Gli occhiali pressurizzati (pressure goggles) sono dispositivi che regolano in modo non invasivo la pressione intraoculare (IOP) applicando pressione negativa o positiva intorno all’orbita.
Occhiali a pressione negativa (negative pressure goggles; NPG): utilizzano il vuoto per ridurre la pressione all’interno dell’orbita, abbassando la pressione intraoculare.
Occhiali a pressione positiva (positive pressure goggles): possono applicare una pressione positiva intorno all’orbita per aumentare la pressione intraoculare e normalizzare il gradiente pressorio translaminare (translaminar pressure gradient) attraverso la lamina cribrosa in caso di aumento della pressione intracranica (ICP).
Le malattie per cui si stanno studiando queste applicazioni sono le seguenti tre categorie.
Glaucoma: caratterizzato dalla perdita progressiva delle cellule gangliari retiniche (RGC), con la lamina cribrosa come sito principale del danno assonale delle RGC. Negli Stati Uniti, il 25-50% dei pazienti con glaucoma ha una pressione intraoculare entro il range “normale”, e si sta studiando il ruolo di fattori diversi dalla pressione intraoculare (come il gradiente pressorio translaminare).
Ipertensione endocranica idiopatica (IIH): una malattia neuro-oftalmologica caratterizzata da aumento della pressione intracranica e papilledema. I principali fattori di rischio sono il sesso femminile e l’obesità. 1)
Sindrome da neuropatia oculare associata ai voli spaziali (SANS): insieme di reperti neuro-oftalmologici osservati dopo voli spaziali di lunga durata, come edema della papilla ottica, appiattimento del bulbo oculare, ipermetropia e pieghe coroidali.
Attualmente è in fase di ricerca e sviluppo e non è un trattamento standard ampiamente utilizzato nella pratica clinica.
QCosa sono gli occhiali a pressione e come funzionano?
A
Gli occhiali a pressione negativa generano un vuoto (pressione negativa) intorno all’orbita per abbassare la pressione intraoculare, mentre quelli a pressione positiva applicano una pressione positiva per aumentarla. Questi meccanismi mirano a regolare la differenza di pressione tra la pressione intraoculare e la pressione intracranica attraverso la papilla ottica (lamina cribrosa). Entrambi sono attualmente dispositivi in fase di ricerca e non possono essere utilizzati nella pratica clinica generale.
Il nucleo della patologia a cui mirano gli occhiali pressurizzati è un’anomalia del gradiente di pressione attraverso la lamina cribrosa.
Posizione meccanica della lamina cribrosa: la lamina cribrosa è una struttura situata tra due pressioni: la pressione intracranica (ICP) proveniente dalla parte anteriore e la pressione intraoculare (IOP) dalla parte posteriore. Questa differenza di pressione è chiamata “gradiente di pressione translaminare” e vi sono prove accumulate che uno squilibrio tra IOP e ICP contribuisca al danno del nervo ottico.
Gradiente pressorio nel glaucoma: quando la pressione intraoculare supera di molto la pressione intracranica, si ritiene che la lamina cribrosa si sposti posteriormente, danneggiando gli assoni delle cellule gangliari retiniche.
Gradiente pressorio nell’ipertensione intracranica idiopatica: quando la PIC supera notevolmente la pressione intraoculare, la lamina cribrosa si sposta anteriormente, causando papilledema. 1)
Fattori di rischio dell’ipertensione intracranica idiopatica: il sesso femminile e l’obesità sono i principali fattori di rischio. 1)
Variazione diurna della pressione intraoculare: la pressione intraoculare mostra un pattern di variazione diurna, raggiungendo il massimo durante la notte. L’aumento della pressione intraoculare riduce la pressione di perfusione oculare (OPP).
Ipotesi patogenetiche della SANS: lo spostamento di fluidi verso la testa, l’aumento della PIC, la stasi del sistema glinfatico oculare e le variazioni pulsatorie del volume cerebrale sono state proposte come ipotesi eziologiche.
Pulsazione venosa retinica idiopatica (SVP) e biomarcatori del gradiente pressorio:
La SVP è la pulsazione della vena retinica centrale, con una prevalenza dell’87,6-98% negli occhi sani.
Nei pazienti con glaucoma e IIH, la prevalenza della SVP è ridotta.
La pressione di pulsazione venosa (VPP) tende a essere più alta nei pazienti con glaucoma e può essere un indicatore di progressione della malattia.
SVP e VPP potrebbero essere utilizzati come biomarcatori per IIH, glaucoma e SANS.
QPerché è importante l'equilibrio tra pressione oculare e pressione intracranica?
A
La lamina cribrosa è situata tra due pressioni: la pressione intraoculare (da dietro) e la pressione intracranica (davanti). Questa differenza di pressione (gradiente translaminare) esercita uno stress meccanico sul nervo ottico. Maggiore è la differenza di pressione, più la lamina cribrosa si deforma e le fibre del nervo ottico vengono danneggiate. Si ritiene che il glaucoma, l’ipertensione intracranica idiopatica e la SANS condividano un’anomalia di questo equilibrio pressorio come parte della loro patogenesi.
Di seguito sono riportati i principali metodi di valutazione correlati alla ricerca e all’uso degli occhiali pressurizzati.
Misurazione della pressione intraoculare: indicatore di base per valutare l’efficacia degli occhiali. È stato confermato che, anche indossando NPG, è possibile misurare accuratamente la pressione intraoculare con la pneumatonometria utilizzando un cappuccio per sonda Tono-Pen (studio di Ferguson et al.).
Test di escursione (Excursion test): Metodo di misurazione che combina il cappuccio del Tono-Pen con NPG. Sono state raccolte 480 coppie di misurazioni a quattro livelli di pressione (7, 10, 20, 30 mmHg) e ne è stata confermata la riproducibilità.
Campimetria (Humphrey perimetry): Utilizzata per valutare la progressione delle patologie target (glaucoma, ipertensione endocranica idiopatica). 1)
Misurazione di SVP e VPP: Osservabile con l’oftalmoscopio. La valutazione della SVP durante le variazioni di pressione potrebbe consentire la misurazione indiretta della PIC tramite occhiali.
Gli occhiali pressurizzati sono dispositivi in fase di ricerca e non rappresentano al momento un trattamento standard. Di seguito sono riportati i trattamenti standard attuali per ciascuna malattia target.
Terapia farmacologica (colliri): la riduzione della pressione intraoculare è l’unico trattamento dimostrato. Tuttavia, può essere imprevedibile e la scarsa aderenza può comprometterne l’efficacia.
Acetazolamide: Offerta come prima scelta per molti pazienti. 1) Nei casi con minaccia per la vista è necessaria una gestione d’emergenza.
Fenestrazione della guaina del nervo ottico (ONSF): efficace per il trattamento dell’edema papillare ma non riduce la PIC. Non raccomandata per il trattamento della cefalea. Le complicanze includono diplopia, anisocoria e pupilla tonica. 1)
Derivazione del liquido cerebrospinale: derivazione ventricolo-peritoneale (VP) e derivazione lombare-peritoneale. Riduce efficacemente la PIC, migliorando l’edema del nervo ottico e la cefalea (effetto a breve termine). Le complicanze includono malfunzionamento della derivazione, infezione e malposizionamento. 1)
Gestione d’emergenza dell’ipertensione intracranica idiopatica fulminante: può essere utilizzata una combinazione di drenaggio lombare, acetazolamide (da 500 mg 3 volte/die fino a 3-4 g/die in aumento graduale) e metilprednisolone EV (1 g/die per 3 giorni). Tuttavia, gli steroidi non sono raccomandati nell’ipertensione intracranica idiopatica non fulminante. 1)
6. Fisiopatologia e meccanismi dettagliati di insorgenza
La lamina cribrosa è una struttura situata tra due pressioni: la pressione intraoculare (dalla parte posteriore) e la pressione intracranica (dalla parte anteriore).
Glaucoma: la pressione intraoculare supera di molto la pressione intracranica → spostamento posteriore della lamina cribrosa → danno meccanico agli assoni delle cellule gangliari retiniche. È stata proposta l’ipotesi che regolare periodicamente il gradiente pressorio attraverso la lamina cribrosa possa proteggere il nervo ottico e rallentare la progressione del glaucoma.
Ipertensione endocranica idiopatica: la pressione intracranica supera di molto la pressione intraoculare → spostamento anteriore della lamina cribrosa → formazione di papilledema. 1)
Effetto degli occhiali a pressione negativa: applicando una pressione di -10 mmHg alla regione orbitale, è possibile ridurre la pressione intraoculare di circa 6 mmHg senza influenzare la pressione intracranica. Ciò potrebbe migliorare il gradiente pressorio a livello della lamina cribrosa nel glaucoma.
Azione degli occhiali a pressione positiva: aumentando la pressione intraoculare, potrebbero normalizzare il gradiente pressorio attraverso la lamina cribrosa durante l’ipertensione endocranica. L’applicazione principale è prevista per la SANS.
Basi fisiche della pulsazione venosa retinica idiopatica (SVP)
La comparsa della SVP è dovuta al meccanismo: ciclo cardiaco → pulsazione del liquido cerebrospinale → oscillazione della pressione transmurale. La visibilità della SVP dipende dalla compliance (estensibilità) vascolare.
Aumento della pressione intraoculare → riduzione del volume venoso retinico → aumento della compliance → maggiore probabilità di comparsa della SVP.
Riduzione della pressione intraoculare → aumento del volume della vena retinica → diminuzione della compliance → SVP meno probabile.
Pressione di pulsazione venosa (VPP): definita come la pressione intraoculare minima alla quale il volume della vena retinica centrale è sufficientemente ridotto da pulsare in risposta alla pulsazione del liquido cerebrospinale. La VPP può essere un indicatore predittivo della progressione della malattia.
QLa pulsazione venosa retinica idiopatica (SVP) è un indicatore di cosa?
A
La SVP è un potenziale biomarcatore che riflette la relazione tra pressione intraoculare e pressione intracranica. Nei pazienti con glaucoma e ipertensione intracranica idiopatica, la prevalenza della SVP è ridotta, mentre la pressione di pulsazione venosa (VPP) tende ad essere più alta nei pazienti glaucomatosi. Misurando SVP e VPP, è possibile valutare indirettamente la progressione dell’ipertensione intracranica idiopatica, del glaucoma e della SANS, nonché l’effetto delle variazioni di pressione indotte dagli occhiali.
7. Ricerche recenti e prospettive future (studi in fase di ricerca)
L’occhiale a pressione negativa sviluppato da Equinox ha la seguente struttura.
Specifiche del dispositivo: lenti con guarnizione in silicone, tubo che collega l’occhiale alla pompa, cinturino per il fissaggio, ponte nasale regolabile. Disponibile in tre taglie (S, M, L), la pompa programmata dal ricercatore genera la pressione negativa.
Di seguito sono riportati tre principali studi clinici che hanno utilizzato questo dispositivo.
Un occhio a -10 mmHg, l’occhio controlaterale a pressione atmosferica, applicazione per 8 ore
Punteggio di tollerabilità 1,8±0,4 (1=migliore), buona sicurezza confermata
Ferguson et al.
—
Combinazione di copertura per sonda Tono-Pen e NPG, misurazioni a 4 livelli di pressione per 480 coppie
Dimostrata accuratezza e riproducibilità della pneumatonometria sotto NPG
Swan et al.
65 persone
Nessuna pressione negativa, 25%, 50%, 75% della pressione intraoculare basale applicati per 60 minuti
Riduzione della pressione intraoculare clinicamente e statisticamente significativa per tutte le impostazioni di pressione negativa
Samuelson e collaboratori hanno applicato una pressione negativa di -10 mmHg a un occhio per 8 ore in 10 pazienti con glaucoma ad angolo aperto. Il punteggio di gradimento è stato di 1,8±0,5 (1=migliore, 10=peggiore), indicando un’elevata accettabilità e buoni parametri di sicurezza.
Swan e collaboratori hanno applicato una pressione negativa corrispondente al 25%, 50% e 75% della pressione intraoculare basale per 60 minuti in 65 soggetti in uno studio randomizzato. In tutte le impostazioni di pressione negativa è stata osservata una riduzione della pressione intraoculare clinicamente e statisticamente significativa.
Occhiali a pressione positiva e sindrome neuro-oculare associata ai voli spaziali (SANS)
Come contromisura per la SANS, si sta studiando un metodo che aumenta la pressione intraoculare per correggere le anomalie del gradiente pressorio causate dallo spostamento dei fluidi verso la testa.
Studi precedenti hanno confermato che l’uso di occhialini da nuoto aumenta la pressione intraoculare e il gradiente pressorio attraverso la lamina cribrosa (esperimenti di inclinazione della testa verso il basso); gli occhialini a pressione positiva mirano a ottenere questo effetto in modo intenzionale e controllabile.
Potrebbero aumentare la pressione intraoculare in modo più efficace rispetto ai normali occhialini da nuoto e contribuire a ridurre la SANS.
Tuttavia, sono necessari ulteriori studi sulla sicurezza dell’aumento prolungato della pressione intraoculare.
QGli occhialini pressurizzati sono attualmente disponibili per l'acquisto e l'uso da parte dei pazienti?
A
Attualmente non è disponibile né utilizzabile. Gli occhiali pressurizzati sono dispositivi in fase di ricerca e non sono approvati come trattamento standard prescritto clinicamente. Gli studi di Samuelson e Swan hanno confermato la sicurezza e l’effetto di riduzione della pressione intraoculare, ma sono necessari ulteriori studi clinici per verificare l’efficacia e la sicurezza a lungo termine.
