L’oftalmoscopio è lo strumento base dell’optometrista. Introdotto negli anni 1850, fu il primo vero dispositivo per esaminare l’interno dell’occhio umano per mezzo di un fascio di luce che illumina tessuti altrimenti invisibili.

Di seguito una breve storia dell’oftalmoscopio, sviluppando note originali preparate da Richard Keeler, HonFCOptom (consigliere speciale del museo per gli strumenti oftalmici).

Introduzione: Lo specchio oculare di Helmholtz

Sono passati più di 160 anni dalla “scoperta” dell’oftalmoscopio di Hermann von Helmholtz nel 1851. Lo chiamò Augenspiegel (specchio per gli occhi): Il nome ‘oftalmoscopio’ (osservatore oculare) non entrò nell’uso comune fino a tre anni dopo, nel 1854. All’epoca Helmholtz, che aveva solo 29 anni, era professore di fisiologia e voleva dimostrare ai suoi studenti perché la pupilla dell’occhio a volte appariva nera e altre volte chiara.

A sinistra un primo oftalmoscopio Helmholtz del 1851. Tali strumenti sono estremamente rari e purtroppo il BOA Museum non ne possiede ancora uno. L’immagine è riprodotta per gentile concessione del nostro college gemello, il Royal College of Ophthalmologists, così come il ritratto di Helmholtz da giovane.

Sotto c’è un ritratto più familiare dell’inventore, che rappresenta il suo aspetto più tardi nella vita, insieme ad un diagramma del funzionamento dello strumento.

Prima della sua invenzione c’erano molte speculazioni su cosa ci fosse dietro il buco nero della pupilla dell’occhio. Fino al 1810 c’erano state molte teorie sul perché l’occhio diventasse luminoso in certe condizioni. Alcuni pensavano che la luminosità fugace fosse un fenomeno di fosforescenza; altri ipotizzavano che la luce assorbita durante il giorno emettesse luce di notte, mentre altri pensavano che fosse il risultato di un’attività simile a quella delle lucciole e che fosse elettricità emessa dalla retina.

Bénédict Prévost, professore di filosofia a Montaubon in Francia, spiegò nel 1810 che la luminosità poteva essere osservata solo quando la luce entrava nell’occhio dall’esterno.
Alcune definizioni importanti:

Fundus = L’interno dell’occhio come appare attraverso un oftalmoscopio quando viene illuminato. Comprende la retina, i vasi sanguigni retinici, la depressione foveale e il disco ottico. Ha un caratteristico colore arancione/rosso causato dai vasi coroidei e può variare di tonalità a seconda della razza del paziente. In alcune razze dalla pelle più scura il fondo può apparire quasi grigio.

A destra è un’osservazione disegnata dell’iride prodotta dall’Hamblin Artist’s Department, 1930. Mostra la vista dell’ottico che si avvicina al fondo attraverso la pupilla quando l’oftalmoscopio era ancora forse ad un piede dal paziente.

Retina = La membrana ricettiva della luce nella regione più interna dell’occhio.

A destra è un disegno dell’interno dell’occhio, noto come quadro del fondo, basato su osservazioni fatte con un oftalmoscopio. Questo particolare disegno mostra un distacco della retina, una condizione importante che richiede un intervento chirurgico immediato.

Fovea = La parte più sottile della retina e il punto di fissazione dell’occhio.

Osservazioni precedenti del fondo

Prima di Helmholtz c’erano stati diversi osservatori del fondo sia negli animali che negli uomini.

Nel 1704 Jean Méry notò che i vasi retinici nel fondo degli occhi di un gatto diventavano distintamente visibili quando l’animale veniva messo sott’acqua.

Jan Purkinje (raffigurato a sinistra, mentre contempla un cranio) osservò il fondo di un cane e poi l’occhio umano utilizzando i suoi occhiali miopi (che agivano come uno specchio concavo) che riflettevano la luce nell’occhio da una candela posta dietro il soggetto. Nel 1825 pubblicò le sue scoperte dettagliate in latino, ma non fu riconosciuto per il suo contributo alla conoscenza fino a molti anni dopo.

Ernst Brücke nel 1846 diede una spiegazione accurata del colore rosso della pupilla luminosa, ma fu William Cumming, un giovane oftalmologo del Royal London Ophthalmic Hospital (poi diventato il Moorfields Eye Hospital) che nel 1846 pubblicò un documento che affermava che ogni occhio poteva essere reso luminoso se l’asse di una fonte di illuminazione diretta verso l’occhio di una persona e la linea di visione dell’osservatore fossero coincidenti.

Il primo oftalmoscopio era davvero inglese?

Charles Babbage, il genio della matematica e inventore di quello che molti considerano il precursore del computer di oggi, la sua macchina analitica, fu il primo a costruire uno strumento per guardare nell’occhio. Lo fece nel 1847, ma quando lo mostrò all’eminente oftalmologo Thomas Wharton Jones non riuscì ad ottenere un’immagine con esso e, così scoraggiato, non procedette oltre. Non sapeva che il suo strumento avrebbe funzionato se una lente negativa di circa 4 o 5 diottrie fosse stata inserita tra l’occhio dell’osservatore e il retro dello specchio plano dal quale erano stati raschiati due o tre fori. Circa sette anni dopo fu il suo progetto e non quello di Helmholtz ad essere adottato.

L’immagine a destra mostra una ricostruzione dell’oftalmoscopio di Babbage, 1847 circa. Nessun esempio reale sopravvive, ma questa replica è stata fatta per il museo nel 2003, sulla base della descrizione scritta di Wharton Jones.

Il dottor Helmholtz, di Konigsberg, ha il merito di aver inventato appositamente l’oftalmoscopio. Tuttavia, è giusto che io dica qui che sette anni fa il signor Babbage mi mostrò il modello di uno strumento che aveva escogitato per guardare all’interno dell’occhio. Consisteva in un pezzo di specchio semplice, con l’argentatura raschiata via in due o tre piccoli punti al centro, fissato all’interno di un tubo con un angolo tale che i raggi di luce che cadevano su di esso attraverso un’apertura sul lato del tubo, venivano riflessi nell’occhio da osservare, e verso il quale era diretta l’estremità del tubo. L’osservatore guardava attraverso le macchie chiare dello specchio dall’altra estremità. Questo oftalmoscopio del signor Babbage, vedremo, è in principio essenzialmente lo stesso di quelli di Epkens e Donders, di Coccius e di Meyerstein, che a loro volta sono modifiche di quello di Helmhotlz.

Wharton-Jones, T., 1854, ‘Report on the Ophthalmoscope’, Chronicle of Medical Science (ottobre 1854).

Rapida crescita nel numero di disegni, ma ancora solo tre elementi essenziali del disegno

L’uso dell’oftalmoscopio crebbe rapidamente. Già negli anni 1860 gli utilizzatori dello strumento si definivano “oftalmoscopisti”. Nel 1864 il dottor A. M. Rosebrugh mostrò persino all’Istituto canadese come fotografare il fondo riflettendo la sua immagine su una lastra sensibilizzata – una delle prime macchine fotografiche per il fondo!

Nel 1880 Landolt e Snellen avevano raccolto 86 tipi di oftalmoscopio e quando Helmholtz morì nel 1894 ne erano apparsi molti altri, molti progettati dai più noti professionisti del tempo. In occasione del 50° anniversario dell’oftalmoscopio (1901) si tenne una mostra ad Atlantic City, USA, dove vennero mostrati non meno di 140 diversi modelli. Nel 1913 Edward Landolt riferì che erano stati prodotti 200 modelli.

Helmholtz scrisse a lungo sul suo oftalmoscopio e dimostrò che c’erano tre elementi essenziali nella sua costruzione:

• una fonte di illuminazione
• un metodo per riflettere la luce nell’occhio
• un mezzo ottico per correggere un’immagine non nitida del fondo

Questi tre elementi sono tuttora validi. Dei tre, la fonte di illuminazione ha subito forse il più grande cambiamento.

Fonti di illuminazione

Helmholtz usava una candela nuda. Altri utenti la sostituirono rapidamente con la lampada ad olio alimentata per gravità e poi con la lampada a gas di Argand. Furono fatti dei tentativi per imbrigliare la fonte di illuminazione al sistema di visualizzazione ottica, eliminando così una delle variabili di allineamento. L’oftalmoscopio di Lionel Beale del 1869 è forse l’esempio più noto di questo.

Le nostre foto mostrano un esempio completo nella collezione del Royal College of Ophthalmologists e (a sinistra) un portacandela Beale del 1880 circa nella collezione del BOA Museum.

Nel 1879 Thomas Edison stava lavorando alla sua lampadina ad incandescenza e questo fu l’inizio, pochi anni dopo, di un cambiamento radicale nella costruzione dell’oftalmoscopio.

Il disegno a sinistra mostra il primo strumento ad utilizzare una lampadina all’interno del corpo dell’oftalmoscopio. Fu creato dal dottor William Dennet che presentò la sua invenzione dall’aspetto sottile all’American Ophthalmological Society nel 1885.

L’idea era valida ma la prima tecnologia era inaffidabile, con una vita variabile e breve del bulbo. L’invenzione di Dennet fu presto seguita da altri tre progetti, di Thomas Reid di Glasgow, Sir James McKenzie Davidson di Aberdeen e Henry Juler di Londra, tutti nello stesso anno – 1886.

Il progetto di Juler prevedeva di attaccare una fonte di luce all’esterno del corpo dell’oftalmoscopio, vicino allo specchio con la lampadina in miniatura rivolta verso il centro dell’apertura dello specchio. Il flare del foro visivo era un grosso problema e la vita della lampadina era ancora breve.

Il disegno a destra mostra la versione elettrica dell’oftalmoscopio di Juler e, accanto, il retro di una versione precedente, non illuminata, dello stesso strumento del 1882.

Al volgere del ventesimo secolo la costruzione e l’affidabilità delle lampadine erano migliorate. Nel 1900 Hugo Wolff produsse un interessante oftalmoscopio che utilizzava una lunga lampadina a filamento diritto che poteva essere ruotata all’interno dello strumento. Ruotando la maniglia, una zona di luce chiara o diffusa poteva essere proiettata sul fondo. Lo strumento non era (come la lampadina a filamento dritto potrebbe implicare) usato come retinoscopio. Questo strumento aveva un’altra caratteristica insolita: la ruota delle lenti era situata davanti allo specchio e non dietro di esso come in altri oftalmoscopi.

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