способ динамической калиброметрии ретинальных сосудов

Формула изобретения

Способ калиброметрии ретинальных сосудов, в частности определения внутреннего диаметра артерий и вен сетчатки, отличающийся тем, что пациенту выполняют спектральную оптическую когерентную томографию с трехмерной реконструкцией исследуемого участка сетчатки, затем томографический срез позиционируют относительно устойчивых анатомических ориентиров глазного дна - бифуркация сосуда, сосудистый перекрест, край диска зрительного нерва, - и измеряют ширину тени сосуда на уровне слоя пигментного эпителия, а при повторных исследованиях позиционирование оси скана выполняют по тому же устойчивому ориентиру на глазном дне.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для динамической калиброметрии ретинальных сосудов.

Под калиброметрией ретинальных сосудов подразумевается измерение внутреннего диаметра артерий и вен сетчатки. Полученные в ходе исследования данные применяют для диагностики и оценки эффективности лечения ряда глазных (глаукома, возрастная макулодистрофия, диабетическая ретинопатия, гипертоническая ангиоретинопатия, сосудистые окклюзии и проч.) и общих заболеваний (гипертоническая болезнь, симптоматические артериальные гипертензии, ряд неврологических и эндокринологических нозологий). Калиброметрия ретинальных сосудов, в частности определение артериовенозного отношения, входит в медико-экономические стандарты диагностики гипертонической болезни.

Первые упоминания о ретинальной калиброметрии появились во второй половине 19 века в связи с внедрением в клиническую практику обратной офтальмоскопии. Однако аппаратные возможности того времени не позволяли производить точное измерение диаметра сосудов. Выполнялась лишь субъективная оценка, целиком зависящая от опыта исследователя.

Появление прямых офтальмоскопов со встроенной измерительной шкалой позволило производить измерение внешнего диаметра кровеносных сосудов. Недостатками метода являются низкая точность, влияние рефракции глаза на результаты, сложность динамического наблюдения и невозможность определения внутреннего диаметра сосуда.

Бурное развитие ретинальная калиброметрия получила с появлением приборов, позволяющих получать фиксированное изображение глазного дна (фундус-фотокамеры, ретинальные томографы).

В клинической практике широко применяется метод калиброметрии с применением фундус-фотокамеры - прибора, позволяющего получать фотографическое изображение глазного дна. Так, Н.В.Перепеч предлагает измерять диаметр кровеносных сосудов с помощью калибровочной линейки после получения серии ретинальных снимков (Н.В.Перепеч. Применение калиброметрии сосудов сетчатки для диагностики пограничной артериальной гипертензии и ранних стадий гипертонической болезни // Кардиология. 1990. - Т.30. - № 1. - С.78-79).

Также известна методика ретинальной калиброметрии с применением конфокального лазерного сканирующего офтальмоскопа, предложенная А.В.Куроедовым и В.В.Городничим. Суть методики заключается в регистрации внешнего диаметра кровеносного сосуда с помощью встроенного программного измерительного инструмента на полученной стандартным способом ретинальной томограмме. Разрешающая способность прибора (до 10 мкм в поперечном сечении) позволяет выполнять обследование с высокой точностью (А.В.Куроедов, В.В.Городничий. Компьютерная ретинотомография (HRT): диагностика, динамика, достоверность. - М.: Издательский центр МНТК «Микрохирургия глаза», 2007. - С.72-74).

Наиболее близким способом ретинальной калиброметрии является методика на основе флюоресцентной ангиографии сетчатки, то есть внутривенного введения 10%-ного раствора флюоресцеина с последующим фотографированием глазного дна в режиме флюоресценции. Измерение диаметра сосудов выполняют с помощью расчетного круга на основе ангиографического снимка. Данный способ впервые позволил измерить внутренний диаметр ретинальных сосудов, то есть выполнить истинную калиброметрию (Н.В.Астафьева, Э.Г.Елисеева, В.Ф.Шмырева. Метод калиброметрии в оценке гемодинамики ретинальных сосудов // Вестник офтальмологии, 1992. - Т.108. - № 4-6. - С.38-40). Увеличение разрешающей способности фундус-фотокамер последнего поколения до 5 мкм и появление встроенных программных измерительных инструментов позволяет выполнить калиброметрию с высоким уровнем точности.

Однако существенным недостатком данного способа является инвазивность исследования, а именно необходимость внутривенного введения препарата. Флюоресцеин-натрий вызывает желтушное окрашивание кожи, слизистых оболочек, мочи. Возможными реакциями на его введение могут быть рвота, тошнота, обморочное состояние. Иногда наблюдаются аллергические реакции, вплоть до анафилактического шока. Повторное исследование можно выполнять лишь через 3 дня после последнего введения флюоресцеина для исключения токсического действия препарата.

Кроме того, для проведения ангиографии требуется специально оборудованный кабинет. Процедура выполняется врачом-офтальмологом и специально обученной процедурной медицинской сестрой, время исследования - от 30 до 45 минут.

Таким образом, калиброметрия ретинальных сосудов на основе флюоресцентной ангиографии, с помощью которой впервые стало возможным определить внутренний диаметр сосуда, является инвазивной методикой, технически сложна, имеет ряд противопоказаний, не может применяться для частых наблюдений в динамике.

Целью изобретения является разработка неинвазивного метода калиброметрии ретинальных сосудов, позволяющего выполнять исследование в динамике.

Для достижения поставленной цели мы использовали оптический когерентный томограф (ОКТ). Оптическая когерентная томография, как метод получения прижизненных послойных срезов тканей сетчатки и зрительного нерва, появилась в 1991 году. В основе первых приборов лежали технологии временной интерферометрии (time domain ОСТ). Их низкая разрешающая способность, невозможность точного позиционирования оси скана и продолжительность времени сканирования не позволяли проводить исследование ретинальных сосудов. В 2006 году фирма Optovue выпустила прибор RTVue-100, в основу которого были положены принципы спектральной интерферометрии (Fourier domain ОСТ), что позволило значительно повысить разрешающую способность томографа (5 мкм в продольном и 15 мкм в поперечном направлении) и увеличить скорость сканирования. В ходе исследования программное обеспечение прибора выполняет двух- и трехмерную реконструкцию исследуемой структуры. Возможности спектральных оптических когерентных томографов (RTVue-100) позволили нам разработать методику динамической калиброметрии ретинальных сосудов.

Поставленная цель достигается тем, что после выполнения стандартного ОКТ - исследования, позволяющего совершить трехмерную реконструкцию исследуемого участка глазного дна (программы «3d Macular» или «3d Disk» прибора RTVue-100), ось скана устанавливается по стойкому ориентиру на полученном изображении (сосудистый перекрест, бифуркация сосуда, край диска зрительного нерва), после чего выполняется поиск изучаемого сосуда на томограмме и измерение ширины его тени на уровне слоя пигментного эпителия с помощью встроенного инструмента морфометрии («Distance tool» в приборе RTVue-100). Данные в мкм, соответствующие внутреннему диаметру кровеносного сосуда, автоматически выводятся на экран. При динамическом наблюдении исследование повторяется, позиционирование скана осуществляется по тому же стойкому пространственному ориентиру, что и при первом измерении. Полученный ряд данных соответствует калибру изучаемого сосуда в конкретные моменты времени.

Предлагаемый метод калиброметрии ретинальных сосудов позволяет выполнять измерение внутреннего диаметра исследуемого сосуда благодаря тому, что сосудистая стенка состоит из крупных, расположенных продольно мышечных и соединительнотканных волокон, которые незначительно рассеивают свет и потому не образуют тени на оптической когерентной томограмме. Столб крови, заполняющий кровеносный сосуд, напротив обладает высокими рассеивающими свойствами и образует хорошо заметную тень. Наиболее контрастной она выглядит на фоне слоя пигментного эпителия, что позволяет более точно проводить измерение. На Фигуре 5 показан наружный (Д) и внутренний (Е) диаметры сосуда, а также размеры сосудистой тени на уровне пигментного эпителия (Ж). Последние два параметра равны (по 203 мкм), что доказывает соответствие внутреннего диаметра сосуда ширине его тени на указанном уровне.

Способ поясняется на следующих конкретных примерах его осуществления

Пример 1. Больной Д., 83 лет. Поступил по направлению городской поликлиники в отделение микрохирургии глаза с диагнозом: «Левый глаз (OS) - открытоугольная 3а глаукома, глаукомная оптическая нейропатия, незрелая катаракта; правый глаз (OD) - терминальная 4b глаукома, глаукомная оптическая нейропатия, незрелая катаракта». Предъявлял жалобы на прогрессирующее снижение остроты зрения и сужение полей зрения левого глаза, отсутствие предметного зрения правого глаза. Получал лечение: р.Арутимола 0,5%×2 раза в день в оба глаза, р.Пилокарпина 1,0%×3 раза в день в правый глаз.

При осмотре: Vis OD = неправильная проекция света; Vis OS=0,3, с sph -1,5D = 0,5. OU - Радужка субатрофичная, пигментная кайма выщелочена, фотореакция ослаблена. Помутнение хрусталика преимущественно в кортикальных слоях. Диск зрительного нерва бледный, границы четкие. Экскавация диска OD=1,0, OS=0,8. Артериосклероз. Макулярная зона не изменена. Внутриглазное давление OD=26 мм рт.ст., ВГД OS=22 мм рт.ст.

Для стабилизации зрительных функций левого глаза и предупреждения прогрессирования глаукомной оптической нейропатии было принято решение выполнить субтеноновую имплантацию коллагеновой губки OS. Помимо хирургического лечения больному был начат курс консервативной терапии, состоящий из р.Пирацетама, р.Мексидола, витаминов группы В, р.Эмоксипина.

Для контроля эффективности проводимого лечения больному выполнена динамическая калиброметрия ретинальных сосудов в день поступления и через 10 дней (по окончанию базового курса лечения) по следующей методике.

В день поступления пациенту выполнена оптическая когерентная томография головки зрительного нерва на приборе RTVue-100 по программе «3d Disk» (Фигура 1). Затем на вкладке SLO, представляющей собой реконструированное 2-мерное изображение поверхности сканированного участка сетчатки, выбран стойкий ориентир - сосудистый перекрест (указатель А на Фигуре 1). Горизонтальный ползунок оси скана перемещен до точки перекреста. Таким образом, горизонтальный томографический срез проходит через указанную точку, а также через артерию и вену сетчатки первого порядка (указатель Б на Фигуре 1).

Дальнейшее измерение произведено в окне ОКТ скана (нижнее левое окно вкладки «Analyze»). Кровеносный сосуд на томограмме выглядит как округлая оптически плотная структура во внутренних слоях сетчатки с высококонтрастной тенью низкой оптической плотности. Выполнено измерение ширины тени на уровне пигментного эпителия (указатель В на Фигуре 1) с помощью программного морфометрического инструмента (Distance tool) в горизонтальной плоскости. Результаты представляются в микрометрах [мкм] (Фигура 2). Таким образом, внутренний диаметр изучаемой артерии равен 122 мкм, вены - 139 мкм.

Через 10 суток проведено аналогичное исследование. В качестве ориентира для позиционирования оси скана выбран тот же сосудистый перекрест (указатель Г на Фигуре 3). Получены следующие значения: калибр артерии равен 135 мкм, вены - 139 мкм (Фигура 4).

Сравнение полученных результатов позволило выявить расширение ретинальных артерий на 10,7% при неизмененном диаметре вен, то есть увеличение артериовенозного соотношения с 0,88 до 0,98, что является критерием эффективности лечения глаукомной оптической нейропатии. Клинически было отмечено увеличение корригированной остроты зрения левого глаза до 0,7. Учитывая эффективность лечения, при выписке больному рекомендовано повторение курса терапии через 6 месяцев.

Таким образом, с помощью предложенного метода калиброметрии выполнено неинвазивное исследование внутреннего диаметра ретинальных сосудов и прослежено его изменение в ответ на проводимую терапию.

Пример 2. Больная X., 62 лет. Поступила в глазное отделение на плановый курс лечения с диагнозом «OD - оперированная 3а глаукома, OS - терминальная 4а глаукома, OU - глаукомная оптическая нейропатия, начальная катаракта». Предъявляла жалобы на низкую остроту зрения и значительное сужение поля зрения OD, отсутствие предметного зрения OS. Заболевание было выявлено около 10 лет назад. В 2002 году выполнялась декомпрессия зрительного нерва правого глаз. В анамнезе 2 операции введения суспензии диспергированного биоматериала «аллоплант» в теноново пространство обоих глаз в период с 2006 по 2008 годы.

При осмотре: Vis OD=0,5, н/к; Vis OS=0. Периферическое поле зрения правого глаза по 8 меридианам =40°. OU: Радужка субатрофичная. Начальное помутнение ядра хрусталика. Диск зрительного нерва серый, границы четкие, экскавация диска =0,9-1,0. Артериосклероз. Сетчатка макулярной области истончена.

Перед лечением больной выполнена оптическая когерентная томография головки зрительного нерва. Калиброметрия выполнялась по методике, описанной в примере 1. В качестве стойкого топографического ориентира было выбрано дихотомическое разветвление артерии 2-го типа. В результате исследования были получены следующие результаты: внутренний диаметр артерии первого порядка равен 76 мкм, вены - 148 мкм, артериовенозное соотношение - 0,51. Подобные изменения характеризуют выраженный ишемический компонент в патогенезе глаукомной оптической нейропатии у данной пациентки, что является показанием для вазоактивной терапии.

С учетом полученных данных больной на вторые сутки госпитализации выполнено ретросклеропломбирование диспергированным биоматериалом «Аллоплант» OD.

Для контроля эффективности лечения проведена повторная калиброметрия ретинальных сосудов по предложенной методике спустя 5 суток. Получены следующие результаты: калибр артерии равен 89 мкм, вены - 131 мкм, артериовенозное соотношение - 0,68. Улучшение кровоснабжения сетчатки и зрительного нерва клинически проявилось расширением периферического поля зрения по 8 меридианам с 40 до 75°.

Таким образом, предложенный метод калиброметрии позволил установить ведущий патогенетический фактор заболевания у данной пациентки, определить необходимый способ лечения и объективно оценить его эффективность.

Пример 3. Больной К., 75 лет. Диагноз: OU - Сухая форма возрастной макулодистрофии, начальная катаракта. Поступил на плановый курс консервативной терапии. Предъявлял жалобы на прогрессирующее снижение остроты зрения обоих глаз, искажение прямых линий.

При осмотре: Vis OD=0,6, н/к; Vis OS=0,5, н/к. OU - Радужка субатрофичная. Помутнение хрусталика в области ядра. Диск зрительного нерва бледно-розовый, границы четкие. Артериосклероз. В макулярной зоне друзы без тенденции к слиянию.

Больному начат курс консервативной терапии, включающий инъекции р.Мексидол, р.Пирацетам, витаминов группы В, р.Эмоксипина, рассчитанный на 10 дней.

С целью контроля эффективности терапии пациенту выполнена калиброметрия ретинальных сосудов правого глаза до лечения по методу, описанному в примере 1. Получены следующие результаты: внутренний диаметр артерии первого порядка равен 127 мкм, вены - 203 мкм, артериовенозное соотношение - 0,63.

Ввиду отсутствия клинической эффективности проводимого лечения через 5 суток после его начала повторно выполнена калиброметрия ретинальных сосудов правого глаза. Калибр артерии составил 124 мкм, вены - 212 мкм, артериовенозное соотношение - 0,58. Учитывая недостаточный сосудорасширяющий эффект проводимой терапии, базовый курс лечения был дополнен внутривенными инъекциями р.Кавинтон.

К концу лечения больной отмечал улучшение остроты зрения обоих глаз, повышение зрительного комфорта из-за ослабления искажений прямых линий. Объективные показатели остроты зрения остались неизменными. Повторная калиброметрия ретинальных сосудов по окончанию лечения показала расширение артерии до 141 мкм, диаметр вены остался без значительных изменений - 209 мкм, артериовенозное соотношение - 0,67.

В данном случае предложенный метод калиброметрии ретинальных сосудов позволил оценить эффективность вазоактивного компонента проводимой терапии и скорректировать лечение пациента.

Заявленный способ не очевиден для специалистов-офтальмологов, работающих в области диагностики и лечения заболеваний заднего отрезка глаза.

Предлагаемая методика позволяет определять внутренний диаметр кровеносных сосудов сетчатки, который, в отличие от наружного, является диагностически более значимым.

Калиброметрия может выполняться в динамике благодаря точному позиционированию оси томографического среза по устойчивым ориентирам глазного дна.

Измерение диаметра сосуда по тени, отбрасываемой им на слой пигментного эпителия, повышает точность исследования и облегчает проведение калиброметрии.

Неинвазивность, безопасность, быстрота исследования позволяют выполнять его любому пациенту с достаточной прозрачностью оптических сред глаза неограниченное число раз в течение всего срока наблюдения.

Способ технически довольно прост, доступен специалисту-офтальмологу, владеющему базовыми навыками работы на спектральном оптическом когерентном томографе.