Wpływ akomodacji oka na sygnał pulsu rogówki

• Autorzy: Kazimierska A. , Danielewska M. E.

Warianty tytułu

EN

The influence of accommodation on corneal pulse signal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Oko jest wysoce wyspecjalizowanym narządem o znacznej dynamice. Jednym z przejawów tej dynamiki jest zjawisko pulsu rogówki, będące wynikiem pulsacyjnego przepływu krwi w oku i fluktuacji ciśnienia wewnątrzgałkowego. Dotychczasowe badania wykazały związek parametrów pulsu rogówki z wiekiem i rozwojem chorób. Poniższa praca jako pierwsza ma na celu ocenę wpływu poziomu akomodacji na charakterystykę pulsu rogówki. W pracy przedstawiono wyniki nieinwazyjnego pomiaru sygnału pulsu rogówki rejestrowanego synchronicznie z sygnałami niosącymi informację o aktywności sercowo naczyniowej w grupie 8 zdrowych, młodych ochotników dla trzech wartości akomodacji: 0,2 D, 3 D i 6 D. Analiza objęła wartość średniokwadratową sygnału pulsu rogówki, parametry częstotliwościowe jego wybranych składowych harmonicznych oraz koherencję tych składowych z odpowiadającymi im harmonicznymi sygnałów pulsu krwi i EKG. Analiza statystyczna pokazała, że na poziomie akomodacji 3 D występują istotne różnice w parametrach składowej niskoczęstotliwościowej (poniżej 0,5 Hz) oraz w wartości średniokwadratowej sygnału pulsu rogówki, co sugeruje wpływ poziomu akomodacji na charakterystykę pulsu rogówki.

EN

The eye is a highly-specialized organ that exhibits a wide range of dynamic behavior. One example of the eye’s dynamic behavior is corneal pulsation, a phenomenon related to pulsatile blood flow in the eye and fluctuations of intraocular pressure. Studies showed that morphology of corneal pulse signal changes with age and eye diseases. This work aims, for the first time, to assess the influence of eye accommodation on corneal pulse characteristic. Results of noninvasive measurement of corneal pulse recorded synchronically with cardiovascular signals in a group of 8 young, healthy volunteers at three accommodation levels, are presented. Analysis included the signal’s root mean square value, spectral characteristics of selected harmonic components of the signal, and coherence between corneal pulse components and those of blood pulse and ECG signals. Statistical analysis showed significant differences between parameters of the low-frequency component (below 0.5 Hz) and the root mean square value at 3 D accommodation level, which suggests that accommodation influences corneal pulsation.

Słowa kluczowe

PL

puls rogówki; akomodacja; analiza widmowa; koherencja

EN

corneal pulse; accommodation; spectral analysis; coherence

• Wydawca: Jacek Doskocz
• Czasopismo: Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 23, nr 1
• Strony: 13--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Kazimierska A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Katedra Inżynierii Biomedycznej, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27

autor

Danielewska M. E.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Katedra Inżynierii Biomedycznej, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27

Bibliografia

• [1] D. Iskander, H. Kasprzak: Dynamics in longitudinal eye movements and corneal shape, Ophthalmic and Physiological Optics, vol. 26(6), 2006, s. 572–579.
• [2] M. Kowalska, H. Kasprzak, D. Iskander, M. Danielewska, D. Mas: Ultrasonic in vivo measurement of ocular surface expansion, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 58(3), 2011, s. 674–680.
• [3] B. Winn, J. Pugh, B. Gilmartin, H. Owens: The frequency characteristics of accommodative microfluctuations for central and peripheral zones of the human crystalline lens, Vision Research, vol. 30(7), 1990, s. 1093–1099.
• [4] D. Iskander, M. Collins, M. Morelande, M. Zhu: Analyzing the dynamic wavefront aberrations in the human eye, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 51(11), 2004, s. 1969–1980.
• [5] E. Perkins: The ocular pulse, Current Eye Research, vol. 1(1), 1981, s. 19–23.
• [6] H. Kasprzak, D. Iskander: Spectral characteristics of longitudinal corneal apex velocities and their relation to the cardiopulmonary system, Eye (Lond), vol. 21(9), 2007, s. 1212–1219.
• [7] M. Danielewska, D. Iskander, M. Kowalska, H. Kasprzak: Phase dependencies between longitudinal corneal apex displacement and cardiovascular signals: is the ocular pulse influenced by the electrical activity of the heart?, Clinical and Experimental Optometry, vol. 95(6), 2012, s. 631–637.
• [8] M.E. Danielewska, D.R. Iskander, P. Krzyżanowska-Berkowska: Age-Related Changes in Corneal Pulsation: Ocular Dicrotism, Optometry and Vision Science, vol. 91(1), 2014, s. 54–59.
• [9] M. Danielewska, P. Krzyzanowska-Berkowska, D. Iskander: Glaucomatous and age-related changes in corneal pulsation shape. The ocular dicrotism, PLoS One, vol. 9(7), 2014, s. e102814.
• [10] D. Coleman: Unified model for accommodative mechanism, American Journal of Ophthalmology, vol. 69(6), 1970, s. 1063–1079.
• [11] M. Bolz, A. Prinz, W. Drexler, O. Findl: Linear relationship of refractive and biometric lenticular changes during accommodation in emmetropic and myopic eyes, The British Journal of Ophthalmology, vol. 91(3), 2007, s. 360–365.
• [12] J. Zhong, A. Tao, Z. Xu, H. Jiang, Y. Shao, H. Zhang, C. Liu, J. Wang: Whole eye axial biometry during accommodation using ultra-long scan depth optical coherence tomography, American Journal of Ophthalmology, vol. 157(5), 2014, s. 1064–1069.e2.
• [13] H. Cheng, J. Barnett, A. Vilupuru, J. Marsack, S. Kasthurirangan, R. Applegate, A. Roorda: A population study on changes in wave aberrations with accomodation, Journal of Vision, vol. 4(4), 2004, s. 272–280.
• [14] S. Ninomiya, T. Fujikado, T. Kuroda, N. Maeda, Y. Tano, T. Oshika, Y. Hirohara, T. Mihashi: Changes of ocular aberration with accommodation, American Journal of Ophthalmology, vol. 134(6), 2002, s. 924–926.
• [15] B. Winn, J.R. Pugh, B. Gilmartin, H. Owens: Arterial pulse modulates steady-state ocular accommodation, Current Eye Research, vol. 9(10), 1990, s. 971–975.
• [16] M. Collins, B. Davis, J. Wood: Microfluctuations of steady-state accomodation and the cardiopulmonary system, Vision Research, vol. 35(17), 1995, s. 2491–2502.
• [17] S.A. Read, M.J. Collins, H. Becker, J. Cutting, D. Ross, A.K. Savill, B. Trevor: Changes in intraocular pressure and ocular pulse amplitude with accommodation, The British Journal of Ophthalmology, vol. 94(3), 2010, s. 332–335.
• [18] T. Licznerski, J. Jaroński, D. Kosz: Ultrasonic system for accurate distance measurement in the air, Ultrasonics, vol. 51(8), 2011, s. 960–965.
• [19] A. Eadie, J. Pugh, B. Winn: The use of coherence functions in the study of ocular mechanisms, Ophthalmic and Physiological Optics, vol. 15(4), 1995, s. 311–317.