Mechanisches Modell für Okular-Pulsatilfluß zur Prüfung des ‚Ocular Blood Flow’ (OBF)-Gerätes mit bekannten Druckpulsationen

Zusammenfassung

Hintergrund Die Augenperfusion besteht aus glattem und pulsatilem Fluß. Letzterer wird mit dem ‚Ocular Blood Flow’ (OBF)-Gerät (O.B.F. Ltd, Crowshearst, GB) klinisch gemessen.

Methoden Um den pulsatilen Fluß mechanisch darzustellen und damit das OBF-Gerät zu prüfen, wurden ein mechanisches ‚Auge’ und ein Perfusionsmodell gebaut: 1) Als ‚Auge’ diente eine aus Messing gebaute Kammer (9 cm³), welche mit Ein- und Ausgangsschläuchen versehen wurde. Auf der Vorderseite der Kammer wurde eine dünne Gummimembran (COSANO, Nr. 5203.106, Migros AG, Zürich) aufgespannt, welche als mechanische ‚Hornhaut’ durch Pulsationen des Kammerdrucks bewegt wird. 2) Das Perfusionsmodell besteht aus zwei aus Plastik gebauten, an eine senkrechtstehende optische Bank aufgehängten Reservoiren, welche stets mit Wasser aufgefüllt und an das ‚Auge’ angeschlossen wurden. Zwischen diesen ‚systolischen’ und diastolischen' Perfusionssäulen wurde ein computergesteuertes Ventil geschaltet, so dass die Dauer, Frequenz und Stärke (Säulenhöhe) der beiden Perfusionsphasen unabhängig voneinander geregelt wurden. Der Kammerdruck wurde an der ‚Hornhaut’ mit dem OBF-Gerät gemessen.

Ergebnisse Selbst geringfügige Änderungen der Parameter wurden vom OBF-Gerät erfaßt.

Schlußfolgerung Am Prüfmodell zeigte das OBF-Gerät eine hohe Empfindlichkeit und treue Wiedergabe etwaiger Pulsationen des ‚Augen’-innendrucks.

Summary

Background Ocular perfusion consists of steady-state and pulsatile components of flow. The latter can be measured clinically by means of the Ocular Blood Flow'(OBF)-device (O.B.F. Ltd, Crowshearst, GB).

Methods 1) Mechanical ‘eye‘: To mechanically simulate the effect of pulsatile flow in the eye, a mechanical ‘eye’ model was built: A brass chamber (9 cm³) was machined and fitted with in- and outflow connections. The front opening was covered with a taughtly fixed rubber membrane (COSANO, no. 5203.106, Migros AG, Zurich) which, as mechanical ‘cornea’, pulsated with changes in pressure within the mechanical chamber. 2) Mechanical ‘heart’: To mechanically simulate pulsatile flow (i.e. pulsations in pressure like those within the human eye), two reservoirs were constructed of acrylic plastic and mounted on an upright optical bench with a millimeter scale. The reservoirs were constantly filled to overflowing with perfusate (tap water) and were connected by rubber tubing to the ‘eye’-chamber. A computer-guided valve alternated between the ‘systolic’ and ‘diastolic’ columns of different, independently adjustable elevation. Frequency and duration of each pressure phase could also be independently adjusted via dialog with the computer. Input pressure levels were measured just outside the input using a transducer. The OBF-device measured the chamber pressure at the center of the rubber ‘cornea’.

Results Even the slightest alterations in the parameters (frequency, amplitude, and pressure) were precisely detected by the OBF-device, both graphically and numerically.

Conclusions Challenged by the mechanical model, the OBF-device demonstrated high sensitivity and fidelity of reproduction of any and all pulsations in intra-“ocular”-pressure.

Schlüsselwörter

Modell-‚Auge’ - OBF-Gerät - pulsatiler Fluß - Augeninnendruck - mechanisches - ‚Herz’-Modell

Key words

Model-‘Eye’ - OBF-device - pulsatile flow - intraocular pressure - mechanical “heart”-model