Δημιουργία ηλεκτρομηχανικού συστήματος μέτρησης του συντελεστή αποχέτευσης του υδατοειδούς υγρού

Abstract

Η συνεχής μέτρηση της ενδοφθάλμιας πίεσης (ΕΟΠ) είναι ίσως η σημαντικότερη εξέταση που πραγματοποιείται για την αξιολόγηση και την παρακολούθηση του Γλαυκώματος. Η υψηλή ΕΟΠ αποτελεί κλινικό εύρημα στο μεγαλύτερο μέρος των γλαυκωματικών ασθενών. Η διατάραξη της σχέσεως παραγωγής και αποχέτευσης του υδατοειδούς υγρού (ΥΥ) μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της ΕΟΠ και κατά συνέπεια, στην καταστροφή των νευρικών κυττάρων του αμφιβληστροειδούς. Μέσω της μελέτης της ΕΟΠ μπορούμε να αντλήσουμε σημαντικές πληροφορίες για τη συμπεριφορά του αποχετευτικού συστήματος του οφθαλμού, καθώς και για την επίδραση διαφόρων φαρμάκων που στοχεύουν στην αύξηση του συντελεστή απορροής του ΥΥ. Σε αυτή τη διδακτορική διατριβή αναπτύσσεται ένα ηλεκτρομηχανικό συστήματα για τη μέτρηση της ΕΟΠ και του συντελεστή αποχέτευσης του ΥΥ. Ο στόχος της μελέτης είναι η παραγωγή νέας τεχνολογίας για την κλινική μελέτη του γλαυκώματος σε ανθρώπινους οφθαλμούς. Η προσπάθεια επικεντρώνεται στην ανάπτυξη συστήματος για τη μέτρηση και αξιολόγηση του συντελεστή απορροής σε γλαυκωματικούς και φυσιολογικούς οφθαλμούς. Παράλληλα, αναπτύσσεται η ιδέα κατασκευής λογισμικού, το οποίο να παρέχει υπολογιστική ικανότητα στα αποτελέσματα του απορροόμετρου. Τέλος, προτείνεται μια πιθανή επέκταση της ερευνητικής δραστηριότητας, με την ενσωμάτωση ανάλογου συστήματος επί ενδοφακού με σκοπό τη συνεχή μέτρηση και καταγραφή της ΕΟΠ και του συντελεστή απορροής, μέσω τηλεμετρίας. Η διατριβή χωρίζεται σε δύο βασικά μέρη. Στο πρώτο μέρος, το γενικό, γίνεται αναφορά στο γλαύκωμα και στους τύπους του γλαυκώματος, ενώ επιχειρείται η ανάπτυξη της παθοφυσιολογίας και των παραμέτρων που συνδέονται με την πάθηση. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στο αποχετευτικό σύστημα του υδατοειδούς υγρού (ΥΥ) του οφθαλμού, στη σχέση του με την αύξηση της ενδοφθάλμιας πίεσης (ΕΟΠ) και στη σταδιακή καταστροφή του οπτικού νεύρου. Στη συνέχεια, αναπτύσσονται τα συστήματα διάγνωσης του γλαυκώματος που αφορούν στη μέτρηση της ΕΟΠ και του συντελεστή αποχέτευσης. Εισάγεται και αναλύεται ο όρος «οφθαλμική δυσκαμψία» και η συμμετοχή του στον υπολογισμό της ΕΟΠ και του συντελεστή αποχέτευσης. Στο τελευταίο τμήμα του γενικού μέρους, γίνεται αναφορά στους κινδύνους από τη χρήση ιατρικών συστημάτων με αναφορά στη βιοσυμβατότητα των υλικών και στην επίδραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στα κύτταρα. Εξετάζονται μοντέλα «in vιtro» και «in vivo» και παρατίθενται τα όρια στη χρήση των ιατρικών συστημάτων. Στο δεύτερο και ειδικό μέρος, προτείνεται η ανάπτυξη ενός πρότυπου συστήματος μέτρησης του συντελεστή αποχέτευσης του ΥΥ. Παρουσιάζεται λεπτομερώς ο σχεδιασμός, η κατασκευή και τα αποτελέσματα της κλινικής εφαρμογής του ψηφιακού απορροόμετρου και αναλύεται η κατασκευή στα επιμέρους τμήματα: α) στην κατασκευή του ηλεκτρομηχανικού τμήματος που αφορά τον αισθητήρα κίνησης LVDT και το μηχανικό αισθητήρα εμβύθισης β) στην πειραματική βαθμονόμηση του συστήματος με τη χρήση μικρο‐αισθητήρα πίεσης (MEMS) σε εξορυχθέντες οφθαλμούς γ) στην κλινική εφαρμογή και μελέτη γλαυκωματικών και μη ασθενών. Επιπλέον, επιχειρείται η σύγκριση των αποτελεσμάτων του ψηφιακού απορροόμετρου με το τονόμετρο Schiotz σε δείγμα ασθενών. Κατά την κλινική εφαρμογή του συστήματος επιχειρείται η ανάλυση του προφίλ απορροής μεταξύ γλαυκωματικών ομάδων με ή χωρίς ψευδοαποφολίδωση και η ανάδειξη χαρακτηριστικών που διαφοροποιούν τις ομάδες. Τέλος, παρουσιάζεται πρόταση πιθανής επέκτασης της μελέτης με την ανάπτυξη ενός ενδοφθάλμιου, εμφυτευόμενου τονόμετρου επί ενδοφακού. Η έρευνα αποσκοπεί στην πληρέστερη μελέτη των γλαυκωματικών ασθενών μέσω της υλοποίησης εξατομικευμένων και πιο αποδοτικών αντιγλαυκωματικών θεραπειών.