為了探討兔眼前節內前后房壓強差隨時間變化的規律，設計了一套前后房壓強差在體測量裝置。利用連通器原理，搭建在體測量眼內前后房壓強差的平臺。通過注射復方卡波姆升高眼壓的方法構建高眼壓兔眼模型，實現正常和高眼壓兔眼的前后房壓強差的在體 24 小時連續測量。設計的本裝置對于眼內微小的壓強差會產生比較敏感的反應。正常兔眼前后房壓強差隨時間變化，一天的變化范圍為 5.84～96.84 Pa，反映出生理性規律的存在。高眼壓性兔眼多呈現前房壓強高于后房壓強的狀況，符合自適應性調整學說。本文所設計的方法和裝置可以較好地實現眼內前后房壓強差的測量，且前后房壓強差在一天當中隨時間呈規律性變化。
引用本文： 宋紅芳, 王文佳, 楊紅玉, 劉志成. 眼內前后房壓強差在體連續測量的實驗研究. 生物醫學工程學雜志, 2018, 35(3): 390-395. doi: 10.7507/1001-5515.201611020 復制
引言
青光眼是一系列令視神經受到永久性破壞的眼疾統稱，而病理性的眼內壓升高是重要的危險因素之一，是臨床上對青光眼進行診治的第一個必查指標，也是實施眼內灌注的決定因素[1]。
房水產生速度、房角處的流出阻力和鞏膜路徑上的流動是決定眼內壓的因素，房水流動不暢和房角吸收減少是高眼內壓出現的主要原因。正常情況下房水是無色透明的液體，由睫狀突產生，經由后房穿過瞳孔到達前房，再由前房角進入鞏膜靜脈竇，借此匯入眼靜脈。因某種原因，房水流動受阻或者房水循流狀態改變，一直被公認為是閉角型青光眼發生的主要力學原因之一[2-3]。房水流出阻力增加產生瞳孔阻滯，瞳孔阻滯力的存在使得后房壓力上升，前后房壓強差（pressure difference between the anterior and the posterior chambers，PDAP）增大，虹膜受壓向前隆起，形成前凸曲線剖面，虹膜膨隆到關閉房角時，就形成閉角型青光眼。
前后房壓強差是克服瞳孔阻滯力、維持房水流動的唯一動力，瞳孔阻滯加重時前后房壓強梯度會增大，因此認識前后房壓強差的變化規律對青光眼的早期診斷和治療有重要意義。但由于眼內結構的復雜性，前后房空間有限，前后房壓強差很小，理論估計不超過 300 Pa[4]。目前對于在體眼前后房壓強差的文獻報道很少，且大多集中于前房和后房壓強的分別測量。
臨床上對于前房內壓強的測量，多采用各式的無創眼壓計，但因為個體角膜厚度、曲率半徑以及眼球壁硬度系數的不同，會給測量結果造成很大干擾[5]，且結果不穩定。更準確的測量應該是眼內直接測量。賈莉君等[6]采用二道生理記錄儀，通過張力絲傳感器，用前房穿刺法檢測兔眼前房的壓力值。張虹等[7]用 Tono-Pen 眼壓計對兔眼前房中央區的壓強值進行了測量。McLaren 等[8]采用遙測的方法連續 24 小時測量了眼前房內壓強。Campos 等[9]也采用前房穿刺的方法，使用壓力傳感器測量了眼內壓強由人為加大到 60 mm Hg 再逐漸恢復到正常值的眼壓變化情況。全海英等[10]用前房穿刺的方法，在體連續測量了 24 小時正常兔眼前房壓強。這些研究工作為本文的眼內前后房壓強差測量奠定了技術基礎和對比驗證數據。
由于眼睛后房很小，加上測量條件、手段和方法學等方面的限制，國內外對于眼后房壓強的在體測量很少報道。Schnell 等[11]在兔眼玻璃體中植入遙測傳感器連續 24 小時測量患有青光眼兔子的眼內壓。Schnakenberg 等[12]采用硅膠囊式的傳感器進行后房在體測量。Lu 等[13]提出通過手術用植入傳感器的人工晶狀體替代正常晶狀體，再利用遙感技術測量后房眼壓。
本課題組前期通過離體實驗測算出正常情況下，前后房壓強差的范圍不超過 300 Pa[14]；用 Millar 微型壓力傳感器穿刺前后房，即將傳感器穿刺兔眼前房和由前房通過瞳孔穿刺后房的方法，在體測量了兔眼前后房壓強差[15]。在此原理基礎上，本文改變后房穿刺方法，用靜脈留置針直接穿刺后房，分別對正常兔眼和高眼壓兔眼進行了連續 24 小時的前后房壓強差監測。
1 方法
1.1 前后房壓強差測量裝置的設計與制作
本研究中前后房壓強差測量裝置原理如圖 1 所示。A、C 分別代表眼球的后房、前房，B 為空氣壓力傳感器，其兩端的 V1、V2 為傳感器內互不連通的密閉導管，且不與大氣相通，內充有等體積空氣。在 A 與 B 腔體間、B 與 C 腔體間為半徑、長度都相等的雙向開口剛性材料導管，并充滿等量生理鹽水 L1、L2，生理鹽水的液面高度應當相同，這樣壓力傳感器兩側壓強差為 0 Pa。注滿生理鹽水的穿刺留置針分別插入兔眼前房和后房，這樣前房和后房的壓力就會傳遞到壓力傳感器兩側，從而可以計算它們的壓力差。
圖1
測量裝置原理圖
Figure1.
Principle diagram of measurement device
即，在測量中的任意時刻，
，
。其中，
為生理鹽水密度，g為重力加速度，
為傳感器左邊壓力，
為傳感器右邊壓力，從而得到 A、C 腔體的壓強差為：
。
由于現有的液體差壓傳感器最高精度是滿量程的 5‰，量程最小的儀器也有 4～5 kPa，而眼內前后房壓強差理論值小于 300 Pa，無法實現準確測量，因此，我們采用精度達到帕斯卡級的 CP300 型空氣壓力傳感器，按照上述原理進行改裝來測量前后房壓強差。具體做法是：與傳感器相連的空氣通過三通管先與大氣連接，實驗時在壓力傳感器兩側的空氣腔內分別加壓至 1.5 個標準大氣壓（1 標準大氣壓 = 101.325 kPa），然后打開三通管泄壓至 1 個標準大氣壓。如此反復三次，使得空氣腔內的氣壓穩定。關閉三通管，封閉壓力傳感器兩側空氣。空氣與生理鹽水之間由薄膜隔離，注入等量的生理鹽水后產生高度相同的液面，這樣使得壓力傳感器兩側壓強差為 0 Pa，薄膜變形也趨于穩定。
對于搭建的測量裝置平臺，利用 CP300 空氣壓差傳感器進行校正。借助 100 mL 量筒蒸餾水進行校正，校正結果表明這套裝置對于眼內微小的壓差會產生比較敏感的反應。
1.2 高眼壓性兔眼模型的制備
本文采用前房注射復方卡波姆溶液的方法制備高眼壓性動物模型。這種方法可使眼壓平穩持續升高，隨著時間的增加，出現青光眼特征性表現，其視網膜電圖、組織病理學檢查等發現與長期慢性高眼壓病理變化類似，并且與臨床青光眼對視神經的損害類似[16]。
選用健康成年新西蘭白兔 10 只，2.0～2.5 kg/只，無可見外眼疾病，結膜無充血，角膜房水清亮，虹膜淡粉色且放射狀紋理清晰可見，瞳孔圓且大小適度，晶狀體正位，普通級，由首都醫科大學動物部提供。主要藥品和試劑為：卡波姆 940GE 粉末和地塞米松磷酸鈉注射液，按照一定比例配置成 0.3% 的復方卡波姆溶液；3% 的戊巴比妥鈉溶液；規格為“5 mL∶0.1 g”的鹽酸利多卡因注射液；規格為“1 mL∶5 mg”的地塞米松磷酸鈉注射液。高眼壓兔眼模型制備的實驗操作過程如下：
（1）取兔稱重，固定于兔臺上，3% 的戊巴比妥鈉按照 1.5 mL/kg 的劑量經耳緣靜脈注射全身麻醉，雙眼滴適量鹽酸利多卡因局部麻醉。
（2）右眼（R）作為實驗眼：用 1 mL 注射器從兔眼顳側角鞏膜緣處進針，緩慢抽取房水 0.1 mL，拔針后用棉簽摁壓針眼；換用盛有復方卡波姆的 1 mL 注射器由原針眼處進針，直至針頭到達瞳孔正上方，緩慢注入 0.1 mL 復方卡波姆，拔針后用棉簽按壓針眼，復方卡波姆可迅速成為黏膠狀而不返流，阻塞房角和小梁網等處房水的正常排出而升高眼內壓。
（3）左眼（L）作為對照眼：用 1 mL 注射器從顳側角鞏膜緣處進針，緩慢抽取房水 0.1 mL，拔針后用棉簽摁壓針眼；換用盛有生理鹽水的 1 mL 注射器由原針眼處進針，直至針頭到達瞳孔正上方，緩慢注入 0.1 mL 生理鹽水，拔針后用棉簽按壓針眼 10 s 左右防止水分沿針眼外流。
（4）術后每天同一時間段利用回彈式眼壓計測量雙眼眼壓，實驗眼眼壓穩定升高（> 22 mm Hg）7 d 以上且眼壓穩定為造模成功。
10 只兔隨機編號 1～10，術后監測眼壓發現 1～5、7～10 號高眼壓模型穩定，造模成功率為 90%。6 號兔實驗眼眼壓進行性降低，對照眼眼壓術后前 3 天穩定在 1 250 Pa 左右，第 4 天開始眼壓驟降并死亡。造模成功的 9 只兔眼，術后 3 天實驗眼眼壓開始升高，直至第 8 天左右穩定，之后在 3 100 Pa 左右波動，而對照眼眼壓值則穩定在 1 414.0 Pa 上下，實驗眼眼壓值比對照眼平均升高 1 199.9 Pa（如圖 2 所示）。
圖2
高眼壓兔眼的術后眼壓值
Figure2.
Intraocular pressure of high intraocular pressure eyes after surgery
1.3 兔眼前后房壓強差的 24 小時測量
本文采用前房穿刺和后房直接穿刺聯合的方法，在新搭建的前后房壓強差測量裝置平臺上對正常兔眼和高眼壓性兔眼前后房壓強差進行 24 小時的連續監測。
20% 的烏拉坦用于全麻；規格為“2 mL∶10 mg”的地西泮注射液靜注用于輔助全麻；規格為“5 mL∶0.1 g”的鹽酸利多卡因注射液用于局麻點眼；5% 的葡萄糖注射液用于營養補充；同時，HARVARD PHD 2000 微量注射泵用于間斷性的兔眼局麻給藥。
前后房壓強差測量實驗過程如下：
（1）取兔稱重，固定于兔臺上，按照 7.5 mL/kg 的劑量經耳緣靜脈注射 20% 的烏拉坦進行全身麻醉，5～8 min 后觀察到兔子全身肌肉松弛、呼吸平穩、角膜反應遲鈍后，依據兔的平均體重 2.5 kg，追加注射地西泮 1 mL；如角膜還有反射，在眼球表面滴兩滴鹽酸利多卡因注射液進行局部麻醉。
（2）用眼科鑷夾住眼球結膜，將靜脈留置針自角鞏膜緣處進針，約 5° 角傾斜向上滑行，針頭到達瞳孔正上方時停止。停留幾分鐘后等待房水補充一部分，以同樣的方法穿刺后房，從角鞏膜緣外周 1～1.5 mm 處斜行進針，穿透鞏膜，使針水平滑行于虹膜下進入后房（如圖 3 所示）。
（3）壓力平衡后 Chart 軟件開始記錄測量數據。觀察兔子麻醉狀態，每隔 6 小時追加 2.5 mg 地西泮注射液，實驗中發現給藥過量可導致兔共濟失調、震顫等；同時微量注射泵定時注射鹽酸利多卡局麻角膜，實驗發現局部給藥過于頻繁時可導致眼部肌肉震顫、呼吸抑制等現象。
（4）長時間麻醉兔子，需要給其及時補充能量、體液，靜脈點滴葡萄糖注射液。每只兔子 24 小時內靜脈滴注的藥液成分及用量為生理鹽水 350 mL 和 5% 的葡萄糖溶液 100 mL。
圖3
穿刺路徑示意圖
Figure3.
Diagram of puncture path
2 結果
2.1 正常眼壓實驗測量結果
由于后房體積太小，靜脈留置針的可動范圍極其有限等原因，得到有效兔眼實驗數據 5 只，測得的眼前后房壓強差數據經過濾波、去噪處理，得到圖 4 正常兔眼前后房壓強差 24 小時的平均值。
可以看出一天當中隨著時間變化前后房壓強差也在變化，大致規律是白天壓強差較大，晚上壓強差較小，但在中午時分也出現了較低的壓強差。最大值出現在上午 8 時，為 96.84 Pa，10 時和 17 時也出現了較大的數值，分別為 93.54 Pa 和 89.52 Pa，平均壓強差為 33.6 Pa。
圖4
正常兔眼前后房壓強差在 24 小時內的平均值變化
Figure4.
Variation of average PDAP during 24 hours in normal rabbit eye
2.2 高眼壓實驗測量結果
本實驗獲得有效的高眼壓兔眼實驗數據 5 只，測得的高眼壓眼前后房壓強差數據經過濾波、去噪處理，得到圖 5 高眼壓兔眼前后房壓強差 24 小時的平均值。
圖5
高眼壓性兔眼前后房壓強差在 24 小時內的平均值變化
Figure5.
Variation of average PDAP during 24 hours in high intraocular pressure rabbit eye
可以看出隨著時間變化一天當中前后房壓強差也在變化，大致規律是白天絕對壓強差較大，晚上絕對壓強差較小，并且前后房壓強差大多出現負值，即前房壓強高于后房壓強。絕對值最大值出現在上午 7 時，為 70.44 Pa，9 時和 19 時也出現了較大的數值，分別為–65.01 Pa 和 70.37 Pa，絕對值平均為 27.785 Pa。
3 討論
由于正常眼壓的兔眼眼內壓強差很小，理論上小于 300 Pa，前后房空間有限，加大了測量難度，沒有裝置可以在體測量。本文研制的實驗裝置將傳感器分別植入前房和后房，實時監測壓強差的變化，精度在可控范圍內。為了驗證裝置的可靠性，我們將傳感器單獨植入前房，測得的前房壓強最大值為 2 740 Pa，而賈莉君等[6]采用二道生理儀通過張力絲傳感器前房穿刺測得壓強值為 2 600 Pa 左右，張虹等[7]用 Tono-Pen 眼壓計測得兔眼前房中央區的壓強值為 2 580 Pa 左右，文獻數據在一定程序上驗證了我們裝置的可靠性。
正常兔眼前后房壓強差在一天當中隨時間變化，變化范圍為 5.84～96.84 Pa，白天壓強差較大，晚上壓強差較小，上午 8 時出現最大值。李婷[15]用 Millar 微型壓力傳感器穿刺兔眼前房和經前房過瞳孔穿刺后房，在體測量了兔眼前后房壓強差值，測得中午 13 時至晚上 21 時的前后房壓強差在 60～80 Pa 范圍內，與本實驗結果在同一數量級。
同時，兔眼后房空間太小，穿刺的靜脈留置針可動范圍極其有限，穿刺過程中極易損壞虹膜；長時間麻醉兔子，呼吸、心跳、麻醉減輕等都可能使靜脈留置針脫出，實驗過程中兔子耐受性等也影響了實驗數據的有效數量，只獲得了 5 只兔子的有效數據。后續工作可以增大樣本量，驗證本文結果。
目前，關于導致眼內壓增高和出現青光眼癥狀的原因有多種說法，機制仍不夠明確。當房水正常的排出受到阻礙時，會產生病理性高眼壓，如瞳孔阻滯、房水流動不暢、房角閉鎖、小梁網流出阻力增加、炎癥等。本研究采用阻礙房水流出通道的眼內注射藥物方法造模，也就是通過阻塞房角處的房水正常排出而升高眼壓。所取 10 只樣本 9 只成功，成功率達 90%。且術后前房反應輕，無眼內炎、晶狀體脫位等并發癥，術后 3 天眼壓開始升高，第 8 天穩定。任燕如等[16]有研究報道，該方法建立的高眼壓模型對視神經的損傷類似于臨床青光眼病理變化。我們團隊[17]為了觀察造模效果，也對正常眼球和高眼壓眼球分別進行了固定、脫水、石蠟切片、蘇木精—伊紅染色等操作，發現兩組間角膜、視網膜、眼球壁和房角都有明顯差別。
高眼壓兔眼前后房壓強差的 24 小時連續測量發現，一天當中不同時段出現不同數值，且大多時段出現負值，即前房壓強高于后房壓強。這與 Pavlin 等[18]最先提出的自適應性調整學說一致，即由于自適應性調整出現了壓強反轉，虹膜向更凹的方向變形。因為我們是在造模成功 12 天后做的壓強差測量實驗，所以原因可能是連續多天的高眼壓使得組織發生了自適應性調整，出現了反向瞳孔阻滯所致。虹膜表面出現凹陷引起色素釋放，因而在臨床上色素性青光眼角膜內面出現色素帶[19]。引起虹膜凹陷的原因雖不十分清楚，但 Karickhoff[20]提出的反向瞳孔阻滯，即前房壓強高于后房壓強導致虹膜緊貼于晶狀體上，房水不能從后房流入前房而產生瞳孔阻滯，足以解釋這個問題。
關于前房內壓強為何升高有許多理論，如行走、頭的某種方位、眼球的運動都可以導致虹膜與晶狀體間的開與關。Heys 等[21]通過建立虹膜與房水間的數學模型，也分析了這種自適應性調整對虹膜位置和房水壓力分布的影響。
4 結論
本研究旨在探討正常和高眼壓性眼前節內房水的壓力測量。為此我們利用連通器原理，搭建了在體測量眼內前后房壓強差的平臺。利用此裝置，實現了在體 24 小時兔眼前后房壓強差的連續測量。利用連通器原理搭建在體前后房壓強差測量裝置的目的是要獲取隨時間變化的前后房壓強差實驗數據。本文將空氣差壓傳感器進行改裝，并在前房和后房分別置入傳感器，滿足了小力學量小空間內壓強差的測量，經過體外實驗校正，證明了該裝置的可靠性。
利用搭建的平臺，對正常兔眼前后房壓強差進行了 24 小時測量，結果顯示一天中此壓強差隨時間在不斷變化，白天壓強差較大，晚上壓強差較小，變化范圍為 5.84～96.84 Pa，反映出生理性規律的存在。
通過前房注射復方卡波姆升高眼壓的方法，成功率高，眼壓值高，維持時間長，說明這是一種很好的高眼壓造模方法。在此基礎上，利用搭建的平臺，對高眼壓眼進行了 24 小時壓強差測量，變化范圍為－65.01～70.44 Pa，結果多呈現前房壓強高于后房壓強的狀況，與前人發表的自適應性調整學說一致。
引言
青光眼是一系列令視神經受到永久性破壞的眼疾統稱，而病理性的眼內壓升高是重要的危險因素之一，是臨床上對青光眼進行診治的第一個必查指標，也是實施眼內灌注的決定因素[1]。
房水產生速度、房角處的流出阻力和鞏膜路徑上的流動是決定眼內壓的因素，房水流動不暢和房角吸收減少是高眼內壓出現的主要原因。正常情況下房水是無色透明的液體，由睫狀突產生，經由后房穿過瞳孔到達前房，再由前房角進入鞏膜靜脈竇，借此匯入眼靜脈。因某種原因，房水流動受阻或者房水循流狀態改變，一直被公認為是閉角型青光眼發生的主要力學原因之一[2-3]。房水流出阻力增加產生瞳孔阻滯，瞳孔阻滯力的存在使得后房壓力上升，前后房壓強差（pressure difference between the anterior and the posterior chambers，PDAP）增大，虹膜受壓向前隆起，形成前凸曲線剖面，虹膜膨隆到關閉房角時，就形成閉角型青光眼。
前后房壓強差是克服瞳孔阻滯力、維持房水流動的唯一動力，瞳孔阻滯加重時前后房壓強梯度會增大，因此認識前后房壓強差的變化規律對青光眼的早期診斷和治療有重要意義。但由于眼內結構的復雜性，前后房空間有限，前后房壓強差很小，理論估計不超過 300 Pa[4]。目前對于在體眼前后房壓強差的文獻報道很少，且大多集中于前房和后房壓強的分別測量。
臨床上對于前房內壓強的測量，多采用各式的無創眼壓計，但因為個體角膜厚度、曲率半徑以及眼球壁硬度系數的不同，會給測量結果造成很大干擾[5]，且結果不穩定。更準確的測量應該是眼內直接測量。賈莉君等[6]采用二道生理記錄儀，通過張力絲傳感器，用前房穿刺法檢測兔眼前房的壓力值。張虹等[7]用 Tono-Pen 眼壓計對兔眼前房中央區的壓強值進行了測量。McLaren 等[8]采用遙測的方法連續 24 小時測量了眼前房內壓強。Campos 等[9]也采用前房穿刺的方法，使用壓力傳感器測量了眼內壓強由人為加大到 60 mm Hg 再逐漸恢復到正常值的眼壓變化情況。全海英等[10]用前房穿刺的方法，在體連續測量了 24 小時正常兔眼前房壓強。這些研究工作為本文的眼內前后房壓強差測量奠定了技術基礎和對比驗證數據。
由于眼睛后房很小，加上測量條件、手段和方法學等方面的限制，國內外對于眼后房壓強的在體測量很少報道。Schnell 等[11]在兔眼玻璃體中植入遙測傳感器連續 24 小時測量患有青光眼兔子的眼內壓。Schnakenberg 等[12]采用硅膠囊式的傳感器進行后房在體測量。Lu 等[13]提出通過手術用植入傳感器的人工晶狀體替代正常晶狀體，再利用遙感技術測量后房眼壓。
本課題組前期通過離體實驗測算出正常情況下，前后房壓強差的范圍不超過 300 Pa[14]；用 Millar 微型壓力傳感器穿刺前后房，即將傳感器穿刺兔眼前房和由前房通過瞳孔穿刺后房的方法，在體測量了兔眼前后房壓強差[15]。在此原理基礎上，本文改變后房穿刺方法，用靜脈留置針直接穿刺后房，分別對正常兔眼和高眼壓兔眼進行了連續 24 小時的前后房壓強差監測。
1 方法
1.1 前后房壓強差測量裝置的設計與制作
本研究中前后房壓強差測量裝置原理如圖 1 所示。A、C 分別代表眼球的后房、前房，B 為空氣壓力傳感器，其兩端的 V1、V2 為傳感器內互不連通的密閉導管，且不與大氣相通，內充有等體積空氣。在 A 與 B 腔體間、B 與 C 腔體間為半徑、長度都相等的雙向開口剛性材料導管，并充滿等量生理鹽水 L1、L2，生理鹽水的液面高度應當相同，這樣壓力傳感器兩側壓強差為 0 Pa。注滿生理鹽水的穿刺留置針分別插入兔眼前房和后房，這樣前房和后房的壓力就會傳遞到壓力傳感器兩側，從而可以計算它們的壓力差。
圖1
測量裝置原理圖
Figure1.
Principle diagram of measurement device
即，在測量中的任意時刻，
，
。其中，
為生理鹽水密度，g為重力加速度，
為傳感器左邊壓力，
為傳感器右邊壓力，從而得到 A、C 腔體的壓強差為：
。
由于現有的液體差壓傳感器最高精度是滿量程的 5‰，量程最小的儀器也有 4～5 kPa，而眼內前后房壓強差理論值小于 300 Pa，無法實現準確測量，因此，我們采用精度達到帕斯卡級的 CP300 型空氣壓力傳感器，按照上述原理進行改裝來測量前后房壓強差。具體做法是：與傳感器相連的空氣通過三通管先與大氣連接，實驗時在壓力傳感器兩側的空氣腔內分別加壓至 1.5 個標準大氣壓（1 標準大氣壓 = 101.325 kPa），然后打開三通管泄壓至 1 個標準大氣壓。如此反復三次，使得空氣腔內的氣壓穩定。關閉三通管，封閉壓力傳感器兩側空氣。空氣與生理鹽水之間由薄膜隔離，注入等量的生理鹽水后產生高度相同的液面，這樣使得壓力傳感器兩側壓強差為 0 Pa，薄膜變形也趨于穩定。
對于搭建的測量裝置平臺，利用 CP300 空氣壓差傳感器進行校正。借助 100 mL 量筒蒸餾水進行校正，校正結果表明這套裝置對于眼內微小的壓差會產生比較敏感的反應。
1.2 高眼壓性兔眼模型的制備
本文采用前房注射復方卡波姆溶液的方法制備高眼壓性動物模型。這種方法可使眼壓平穩持續升高，隨著時間的增加，出現青光眼特征性表現，其視網膜電圖、組織病理學檢查等發現與長期慢性高眼壓病理變化類似，并且與臨床青光眼對視神經的損害類似[16]。
選用健康成年新西蘭白兔 10 只，2.0～2.5 kg/只，無可見外眼疾病，結膜無充血，角膜房水清亮，虹膜淡粉色且放射狀紋理清晰可見，瞳孔圓且大小適度，晶狀體正位，普通級，由首都醫科大學動物部提供。主要藥品和試劑為：卡波姆 940GE 粉末和地塞米松磷酸鈉注射液，按照一定比例配置成 0.3% 的復方卡波姆溶液；3% 的戊巴比妥鈉溶液；規格為“5 mL∶0.1 g”的鹽酸利多卡因注射液；規格為“1 mL∶5 mg”的地塞米松磷酸鈉注射液。高眼壓兔眼模型制備的實驗操作過程如下：
（1）取兔稱重，固定于兔臺上，3% 的戊巴比妥鈉按照 1.5 mL/kg 的劑量經耳緣靜脈注射全身麻醉，雙眼滴適量鹽酸利多卡因局部麻醉。
（2）右眼（R）作為實驗眼：用 1 mL 注射器從兔眼顳側角鞏膜緣處進針，緩慢抽取房水 0.1 mL，拔針后用棉簽摁壓針眼；換用盛有復方卡波姆的 1 mL 注射器由原針眼處進針，直至針頭到達瞳孔正上方，緩慢注入 0.1 mL 復方卡波姆，拔針后用棉簽按壓針眼，復方卡波姆可迅速成為黏膠狀而不返流，阻塞房角和小梁網等處房水的正常排出而升高眼內壓。
（3）左眼（L）作為對照眼：用 1 mL 注射器從顳側角鞏膜緣處進針，緩慢抽取房水 0.1 mL，拔針后用棉簽摁壓針眼；換用盛有生理鹽水的 1 mL 注射器由原針眼處進針，直至針頭到達瞳孔正上方，緩慢注入 0.1 mL 生理鹽水，拔針后用棉簽按壓針眼 10 s 左右防止水分沿針眼外流。
（4）術后每天同一時間段利用回彈式眼壓計測量雙眼眼壓，實驗眼眼壓穩定升高（> 22 mm Hg）7 d 以上且眼壓穩定為造模成功。
10 只兔隨機編號 1～10，術后監測眼壓發現 1～5、7～10 號高眼壓模型穩定，造模成功率為 90%。6 號兔實驗眼眼壓進行性降低，對照眼眼壓術后前 3 天穩定在 1 250 Pa 左右，第 4 天開始眼壓驟降并死亡。造模成功的 9 只兔眼，術后 3 天實驗眼眼壓開始升高，直至第 8 天左右穩定，之后在 3 100 Pa 左右波動，而對照眼眼壓值則穩定在 1 414.0 Pa 上下，實驗眼眼壓值比對照眼平均升高 1 199.9 Pa（如圖 2 所示）。
圖2
高眼壓兔眼的術后眼壓值
Figure2.
Intraocular pressure of high intraocular pressure eyes after surgery
1.3 兔眼前后房壓強差的 24 小時測量
本文采用前房穿刺和后房直接穿刺聯合的方法，在新搭建的前后房壓強差測量裝置平臺上對正常兔眼和高眼壓性兔眼前后房壓強差進行 24 小時的連續監測。
20% 的烏拉坦用于全麻；規格為“2 mL∶10 mg”的地西泮注射液靜注用于輔助全麻；規格為“5 mL∶0.1 g”的鹽酸利多卡因注射液用于局麻點眼；5% 的葡萄糖注射液用于營養補充；同時，HARVARD PHD 2000 微量注射泵用于間斷性的兔眼局麻給藥。
前后房壓強差測量實驗過程如下：
（1）取兔稱重，固定于兔臺上，按照 7.5 mL/kg 的劑量經耳緣靜脈注射 20% 的烏拉坦進行全身麻醉，5～8 min 后觀察到兔子全身肌肉松弛、呼吸平穩、角膜反應遲鈍后，依據兔的平均體重 2.5 kg，追加注射地西泮 1 mL；如角膜還有反射，在眼球表面滴兩滴鹽酸利多卡因注射液進行局部麻醉。
（2）用眼科鑷夾住眼球結膜，將靜脈留置針自角鞏膜緣處進針，約 5° 角傾斜向上滑行，針頭到達瞳孔正上方時停止。停留幾分鐘后等待房水補充一部分，以同樣的方法穿刺后房，從角鞏膜緣外周 1～1.5 mm 處斜行進針，穿透鞏膜，使針水平滑行于虹膜下進入后房（如圖 3 所示）。
（3）壓力平衡后 Chart 軟件開始記錄測量數據。觀察兔子麻醉狀態，每隔 6 小時追加 2.5 mg 地西泮注射液，實驗中發現給藥過量可導致兔共濟失調、震顫等；同時微量注射泵定時注射鹽酸利多卡局麻角膜，實驗發現局部給藥過于頻繁時可導致眼部肌肉震顫、呼吸抑制等現象。
（4）長時間麻醉兔子，需要給其及時補充能量、體液，靜脈點滴葡萄糖注射液。每只兔子 24 小時內靜脈滴注的藥液成分及用量為生理鹽水 350 mL 和 5% 的葡萄糖溶液 100 mL。
圖3
穿刺路徑示意圖
Figure3.
Diagram of puncture path
2 結果
2.1 正常眼壓實驗測量結果
由于后房體積太小，靜脈留置針的可動范圍極其有限等原因，得到有效兔眼實驗數據 5 只，測得的眼前后房壓強差數據經過濾波、去噪處理，得到圖 4 正常兔眼前后房壓強差 24 小時的平均值。
可以看出一天當中隨著時間變化前后房壓強差也在變化，大致規律是白天壓強差較大，晚上壓強差較小，但在中午時分也出現了較低的壓強差。最大值出現在上午 8 時，為 96.84 Pa，10 時和 17 時也出現了較大的數值，分別為 93.54 Pa 和 89.52 Pa，平均壓強差為 33.6 Pa。
圖4
正常兔眼前后房壓強差在 24 小時內的平均值變化
Figure4.
Variation of average PDAP during 24 hours in normal rabbit eye
2.2 高眼壓實驗測量結果
本實驗獲得有效的高眼壓兔眼實驗數據 5 只，測得的高眼壓眼前后房壓強差數據經過濾波、去噪處理，得到圖 5 高眼壓兔眼前后房壓強差 24 小時的平均值。
圖5
高眼壓性兔眼前后房壓強差在 24 小時內的平均值變化
Figure5.
Variation of average PDAP during 24 hours in high intraocular pressure rabbit eye
可以看出隨著時間變化一天當中前后房壓強差也在變化，大致規律是白天絕對壓強差較大，晚上絕對壓強差較小，并且前后房壓強差大多出現負值，即前房壓強高于后房壓強。絕對值最大值出現在上午 7 時，為 70.44 Pa，9 時和 19 時也出現了較大的數值，分別為–65.01 Pa 和 70.37 Pa，絕對值平均為 27.785 Pa。
3 討論
由于正常眼壓的兔眼眼內壓強差很小，理論上小于 300 Pa，前后房空間有限，加大了測量難度，沒有裝置可以在體測量。本文研制的實驗裝置將傳感器分別植入前房和后房，實時監測壓強差的變化，精度在可控范圍內。為了驗證裝置的可靠性，我們將傳感器單獨植入前房，測得的前房壓強最大值為 2 740 Pa，而賈莉君等[6]采用二道生理儀通過張力絲傳感器前房穿刺測得壓強值為 2 600 Pa 左右，張虹等[7]用 Tono-Pen 眼壓計測得兔眼前房中央區的壓強值為 2 580 Pa 左右，文獻數據在一定程序上驗證了我們裝置的可靠性。
正常兔眼前后房壓強差在一天當中隨時間變化，變化范圍為 5.84～96.84 Pa，白天壓強差較大，晚上壓強差較小，上午 8 時出現最大值。李婷[15]用 Millar 微型壓力傳感器穿刺兔眼前房和經前房過瞳孔穿刺后房，在體測量了兔眼前后房壓強差值，測得中午 13 時至晚上 21 時的前后房壓強差在 60～80 Pa 范圍內，與本實驗結果在同一數量級。
同時，兔眼后房空間太小，穿刺的靜脈留置針可動范圍極其有限，穿刺過程中極易損壞虹膜；長時間麻醉兔子，呼吸、心跳、麻醉減輕等都可能使靜脈留置針脫出，實驗過程中兔子耐受性等也影響了實驗數據的有效數量，只獲得了 5 只兔子的有效數據。后續工作可以增大樣本量，驗證本文結果。
目前，關于導致眼內壓增高和出現青光眼癥狀的原因有多種說法，機制仍不夠明確。當房水正常的排出受到阻礙時，會產生病理性高眼壓，如瞳孔阻滯、房水流動不暢、房角閉鎖、小梁網流出阻力增加、炎癥等。本研究采用阻礙房水流出通道的眼內注射藥物方法造模，也就是通過阻塞房角處的房水正常排出而升高眼壓。所取 10 只樣本 9 只成功，成功率達 90%。且術后前房反應輕，無眼內炎、晶狀體脫位等并發癥，術后 3 天眼壓開始升高，第 8 天穩定。任燕如等[16]有研究報道，該方法建立的高眼壓模型對視神經的損傷類似于臨床青光眼病理變化。我們團隊[17]為了觀察造模效果，也對正常眼球和高眼壓眼球分別進行了固定、脫水、石蠟切片、蘇木精—伊紅染色等操作，發現兩組間角膜、視網膜、眼球壁和房角都有明顯差別。
高眼壓兔眼前后房壓強差的 24 小時連續測量發現，一天當中不同時段出現不同數值，且大多時段出現負值，即前房壓強高于后房壓強。這與 Pavlin 等[18]最先提出的自適應性調整學說一致，即由于自適應性調整出現了壓強反轉，虹膜向更凹的方向變形。因為我們是在造模成功 12 天后做的壓強差測量實驗，所以原因可能是連續多天的高眼壓使得組織發生了自適應性調整，出現了反向瞳孔阻滯所致。虹膜表面出現凹陷引起色素釋放，因而在臨床上色素性青光眼角膜內面出現色素帶[19]。引起虹膜凹陷的原因雖不十分清楚，但 Karickhoff[20]提出的反向瞳孔阻滯，即前房壓強高于后房壓強導致虹膜緊貼于晶狀體上，房水不能從后房流入前房而產生瞳孔阻滯，足以解釋這個問題。
關于前房內壓強為何升高有許多理論，如行走、頭的某種方位、眼球的運動都可以導致虹膜與晶狀體間的開與關。Heys 等[21]通過建立虹膜與房水間的數學模型，也分析了這種自適應性調整對虹膜位置和房水壓力分布的影響。
4 結論
本研究旨在探討正常和高眼壓性眼前節內房水的壓力測量。為此我們利用連通器原理，搭建了在體測量眼內前后房壓強差的平臺。利用此裝置，實現了在體 24 小時兔眼前后房壓強差的連續測量。利用連通器原理搭建在體前后房壓強差測量裝置的目的是要獲取隨時間變化的前后房壓強差實驗數據。本文將空氣差壓傳感器進行改裝，并在前房和后房分別置入傳感器，滿足了小力學量小空間內壓強差的測量，經過體外實驗校正，證明了該裝置的可靠性。
利用搭建的平臺，對正常兔眼前后房壓強差進行了 24 小時測量，結果顯示一天中此壓強差隨時間在不斷變化，白天壓強差較大，晚上壓強差較小，變化范圍為 5.84～96.84 Pa，反映出生理性規律的存在。
通過前房注射復方卡波姆升高眼壓的方法，成功率高，眼壓值高，維持時間長，說明這是一種很好的高眼壓造模方法。在此基礎上，利用搭建的平臺，對高眼壓眼進行了 24 小時壓強差測量，變化范圍為－65.01～70.44 Pa，結果多呈現前房壓強高于后房壓強的狀況，與前人發表的自適應性調整學說一致。
