Перспектива применения фотостимуляции зрительного

ПЕРСПЕКТИВА ПРИМЕНЕНИЯ ФОТОСТИМУЛЯЦИИ ЗРИТЕЛЬНОГО
АНАЛИЗАТОРА В СПОРТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ
А.П. Козловский, Н.В. Кузнецова, А.Г.
ФГУ ВНИИ физической культуры и спорта, Москва.
PHOTOSTIMULATION OF THE VISUAL ANALYZER AS A PROSPECT OF
APPLICATION IN SPORTS MEDICINE
A.P. Kozlovsky, N.V. Kuznetsova
VNIIFK, Moscow, Russia
Аннотация. В статье приведены экспериментальные данные по фотостимуляции
зрительного анализатора сочетанием красного, зеленого, синего и желтого цвета в
импульсном режиме. Показано достоверное увеличение числа случаев с повышением
остроты зрения после курса фотостимуляции при макулярной дистрофии и
дегенеративных изменениях зрительного нерва.
The summary. In this article the experimental data of the photostimulation of the visual analyzer
by a combination of green, red, blue and yellow colours in a pulse mode are resulted. Authentic
improvement of a visual acuity is shown at an dystrophy of a retina and degenerate changes of an
optic nerve.
Ключевые слова: фотостимуляция, острота зрения.
Keywords: photostimulation, visual acuity.
Адрес электронной почты для корреспонденции: info@ecomed.ru
ВВЕДЕНИЕ
Зрение в экстремальных условиях многих видов спорта играет важную роль в достижении
высоких результатов. Его острота является одним из критериев отбора, но в процессе
тренировок и соревнований нередко происходит ухудшение зрения, обусловленное
высокой психоэмоциональной нагрузкой, физическим напряжением и утомлением, а
иногда и травмами. В связи с этим обеспечение оптимального состояния зрительной
функции в наиболее ответственные периоды тренировок и соревновательной
деятельности представляется высоко актуальным для спортивной медицины.
Существует метод нелекарственного воздействия на глаза световыми импульсами
различного цвета. Это, так называемая, фотостимуляция. В предшествующем
исследовании [ 5 ] уже была показана принципиальная возможность использования этого
метода для формирования определенного психофизиологического состояния человека.
Учитывая важность задачи сохранения хорошего зрения у спортсменов, целью
настоящего исследования являлось определение перспективности применения
фотостимуляции и для улучшения зрительной функции.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
В качестве модели нарушения зрения использовали офтальмологические заболевания,
сопровождаемые макулярной дистрофией и дегенеративными изменениями зрительного
нерва. Выбор таких патологий объясняется прежде всего тем, что в спорте высших
достижений нередки случаи преходящих и остаточных нарушений регионарного
кровотока в области сетчатки и зрительного нерва, что лежит в основе патогенеза
дистрофических и дегенеративных процессов [1, 4,7].
Работа выполнена на контингенте пациентов Главного клинического госпиталя МВД РФ.
Общий ход исследования соответствовал принципам Хельсинского соглашения о правах
человека. Всего под наблюдением находились 56 человек. Испытуемые были психически
здоровы, не имели органических заболеваний головного мозга и не страдали эпилепсией.
При формировании выборки были сделаны следующие допущения:
1. За единицу наблюдения принимались результаты, полученные по каждому глазу
пациента – 85 наблюдений.
2. Острота зрения оценивалась по шкале таблицы оптотипов от 0,1 до 1,0 с шагом 0,1.
В то же время при уверенном чтении определенной строчки таблицы и не менее
половины нижележащей строчки принято обозначать остроту зрения показателями
обеих строчек через дефис. Для статистической обработки при этом принималась
величина верхней строчки плюс 0,05. Таким образом, данный признак считали
непрерывной величиной, измеренной с точностью ±0,05. Это допущение в
принципе позволяет применить для статистического анализа в том числе и методы
параметрической статистики.
3. Случаи с отсутствием предметного зрения (острота зрения <0,1) из исследования
были исключены и не вошли в общую выборку.
4. Из результатов анализа, направленного на выявление положительного эффекта
лечения, исключались случаи, когда у пациента в ходе предварительного
обследования острота зрения была равна 1,0 (12 наблюдений), но они учитывались
при выявлении отрицательного действия. Это связано с тем, что снижение зрения
под влиянием внешнего воздействия возможно, а получение положительного
эффекта от лечения по данному признаку более 1,0 не имеет практического
смысла. Исходя из задач работы, больные были рандомизированы на 2 группы,
сопоставимые по клиническим характеристикам, возрасту и половому составу:
1. Экспериментальная группа (35 человек – 53 наблюдения), в которой применялось
общепринятое лечение в сочетании с десятидневным курсом фотостимуляции.
2. Группа контроля (21 человек – 32 наблюдения), где проводилось только
общепринятое лечение.
Для фотостимуляции использовали аппарат «АФФЗА» (аппарат фотодиагностики и
фотостимуляции зрительного анализатора), разработанный в ФГУ «ВНИИФК», с
интерфейсом программного управления, позволяющим моделировать различные
амплитудно-частотные и волновые характеристики световых импульсов. При этом
волновой спектр был в диапазоне 455-655 nm и включал импульсы красного, зеленого,
синего и желтого цвета. Важно, что исключалась коротковолновая часть синего спектра
(<455 nm), в которой более интенсивно поглощаются опасные для сетчатки
фотосенсибилизаторы [3]. Алгоритм фотостимуляции исключал одновременное
воздействие световых импульсов на оба глаза.
Пациенты проходили курс фотостимуляции из 16±2 процедур, которые проводились не
чаще 2-х раз в день. Сеанс длился 10 минут и соответствовал протоколу, включавшему
основные циклы импульсов равной длительности с частотой предъявления 8, 10, 14, 16 и
18 Гц красного и зеленого цвета в первой половине процедуры и желтого и синего цвета –
во второй половине сеанса фотостимуляции.
В начале и в конце периода наблюдения определяли остроту зрения с помощью
рефракционного проектора знаков «Zeiss SZP-350» без коррекции и с очковой коррекцией
аметропии по общепринятым методикам с учетом данных кераторефрактометрии,
полученных на авторефрактометре «Nidek АRK-530».
Статистический анализ осуществляли по программе SPSS (версия 17). В целях выбора
критериев статистической оценки на первом этапе исследовали тип распределения
изучаемых признаков. Для этого использовали параметрический T-test с критерием
Колмогорова-Смирнова (с поправкой Лильефорса). Решение о нормальности
распределения принималось при уровне значимости p>0.05. Вместе с тем, учитывалось
общепринятое правило о возможности использования параметрических методов оценки
только при p>0,2. В случаях, когда нормальность распределения надежно не
подтверждалась (p<0,2), использовали непараметрические методы, включая тест
Вилкоксона (Wilcoxon) и критерий χ2.
В работе приняты следующие обозначения:
OD – правый глаз; OS – левый глаз. Остальные термины общеприняты и цитируются из
программы SPSS.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Полученные данные по показателям остроты зрения с учетом очковой коррекции были
оценены на предмет проверки нормальности распределения (Таблица 1).
Таблица 1. Тест Колмогорова-Смирнова проверки формы распределения показателей
После лечения
До лечения
остроты зрения
Kolmogorov-Smirnova
Statistic df
Sig.
0,112
47
0,179
0,188
38
0,002
Shapiro-Wilk
Statistic
df
0,926
47
0,908
38
Sig.
0,006
0,004
Острота зрения
обоих глаз
0,125
85
0,002
0,926
85
0,000
OD
OS
0,130
0,109
47
38
0,046
0,200
0,930
0,933
47
38
0,007
0,023
Острота зрения
обоих глаз
0,116
85
0,007
0,935
85
0,000
OD
OS
a. Lilliefors Significance Correction
Поскольку во всех случаях значимость (Sig.) не превышала 0,2, то для последующего
анализа использовали методы непараметрической статистики.
В таблице 2 приведены результаты теста Вилкоксона, направленного на оценку
результатов лечения в общей выборке без разделения на группы по диагнозу, по
гендерному принципу и без выделения в отдельные подгруппы показателей остроты
зрения для правого и левого глаза, а также учитывались случаи, когда острота зрения до
лечения была равна 1.
Таблица 2. Тест Вилкоксонаd для сравнения показателей остроты зрения до и после
лечения в общей группе наблюдений
Test Statisticsb, c
Изменение остроты
зрения после лечения
N
Sum of
Ranks
Mean Rank
Negative Ranks
0a
0,00
Positive Ranks
44b
22,50
Ties
41c
Total
85
b – общая группа наблюдений
c – Wilkoxon Signed Ranks
0,00 Z
990,00 Asymp.Sig.
-5,844a
0,000
(2-tailed)
a. Острота зрения после лечения< Острота зрения до лечения
b. Острота зрения после лечения > Острота зрения до лечения
c. Острота зрения после лечения = Острота зрения до лечения
d. Общая группа без разделения на схемы лечения
Из таблицы №2 видно, что в результате лечения не было ни одного случая падения
остроты зрения, наоборот, в значительной части случаев острота зрения повысилась.
Понятно, что при условии исключения из выборки 12 случаев с остротой зрения до
лечения равной единице, статистическая значимость только возрастет. В последующем
анализе они не учитывались. При этом установлено, что для оставшихся в выборке 73
наблюдений реакция на лечение правого и левого глаза была практически одинаковой.
Это подтверждается величиной критерия χ2 для таблицы 2х2. В качестве данных для
расчета этого критерия использовали частоту случаев повышения остроты зрения, которая
составила для правого и левого глаза соответственно 25 и 19, и частоту случаев без
изменения величины этого признака – 15 и 14 соответственно. В данной ситуации
подтверждается нулевая гипотеза об отсутствии статистически значимых различий в
реакции на лечение правого и левого глаза с вероятностью p=0.6687 (χ2=0.180 df=1) при
критической величине χ2=3,842 для p=0.05. Этот вывод позволил в последующем
проводить статистический анализ без разделения выборки по данному признаку.
Установлено также, что пол пациента также не играл существенной роли в частоте
случаев повышения остроты зрения. Так среди мужчин было 25 наблюдений с
положительным результатом и 17 без динамики этого показателя. Среди женщин их число
соответственно составило 19 и 12 случаев. В данной ситуации критерий χ2=0,020 (df=1)
при p=0.8788. Для противоположного утверждения с уровнем вероятности ошибки p≤0,05
критическая величина χ2 должна быть ≥3,84.
Приведенные результаты позволили сосредоточить последующий анализ на выявлении
эффекта лечения с определением роли фотостимуляции.
В таблице №3 приведены данные оценки остроты зрения при лечении по стандартной
схеме.
Таблица 3. Тест Вилкоксонаd для сравнения показателей остроты зрения до и после
лечения по стандартной схеме
Test Statisticsb, c
Изменение остроты
зрения после лечения
N
Mean Rank
Negative Ranks
0a
0,00
Positive Ranks
9b
5,00
c
Ties
16
Total
25
Sum of
Ranks
b – стандартно лечение
c – Wilkoxon Signed Ranks
0,00 Z
-2,701a
45,00 Asymp.Sig. 0,007
(2-tailed)
a. Острота зрения после лечения< Острота зрения до лечения
b. Острота зрения после лечения > Острота зрения до лечения
c. Острота зрения после лечения = Острота зрения до лечения
d. Стандартная схема лечения
Видно, что увеличение частоты случаев в результате лечения по стандартной схеме
статистически значимо (p=0.007), что в принципе свидетельствует о ее надежности и
эффективности.
В таблице №4 приведены данные по оценке остроты зрения при применении
комбинированной схемы лечения, включающей стандартный подход, дополненный
курсом фотостимуляции.
Таблица 4. Тест Вилкоксонаd для сравнения показателей остроты зрения до и после
лечения с применением фотостимуляции
Test Statisticsb, c
Изменение остроты
зрения после лечения
N
Mean Rank
Negative Ranks
0a
0,00
Positive Ranks
35b
18,00
c
Ties
13
Total
48
a. Острота зрения после лечения< Острота зрения до лечения
b. Острота зрения после лечения > Острота зрения до лечения
c. Острота зрения после лечения = Острота зрения до лечения
d. Фотостимуляция в составе стандартной схемы лечения
Sum of
Ranks
b – Фотостимуляция
c – Wilkoxon Signed Ranks
0,00 Z
-5,224a
630,00 Asymp.Sig. 0,000
(2-tailed)
Полученная величина Asymp.Sig. = 0.000 свидетельствует об очень значимой разнице
показателей остроты зрения до и после лечения в сторону его повышения в группе после
фотостимуляции, что может свидетельствовать о дополнительном вкладе данного
фактора в эффективность лечения. Это утверждение тем более справедливо, что при
расчете критерия χ2 для соотношения частот типа 2х2 получен результат: χ2=9,36 (df=1;
p=0.0022). Сравнив его величину с критическим значением χ2=7.880 для df=1 при p=0.005,
видим, что вычисленное значение существенно превосходит критическое. Поэтому
нулевую гипотезу об отсутствии различий в результативности принятых схем лечения
отвергаем при уровне значимости p=0.0022. Другими словами доказано, что
фотостимуляция играет существенную роль в повышении остроты зрения.
Механизм полученного эффекта обусловлен специфической реакцией на фотостимуляцию
в виде активации метаболических процессов в сетчатке [2, 3]. Дополнительному
усилению обменных процессов способствовал попеременный режим фотостимуляции,
создающий условия для регенерации молекулярных компонентов в сложной цепи
реакций, обеспечивающих функционирование фоторецепторов и последующую передачу
импульсов в зрительную кору головного мозга. Безусловно, постановка экспериментов в
этом направлении позволит получить новые данные в том числе и касающиеся тонких
механизмов регуляции зрительных функций во взаимосвязи с естественным для этого
сенсорного анализатора раздражителем – светом.
Таким образом, проведенное исследование продемонстрировало, что 10-дневный
стандартный курс медикаментозной терапии приводит к положительному клиническому
эффекту в принятых моделях нарушения функции зрения. С другой стороны,
дополнительное включение в стандартный курс лечения фотостимуляции способствовало
достоверному увеличению числа случаев с повышением остроты зрения после лечения.
В целом, полученные результаты позволяют рассматривать метод фотостимуляции с
описанными в данной работе параметрами предъявления световых импульсов, как
перспективный для сохранения функции зрения у спортсменов на высоком
функциональном уровне.
Литература:
1. Аветисов С. Э., Киселева Т. Н., Лагутина Ю. М., Кравчук Е. А. Влияние
вазоактивных препаратов на зрительные функции и глазной кровоток у больных с
ранними проявлениями возрастной макулярной дегенерации // Вестник
офтальмологии. М. – 2007, №3. С. 26-28.
2. Голубцов К.В., Куман И.Г., Хейло Т.С., Шигина Н.А. Мелькающий свет в
диагностике и лечении патологических процессов зрительной системы человека
//Информационные процессы, 2003. Том 3, № 2, С.114–122.
3. Каламкаров Г.Р., Островский М.А. Молекулярные механизмы зрительной
рецепции//Москва, 2002, 282 С.
4. Мухамедьянова А.Ш., Азнабаев Р.А., Бикбов М.М. Этиопатогенез сенильной
макулярной дегенерации // Вестник офтальмологии. М. – 2007, №2. С. 43-45.
5. Осипова М.А., Арьков В.В., Тоневицкий А.Г. Модуляция альфа-ритма и
вегетативного статуса человека с использованием цветовой фотостимуляции //
Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, М. - 2010, №6. С. 699-703.
6. Солдатова А.М. Роль свободнорадикальных и окислительно– восстановительных
процессов и видимого света в патогенезе склеротической макулодистрофии.
//Офтальмол. журн. – 1992. – № 6. – с. 273–278. и ее дифференцированное
лечении: Дис.докт. биол. наук. - Одесса. - 1992. - 321 с.
7. Фламмер М., Моцаффари М. Современная патогенетическая концепция
глаукомной оптической нейропатии // Глаукома. М. – 2007. №4. С.3-15.