جهاز المجهر العاكس Specular Microscope
المجهر العاكس Specular Microscope من الأجهزة اللاذاتية التي تعتمد على الفاحص في عملية الفحص، و المستخدمة في فحص القرنية وله عدة مهام من أهمها حساب عدد خلايا طبقة بطانة القرنية Endothelium من خلال خطوات محددة يطلق عليها مصطلح Specular microscopy .
اضطرابات بطانة القرنية Corneal endotheliopath
عبارة عن مصطلح واسع يندرج تحته العديد من التغيرات التي تؤثر على بنية و وظيفة بطانة القرنية، والتي تحدث نتيجة عوامل مرضية و غير مرضية تؤثر على بطانة القرنية .
وظيفة بطانة القرنية هي الحفاظ على ثبات محتوى الماء في القرنية وهذا شرط مهم للمحافظة على شفافيتها, وفي حال اضطراب عمل هذه الطبقة يؤدي ذلك لحدوث وذمة في القرنية Edema وفقدان الشفافية Loss of transparency .
ومن العوامل المتسببة في حدوث وذمة القرنية Corneal Edema ، استخدام العدسات اللاصقة Contact lenses لمدة طويلة و بالتحديد العدسات الصلبة، بالإضافة للزرق (ارتفاع ضغط العين) Glaucoma ، و التهاب القزحية Uveitis والتقدم في السن Advanced Age و بعد العمليات الجراحية في العين Ocular Surgery .
هذه الأمراض والتغيرات تتسبب في تراجع عدد خلايا البطانة، وهذه الخلايا لا تتجدد ولا يمكن تعويضها بالإضافة إلى تناقص عددها مع التقدم في السن، ولذلك من المهم المحافظة عليها لحماية القرنية .
قبل إجراء العمليات الجراحية في العين مثل زراعة العدسات الداخلية ICL ، يتم حساب عدد الخلايا لمعرفة العدد المتبقي المتوقع بعد العملية، و على اعتبار أن العمليات تتسبب في تلف ما بين 500 – 1000 خليه، فمن المفترض أن لا يتراجع العدد عن الحد الأدنى والذي يقارب 1200 خلية في ملم المربع .
آلية عمل جهاز المجهر العاكس Specular Microscope
يعتمد الجهاز على تقنية التصوير غير الغازية non invasive photographic technique ، والتي تسمح بتصوير وتحليل بطانة القرنية من غير الحاجة للدخول (غزو ) للعين .
وذلك عن طريق قياس الأشكال بمساعدة الحاسوب والمجاهر العاكسة الحديثة في تحليل حجم وشكل وتموضع خلايا البطانة، حيث يتم تسليط ضوء على القرنية ثم يتم التقاط الصورة ومن خلالها يتم مشاهدة طبقة البطانة مكبرة والتي تقع في الجزء الخلفي للقرنية Posterior cornea و أمام السائل المائي .
يتم تحليل الصورة وتكبيرها مجهرياً حيث تظهر على الشاشة شكل الخلايا وتموضعها الفسيفسائي الدقيقي، ومن خلال شكل الخلايا والفراغات فيما بينها وعددها يمكن تقيم وضع بطانة القرنية .
الأهمية الفسيولوجية لهذه الطبقة في الحفاظ على ترطيب وشفافية القرنية Cornea وهي جزء لا وعائي تأتيه المواد الغذائية عن طريق ارتشاح الجلوكوز والمواد الذائبة في السائل المائي الموجود في الغرفة الأمامية للعين عبر طبقة بطانة القرنية endothelium ، وتقوم هذه الطبقة بتنظيم كمية الماء الموجود في القرنية لمنع حدوث وذمة في القرنية .
آلية التحكم تتم عن طريق حاجز البطانة الذي يتحكم بالمواد النافذة للقرنية وأيضاً عن طريق عملية ضخ السوائل من القرنية، للمحافظة على نسبة رطوبة ثابته تحافظ على شفافية القرنية وقيامها بوظائفها الحيوية.
بطانة القرنية الطبيعية ذات ترتيب فسيفسائي مكون من مجموعة منتظمة من الخلايا المتقاربة في الشكل والحجم إلى حد كبير، فأكثر من 60 % من هذه الخلايا ذي شكل سداسي، وتغطي كامل السطح الخلفي للقرنية، وعندما تموت الخلايا تنسل من السطح الخلفي للقرنية ما يخلق فجوة في فسيفساء البطانة، فتلجأ الخلايا المجاورة لملئ الفراغ من خلال التمدد أو الإنزلاق ما يخلق تفاوت في حجم هذه الخلايا .
آلية الفحص في جهاز المجهر العاكس Specular Microscope
الفحص من خلال الجهاز غير مؤلم ولا يخضع المريض إلى تخدير ولا يستغرق وقت طويل، في البداية يتم ادخال المعلومات الشخصية للمريض لحفظها في الجهاز مثل الاسم والعمر ورقم الملف .
ثم يتم اتباع الخطوات الموضحة في الصور التالية :
1 – جلوس المريض أمام الجهاز مثبتاً رأسه على مسند الذقن ومسند الجبهة بشكل ثابت ومريح .
2 – تتم عمليه توجيه الجهاز لإلتقاط صورة مركزية للقرنية .
3 – يتم تكبير الصورة الملتقطه من خلال أداة التكبير لتظهر الخلايا وترتيبها بشكل واضح .
4 – يتم تحديد 10 نقاط عشوائية من خلال النقر عليها بالفأرة . Mouse
5 – بعد تحديد النقاط يتم أعطاء أمر للجهاز للقيام بحساب عدد الخلايا . Calculating
6 – تظهر النتيجة بشكل أتوماتيكي ومفصل من ناحية العدد وسماكة القرنية والمعدل الطبيعي .
لتشخيص التغيرات والأمراض التي تصيب بطانة القرنية لا بد من التعرف على الشكل الطبيعي لبطانة القرنية ،Normal Corneal Endothelium ثم تشخيص التغيرات التي تحدث عليها .
تظهر بطانة القرنية Endothelium من خلال جهاز المجهر العاكس Specular Microscope في الحالة الطبيعية ذات شكل فسيفسائي مكون من خلايا ذات شكل متناسق ومتقارب في الحجم، يغلب عليها الشكل السداسي بنسبة تقارب 60 % والمسافات ما بين الخلايا متماثلة، و هذه المسافات المتماثلة بين الخلايا مهمة لقيام البطانة بوظيفتها كحاجز للسوائل على أكمل وجه .
من خلال الجهاز يمكن الحصول عن معلومات دقيقة عن كثافة خلايا بطانة القرنية CD ، وعن سماكة القرنية Corneal Thickness , بالإضافة إلى معلومات أخرى لها استدلالات تشخيصية في تحديد بعض الأمراض مثل ترقق القرنية أو توذم القرنية أو التغيرات الناتجة عن التقدم في السن أو الأصابة ببعض الأمراض مثل الزرق أو التهاب القزحية، وهذا ما سيتم التطرق له بالتفصيل لاحقاً .
قد يختلف شكل شاشة عرض البيانات بحسب الشركة المصنعة للجهاز وبحسب تاريخ التصنيع، ولكنها في المجمل تتضمن معلومات أساسية مشتركة بين جميع أجهزة المجهر العاكس Specular Microscope كما في الصورة التالية :
بالإضافة للمعلومات الشخصية للمريض كالاسم والسن والتاريخ ورقم الملف والتي يتم إدخالها مسبقاً لحفظ المعلومات، يقوم الجهاز بعرض معلومات محددة يقوم بحسابها بشكل أتُومَاتيكي وهي :
كثافة خلايا البطانة Endothelial Cell Density
يرمز لها ب CD وهي اختصار Cell Density ، وتعتبر من المعلومات المهمة التي يقوم الجهاز بحسابها وتكون في الأعلى .
المعدل الطبيعي يقارب 3000 خلية في ملم مربع والحد الأعلى 5000 خلية في ملم مربع والحد الأدنى 1200 خلية في ملم مربع، ويحدث تراجع سنوي يقارب 100 – 500 خلية، تفقدها مجمل طبقة البطانة نتيجة التقدم في السن والتي عدد خلاياها الكلي يتراوح ما بين ( 350 – 500 ) ألف خلية.
الجدول المرفق يبين معدل عدد الخلايا الطبيعي خلال مراحل العمر المختلفة، ومقدار التراجع مع التقدم في السن .
ينبغي أن تغطي خلايا البطانة كامل السطح الخلفي للقرنية وأن تفصل بينها مسافات مثماتله لكي تتمكن من القيام بوظيفتها في ضبط كمية الماء في القرنية ومنع حدوث توذم Edema .
معامل الاختلاف (Polymegethis) Coefficient of Variation
في حال فقدان بعض الخلايا تقوم الخلايا المتجاورة بالتمدد، مما يحدث اختلاف في حجم بعض الخلايا، ولا يمكن تعويض الخلايا المفقودة، إنما تملئ الخلايا المجاورة الفراغ الحاصل اما بالتمدد أو بالإنزلاق، وهي ألية طبيعية لإصلاح الجروح ولها مقدار معين يسمى معامل الإختلاف C oefficient of Variation ويرمز له CV أو Polymegethis وحدوده الطبيعية ما بين 22 إلى 31 .
ارتفاع معدل الاختلاف Polymegethis) CV ) ما بين 32 إلى 40 يشير إلى الإجهاد الفسيولوجي لبطانة القرنية physiological stress to the corneal endothelium وهو معدل مرتفع في آلية اصلاح الجروحة .
ولكن في حال كان معدل الاختلاف CV أكثر من 40 فهو غير طبيعي ومؤشر على فرط في النشاط، ربما أن البطانة ما تزال قادرة على القيام بوظيفتها إلا أنها تصبح أكثر عرضة للأذى في حال حدوث إرتفاع في ضغط العين Glaucoma أو التهاب في القزحية Uveitis أو الإصابة بالسكري Diabetes أو العمليات الجراحية في العين .Intraocular surgery
في هذا الصورة يلاحظ أن CV = 55 وهو مرتفع، كما يلاحظ اختلاف في حجم الخلايا، أما كثافة الخلايا CD فهي 2603
سماكة القرنية Corneal thickness
سمك القرنية Corneal thickness من المعلومات المهمة التي يمكن الحصول عليها من خلال جهاز المجهر العاكس، في بعض الأجهزة يستدل عليها من خلال مسمى PACHY أو Corneal thickness ، و تقارب السماكة 500 مايكرون وهو الحد الطبيعي لسمك القرنية في الوسط، ويزداد باتجاه الأطراف .
في الصورة يظهر مؤشر سمك القرنية وصل إلى PACHY = 612 وهذه زيادة Increased في سمك القرنية، وهي مؤشر على وجود توذم في القرنية Edema ، أما وفي الصورة المجاورة لها فإن سمك القرنية = Corneal thickness 521 وهو ضمن الحد الطبيعي .
كما يوجد مؤشرات أخرى تظهر على شاشة الجهاز تدل على الحد الأعلى Max و الحد الأدنى MIN و الحد المتوسط AVE .
وعند فحص العين اليمنى يظهر على الشاشة قرب بوصلة الاتجاهات حرف R، وعند الانتقال لفحص العين اليسرى يصبح المؤشر L، ويوجد خيار للطباعة print ، بالإضافة لخيار عدسة التكبير، ويمكن بحسب امكانيات الجهاز المستخدم تخزين الصور وعرضها على شاشة كمبيوتر أو شاشة عرض خارجية.
يقوم الجهاز بفحص الحالات التي تؤدي إلى خلل في بنية ووظيفة خلايا طبقة بطانة القرنية والتي اصطلح على تسميتها ب Corneal
Endotheliopathies ومنها :
القرنية الرقشاء Corneal guttata
في اللغة الرقشاء أي المنقطة أو التي فيها نقط، وتتميز هذه الإصابة بوجود عقدد جواتا gutta nodule وهي نقط بنية تتوسط خلايا بطانة القرنية وتظهر جلية في المرحلة الأولى من الإصابة .
يمكن أن تكون جزء من الشيخوخة الطبيعية aging ، أو نتيجة التهابات ثانوية في العين أو التعرض للصدمات النفسية، وتؤثر على المنطقة البصرية الوسطى للقرنية ويكون تأثيرها على حدة البصر لدى % 70 من الأشخاص فوق سن الأربعين .
وتمر القرنية الرقشاء Corneal guttata بخمس مراحل في المرحلة الأولى تظهر عقد جواتا gutta وهي عقد بنية داكنة صغيرة في مركز خلية البطانة، و في المرحلة الثانية يصبح حجم العقد تقريبا بحجم خلية البطانة وتظهر الخلية بشكل متمدد، في المرحلة الثالثة تصبح عقد جواتا gutta كبيرة جداً وتشارك أكثر من خلية، و تصبح خلايا البطانة المجاورة لها كبيرة الحجم، وفي المرحلة الرابعة تندمج عقد جواتا الفردية وتصبح خلايا البطانة فيما بينها وفي المرحلة الخامسة يصبح التحام تدريجي للمنطقة القرنية ويصبح من الصعب والمستحيل أن تشكل خلايا البطانة الشكل الفسيفسائي في تغطيتها للسطح الخلفي للقرنية وتؤثر على وضوح الرؤية .
وفي حال اجتمعت حالة القرنية الرقشاء Corneal guttata مع وذمة القرنية Edema يحصل ضمور dystrophy في بطانة القرنية يسمى Fuchs endothelial dystrophy ، وهي حالة يصاب بها ما نسبته 4 % من السكان فوق سن الأربعين، وتتميز بالفقدان التدريجي لوظيفة وبنية طبقة البطانة مما يؤدي في نهاية المطاف إلى حدوث وذمة تؤدي إلى فقدان شفافية القرنية .
الصورة لمريض في سن 53 سنة، يوجد تراجع في كثافة الخلايا CD ، والقرنية مصابة ب Corneal guttata في مرحلة متقدة تظهر فيها حجم عقد gutta أصبحت ضخمة و هناك تواصل فيما بينها، وتوصف البطانة بأن بنيتها غير مستقرة physically unstable ، و سماكة القرنية Corneal thickness تساوي 612 نانوميتر، بسبب وجود توذم في القرنية Edema ، وهذه الحالة تكثر في الفئة العمرية ما بين الخمسين والستين عاماً و تصيب النساء أكثر من الرجال، ويتضمن العلاج الأدوية التي تسحب السوائل الزائدة في القرنية لتخفيف التوذم .
التقدم في السن قد ينتج عنه تراجع غير طبيعي في كثافة خلايا طبقة البطانة CD أو عدم تماثل في شكل الخلايا وبالتالي ارتفاع في معدل الإختلاف Polymegethis) CV ) وتزداد الأشكال الكبيرة للخلايا نتيجة التمدد لملئ الفراغات الناجمة عن فقدان الكثير من خلايا البطانة، وقد يتسبب التقدم في السن في تطور حالة القرنية الرقشاء Corneal guttata وحدوث توذم في القرنية .
تغيرات في البطانة تسببها العدسات اللاصقة Contact lens-induced endotheliopathy
استخدام العدسات اللاصقة يؤدي لتغيرات في بنية القرنية مرتبطة بزيادة معدل الاستخدام وطول المدة ونوعية العدسة، وعلى الرغم من وجود عدة آليات تساهم في حدوث تغيرات في القرنية إلا أن نقص الأكسجين أكثر هذه الآليات التي تحدث تلف في خلايا بطانة القرنية والتي قد تتسبب في حدوث تورم مزمن بها .
استخدام العدسات اللاصقة قد يتسبب في توذم القرنية وعدم وضوح الرؤية والرهاب من الضوء العالي والإحساس بوجود جسم غريب في العين وزيادة التوعية الدموية في الملتحمة .
في الغالب هذه الأثار السلبية تنتج عن سوء الاستخدام مثل استخدام العدسات الغير مناسبة أو لمدة تزيد عن المدة المخصصة للإستخدامها أو سوء العناية بالعدسات وتنظيفها وعدم تغير المحلول باستمرار أو استعمال محلول غير مناسب بالإضافة لاستخدام العدسة لمدة طويلة والنوم بها، جميعها عوامل تتسبب في مشاكل للعين وللقرنية على وجه الخصوص وبعض الأنواع الرديئة تتسبب في حدوث خدش في القرنية .
التغيرات التي يمكن مشاهدتها من خلال جهاز المجهر العاكس لبطانة القرنية تتمثل في تغير شكل الخلايا نتيجة انخفاض الكثافة، فتظهر الخلايا الكبيرة المتمددة وفي بعض لحالات تظهر عقد gutta في مراحل مختلفة من تطور القرنية الرقشاء Corneal guttata مع تراجع في فعالية البطانة وحدوث توذم في القرنية .
هذه الصورة لأمرأة تبلغ 55 سنة، وتستخدم عدسات لاصقة PMMA من 30 سنة، حيث يلاحظ وجود أشكال متعددة من الخلايا غير المتناسقة في الشكل والحجم، و مصابة بالقرنية الرقشاء Corneal guttata في مراحل مختلفة .
تغيرات ثانوية للبطانة في حالات التهابات العين Endotheliopathy secondary to ocular inflammation
التهاب القزحية و الجسم الهدبي يمكن أن يؤدي إلى فقدان loss خلايا بطانة القرنية وتراجع وظيفي لهذه الخلايا reduced endothelial cell function .
في العادة هذا النوع من الالتهابات أكثر انتشاراً لدى الفئة العمرية ) 20 _ 40 ( سنة، وتتمثل الشكوى في إحمرار وألم في العين وزيادة الحساسية للضوء وزغللة في الرؤية وتراجع في حدة البصر .
الأسباب كثيرة منها ما يكون نتيجة أمراض أخرى مثل التهاب القولون التقرحي أو الزهري أو الهربس البسيط أو التهاب المفاصل الروماتزمي، ومنها ما يكون نتيجة العدوى أو الأورام السرطانية، وأيضاً يمكن أن يكون نتيجة استجابة مناعية لجسم المريض، مما يؤدي إلى انتشار البروتينات في الحجرة الأمامية anterior chamber ، ويمكن في حالات الالتهاب الحادة أو تتمكن الخلايا الالتهابية وحيدات النوى inflammatory cells mononuclear من اخترق الفواصل الضيقة بين خلايا بطانة القرنية وتقحم نفسها بين بطانة القرنية وغشاء ديسمنت insert themselves between the endothelium and Descemet>s membrane .
و في التهاب الحاد للوجه الأمامي للقزحية acute anterior uveitis ومن خلال جهاز التكبير العاكس Specular microscopy يمكن مشاهدت مناطق قاتمة التي بدأت تغزوها كريات الدم البيضاء white blood cells .
ومن الصورة يمكن مشاهدت خلايا بطانة عديدة طردت وأصبح مكانها هياكل مظلمة، وحجم الخلايا بشكل عام ما يزال متناسق و طبيعي .
تغيرات بطانة القرنية نتيجة ارتفاع ضغط العين Glaucoma – induced endotheliopathy
التعرض على المدى الطويل لارتفاع ضغط العين Glaucoma يمكن أن يتسبب في انخفاض غير طبيعي في كثافة خلايا البطانية abnormal reduction in endothelial cell density تشير إحدى الدراسات إلى أن آلية فقدان الخلايا ليست نتيجة زيادة ضغط العين بل بسبب بعض التعديلات الفسيولوجية الأخرى في العين المصابة بالزرق مثل :
تدفق للسائل المائي غير طبيعي abnormal aqueous outflow
نقص تركيز الأكسجين في السائل المائي decreased oxygen concentration in the aqueous
التغيرات نتيجة التهاب القرنية الفيروسي herpes simplex virus keratitis
تشير بعض الدراسات إلى أن 45 % من مرضى التهاب القرنية يعانون من الإصابة بالفيروس العقبولي البسيط herpes simplex ، وفي هذا النوع يمكن مشاهدت التغيرات التي تحصل في التهاب البطانة العقبولية herpetic endotheliitis كما في الصور .
حيث يمكن مشاهدت الفجوات بين الخلايا intercellular gaps كما في الصورة A، وفي الصورة B حدوث تسلل للخلايا الالتهابية بين خلايا البطانة Infiltration of inflammatory cells ، وفي الصورة C يلاحظ أن حدود الخلايا أصبحت أقل وضوحاً less visible cell borders بالإضافة إلى بقع صغيره تشبه الثقوب، وفي الصورة D يلاحظ حدوث تعرية في غشاء البطانة Endothelial denudation ، وفي الصورة E يلاحظ التهاب البطانة مع حبيبات صباغية pigmented granules وفي الصورة F يلاحظ فقدان في الخلايا وزيادة حجم بعض الخلايا بالإضافة لتعدد أشكالها .وهذه أبرز الحالات التي يمكن من خلال جهاز المجهر العاكس Specular Microscope تشخيصها بالإضافة للمهمة الأساسية في حساب عدد خلايا طبقة البطانة لما لها من أهمية قبل إجراء بعض العمليات الجراحية في العين وخصوصاً في حالات كبار السن والذين يعانون من أمراض مزمنة تؤثر على بطانة القرنية .
