Oftalmoskop jest podstawowym narzędziem optometrysty. Wprowadzony w latach 50-tych XIX wieku, był pierwszym właściwym urządzeniem do badania wnętrza ludzkiego oka za pomocą wiązki światła, która oświetla niewidzialne tkanki.

Poniżej przedstawiamy krótką historię oftalmoskopu, rozwijając oryginalne notatki przygotowane przez Pana Richarda Keelera, HonFCOptom (specjalnego doradcę muzeum w zakresie instrumentów okulistycznych).

Wprowadzenie: Helmholtz’s Eye Mirror

Minęło już ponad 160 lat od „odkrycia” oftalmoskopu przez Hermanna von Helmholtza w 1851 roku. Nazywał go Augenspiegel (zwierciadło oczne): Nazwa „oftalmoskop” (obserwator wzroku) weszła do powszechnego użycia dopiero trzy lata później, w 1854 roku. W tym czasie Helmholtz, który miał zaledwie 29 lat, był profesorem fizjologii i chciał pokazać swoim studentom, dlaczego źrenica oka czasami jest czarna, a czasami jasna.

Po lewej stronie znajduje się wczesny oftalmoskop Helmholtza z 1851 roku. Takie instrumenty są niezwykle rzadkie i niestety Muzeum BOA nie posiada jeszcze żadnego. Zdjęcie jest reprodukowane dzięki uprzejmości naszej siostrzanej uczelni, Royal College of Ophthalmologists, podobnie jak portret Helmholtza jako młodego człowieka.

Poniżej znajduje się bardziej znany portret wynalazcy, przedstawiający jego wygląd w późniejszym okresie życia, wraz z diagramem działania instrumentu.

Przed jego wynalazkiem było wiele spekulacji na temat tego, co kryje się za czarną dziurą źrenicy oka. Do 1810 roku istniało wiele teorii na temat tego, dlaczego oko staje się świetliste w pewnych warunkach. Niektórzy uważali, że ulotna świetlistość jest zjawiskiem fosforescencji; inni spekulowali, że światło zaabsorbowane w ciągu dnia daje światło w nocy, a jeszcze inni sądzili, że jest to wynik aktywności podobnej do tej, jaką wykazuje firefly i że jest to elektryczność emitowana przez siatkówkę.

Bénédict Prévost, profesor filozofii w Montaubon we Francji, wyjaśnił w 1810 r., że jasność można było zaobserwować tylko wtedy, gdy światło wchodziło do oka od zewnątrz.
Kilka ważnych definicji:

Fundus = Wnętrze oka, jakie ukazuje się przez oftalmoskop po oświetleniu. Obejmuje siatkówkę, siatkówkowe naczynia krwionośne, zagłębienie bruzdowe i tarczę nerwu wzrokowego. Ma charakterystyczny pomarańczowy/czerwony kolor spowodowany naczyniami naczyniówki i może różnić się odcieniem w zależności od rasy pacjenta. U niektórych ras o ciemniejszej karnacji dno oka może wydawać się prawie szare.

Po prawej stronie znajduje się rysunkowa obserwacja tęczówki wykonana przez Hamblin Artist’s Department, 1930. Pokazuje widok optyka zbliżającego się do dna oka przez źrenicę, gdy oftalmoskop znajdował się jeszcze w odległości około jednej stopy od pacjenta.

Siatkówka = błona światłoczułą w najbardziej wewnętrznym obszarze oka.

Po prawej stronie znajduje się rysunek wnętrza oka, znany jako obraz dna oka, oparty na obserwacjach dokonanych za pomocą oftalmoskopu. Ten konkretny rysunek przedstawia odwarstwioną siatkówkę, poważny stan wymagający natychmiastowej operacji.

Fovea = najcieńsza część siatkówki i punkt fiksacji oka.

Wcześniejsze obserwacje dna oka

Przed Helmholtzem było wielu obserwatorów dna oka zarówno u zwierząt, jak i u ludzi.

W 1704 roku Jean Méry zauważył, że naczynia siatkówki w dnie oka kota stały się wyraźnie widoczne, gdy zwierzę zostało umieszczone pod wodą.

Jan Purkinje (na zdjęciu po lewej, kontemplujący czaszkę) obserwował dno oka psa, a następnie człowieka, używając swoich okularów krótkowzrocznych (działających jak wklęsłe lustro), które odbijały światło do oka ze świecy umieszczonej za obiektem. W 1825 roku opublikował swoje szczegółowe wyniki po łacinie, ale nie został uznany za swój wkład w rozwój wiedzy aż do wielu lat później.

Ernst Brücke w 1846 roku podał dokładne wyjaśnienie czerwonego koloru świecącej źrenicy, ale to William Cumming, młody okulista z Royal London Ophthalmic Hospital (późniejszy Moorfields Eye Hospital) opublikował w 1846 roku pracę, w której stwierdził, że każde oko można uczynić świecącym, jeśli oś od źródła światła skierowanego w stronę oka danej osoby i linia widzenia obserwatora są zbieżne.

Czy pierwszy oftalmoskop był rzeczywiście brytyjski?

Charles Babbage, geniusz matematyczny i wynalazca tego, co wielu uważa za prekursora dzisiejszego komputera, jego maszyna analityczna, jako pierwszy skonstruował przyrząd do patrzenia w oko. Zrobił to w 1847 roku, ale kiedy pokazał go wybitnemu okuliście Thomasowi Whartonowi Jonesowi, nie był w stanie uzyskać za jego pomocą obrazu i zniechęcony nie kontynuował pracy. Nie wiedział, że jego instrument zadziałałby, gdyby między oko obserwatora a tylną stronę lustra plano włożono soczewkę minusową o mocy około 4 lub 5 dioptrii, w której wyskrobano dwa lub trzy otwory. Jakieś siedem lat później to właśnie jego projekt, a nie projekt Helmholtza, został przyjęty.

Obraz po prawej stronie przedstawia rekonstrukcję oftalmoskopu Babbage’a, ok. 1847 roku. Nie zachował się żaden rzeczywisty egzemplarz, ale ta replika została wykonana dla muzeum w 2003 roku, na podstawie pisemnego opisu Whartona Jonesa.

Dr Helmholtz, z Królewca, ma tę zasługę, że specjalnie wynalazł oftalmoskop. Jest to jednak sprawiedliwość, że powinienem tutaj stwierdzić, że siedem lat temu pan Babbage pokazał mi model instrumentu, który wymyślił w celu zajrzenia do wnętrza oka. Składał się on z kawałka zwykłego lustra, z posrebrzeniem zeskrobanym w dwóch lub trzech małych punktach w środku, zamocowanego wewnątrz rurki pod takim kątem, że promienie światła padające na niego przez otwór w boku rurki, były odbijane do oka, które miało być obserwowane, i do którego skierowany był jeden koniec rurki. Obserwator patrzył przez przezroczyste plamki lustra z drugiego końca. Ten oftalmoskop pana Babbage’a, jak zobaczymy, jest w zasadzie taki sam jak oftalmoskopy Epkensa i Dondersa, Cocciusa i Meyersteina, które same są modyfikacjami oftalmoskopu Helmhotlza.

Wharton-Jones, T., 1854, 'Report on the Ophthalmoscope', Chronicle of Medical Science (październik 1854).

Gwałtowny wzrost liczby wzorów, ale wciąż tylko trzy zasadnicze elementy konstrukcyjne

Użytkowanie oftalmoskopu szybko rosło. Już w latach 60. XIX wieku użytkownicy tego instrumentu nazywali siebie „oftalmoskopistami”. W 1864 roku dr A. M. Rosebrugh pokazał nawet Instytutowi Kanadyjskiemu, jak fotografować dno oka poprzez odbicie jego obrazu na uczulonej płytce – był to jeden z pierwszych aparatów do fotografii dna oka!

Do 1880 roku Landolt i Snellen zebrali 86 typów oftalmoskopów, a do czasu śmierci Helmholtza w 1894 roku pojawiło się ich jeszcze wiele, wiele zaprojektowanych przez najbardziej znanych ówczesnych praktyków. Z okazji 50. rocznicy powstania oftalmoskopu (1901) w Atlantic City USA zorganizowano wystawę, na której pokazano 140 różnych konstrukcji. Do 1913 roku Edward Landolt doniósł, że wyprodukowano 200 modeli.

Helmholtz napisał obszernie o swoim oftalmoskopie i wykazał, że w jego konstrukcji były trzy zasadnicze elementy:

• źródło oświetlenia
• metoda odbijania światła do oka
• optyczne środki korekcji nieostrego obrazu dna oka

Te trzy elementy są aktualne do dziś. Z tych trzech elementów źródło oświetlenia uległo chyba największej zmianie.

Źródła oświetlenia

Helmholtz używał nagiej świecy. Inni użytkownicy szybko zastąpili ją lampą olejową zasilaną grawitacyjnie, a następnie lampą gazową Arganda. Próbowano zaprzęgnąć źródło światła do układu optycznego, eliminując w ten sposób jedną ze zmiennych, jaką jest zestrojenie. Oftalmoskop Lionela Beale’a z 1869 roku jest prawdopodobnie najbardziej znanym tego przykładem.

Nasze zdjęcia pokazują kompletny przykład w kolekcji Royal College of Ophthalmologists i (po lewej) świecznik Beale’a z około 1880 roku w kolekcji Muzeum BOA.

W 1879 roku Thomas Edison pracował nad swoją żarówką i to był początek, kilka lat później, radykalnej zmiany w konstrukcji oftalmoskopu.

Rysunek po lewej stronie pokazuje pierwszy instrument, który używał żarówki w ciele oftalmoskopu. Został on stworzony przez dr Williama Denneta, który przedstawił swój smukły wynalazek Amerykańskiemu Towarzystwu Okulistycznemu w 1885 roku.

Pomysł był dobry, ale wczesna technologia była zawodna, ze zmienną i krótką żywotnością żarówki. Po wynalazku Denneta wkrótce pojawiły się trzy inne projekty, autorstwa Thomasa Reida z Glasgow, Sir Jamesa McKenzie Davidsona z Aberdeen i Henry’ego Julera z Londynu, wszystkie w tym samym roku – 1886.

Projekt Julera zakładał przymocowanie źródła światła do zewnętrznej części korpusu oftalmoskopu, blisko lustra, z miniaturową żarówką skierowaną w stronę środka otworu lustra. Rozbłyski otworu wziernika stanowiły duży problem, a żywotność żarówki była nadal krótka.

Rysunek po prawej stronie przedstawia elektryczną wersję oftalmoskopu Julera, a obok rewers wcześniejszej, nieoświetlonej wersji tego samego instrumentu z 1882 roku.

Na przełomie XIX i XX wieku konstrukcja żarówek i ich niezawodność uległy poprawie. W 1900 roku Hugo Wolff wyprodukował interesujący oftalmoskop wykorzystujący długą żarówkę z prostym żarnikiem, która mogła być obracana wewnątrz instrumentu. Poprzez obracanie rękojeści można było wyświetlać na dnie oka jasną lub rozproszoną plamę światła. Instrument ten nie był (jak mogłoby sugerować proste włókno żarówki) używany jako retinoskop. Instrument ten posiadał jeszcze jedną niezwykłą cechę, a mianowicie koło soczewek znajdowało się przed lustrem, a nie za nim, jak w innych oftalmoskopach.

Kontynuuj do Oftalmoskopy (część 2)