Hoe functioneert het menselijk lichaam van top tot teen? Van hartslag tot hormonen, van elektrische signalen tot verschillende weefseltypen, elk systeem laat zich meten en analyseren. In deze rubriek belichten we hoe de verschillende systemen van het lichaam zouden moeten functioneren, wat er mis kan gaan, en vooral hoe we deze processen kunnen meten met behulp van zowel oudere technieken als de nieuwste technische ontwikkelingen.
Zien is voor de meeste mensen het primaire zintuig om de wereld te begrijpen, te interpreteren en erop te reageren. Het oog vormt daarbij een complex optisch en neurologisch systeem waarin licht, zenuwgeleiding en hersenverwerking samenkomen. Deze editie richten we ons op het oog: van anatomie en fysiologie tot diagnostiek en innovatie.
Anatomie en fysiologie
Het oog is een bolvormig orgaan dat licht opvangt en omzet in elektrische signalen. Dit proces begint bij de cornea, die zorgt voor het grootste deel van de lichtbreking. Via de voorste oogkamer en de pupil, welke wordt gereguleerd door de iris, bereikt het licht de lens, die door accommodatie scherpstelt op verschillende afstanden.Na passage door het glasvocht wordt het licht geprojecteerd op de retina, waar een verkleind en omgekeerd beeld ontstaat. De macula, en specifiek de fovea centralis, is verantwoordelijk voor scherp en gedetailleerd zicht.
Wanneer het licht de retina bereikt, verandert de rol van het oog van een optisch naar een neuro-elektrisch systeem. In de retina bevinden zich gespecialiseerde zintuigcellen, de fotoreceptoren, bestaande uit staafjes en kegeltjes. Deze cellen zetten lichtprikkels om in elektrische signalen via een biochemisch proces dat fototransductie wordt genoemd. Staafjes zijn uiterst lichtgevoelig en verzorgen het zicht bij weinig licht. Ze bevatten het fotopigment rhodopsine en zijn vooral geconcentreerd in de periferie van de retina. Kegeltjes zijn minder lichtgevoelig maar verantwoordelijk voor kleur- en detailzicht. Ze zijn sterk geconcentreerd in de macula. De balans tussen deze receptoren bepaalt scherpte, contrast en kleurwaarneming. Deze signalen worden via bipolaire cellen en ganglioncellen doorgegeven aan de nervus opticus en via het chiasma opticum naar de visuele cortex geleid. Omdat deze route onderdeel is van het centrale zenuwstelsel, biedt oogonderzoek ook inzicht in neurologische aandoeningen.
Omdat deze route deel uitmaakt van het centrale zenuwstelsel, kunnen afwijkingen in het visuele signaal ook wijzen op neurologische pathologie. Metingen aan de retina en de oogzenuw bieden daarmee een unieke, niet-invasieve inkijk in zowel de oogheelkundige als neurologische gezondheid van de patiënt.
Pathofysiologie
Wanneer onderdelen van het visuele systeem uitvallen of beschadigd raken, leidt dat tot karakteristieke patronen van visusklachten. Drie aandoeningen springen er qua prevalentie en diagnostische relevantie uit.
Refractieafwijkingen: bijziendheid en verziendheid
De meest voorkomende visusproblemen wereldwijd zijn geen ziekten in de klassieke zin, maar refractieafwijkingen: een mismatch tussen de lengte van het oog en het brekingsvermogen van de optische structuren. Bij bijziendheid (myopie) is de oogbol te lang of de brekingskracht te groot, waardoor het brandpunt vóór de retina valt. Verafgelegen objecten worden wazig gezien, terwijl dichtbij zien geen probleem oplevert. Bij verziendheid (hyperopie) is het omgekeerde het geval: de oogbol is te kort of het brekingsvermogen te zwak, waardoor het brandpunt achter de retina valt. Jonge mensen kunnen dit tot op zekere hoogte compenseren via accommodatie van de lens, maar dit gaat gepaard met vermoeidheidsklachten en hoofdpijn. Astigmatisme, een derde veel voorkomende refractieafwijking, ontstaat door een onregelmatige kromming van de cornea of lens, wat leidt tot een vervormd en onscherp beeld op alle afstanden.
Refractieafwijkingen worden gecorrigeerd met bril of contactlenzen, of permanent behandeld via refractieve chirurgie waarbij de vorm van de cornea met een laser wordt aangepast. Myopie verdient extra aandacht vanwege de sterk stijgende prevalentie, met name in Oost-Aziatische landen waar meer dan 80 procent van de jongvolwassenen bijziend is. Ernstige myopie (meer dan -6 dioptrie) vergroot bovendien het risico op complicaties zoals netvliesloslating, glaucoom en maculadegeneratie.
Netvliesloslating
Bij een netvliesloslating (ablatio retinae) loslaat de retina van de onderliggende vaatvlieslaag (choroïdea), die verantwoordelijk is voor de zuurstof- en voedselvoorziening van de fotoreceptoren. Zonder tijdig ingrijpen sterven de fotoreceptoren af en ontstaat permanent gezichtsveldverlies. De meest voorkomende vorm is de rhegmatogene netvliesloslating, waarbij een scheur of gat in de retina optreedt, vaak voorafgegaan door loslating van het glasvocht. Vocht stroomt door de scheur en dringt onder de retina, waardoor die loslaat.
Kenmerkende waarschuwingssymptomen zijn plotselinge lichtflitsen, een toename van zwevende vlekjes of draden in het gezichtsveld en een donker gordijn of schaduw dat het gezichtsveld vanuit de periferie insluit. Pijnklachten zijn afwezig, waardoor patiënten de urgentie vaak onderschatten. Een netvliesloslating is een oogheelkundige spoedsituatie: hoe langer de macula betrokken raakt, hoe kleiner de kans op volledig herstel van de visus. Behandeling bestaat uit operatieve hechting of lasercoagulatie van de scheur, eventueel gecombineerd met het verwijderen van het glasvocht.
Glaucoom
Glaucoom is een groep oogaandoeningen waarbij de oogzenuw progressief beschadigt, meestal als gevolg van een verhoogde druk in het oog (intraoculaire druk). De verhoogde druk ontstaat doordat de afvoer van kamerwater in de kamerhoek belemmerd is. Hierdoor neemt de druk op de oogzenuw toe, wat leidt tot verlies van ganglioncellen en hun axonen.
Het verraderlijke van glaucoom is het sluipende verloop: perifeer gezichtsveldverlies begint vaak zonder dat de patiënt dit zelf opmerkt. Pas in een laat stadium, wanneer het centrale zicht wordt aangetast, zijn klachten merkbaar. Glaucoom is wereldwijd een van de belangrijkste oorzaken van irreversibele blindheid. Vroegtijdige opsporing via drukmeting en structurele analyse van de oogzenuw is dan ook cruciaal.
Cataract
Cataract, ook wel staar genoemd, is een vertroebeling van de ooglens. Normaal gesproken is de lens transparant dankzij de ordelijke rangschikking van lenseiwit. Door veroudering, UV-straling, diabetes of medicijngebruik zoals langdurig corticosteroïdengebruik kunnen deze eiwitten denatureren en aggregeren, waardoor de lens troebel wordt.
Het gevolg is een geleidelijke afname van de visus, verhoogde lichtgevoeligheid en verminderd contrastzicht. Staar is wereldwijd de meest voorkomende oorzaak van vermijdbare blindheid. De behandeling, faco-emulsificatie met plaatsing van een kunstlens, is een van de meest uitgevoerde chirurgische ingrepen ter wereld.
Maculadegeneratie
Leeftijdsgebonden maculadegeneratie (LMD) tast de macula aan en leidt tot verlies van het centrale zicht. Er zijn twee vormen. Bij de droge vorm (atrofische LMD) stapelen afvalproducten zich op onder de retina in de vorm van kleine afzettingen, wat leidt tot geleidelijk celverlies. Dit proces verloopt langzaam maar is niet te stoppen. Bij de natte vorm (exsudatieve LMD) groeien abnormale bloedvaten vanuit de vaatvlieslaag onder de retina (choroïdale neovascularisatie). Deze vaten zijn fragiel en lekken vocht of bloed, waardoor het centrale zicht snel en ernstig kan verslechteren.
LMD treft voornamelijk mensen boven de 55 jaar en is de meest voorkomende oorzaak van ernstige visusachteruitgang in de westerse wereld. Patiënten ervaren vervorming van rechte lijnen, een donkere vlek in het centrale gezichtsveld en moeite met taken als lezen en gezichtsherkenning.
Diagnostische technologieën
Het diagnosticeren van oogaandoeningen vereist een combinatie van functionele en structurele metingen. De beschikbare gereedschappen lopen uiteen van eenvoudige drukmetingen tot geavanceerde driedimensionale beeldvorming.
Oogdrukmeting (tonometrie)
De intraoculaire druk is een centrale parameter bij de diagnostiek van glaucoom. De gouden standaard is de applanatie-tonometrie (Goldmann), waarbij een kleine sonde de cornea licht aanraakt en de weerstand meet die nodig is om het hoornvlies vlak te maken. De druk wordt uitgedrukt in millimeter kwik (mmHg); waarden boven 21 mmHg worden beschouwd als verhoogd, hoewel glaucoom ook kan optreden bij een normale oogdruk.
Niet-contactonometers, die de oogdruk meten via een luchtpuls, worden veel ingezet bij screeningsdoeleinden omdat ze geen directe aanraking van het oog vereisen.
Optische coherentietomografie (OCT)
OCT is een niet-invasieve beeldvormingstechniek die gebruikmaakt van nabij-infrarood licht om gelaagde doorsneden van de retina te maken met een resolutie van enkele micrometers. Het principe is vergelijkbaar met echografie, maar met licht in plaats van geluid.
Met OCT kunnen de afzonderlijke cellagen van de retina zichtbaar gemaakt worden, inclusief de dikte van de retinale zenuwvezellaag. Verdunning van deze laag is een vroeg teken van glaucomateuze schade, dikwijls aantoonbaar vóórdat de patiënt gezichtsveldverlies ervaart. Bij maculadegeneratie maakt OCT vochtophoping, afzetting en choroïdale neovascularisatie zichtbaar. OCT-angiografie, een uitbreiding van de techniek, brengt de microvasculatuur van de retina in kaart zonder contrastvloeistof.
Fundoscopie en funduscamera
Met een fundoscoop of funduscamera wordt het achtersegment van het oog, dus de retina, oogzenuwkop en bloedvaten, direct zichtbaar gemaakt. De oogzenuwkop (papil) heeft normaliter een karakteristieke vorm en vergroting van de centrale verdieping in de papil is een klassiek teken van glaucoom.
Fundusbeelden zijn ook waardevol bij de opsporing van diabetische retinopathie, vaatafwijkingen en papilloedeem (zwelling van de oogzenuwkop als teken van verhoogde hersendruk). Niet-gemydriatische funduscamera’s, waarbij de pupil niet hoeft te worden verwijd, maken grootschalige screening steeds haalbaarder. Ultrawidefield funduscamera’s brengen bovendien tot 200 graden van de retina in een opname in beeld, ver buiten het bereik van de klassieke fundoscoop.
Gezichtsveldonderzoek (perimetrie)
Gezichtsveldonderzoek meet de uitgestrektheid en kwaliteit van het perifere en centrale zicht. Bij automatische perimetrie worden lichtprikkels aangeboden op verschillende posities in het gezichtsveld, terwijl de patiënt focust op een centraal punt. Defecten in het gezichtsveld worden zichtbaar als scotomen en geven informatie over de lokalisatie van schade langs de visuele route. Herhaald perimetrisch onderzoek maakt progressie van glaucomateuze schade in de loop van de tijd meetbaar, wat cruciaal is voor het aanpassen van de behandeling.
MRI en CT
Bij verdenking op pathologie langs de visuele route, of bij onbegrepen visusklachten, zijn MRI en CT onmisbaar. MRI is bij uitstek geschikt voor het in beeld brengen van de oogzenuw, het chiasma opticum en de visuele cortex. Demyeliniserende aandoeningen zoals multiple sclerose kunnen optische neuritis (ontsteking van de oogzenuw) veroorzaken, vaak al voordat andere neurologische symptomen optreden, welke door de MRI zichtbaar worden. CT is met name waardevol bij orbitafracturen, ruimte-innemende processen en kalkafzettingen in of rondom de oogkas.
Innovaties en toekomst
Kunstmatige intelligentie in retinadiagnostiek
Een van de meest veelbelovende ontwikkelingen in de oogheelkunde is de toepassing van kunstmatige intelligentie bij de analyse van retinafoto’s en OCT-beelden. AI algoritmes zijn ondertussen in staat om diabetische retinopathie, maculadegeneratie en glaucomateuze schade te detecteren met een nauwkeurigheid die vergelijkbaar is met die van een gespecialiseerde oogarts. Dit opent de deur naar grootschalige screening in de eerste lijn: een funduscamera gekoppeld aan een AI-model kan in een huisartsenpraktijk of bij de opticien binnen seconden al een betrouwbare risicoanalyse leveren.
Daarnaast is uitgevonden dat retinafoto’s meer blijken te vertellen dan alleen iets over de oogheelkundige gezondheid. Onderzoek toont aan dat AI algoritmes uit fundusfoto’s cardiovasculaire risicofactoren kunnen afleiden, zoals leeftijd, geslacht, bloeddruk en zelfs het risico op een hartaanval. De retina fungeert daarmee als venster op de systemische gezondheid, en beeldvorming van het oog als een niet-invasief screeningsinstrument voor een groot aantal aandoeningen.
Nieuwe behandelingen voor netvliesaandoeningen
Anti-VEGF-injecties, zijn de afgelopen twee decennia uitgegroeid tot de standaardbehandeling van natte maculadegeneratie. Anti-VEGF zijn middelen die de van nature voorkomende stof VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) blokkeren. Hierdoor wordt de groei van bloedvaatjes in met name de gele vlek geremd. Recente ontwikkelingen richten zich op het verlengen van de intervallen tussen injecties, onder meer via nieuwe moleculen met een langere werkingsduur en via implanteerbare systemen die het medicijn continu of op afstand afgeefbaar maken. Dit vermindert de behandellast voor patienten die soms jarenlang behandeld moeten worden.
Gentherapie biedt perspectief voor erfelijke netvliesaandoeningen, zoals de ziekte van Leber, waarbij een defect gen via een virale vector wordt vervangen. Na de eerste goedgekeurde gentherapie voor een oogaandoening zijn er meerdere klinische studies op gang gekomen die ook andere vormen van retinale dystrofie als doelwit hebben.
Innovaties in oogheelkundige chirurgie
De operatietechnieken voor cataract zijn de afgelopen decennia aanzienlijk verbeterd. Moderne faco-emulsificatie verwijdert de troebele lens via een kleine incisie met ultrageluid, waarna een opvouwbare kunstlens wordt geplaatst. Premium intraoculaire lenzen kunnen tegenwoordig niet alleen de breking corrigeren, maar ook astigmatisme en presbyopie (ouderdomsverziendheid) compenseren, wardoor veel patienten na de operatie volledig onafhankelijk zijn van een bril.
Voor glaucoom bieden minimaal invasieve glaucoomchirurgie (MIGS)-technieken een veiliger alternatief voor de traditionele filtratieoperaties. Kleine implantaten of microstents verbeteren de afvloed van kamerwater via de natuurlijke afvoerwegen van het oog, met een kortere hersteltijd en minder complicaties. Robotgeassisteerde chirurgie wordt ook steeds populairder. Systemen met trillingsdempende mechanismen zorgen ervoor dat chirurgen de retina kunnen opereren met een nauwkeurigheid die beter is dan die van de menselijke hand.
Doe jij onderzoek?
Werk jij in de oogheelkunde of aan nieuwe technologieën voor diagnostiek of behandeling van oogaandoeningen? Neem dan contact op met de redactie van MTintegraal en schrijf een verdiepend artikel!
Bronnen en verdieping
- https://www.oogvereniging.nl
- https://www.zichtopzicht.nl
- Flaxman SR, Bourne RRA, Resnikoff S, Ackland P, Braithwaite T, Cicinelli MV, Das A, Jonas JB, Keeffe J, Kempen JH, Leasher J, Limburg H, Naidoo K, Pesudovs K, Silvester A, Stevens GA, Tahhan N, Wong TY, Taylor HR; Vision Loss Expert Group of the Global Burden of Disease Study. Global causes of blindness and distance vision impairment 1990-2020: a systematic review and meta-analysis. Lancet Glob Health. 2017 Dec;5(12):e1221-e1234. doi: 10.1016/S2214-109X(17)30393-5. Epub 2017 Oct 11. PMID: 29032195.
- Ting DSW, Pasquale LR, Peng L, Campbell JP, Lee AY, Raman R, Tan GSW, Schmetterer L, Keane PA, Wong TY. Artificial intelligence and deep learning in ophthalmology. Br J Ophthalmol. 2019 Feb;103(2):167-175. doi: 10.1136/bjophthalmol-2018-313173. Epub 2018 Oct 25. PMID: 30361278; PMCID: PMC6362807.
- Kumar MJ Jr, Kotak PS, Acharya S, Nelakuditi M, Parepalli A. A Comprehensive Review of Ocular Manifestations in Systemic Diseases. Cureus. 2024 Jul 29;16(7):e65693. doi: 10.7759/cureus.65693. PMID: 39211636; PMCID: PMC11358114.
- Weinreb RN, Aung T, Medeiros FA. The pathophysiology and treatment of glaucoma: a review. JAMA. 2014 May 14;311(18):1901-11. doi: 10.1001/jama.2014.3192. PMID: 24825645; PMCID: PMC4523637.
- Schmidt-Erfurth U, Sadeghipour A, Gerendas BS, Waldstein SM, Bogunović H. Artificial intelligence in retina. Prog Retin Eye Res. 2018 Nov;67:1-29. doi: 10.1016/j.preteyeres.2018.07.004. Epub 2018 Aug 1. PMID: 30076935.
- Boron, W. F., & Boulpaep, E. L. (2017). Medical Physiology (3rd ed.). Elsevier.
- Kanski, J. J., & Bowling, B. (2016). Clinical Ophthalmology: A Systematic Approach (8th ed.). Elsevier.
- https://www.antoniusziekenhuis.nl/injecties-het-oog-met-anti-vegf
- https://oogfonds.nl/onderzoek/de-cruciale-bouwsteen-naar-blijven-zien/?keyword=&creative=&gad_source=1&gad_campaignid=23487770048&gbraid=0AAAAADqru4mqBZXlPjhhFr2DlPQcQ8Mds&gclid=CjwKCAjwrNrQBhBjEiwAoR4VO7Wt8Hg5KqITdObELQG2v8FSA8qBVoWGzRNdkJ7WTRXtaNnyBhTvkhoClFUQAvD_BwE
