IT202200000278A1 - Testa di applanazione per un tonometro ad applanazione di goldmann, metodo per la misura della pressione intraoculare e metodo per la misura in vivo del modulo di elasticità di una cornea - Google Patents

Description

TESTA DI APPLANAZIONE PER UN TONOMETRO AD APPLANAZIONE DI GOLDMANN, METODO PER LA MISURA DELLA PRESSIONE INTRAOCULARE E METODO PER LA MISURA IN VIVO DEL MODULO DI ELASTICIT? DI UNA CORNEA

CAMPO TECNICO

Questa divulgazione concerne i tonometri per la misura della pressione intraoculare e pi? in particolare una testa per un tonometro ad applanazione di Goldmann, un metodo per la misura della pressione intraoculare di un occhio umano o animale e un metodo per la misura in vivo del modulo di elasticit? di una cornea.

BACKGROUND

La misurazione della pressione intraoculare (IOP: IntraOcular Pressure) rappresenta un momento fondamentale dell?esame oftalmologico di routine, in quanto l?aumento dei suoi valori rappresenta il maggiore fattore di rischio per l?insorgenza del glaucoma ed uno dei parametri fondamentali per la diagnosi della malattia, assieme alla valutazione della papilla ottica e all?esame del campo visivo. Inoltre la misurazione della IOP fornisce utili indicazioni per altre patologie oculari, come le uveiti, e in tutti i pazienti sottoposti ad interventi chirurgici sull?occhio, tanto da essere considerato un esame di routine da eseguirsi in tutte le visite oftalmologiche.

La misurazione della pressione intraoculare pu? essere effettuata con metodiche dirette (manometria) o indirette (tonometria). La manometria oculare non ? utilizzata nella pratica clinica in quanto pi? invasiva, ma ? limitata solo all?impiego sperimentale. Invece, la tonometria oculare ? la metodica pi? comunemente utilizzata nella pratica clinica. Essa consente la misurazione indiretta della pressione intraoculare mediante strumenti detti tonometri, il cui principio si basa sulla relazione tra pressione intraoculare e forza necessaria a modificare la forma naturale della cornea.

Nel seguito, si far? unicamente riferimento ai tonometri ?per applanazione?, che misurano la forza necessaria per appianare un?area di superficie nota della cornea oppure valutano l?ampiezza dell?area appianata da una forza fissa prestabilita, in quanto ? ad essi che si applica l'invenzione.

Con il termine ?tonometro ad applanazione?, nella seguente descrizione e nelle rivendicazioni, si intende indicare qualsiasi tonometro che sfrutti il principio della tonometria ad applanazione per determinare la pressione intraoculare.

La tonometria ad applanazione si basa sul fatto che, per appianare una superficie di area A della cornea, ? necessaria una forza media F che agisce sulla superficie di area A in modo da equilibrare la pressione intraoculare (PIO):

PIO (Pressione Intra Oculare) = F/A

Ne deriva che la pressione all?interno di una sfera ideale pu? essere conosciuta valutando l?ampiezza dell?area corneale appianata da una forza costante oppure valutando la forza necessaria per appianare un'area corneale conosciuta. Pertanto, per la tonometria ad applanazione possono essere utilizzati due diversi tipi di tonometri: ad area variabile e a forza variabile.

I tonometri ad applanazione pi? conosciuti ed utilizzati al mondo sono quelli a forza variabile ed indubbiamente tra questi il pi? famoso ? il tonometro di Goldmann, ormai universalmente utilizzato e che rappresenta lo standard internazionale per la misurazione della PIO.

Il tonometro di Goldmann, rappresentato nella figura 1, comprende un elemento appianante, costituito da una testa tipicamente di plastica trasparente o di vetro e contenente un prisma, unita per mezzo di un anello di tenuta su un?astina ad una molla a spirale. Mediante una manopola graduata laterale ? possibile variare il valore della forza applicata sulla cornea, che ? espressa in millimetri di mercurio (mmHg) ed ? indicata da tacche incise sulla manopola stessa.

Il valore dell?area di cornea centrale appianata ? di 3,06 mm<2 >e tale valore, sempre costante, ? fissato come valore standard di riferimento.

La tecnica di esame prevede l?appoggio dello strumento su una apposita base di una lampada a fessura, rappresentata in figura 2. Previa anestesia corneale, viene applicato nel fornice congiuntivale inferiore del paziente una sostanza colorante la superficie anteriore oculare con la caratteristica di essere una sostanza fluorescente che serve a rendere pi? evidente il bordo dell?area appianata tramite osservazione con luce blu cobalto in dotazione alla lampada a fessura. Come ? noto, identificare con buona precisione i bordi dell'area appianata ? essenziale per una corretta misura della pressione oculare.

La figura 3 ? una vista in prospettiva di una classica testa per tonometro ad applanazione. Essa si presenta esternamente come un oggetto a sostanzialmente simmetria rotazionale lungo una direzione assiale longitudinale e ha un corpo integrale definente:

in corrispondenza di una prima estremit? lungo la direzione assiale longitudinale, una porzione di estremit? 2 definente una superficie piana di applanazione corneale S1, avente un rispettivo raggio di applanazione, disposta su un primo piano di base della porzione di estremit? 2 ortogonale ad un asse longitudinale della testa per tonometro; due prismi 3a e 3b semi-cilindrici integrali con la porzione di estremit? 2, aventi ciascuno:

- una rispettiva base inferiore semicircolare disposta lungo un rispettivo piano ortogonale alla direzione assiale longitudinale;

- un'altezza nominale in corrispondenza di un centro della rispettiva base inferiore semicircolare;

- una superficie di base superiore semiellittica opposta alla rispettiva base inferiore e inclinata rispetto ad essa di un rispettivo angolo interno, tipicamente compreso tra 8? e 60?.

I due prismi 3a e 3b semi-cilindrici sono contrapposti l'uno all'altro nel senso dell'altezza lungo un piano di separazione assiale in modo che le rispettive basi inferiori semicircolari giacciano sullo stesso piano ortogonale componendo insieme un cerchio pieno.

La testa nota di figura 3 tipicamente ha un codolo tubolare 7 che circonda le superfici di base superiore dei due prismi 3a e 3b, rappresentati in semitrasparenza, ed ? configurato per essere innestato in un anello di tenuta di un tonometro ad applanazione mantenendo a sbalzo la testa per tonometro al di fuori dell'anello di tenuta, come mostrato in figura 2. La superficie laterale delle teste attuali per tonometro ? opaca, in modo da schermare i prismi 3a e 3b da raggi di luce spuri che provengono di lato e che potrebbero disturbare la visione, e su di essa sono realizzate delle tacche per allineare correttamente il piano di separazione dei prismi 3a e 3b al paziente.

Il paziente viene fatto sedere dinanzi alla lampada a fessura e guardare un punto di riferimento, come illustrato in figura 4. La fessura della lampada viene aperta al massimo e viene interposto un filtro blu cobalto per meglio visualizzare il colorante oftalmico, e cio? per visualizzare meglio i bordi dell'area appianata. Viene poi orientato un fascio luminoso in modo che questo passi attraverso il prisma trasparente e la manopola viene regolata sulla tacca corrispondente a 10 mmHg. La lampada a fessura viene spostata in avanti in modo che il prisma entri delicatamente a contatto con la parte centrale della cornea, come in figura 5.

I prismi 3a e 3b, contenuti nella testa di plastica trasparente, scindono l?immagine circolare della superficie corneale appianata in due semicerchi, uno sull?altro. Quindi attraverso l?oculare, si possono osservare due semicerchi verdi in campo luminoso blu. Le figure 6a-6d mostrano cosa si osserva con il tonometro Goldmann in diversi casi. La manopola laterale del tonometro viene ruotata in modo tale da portare i due semicerchi a contatto con il loro bordo interno. A seconda della pressione esercitata, si possono osservare diversi aspetti dei semicerchi: se questi sono lontani ? necessario aumentare la forza di applanazione; se si accavallano ? necessario ruotare al contrario la manopola per diminuire la forza esercitata. Nella figura 6a, le emicorone appaiono relativamente spesse a causa di un eccessivo uso di colorante; nella figura 6b le emicorone hanno uno spessore adeguato ma non sono correttamente allineate poich? la forza di applanazione ? eccessiva; nella figura 6c invece la forza di applanazione ? insufficiente; nella figura 6d le emicorone sono correttamente allineate. A questo punto viene determinata l?entit? della PIO indicato dal valore riportato sulla manopola.

La misura effettuata con il tonometro ? influenzata dalle caratteristiche fisiche della cornea, quali il suo spessore, il suo modulo di elasticit?, nonch? dall'attrazione causata dalla tensione superficiale del film lacrimale, e in generale essa non coincide con la pressione intraoculare effettivamente presente nell'occhio, misurabile con una tecnica manometrica infilando una sonda attraverso la cornea. Secondo il Goldmann, inventore del tonometro che porta il suo nome, gli effetti di queste caratteristiche fisiche compenserebbero l'attrazione dovuta alla tensione superficiale quando si appiana una superficie corneale di diametro pari a 3.06 mm. In tali condizioni, la pressione misurata dal tonometro di Goldmann corrisponderebbe alla pressione intraoculare IOP.

Diversi studiosi hanno rilevato che ci? non ? rigorosamente vero e sono state proposte in letteratura diverse formule per correggere le rilevazioni fornite dal tonometro di Goldmann, al fine di estrapolare il valore di IOP "vera". Alcune di queste formule non tengono in considerazione il modulo di elasticit? della cornea; altre formule correttive, molto complesse da utilizzare, si basano su un valore ipotetico standard del modulo di elasticit?.

Sfortunatamente, il modulo di elasticit? della cornea di un paziente anziano pu? anche essere doppio rispetto a quello di un paziente giovane in salute, per cui le formule correttive possono introdurre ulteriori imprecisioni, invece di migliorare l'accuratezza.

SOMMARIO

Studi eseguiti dalla richiedente hanno dimostrato che la forza di reazione elastica esercitata da una cornea appianata contro la superficie di applanazione della testa di un tonometro di Goldmann, pu? essere stimata conoscendo il modulo di elasticit? della cornea, lo spessore corneale centrale, il raggio della superficie corneale appianata e il raggio di curvatura centrale medio della cornea, dato dalla media aritmetica tra il raggio di curvatura centrale interno e il raggio di curvatura centrale esterno della cornea.

Sagomando in maniera appropriata i prismi di una testa per tonometro di Goldmann, come indicato nella rivendicazione 1, diventa possibile effettuare in maniera accuratamente ripetibile due misure di pressione diverse con due diversi raggi della superficie corneale appianata. Da queste due diverse misure, con un metodo secondo la presente divulgazione ? possibile ricavare il valore della pressione intraoculare "vera" del paziente, quindi di correggere la misura di pressione classica rilevata con il tonometro di Goldmann. Inoltre, conoscendo con un qualsiasi pachimetro lo spessore corneale centrale e con un qualsiasi cheratometro un raggio di curvatura medio in corrispondenza dell'apice corneale, con un altro metodo secondo la presente divulgazione si pu? calcolare in vivo il modulo di elasticit? della cornea di un paziente in funzione delle due misure di pressione diverse.

I metodi di misura della pressione intraoculare e del modulo di elasticit? in vivo sono definiti nelle rivendicazioni 6 e 7.

Altre forme di realizzazione sono definite nelle annesse rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 mostra un tonometro di Goldmann.

La figura 2 mostra una classica testa montata in un anello di tenuta di un tonometro ad applanazione, illuminata da un fascio di luce blu di una lampada a fessura.

La figura 3 ? una vista in prospettiva di una classica testa per tonometro ad applanazione.

La figura 4 mostra la testa nota del tonometro di Goldmann applicata all'occhio di una paziente;

La figura 5 illustra il principio di misura della pressione intraoculare con il tonometro di Goldmann.

La figura 6 mostra semicerchi o emicorone visualizzate con il tonometro di Goldmann, nei seguenti casi: a) eccessivo uso di colorante; b) forza di applanazione eccessiva; c) forza di applanazione insufficiente; d) emicorone correttamente allineate.

La figura 7 mostra una testa per tonometro secondo la presente divulgazione, con codolo posteriore aperto.

La figura 8 mostra un'altra testa per tonometro secondo la presente divulgazione, con codolo posteriore chiuso da una superficie trasparente.

La figura 9 ? una vista in sezione della testa per tonometro della figura 8 lungo un piano longitudinale di separazione dei due prismi della testa.

La figura 10 ? una vista in prospettiva delle teste per tonometro delle figure 7 e 8 sezionate lungo il piano XY per evidenziare i due prismi, ciascuno avente tre superfici di base superiore

La figura 11 ? una vista in pianta delle teste per tonometro delle figure 7 e 8 sezionate lungo il piano XY per evidenziare i due prismi, aventi spigoli rettilinei a due a due paralleli.

La figura 12A ? una vista in sezione lungo il piano XZ della testa per tonometro della figura 7 con le direzioni di propagazione attraverso i due prismi dei raggi luminosi generati da una corona circolare di colorante oftalmico di raggio pari a g1, secondo un metodo di misura di questa divulgazione della pressione intraoculare.

La figura 12B ? una vista in sezione lungo il piano XZ della testa per tonometro della figura 7 con le direzioni di propagazione attraverso i due prismi dei raggi luminosi generati da una corona circolare di colorante oftalmico di raggio pari a g0, secondo il metodo classico di Goldmann di misura della pressione intraoculare.

La figura 13A mostra l'immagine che i prismi di una testa per tonometro di questa divulgazione forma quando si appiana una superficie corneale circolare di raggio pari a g1, secondo un metodo di misura di questa divulgazione della pressione intraoculare. La figura 13B mostra l'immagine che i prismi di una testa per tonometro di questa divulgazione forma quando si appiana una superficie corneale circolare di raggio pari a g0, secondo il metodo classico di Goldmann di misura della pressione intraoculare.

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE ESEMPLIFICATIVE

Alcune teste 1 per tonometro ad applanazione secondo la presente divulgazione sono mostrate in figura 7, con codolo posteriore 9 aperto, ? in figura 8, con codolo posteriore 9 chiuso da una superficie S2 trasparente.

La forma di realizzazione di figura 7 potr? essere pi? facilmente realizzabile mediante stampaggio ad iniezione di materiale plastico trasparente, come ad esempio il PMMA o ABS, in quanto non prevede alcuna cavit? chiusa. Tipicamente, le teste per tonometro del tipo usa-e-getta sono fatte in questo modo perch? possono essere realizzate con un'unica operazione di stampaggio termoplastico. Diversamente, la forma di realizzazione di figura 8 sar? preferibile per teste per tonometro riutilizzabili, ad esempio fatte di vetro, che convenientemente non presentano cavit? aperte, che sono difficili da sterilizzare ed asciugare, ma hanno un coperchio posteriore S2 trasparente che chiude la cavit? interna sigillandola ed impedendo che liquidi o polvere possano entrare in essa.

Come le comuni teste per tonometro ad applanazione, una testa 1 secondo la presente divulgazione ha un corpo trasparente avente un asse longitudinale Z, definente, in corrispondenza di una prima estremit? lungo l'asse longitudinale Z, una porzione di estremit? 2 che ha una superficie piana S1 circolare o ellittica di applanazione corneale, avente un rispettivo raggio o semiasse di applanazione, disposta su un primo piano di base della porzione di estremit? 2 ortogonale all'asse longitudinale Z della testa per tonometro. Nella parte centrale della testa 1, sono definiti due prismi 3a e 3b semicilindrici o semiellittici, visibili nelle figure 10 e 11 che rappresentano rispettivamente in prospettiva e in pianta, una sezione della testa di figura 7 o di figura 8 lungo il piano XY. I due prismi 3a, 3b sono integrali tra loro e con la porzione di estremit? 2 e ciascuno di essi ha:

- una rispettiva base inferiore semicircolare o semiellittica integrale con detta prima estremit? e disposta lungo un secondo piano ortogonale all'asse longitudinale Z e parallela alla superficie piana di applanazione corneale S1;

- una prima superficie di base superiore 4a semiellittica opposta alla rispettiva base inferiore e inclinata rispetto alla base inferiore di un rispettivo angolo interno ? compreso tra 9? e 60?, evidenziato nella vista in sezione di figura 9 lungo il piano XZ. Come mostrato nelle figure 10 e 11, i due prismi 3a, 3b semi-cilindrici o semiellittici sono contrapposti lungo l'asse longitudinale rispetto al piano di separazione assiale XZ in modo che le rispettive basi inferiori semicircolari o semiellittiche siano complanari e giacciano sul secondo piano ortogonale componendo insieme un cerchio pieno o un'ellisse piena, rispettivamente.

Una particolarit? delle teste 1 per tonometro di questa divulgazione consiste nel fatto che ciascuno dei due prismi non ? definito solo da una superficie superiore inclinata 4a, come nei prismi della testa classica di figura 3, ma ha un profilo a forma di linea spezzata, chiaramente apprezzabile in figura 9. Pi? in particolare, ciascuno dei due prismi 3a, 3b definisce almeno una seconda superficie di base superiore 5a, 5b parallela alla superficie piana circolare o ellittica di applanazione corneale S1 e confinante con la prima superficie di base superiore 4a, 4b senza soluzione di continuit? in corrispondenza di un rispettivo primo spigolo rettilineo 6a, 6b, che ? ad una prima distanza (misurata nel piano di separazione assiale XZ) dall'asse longitudinale Z.

In pratica, ciascuno dei due prismi 3a e 3b ha almeno una prima superficie di base superiore inclinata 4a, 4b e una seconda superficie di base superiore 5a, 5b parallela alla superficie di applanazione S1. Grazie a questa configurazione della seconda superficie di base superiore 5a, 5b, un raggio di luce che entra nella porzione di estremit? 2 da un punto della superficie piana circolare o ellittica di applanazione corneale S1 ad una distanza dall'asse longitudinale Z uguale o maggiore alla prima distanza e che ? diretto lungo il piano di separazione assiale XZ parallelamente all'asse longitudinale Z, attraversi la porzione di estremit? 2 e fuoriesca dalla seconda superficie di base superiore 5a restando sempre diretto parallelamente all'asse longitudinale, come schematicamente mostrato in figura 12A.

Ciascun primo spigolo rettilineo 6a, 6b ? ad una prima distanza dall'asse longitudinale Z e tale prima distanza ? compresa tra 1.6 mm e 3 mm. Come apparir? pi? chiaro nel seguito, la presenza del primo spigolo rettilineo 6a, 6b e il valore di tale prima distanza sono importanti per consentire un'accurata misura della pressione intraoculare e permettere una stima in vivo del valore del modulo di elasticit? E della cornea di un paziente.

Le figure da 9 a 14 si riferiscono ad una configurazione preferita in cui ciascuno dei due prismi 3a, 3b, oltre ad avere una prima superficie di base superiore inclinata 4a, 4b e una seconda superficie di base superiore 5a, 5b parallela alla superficie di applanazione S1, ha anche un'opzionale terza superficie di base superiore 7a, 7b, parallela alla superficie piana circolare o ellittica di applanazione corneale S1, e confinante con la prima superficie di base superiore 4a, 4b senza soluzione di continuit? in corrispondenza di un secondo rispettivo spigolo rettilineo 8a, 8b parallelo al primo spigolo rettilineo 6a, 6b e posizionato da una parte opposta rispetto alla rispettiva prima superficie di base superiore 4a, 4b.

Come si pu? chiaramente vedere in figura 11, anche il secondo spigolo rettilineo 8a, 8b ? alla prima distanza dall'asse longitudinale per cui, quando la testa 1 ? guardata esattamente in direzione assiale Z, il primo spigolo rettilineo 6a, 6b di ciascun prisma 3a, 3b appare come il prolungamento del secondo spigolo rettilineo 8b, 8a dell'altro prisma 3b, 3a. Quando questa condizione si verifica, l'oculista sa che sta guardando attraverso la testa 1 del tonometro in direzione perfettamente assiale per cui ? nelle condizioni giuste per effettuare le misure di pressione.

Cos? come la seconda superficie di base superiore 6a, 6b, anche l'opzionale terza superficie di base superiore 8a, 8b ? configurata in modo che un raggio di luce che entra nella porzione di estremit? 2 da un punto della superficie piana circolare o ellittica di applanazione corneale S1 ad una distanza dall'asse longitudinale Z uguale o maggiore della prima distanza e che ? diretto lungo il piano di separazione assiale XZ parallelamente all'asse longitudinale Z, attraversi la porzione di estremit? 2 e fuoriesca dalla terza superficie di base superiore 11c restando sempre diretto parallelamente all'asse longitudinale.

La testa 1 seconda la presente divulgazione permette di effettuare con grande accuratezza due misure di pressione con il tonometro di Goldmann: una prima misura ? eseguita appianando una superficie corneale di raggio g1 pari alla prima distanza degli spigoli 6a, 6b dall'asse longitudinale, come mostrato in figura 12A, e una seconda misura ? eseguita nel modo classico di Goldmann, come mostrato in figura 12B, appianando una superficie corneale di raggio g0 pari a 1,53mm. Quando si effettua la prima misura (figura 12A), le superfici superiori dei due prismi 3a e 3b scindono il contorno luminoso della superficie corneale appianata di raggio g1 nel modo illustrato in figura 13A. Questa immagine si ottiene soltanto se la superficie corneale appianata di raggio g1 ? perfettamente centrata rispetto all'asse longitudinale Z della testa. Infatti, solo in tale condizione, sulle superfici 5a e 5b dei due prismi 3a e 3b si formano due primi archi luminosi 10a e 10b i cui raggi luminosi entrano (figura 12A) nella porzione di estremit? 2 dalla superficie piana di applanazione corneale S1 ad una distanza dall'asse longitudinale Z uguale o maggiore della prima distanza, si propagano parallelamente all'asse longitudinale Z e fuoriescono dalla seconda superficie di base superiore 5a, 5b restando sempre diretti parallelamente all'asse longitudinale Z.

Nelle figure 12A e 13A ? mostrata anche l'opzionale terza superficie di base superiore 7a, 7b, anch'essa parallela alla superficie piana di applanazione corneale S1, con il relativo secondo spigolo 8a, 8b alla stessa prima distanza dall'asse longitudinale Z, esattamente come il primo spigolo 6a, 6b. Grazie a questo accorgimento opzionale, sulle terze superfici di base superiore 7a e 7b dei due prismi 3a e 3b si formano due secondi archi luminosi 11a e 11b in maniera del tutto analoga a quanto accade per i primi archi luminosi 10a e 10b. Tale forma di realizzazione opzionale risulta conveniente perch? consente di rendere ancora pi? accurata la centratura dell'asse longitudinale Z rispetto alla superficie corneale appianata. Infatti solo con una centratura perfetta il primo arco luminoso 10a che esce dal primo prisma 3a apparir? come il prolungamento del secondo arco luminoso 11b che esce dal secondo prisma 3b, e allo stesso tempo il primo arco luminoso 10b che esce dal secondo prisma 3b apparir? come il prolungamento del secondo arco luminoso 11a che esce dal primo prisma 3a, come mostrato in figura 13A. Attraverso le prime superfici di base superiore 4a e 4b si vedranno due emicorone 12a e 12b che non si toccano, come in figura 6b, perch? il raggio della superficie corneale appianata g1 ? maggiore del raggio g0 per la misura della pressione intraoculare secondo il metodo di Goldmann.

Quando invece si effettua la seconda misura (figura 12B) nel modo classico del Goldmann, si vedono le due emicorone 12a e 12b che si raccordano nel modo classico illustrato in figura 13B. Se la superficie corneale appianata ? centrata rispetto all'asse longitudinale Z, non si vedranno gli archi attraverso le superfici 5a, 5b, 7a, 7b perch? il raggio g0 ? minore della prima distanza degli spigoli 6a, 6b, 8a, 8b.

Un vantaggio della testa per tonometro secondo la presente divulgazione, ? quello di permettere un'accurata centratura della superficie di applanazione rispetto all'apice della cornea. Attualmente, l'oculista che effettua la misura con il tonometro di Goldmann ritiene che la testa del tonometro sia correttamente posizionata rispetto all'apice corneale quando il punto di contatto tra le due emicorone (figura 13B) ? pi? o meno al centro del campo di visione. Tale regolazione ? per? approssimativa e pu? introdurre ulteriori errori dovuti all'incorretto posizionamento.

Con la testa per tonometro della presente divulgazione, si pu? dapprima effettuare la misura della pressione PG1 appianando una superficie corneale di raggio pari a g1, fino a far comparire gli archi 10a e 10b speculari rispetto al piano di separazione assiale XZ, cosa che pu? essere fatta solo se la testa del tonometro ? perfettamente centrata rispetto all'apice corneale, e poi si misura la pressione PG0 nel modo classico semplicemente riducendo la forza esercitata dal tonometro di Goldmann sulla cornea senza muoverlo rispetto alla posizione precedente.

Secondo un aspetto, il raggio g1, ossia la distanza da ciascuno degli spigoli 6a, 6b all'asse longitudinale Z misurata lungo il piano di separazione assiale XZ, ? compresa tra 1.6 mm e 3 mm, meglio se tra 1.8 mm e 2.6 mm. Preferibilmente, tale raggio g1 ? pari a 2.0 mm.

Secondo un aspetto, la superficie piana applanazione corneale S1 ? circolare e ha un raggio compreso tra 3.0 mm e 4.6 mm.

Con la testa per applanazione di questa divulgazione ? possibile effettuare con il tonometro di Goldmann una prima misura di pressione appianando una superficie corneale di raggio pari a g1 (figura 12A), nonch? una seconda misura standard di pressione appianando una superficie corneale di raggio g0 (minore del raggio g1) secondo il metodo classico di Goldmann. In entrambe le misure, l'oculista ha dei punti di riferimento visivi che gli permettono di stabilire con grande accuratezza quando bisogna leggere l'indicazione di pressione sulla manopola posta sul tonometro.

La possibilit? di effettuare una misura di pressione quando la superficie corneale appianata ha un raggio g1 maggiore di g0 ? un aspetto che permette di stimare in vivo il modulo di elasticit? corneale E, nonch? di correggere la misura standard di pressione secondo il metodo classico di Goldmann depurandola dal disturbo causato dalla maggiore o minore rigidit? corneale, calcolando cos? la pressione intraoculare "vera" PIOP. Per comprendere come i metodi della presente divulgazione consentono di raggiungere questi eccellenti risultati con la testa per tonometro di questa divulgazione, si riportano i risultati di studi matematici effettuati dalla Richiedente sulla deformazione elastica di calotte sferiche di spessore costante.

Anche se globalmente la cornea non ? assimilabile ad un guscio sferico di spessore costante, la parte appianata durante la misura della pressione intraoculare con il tonometro di Goldmann ? sufficientemente ridotta da poter essere approssimata ad una calotta sferica di spessore praticamente costante. Studi teorici effettuati dalla richiedente sulle deformazioni di calotte sferiche elastiche di spessore costante, hanno evidenziato che la distribuzione della pressione esercitata da una cornea appianata pu? essere calcolata utilizzando principi di teoria delle deformazioni elastiche e che essa dipende dallo spessore corneale centrale, dal raggio di curvatura medio centrale della cornea prima dell'applanazione, dal diametro della superficie corneale appianata, dalla pressione del liquido intraoculare (la IOP) e dal coefficiente di elasticit? della cornea. Tali risultati teorici sono stati confermati da test di laboratorio effettuati dalla richiedente.

Studi eseguiti dalla richiedente hanno mostrato che la pressione media complessivamente esercitata dalla sola reazione elastica della cornea appianata contro la testa del tonometro di Goldmann pu? essere espressa in funzione dello spessore corneale centrale, del raggio di curvatura medio centrale della cornea prima dell'applanazione, del raggio della superficie corneale appianata e dal coefficiente di elasticit? della cornea. Senza con questo vincolarsi ad alcuna teoria, la richiedente ha notato che tale pressione media pu? essere approssimata come segue:

in cui

E = modulo di Young mediato sullo spessore corneale;

h = spessore corneale apicale, al centro della cornea;

g = raggio dell?area corneale appianata;

R = raggio di curvatura medio (raggio interno pi? raggio esterno, diviso due) della cornea misurato nella zona apicale, ossia al centro della cornea.

Nel seguito della descrizione si far? riferimento alla formula (1) per il calcolo della sola reazione elastica della cornea appianata, tuttavia ci? che verr? detto in seguito resta valido mutatis mutandis anche se la reazione elastica corneale viene stimata con una diversa formula.

Il Goldmann stabil? delle condizioni standard di riferimento di spessore corneale centrale h0, di raggio di curvatura (medio) R0 e di modulo di elasticit? (modulo di Young) E0 per le quali la pressione PG misurata sull?asta del suo tonometro corrispondeva accuratamente alla pressione intraoculare PIOP. Comunemente, si ritiene che il tonometro di Goldmann misuri in maniera praticamente esatta la pressione intraoculare quando la cornea ha:

- uno spessore corneale centrale h0 pari a 0.536mm;

- modulo di elasticit? E0 (modulo di Young) pari a 0.19MPa;

- raggio di curvatura corneale esterno al centro pari a 7.6 mm;

- raggio di curvatura corneale interno al centro pari a 6.7 mm.

Ci? equivale a dire che:

E0 = 0.19MPa;

h0 = 0.536 mm;

g0 = 1.53 mm ? il raggio dell?area di applanazione del tonometro di Goldmann;

R0 = 7.15 mm ? il raggio di curvatura medio.

Poich? la pressione media complessivamente esercitata dalla sola reazione elastica della cornea appianata contro la testa del tonometro di Goldmann, pu? essere stimata approssimativamente con il seguente rapporto:

allora vuol dire che la pressione PG0 misurata sull?asta del tonometro di Goldmann secondo il metodo classico di Goldmann, ? approssimativamente data da:

Con una testa per tonometro secondo la presente divulgazione, si pu? effettuare accuratamente una nuova misura di pressione, indicata nel seguito come PG1, appianando una superficie corneale avente un raggio g1 maggiore del raggio g0 determinato con il metodo classico di Goldmann. Tale raggio g1 ? pari alla met? della distanza reciproca tra gli spigoli rettilinei 6a e 6b rispettivamente del primo prisma 3a e del secondo prisma 3b per cui, quando sulla seconda superficie di base superiore 5a, 5b di ciascuno dei due prismi si vede il bordo interno delle due emicorone (figura 12A), allora l'asse longitudinale della testa del tonometro ? perfettamente allineato all'apice corneale, perch? la superficie corneale appianata ? centrata rispetto all'apice corneale e ha un raggio pari a g1. In tale nuova condizione di misura, la nuova pressione misurata PG1 pu? essere approssimata come segue:

Combinando l'eq.(4) con l'eq. (3) ? possibile conoscere il valore della pressione "vera" PIOP e il valore del modulo di elasticit? corneale E:

Misurando mediante un qualsiasi pachimetro corneale lo spessore corneale centrale h e mediante un qualsiasi cheratometro il raggio di curvatura medio centrale corneale R, conoscendo il raggio g0 della superficie di applanazione secondo il metodo classico (? sempre pari a 1.53 mm) e conoscendo il raggio g1 della superficie corneale appianata con la nuova misura secondo la presente divulgazione, si pu? agevolmente calcolare il modulo di elasticit? corneale E.

Anche se non sono noti i valori esatti dello spessore corneale e del raggio di curvatura apicale medio della cornea, accontentandosi di conoscere il valore del modulo di elasticit? soltanto in maniera approssimativa, si pu? usare, al posto del valore di "h" vero e del valore di "R" vero, anche corrispondenti valori stimati di essi, ottenendo comunque una stima in vivo e ragionevolmente accurata del valore del modulo di elasticit? E. Ad esempio, i valori stimati per "h" e per "R" possono essere rispettivi valori standard di spessore corneale centrale h0 e di raggio di curvatura (medio) R0 di una cornea tipo.

Con la testa di applanazione per un tonometro di Goldmann secondo questa divulgazione, si riesce a misurare la reazione elastica di una cornea appianata rilevando le pressioni PG0 e PG1 misurate dal tonometro di Goldmann rispettivamente quando la cornea ? appianata con un raggio g0 (misura classica) e con un raggio g1 (nuova misura). Grazie alla doppia misura di pressione, che pu? essere effettuata accuratamente grazie alla testa per tonometro di questa divulgazione, ? possibile correggere la misura di pressione PG0 rilevata dal tonometro di Goldmann secondo la tecnica classica per ottenere la pressione intraoculare PIOP "vera".

Dall'equazione (6) si deduce che, effettuando anche la misura di pressione PG1, si pu? correggere il valore della misura di pressione PG0 rilevata dal tonometro di Goldmann con la tecnica classica, per calcolare la pressione intraoculare PIOP "vera" di un paziente: - senza conoscere il raggio di curvatura medio R della cornea;

- senza conoscere il modulo di elasticit? E della cornea;

- senza conoscere lo spessore centrale corneale h.

Di conseguenza, grazie alla testa per tonometro della presente divulgazione ? possibile calcolare la pressione intraoculare PIOP "vera" di un paziente senza dover usare un pachimetro e un cheratometro e senza far ricorso alle formule note in letteratura attualmente impiegate per correggere la misura di pressione PG0 rilevata dal tonometro di Goldmann, che sono state ottenute euristicamente.

Avendo a disposizione un tonometro ad applanazione di Goldmann e una testa per tonometro secondo la presente divulgazione, si pu? misurare la pressione intraoculare "vera" PIOP di un occhio di un paziente attraverso le seguenti operazioni:

si somministra un colorante oculare su una cornea del paziente;

si rileva, secondo il metodo di misura classico di Goldmann, una pressione complessiva PG0 esercitata da detta cornea premuta contro la superficie di applanazione della testa per tonometro;

si rileva una nuova pressione PG1 complessiva esercitata dalla cornea premuta contro la superficie di applanazione della testa per tonometro quando una superficie corneale circolare di raggio pari al raggio g1 ? appianata contro la superficie di applanazione S1 della testa del tonometro;

si calcola la pressione intraoculare dell'occhio sulla base della pressione PG0 e della pressione PG1. Quest'ultima operazione pu? essere effettuata ad esempio utilizzando l'equazione (6).

Convenientemente, possono essere invertite le operazioni di rilevazione della nuova pressione PG1 e della pressione PG0, in modo da effettuare un'accurata centratura della testa per tonometro rispetto all'apice corneale, prima di effettuare la misura della pressione PG0 secondo il metodo di misura classico di Goldmann.

Per misurare in vivo il modulo di elasticit? E di una cornea di un occhio di un paziente usando un tonometro ad applanazione di Goldmann e una testa per tonometro secondo la presente divulgazione, si effettuano le seguenti operazioni:

si misura uno spessore corneale centrale h e un raggio di curvatura centrale R della cornea dell'occhio del paziente;

si somministra un colorante oculare sulla cornea;

si rileva, secondo il metodo di misura classico di Goldmann, una pressione complessiva PG0 esercitata da detta cornea premuta contro la superficie di applanazione della testa per tonometro;

si rileva una nuova pressione PG1 complessiva esercitata dalla cornea premuta contro la superficie di applanazione della testa per tonometro quando una superficie corneale circolare di raggio pari al raggio g1 ? appianata contro la superficie di applanazione S1 della testa del tonometro;

si calcola il modulo di elasticit? della cornea basandosi sulla prima pressione PG0, sulla nuova pressione PG1, sullo spessore corneale centrale h e sul raggio di curvatura centrale R della cornea del paziente.

Secondo un aspetto non rappresentato nelle figure, la seconda distanza g2 dei secondi spigoli rettilinei 8a, 8b dall'asse longitudinale Z, misurata nel piano di separazione assiale XZ, ? diversa dalla prima distanza g1 degli spigoli rettilinei 6a, 6b, per cui le seconde superfici di base superiore 5a, 5b sono pi? distanti dall'asse longitudinale Z rispetto alle terze superfici di base superiore 7a, 7b. Secondo un aspetto, ? anche possibile il viceversa, ossia che la prima distanza g1 sia maggiore della seconda distanza g2.

Secondo un aspetto, il raggio g2, ossia la distanza da ciascuno degli spigoli 8a, 8b all'asse longitudinale Z misurata lungo il piano di separazione assiale XZ, ? compresa tra 1.6 mm e 3 mm, meglio se tra 1.8 mm e 2.6 mm. Preferibilmente, tale raggio g2 ? pari a 2.5 mm.

Secondo un aspetto, il raggio g2 ? pari a 2.0 mm e il raggio g1 ? pari a 2.5 mm. Con tali valori sperimentalmente si ? notato che le stima che si ottengono per i parametri E0, E e PIOP sono meno sensibili ad imprecisioni di rilevazione delle pressioni PG0, PG1 e PG2. In generale, facendo in modo che le due distanze g1 e g2 siano diverse, ? possibile effettuare una terza misura di pressione in modo analogo a quanto mostrato in figura 12A. Se per esempio la seconda distanza g2 ? maggiore della prima distanza g1, allora sar? necessario appianare una superficie corneale di raggio pari almeno a g2 (maggiore di g1) per vedere un arco luminoso rispettivamente attraverso le terze superfici di base superiore 7a e 7b: quando il bordo interno di tali archi luminosi tocca il rispettivo secondo spigolo rettilineo 8a e 8b, allora il raggio della superficie corneale appianata ? uguale a g2. In tale caso, la pressione PG2 sar? data dalla seguente equazione:

Questa equazione, considerata insieme alle equazioni (3) e (4):

permette di calcolare la pressione intraoculare "vera" PIOP:

il modulo di elasticit? E:

nonch? il modulo di elasticit? di riferimento E0 del tonometro di Goldmann:

Conoscere accuratamente il valore del modulo di elasticit? di riferimento E0 di un tonometro di Goldmann permette di calcolare con accuratezza il valore del modulo di elasticit? E della cornea di un paziente, usando lo stesso tonometro di Goldmann e una testa del tipo mostrato nelle figure da 7 a 13B, in cui i primi spigoli 6a, 6b sono alla stessa distanza dei secondi spigoli 8a, 8b dall'asse longitudinale Z. Grazie ad una testa per tonometro secondo questa divulgazione con secondi spigoli rettilinei 8a, 8b a distanza g2 e primi spigoli rettilinei 6a, 6b a distanza g1 dall'asse longitudinale Z, l'eq. (10) permette di verificare se il valore di modulo di elasticit? di riferimento E0 del tonometro di Goldmann (su cui viene montata la testa) ? rimasto uguale ad un valore di fabbrica oppure se esso ? cambiato, per cui si rende necessaria un'operazione di taratura dello strumento. Si pu? quindi utilizzare una testa di taratura con secondi spigoli rettilinei 8a, 8b a distanza g2 e primi spigoli rettilinei 6a, 6b a distanza g1 dall'asse longitudinale Z, per la determinazione preliminare del modulo di elasticit? di riferimento E0 del tonometro di Goldmann, per poter poi misurare in maniera pi? agevole il modulo di elasticit? E della cornea di un paziente utilizzando la testa di questa divulgazione con spigoli rettilinei 6a, 6b, 8a, 8b equidistanti dall'asse longitudinale Z.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Testa per tonometro ad applanazione, comprendente un corpo trasparente avente un asse longitudinale (Z), definente:

in corrispondenza di una prima estremit? lungo detto asse longitudinale (Z), una porzione di estremit? (2) definente una superficie piana circolare o ellittica di applanazione corneale (S1), avente un rispettivo raggio o semiasse di applanazione, disposta su un primo piano di base della porzione di estremit? (2) ortogonale all'asse longitudinale (Z) della testa per tonometro;

due prismi (3a, 3b) semi-cilindrici o semiellittici, aventi ciascuno:

- una rispettiva base inferiore semicircolare o semiellittica integrale con detta prima estremit? (2) e disposta lungo un secondo piano ortogonale a detto asse longitudinale (Z) e parallela alla superficie piana di applanazione corneale (S1);

- una prima superficie di base superiore (4a; 4b) semiellittica opposta a detta rispettiva base inferiore e inclinata rispetto alla base inferiore di un rispettivo angolo interno (?) compreso tra 8? e 60?;

detti due prismi (3a, 3b) semi-cilindrici o semiellittici essendo contrapposti lungo detto asse longitudinale (Z) rispetto ad un piano di separazione assiale (XZ) in modo che le rispettive basi inferiori semicircolari o semiellittiche giacciono su detto secondo piano ortogonale componendo insieme un cerchio pieno o un'ellisse piena, rispettivamente;

detta porzione di estremit? (2) e detti due prismi (3a, 3b) sono integrali tra loro; caratterizzata dal fatto che

ciascuno di detti due prismi (3a; 3b) definisce almeno una seconda superficie di base superiore (5a; 5b) parallela a detta superficie piana circolare o ellittica di applanazione corneale (S1) e confinante con detta prima superficie di base superiore (4a; 4b) senza soluzione di continuit? in corrispondenza di un primo spigolo rettilineo (6a; 6b),

in cui detto primo spigolo rettilineo (6a; 6b) ? ad una prima distanza da detto asse longitudinale (Z) e detta prima distanza ? compresa tra 1.6 mm e 3 mm,

in cui detta seconda superficie di base superiore (5a; 5b) ? configurata in modo che un raggio di luce che entra in detta porzione di estremit? (2) da un punto della superficie piana circolare o ellittica di applanazione corneale (S1) ad una distanza dall'asse longitudinale (Z) uguale o maggiore di detta prima distanza e che ? diretto lungo detto piano di separazione assiale (XZ) parallelamente a detto asse longitudinale (Z), attraversi detta porzione di estremit? (2) e fuoriesca da detta seconda superficie di base superiore (5a; 5b) restando sempre diretto parallelamente a detto asse longitudinale (Z).

2. Testa per tonometro ad applanazione secondo la rivendicazione 1, in cui:

almeno uno di detti due prismi (3a; 3b) definisce almeno una terza superficie di base superiore (7a; 7b) parallela a detta superficie piana circolare o ellittica di applanazione corneale (S1) e confinante con detta prima superficie di base superiore (4a; 4b) senza soluzione di continuit? in corrispondenza di un secondo spigolo rettilineo (8a; 8b) parallelo a detto primo spigolo rettilineo (6a; 6b) e posizionato da una parte opposta rispetto a detta rispettiva prima superficie di base superiore (4a; 4b),

detto secondo spigolo rettilineo (8a; 8b) ? ad una seconda distanza da detto asse longitudinale,

detta terza superficie di base superiore (7a; 7b) ? configurata in modo che un raggio di luce che entra in detta porzione di estremit? (2) da un punto della superficie piana circolare o ellittica di applanazione corneale (S1) ad una distanza dall'asse longitudinale (Z) uguale o maggiore di detta seconda distanza e che ? diretto lungo detto piano di separazione assiale (XZ) parallelamente a detto asse longitudinale (Z), attraversi detta porzione di estremit? (2) e fuoriesca da detta terza superficie di base superiore (7a; 7b) restando sempre diretto parallelamente a detto asse longitudinale (Z).

3. Testa per tonometro ad applanazione secondo la rivendicazione 2, in cui detta seconda distanza ? uguale a detta prima distanza.

4. Testa per tonometro ad applanazione secondo una delle rivendicazioni da 2 a 3, in cui detta prima distanza e detta seconda distanza sono comprese tra 1.8 mm e 2.6 mm.

5. Testa per tonometro ad applanazione secondo la rivendicazione 4, in cui detta prima distanza oppure detta seconda distanza ? pari a 2.0 mm e detta seconda distanza oppure detta prima distanza ? pari a 2.5 mm.

6. Testa per tonometro ad applanazione secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta superficie piana applanazione corneale (S1) ? circolare e ha un raggio compreso tra 3.0 mm e 4.6 mm.

7. Metodo di misura di una pressione intraoculare di un occhio di un paziente, comprendente le seguenti operazioni:

fornire un tonometro ad applanazione di Goldmann;

fornire ed installare una testa per tonometro secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6;

somministrare un colorante oculare su una cornea di un paziente;

rilevare, secondo un metodo di misura di Goldmann di una pressione intraoculare, una prima pressione complessiva esercitata da detta cornea premuta contro la superficie di applanazione della testa per tonometro;

rilevare una seconda pressione complessiva esercitata dalla cornea premuta contro la superficie di applanazione della testa per tonometro quando una superficie corneale circolare di raggio pari a detta prima distanza ? appianata contro la superficie di applanazione;

calcolare la pressione intraoculare dell'occhio sulla base di detta prima pressione e di detta seconda pressione.

8. Metodo di misura in vivo di un modulo di elasticit? di una cornea di un occhio di un paziente, comprendente le seguenti operazioni:

fornire un tonometro ad applanazione di Goldmann;

fornire ed installare una testa per tonometro secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6;

misurare uno spessore corneale centrale e un raggio di curvatura centrale della cornea di detto occhio di un paziente;

somministrare un colorante oculare su detta cornea;

rilevare, secondo un metodo di misura di Goldmann di una pressione intraoculare, una prima pressione complessiva esercitata dalla cornea premuta contro la superficie di applanazione della testa per tonometro;

rilevare una seconda pressione complessiva esercitata dalla cornea premuta contro la superficie di applanazione della testa per tonometro quando una superficie corneale circolare di raggio pari a detta prima distanza ? appianata contro la superficie di applanazione;

calcolare il modulo di elasticit? della cornea sulla base di detta prima pressione, di detta seconda pressione, di detto spessore corneale centrale e di detto raggio di curvatura centrale.

9. Metodo secondo la rivendicazione 8, comprendente l'operazione di determinare detto raggio di curvatura centrale della cornea come un valore intermedio tra un suo raggio di curvatura centrale interno e un suo raggio di curvatura centrale esterno.

10. Metodo secondo la rivendicazione 8 o 9, comprendente le operazioni di:

fornire ed installare una testa per tonometro secondo una delle rivendicazioni da 2, 4 o 5;

rilevare una terza pressione complessiva esercitata dalla cornea premuta contro la superficie di applanazione della testa per tonometro quando una superficie corneale circolare di raggio pari a detta seconda distanza ? appianata contro la superficie di applanazione;

calcolare il modulo di elasticit? della cornea sulla base di detta prima pressione, di detta seconda pressione, di detta terza pressione, di detto spessore corneale centrale e di detto raggio di curvatura centrale.