анализатор биомеханических свойств глаза в оценке вязко

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
В.П. Еричев,
М.В. Еремина,
Л.В. Якубова,
Ю.А. Арефьева
ФГУ «Московский НИИ глазных
болезней им. Гельмгольца
Росздрава»
Вероятно, что решить эту проблему можно с учетом взаимосвязи показателя ЦТР с некоторыми другими
биомеханическими свойствами роговичной ткани, в том числе такими,
как эластичность и вязкость.
Появление нового метода исследования биомеханических свойств
роговицы — динамической двунаправленной аппланации — позволяет оценивать эти показатели и опре-
ся роговицы, и второй — когда она
возвращается к исходному состоянию через положение уплощения.
Роговичная ткань оказывает сопротивление воздействию воздушной
струи, что приводит к различию
этих двух показателей.
Разницу между двумя полученными значениями ВГД принято называть корнеальным гистерезисом,
где «гистерезис» означает «отстава-
АНАЛИЗАТОР БИОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЛАЗА
В ОЦЕНКЕ ВЯЗКО-ЭЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РОГОВИЦЫ
В ЗДОРОВЫХ ГЛАЗАХ
В
П
овышение внутриглазного
давления (ВГД) остается
одним из основных факторов риска для развития глаукомной
атрофии зрительного нерва (ЗН).
Поэтому точное определения уровня ВГД приобретает особое значение в диагностике глаукомы и контроле за лечением больных с этим
заболеванием.
На протяжении 50 лет «золотым» стандартом для определения
ВГД является аппланационная тонометрия по Гольдману. Однако вопросы стандартизации измерений,
определение нормальных и патологических показателей ВГД и изучение влияния различных характеристик глазного яблока на величину офтальмотонуса остаются актуальными.
Предполагается, что одним из
таких факторов может быть центральная толщина роговицы (ЦТР).
Выявление корреляции ЦТР и ВГД
привело к определению алгоритма
пересчета ВГД. Однако эти алгоритмы у разных авторов значительно
различаются между собой [1, 3, 7,
8]. Разброс показателей ЦТР в норме и при глаукоме продемонстрировал, что один этот показатель не может использоваться для коррекции
индивидуальных показателей ВГД.
ГЛАУКОМА 1/2007
делять роговично-компенсированное ВГД (ВГДрк), которое в значительно меньшей степени зависит от
свойств роговицы.
Анализатор биомеханических
свойств глаза Ocular Response Analyzer (ORA, Reichert Inc., США) позволяет за одно измерение получить
5 параметров: ВГД по Гольдману
(ВГДг), корнеальный гистерезис (КГ),
роговично-компенсированное ВГД
(ВГДрк), фактор резистентности роговицы (ФРР) и центральную толщину роговицы (ЦТР).
Работа анализатора биомеханических свойств глаза основана на
использовании бесконтактной тонометрии, при которой фиксируется
несколько параметров в момент направленного движения роговицы
под воздействием воздушного импульса.
На роговицу воздействует точно
дозируемый воздушный импульс.
Роговица, уплощаясь, начинает движение по направлению к заднему
полюсу глаза. Специальная электронно-оптическая система дважды
регистрирует аппланационное давление. Первый раз — когда роговица двигается к заднему полюсу глаза и приемник инфракрасного излучения улавливает параллельные
лучи, отраженные от уплощающей-
ние в одном из двух связанных между собой процессов».
Роговицу можно рассматривать
как вязко-эластичную структуру, а
величина КГ является индикатором
вязкого затухания колебаний в роговичной ткани.
По данным немногочисленных
исследований, КГ не зависит от толщины роговицы и от уровня ВГД [5,
6]. Предполагается, что пациенты с
низким значением КГ имеют высокий риск развития ряда глазных заболеваний и послеоперационных
осложнений [5].
Роговично-компенсированное
ВГД (ВГДрк) и фактор резистентности роговицы (ФРР) — условные величины, вычисляемые с использованием специальных алгоритмов.
Первая характеризует ВГД, которое
имел бы глаз, если бы вязко-эластические свойства роговицы были
уже учтены при измерении. ФРР характеризует упругие свойства роговичной ткани, которыми та обладает вне зависимости от уровня ВГД
(даже в том случае, если ВГД было
бы равно нулю).
Цель настоящего исследования
— определение с помощью ORA показателей ВГД по Гольдману, корнеального гистерезиса, роговичнокомпенсированного ВГД, фактора
11
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
резистентности роговицы, центральной толщины роговицы у лиц,
не страдающих глаукомой и не имеющих явной офтальмопатологии, а
также выявление связей между этими показателями.
Материал и методы
Исследуемую группу составили 46
человек (91 глаз). Из них 37 женщин и 9 мужчин. Средний возраст
обследуемых составил 37,8±14,5
лет (от 19 до 70 лет).
Распределение по возрасту следующее: от 19 до 44 лет — 31 чело-
век (62 глаза) и от 45 до 70 лет — 15
человек (29 глаз).
На 16 (17,5%) глазах имелась
миопия слабой степени.
Комплекс обследований включал общепринятые методы: визометрию, периметрию, биомикроскопию, гониоскопию, тонометрию.
Для исследования применяли анализатор биомеханических свойств
глаза (ORA).
Оценивали следующие показатели: ВГД по Гольдману (ВГДг, мм
рт.ст.), корнеальный гистерезис (КГ,
мм рт.ст.), роговично-компенсированное давление (ВГДрк, мм рт.ст.),
фактор резистентности роговицы
(ФРР, мм рт.ст.), центральную толщину роговицы (ЦТР, мкм).
Результаты измерения КГ, помимо числового значения в мм рт.ст.,
отображаются на мониторе компьютера в виде корнеограммы (рис. 1, 2).
Статистическую обработку данных исследования проводили с
помощью программы Statistica 6.
Использовали непараметрические
методы корреляции Spearman (уровень статистической достоверности был выбран как р<0,05), ранговый анализ вариаций по KruskalWallis.
Результаты корреляционного анализа КГ с возрастом, ВГДрк,
ФРР и ЦТР у больных исследуемых групп
Показатели корреляционного анализа
Параметры
R
Возраст
-0,266
-0,010
ВГДрк
-0,503
0,0001
ФРР
0,751
0,0001
ЦТР
0,331
0,001
R — коэффициент корреляции Spearman,
P — статистическая значимость.
Результаты и обсуждение
Рис. 1. Высокий КГ у обследованных лиц (КГ=15,1 мм
рт.ст.)
Рис. 3. Распределение ВГД по Гольдману у обследованных лиц
12
Рис. 2. Средний КГ у обследованных лиц (КГ=9,9 мм рт.ст.)
Рис. 4. Распределение корнеального гистерезиса у обследованных лиц
1/2007 ГЛАУКОМА
p<
Среднее значение ВГД по Гольдману
в исследуемой группе составило
16,8±3,2 мм рт.ст. (от 10 до 23,3 мм
рт.ст.).
При этом офтальмотонус в пределах от 10 до 14 мм рт.ст. имели 28
(31%) глаз, от 14 до 19 мм рт.ст.– 41
(45%) глаз и от 19 до 23 мм рт.ст.–
22 (24%) глаза. Распределение этого показателя в исследуемой группе представлено на гистограмме
(рис. 3). При анализе этого же показателя внутри группы были получены следующие данные: в 1-й возрастной группе среднее значение
ВГДг составило 16,8±3,0 мм рт.ст. и
17,0±3,7 мм рт.ст. — во 2-й возрастной группе.
Среднее значение КГ в исследуемой группе составило 10,6±1,5 мм
рт.ст. (от 7,6 до 14,8 мм рт.ст.). При
этом КГ менее 10 мм рт.ст. определялся на 34 (37%) глазах, средние
его значения от 10 до 12 мм рт.ст.
— на 45 (49%) глазах и высокие
(более 12 мм рт.ст.) — на 12 (13%)
глазах.
Среднее значение КГ для людей
в возрасте от 19 до 44 лет составило 11,0±1,5 мм рт.ст., от 44 до 70 лет
— 10,0±1,5 мм рт.ст. (p<0,05).
Распределение КГ в норме представлено на рис. 4.
Среднее значение этого показателя для правого глаза составило
10,7±1,4 мм рт.ст., для левого глаза
ГЛАУКОМА 1/2007
— 10,6±1,7 мм рт.ст. Достоверного
различия этих показателей не получено (p=0,923). В нашем исследовании различий в значении КГ между
правым и левым глазом не установлено. Вероятно, это может служить
косвенным подтверждением тезиса
о том, что КГ является детерминированным биологическим параметром, присущим роговице.
Таким образом, в норме КГ имеет значительную индивидуальную
вариабельность (от 7,6 до 14,8 мм
рт.ст.) и составляет в среднем
10,6±1,5 мм рт.ст.
Полученные в исследуемой группе результаты находятся в пределах
нормальных показателей, выявленных в других исследованиях: 9,6 мм
рт.ст. (339 глаз, возраст обследованных 23-38 лет) и 12,7 мм рт.ст. (42
глаза, возраст обследованных 2165 лет) [2, 4].
В нашем исследовании треть
здоровых глаз имеет КГ от 7,6 до 10
мм рт.ст.
При исследовании взаимосвязи
анализируемых показателей установлена определенная достоверная
корреляционная зависимость (см.
таблицу).
В исследуемой группе достоверной связи показателей КГ и ВГДг не
определялось.
Значение КГ с возрастом снижается, свидетельствуя, таким образом, об обратной зависимости от
этого параметра. Это подтверждает
статистически достоверная корреляционная связь КГ и ЦТР, и отсутствие связи ЦТР и возраста.
В норме КГ не связан с уровнем
ВГД, полученным при измерении по
Гольдману, но оказывает влияние на
показатели роговично-компенсированного ВГД и фактор резистентности роговицы.
Связь КГ с ВГДрк имеет обратный характер (рис. 5). Снижение КГ
при повышении ВГДрк может иметь
значение в коррекции показателей
ВГД при аппланационной тонометрии у больных глаукомой, поскольку роговично-компенсированное
давление в гораздо большей степени отражает реальные цифры давления в сравнении с результатами
измерения по Гольдману.
Среднее значение ЦТР в исследуемой группе составило 554,4±
28,1 мкм (от 483 до 610 мкм).
«Тонкие» роговицы (от 483 до
525 мкм) были на 12 (13%) глазах,
«средние» (от 525 до 567 мкм) — на
54 (59%), «толстые» (от 567 до 610
мкм) — на 25 (27%) глазах. У людей
в возрасте от 19 до 44 лет среднее
значение этого показателя составило 558,3±28,5 мкм, а в возрасте от
44 до 70 лет — 546,4±25,6 мкм
(p=0,061). Распределение ЦТР в
норме представлено на рис. 6.
При анализе корреляционной
связи установлена взаимосвязь показателей ЦТР с ВГД по Гольдману
(R=0,263, p=0,011) и ФРР (R=0,413,
p=0,0001) .
Среднее значение роговичнокомпенсированного ВГД в целом по
группе составило 17,6±3,7 мм рт.ст.
(от 9,0 до 26,4 мм рт.ст.). Внутри
группы этот показатель составил
16,5±3,3 и 17,8±3,7 мм рт.ст. соответственно возрастным подгруппам
(p=0,158).
При этом установлено наличие
взаимосвязи этого показателя с
ВГД по Гольдману (R=0,879,
p=0,001) и КГ (R=-0,503, p=0,001).
Таким образом, в исследуемой
группе уровни ВГДрк и ВГД по
Гольдману приближаются по значению друг к другу и достоверно коррелируют между собой и с КГ.
13
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
contex // Clin. Exp. Ophthalmol.– 2006.–
Vol. 34.– P. 114-118.
5. Luce D.A. Determining in vivo biomechanical properties of the cornea with
an ocular response analyzer // J. Cataract. Refract. Surg.– 2005.– Vol. 31.–
P. 156-162.
6. Luce D., Taylor D. Provides new indicators for corneal specialties and glaucoma management: Собственные материалы компании Reichert.– 2006.
7. Shah S., Chatterjee A., Mathai M. et al.
Relationship between corneal thickness and measured intraocular pressure in a general ophthalmology clinic
// Ophthalmology.– 1999.– Vol. 106.–
P. 2154-2160.
8. Wolfs R.C., Klaver K., Vingerling J.R. et al.
Distribution of central corneal thickness
and its association with intraocular
pressure: the Rotterdam study // Am. J.
Ophthalmol.– 1997.– Vol. 123.– P. 767772.
Abstract
V.P. Erichev, M.V. Eryomina,
L.V. Yakoubova, U.A. Arefyeva
Ocular Response Analyzer
in valuation of cornea’s
viscoelastic properties
in normal eyes
The dynamic bi-directional applanation process employed in Reichert
Ocular Response Analyzer facilitates
the measurement of corneal hysteresis
(CH). The CH phenomenon is observable due to viscoelastic properties of
the eyes. The CH parameter characterizes the corneal resistance. The mean
value of CH is 10.6±1.5 mm Hg. The
valuation of CH in right and left eyes in
normal subjects demonstrated that
corneal hysteresis is a biological metric.
CH may be used for correction of individual IOP readings with greater reliability than central corneal thickness.
Поступила в печать 13.11.2006
Рис. 5. График рассеяния при анализе корреляционной связи КГ
и ВГДрк в норме
ФРР составил в среднем
11,5±1,7 мм рт.ст. (от 7,6 до 15,2 мм
рт.ст.) и 11,4±1,6 и 10,6±1,8 мм рт.ст.
соответственно делению по возрасту. Среднее значение этого показателя, его разброс и распределение в
норме очень близки к полученным
для корнеального гистерезиса. В исследуемой группе установлено влияние на ФРР ВГД по Гольдману
(R=0,537, p=0,0001) и ЦТР (R=0,413,
p=0,0001).
ФРР служит показателем суммарной резистентности роговицы и
находится в корреляции с толщиной роговицы и ВГД по Гольдману,
но не влияет на уровень роговичнокомпенсированного ВГД.
В здоровых глазах показатели
КГ и ФРР близки по значению между собой с высокой степенью корреляционной достоверности.
Возрастные группы статистически значимо (по Kruskal-Wallis) различались по параметрам: ФРР
(p=0,02) и КГ (p=0,001), что подтверждает наличие зависимости КГ и
ФРР от возраста.
В норме ВГД по Гольдману и
ВГДрк не зависят от ЦТР. Однако
ФРР и ЦТР достоверно связаны ме14
Рис. 6. Распределение центральной толщины роговицы у обследованных лиц
жду собой, что позволяет предположить влияние ЦТР на показатели
тонометрии в меньшей степени, чем
ФРР и КГ.
Определение клинического значения показателя КГ позволит определить влияние биомеханических свойств роговицы на точность
измерения ВГД в норме и при патологии. Дальнейшее развитие метода динамической двунаправленной
аппланации роговицы позволит
наиболее полно исследовать комплекс биомеханических изменений
роговичной ткани при глаукоме,
особенно в тех случаях, когда аппланационная тонометрия вполне
очевидно не гарантирует точность
измерения ВГД.
Выводы
1. Анализатор биомеханических
свойств глаза (ORA) позволяет получить наиболее точную информацию
об уровне офтальмотонуса и определить ряд других важных параметров, характеризующих вязко-эластические свойства роговицы, и
среди них — корнеальный гистерезис. Измерение КГ роговицы дает
возможность определить степень
резистентности роговицы независимо от ее толщины.
2. В здоровых глазах величина
КГ вариабельна, и составляет в среднем 10,6±1,5 мм рт.ст.
3. КГ может влиять на индивидуальные показатели ВГД в большей
степени, чем ЦТР.
4. КГ как показатель, отражающий биомеханические свойства роговицы, может представлять значительный интерес при изучении ряда
патологических состояний глаза.
Литература
1. Brubaker R.F., Minn R. Tonometry and
central corneal thickness // Arch.
Ophthalmol.– 1999.– Vol. 117.– P. 104105.
2. Congdon N.G., Broman A.T., Roche K.B.
et al. Central corneal thickness and
corneal hysteresis associated with glaucoma damage // Am. J. Ophthalmol.–
2006.– Vol. 141.– P. 868-875.
3. Harper C.L., Boulton M.E., Bennet E. et al.
Diurnal variations in human corneal
thickness // Br. J. Ophthalmol.– 1996.–
Vol. 80.– P. 1068-1072.
4. Laiquzzaman M., Bhojwani R., Cunliffe I.
Duirnal variation of ocular hysteresis in
normal subjects: relevance in clinical
1/2007 ГЛАУКОМА
ГЛАУКОМА 1/2007
15