Analiza zależności pomiędzy osiowymi przemieszczeniami rogówki oka a układem sercowo-naczyniowym

Abstract

W celu uzyskania szczegółowych informacji na temat współzależności występujących między dynamiką przemieszczeń rogówki a układem sercowo-naczyniowym, przeprowadzono analizę zależności fazowych odpowiednich sygnałów. Dokonano synchronicznego pomiaru osiowych przemieszczeń wierzchołka rogówki lewego oka, elektrycznej czynności mięśnia sercowego (elektrokardiogram) oraz pulsacyjnego przepływu krwi. Zmiany położeń wierzchołka rogówki w czasie mierzono za pomocą ultradźwiękowego czujnika odległości. Sygnał EKG rejestrowany był w układzie Einthovena, wykorzystującym trzy elektrody. Natomiast sygnał pulsu mierzono przy pomocy pulsoksymetru. Zarejestrowane sygnały poddano numerycznej analizie spektralnej w programie Matlab. Funkcja korelacji określa podobieństwo analizowanych sygnałów, a funkcja koherencji obliczana na spektrach obu sygnałów opisuje zgodności fazowe określonych harmonik sygnałów. Wyniki wskazują na wysoką koherencję sygnałów osiowych przemieszczeń rogówki i zarówno EKG, jak i pulsu. Uzyskane wartości opóźnień czasowych pomiędzy sygnałami wyliczane z funkcji korelacji świadczą o tym, że przemieszczenia rogówki są następstwem czynności układu krążenia i pozostają z nim w ścisłym związku. Otrzymane wyniki zależności fazowych mogą w przyszłości stanowić narzędzie diagnostyczne stanu hemodynamiki oka ludzkiego i układu krążenia.
Autorzy: Monika DANIELEWSKA, Małgorzata KOWALSKA

1. Wprowadzenie

Ludzkie oko jest wysoko wyspecjalizowanym narządem, charakteryzującym się dużą dynamiką. Oczy biorą udział w nieustannym ruchu niezależnie od udziału naszej świadomości. Dzieje się tak nawet podczas fiksacji oka na określony punkt [4].

Ruchy całej gałki ocznej oraz mikroruchy poszczególnych jej elementów, np. rogówki, mają duże znaczenie dla prawidłowego procesu widzenia.

Wierzchołki rogówek obu oczu pulsują wzdłuż osi oka wskutek zmian ciśnienia wewnątrzgałkowego (IOP). Z drugiej strony naturalne zmiany ciśnienia IOP są ściśle związane z pulsem i oddychaniem [2,5]. Na podstawie szeregu badań, przy pomocy wideokeratometru, wykazano ścisły związek pomiędzy mechanicznym sygnałem osiowych przemieszczeń wierzchołka rogówki a elektrycznym sygnałem czynności mięśnia sercowego (EKG) [2,3]. Analiza zależności fazowych jednoczesnego pomiaru przemieszczeń rogówki oka, EKG oraz pulsu stała się przedmiotem dalszych badań.