ELASTICITA CORNEO-SCLERALE IN CONDIZIONE DI IPOBARISMO ( piedi) IN PILOTI MILITARI

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1 Nicola Pescosolido Barbara Imperatrice Alessandro Carboni Silvia Conflitti Marco Borgia Dario Di Blasio STUDIO DELL ELASTICITA ELASTICITA CORNEO-SCLERALE IN CONDIZIONE DI IPOBARISMO ( piedi) IN PILOTI MILITARI Università degli Studi di Roma Sapienza I Facoltà di Medicina e Chirurgia Corpo Sanitario Aeronautico

2 Introduzione Nel 1967, Bagolini e Bucci Nel 1971, Bucci e Ravalico Primi studi sull ipobarismo orbitario per lo studio dell idrodinamica oculare effettuando esperimenti sia sul coniglio che sull uomo

3 Introduzione Furono utilizzate apposite maschere da pesca subacquea che permettevano di provocare Ipobarismo orbitario variabile per intensità e durata Es: - 40 mmhg per 5 5

4 Introduzione Le sperimentazioni sull uomo, uomo, che richiedevano un collegamento con la camera anteriore con un trasduttore di pressione, erano effettuate in occhi affetti da melanoma prima dell enucleazione enucleazione

5 Introduzione Mediante questa strumentazione veniva rilevato P 2 3 P 0 P 0 P 0 Rimozione della maschera - 40mmHg P 1

6 Introduzione Gli Autori spiegarono questo fenomeno per la distensione (elasticit( elasticità-viscoelasticità) della tunica sclero-corneale corneale anteriore extraorbitaria la produzione e deflusso dell UA Il volume ematico corio-retinico retinico

7 Introduzione Non sono stati osservati fenomeni correlabili ad una rottura di barriera L incremento tonometrico successivo alla rimozione della maschera sarebbe molto simile in valore assoluto al decremento pressorio indotto dall ipobarismo

8 Introduzione Gli Autori prima riportati prospettavano quindi un utilizzo di detto test per la valutazione della produzione dell UA sempre che fossero tenuti costanti: Deflusso Visco-elasticit elasticità corneo-sclerale

9 Introduzione Per quanto riguarda questo secondo aspetto, tranne che per valori di rigidità sclerale molto ridotta, i risultati dell esame esame erano indipendenti da detta proprietà (Bucci e Pescosolido,, 1987) L esame della rigidità corneo-sclerale veniva eseguito mediante esame tonografico e veniva valutato il K

10 Introduzione Recentemente, Leydolt et al. (2007) hanno valutato gli effetti indotti dal cambiamento della pressione intraoculare sulla lunghezza assiale dell occhio e sulla posizione del cristallino

11 Introduzione I risultati ottenuti hanno evidenziato a cambiamenti biometrici dell occhio occhio-lunghezza assiale (AEL): Come risposta all incremento della IOP di 10 e 20 mmhg un incremento di lunghezza rispettivamente di 23 µm m e 39 µm Come risposta al decremento della IOP di 5 mmhg una riduzione assiale di 7 µm

12 Introduzione I risultati ottenuti hanno evidenziato a cambiamenti biometrici dell occhio occhio-profondità della CA (ACD): Nessuna risposta significativa all incremento della IOP di 10 e 20 mmhg Un significativo incremento di 30 µm m come risposta al decremento della IOP di 5 mmhg

13 Introduzione Gli Autori hanno ipotizzato, in base ai cambiamenti della AEL con la IOP, la necessità di conoscere in vivo le misure di rigidità della tunica corneo-sclerale

14 Scopo della sperimentazione Con le nuove strumentazioni oggi sul mercato, si può riprendere in considerazione (in vivo) ciò che uno degli Autori nel 1987 aveva valutato solo tonograficamente Rigidità della tunica corneo-sclerale in camera ipobarica

15 Materiali e Metodi 1 Prima di entrare in camera ipobarica; veniva eseguita topografia corneale su due soggetti In camera ipobarica, a quota ft,, raggiunta dopo 20 min,, prima di togliere la maschera, veniva eseguita topografia corneale In camera ipobarica, raggiunta la quota ft, dopo 5 min dall inizio della discesa, tolta la maschera, si aspettava che la saturazione ematica d ossigeno d dei soggetti esaminati (valutata con ossimetro) scendesse a circa il 70%, per eseguire le acquisizioni topografiche

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20 Materiali e Metodi 2 Al termine della discesa, quando venivano aperte le porte della camera, venivano acquisite nuove immagini topografiche Dopo circa 60 minuti dal termine delle operazioni veniva ripetuta la topografia corneale Il topografo utilizzato è stato il Topografo Scout della Optikon (portatile, a batteria)

21 Materiali e Metodi 3 Il risultato della topografia corneale è una mappa colorata da interpretare e le cui chiavi di lettura fondamentali sono rappresentate da: L algoritmo La scala Gli indici

22 Materiali e Metodi 4 Algoritmo: procedimento di risoluzione di un problema (dati di ingresso) costituito da una sequenza di passi semplici. Può essere assiale, tangenziale, altimetrico.. Quello utilizzato è stato l algoritmo assiale: il centro dei raggi dei raggi di curvatura è sull asse ortogonale alla tangente dell apice corneale Rappresentazione in diottrie Buona rappresentazione centrale, approssimativa quella periferica Dati morfologici: + Dati funzionali: ++

23 Materiali e Metodi 5 Scala: assegna un colore alle diottrie per la curvatura. I colori più caldi rappresentano i punti più curvi e quelli più freddi i punti più piatti. Esiste la scala assoluta (universalmente usata nei topografi e che abbraccia tutto il range prevedibile) e quella relativa (gli intervalli rappresentati sono compresi tra il massimo ed il minimo dei valori riscontrati)

24 Materiali e Metodi 6 Indici: per aggiungere alla rappresentazione dati quantitativi BFs (Best Fit Sphere): potere diottrico della sfera media dei 3 mm centrali BFc (Best Fit Cylinder): potere diottrico del cilindro medio dei 3 mm centrali BFI Topographic Irregularity: indice dell irregolarit irregolarità della cornea nei 3 mm centrali rispetto al potere sfero-cilindrico medio (~1=( cheratocono)

25 Risultati Indici - Occhio 1, Basale

29 Risultati Indici - Occhio 1, 25000ft

37 Risultati Indici - Occhio 1, Post I

38 isultati Indici - Occhio 2, Post I

41 Risultati Indici - Occhio 1, Post II

45 Risultati Indici di R. Maloney Basale ft ft Post I Post II BFs 42,67 44,91 43,66 42,48 42,64 BFc 1,15 6,82 3,01 0,91 1,1 BfTI 0,35 1,99 0,92 0,25 0,2

46 Discussione Il coefficiente di rigidità sclerale è stato valutato in differenti condizioni sia fisiologiche che patologiche che dopo trattamento di chirurgia refrattiva ma gli Autori non hanno trovato pubblicazioni in condizioni di ipobarismo

47 Discussione I risultati riportati, anche se possono essere considerati solo dei casi report aprono indubbiamente a notevoli implicazioni fisiopatologiche per la loro importanza ottica

48 Discussione Un aumento del BFs è indice di una miopizzazione dell occhio e cioè i raggi paralleli provenienti dall infinito in accomodazione rilassata focalizzano anteriormente alla retina, si ha cioè un aumento del potere diottrico oculare (occhio miope) Evento manifestatosi

49 Miopizzazione 42,67 44,91

50 Discussione Un aumento del BFc è indice di una alterazione cilindrica della superficie corneale per cui i raggi luminosi provenienti dall infinito in accomodazione rilassata focalizzano su due linee focali alterando la qualità dell immagine Evento manifestatosi

51 BFc ft 1,15 6,82

52 Discussione Un aumento del BfTI è indice di irregolarità della superficie corneale sfero-cilindrica e con valori superiori ad 1 è indice di cheratocono Evento manifestatosi

53 BfTI ft 0,35 1,99

54 Discussione A livello del mare 760 mmhg = 1 atm Nell occhio (es. IOP: 20 mmhg) ) avremo considerando: 1 mmhg = 0, atm 20 mmhg 0, atm = 0,03 atm 1 atm + 0,03 atm = 1,03 atm

55 Discussione In ipobarismo Es. IOP: 20 mmhg ft: 282 mmhg 282 mmhg 0, atm = 0,37 atm 0,37 atm + 0,03 = 0,40 atm (sistema aperto) 1 atm + 0,03 = 1,03 atm (sistema chiuso) ft: 380 mmhg 380 mmhg 0, atm = 0,50 atm 0,50 atm + 0,03 = 0,53 atm (sistema aperto) 1 atm + 0,03 = 1,03 atm (sistema chiuso)

56 Discussione In ipobarismo Considerando gli esperimenti sull ipobarismo orbitario dianzi esposti, sui conigli e sull uomo, uomo, l occhio l si può considerare un sistema aperto per cui avremo: Distensione della tunica corneo-sclerale Aumento del recipiente (volume)

57 Discussione In ipobarismo IOP P 0 P 1

58 Discussione In ipobarismo Immediato del volume ematico coroideale Progressivo della produzione di UA Ultrafiltrazione Secrezione attiva

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60 Discussione In ipobarismo Considerando l assenza l della rottura di barriera (i.v. fluoresceina): Secrezione attiva (epitelio ciliare) Deflusso pressione-dipendente (trabecolato( trabecolato)

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62 Discussione In ipobarismo Quale influenza avrebbe il coefficiente di elasticità corneo-sclerale nell aumento del volume? Nel 1987, Bucci e Pescosolido riportarono che, tranne per valori di K molto ridotti (miopia elevata), i risultati dell esame esame erano indipendenti dal K ma i valori di ipobarismo raggiungevano solo 2200 ft/730 m (-( 50 mmhg)

63 Discussione In ipobarismo Riprendendo questa valutazione ma a valori di ipobarismo molto più elevati il K viene messo in gioco Distensione uniforme Distensione uniforme Miopia Astigmatismo Cheratocono

64 Discussione In ipobarismo Quali conseguenze pratiche? Valutare il coefficiente di rigidità corneo-sclerale in condizioni di ipobarismo simulato utilizzando condizioni di almeno ft e calcolando le variazioni di AEL e ACD

65 Discussione In ipobarismo Quali conseguenze pratiche? Cosa succede nel ritorno alle condizioni normobariche? Sarà un discorso successivo

66 Conclusioni La tecnica topografica si presenta quindi come una metodica rilevante per gli scopi da noi prefissatoci A tale tecnica si assocerà nei prossimi esperimenti una tecnica biometrica per avere una doppia valutazione

67 Conclusioni La sicurezza dei nostri piloti militari passa anche attraverso un attenta valutazione di tali parametri

68 RINGRAZIAMENTI Gli Autori ringraziano la disponibilità offerta dal Corpo Sanitario Aeronautico e in specie dal Gen. Isp.. Capo Manlio Carboni e dal Col. Giuseppe Ciniglio Appiani che hanno permesso l esecuzione l di tale sperimentazione

69 Grazie per l attenzione