Μηχανιστικές προσεγγίσεις των παθήσεων του προσθίου ημιμορίου του οφθαλμού με την χρήση υπερήχων υψηλής συχνότητας

 
This item is provided by the institution :
University of Crete
Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share



1999 (EN)
Μηχανιστικές προσεγγίσεις των παθήσεων του προσθίου ημιμορίου του οφθαλμού με την χρήση υπερήχων υψηλής συχνότητας

Ασλάνης-Ασλανίδης, Ιωάννης Μ (EL)
Aslanis-Aslanidis, John M (EN)

Εισαγωγή: Οι συμβατικοί διαγνωστικοί υπέρηχοι στην οφθαλμολογία μέχρι την δεκαετία του 1990, χρησιμοποιούσαν συχνότητες που δεν ξεπερνούσαν τα 8-10 MHz. Πειραματικά από το 1974 οι Lemmons και Quote από το Πανεπιστήμιο του Stanford , California, δημιούργησαν το πρώτο ακουστικό μικροσκόπιο, που ξεπερνούσε τα 100 και έφθανε μέχρι τα 1000 MHz. To 1977 οι Lemmons και συνεργάτες χρησιμοποιούν τη συσκευή αυτή και παράγουν τις πρώτες εικόνες ανθρώπινου αμφιβληστροειδούς και μελάγχρου επιθηλίου, με μικροσκοπική λεπτομέρεια. Το μικροσκόπιο αυτό είχε πολύ καλή συσχέτιση αποτελεσμάτων με το μικροσκόπιο φωτός και με ιστολογικά παρασκευασμάτα ( frozen section), αναδεικνύοντας ωστόσο περισσότερο τις ελαστικές (viscoelastic) παρά τις οπτικές ιδιότητες του ιστού. Το 1991 ένας πρώην μαθητής του Jackson Coleman από το Toronto, ο Charles Pavlin και οι συνεργάτες του, κάνουν την πρώτη δημοσίευση εικόνων ανθρώπινου οφθαλμικού ιστού, δημιουργώντας μία βασική συσκευή απεικόνισης που την ονομάζουν υπερηχητική βιομικροσκοπία (Ultrasound biomicroscopy, UBM) και που τελικά την εμπορευματοποιούν την επόμενη χρονιά. Σκοπός: Το 1992 η ομάδα του Cornell προσλαμβάνει τον Dr Reinstein και το 1993 τον υπογράφοντα, από τη Μεγάλη Βρεττανία, για να μπορέσουν να εξελίξουν τη δική τους συσκευή - την οποία ονομάζουν ΥπέρηχοΥψηλής Συχνότητας (ΥΥΣ) (High Frequency Ultrasound, HFU) και να μελετήσουν τις κλινικές και ερευνητικές δυνατότητες του συστήματος αυτού. Η διαφορά ονομασίας των δύο παραπάνω συσκευών δεν είναι τυχαία. Το UBM είναι ένα ψηφιακό ανάλογο (digital analog) του HFU, με αποτέλεσμα να είναι μόνο μία συσκευή απεικόνισης του ανθρώπινου ματιού, χωρίς περαιτέρω δυνατότητα επεξεργασίας του ψηφιακού σήματος. Κατά τη διάρκεια της διατριβής αυτής, δημιουργήθηκε μία σειρά κλινικών πρωτοκόλλων, για τη μελέτη διαφόρων παραμέτρων του οφθαλμού, δίνοντας κυρίως έμφαση στις αναλύσεις των προσθίων ημιμορίων και ιδιαίτερα του κερατοειδούς και του ακτινωτού μυός. Επίσης πολύπλοκες κλινικές οντότητες σε ανθρώπινους οφθαλμούς μελετήθηκαν αναλυτικά, Εκμεταλευόμενοι την υψηλή διαχωριστική ικανότητα της συσκευής που φθάνει στα επίπεδα μεγέθους της κυτταρικής μεμβράνης, δηλ. 25-30 microns. Μέθοδοι - αποτελέσματα: Το HFU όπως προαναφέραμε, πέρα από απεικονιστικές λειτουργίες μπορεί να κάνει πολύ περισσότερο πολύπλοκες διεργασίες ψηφιοποιώντας το αρχικό υπερηχητικό σήμα, με συχνότητα ψηφιοποιησης 200 περίπου MHz. Αναλυτικότερα το HFU, μπορεί να κάνει τα παρακάτω: 1. Υπερηχητικό χαρακτηρισμό ιστών. (Tissue characterization) Υπερηχητικές πληροφορίες μπορούν να υποστούν ψηφιακή ανάλυση και ανάλυση φάσματος συχνοτήτων κατά Fourier, ώστε να προκύψουν πληροφορίες που σε άλλη περίπτωση θα χανόταν, άν απλώς τα αρχικά δεδομένα θα μετατρεπόνταν μόνο σε A ή B-scan πληροφορίες. Με την ίδια λογική που ένα αντικείμενο φαίνεται κόκκινο, επειδή η επιφάνεια του ανακλά το κόκκινο χρώμα, ενώ απορροφά τις υπόλοιπες αποχρώσεις του ορατού φάσματος, μπορούμε επίσης να αναλύσουμε και το ανακλώμενο από ένα βιολογικό ιστό υπερηχητικό φάσμα και να χαρακτηρίσουμε την εσωτερική δομή του. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιήθηκε στην επούλωση κερατοειδικών ουλών, κατόπιν διαφόρων χειρουργικών επεμβάσεων σε κερατοειδείς πειραματοζώων. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιήθηκε επίσης, στη μελέτη της λειτουργικότητας των επιμέρους μυϊκών ομάδων του ακτινωτού μυός, στο ανθρώπινο μάτι, κάτω από την επίδραση διαφόρων φαρμακολογικών ουσιών, καθώς και την συμπεριφορά των μυϊκών ομάδων του ακτινωτού μυός, κατά τη διάρκεια της προσαρμογής. 2. Υπερηχητική κερατική παχυμετρία, υψηλής αναπαραγωγισιμότητας 2 microns, και κερατική παχυμετρική τοπογραφία Η τεχνική αυτή βασίζεται σε ένα τύπο A-scan το οποίο ονομάζεται I-scan (intensity scan) και το οποίο παράγεται από μια ειδική μαθηματική επεξεργασία που ονομάζεται αποσυνέλιξη του πλάτους του αναλυτικού σήματος, ( deconvolution of the analytic signal magnitude), κατόπιν ψηφιακής επεξεργασίας και αποθήκευσης του αρχικού υπερηχητικού σήματος. Η μέθοδος αυτή επίσης χρησιμοποιήθηκε για την ακριβή μέτρηση του βάθους τομών σε μάτια με ακτινωτές κερατοτομές και χρησιμοποιήθηκε στην περαιτέρω εμβάθυνση (enhancement) των τομών αυτών, σε υποδιορθωμένες τομές, πλησιάζοντας με τον τρόπο αυτό, στη διαθλαστικά τέλεια διόρθωση. 3. Μικροσκοπική απεικόνιση οφθαλμού. Η παθοφυσιολογία πολλών κλινικών οντοτήτων ερευνήθηκε σε οξείες και χρόνιες περιπτώσεις ασθενών ιδιαίτερα στο χώρο του γλαυκώματος και κερατοειδικών ουλών. Με την τεχνική αυτή εμβαθύναμε σε συνήθεις αλλά δύσκολες διαγνωστικά κλινικές οντότητες όπως ο κορικός αποκλεισμός και το κακόηθες γλαύκωμα, αλλά και σε άλλες περιπτώσεις, όπως ιριδόσχιση που μέχρι τώρα μόνο με σχισμοειδή λυχνία μπορούσαμε να μελετήσουμε. 4. Καμπυλόγραμμος σαρωτής Τελικά επιτεύχθηκε η μετατροπή του σαρωτή (scanner) από ευθύγραμμο (rectilinear), σε καμπυλόγραμμο (curvilinear), με σκοπό να μπορεί να ακολουθήσει επακριβώς τις επιφάνειες (καμπυλότητα) του ματιού, αναπαράγοντας τρισδιάστατες και όχι δισδιάστατες εικόνες με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια απ΄ ότι γινότανε μέχρι τώρα. (EL)

text

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)

1999-06-23
1999-04-01




*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)