Laser flare meter (misurazione della concentrazione proteica nella camera anteriore e valutazione dell'infiammazione) (Laser Flare Meter)
Punti chiave in sintesi
Sezione intitolata “Punti chiave in sintesi”Che cos’è un flare meter laser?
Sezione intitolata “Che cos’è un flare meter laser?”
Il flare meter laser dirige un raggio laser He-Ne nella camera anteriore e misura elettronicamente il fenomeno di Tyndall (diffusione della luce) causato dalle proteine nell’umor acqueo. Può quantificare oggettivamente la concentrazione proteica della camera anteriore in photon count/ms (ph/ms).
Il flare della camera anteriore è un indicatore che riflette la concentrazione di proteine nella camera anteriore. L’aumento del flare avviene principalmente per due meccanismi. Il primo è che l’infiammazione o la neovascolarizzazione danneggiano la barriera emato-acquea dell’iride e del corpo ciliare, permettendo alle proteine del sangue di filtrare nella camera anteriore. Il secondo è che la riduzione della funzione del corpo ciliare peggiora la circolazione dell’umor acqueo, con accumulo di proteine di scarto nella camera anteriore.
La valutazione soggettiva con la lampada a fessura è un’abilità essenziale nella pratica quotidiana. Tuttavia, la valutazione soggettiva comporta variazioni tra centri e tra osservatori. Il laser flare meter compensa questo limite e consente di seguire l’infiammazione in modo quantitativo nel tempo.
Il SUN Working Group (Standardization of Uveitis Nomenclature, gruppo di lavoro per la standardizzazione della nomenclatura dell’uveite) ha definito criteri internazionali standard di graduazione per il flare della camera anteriore e le cellule della camera anteriore, e questi sono stati adottati nelle linee guida per il trattamento dell’uveite1)2).
La concentrazione di proteine nella camera anteriore può essere quantificata in modo oggettivo in ph/ms (photon count/ms). Consente di seguire in modo numerico l’attività infiammatoria dell’uveite e la risposta al trattamento, oltre a valutare l’andamento della reazione infiammatoria dopo l’intervento di cataratta. Una sua caratteristica è che riesce a rilevare anche cambiamenti sottili e poco attivi difficili da vedere con la lampada a fessura.
2. Metodo di esame
Sezione intitolata “2. Metodo di esame”Misurazione con il laser flare meter
Sezione intitolata “Misurazione con il laser flare meter”L’apparecchio rappresentativo è il KOWA FM-600 (successore dell’FM-500). La luce laser He-Ne (lunghezza d’onda 675 nm) viene diretta nella camera anteriore, e la luce diffusa viene ricevuta da un fotomoltiplicatore (photomultiplier tube) e convertita in photon count.
- Unità di misura: photon count/ms (ph/ms)
- Valore normale nell’adulto: 3–7 ph/ms (varia in base all’apparecchio e alla persona)
- Metodo di misurazione: non a contatto e non invasivo. La dilatazione pupillare non è necessaria. Una misurazione richiede solo pochi secondi
- Protocollo standard: misurare 7 volte e usare la media di 5 misurazioni dopo aver escluso il valore più alto e quello più basso
- Precisione di misurazione: il valore misurato reale dopo aver sottratto il rumore di fondo è considerato il valore di flare della camera anteriore
Graduazione del flare con biomicroscopia a lampada a fessura (criteri SUN)
Sezione intitolata “Graduazione del flare con biomicroscopia a lampada a fessura (criteri SUN)”Ridurre la larghezza della fessura e impostare l’altezza a circa 3 mm, quindi illuminare da un angolo che renda visibile la larghezza del fascio nella camera anteriore e osservare frontalmente. Quando la concentrazione di proteine nella camera anteriore aumenta, il percorso della luce, normalmente non visibile, diventa chiaramente visibile grazie al fenomeno di Tyndall.
I criteri di graduazione del flare della camera anteriore del SUN Working Group sono i seguenti1)2).
| Grado | Descrizione |
|---|---|
| 0 | nessuno (assente) |
| 1+ | debole (lieve) |
| 2+ | moderato (moderato) I dettagli di iride e cristallino sono chiari |
| 3+ | marcato (grave), i dettagli dell’iride e del cristallino non sono ben visibili |
| 4+ | fibrina intensa (marcata) o umor acqueo plastico |
I criteri di classificazione delle cellule della camera anteriore del SUN Working Group (numero di cellule per un campo di 1×1 mm alla lampada a fessura) sono i seguenti1)2).
| Grado | Numero di cellule visibili in un campo |
|---|---|
| 0 | <1 (meno di 1) |
| 0.5+ | 1–5 |
| 1+ | 6–15 |
| 2+ | 16〜25 |
| 3+ | 26〜50 |
| 4+ | >50 (51 o più) |
(1 campo = il campo del fascio di fenditura di 1 × 1 mm del microscopio a lampada a fessura)
La gradazione del flare con il microscopio a lampada a fessura è una valutazione soggettiva in cinque livelli da 0 a 4+ secondo i criteri SUN. Può variare da una struttura all’altra e da un osservatore all’altro. Il laser flare meter fornisce un valore quantitativo oggettivo in ph/ms, quindi è utile per rilevare piccole variazioni nelle infiammazioni a bassa attività e per il follow-up nel tempo. Nella pratica quotidiana, la gradazione con lampada a fessura è lo standard, mentre il flare meter si usa quando è necessaria una valutazione quantitativa.
3. Sistema di valutazione dei reperti infiammatori della camera anteriore
Sezione intitolata “3. Sistema di valutazione dei reperti infiammatori della camera anteriore”La valutazione dell’infiammazione della camera anteriore si effettua osservando in modo sistematico flare, cellule, convezione dell’umore acqueo, ipopion e fibrina.
- Flare della camera anteriore: riflette un aumento della concentrazione di proteine nella camera anteriore. È dovuto a due meccanismi: la rottura della barriera vascolare (infiammazione, neovascolarizzazione) e la riduzione della funzione del corpo ciliare
- Cellule della camera anteriore: Conta il numero di cellule infiammatorie in un campo di luce a fessura di 1×1 mm secondo i criteri SUN. Neutrofili, linfociti e plasmacellule possono essere mescolati1)
- Flare della camera anteriore (Aqueous flare circulation): Si osserva insieme alla graduazione cellulare. Riflette la produzione di umor acqueo e la concentrazione di proteine nella camera anteriore, ed è utile per valutare l’attività della malattia e la risposta al trattamento
- Ipopion: Si osserva come un deposito bianco nella parte inferiore della camera anteriore. Si divide in un tipo fluido, che si muove con il cambiamento di posizione, e in un tipo a massa fisso
Di seguito sono mostrati i due tipi di ipopion.
| Classificazione | Caratteristiche | Malattia rappresentativa |
|---|---|---|
| Tipo fluido | Varia con la posizione | Fase acuta della malattia di Behçet, endoftalmite batterica grave |
| Tipo a massa fisso | Fisso in un punto | Infiammazione con cellule mononucleate e deposizione di fibrina |
La forma più grave del flare: fibrina nella camera anteriore
Sezione intitolata “La forma più grave del flare: fibrina nella camera anteriore”La fibrina nella camera anteriore è la forma più grave del flare. Si osserva come un aggregato evidente o come depositi torbidi, simili a cotone, nella camera anteriore. Il deposito di fibrina provoca spesso sinechie posteriori dell’iride (sinechie iridee posteriori) e aumento della pressione intraoculare, quindi è necessario prestare particolare attenzione.
Definizione dell’attività infiammatoria secondo i criteri SUN
Sezione intitolata “Definizione dell’attività infiammatoria secondo i criteri SUN”Secondo i criteri del SUN Working Group, l’attività dell’uveite è definita come segue2).
- inattiva: grado 0
- peggioramento: aumento di 2 gradi o più
- miglioramento: diminuzione di 2 gradi o più
- remissione: inattività per 3 mesi o più senza terapia farmacologica
Significato clinico e indicazioni
Sezione intitolata “Significato clinico e indicazioni”Monitoraggio dell’attività dell’uveite
Sezione intitolata “Monitoraggio dell’attività dell’uveite”Il Laser Flare Meter è un metodo raccomandato per quantificare il flare della camera anteriore nelle linee guida cliniche per l’uveite1). Correla bene con i reperti alla lampada a fessura ed è utile per seguire in modo quantitativo il decorso del trattamento. È particolarmente prezioso nelle seguenti situazioni.
- Rilevazione di sottili cambiamenti infiammatori nell’uveite a bassa attività
- Valutazione quantitativa dell’effetto terapeutico di immunosoppressori e agenti biologici
- Misure di esito nella ricerca clinica
Le malattie più frequenti nell’uveite sono la sarcoidosi (10,7%), la malattia di VKH (malattia di Vogt-Koyanagi-Harada, 7,0%) e l’uveite anteriore acuta (6,6%)1). Queste malattie richiedono un monitoraggio prolungato dell’infiammazione e la valutazione quantitativa con il flare meter è utile per regolare il trattamento.
Valutazione dell’infiammazione dopo intervento di cataratta
Sezione intitolata “Valutazione dell’infiammazione dopo intervento di cataratta”La velocità con cui il valore di flare della camera anteriore torna alla normalità è un indicatore della gestione postoperatoria. Dopo l’intervento di cataratta, in genere inizia a diminuire gradualmente dalla 1ª settimana dopo l’intervento, e si prevede un ritorno nell’intervallo normale (3–7 ph/ms) entro 1–3 mesi dall’intervento3). Un valore di flare persistentemente elevato suggerisce un’infiammazione postoperatoria prolungata o complicanze come l’edema maculare cistoide.
Valutazione dell’effetto degli agenti biologici
Sezione intitolata “Valutazione dell’effetto degli agenti biologici”Nel trattamento dell’uveite con agenti biologici come adalimumab e infliximab, il valore del flare meter viene usato come biomarcatore della risposta al trattamento4). Può rilevare la riacutizzazione e il miglioramento dell’infiammazione in modo più sensibile rispetto alla classificazione con lampada a fessura.
Relazione con i precipitati cheratici (KP)
Sezione intitolata “Relazione con i precipitati cheratici (KP)”
I KP (keratic precipitates, depositi sulla superficie posteriore della cornea) sono depositi e aggregati di globuli bianchi, pigmento dell’iride e globuli rossi nell’umor acqueo sulla superficie posteriore della cornea. Le caratteristiche e la distribuzione dei KP, combinate con i reperti di flare, aiutano a supportare la differenziazione delle malattie.
Di seguito sono riportate le caratteristiche dei KP e le malattie correlate.
| Tipo di KP | Caratteristiche | Malattia sospetta |
|---|---|---|
| KP a grasso di montone (mutton-fat) | Aspetto grande e grasso | Sarcoidosi, malattia di VKH (uveite granulomatosa) |
| KP fini (fine) | Piccole e fini | Uveite non granulomatosa |
| KP bianche | Indica un’infiammazione recente e attiva | Infiammazione intraoculare attiva in corso |
| KP marrone | vecchi KP con pigmento dell’iride | residuo di una vecchia infiammazione (non attiva) |
Anche la distribuzione dei KP è un indizio diagnostico. Di solito si osservano più spesso nella zona triangolare sotto il centro della cornea a causa della convezione dell’umore acqueo. Se si vedono piccoli KP bianchi sparsi fino alla parte superiore, si sospetta una iridociclite eterocromica di Fuchs (sindrome di irite di Fuchs). I KP con aspetto stellato sono caratteristici delle uveiti infettive, come l’irite erpetica.
È particolarmente utile nelle seguenti tre situazioni: 1) follow-up a lungo termine dell’uveite a bassa attività: i sottili cambiamenti infiammatori difficili da rilevare con la graduazione alla lampada a fessura possono essere colti come variazioni dei valori ph/ms. 2) valutazione dell’infiammazione dopo intervento di cataratta: la velocità con cui il valore di flare torna alla normalità permette di confermare in modo oggettivo la risoluzione dell’infiammazione postoperatoria. 3) valutazione degli esiti nella ricerca clinica: viene usato come indicatore quantitativo standard negli studi clinici sui farmaci per l’uveite.
5. Interpretazione e gestione dei risultati dell’esame
Sezione intitolata “5. Interpretazione e gestione dei risultati dell’esame”Di seguito sono riportati criteri di riferimento generali per interpretare i valori del laser flare meter.
- Intervallo normale (3–7 ph/ms): valori di riferimento per adulti sani. Esistono differenze tra dispositivi e tra individui
- Aumento lieve (circa 8–15 ph/ms): può rientrare in un intervallo accettabile come infiammazione di basso grado o risposta fisiologica precoce dopo l’intervento
- Aumento moderato (circa 15–50 ph/ms): si sospetta un’uveite anteriore attiva o un’infiammazione postoperatoria prolungata. Considerare di intensificare i colliri steroidei
- Aumento marcato (50 ph/ms o più): infiammazione grave. Il rischio di deposito di fibrina, sinechie posteriori e aumento della pressione intraoculare è elevato. Usare colliri steroidei come fluorometolone ad alta frequenza (ad esempio ogni ora) e usare colliri di atropina solfato allo 0,5–1% per dilatare la pupilla e paralizzare il muscolo ciliare
Il coefficiente di correlazione tra il valore di flare nell’uveite e la gradazione alla lampada a fessura è considerato circa 0,6–0,8. Con l’aumentare del grado, aumenta anche il valore ph/ms, ma poiché le differenze individuali sono ampie, è più importante seguire nel tempo le variazioni di ciascun paziente che confrontare i valori assoluti5).
Secondo i criteri SUN, la valutazione dell’efficacia del trattamento si basa su una variazione di almeno due gradi2). Con il flare meter, la riduzione del valore ph/ms nelle 1–2 settimane dopo l’inizio del trattamento può essere un indicatore precoce della risposta terapeutica3).
Il principio di gestione dipende dalla malattia di base. In generale, si considerano i seguenti:
- Colliri steroidei: collirio di betametasone 0,1%, collirio di fluorometolone 0,1% e simili. Instillazione frequente 4–12 volte al giorno in base alla gravità dell’infiammazione
- Midriatici: collirio di solfato di atropina 0,5–1% (per prevenire le sinechie posteriori dell’iride e ridurre il dolore paralizzando il muscolo ciliare) oppure collirio di tropicamide 0,5%
- Steroidi per via orale o endovenosa: nei casi gravi, prednisolone orale (0,5–1 mg/kg/die) oppure terapia endovenosa ad alte dosi con metilprednisolone 500–1000 mg/die per 3 giorni
- Immunosoppressori: ciclosporina, tacrolimus, metotrexato e altri sono usati nei casi refrattari
- Biologici: adalimumab (coperto dall’assicurazione per l’uveite non infettiva) e infliximab, tra gli altri
6. Principio di misurazione (dettagli del principio ottico)
Sezione intitolata “6. Principio di misurazione (dettagli del principio ottico)”Il principio ottico del laser flare meter si basa sull’effetto Tyndall.
- Un fascio laser He-Ne (lunghezza d’onda 675 nm) viene indirizzato nella camera anteriore
- La luce viene diffusa dalle particelle proteiche nell’umor acqueo (effetto Tyndall). In un umor acqueo normalmente trasparente, la diffusione è minima, ma quando la concentrazione proteica aumenta, l’effetto Tyndall si intensifica
- La luce diffusa viene ricevuta da un fotomoltiplicatore e convertita in conteggio di fotoni
- Il valore misurato dopo la sottrazione del rumore di fondo (componente di luce non diffusa) diventa il valore di flare della camera anteriore (ph/ms)
- Più alta è la concentrazione proteica, maggiore è la quantità di luce diffusa e più alto è il valore ph/ms
Il principio essenziale del flare meter laser è lo stesso fenomeno fisico osservato con il microscopio a lampada a fessura, il fenomeno di Tyndall, quantificato elettronicamente. Nell’osservazione del flare con la lampada a fessura, anche il percorso della luce appare bianco quando il fascio a fessura attraversa la camera anteriore, per lo stesso meccanismo.
Quando la dimensione delle particelle proteiche è inferiore a 1/10 della lunghezza d’onda del laser, prevale la diffusione di Rayleigh; quando è simile o maggiore, prevale la diffusione di Mie. Le proteine nella camera anteriore (peso molecolare da decine di migliaia a centinaia di migliaia di dalton) mostrano caratteristiche di diffusione vicine al campo della diffusione di Mie. Poiché l’intensità della luce diffusa correla quasi linearmente con la concentrazione proteica, la concentrazione proteica può essere stimata quantitativamente dal valore ph/ms5)6).
7. Ricerche più recenti e prospettive future
Sezione intitolata “7. Ricerche più recenti e prospettive future”- Quantificazione del flare della camera anteriore con OCT del segmento anteriore: Si sta tentando una quantificazione tramite immagini della dispersione della luce nella camera anteriore utilizzando l’OCT del segmento anteriore (AS-OCT). La ricerca sta avanzando come alternativa nelle strutture in cui il flare meter laser non è ampiamente disponibile7)
- Applicazione alla valutazione dell’effetto dei farmaci biologici: Nel trattamento dell’uveite non infettiva con farmaci biologici come adalimumab e infliximab, i valori del flare meter sono studiati come indicatore precoce della risposta al trattamento4)
- Classificazione automatica del flare dalle immagini alla lampada a fessura tramite IA: La classificazione automatica del flare basata sul machine learning dalle fotografie alla lampada a fessura è ancora in fase di ricerca. In futuro si prevede una standardizzazione oggettiva della classificazione soggettiva
- Uso esteso nella valutazione dell’infiammazione dopo occhio secco e chirurgia del glaucoma: Sono state riportate applicazioni per valutare la microinfiammazione della camera anteriore associata all’occhio secco e per monitorare l’infiammazione dopo trabeculectomia8)
8. Riferimenti
Sezione intitolata “8. Riferimenti”- 日本眼炎症学会ぶどう膜炎診療ガイドライン作成委員会. ぶどう膜炎診療ガイドライン. 日眼会誌. 2019;123(6):635-696.
- Jabs DA, Nussenblatt RB, Rosenbaum JT, Standardization of Uveitis Nomenclature (SUN) Working Group. Standardization of uveitis nomenclature for reporting clinical data. Results of the First International Workshop. American journal of ophthalmology. 2005;140(3):509-16. doi:10.1016/j.ajo.2005.03.057. PMID:16196117; PMCID:PMC8935739.
- Oshika T, Yoshimura K, Miyata N. Postsurgical inflammation after phacoemulsification and extracapsular extraction with soft or conventional intraocular lens implantation. Journal of cataract and refractive surgery. 1992;18(4):356-61. doi:10.1016/s0886-3350(13)80071-5. PMID:1501087.
- Díaz-Llopis M, Salom D, Garcia-de-Vicuña C, Cordero-Coma M, Ortega G, Ortego N, et al. Treatment of refractory uveitis with adalimumab: a prospective multicenter study of 131 patients. Ophthalmology. 2012;119(8):1575-81. doi:10.1016/j.ophtha.2012.02.018. PMID:22525047.
- Sawa M, Tsurimaki Y, Tsuru T, Shimizu H. New quantitative method to determine protein concentration and cell number in aqueous in vivo. Jpn J Ophthalmol. 1988;32(2):132-142. PMID: 3054216.
- Ladas JG, Wheeler NC, Morhun PJ, Rimmer SO, Holland GN. Laser flare-cell photometry: methodology and clinical applications. Survey of ophthalmology. 2005;50(1):27-47. doi:10.1016/j.survophthal.2004.10.004. PMID:15621076.
- Agarwal A, Ashokkumar D, Jacob S, Agarwal A, Saravanan Y. High-speed optical coherence tomography for imaging anterior chamber inflammatory reaction in uveitis: clinical correlation and grading. American journal of ophthalmology. 2009;147(3):413-416.e3. doi:10.1016/j.ajo.2008.09.024. PMID:19054493.
- Ayala M. Laser flare photometry: a useful tool for glaucoma management. J Glaucoma. 2012;21(5):343-347.