتشار امواج فراصوت استفاده كردند. مطالعات نشان داده اند كه ضخامت عدسي چشم به طور پيوسته در طول زندگي، تقريبا ۰۲/۰ ميلي متر در سال افزايش مي يابد. اين رشد نه تنها با گذشت زمان توان تطابق را كاهش مي دهد بلكه ممكن است سبب افزايش سرعت انتشار امواج فراصوت نيز شود. عمر عدسي ممكن است با تشكيل كاتاراكت به پايان رسد. در كاتاراكت قشري كه اغلب ناشي از تورم عدسي به دليل جذب آب  است، سرعت انتشار امواج فراصوت كاهش مي يابد اما در كاتاراكت هسته اي به طور معمول افزايش سرعت انتشار امواج فراصوت ديده مي شود.  Nyquist در سال ۱۹۶۸، Andreassen در سال ۱۹۸۰، Nash در سال ۱۹۸۲،Hoeltzel و هم كارانش در سال ۱۹۹۲ شاخص هاي مكانيكي چشم را با انجام دادن آزمون استرس- استرين مورد بررسي قرار دادند و مدول الاستيك برشي قرنيه را ۱۰۵ برآورد كردند.

 Fisher در سال ۱۹۶۹ خواص بيومكانيكي كپسول عدسي قدامي چشم انسان را مطالعه كرد و با استفاده از روش حجمي- استريني الاستيسيته كپسول عدسي را اندازه گرفت. Norman و Mack در سال ۱۹۷۴ نيروي لازم براي نفوذ پروپ فلزي به عدسي را اندازه گيري كردند و نشان دادند كه مقاومت عدسي در مقابل نفوذ پروپ فلزي، با سن افزايش مي يابد. Sugata  و هم كارانش در سال ۱۹۹۲ از روش (Ultrasonic Tissue Characterization) UTC براي تشخيص كاتاراكت استفاده كردند. از ديد آسيب شناسي و درماني،‌طبقه بندي انواع كاتاراكت و معرفي مراحل پيش رفت آن مهم است. از سوي ديگر معيارهاي پذيرفته شده اي براي تشخيص هاي كمي وجود ندارد. به عبارت ديگر،‌بر اساس تجربيات به دست آمده از تعيين مشخصه بافتي كه در حوزه هاي باليني ديگر به كار برده شده است، مشخصات ضعيف شدن عدسي در راستاي مراحل پيش رفت آن بيماري و نوع كاتاراكت تغيير مي كند. با ضعيف شدن عدسي با هدف تشخيص كمي كاتاراكت در مراحل اوليه صورت گرفت و مشاهده شد كه ميزان ضعيف شدن امواج فراصوتي در عدسي مبتلا به كاتاراكت، بيش از عدسي سالم مي باشد و مقدار آن وابسته به شدت و نوع كاتاراكت است. Korte و هم كارانش در سال ۱۹۹۴ سرعت صوت و ضريب ضعيف شدن امواج فراصوتي ۲۰ مگاهرتز توسط بافت هاي چشم را مورد بررسي قرار دادند.

 Rosner و هم كارانش در سال ۱۹۹۷ سختي عدسي هايي را كه به صورت دستي خارج شده بودند، با استفاده از برش دهنده هيدرواستاتيك اندازه گرفتند و در بررسي هاي خود هم بستگي خطي معني داري را بين سختي عدسي و سفت شدگي هسته مشاهده كردند.Orssengo و Pye در سال ۱۹۹۹ ارتباط خطي بين فشار داخل چشمي و الاستيسيته پيدا كردند. تابنده و هم كارانش در سال ۲۰۰۰ رابطه ميان سختي عدسي و مشخصات آكوستيكي آن را ارزيابي كردند. آن ها سختي عدسي هاي مبتلا به كاتاراكت بيماراني را كه جراحي كاتاراكت خارج كپسولي داشتند با برش به روش اتوماتيك مورد سنجش قرار دادند. علاوه بر سختي، سرعت و ضريب ضعيف شدن امواج فراصوتي در عدسي مبتلا به كاتاراكت برآورد شد و مشاهده گرديد كه ميان ضريب ضعيف شدن و ميزان سختي عدسي رابطه اي وجود دارد. در سال ۲۰۰۲ با استفاده از ميكروسكوپ فراصوتي تصويرهاي استرين با قدرت تفكيك بالا از قرنيه ثبت شد و مشخص گرديد كه لايه هاي مختلف، خواص الاستيكي متفاوتي دارند. به هر نوع كدورت عدسي كاتاراكت گفته مي شود و شايع ترين علت آن افزايش سن مي باشد. ساير علل بروز كاتاراكت عبارتند از: ضربه، مواد سمي، بيماري هاي سيستميك و موارد ارثي. پاتوژنز كاتاراكت هنوز مشخص نيست اما ديده شده است كه در عدسي مبتلا به كاتاراكت تجمع مواد پروتئيني سبب انحراف پرتوهاي نوري و كاهش شفافيت عدسي مي شود. هم چنين وزيكول هايي بين فيبرهاي عدسي تشكيل شده و سلول هاي اپي تليالي آن بزرگ مي شوند. آسيب هاي اكسيداتيو (واكنش راديكال هاي آزاد)، پرتوهاي فرا بنفش و سوء تغذيه نيز در ايجاد آن نقش دارند. +اصطلاح كاتاراكت رسيده به حالتي گفته مي شود كه تمام پروتئين هاي عدسي كدر شده باشند. در كاتاراكت نارس برخي از پروتئين ها شفاف هستند. به طور معمول اولين راه آزمايش باليني كاتاراكت تعيين قدرت بينايي با جدول اسنلن است و ميزان كاهش بينايي با شدت كاتاراكت در ارتباط مي باشد. Kurosaka و هم كارانش با تزريق مخلوط فرمالين و الكل (اتانول، دو – پروپانول، يا هر دو) به داخل عدسي سبب ايجاد كاتاراكت در چشم خوك شدند. Sindhu, Dada نيز با تزريق ۳/۰ تا ۵/۰ ميلي ليتر فرمالين ۲۰% به عدسي چشم بز، پس از حدود ۵ تا ۱۰ دقيقه كاتاراكت ايجاد كردند.

 Pandey و هم كارانش از محلول كارنووسكي (مخلوط پارافرمالدييد و گلوتارآلدييد) براي ايجاد كاتاراكت در چشم جسد انسان استفاده كردند تا مقايسه اي بين درجات مختلف سختي چشم مبتلا به كاتاراكت انجام دهند. آن ها ۲/۰ ميلي ليتر از اين محلول را داخل عدسي تزريق كردند و ۵ تا ۱۰ دقيقه پس از تزريق، سختي با درجه(گريد) ۲، بعد از ۱۵ دقيقه، سختي با درجه ۳، پس از ۲۰  تا ۲۵ دقيقه، سختي با درجه ۴ و بعد از ۳۰ دقيقه سختي با درجه ۵ ايجاد گرديد. تابنده نيز در مطالعه خود بيان كرد كه بين سرعت امواج فراصوتي و سختي، رابطه اي وجود ندارد بدين معني كه ميزان سختي وابسته به ساختار عدسي مي باشد. شاخص هاي فراصوتي مانند ضريب ضعيف شدن و سرعت انتشار موج فراصوتي، در چندين مطالعه بررسي و اندازه گيري شده است. در برخي از مطالعات تغيير شاخص هاي سرعت و ضريب ضعيف شدن به دنبال بروز ضايعات پاتولوژيك مشاهده شده است.

مطالعات انجام شده نشان داده اند كه خواص الاستيك بافت چشم با سن تغيير مي كند. تغيير الاستيسيته مي تواند به دليل تغيير در غلظت آب و پروتئين محلول در آن يا تغيير در اسكلت سلولي فيبر عدسي و غشايي باشد. براساس مطالعات انجام شده سرعت صوت متناسب با سن تغيير نمي كند بنابراين تغيير در اسكلت سلولي (فرضيه ذكر شده) موجب تغيير در خواص الاستيك بافت چشم از جمله عدسي مي شود. با توجه مطالعات مربوط به ايجاد كاتاراكت مصنوعي و نيز تاثير تغيير خواص الاستيك بافت چشم بر بروز ضايعات پاتولوژيك، روش غير تهاجمي جهت برآورد الاستيسيته چشم كاتاراكته شده پيشنهاد شد. در اين روش،‌ابتدا چشم هاي كاتاراكته تحت استرس قرار گرفت. پس از پردازش تصويرهاي فراصوتي، استرين نسبي محاسبه شد و شاخص الاستيك به صورت كاملا غير تهاجمي برآورد گرديد. اين روش مي تواند در تشخيص كمي درجه كاتاراكت و نيز برآورد شاخص هاي دقيق عدسي هاي جاي گزين، پس از جراحي كاتاراكت كه ضروري مي باشد مورد استفاده قرار گيرد.

روش بررسي

بسياري از جامدات، در اثر وارد شدن نيرو به آن ها،‌ تغيير شكل داده و با برداشتن نيروي اعمل شده، به شكل اول خود بر مي گردند كه به اين مواد الاستيك مي گويند. به جامداتي كه در مورد آن ها رابطه خطي بين نيروي به كار رفته و تغيير شكل وجود دارد، جامدات هوك گفته مي شود. مقادير ثابت در نسبت هاي نيرو- تغيير شكل، ثابت هاي الاستيك يا مدول الاستيك آن ماده ناميده مي شود. به طور كلي مدول الاستيك به صورت نسبت استرس به استرين و استرس به صورت نيروي به كار برده شده در واحد سطح و كرنش، نتيجه تغيير شكل نسبي ماده تعريف مي شود. استرس هاي وارد شده به بافت از طريق ۳ محور اصلي صورت مي گيرد. در يك ماده همگن نسبت استرس به كرنش در هر ۳ محور اصلي مشابه مي باشد. در موارد هموژن با ساختمان يكنواخت نيز چنين حالتي وجود دارد بدين معني كه در صورت وارد شدن استرس به كرنش در هر ۳ محور اصلي مشابه ميباشد در موارد همو‍ن با ساختمان يكنواخت نيز چنين حالتي وجود دارد بدين معني كه در صورت وارد سدن استرس در امتداد ايكس جابه جايي در ۳ محور صورت خواهد گرفتبراي تعيين توان بافت فيزيولو‍يكي نمونه انتخابي بايد متناسب با نيروي وارد برآن باشدبنابراين استرس (نيرو در واحد سطح) در ارتباط با توان نمونه ميباشد.

نتايج:

براي بررسي زمان ايجاد كاتاراكت كامل پس از تزريق فرمالين و رسيدن به ا زمان استاندارد مطلوب براي ايجاد كاتاراكت كامل چشم ۳ خرگوش لوكس متري شد براي برآورد مدول الاستيك چشم كاتاراكته شده خرگوش تصويرهاي مربوط به تغييرات طول محور چشم قبل و پس از استرس با سيستم سونوگرافي B و در شرايط in vitro  نيز بايد صورت ميگرفت بنابراين حداكثر حدود نيم ساعت پس از مرگ خرگوشها با كلروفرم ثبت تصوير انجام شد.(از هر دوچشم قبل و پس از استرس). براي پردازش بهتر تصويرها و بيومتري مرز مشترك نواحي مورد اندازه گيري، تصويرهاي A-mode نيز مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به تغييرات طول محور چشم قبل و پس از استرس، ميزان جا به جايي نسبي(استرين) و نيز استرس اعمال شده، مدول الاستيك برآورد گرديد. همانطور كه در جدول شماره ۱ مشاهده مي شود ميانگين طول محور چشم در شرايط  in vitro , in vivo  به ترتيب ۷۱/۱۹ و ۸۱/۱۸ ميلي متر به دست آمد كه با عدد P كم تر از ۰۵/۰، اختلاف معني داري بين طول محور چشم در ۲ in vitro , in vivo در چشم كاتاراكته شده به ترتيب ۸۴۰۰۴ و ۱۰۶۸۶۴ پاسكال بود كه با عدد P بيش از ۰۵/۰ اختلاف معني داري بين مدول يانگ ۲ چشم مشاهده نشد.

بحث:

در مطالعه حاضر به دليل تروماي ناشي از تزريق فرمالين ۲۰%، نفوذپذيري غشاي عدسي افزايش يافته و مقداري از آب زمينه را جذب كرده بود. علاوه بر آن به دليل آسيب وارد شده به عدسي، ساختار كريستالي منظم آن بهم ريخته بود. افزايش نفوذ پذيري عدسي نسبت به آب موجب مي شود تا ضخامت عدسي و به دنبال آن طول محور چشم افزايش يابد. هم چنين آسيب وارد شده به عدسي با تزريق فرمالين ۲۰% سبب تغيير در ساختار منظم عدسي مي شود كه به دنبال آن الاستيسيته عدسي نسبت به چشم سالم (محققان مقاله حاضر پيش از اين برآورد نموده اند) كاهش مي يابد. در مطالعه حاضر عامل كاهش الاستيسيته در بروز بيماري كاتاراكت، افزايش نفوذ پذيري غشاي عدسي به آب و ساختار پروتئيني بود كه به تغيير ساختار اسكلتي تركيبات عدسي نيز وابسته است.

بر اساس مطالعه اخير گروه ذكر شده، پس از ايجاد كاتاراكت، در مقايسه با گروه سالم طول محور چشم افزايش مي يابد و در واقع به دليل تزريق مستقيم داخل عدسي (فرآيند ادم) و جذب آب و نيز تغيير ساختار عدسي،‌طول محور عدسي افزايش مي يابد. هم چنين به دليل جذب آب، سرعت انتشار امواج فراصوتي كاهش يافته و در تصويرهاي فراصوتي از كاتاراكت، افزايش طول بيش تري مشاهده خواهد شد. علاوه بر آن، بروز بيماري كاتاراكت ساختار فيبري عدسي را تحت تاثير قرار داده و به دنبال ايجاد ساختار نامنظم، الاستيسيته عدسي كاتاراكته شده نسبت به عدسي سالم كاهش مي يابد. مقايسه مدول الاستيك حاصل از بررسي ۲ گروه چشم سالم و مبتلا به كاتاراكت كامل نشان داد كه با عدد P كم تر از ۰۵/۰ در هر دو شرايط in vitro , in vivo  اختلاف معني داري وجود دارد. بنابراين برآورد خواص الاستيك بافت چشم به ويژه هنگام بروز ضايعه و مقايسه آن با شرايط سالم مي تواند معياري براي تفكيك و تشخيص ضايعه باشد. ميزان سختي (hardness)اجزاي مختلف چشم ممكن است به عواملي مانند سن، مرحله و سير تشكيل ضايعه، تراكم فيبرهاي عدسي و تغيرات بيوشيميايي مربوط باشد.

استفاده از امواج فراصوتي كه بر اساس خواص چ%

این خبر را به اشتراک بگذارید :