Автореферат и диссертация по медицине (14.01.07) на тему:Новые аспекты патогенеза и лечения диабетической ретинопатии

На правах рукописи

ШИЛОВА Ольга Геннадьевна

НОВЫЕ АСПЕКТЫ ПАТОГЕНЕЗА И ЛЕЧЕНИЯ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ РЕТИНОПАТИИ

14.01.07 - глазные болезни 14.03.03 -патологическая физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Красноярск-2012

005012086

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор Запускапов Игорь Викторович Академик РАМН, доктор медицинских наук,

Заслуженный деятель науки РФ, профессор Новицкий Вячеслав Викторович Официальные оппоненты:

Экгардт Валерий Федорович - доктор медицинских наук, профессор каф. офтальмологии ГБОУ ВПО ЧелГМА Минздравсоцразвития России Козина Елена Владимировна - доктор медицинских наук, профессор, зав. каф. офтальмологи ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздравсоцразвития России

Бородулина Елена Валентиновна - доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физиологии, молекулярной и клинической фармакологии ФГБУ «НИИ фармакологии» СО РАМН

Ведущая организация

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Защита состоится «27» марта 2012 г. в 10 часов на заседании Диссертационного Совета Д 208.037.02 при Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (660022, г. Красноярск, улица Партизана Железняка, 1)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздравсоцразвития России

Автореферат разослан «26» февраля 2012 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета кандидат медицинских наук, доцент

Л.В. Кочетова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

В современной офтальмологии один из научно-познавательных акцентов связан с изучением патогенетических процессов в гемо- и гидродинамике заднего отдела глазного яблока, лежащих в основе сосудистых заболеваний сетчатки, которые занимают лидирующее место среди причин слепоты и слабовидения. В первую очередь, это относится к диабетической ретинопатии, тромбозам ретинальных вен, глаукомной оптической нейропатии, макулодистрофии и другим патологическим процессам. Для данной патологии характерен широкий спектр необратимых изменений, ухудшающих результаты лечения и значительно затрудняющих проведение хирургических вмешательств (В.В. Нероев, B.C. Лысенко, 2003, 2004; Ю.С. Астахов, И.С. Крылова, Ф.Е. Шадричев, 2006; И.В. Воробьева, 2005; S. Beatty, Н. Koh, М. Phil, D. Henson, 2000; J. Griggs, J. N. Skeper, G.A. Smith, K.M. Brindle, 2002; et al).

Проблема изучения патогенетических механизмов развития ангиопатии и ретинопатии особенно актуальна в клиническом аспекте. Это связано с качеством предиктивной оценки, определением характера и объема лечебных вмешательств, с контролем за эффективностью лечения, а также с прогнозированием дальнейшего развития патологического процесса

О сложности и многогранности проблемы патогенеза диабетической ретинопатии (ДР) свидетельствует тот факт, что в последние годы изучение механизмов развития и формирования диабетической ангиопатии, роли гематоофтальмического барьера в этих процессах привлекает внимание не только офтальмологов, но и ученых иного профиля - морфологов, патофизиологов. Такой широкий подход обеспечивает необходимую фундаментальность проводимым исследованиям, а также открывает перспективу иных концептуальных построений (А.Е. Егоров, Д.В. Кац, H.H. Товстенко, 2006; И.В. Запускалов, О.И. Кривошеина, 2007; М. Nour, A.B. Quiambao et al., 2007).

Сахарный диабет (СД) является одной из ведущих причин слепоты в развитых странах, причем на диабетическую ретинопатию приходится до 70% случаев. Считается, что у подавляющего большинства пациентов потерю зрения, связанную с диабетической ретинопатией, можно предотвратить. Сахарный диабет 2 типа составляет почти 90% от общего числа больных диабетом. Его распространенность постоянно растет в связи с увеличением продолжительности жизни, распространением «диабетогенного» образа жизни (гиподинамия, высококалорийное питание, ожирение), а также совершенствованием методов диагностики диабета. Часто у больных СД 2 типа ретинопатия обнаруживается в момент установления основного диагноза, а иногда вначале регистрируется поражение сетчатки, а затем и диабет. Примерно у 2/3 больных СД 2 типа признаки ретинопатии выявляются через 15-20 лет после начала заболевания, при этом у пятой части пациентов - уже в пролиферативной стадии (Е.С. Скоробогатова, Е.С. Либман, 2005; Ю.С. Астахов, А.Г. Залевская, И.А. Карпова, Ю.Ю. Сивас, 2005; Klin Oczna, 2005; J.S. Penn, G.W. McCollum, J.M. Barnett, 2006).

Проблема патогенеза поражений сосудов глазного дна при сахарном диабете и поиск новых подходов к терапии этого страдания остаются самыми актуальными в диабетологии. Общепризнанной является метаболическая гипотеза развития диабетических микроангиопатий (A.C. Ефимов, 1989; А.П. Нестеров, 1994; И.В. Воробьева, 2005; R.N Frank, 1997; J. Conrath, R. Giorgi, В. Ridings, D. Raccah, 2005; L.P. Aiello, A. Clermont, V. Arora, M.D. Davis, 2006). В последнее десятилетие опубликованы работы, в которых приоритетное значение в развитии сосудистых осложнений СД отдается осмотическому стрессу, воздействие которого, в первую очередь, рассматривается на уровне межклеточных и клеточных взаимодействий (S. Yamagishi, Т. Matsui, К. Nakamura, Н. Inoue, 2005; A.B. El-Remessy, М. А1-Shabrawey, Y. Khalifa, 2006; J. Hoffmann, Y. Feng, F. vom Hagen, A. Hillenbrand, 2005; T. Pannicke, I. Iandiev, A. Wurm, О. Uckermann, 2006).

При сахарном диабете патологически изменяются гемореологические и гемоагрегационные свойства крови и локальная гемодинамика. Микроциркуляторное русло глаза представляет собой функциональную подсистему, которая с одной стороны является частью специфической биосистемы органа зрения, а с другой - частью обшей системы кровообращения, что позволяет рассматривать проблему патогенеза с позиций функционального состояния крови.

В этом контексте первоочередной задачей определено: разработка системных подходов в хирургии патологии стекловидного тела и сетчатки на основе использования последних достижений операционной и эндоскопической оптики, лазерных технологий, аппаратного и медикаментозного обеспечения. Изучение местного и общего гомеостаза, патофизиологических процессов в тканях глаза при сахарном диабете для совершенствования лечебных технологий с целью повышения качества жизни пациентов. Интенсивное развитие лазерной и витреоретинальной хирургии тесно связано с клинико-морфологическими исследованиями гемо- и гидродинамики глаза, чему посвящены многие работы отечественных и зарубежных авторов (С.Н. Басинский, А.Л. Штилерман, 2003; Л .А. Кацнельсон, Т.А. Форофонова, АЛ. Бунин, 1990, 1998; И.Ю. Марченко, Л.В. Степанова, Г.М. Сычев, 2004; D. Arend, S. Wolf F. Jung, 1991; J. Ambati, C.S. Canakis, J.W. Miller, 2000; J. Cai, M. Boulton, 2002).

Однако, на наш взгляд, имеющиеся знания не позволяют с исчерпывающей полнотой патогенетически обосновать механизмы лечебного воздействия лазеркоагуляции сетчатки и витрэкгомии, следовательно, остаются открытыми вопросы о прогнозировании исходов лечения, дальнейшем развитии патологического процесса, влияющего на качество жизни. Неясным остается вопрос о комплексном воздействии осмотического давления крови на сосудистую стенку в условиях однонаправленного тока тканевой жидкости. В связи с этим представляется актуальным изучение морфологических, биохимических и физико-химических аспектов гемо- и гидродинамики глаза у больных сахарным диабетом, имеющих нарушения осмотического статуса крови.

Цель исследования - разработать эффективную схему лечения диабетической ретинопатии при сахарном диабете 2 типа с позиции новых взглядов на основные звенья патогенеза.

Задачи исследования:

1. Обосновать формирование нарушений микрососудистой архитектоники сетчагки при различных стадиях диабетической ретинопатии, используя принципы вычислительной биологии.

2. Разработать математическую модель оценки квазиравновесного состояния кровотока и напряженно деформированной стенки сосудов микроциркуляторного русла сетчатки.

3. Оценить влияние трансмурального давления и осмотического гомеостаза на формирование и прогрессирование изменений микрососудистого русла сетчатки при диабетической ретинопатии.

4. Обосновать безопасность теплового воздействия применяемых параметров лазерного излучения при проведении «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки у больных СД.

5. Оценить эффективность использования «щадящей» лазеркоагуляции при всех стадиях диабетической ретинопатии.

6. Провести сравнительный анализ эффективности «щадящей» лазеркоагуляции с традиционной панретинальной лазеркоагуляцией, как «золотым» стандартом лечения ДР.

Научная новизна результатов исследования

Впервые применена компьютерная программа ImageJ для получения количественных данных и проведения морфометрического анализа изображений глазного дна, что способствует объективизации оценки различных стадий ДР.

Проведен корреляционный анализ осмотического гомеостаза плазмы крови и внутриглазной жидкости в зависимости от стадии ДР. Показано, что изменение ионного состава может являться предиктором развития диабетической ретинопатии.

На основании разработанной комплексной математической модели движения тканевой и внутриглазной жидкостей в стекловидном теле и слоях сетчагки доказана роль различий осмотического и трансмурального давлений в формировании нарушений микрососудистой архитектоники сетчатки при ДР.

Рассчитан уровень теплового воздействия «щадящей» лазеркоагуляции при ДР, что позволяет оценивать применяемые параметры лазерного излучения, как безопасные для всех структур сетчатки.

На основании полученных данных разработана модель формирования нарушений микрососудистой архитектоники в сетчатке при СД и патогенетически обоснован алгоритм лечения различных стадий ДР.

Доказана необходимость и функциональная безопасность методики "щадящей" лазеркоагуляции при непролифератавной стадии ДР.

Патогенетически обоснована и доказана клиническая эффективность методики "щадящей" лазеркоагуляции при препролиферативной и пролиферативной стадиях ДР.

Патогенетически обосновано и внедрено в практику применение нового осмотического диуретика Полиосм.

Практическая значимость Проведенное исследование позволило разработать и внедрить в клиническую практику методику «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки у больных с ДР, значительно повысившую эффективность офтальмологической и социальной реабилитации больных.

Результаты исследования позволяют рекомендовать предлагаемую методику лазеркоагуляции для широкого использования в клинической практике.

Основные положения, выносимые на защиту

1. В формировании нарушений микрососудистой архитектоники в сетчатке при ДР значительную роль играют различия осмотического и трансмурального давления в биологических жидкостях.

2. Изменения осмотического гомеостаза плазмы крови и внутриглазной жидкости являются предиктором развития диабетической ретинопатии.

3. Проведение у больных ДР комплексного лечения с учетом показателей гомеостаза позволяет стабилизировать функциональное состояние сетчатки.

4. Применение методики «щадящей» лазеркоагуляции является необходимым и безопасным для функционального состояния сетчатки способом лечения диабетической ретинопатии, значительно повышающим эффективность офтальмологической и социальной реабилитации больных.

Апробация работы Основные положения диссертации доложены и обсуждены на региональной научно-практической конференции Урала (1999); Томской областной конференции офтальмологов (1999, 2001, 2003, 2005, 2008, 2010 г.г.); международной конференции «Гемореология и микроциркуляция» (Ярославль, 2003); на научно-практической конференции «Терапевтические методы лечения в офтальмологии» (Саратов, 2003); научно-практической конференции в Kiesge Eye Institute of Wayne State University (Детройт, США, 2004), научно-практической конференции по актуальным вопросам офтальмологии (Томск, 2004,2011); Российской конференции по лазерной и рефракционной хирургии (Санкт-Петербург, 2005); Всероссийской научной конференции с международным участием «Роль и место фармакотерапии в современной офтальмологической практике» (Санкт-Петербург, 2006); на международном симпозиуме офтальмологов ARVO (США, 2004,2011).

Внедрение в практику Разработанная методика «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки при диабетической ретинопатии внедрена в клиническую практику офтальмологической клиники ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития РФ, офтальмологического отделения ФГБУЗ «Клиническая больница №81» ФМБА России.

Результаты исследования используются при обучении врачей - офтальмологов и эндокринологов на циклах повышения квалификации, сертификационных циклах, а также в ходе подготовки клинических ординаторов на кафедре офтальмологии ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития РФ.

Публикации

По материалам исследования опубликовано 39 научных работ, из них 12 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертации на

соискание ученой степени доктора медицинских наук, получен 1 патент на изобретение № 2265425 (зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской федерации, 10 декабря 2005 г.). Весь материал получен, обработан и проанализирован лично автором.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 214 отечественных и 149 иностранных источников. Работа изложена на 236 страницах машинописного текста. Работа иллюстрирована 42 таблицами, 34 фотографиями, рисунками и графиками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Для решения поставленных задач было проведено клиническое обследование 243 больных сахарным диабетом 2 типа, находившихся на лечении в офтальмологической клинике ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития РФ и состоявших на учете в областном эндокринологическом диспансере г. Томска.

Для расчета необходимого объема выборки принимали во внимание, что частота выявляемое™ ДР колеблется в широких пределах - от 40 до 100%, в зависимости от длительности заболевания. Учитывая, что в исследование будут включены лица с различной длительностью СД, приняли за среднюю частоту выявления ДР 62,5% (как среднее арифметическое всех частот, обнаруженных в доступных литературных источниках). Эту частоту использовали для расчета минимального объема выборки при подстановке в формулу:

а2

где I - нормированное отклонение, соответствующее заданному уровню значимости (в нашем случае, 1=1,96 при р=0,05), р' - частота регистрации ДР в популяции, А - ошибка репрезентативности, предельная величина ошибки выборочных показателей.

Учитывая широкий разброс значений частот выявления ДР, зависимость ее значительного числа факторов, запланировали ошибку репрезентативности на уровне 6%, при этом минимальный объем выборки должен был составлять не менее 250 обследованных. Сформированная выборка была сокращена до 243 пациентов по причине того, что 7 человек выбыли из исследования по причине неявки на контрольный осмотр через 3 года. Число оставшихся пациентов позволило считать выборку репрезентативной и удовлетворяющей поставленным условиям, так как ошибка репрезентативности в ней значимо не превышала заданный уровень (6,09%).

В качестве контроля служила группа из 32 лиц, больных СД, не имеющих признаков ДР, в возрасте от 45 до 65 лет. Все наблюдаемые были подвергнуты комплексному обследованию эндокринологом и офтальмологом. Исследования проводили с разрешения локального Комитета по этике ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития РФ.

С целью изучения сопоставляемых параметров при исследовании всех пациентов (больных и здоровых) соблюдали следующие условия:

- офтальмологическое обследование проводили в условиях лабораторий электрофизиологических исследований и функциональной диагностики офтальмологической клиники ГБОУ ВПО СибГМУ МЗ и CP России;

- оценку соматического статуса осуществляли с учетом давности заболевания, степени компенсации, состояния гликемии, биохимических показателей крови;

- артериальное давление определяли по методу Короткова.

Каждый обследуемый был ознакомлен с информационным листком испытуемого и собственноручно подписал информированное согласие на исследование. Информацию о пациентах заносили в компьютерную базу данных.

Критериями включения в исследование служили: СД 2 типа; одинаковая стадия ДР на двух глазах; начальные изменения прозрачности хрусталиков; полученное от пациента информированное согласие; возраст пациентов любого пола и этнической группы ко времени включения в исследование в пределах 45-75 лет.

Критериями исключения являлись: СД 1 типа, наличие признаков клинически значимого неконтролируемого заболевания любого органа или системы органов (например, активный туберкулез, онкологические заболевания), состояния в анамнезе (психические нарушения, алкоголизм, значимое снижение интеллекта), которые могут ограничивать законность информированного согласия или искажать интерпретацию результатов исследования.

Общий срок наблюдения составил от одного месяца до трех лет. Была предусмотрена возможность дифференцированного индивидуального старта исследования (пациента включали в исследование при обращении в клинику независимо от пациентов других групп). Рандомизирующими параметрами служили состояние биохимического и осмотического статуса, и желание/нежелание пациента использовать предложенный метод лечения.

Всего было обследовано 243 пациента, страдающих СД 2. Из них 67 больных (134 глаза) с непролиферативной стадией ДР (ДР I) (Е. Kohner, М. Porta, 1991 г.), 92 больных (184 глаза) с препролиферативной стадией (ДР II) и 84 больных (168 глаз) с пролиферативной стадией ДР (ДР III). Большинство пациентов было в возрасте 41-60 лет, при этом средний возраст больных ДР I был 39,0 ± 6,4 года, ДР II - 48,6 ± 5,2, ДР III - 54,1 ± 6,1 лет. Отмечалась достоверная разница в возрасте больных с ДР II и ДР III по сравнению с контрольной группой, что подтверждает зависимость выраженности поражений сетчатки от продолжительности заболевания. Достоверной разницы по полу и возрасту среди всех обследованных не отмечалось (р>0,05).

На момент обследования давность заболевания у пациентов с ДР I составляла 13,2 ± 4,3 года, с ДР II - 18,4 ± 7,1 лет, а у больных с ДР III - 21,3 ± 8,6 лет. В контрольной группе «стаж» болезни был 16,1 ± 5,2 лет.

Из всех обследованных больных только у 9 человек (10,7%) с ДР III заболевание было в состоянии компенсации, тогда как у пациентов с непролиферативной и препролиферативной стадиями диабетической ретинопатии -у 41 и 39 человек (61,2 % и 42,4%), соответственно. Уровень гликемии составлял 5,6

- 7,8 ммоль/л. Состояние умеренной и субкомпенсации течения СД констатировалось у 28 пациентов (41,8%) с ДР I, у 52 (56,5%) - с ДР II и у 57

человек (67,9%) - с иролиферативной диабетической ретинопатией. При этом уровень глюкозы крови у разных больных колебался от 6,4 до 12,4 ммоль/л и составлял в среднем 7,5 ммоль/л. Тяжелое течение заболевания и декомпенсация отмечались у 11 (11,9%) и 18 (21,4%) больных ДР II, ДР III, соответственно. У этих пациентов уровень гликемии варьировал от 6,7 до 22,4 ммоль/л и составлял в среднем 11,5 ммоль/л. У пациентов с ДР I декомпенсированного течения сахарного диабета не отмечалось.

Обследование органа зрения всех пациентов осуществляли по общепринятой методике. При этом комплекс обследования включал в себя: визометрию, периметрию, биомикроскопию, офтальмоскопию - прямую и обратную, флюоресцентную ангиографию глазного дна, модифицированный метод компьютерной морфометрии для измерения калибра сосудов глазного дна, электроретинографию, определение электрического фосфена сетчатки и электрической лабильности зрительного нерва.

Данные офтальмоскопического исследования обрабатывали с использованием программы ImageJ (США). Фотографии глазного дна получали на фундус-камере фирмы Karl Zeiss-Jena. Полученные изображения переносили в компьютер. Затем проводили предварительную подготовку изображения для его дальнейшего анализа. Программа ImageJ позволяет получать количественные данные об областях изображения. В настоящем исследовании определяли следующие параметры: линейную толщину сосудов (калибр вен и артерий 1 и 2 порядка), среднюю оптическую плотность сосудов для дифференциации артерий и вен, изменения в структуре сосудов, количество микроаневризм и их плотность в изучаемых полях, количество геморрагии и «экссудации».

На втором этапе работы методом случайных чисел из групп обследованных больных были сформированы подгруппы, различающиеся по типу лечения, которое имело некоторые предлагаемые для обсуждения модификации, но без принципиальных отличий внутри каждой группы.

Дизайн исследования: когортное проспективное в параллельных группах (рис. 1). Среди пациентов с непролиферативной ДР было выделено 2 подгруппы: у 34 пациентов была выполнена «щадящая» лазеркоагуляция (ЩЛК), а у 33 - стандартная панретинальная лазеркоагуляция сетчатки (ПРК).

лот ^Щдд»щач лазеркоагуляция

—1 Панретинальная лазеркоагуляция

СД2_ >-

Оиг^т -1 О ВУ!3>ИТ

4—1-

л втт ■ Щадящая лазеркоагуляция + Попиосн .р.--..л-ц" Панретинальная лазергоагупяцчя

—I

ппттт В4ГфЭ1Стомпя "Едящая пазеркоагуплиня ■+■ Полное» О— -■«-■■—j Витрэктоння Ч- Панретннальца* л а аерколгул яц и я

I.,.................!-

Рис. 1. Дизайн исследования

У 48 пациентов с препролиферативной ретинопатией и макулярным отеком выполнялась ЩЛК. Лечение сочетали с применением препарата Полиосм (патент на изобретение №2265425 от 10 декабря 2004 года), а у 44 пациентов проводилась ПРК.

При пролиферативной ретинопатии вначале производилась закрытая задняя витрэктомия на аппарате Ocutome, а затем у 43 человек - ЩЛК, дополненная применением препарата Полиосм, а у 41 - ПРК.

Панретинальную лазеркоагуляцию проводили на офтальмологическом аргоновом лазере VISULAS-2 OPTON в условиях медикаментозного мидриаза по стандартной методике за три примерно равных по объему сеанса, с интервалом в 2 недели. Всего за один сеанс лечения наносили 400 - 600 аппликаций, расположенных друг от друга на расстоянии 500 мкм. Далее проводили полный объем панретинальной лазеркоагуляции, составляющий 1500-2500 коагулятов. В макулярной области сетчатой оболочки коагуляты наносились на расстоянии 5003000 мкм от центра макулы диаметром пятна 50-100 мкм, а затем обрабатывали всю поверхность сетчатки по стандартной методике: мощность - 140-300 мВт; время экспозиции - 0,1-0,2 сек; диаметр светового пучка 500 мкм.

"Щадящую" лазеркоагуляцию проводили с использованием зеленой составляющей спектра излучения офтальмологического аргонового лазера VISULAS-2 OPTON в условиях медикаментозного мидриаза. Нанесение лазерных коагулятов осуществляли через панфундуслинзу или трехзеркальную линзу Goldman'а после предварительной эпибульбарной анестезии 0,4% раствором инокаина. На первом этапе осуществляли лазеркоагуляцию макулярной зоны в виде подковы, раскрытой в сторону диска зрительного нерва (ДЗН). Коагуляты наносили на расстоянии не менее 2500 мкм от центральной ямки. Режим работы: мощность -140-300 мВт; время экспозиции - 0,04-0,2 сек; диаметр светового пучка - 100 мкм; количество аппликаций - 20-30.

Барраж выполняли в режиме единичных вспышек. Затем лазер переводился в автоматический режим работы, и проводили коагуляцию остальных отделов сетчатки, за исключением папилло-макулярного пучка. Использовали вышеприведенные параметры излучения. Всего наносили 400-450 аппликаций, расположенных друг от друга на расстоянии 1500 мкм.

В НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН был разработан новый препарат на основе полиэтиленоксида - Полиосм (30% раствор полиэтиленоксида 400 для внутривенного введения), относящийся к группе низкомолекулярных полиэтиленоксидов и проявляющий высокую степень осмотической активности, превосходя по этому свойству глицерин: одна молекула препарата связывает 8,2 молекулы воды. Препарат разрешен к применению МЗ РФ (протокол 115 от 09. 10.2000) в соответствии с утвержденным протоколом.

Клинико-лабораторны е исследования

Исследование показателей осмотического гомеостаза и показателей свертывающей системы крови производили после забора внутриглазной жидкости во время операции (0,2 мл) и крови из вены (5-10 мл). Определение показателей осмотического гомеостаза производили с использованием стандартных наборов реагентов соответствующих международным требованиям на автоматических приборах в условиях биохимической лаборатории НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН.

Проводили стандартную подготовку пациента к оперативному вмешательству: мониторинг соматического статуса, нремедикацию. Обработку операционного поля производили обычным способом, осуществляли субгенониальную или ретробульбарную анестезию 2% раствором лидокаина. Перед началом основного хирургического вмешательства проводили парацентез в зоне лимба (при операциях в переднем отделе глаза) или в 4 мм от лимба, в зоне проекции плоской части ципиарного тела (при операциях в заднем отделе глаза) стерильной инъекционной иглой 28G с одномоментным забором 0,05 - 0,1 мл внутриглазной жидкости. Одновременно производили забор крови из локтевой вены в количестве 5- 10 мл. Далее хирургическое вмешательство происходило по запланированному графику.

Морфологические исследования сетчатки

Морфологические исследования выполнены в лаборатории иммуноцитохимии Kresge Eye Institute of Wayne State University (Detroit Medical Center) под руководством Dr. Robert N. Frank (1997, 2004). Для исследования использовали сетчатку, взятую из энуклеированных глаз умерших пациентов (глаза поступали из банка донорских органов National Diseases Research Interchange). Для изучения сосудистой структуры сетчатки применяли метод выделения сосудистого ложа с использованием фермента трипсина. В дальнейшем исследовании размерные и пространственные характеристики микроаневризмы на полученных фотографиях сетчатки были приняты нами за основу для геометрических построений Методы математического моделирования Расчет математических аспектов однонаправленного течения внутриглазной жидкости в стекловидном теле и безопасности теплового воздействия «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки осуществляли в лаборатории научного приборостроения института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН в соавторстве с доктором физико-математических наук, профессором П.П. Гейко.

Количественные оценки связи между трансмуральным давлением в капиллярах сетчатки и деформациями стенок микроаневризм проводили на кафедре экспериментальной физики Томского государственного университета в соавторстве с кандидатом физико-математических наук, доцентом И.И. Клыкова.

Оценку гидродинамики и напряженного состояния сосудов микроциркуляторного русла сетчатки проводили на кафедре теоретической механики Томского государственного университета в соавторстве с зав. кафедрой доктором физико-математических наук, профессором A.M. Бубенчикова. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант РФФИ № 08-01-00484-а).

Методы статистической обработки результатов В исследовании использовали пакет статистических программ программы Statistica 6.0 (StatSoft, США). Выборки результатов проверялись на нормальность распределения с помощью теста Колмогорова - Смирнова. Учитывая, что изучаемые данные имели различные законы распределения, в качестве презентационной характеристики использовали среднее значение и выборочное стандартное отклонение. Для расчетов применялись параметрические (t-критерий Стьюдента при нормальном распределении) и непараметрические методы: U-

Манна-Уитни (для независимых выборок), W-Уилкоксона (для зависимых выборок) при распределении, отличающемся от нормального. При проверке уровня значимости различий качественных признаков использовали точный тест Фишера. Во всех случаях различия считали достоверными при достижении уровня значимости меньше 0,05. Корреляции рассчитывали при помощи теста непараметрической корреляции Спирмана, поскольку исследуемые показатели имели закон распределения, отличающийся от нормального. Полученную корреляцию считали статистически значимой при р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Сравнительный анализ выраженности нарушений микроциркуляторного русла сетчатки в зависимости от стадии ДР

по данным биоимиджинга при помощи программы ImageJ Мы оценивали офтальмоскопическую картину глазного дна у обследованных пациентов с использованием биоимиджинга при помощи программы ImageJ, как основного критериального параметра, применяемого для достижения принципов доказательности в медицинских исследованиях. Офтальмоскопическая картина была весьма разнообразна. Для постановки клинического диагноза в работе мы использовали классификацию Е. Kohner и М. Porta (рекомендации ВОЗ, 1991).

Сравнительный анализ изображений глазного дна пациентов СД 2 позволил выявить следующие закономерности. По мере утяжеления ДР калибр вен I порядка расширялся: р 1-2=0,19; р2-3=0,014; р 1-3=0,011. Аналогичную динамику наблюдали при измерении калибра вен 11 порядка (рис. 2).

ДРI ДР« ДР III

Калибр I порядка Калибр 11 порядка

Рис. 2. Сравнительная характеристика калибра вен I и II порядков у пациентов с ДР в зависимости от стадии.

Изменялся диаметр артерий I и II порядков в зависимости от стадии ДР. Имелась тенденция к сужению артерий I порядка: 83,9±13,8 мкм; 81,2±11,3 мкм; 86,7±12,3 мкм (соответственно) в группах пациентов с 1, II, III стадиями ДР (р>0,05 при попарном сравнительном анализе во всех случаях) (рис. 3).

При сравнительном анализе калибра артерий II порядка не определялось значимых различий между показателями пациентов со II и III стадиями ДР: 38,4±9,8 и 36,0±11,3 соответственно (р2-з>0,05), тогда как калибр артерий II

порядка у пациентов с ДР 1 оказался достоверно больше такового в обеих группах сравнения: 65,5±11,1 мкм (р|.2=0,010; рьз=0,008) (рис.3).

ДР І ДРІІ ДР III

Калибр I порядка калибр II порядка

Рис. 3. Сравнительная характеристика калибра артерий 1 и 11 порядков у пациентов с ДР в зависимости от стадии.

Показано увеличение среднего количества микроаневризм на одного пациента в зависимости от стадии ДР. У пациентов с I, И, III стадиями ДР определялось 5,5±2,1; 12,2±6,1; 16,1±8,3 микроаневризм (р|.2=0,026; р2.3=0,023; р,. з=0,019). У пациентов с ДР I значимо реже выявлялись петехиальные кровоизлияния (в 11,9% случаев), чем у пациентов с ДР II и ДР III (в 43,5% и 32,1% случаев, соответственно, Р)_2<0,001; рі_з=0,003) (рис. 4).

ДР І ДРІІ ДР III

Рис. 4. Сравнительная характеристика частоты выявления петехиальных кровоизлияний у пациентов с ДР в зависимости от стадии.

Внешний вид выявляемых кровоизлияний различался у пациентов с разной степенью ДР. У пациентов с ДР I преимущественно выявлялись петехиальные кровоизлияния: 43,б±2,9 против 15,9±3,3 и 18,7±2,7 кровоизлияний на 1 пациента со II и III стадиями ДР, соответственно (р^ОДШ; Р)-з=0,002). Сливные кровоизлияния не были выявлены у пациентов с ДР I, тогда как у больных с ДР II и ДР III различия в частоте выявления кровоизлияний такого типа и в их количестве на 1 пациента не оказались значимыми: соответственно, 56,5% и 67,9% (р2.з>0,05); 6,2±0,8 и 7,4±0,6 (р2.3>0,05) (рис. 5).

W 6?-

10 -^ЩЩж

SO "i^^BM

30 Ш я

40 * ' Я Е

Щ 1

20 В j ¿1-34

ю о ■ "': ' -В я

¿mar .....V : ЩЩг

о

ДР I йР I iiP и

Рис. 5. Сравнительная характеристика частоты выявления сливных кровоизлияний у пациентов с ДР в зависимости от стадии.

Таким образом, мы получили убедительные количественные показатели офтальмоскопической картины, характеризующие принципиальные отличия разных стадий ДР и доказывающие, что калибр сосудов и количественные характеристики интраретинальных микрососудистых аномалий, могут являться предиктором прогрессирования ДР. В связи с этим, считаем целесообразным использование имеющейся классификации диабетических изменений глазного дна, включающей непролиферативную, препролиферативную и пролиферативную стадии.

Сравнительный анализ показателей электроретинографии в зависимости от стадии диабетической ретинопатии

У пациентов, составивших контрольную группу, амплитуда волн а и b электроретинограммы (ЭРГ) находилась на уровне нормальных значений (32,9±1,9), что предполагает отсутствие достоверных различий с нормой, для показателей латентности и отношения b/а ситуация аналогична. Таким образом, у больных сахарным диабетом с нормальной структурой сетчатки (отсутствие проявлений ДР) все показатели ЭРГ находятся в пределах нормальных значений, что говорит об отсутствии нарушений генерации потенциала действия в электрохимии сетчатки.

По мере развития ДР мы отметили, что нарастает разница между показателями больных СД с поражением сетчатки и у пациентов группы сравнения. Отмечается очень интересная тенденция: на ранних стадиях развития ДР отношение b/а выше нормальных показателей, как и в контрольной группе. Даже при наличии ДР I мы видим значительную разницу в показателях амплитуды и латентности на ЭРГ. Амплитуда снижена по а и b волнам, а латентность повышена, причем значительно больше по волне а (~ в 1,2 раза), что не противоречит данным A.M. Шамшиновой (2009), подтверждающим, что ранним симптомом патологических процессов в фоторецепторах сетчатки еще до снижения амплитуды b-волны является увеличение латентности волн ЭРГ (рис. 6 -рис. 9).

Амплитуда а-волны

25 «ем 19,4

20

¡5 -1

10 . 1 -

«11

_J

Рис.

6. Сравнительная характеристика амплитуды а-волны в зависимости от стадии ДР.

2$0

Амплитуда 8-волны

149.9

Рис.

________в"—[ С-ДЖІ 1.1

ДР!! Д? Ш контроль

7. Сравнительная характеристика амплитуды Ь-волны в зависимости от стадии ДР.

/Іатєнтность а-волны

мс

31.3

32.0 31,0

31.0 30,0 29,0 28,0 гг.о 26,0 25,0 24,0

ДР I ДР II

■

Й а

i

Рис. 8. Сравнительная характеристика латентносте а-волны в зависимости от стадии ДР.

лагентность в-волны

МС &1.0 02-0

60,0

I 56.0

: 54.0

1 51.0

| 50.0

ДР» ДР(К Канграль

Рис. 9. Сравнительная характеристика латентности Ь-волны в зависимости от стадии ДР.

По мере утяжеления стадий ДР происходит дальнейшее снижение амплитуды, а при ДР III - в разы (~2,3 раза) по сравнению с показателями контрольной группы. В то же время отношение пресинаптической и постсинаптической активности сетчатки (Ь/а) изменилось при этом незначительно, что говорит о компенсаторных возможностях электрической активности сетчатки. Важно отметить, что все показатели максимальной ЭРГ между различными стадиями ДР не имели достоверных различий, и только амплитудные показатели являются ДР - зависимыми.

Кроме того, что амплитуда отличалась от таковой в контрольной группе (р<0,001) во всех случаях диабетической ретинопатии, она имела еще и межстепенные различия, причем если показатели при ДР I и ДР II практически не отличались друг от друга, то при глубокой степени поражения сетчатки амплитуда значительно снижалась, то есть 19,4±4,7 и 15,4±5,8 имеют достоверные различия (высокий коэффициент корреляции), а разница ДР I и ДР II еще более глубокая.

Данные локальной хроматической ЭРГ показали, что диабетическая ретинопатия любой стадии изменяет значение показателей в худшую сторону, отмечались достоверные межстепенные различия показателей ЭРГ.

Проведен корреляционный анализ показателей ЭРГ и остроты зрения (табл. 1).

Таблица 1

Корреляционные коэффициенты взаимосвязи показателей общей ЭРГ

с остротой зрения в зависимости от стадии диабетической ретинопатии

Показатели ЭРГ Волна Стадия диабетической ретинопатии Контроль

ДР1 ДРН ДРШ

Амплитуда а 0,66 0,36 0,33 0,78

Ь 0,68 0,34 0,36 0,72

Латентность а -0,40 -0,36 -0,22 -0,44

Ь -0,35 -0,33 -0,24 -0,38

Самый высокий коэффициент корреляции этих параметров наблюдался у людей без ДР. Хотя у них есть сахарный диабет, но этот показатель можно принять за норму. Чем выше волна, тем больше реполяризация, следовательно, лучше возбуждается клеточная мембрана и выше острота зрения. По мере нарастания тяжести ДР, мы наблюдаем снижение тесноты корреляции между остротой зрения и амплитудой (значительное уменьшение связи при переходе ДР I и ДР II), то есть при переходе от непролиферативной стадии к препролиферативной происходящие на микрососудистом уровне процессы резко снижают амплитудные характеристики электрической возбудимости ткани сетчатки.

Оценка показателей гомеостаза крови и внутриглазной жидкости

в зависимости от стадии диабетической ретинопатии Оценку гомеостаза производили при помощи анализа содержания малых органических молекул и ионов в сыворотке крови и внутриглазной жидкости. В качестве контрольных значений рассматривались таковые у пациентов с СД без ДР. У пациентов с ДР I содержание глюкозы в сыворотке крови значимо не отличалось от такового в группе пациентов с сахарным диабетом без ретинопатии. Наличие ДР II или ДР I стадий диабетической ретинопатии сочеталось с достоверно более высоким уровнем глюкозы в сыворотке крови. При этом отмечено значительное различие содержания глюкозы в крови в группе пациентов с ДР II против значения в группе больных с ДР I, и у пациентов с ДР II - против среднего группового показателя в группе пациентов с ДР III (рь2=0,009 и р2. з=0,047, соответственно) (рис. 10).

25

Рис. 10. Сравнительная характеристика содержания малых молекул и ионов в плазме крови (моль/л) в зависимости от стадии ДР.

Содержание мочевины в крови обследованных больных в зависимости от стадии ДР оказалось следующим. У пациентов с ДР 1 было более высокое содержание мочевины по сравнению с таковым у пациентов контрольной группы. У пациентов с ДР II и ДР III также обнаружено значимо более высокое содержание мочевины в крови, нежели у больных СД 2 типа без диабетической ретинопатии. Не отличаясь от содержания мочевины у больных сахарным диабетом с ДР III, ее концентрация у пациентов с ДР II была достоверно выше таковой у больных с ДР I. Такая картина согласуется с классическим представлением о механизмах

развития осложнений сахарного диабета, каковым и является диабетическая ретинопатия (рис. 10).

У больных сахарным диабетом с поражением сетчатки различной степени тяжести не обнаруживались изменения концентраций кальция и калия в сыворотке крови по сравнению с таковыми у пациентов, составивших контрольную группу (рис. 10). При анализе содержания натрия в сыворотке было выявлено достоверное его превышение у пациентов с ДР 1 и ДР 111 (р<0,05 в обоих случаях) по сравнению с показателями группы контроля. При этом средние групповые показатели у пациентов с ДР II и ДР III между собой значимых различий не имели (рис. 11).

152

Рис. 11. Сравнительная характеристика содержания натрия в плазме крови (моль/л) в зависимости от стадии ДР.

Было изучено содержание указанных молекул и ионов во внутриглазной жидкости (ВГЖ) у обследованных пациентов в зависимости от стадии ретинопатии. Показано, что уровень глюкозы и мочевины в фуппах больных сахарным диабетом с ДР I и ДР II превышает таковой в группе пациентов с сахарным диабетом без ретинопатии (контрольной) (рис. 12).

Пациенты с ДР I и ДР 11 имели уровень глюкозы в ВГЖ, достоверно превышающий значения этого показателя у больных с ДР III, тогда как достоверной разницы с показателями группы контроля выявлено не было. Уровень мочевины в ВГЖ на фоне пролиферативной стадии не отличался от такового у пациентов с ДР I и ДР II, однако был значимо выше, чем этот показатель в группе контроля (рис. 12).

Полученные нами данные о содержании мочевины в ВГЖ, отражающие достоверно более высокие значения этого показателя у пациентов с ДР 1, соответствуют представлению о метаболизме белков и косвенно дают понять, что даже при ДР I белок-синтетические процессы повышаются в преддверии обязательного прогрессирования заболевания. Таким образом, повышение уровня мочевины в ВГЖ у пациентов с ДР I стадии можно рассматривать как ранний предиктор пролиферативных изменений на фоне клинической картины, далекой от ДР II и ДР III.

Уровень ионов (Са2+, Ма+, К+) у пациентов с непролиферативной ретинопатией не отличался от такового у больных сахарным диабетом без ретинопатии, однако содержание кальция и калия в ВГЖ больных с ДР I было достоверно ниже соответствующих значений у пациентов с ДР II. При этом не

наблюдалось разницы показателей содержания кальция и калия у пациентов с ДР II и ДР III (рис. 12, 13).

1,3

Контроль ДР I ДР II ДР III

Рис. 12. Сравнительная характеристика содержания малых молекул и ионов во внутриглазной жидкости (моль/л) в зависимости от стадии ДР.

Уровень натрия в ВГЖ достоверно не отличался у пациентов с сахарным диабетом, осложненным диабетической ретинопатией от такового у больных контрольной группы, однако наблюдалась слабая тенденция к понижению уровня Ыа+ в ВГЖ у больных с диабетической ретинопатией в зависимости от ее стадии (рис. 13).

132 131 130

вяняНИВ

138 137,4

e§plf 134 8

Рис. 13. Сравнительная характеристика содержания натрия во внутриглазной жидкости (моль/л) в зависимости от стадии ДР.

Обращает на себя внимание, что высокая прямая зависимость связывает уровень глюкозы в периферической крови и ВГЖ у пациентов с сахарным диабетом без развития диабетической ретинопатии (г=0,78; р=0,018). Анализ содержания прочих исследуемых ионов и молекул не выявил значимых корреляций, за исключением взаимосвязи содержания кальция в крови и ВГЖ, характеризовавшейся прямым направлением связи (г=0,2б; р=0,048, табл. 2).

Развитие ретинопатии сопровождалось высокой значимой прямой зависимостью концентрации глюкозы в крови и ВГЖ (г=0,54; р=0,037), а также умеренной прямой зависимостью уровней мочевины (г=0,20; р=0,049), кальция

(г=0,24; р=0,045) и натрия (г=0,23; р=0,044) в крови и ВГЖ, судя по показателям содержания изучаемых веществ у пациентов с ДР 1 (табл. 2).

Таблица 2

Корреляционные коэффициенты взаимосвязи показателей гомеостаза

сыворотки крови и внутриглазной жидкости у пациентов с СД __в зависимости от стадии диабетической ретинопатии___

Биохимическ ий маркер Стадия диабетической ретинопатии Контроль

ДР I дри ДРІІІ

г Р г Р г Р г Р

Глюкоза 0,54 0,037 0,29 0,031 -0,32 0,015 0,78 0,018

Мочевина 0,20 0,049 0,39 0,07 0,18 0,12 0,14 0,69

Кальций 0,24 0,045 0,25 0,040 0,24 0,042 0,26 0,048

Калий 0,19 0,39 -0,22 0,046 -0,23 0,045 0,18 0,55

Натрий 0,23 0,044 -0,21 0,043 -0,30 0,040 0,11 0,49

Примечание: г - коэффициент корреляции Пирсона; р - уровень значимости.

Как показал анализ биохимических маркеров пациентов с ДР II, прогрессирование ретинопатии, сопровождалось уменьшением тесноты связи между содержанием глюкозы в крови и ВГЖ (г=0,29; р=0,031), а также изменением направления связи концентраций натрия в крови и ВГЖ (г=-0,21; р=0,043). Слабая отрицательная зависимость (г=-0,22; р=0,046) описывала связь концентрации калия в крови и ВГЖ у пациентов с препролиферативной диабетической ретинопатией. Не изменилась теснота и направление корреляции содержания кальция в крови и ВГЖ (г=0,25; р=0,040) у пациентов с ДР II.

Развитие ДР III приводило к изменению направления связи уровней глюкозы (г=-0,32; р=0,015) в крови и ВГЖ, а также к исчезновению корреляции между содержанием мочевины (г^-0,18; р=0,12) в крови и ВГЖ, чему причиной, возможно, стала активация белок-синтетических процессов на фоне пролиферативных изменений в сетчатке. Корреляция содержания кальция и калия в крови и ВГЖ по-прежнему осталась неизменной (г=0,24; р=0,042 и г=-0,23; р=0,045 соответственно), тогда как отрицательная связь уровня натрия в крови и ВГЖ стала несколько более тесной (г=-0,30: р=0,040).

На наш взгляд, наблюдаемые изменения направления корреляции могут объясняться дизрегуляцией осмотического гомеостаза, связанного с изменением временных характеристик ионных потоков. Задержка ионного тока через Ыа+/Са2+ обменник может быть причиной сниженной фотоэлектрической активности сетчатки, что наблюдалось при оценке показателей ЭРГ у пациентов с пролиферативной ретинопатией. Следовательно, резонно было бы ожидать, что улучшение осмотического гомеостаза в тканях организма (как крови, так и других биологических жидкостях) будет сопровождаться повышением фотоэлектрической активности сетчатки, выражаемой хотя бы в повышении амплитудных характеристик электроретинограммы (ЭРГ). К сожалению, ограниченный объем выборки пациентов, у которых удалось провести анализ электролитного состава крови и ВГЖ, не позволил получить достоверной корреляции показателей ЭРГ и концентраций ионов, однако базовые данные о процессе формирования

электрического импульса на фоторецепторах позволяют нам сделать такое допущение.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ Математические аспекты течения внутриглазной жидкости (ВГЖ)

в стекловидном теле Простой количественный анализ динамики осмотического движения жидкости в стекловидном теле может быть выполнен в рамках достаточно простой феноменологической модели, основанной на предположении об аддитивности объемов биоткани и осмотически поглощаемой или теряемой ими жидкости.

Скорость этого процесса определяется подвижностью молекул, коэффициентом их диффузии. В свою очередь коэффициент диффузии достаточно сильно зависит от температуры. Определим степень набухания в каждый момент времени как:

U(t)-M(t = 0)_M„(t) _l'M(t)*fi„ m M(r=0) "\V(f = 0)~ w(i = o) ' v ;

где и ^ая^от - объем и масса поглощенной осмотически активной жидкости, и

Рот _ ее плотность. В этом приближении объем биоткани определяется выражением

V(t) = V(t - 0) + Vm (t) = V(t = 0)+II(t)M (с - 0)/Pam ^ (2)

где V(t) - объем набухающего образца биоткани в каждый момент времени (/).

Поскольку набухание связано с диффузией внутрь стекловидного тела осмотически активной жидкости, то описание динамики изменения степени набухания может быть выполнено на основе уравнения, описывающего диффузию жидкости через проницаемую мембрану. Рассмотрим это уравнение подробнее.

Первый закон Фика связывает поток вещества J (т.е. количество вещества, проходящее в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной направлению движения) с градиентом концентрации:

dK , (3)

где D - коэффициент диффузии, см2/с и С - концентрация диффундирующего вещества, г/мл.

В кинетической теории коэффициент диффузии определяется как,

D = квТ

где ир подвижность диффундирующих частиц; кв = 1, 38-Ю23 Дж/К (джоуль на кельвин) - постоянная Больцмана и Г- абсолютная температура.

Подвижность определяется как отношение скорости движения частиц к силе, вызвавшей это движение, = vd / F. При ламинарном течении для сферических частиц закон Стокса для силы имеет вид " 5 и мы приходим к выражению для коэффициента диффузии, называемому законом Стокса-Эйнштейна

„-М.

6* г/ г (4)

В стекловидном теле присутствуют особые белки - витрохин и муцин, которые определяют его вязкость, в несколько десятков раз превышающую вязкость воды.

Вязкость воды при физиологической температуре равна примерно 7*10

Пас

Вязкость стекловидного тела изменяется в диапазоне 0,3-2 Па-с (паскаль умножить на секунду), типичные размеры ионов кальция, натрия и калия составляют 0,2 нм.

Тогда, подставляя в (4) соответствующие величины получаем для температуры Т=310° К (37° С), получаем для коэффициентов диффузии величины от (3,9 до 27)-10'8 см2/с, в зависимости от вариаций вязкости стекловидного тела.

При стационарном транспорте через тонкую мембрану производную от концентрации можно заменить конечной разностью концентраций, отнесенной к толщине мембраны. Тогда

А* ' (5)

Величина Р называется коэффициентом проницаемости и измеряется в см/с. Здесь С и Со - концентрация диффундирующих ионов по обе стороны мембраны и 1=2.3 см - толщина (размер стекловидного тела).

В случае течения внутриглазной жидкости, для коэффициента проницаемости получаем значения от (1,7 до 11,8) -Ю"8 см/с

С помощью закона Фика (3) для диффузии через тонкую мембрану можно найти изменение концентрации в замкнутом объеме V (образец биоткани) окруженном проницаемой мембраной площадью 8 . Полный поток вещества в единицу времени, направленный внутрь объема, равен (ДхБ), а скорость изменения концентрации в этом объеме определяется выражением

Ж-Щс -с)

А-У^Ч (6)

Здесь 8-средняя площадь сетчатки, .Я=0,72-тс-(2,34)2= 12,25 см2

С

В данном случае С - концентрация внутри замкнутой области и 0 -концентрация вне ее. Зависимость концентрации от времени можно получить, проинтегрировав это (6) выражение:

}.с„-с V >

сп-с у .К ' ™ _______ С„ V

или

С=0^0 ^ ' 1=0

8ЛЛ=0.235

Р8/У=(0.4 - 2.77) 10*

(7), откуда 0 (8)

С(/) = С, Полагаем, что

1-ехр| -Щ-1

С0 (Са2++)= 2,5 ммоль/л, а

С0 (№\ К+)= 140 ммоль/л,

Полученное выражение показывает, что процесс установления равновесной концентрации носит экспоненциальный характер.

Однако, очень малое значение показателя экспоненты в формуле (9) приводит к тому, что концентрация ионов практически не меняется при всех разумных значениях времен диффузии.

Процесс транспорта иммерсионных жидкостей в тканях может быть описан в рамках модели свободной диффузии.

При этом обычно используются следующие допущения относительно процесса переноса:

1) имеет место только концентрационная диффузия, т.е. обменный поток жидкости в биоткань и из биоткани в данной точке пропорционален градиенту концентрации в этой точке;

2) коэффициент диффузии постоянен во всех точках.

Можно пренебречь краевыми эффектами и попытаться решать одномерную задачу диффузии, т.е. уравнение:

Ы ~ дх2 ' (Ю)

представляющее собой второй закон Фика, где С(хД) - концентрация, г/мл; Э -

коэффициент диффузии, см /с; I - время, в течение которого происходит процесс диффузии, с; и х - пространственная координата, см.

Соответствующие граничные условия имеют вид:

/ ч зсМ

где С0 - начальная концентрация, г/мл; 1 - толщина слоя (стекловидного тела), см. Второе граничное условие отражает тот факт, что диффузия внутрь происходит только с одной стороны.

Вследствие малости коэффициента диффузии (3,9 до 27> 10"8 см2/с), несмотря на экспоненциальное временное поведение концентрации ионов, в реальности, концентрация ионов остается практически неизменной, возможные же ее изменения лежат в пределах экспериментальной погрешности измерения. Таким образом, движение внутриглазной жидкости в стекловидном теле имеет однонаправленный характер.

Движение тканевой жидкости в наружных слоях сетчатки

Диффузия из микрососудов в ткань подчиняется закону Фика таким образом, что как только в среде возникают различия в концентрации некоторого вещества, образуется поток этого вещества в направлении уменьшения концентрации, который пропорционален градиенту концентрации (3).

где В - коэффициент диффузии, см2/с и С - концентрация диффундирующего вещества, г/мл.

Это уравнение применимо для описания движения как молекул, так и микрочастиц, при условии, что концентрация и тех и других мала.

В области капилляров хориоидеи и капилляров сетчатки математическую модель трансформации потока крови следует дополнить механизмом учета коллоидно-осмотических явлений. Выход из плазмы воды и электролитов в межклеточное пространство должен приводить к нарушению осмотического равновесия и к возникновению противодействующей фильтрации разности осмотических давлений (11). Таким образом, если собственное давление в капиллярах и в ткани обозначить через рс и рт , то полный градиент давления, обуславливающий фильтрацию, определится как

где Рр и Рт - коллоидно-осмотическое давление в плазме и в ткани. Уравнение (11) можно преобразовать в более наглядное выражение для скорости фильтрации жидкости через капиллярную стенку (12)

Уу = к - А-{рс - рт)-а{Рр - Рт), (12)

где к - коэффициент капиллярной фильтрации, а - коэффициент отражения капиллярной мембраны, А-площадь поверхности мембраны.

Известно, что диаметр капилляров в сетчатке находится в пределах 5-10 мкм, а диаметр хориокапилляров - около 20-30 мкм.

Если допустить, что сопротивление движению крови между артериолами хориоидеи и капиллярами слабо зависит от расхода крови С), то давление в капиллярах определяется соотношением

А=А-«.-<3, (13)

где ра - давление в артериоле; Иа - гидравлическое сопротивление, удовлетворяющее уравнению Пуазейля. Следовательно, трансмуральное давление в хориокапиллярах будет выше, чем в капиллярах сетчатки. Учитывая, что они находятся в единой гидравлической системе, ограниченной фиброзной капсулой глазного яблока, жидкость по градиенту давления будет выходить из хориокапилляров и всасываться капиллярами сетчатки. Например, при флюоресцентной ангиографии в норме наблюдается выход флюоресцеина только из хориокапилляров, а сосуды сетчатки не проявляют экстравазации. Это происходит лишь потому, что трансмуральное давление в капиллярах сетчатки, ниже осмотического, давления плазмы, поэтому наблюдается однонаправленное движение жидкости из ткани в обменные сосуды. Таким образом, однонаправленный ток жидкости от хориокапилляров к ретинальным капиллярам обеспечивает оптимальный приток метаболитов к наружным слоям сетчатки

Взаимосвязь диаметра микрососуда и трансмурального давления

В силу однородности стенок капилляра возможен упрощенный подход к прочности капилляра по отношению к избыточному давлению в нём. Задача по расчёту напряжений в толстостенной трубе относится к разряду классических: задача Ламе-Гадолина. В этой задаче рассматривается зависимость механических

напряжений от давлений внутри и вне трубы. Нас же интересует зависимость диаметра цилиндрического сосуда от избыточного давления в нём. В теории сопротивления материалов очень редко интересуются большими деформациями, так как основные конструкционные материалы (металлы и сплавы) работают в области малых относительных деформаций, не превышающих 1 %.

Нами рассмотрены большие деформации цилиндра и сферы, состоящие из однородного материала, подчиняющегося закону Гука.

Решения для сферы проводили при тех же предположениях, что и для цилиндра.

Приведём графики зависимости относительного внешнего диаметра /? и относительной толщины стенок г/ от относительного давления у для цилиндра и сферы (рис. 14, 15). _ _ ___

10,0 9.0 ' 8.0 7,0 6,0 5,0

4,0 3,0 2,0 1.0 0.0

1__

ч А -

----^-- А & "" __ ... ... -_______ - - -

У

1.2

«0

1,0 г 5

?

0,8 О

ь

к

0,6 X

с

0,4 ® £

О

0,2 X »-

О

0.0

0,1 0.2 0,3 0,4

Относительное давление

[-Цилиндр * Стенка цилиндра

0.5

Рис. 14. Диаграмма зависимости относительного внешнего диаметра/? и относительной толщины стенок ц от относительного давления у для цилиндра и сферы.

4,5

4,0 ' 3,5 . 3.0 2.5 2,0 1.5 1.0 0.5 0,0

Г ..... —................ " 1.2 1.0 | 3 с;

I

1 с ев 0.6 * 0.1 «

____ ---

Л --- 0.2 | 0,0

0,1 0,2 0,3 0.4

Относительное давление

|-Сфера * Стенка сферы)

Рис. 15. Диаграмма зависимости относительного внешнего диаметра /? и относительной толщины стенок 7/ от относительного давления у для цилиндра и сферы. Обе диаграммы приведены для значения начального относительного диаметра Д?= 0,75. На каждой диаграмме приведено два графика: сплошной линией показаны внешние диаметры цилиндра или сферы, треугольничками-

толщина стенок, отложенная по правой вспомогательной шкале. При приближении к критическому давлению видно, что диаметр резко возрастает, а толщина стенок стремится к нулю. Причём скорость убывания толщины стенок в зависимости от диаметра гораздо больше для сферы, чем для цилиндра, что очевидно из геометрических соображений.

Получили, что критическое давление для сферы в два раза больше, чем для цилиндра, что отражает, что сфера в два раза крепче цилиндра при тех же конструкционных характеристиках.

Реальная картина появления микроаневризмы в капилляре выглядит так: на одном из участков стенки капилляра вследствие биохимических процессов, происходящих при сахарном диабете в гликокаликсе, эндотелии и базальной мембране сосудистой стенки, в частности, потери эндотелиальных клеток и перицитов, фактически превращающих капилляры в свободные от клеток «трубки», появляется пятно с ослабленными упругими характеристиками (модуль Юнга Е уменьшается, а безразмерное давление у = р/Е возрастает). При нестабильном течении сахарного диабета, сопровождающемся значительными колебаниями уровня глюкозы в крови в течение суток, резко изменяется осмотическое давление крови. Например, увеличение гликемии на 100 мг% (5,55 ммоль/л) повышает осмолярность крови приблизительно на 5,5 мосм/л, что соответствует 86 мм рт. ст. Это приводит к локальному выпячиванию стенки и, следовательно, к уменьшению её толщины. С развитием процесса толщина стенки всё более уменьшается и при приближении к критическому давлению происходит катастрофическое уменьшение толщины стенки при быстром увеличении диаметра микроаневризмы с неизбежным прорывом.

Для количественных оценок воспользуемся значениями для эндотелия:

- модуль Юнга Е ~ 3*105 Па = 2300 тор

- начальное давление рп ~ 103 Па ~ 10~20 тор

На повреждённом участке сосуда модуль Юнга существенно меньше, чем на здоровом и величина уо возрастает в 10 раз, что ведет к развитию микроаневризмы и при меньшем давлении.

Гидродинамика и напряженное состояние сосудов микроциркуляторного русла сетчатки

Поскольку микроаневризмы сетчатки появляются через несколько лет после начала заболевания, за весьма продолжительное время, целесообразно рассмотреть стационарное течение в сосуде с указанной патологией и оценить силовое воздействие потока на сосудистую стенку.

Имея в качестве исходного материала изображения микрососудистого ложа сетчатки, мы смоделировали взаимодействие напряжений в стенке сосуда, сопровождающие развитие его аневризмы. В стационарных условиях в гидроупругих системах устанавливается как локальное, так и интегральное силовое равновесие. Иными словами, в каждой точке межфазной границы локальные напряжения, определенные со стороны жидкости, будут равны соответствующим локальным напряжениям, найденным со стороны стенки. В той же степени это относится и ко всей конструкции, а именно: гидродинамическое воздействие со стороны потока полностью уравновешивается силовой реакцией со

стороны стенки. Следуя этому принципу, в дальнейшем лишь на основе решения гидродинамической задачи нам удалось провести рассуждения и сделать заключения о тех напряжениях, возникающих в стенке сосуда, которые являются причиной развития патологии.

Представленные в настоящей работе расчеты были выполнены с использованием программного пакета «АЫЗУБ» в той его части, которая связана с решением уравнений Навье-Стокса. Диаметр исследуемого сосуда имел размер порядка 10"5 м. При этом диаметр наиболее крупного форменного элемента крови -эритроцита был соизмерим с указанным размером, и составлял величину 7-10" м (7мкм). Тем не менее, мы ограничились рассмотрением течения однофазной жидкости (плазмы крови - солевой раствор, с концентрацией солей в нем порядка 0,9%,). Область течения, ограниченная двумя плоскими сечениями, цилиндром и пересекающейся с ней сферой, являлась односвязным куском пространства и покрывалась тетраэдальной сеткой. Граница указанной области имела изломы во входном, выходном сечениях и на линии контакта сферы с цилиндром.

Граничные условия, которые требовал пакет, заключались в задании условий прилипания на боковой цилиндрической поверхности; условий прилипания, либо нормального к поверхности входа жидкости на сферической части боковой поверхности составного сосуда; условий постоянства вектора скорости во входном сечении и нулевого значения давления в выходном сечении.

Задаваясь вязкостью солевого раствора и уровнем скоростей порядка нескольких сантиметров в секунду, мы определили числа Рейнольдса, которые оказались незначительными: 1 < Яе < 10. В этом случае, в принципе, уравнения Навье-Стокса могут быть линеаризованы способом отбрасывания конвективных членов. Однако все представленные ниже расчеты были получены по модели полных уравнений Навье-Стокса.

Результаты расчетов

Средняя скорость на входе в сосуд составляла \',:р, := 0,03 м/с, поперечный размер сосуда с]= 2-10"5 м, диаметр сферической аневризмы был В = 4-10"5 м.

Число Рейнольдса в рассматриваемых примерах Кс = ~ , определенное по

кинематической вязкости плазмы крови и, было невелико и составляло величину порядка единицы, что отвечает случаю ламинарного и, более того, линейного ползущего течения. При этом область течения в этом случае не содержит зон циркуляции плазмы, а на участках постоянного сечения достаточно быстро устанавливается параболическое распределение скоростей (Пуазейлевский профиль).

Существует аналог закона Бернулли для потока вязкой жидкости, согласно которому вдоль вихревых линий сумма гидродинамического и гидростатического давлений в течениях, не являющихся гравитационными, оказывается постоянной величиной. При топологической схожести континуумов вихревых линий и линий тока мы можем ожидать некоторого повышения давления в области расширения потока. Однако из-за относительно низкого уровня скоростей величина этой добавки оказалась малозначительной, как будет видно из дальнейшего. Более

существенным фактором, повышающим давление и в системе в целом, и в зоне расширения потока, является проницаемость стенок сосуда. Распределения относительного трансмурального давления по поверхности сосуда:

где р(,), р'г) - давления соответственно на внутренней и внешней поверхностях боковой стенки сосуда.

Настоящими расчетами реализуется попытка углубить наши представления в вопросе развития рассматриваемой патологии. Однако если принять, что патология уже существует, то стенки сосуда на участке его расширения будут безусловно более тонкими, а пористость в этой зоне будет выше. Последнее приведет к повышенному массообмену потока крови с тканевой жидкостью сетчатой оболочки глаза. Процесс поступления жидкости внутрь сосуда или обратно (выход плазмы в окружающую ткань) будет определяться локальным уровнем трансмурального давления и диффузионными механизмами, в частности, осмотическими явлениями. Отвлекаясь от природы осмофизических процессов, мы рассмотрели конкретные случаи с поступлением тканевой жидкости из сетчатки внутрь сосуда, то есть выполнили расчеты течения плазмы с постоянной положительной интенсивностью тока жидкости внутрь через поверхность микроаневризмы в сосуд.

Один из примеров такого течения в сосуде рассматриваемой выше геометрии предполагает, что средняя скорость поступающей в сосуд плазмы, по-прежнему была равна \\р = 0,03 м/с, а скорость тока тканевой жидкости через поверхность микроаневризмы оказывается на порядок ниже и равна = 0,003 м/с. Расчеты обнаружили повышение градиентов и уровня давлений в системе в целом, и в сферической аневризме в частности, в сравнении со случаем непроницаемой стенки сосуда. Следовательно, в условиях жизнедеятельности организма наиболее стабильной является фаза работы сосуда с отсутствием просачивания через его стенку.

Однако понятно, что существуют еще две фазы, одна из которых характеризуется выходом плазмы в окружающую ткань, а другая - просачиванием тканевой жидкости внутрь сосуда. Как показали вычисления, последняя фаза характеризуется условиями, способствующими прогрессивному развитию патологии (росту микроаневризмы). Это определяется повышенным уровнем давлений в системе микроциркуляции сетчатки на всем протяжении этой фазы и, как следствие, значительным силовым воздействием потока на поверхность самой микроаневризмы. Иными словами, для того, чтобы обеспечить продвижение крови в условиях притока тканевой жидкости в сосуд с той же скоростью, как и в отсутствие дренажа сквозь стенку, необходимо ждать реакции организма, обеспечивающей более высокий уровень давления во всей системе кровоснабжения глаза. Поэтому естественно, что системы организма, контролирующие нормальные условия функционирования и питания органа зрения, активизируют нервную и гуморальную системы и обеспечивают вышеуказанные реакции.

Для того чтобы оценить уровень и характер динамического воздействия потока на различных стадиях развития патологии, были рассчитаны варианты течения с различной степенью расширения сосуда. Здесь

Force - j pds s.

есть интегральное силовое воздействие на поверхность микроаневризмы, выраженное в ньютонах, sm - поверхность сферической части микроаневризмы;

Sm

здесь deff - относительное увеличение поверхности, Sm( - величина поверхности на цилиндре, расположенной под микроаневризмой. В рассматриваемых расчетных вариантах длина линии пересечения сферы с цилиндром была различной, а от этого параметра существенным образом зависит величина напряжений на линейном участке крепления вздутия с поверхностью недеградированной части сосуда. В связи с этим, мы представили распределение удельной силовой характеристики, то есть значения интегрального силового воздействия, приведенного к единице длины линии контакта Force/m.

С увеличением размера микроаневризмы увеличивается интегральное силовое воздействие потока и растет значение величины напряжения Force/m в зоне крепления микроаневризмы с недеградированной стенкой сосуда. Особенно прогрессирующим становится этот рост в неблагоприятной для организма фазе, для которой характерно поступление жидкости внутрь сосуда.

Таким образом, представленные данные по удельным силовым характеристикам эволюционирующей микроаневризмы утверждают прогрессирующий рост вздутия. Иными словами, если патология только зародилась, она является относительно устойчивым образованием и может в таком состоянии существовать относительно долго. Если же по каким-либо причинам произошло увеличение ее размеров, то произойдет увеличение растягивающих напряжений на линии контакта, что обеспечит быструю эволюцию образования вплоть до позиции полного охвата сосуда вздутием или разрывом микроаневризмы.

Расчетные показатели безопасности теплового воздействия «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки

Техника проведения вычислений.

Температура является главным параметром во всех тепловых взаимодействиях лазерного излучения с тканью. И для предсказания термического отклика ткани необходимо построить модель распределения температуры внутри нее.

Входные параметры

Лазер: Длина волны - 514 нм

Мощность - 140-300 мВт Длительность импульса - 40-200 мс Энергия - 5,6-60 мДж Диаметр фокального пятна -100 мкм

Сетчатка и геометрия воздействия (рис. 16, 17): Коэффициент температуропроводности - 1,5 !0"7 м2/с Толщина - 400 мкм Количество коагулятов - 400-450 Расстояние между коагулятами -1,5 мм Коэффициент поглощения - 71-82 см4

Рис. 16. Геометрия воздействия в целом.

1 л

01......--в

1

2 № V У

Рис. 17. Геометрия локального воздействия.

В случае реальных взаимодействий лазерного излучения с веществом необходимо учитывать также потери тепла, которые происходят вследствие теплопроводности, конвективной теплопередачи или теплового излучения. Обычно в большинстве случаев лазерного воздействия последними двумя эффектами можно пренебречь. Тепловое излучение описывается законом Стефана-Больцмана, который гласит, что мощность излучения пропорциональна четвертой степени температуры. Поскольку в большинстве случаев при взаимодействии лазерного излучения с биотканью достигается достаточно умеренная температура, то тепловым излучением часто можно также пренебречь. Примером конвективной теплопередачи в тканях является перенос тепла вследствие кровотока.

В сосудистой оболочке глаза очень высокие для малых кровеносных сосудов скорости кровотока (до 0,03 м/с) и поэтому здесь велики градиенты скорости сдвига на стенках сосудов. Однако при сахарном диабете в сосудах глаза наблюдается 5-8 кратное уменьшение скорости кровотока, что сильно ухудшает теплообмен сосудистой оболочки. Значит при одной и той же тепловой нагрузке (лазерном воздействии) температура нагрева будет выше у больных сахарным диабетом, и процессы коагуляции начнутся раньше, чем у здорового человека.

Начальные условия необходимы при рассмотрении нестационарных

процессов и задают распределение температуры внутри объекта в начальный момент времени. В общем случае начальное условие для уравнения теплопроводности аналитически может быть записано следующим образом (при г=0); т =Т(х,у,ж) _ При равномерном распределении температуры в теле начальное

условие упрощается (при ?=()): т~тч~со,ы

Граничные условия описывают условия теплового взаимодействия между окружающей средой и поверхностью тела Граничные условия первого рода: на поверхности объекта для каждого момента времени задается распределение температуры: в частном случае, когда температура на поверхности

является постоянной на протяжении всего времени протекания процессов теплообмена, данное условие может принимать вид: т = СОП5'

Пространственную протяженность переноса тепла описывает зависящая от времени величина, называемая термическая глубина проникновения, которая может быть найдена при помощи следующего выражения:

гт(0 = то есхь эхо расстояние, на котором температура уменьшится в е раз от ее максимальной величины.

В нашем случае эта величина изменяется от 0,155 до 0, 35 мм, в зависимости от длительности импульса, что согласуется с толщиной сетчатки.

Для термической деструкции тканей важно регулировать длительность лазерного импульса для того, чтобы минимизировать термическое повреждение окружающих тканей. Для этих целей в рассмотрение вводится параметр, называемый время термической релаксации. Его можно получить, если в

выражении (14) положить равным оптической глубине проникновения г'5 , тогда

где т' - время термической релаксации. Для термической деструкции этот параметр является достаточно важным, поскольку он показывает тепловую

восприимчивость ткани. Для длительности лазерного импульса т<Гт тепло не перемещается даже на расстояние, равное оптической глубине проникновения. Следовательно, термические повреждения окружающих тканей ничтожно малы. Если же г>т' то тепло может распространиться на расстояние во много раз больше 6 и становится возможным достаточно сильное термическое повреждение окружающих тканей.

ОЦЕНКА КЛИНИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАРИАНТОВ КОМБИНИРОВАННОЙ ТЕРАПИИ РАЗНЫХ СТАДИЙ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ РЕТИНОПАТИИ Анализ результатов панретиналыгой и «щадящей» лазеркоагуляции при ненролифератнвной диабетической ретинопатии Результатом лечебных мероприятий стало улучшение показателей клинической картины, таких, как снижение частоты выявления макулярного отека и тенденция к уменьшению площади центральной скотомы. У пациентов, пролеченных по методике «щадящей» лазеркоагуляции (ЩЛК), после операции скотома не выявлялась, как и у больных, чьи показатели принимались за

контрольные. Через 6 месяцев после лечения выявилась глубокая тенденция к росту площади центральной скотомы в группе пациентов с ДР I, перенесших ПРК, а в группе после ЩЛК частота выявления центральной скотомы оставалась нулевой и по истечении 6 месяцев после проведенного лечения (рис. 18).

Через 1 год в группах пациентов с ДР I, пролеченных с использованием различных методик лазеркоагуляции сетчатки, происходило ухудшение клинической картины: в обеих группах выявлялись единичные случаи макулярного отека и увеличение площади центральной скотомы. Средний групповой показатель последней был достоверно выше аналогичного в подгруппе, пролеченной с использованием ПРК. Вместе с тем, выраженность признаков ухудшения клинической картины через 3 года у пациентов после ЩЛК была меньшей: площадь центральной скотомы у них была достоверно ниже исходных значений и значений в группе, перенесшей ПРК (р=0,042 и р=0,045 соответственно) (рис. 18).

Послеолерзцяи 1

Рис. 18. Динамика изменений площади центральной скотомы у пациентов с непролиферативной ДР. Примечание: здесь к далее использованы следующие обозначения: - разница достоверна; р<0,001 ;■!■ - разница достоверна; р<0,05; "Ь - исходный уровень показателя

Острога зрения сразу после проведенного лечения практически не изменилась у пациентов обеих групп, однако, у всех больных, пролеченных по методике ЩЛК, незначительно повысилась (рис. 19).

0.70

Послеог№яации £ месяцев

— ЩЛК —ПРК

Рис. 19. Динамика изменений остроты зрения у пациентов с непролиферативной ДР.

Через месяц показатели остроты зрения были стабильно высокими, не отличающимися от данных контрольной группы. Через 6 месяцев наметилась тенденция к снижению остроты зрения у пациентов после ПРК. Через год этот показатель ухудшился в обеих группах: острота зрения снизилась почти на 0,1 (рис. 19).

После лазеркоагуляции у пациентов, пролеченных по методике ПРК, выявлено снижение суммарного поля зрения по сравнению с показателями пациентов без ДР (рис. 20). Наблюдение за пациентами с ДР I в течение месяца показало, что разные виды лазерной хирургии не дают значимо различающейся клинической картины у пациентов с ДР I через 1 месяц после проведенного лечения. Однако падение величины суммарного поля зрения в группе пациентов, пролеченных с применением ЩЛК, шло несколько медленнее, чем в группе сравнения. Так, если по истечении месяца после лазеркоагуляции у пациентов первой группы не выявлено достоверной разницы в величине суммарного поля зрения, то у пациентов, пролеченных с применением ПРК, разница в уменьшении этого показателя оказалась достоверной (456,1±16,4 по окончании месяца наблюдения против 485,8±18,6 после лазерного лечения непосредственно, р=0,043) (рис. 20).

Через б месяцев после лечения в клинических показателях обеих подгрупп пациентов с ДР I появились достоверные различия, касавшиеся величины суммарного поля зрения. В группе, перенесшей ЩЛК, она отличалась от контрольных показателей, но находилась в пределах исходных значений, а в группе, перенесшей ПРК, этот показатель через 6 месяцев после операции был достоверно ниже исходных значений и имел больший уровень значимости различий с контрольными показателями (рис. 20).

После операции

Рис. 20. Динамика изменений суммарного поля зрения у пациентов с нелролиферативной ДР.

Через год в обеих подгруппах отмечалось снижение числового значения суммарного поля зрения. Конечной точкой наблюдения отдаленных результатов лечения стал визит пациентов через 3 года после операции. Было выявлено, что в это время у пациентов из обеих групп величина суммарного поля зрения не только была ниже контрольных значений этого показателя, но и значимо снизилась по отношению к величине суммарного поля зрения до операции (рис. 20).

На фоне описанных изменений мы наблюдали положительное влияние лечения на показатели ЭРГ пациентов с ДР 1, при этом были выявлены различные результаты последних по данным ЭРГ- исследования у пациентов, пролеченных по различным методикам.

Исходные показатели ЭРГ у пациентов с ДР 1 отличались от таковых в контроле на высоком уровне значимости, но лечение не всегда приводило к восстановлению показателей ЭРГ на фоне непролиферативной ДР по сравнению с таковыми в группе без ДР. При достоверном улучшении таких показателей, как амплитуда (рис. 21, 22), латентность (рис. 23, 24), отношение Ь/а в группах пациентов, пролеченных по различным методикам, только в первой группе удалось выявить достоверное улучшение показателей хроматической ЭРГ: повышение амплитуды в зеленом спектре, аналогичное показателям пациентов контрольной группы. Тип лечения влиял на показатели отношения волн (Ь/а) и цветовой амплитуды: ЩЛК приводила к более значимому повышению этих показателей ЭРГ.

Изучение показателей ЭРГ у пациентов по истечении 1 месяца после лазеркоагуляции позволило выявить более выраженный нормализующий эффект методики ЩЛК: достоверно выше, чем у пациентов, пролеченных по классической методике ПРК оказались величины амплитудных показателей ЭРГ (рис. 21, 22). Показатели амплитудных характеристик через полгода были достоверно выше таковых в исходный момент наблюдения, однако не происходило полной их нормализации, судя по достоверной разнице с показателями группы пациентов без ДР. Вместе с тем, все амплитудные характеристики в подгруппе с ЩЛК были значимо выше таковых в подгруппе с ПРК (рис. 21, 22).

По«";опс{»ации 1>лс1яч 6м«яцео 1год Згода

—ЩЛК —при

Рис. 21. Динамика изменений амплитуды а-волны ЭРГ у пациентов с непролиферативной ДР.

Показатели ЭРГ - исследования пациентов с ДР 1 через год после операции сохранили структуру, выявленную через 6 месяцев после проведения лазеркоагуляции. Как и ранее, лечение с применением ЩЛК позволяло поддерживать на достоверно более высоком уровне показатели амплитудных характеристик, сохраняя отличие от контрольных значений. При этом выявленные достоверные различия амплитудных характеристик в зависимости от типа лазерного лечения сопровождались значимым отличием таковых в исходный момент наблюдения только в подгруппе с ЩЛК. Что касалось амплитудных

характеристик ЭРГ через 3 года, то у пациентов из группы после ПРК они были значимо ниже как исходного уровня, так и значений этих же показателей в группе пациентов, пролеченных с применением ЩЛК (рис. 21, 22).

■ЩЛК —ПРК

Рис. 22. Динамика изменений амплитуды Ь-волны ЭРГ у пациентов с непролиферативной ДР.

Показатели латентности по а-волне, нормализовались в обеих группах, а по Ь-волне проявили тенденцию к снижению. При исследовании ЭРГ пациентов через 1 месяц после лечения отмечалось, что показатели ЭРГ в обеих группах, перенесших различные виды лазеркоагуляции, достоверно отличаются от таковых в исходный момент наблюдения, однако только в величинах латентности не наблюдалось отличий от показателей группы контроля (рис. 23, 24).

33

— ЩЛК —ПРК

Рис. 23. Динамика изменений латентности а-волны ЭРГ у пациентов с непролиферативной ДР.

Показатели латентности не отличались при сравнении их в зависимости от типа оперативного вмешательства, были достоверно выше исходных значений, однако через 6 месяцев после лечения полной нормализации не происходило. Через 1 год удалось выявить, что характеристика латентности в зеленом спектре у пациентов группы после ЩЛК, хоть и была достоверно ниже контрольных значений, но имела статистически подтвержденное превосходство по сравнению с исходными данными: 22,0±4,1 против 19,1±7,0 (р=0,042). Изучение показателей электроретинограмм пациентов с ДР 1 через 3 года после лазеркоагуляции выявило, что у всех обследованных и пролеченных показатели латентности в

обоих режимах и в обоих спектрах изучения значимо отличались от контрольных и достигали исходного уровня (рис. 23, 24).

56

После операции 1 месяц 6 месяцев 1 »од 3 года

—1ДЛК —ПРК

Рис. 24. Динамика изменений латентности Ь-волны ЭРГ у пациентов с непролиферативной ДР.

Таким, образом, проанализировав полученные результаты лечения, мы пришли к заключению, что своевременное проведение лазеркоагуляции сетчатки при ДР является наиболее реальным способом длительного сохранения зрительных функций. Но поскольку после проведения вмешательства у всех пациентов отмечается некоторое снижение функций, особенно через длительный промежуток времени, основная задача состоит в том, чтобы минимизировать возможный ущерб от лазеркоагуляции. При «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки проводится воздействие на уровне пигментного эпителия сетчатки (ПЭС), тем самым в нем создаются «окна», то есть отверстия, пропускающие крупноразмерные молекулы, которые позволяют стабилизировать встречные потоки жидкостей в обменных процессах и выровнять давление внутри сосудов, нормализуя концентрационный баланс внутри клеток и в межклеточных жидкостях.

Оказывая малотравматичное тепловое воздействие на слои сетчатки, мы сохранили их функционирование на высоком уровне: более высокая острота зрения, почти не снизившаяся в течение 3-х лет, более низкие темпы изменения суммарного поля зрения. Длительное время отсутствовал макулярный отек и к исходу срока наблюдения появился лишь у 2-х пациентов с меньшей площадью центральной скотомы по сравнению с исходным уровнем. Медленнее происходило незначительное ухудшение электрического фосфена сетчатки. Состояние электрической активности сетчатки у пациентов, перенесших ЩЛК, было более стабильное и сопоставимое с аналогичными показателями контрольной группы.

Анализ результатов комбинированной терапии при препролиферативной диабетической ретинопатии.

После проведенного лечения в подгруппах были выявлены достоверные различия в показателях остроты зрения (рис. 25), среднего группового показателя площади центральной скотомы (рис. 26) и величин суммарного поля зрения (рис. 27). В подгруппе комбинированной терапии суммарное поле зрения и острота зрения были значимо выше, а площадь центральной скотомы - достоверно ниже, чем в подгруппе ПРК. Комбинированная терапия приводила к более выраженному отличию показателей клинической картины от исходного уровня, чем ПРК, при этом

различия показателей с контрольными значениями были выявлены во всех группах

0.20

После операции 1 месяц 6 месяцса 1 год 3 года

—ЩЛК+П — ПРК

Рис. 25. Динамика изменений остроты зрения у пациентов с препролиферативной ДР.

— ЩЛК+П —ПРК

Рис. 26. Динамика изменений площади центральной скотомы у пациентов с препролиферативной ДР.

330

После операции 1 месяц 6 месяцео 1 год 5 года

— ЩЛК»П~—ПРК

Рис. 27. Динамика изменений суммарного поля зрения у пациентов с препролиферативной ДР.

Выявленные особенности клинической картины в зависимости от типа лечения сохранялись и по истечении 1 месяца с момента проведения терапии. У пациентов с ДР II, прошедших комбинированное лечение, сохранялась меньшая площадь центральной скотомы, более высокие групповые значения остроты зрения и суммарного поля зрения. Прочие клинические данные не показали значимых отличий, как от контроля, так и от исходных значений, возможно в силу высокого разброса данных, обусловленных индивидуальными особенностями пациентов (рис. 25 - 27). Через 6 месяцев наблюдаемая ранее тенденция к снижению частоты выявления макулярного отека проявилась достоверным снижением последней у пациентов, перенесших комбинированное лечение по сравнению с показателем в группе, пролеченной с применением ПРК. Также достоверно более высокой оказалась острота зрения и суммарное поле зрения у пациентов из группы комбинированного лечения. Более того, у пациентов, перенесших ПРК, суммарное поле зрения через 6 месяцев после операции оказалось не только достоверное ниже контрольных, но и ниже исходных значений этого показателя (рис. 25, 27). Через год после проведенного лечения сохранилась тенденция к снижению после комбинированной терапии площади центральной скотомы по сравнению с аналогичными показателями у пациентов группы ПРК, а также достоверно более низкой частоты выявления макулярного отека и значимо более высокого суммарного поля зрения в случае комбинированного лечения (рис. 26). Следует отметить, что через I год после проведенного лечения суммарное поле зрения в группе ПРК было достоверно ниже значений исходного уровня, во второй подгруппе этот показатель достиг исходных значений (рис. 27).

Через 3 года после проведенного лечения острота зрения у пациентов с ДР II вне зависимости от вида проведенного лечения снизилась и достигла контрольных значений. Вместе с тем, в группе комбинированного лечения сохранялась достоверно более низкая, как по сравнению с исходными значениями, так и по сравнению с показателями пациентов из подгруппы ПРК, частота выявления макулярного отека, также значимо более низкой оказалась среднегрупповая площадь центральной скотомы (рис. 25,26).

Несмотря на то, что суммарное поле зрения в обеих подгруппах через 3 года после операции значимо снизилось по отношению к исходным показателям, в подгруппе с комбинированным лечением этот показатель клинической картины через 3 года после операции превышал таковой в подгруппе ПРК: 421,0±26,4 против 336,2±28,1, р=0,035 (рис. 27).

Анализ результатов ЭРГ - исследования показал, что комбинированная терапия приводит к выраженному их улучшению. Амплитудные характеристики у пациентов, прошедших лечение по комбинированной схеме были выше, а латентность, напротив, ниже, чем у пациентов с ДР II, пролеченных с применением только ПРК. Несмотря на отсутствие полной нормализации показателей ЭРГ у пациентов с ДР II после вмешательства, только комбинированное лечение приводило к достоверному улучшению результатов ЭРГ по отношению к исходному уровню. Показатели электроретинограмм, рассмотренные через 1 месяц после вмешательства, позволили сделать заключение, что по истечении этого срока у пациентов с ДР II обеих сформированных подгрупп показатели

амплитудных характеристик значимо отличаются от контрольных. При этом, несмотря на отсутствие полной нормализации показателей ЭРГ через месяц после лечения, результаты ЭРГ - исследования пациентов с ДР II оказались ближе к контрольным, судя по достоверно более высоким амплитудным характеристикам и более низким значениям латентносте по отношению к показателям ЭРГ у пациентов, перенесших только ПРК (рис. 28-31).

- 4 I

»і х

После операции У месяц 6 месяцев

—ЩЛКеП --ПРИ

Рис. 28. Динамика изменений амплитуды а-волны ЭРГ у пациентов с препролиферативной ДР.

После операции 1 месяц б месяцев 1 год 1 года

—ЩЛКч-П —ПРК

Рис. 29. Динамика изменений амплитуды Ь-волны ЭРГ у пациентов с препролиферативной ДР.

После операции

Рис. 30. Динамика изменений латентности а-волны ЭРГ у пациентов с препролиферативной ДР.

бі

Рис. 31. Динамика изменений латентносте Ь-волны ЭРГ у пациентов с препролиферативной ДР.

Через 6 месяцев после лечения при анализе данных ЭРГ пациентов с ДР II отмечали, что амплитудные характеристики у пациентов, перенесших комбинированную терапию, оказались значимо выше исходных и достоверно выше таковых у пациентов, перенесших только ПРК (рис. 28, 29). Показатели латентности в красном и зеленом спектрах по истечении 6 месяцев с момента операции достигли исходного уровня в обеих подгруппах, независимо от типа лечения. Суммарная же латентность в группе с ЩЛК и Полиосмом была ниже исходной и выше таковой в группе ПРК (р<0,05 в обоих случаях) (рис. 30, 31).

Через 1 год после операции в подгруппе комбинированного лечения амплитудные значения сохранились на достоверно более высоком уровне по сравнению со значениями аналогичных показателей подгруппы ПРК, как суммарно, так и в различных спектрах (красном и зеленом). При этом если в группе ПРК эти показатели достигли исходного уровня через 1 год после операции, то в подгруппе комбинированной терапии они продолжали оставаться на достоверно более высоком уровне (рис. 28, 29).

Показатели латентности достигли исходного уровня в обеих подгруппах, независимо от вида лечебных мероприятий через 1 год после проведенного лечения (рис. 30, 31).

Через 3 года после операции у пациентов с ДР II сохранялась общая картина показателей ЭРГ, выявленная через 1 год после операции. Показатели латентности в обеих подгруппах достигли исходных значений и между собой не различались. Амплитудные же характеристики ЭРГ пациентов, перенесших комбинированное лечение с применением препарата Полиосм, оставались достоверно более высокими, как по отношению к исходному уровню, так и по отношению к показателям пациентов из группы ПРК (рис. 28 - рис. 31).

Таким образом, улучшение осмотического гомеостаза при ДР II, обеспечивающегося сочетанием ЩЛК с предварительным применением Полиосма, сопровождается более длительным позитивным изменением фотоэлектрической активности сетчатки с сохранением зрительных функций.

Анализ результатов комбинированной терапии при пролиферативной диабетической ретинопатии.

После оперативного лечения в группе пациентов с ДР III, которым было проведено комбинированное лечение, выявили уменьшение частоты обнаружения макулярного отека и площади центральной скотомы, как по отношению к исходному уровню, так и по отношению к показателям группы сравнения. Остальные показатели клинической картины не обнаружили достоверных различий в зависимости от вида проведенного лечения (рис. 33).

По истечении 1 месяца после лечения была проведена оценка показателей состояния органа зрения у пациентов с ДР III в зависимости от типа лечения. Наметилась тенденция повышения остроты зрения в группе пациентов, перенесших комбинированное лечение по отношению к аналогичному показателю в группе ПРК (рис. 32). Выявлено достоверно более высокое значение этого показателя после комбинированного лечения по отношению к исходному уровню. В этой же группе сохранилась значимо более низкая частота выявления макулярного отека и более низкая величина площади центральной скотомы, как по сравнению с исходными значениями, так и по сравнению с показателями пациентов, перенесших только ПРК (рис. 33).

Через 6 месяцев после операции у пациентов с ДР сохранялись черты клинической картины, выявленной при их обследовании через 1 месяц после операции. Так, острота зрения в группе комбинированного лечения оставалась достоверно выше исходного уровня, чего не наблюдалось в группе пациентов, перенесших ПРК. Межгрупповые различия в зависимости от типа лечения носили характер флуктуаций, позволяющий говорить о тенденции повышения остроты зрения у пациентов после комбинированного лечения. На наш взгляд, это могло быть обусловлено большим разбросом индивидуальных показателей внутри подгрупп, различающихся по виду лечебного воздействия. По-прежнему обнаруживались достоверные различия в частоте выявления макулярного отека и величине площади центральной скотомы, показывающие, что состояние сетчатки после комбинированного лечения можно оценить, как лучшее, нежели таковое после ПРК (рис. 32, 33).

Оперативное лечение, дополненное осмотерапией, через 1 год позволило наблюдать сохранение остроты зрения пациентов с ДР III на более высоком уровне не только по отношению к исходным показателям, но по сравнению с аналогичным показателем в группе пациентов, которым была проведена только ПРК: 0,06±0,01 против 0,03±0,01; р=0,035. Сохранялись межгрупповые различия в зависимости от типа лечения в отношении частоты выявления макулярного отека и величины площади центральной скотомы: оба показателя были достоверно ниже после комбинированного лечения (рис. 32, 33).

Обследование пациентов через 3 года после операции выявило сглаживание достоверных различий в части оценки остроты зрения: в обеих подгруппах она снизилась до исходных значений. Частота выявления макулярного отека, величина площади центральной скотомы, а также величина среднего группового показателя суммарного поля зрения были достоверно выше исходных только в группе пациентов, которым было проведено комбинированное лечение. Кроме того,

комбинированное лечение позволило отметить более низкие цифры частоты выявления макулярного отека и величины площади центральной скотомы при сравнении с аналогичными показателями подгруппы пациентов, перенесших ГТРК (рис. 32-34).

После операции 1 месяц $ месяцев 1 год 3 годл

—ЩЛК+П —ПРК

Рис. 32. Динамика изменений остроты зрения у пациентов с пролиферативной ДР.

го

Поело операции 1 месяц 6 месяцев 1 год 3 года

—ЩЛК+П —ПРК

Рис. 33. Динамика изменений площади центральной скотомы у пациентов с пролиферативной ДР.

350

270

После операции 1 месяц 6 месяцев 1 год. 3 года

—ЩЛК*П—ПРК

Рис. 34. Изменения суммарного поля зрения у пациентов с пролиферативной ДР.

Показатели ЭРГ пациентов с ДР III после оперативного лечения сохраняли значимые отличия от контрольных значений, вместе с тем, отмечалась разница при сравнении показателей ЭРГ с исходным уровнем в зависимости от типа лечения. Она касалась отношения амплитудных характеристик а- и Ь-волн, а также показателей амплитуды в различных зонах цветового спектра: красном и зеленом. Следует отметить, что выявленные различия показали лучшее состояние показателей ЭРГ, а, следовательно, и функциональной активности сетчатки после комбинированного лечения, нежели после ПРК, притом, что оба вида лечения приводили к улучшению показателей ЭРГ по отношению к исходным значениям (рис. 35, 36).

Изучение данных ЭРГ - исследования позволило сделать вывод, что через 1 месяц после операции функциональная активность сетчатки у пациентов, перенесших комбинированное лечение, отличается от исходного уровня в сторону улучшения в значении амплитудных характеристик и латентности, а также остается выше, чем в группе пациентов, перенесших ПРК в показателях амплитуды красной и зеленой частей спектра и латентности в красной части спектра. При этом значения показателей ЭРГ обеих подгрупп, перенесших оперативное лечение, достоверно хуже, чем показатели этих диагностических тестов у пациентов без ДР (рис. 35 - 38).

После операції* 1 месяц б меся цен Ігод Згода

~ЩЛК*П —ПРК

Рис. 35. Изменения амплитуды а-волны ЭРГ у пациентов с пролиферативной ДР.

—ЩЛК+П —ЛРК

Рис. 36. Изменения амплитуды b-волны ЭРГ у пациентов с пролиферативной ДР. Через 6 месяцев после операции амплитудные характеристики показателей ЭРГ у пациентов с ДР III оставались достоверно более высокими по сравнению с

показателями до операции, чего не всегда удавалось наблюдать у пациентов, перенесших ПРК. Сравнение показателей ЭРГ в зависимости от типа лечения показало, что комбинированная терапия позволяет через 6 месяцев после операции поддерживать более высокие значения всех амплитудных характеристик, чем лечение с использованием только ПРК (рис. 35, 36). В области значений латентности межгрупповых различий в зависимости от типа лечения через 6 месяцев после операции у пациентов с ДР III не было выявлено (рис. 37, 38).

гв

Поелеоперации 1 месяц 5 месяцев I ГГД 3 сода

-~ЩЛ«*П —ПРК

Рис. 37. Изменения латентности а-волны ЭРГ у пациентов с пролиферативной ДР.

62

56

После операции 1 месяц 6 месяцев 1 гад 3 года

—ицлк.п —ПРК

Рис. 38. Изменения латентности Ь-волны ЭРГ у пациентов с пролиферативной ДР.

Через 1 год после оперативного лечения показатели большинства амплитудных характеристик ЭРГ пациентов, которым было проведено комбинированное лечение, оставались достоверно выше, чем у пациентов, перенесших только ПРК. При этом только в группе комбинированного лечения показатели всех амплитудных характеристик сохранялись на достоверно более высоком уровне по сравнению с показателями до оперативного лечения. Показатели латентности ЭРГ пациентов с ДР III через год после операции достоверно отличались от показателей пациентов без ДР, но межгрупповых различий, как и различий по отношению к исходным показателям через 1 год после операции выявлено не было (рис. 35-38). Картина ЭРГ, аналогичная выявленной через I год после операции, сохранялась и через 3 года: показатели амплитудных характеристик после комбинированного лечения были достоверно

выше исходных значений и также значимо выше показателей пациентов, перенесших только ПРК. Показатели латентности достоверно не отличались от исходных в обеих подгруппах прооперированных пациентов и не обнаруживали межгрупповых различий в зависимости от типа лечения (рис. 35 - рис. 38).

Проанализировав полученные результаты, мы пришли к заключению, что своевременное проведение комбинированного лечения при ДР III, включающего закрытую витрэктомию в полном объеме, стабилизацию осмотического гомеостаза посредством применения диуретика нового поколения и «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки, сопровождается более длительным позитивным изменением фотоэлектрической активности сетчатки с сохранением зрительных функций.

ВЫВОДЫ

1. Изменение калибра сосудистого русла сетчатки, в частности, расширение вен и сужение артерий I и II порядков, а также увеличение количества микроаневризм и петехиальных кровоизлияний являются предиктором развития различных стадий диабетической ретинопатии.

2. Разработана математическая модель квазиравновесного состояния кровотока и напряженно деформированной стенки для сосудов микроциркуляторного русла сетчатки, позволяющая оценивать величины средних напряжений в стенке сосуда в зависимости от размера микроаневризмы.

3. Изменение ионного состава крови коррелирует с изменением осмотического гомеостаза и является одним из диагностических критериев развития диабетической ретинопатии.

4. Сделаны количественные оценки связи между трансмуралъным давлением в капиллярах сетчатки и деформациями стенок микроаневризм, показывающие, что по мере развития микроаневризмы толщина стенок значительно уменьшается, и при приближении к критическому давлению происходит катастрофическое истончение, ведущее к их разрыву.

5. Тепловое воздействие применяемых параметров лазерного излучения при проведении «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки при диабетической ретинопатии безопасно для всех структур сетчатки при любой стадии диабетической ретинопатии.

6. Классическая панретинальная лазеркоагупяция является травматичной процедурой, повреждающей все слои сетчатки, что приводит к сужению полей зрения и снижению электрической активности сетчатки, ухудшающих качество жизни пациента.

7. «Щадящая» лазеркоагуляции сетчатки при ДР { и в составе комбинированного лечения ДР II и ДР III является высокоэффективным методом длительного сохранения зрительных функций,

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для проведения морфометрического анализа и получения количественных данных изображения глазного дна необходимо применение компьютерной программы 1таее1

2. Для стабилизации перепадов осмотического и трансмурального давления во внутриглазных структурах при сахарном диабете рекомендуем применять методику

«щадящей» лазеркоагуляции сетчатки, предполагающую нанесение «окон» в ПЭС диаметром 100 мкм с плотностью 450 - 500 коагулятов.

3. При непролиферативной стадии ДР необходимо и безопасно применение методики «щадящей» лазеркоагуляции для сохранения нормального функционирования сетчатки.

4. При препролиферахивной и пролиферагивной стадиях следует проводить комплексные лечебные мероприятия, включающие наряду с использованием методики «щадящей» лазеркоагуляции применение осмотических диуретиков нового поколения.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шилова О.Г., Патогенетические аспекты диабетических изменений сетчатки с позиции механики кровообращения / И.В. Запускалов, О.И. Кривошеина, О.Г Шилова // Региональная науч. - практич. конф. Урала: Тез. докл. - Челябинск, 1999.-С. 284-286.

2. Шилова О.Г., Осмотическое давление крови как фактор патогенеза диабетической ретинопатии / О.И. Кривошеина, О.Г. Шилова, // Сб. трудов, посвящ. 20-летию ФУВа. - Томск, 1999. - С. 105 - 107.

3. Shilova O.G,. Pathogenesis of microaneurysms in diabetes / O.G. Shilova, I.V, Zapuskalov, К. V. Nazarenko, I. V. Glybyna // Int. Angiol. - 19 World Congress of the Int. Union of Angiol. - Gent, 2000. - Vol. 19. - Suppl. 1. = P. 105.

4. Шилова О. Г., Роль осмотического давления крови в патогенезе диабетических изменений сетчатки / О.И. Кривошеина, О.Г. Шилова, ИВ. Запускалов, С.В. Филиппова //Вестн. офтальмол. 2000. -Ns2. ~С. 32 - 34.

5. Шилова О.Г., Первый опыт использования полиосма у больных глаукомой / О.Г. Шилова, МБ. Плотников, В.И. Смольякова, Г.А. Чернышева, Н.Ю. Хатминский // Актуальные вопросы разработки, производства и применения иммунобиологических и фармацевтических препаратов. - Томск, 2001. - С.124 -126.

6. Шилова О.Г., Метод аргонлазеркоагуляции при сахарном диабете / О.Г Шилова, И.В. Запускалов, А.С. Екимов // Российская науч. конф. «Лазерная рефракционная и интраокулярная хирургия»: Тез. докл. - Изд. «Человек». Санкт-Петербург, 2002. - С.68.

7. Шилова О.Г., Влияние внутренней пограничной мембраны сетчатки на формирование глаукоматозной оптической нейропатии / Ю.Н. Синдеева, О.Г. Шилова, И.В. Запускалов, Ю.И. Запускалова // Сб. материалов юбилейной научно-практической конф. Вопросы офтальмологии. - Омск, 2002. - Вып. 4. - С. 65 - 67.

8. Шилова О.Г., Механизм пульсации центральной аріерии сетчатки и центральной вены сетчатки под воздействием внутренней пограничной мембраны сетчатки / Ю.Н. Синдеева, О.Г. Шилова, И.В. Запускалов // Сб. материалов СевероКавказской конф. офтальмол. Современные методы лечения в офтальмологии. -Нальчик, 2002.-С. 111-114.

9. Шилова О.Г., Декомпрессионное лечение глаукомы / Ю.Н. Синдеева, О.Г. Шилова, И.В. Запускалов, Ю.И. Запускалова // Тез. докл. международной научно -практической конф. Актуальные вопросы офтальмологии. - Кемерово, 2003. - С. 54.

10. Шилова О.Г., Состояние микроархитектоники бульбарной конъюнктивы у детей с гломерулонефритом / H.A. Шмакова, О.Г. Шилова, A.C. Екимов, О.П.Харина, И.В. Трушкина, Г.Г1. Филиппов // Тез. докл. международной конф. Гемореология и микроциркуляция. - Ярославль, 2003. - С. 46.

11. Шилова О.Г., Математическая модель движения тканевой жидкости в наружных слоях сетчатки / О.Г Шилова // Сб. материалов областной конф. офтальмологов. Актуальные вопросы офтальмологии. - Томск, 2003. - С. 106 — 110.

12. Шилова О.Г., Применение осмотических диуретиков в офтальмологии / О.Г. Шилова, М.Б. Плотников, A.B. Кривых // Сб. материалов научно-практической конф. Терапевтические методы лечения в офтальмологии. -■ Саратов, 2003. - С. 137

- 139.

13. Шилова О.Г., Трансвитреальное рассечение внутренней пограничной мембраны сетчатки при глаукоматозной оптической нейропатии / Ю.Н. Синдеева, О.Г. Шилова // ЕАКО. - Екатеринбург, 2003. - С.86 - 87.

14. Шилова О.Г., Первый опыт использования каровертина в офтальмологической практике / О.Г. Шилова, М.Б. Плотников, A.A. Фетисов // Сб. материалов межрегиональной конф. офтальмологов, поев. 40-летию детской глазной службы Красноярского края. - Красноярск, 2003. - С. 246.

15. Шилова О.Г., Роль перепадов осмотического давления крови в патогенезе диабетической ретинопатии / О.Г.Шилова, A.A. Фетисов, И.В. Запускалов // Сб. материалов межрегиональной конф. офтальмологов, поев. 40-летию детской глазной службы Красноярского края. - Красноярск, 2003. - С. 156 - 158.

16. Шилова O.P., Опыт применения полиосма для лечения отечной макулопатии /О.Г. Шилова, М.Б Плотников, H.IO. Хатминский, И.В. Запускалов, A.A. Фетисов, C.B. Филиппова/7Вести, офтальмол. 2003. -№3. - С. 43-45.

17. Шилова O.P., Препарат «Полиосм» в лечении глаукомы / О.Г. Шилова, М.Б Плотников, Н.Ю. Хатминский, И.В. Запускалов, A.A. Фетисов, C.B. Филиппова // Вести, офтальмол. 2003. - Ш. -С. 38- 39.

18. Шилова О.Г., Особенности конъюнктивальной микроциркуляции у детей с различными формами гломерулонефрита / H.A. Шмакова, О.Г. Шилова, A.C. Екимов, О.П.Харина, Г.П. Филиппов // Сб. материалов итоговой научной конф. Вопросы сохранения и развития здоровья населения Севера и Сибири. -Красноярск, 2003. - С. 338 - 340.

19. Шилова О.Г., Изменения в сосудах микроциркуляторного русла сетчатки при сахарном диабете / Т.М. Сергеева, О.Г. Шилова, A.A. Фетисов И Актуальные вопросы офтальмологии: Приложение к журналу Бюллетень сибирской медицины.

- Томск, 2004. - №1. - С. 35 - 38.

20. Шилова О.Г., Роль суточных колебаний глюкозы и ее среднесуточного уровня в патогенезе диабетической ретинопатии / A.A. Фетисов, О.Г. Шилова, Т.М. Сергеева, И.В. Запускалов, Я.А. Сорокина // Актуальные вопросы офтальмологии: Приложение к журналу Бюллетень сибирской медицины. - Томск, 2004. -№1.~ С. 40-43.

21. Шилова О.Г., Анализ результатов использования препарата «Полиосм» у пациентов с диабетическим макулярным отеком / A.A. Фетисов, О.Г. Шилова, М.Б.

Плотников, И.В. Запускалов, A.C. Екимов, A.A. Березовская // Актуальные вопросы офтальмологии: Приложение к журналу Бюллетень сибирской медицины.

- Томск, 2004. - №1. - С. 43 - 45.

22. Шилова О.Г., Применение лазеркоагуляции сетчатки при диабетическом макулярном отеке на фоне препарата «Полиосм» / A.A. Фетисов, О.Г. Шилова, М.Б. Плотников, И.В. Запускалов, A.C. Екимов, Т.А. Гагарина // Актуальные вопросы офтальмологии: Приложение к журналу Бюллетень сибирской медицины.

- Томск, 2004. - №1. - С. 45 - 48.

23. Шилова О.Г., Эффективность щадящей лазеркоагуляции в лечении диабетической ретинопатии / A.A. Фетисов, О.Г. Шилова, A.C. Екимов, К.А. Назаренко // Актуальные вопросы офтальмологии: Приложение к журналу Бюллетень сибирской медицины. - Томск, 2004. - №1. - С. 52 - 55.

24. Шилова О.Г., Применение нового природного антиоксиданта в комплексном лечении глазной патологии / О.Г.Шилова, М.Б. Плотников, А.А.Фетисов, Т.М. Сергеева // Актуальные вопросы офтальмологии: Приложение к журналу Бюллетень сибирской медицины. - Томск, 2004. - №1. - С. 82 - 83.

25. Shilova O.G., Method of sparing Iranspupillar argon laser coagulation in patients with diabetic retinopathy / O.G. Shilova, I. V. Zapuskalov, A.S. Ekimov, A.A. Fetisov // Invesigative Ophthalmology & Visual Science, 2004. - Vol.45. -№6. - Abstract 4152.

26. Шилова О.Г., Эффективность применения каровертина у пациентов с дистрофическими заболеваниями глаз / H.A. Левченко, О.Г. Шилова, М.Б. Плотников // Роль и место фармакотерапии в современной офтальмологической практике. Всерос. науч. конф. с междунар. участием: Тез. докл. - СПб: «Человек», 2006.-С.121 -123.

27. Шилова О.Г., Эффективность применения Полиосма при подготовке операции на глазу / О.Г. Шилова, М.Б. Плотников, C.B. Филиппова // Роль и место фармакотерапии в современной офтальмологической практике. Всерос. науч. конф. с междунар. участием: Тез. докл. - СПб: «Человек», 2006. - С. 123 - 125.

28. Шилова О. Г., Особенности котюнктивалыюй микроциркуляции при гломерулонефрите у детей / H.A. Шмакова, О.Г. Шилова, A.C. Екимов // Вопросы современной педиатрии. 2006. - Т. 5. -MI. - С. 801 - 802.

29. Шилова О.Г., Комбинированное лечение макулярного отека при диабетической ретинопатии / О.Г. Шилова, М.Б. Плотников, A.A. Фетисов, A.C. Екимов // ЕАКО. - Екатеринбург, 2006. - С.111 - 112.

30. Шилова О.Г., Гидродинамика и напряженное состояние сосудов микроциркуляторного русла сетчатой оболочки глаза / О.Г. Шилова, A.M. Бубенчиков, B.C. Попонин // Вестник 77У. Математика и механика, 2009. - №3 (7).-С. 109-115.

31. Шилова О.Г., Офтальмологические симптомы в диагностике заболеваний желез внутренней секреции / О.Г. Шилова, C.B. Филиппова, Н.Л. Теплякова // Учебно-методическое пособие для врачей общей семейной практики. - ООО «Печатная мануфактура». Томск, 2009. - 32 с.

32. Шилова О.Г., Оценка показателей гомеостаза крови и внутриглазной жидкости в зависимости от стадии диабетической ретинопатии / О.Г.Шилова, С.А. Жуйков, Н.В. Шилова, A.C. Екимов // Актуальные вопросы офтальмологии:

Материалы научно-практической конф., посвящ. 25-летию ГУЗ Кемеровской областной клинической больницы. - Кемерово, 2010. - С. 117 -119.

33. Шилоза О.Г., Потенцирующий эффект ретиналамина в лечении дистрофических заболеваний сетчатки при регулярном применении / H.J1. Теплякова, H .В. Иванкина, О.Г.Шилова // Актуальные вопросы офтальмологии: Материалы научно-практической конф., посвящ. 25-летию ГУЗ Кемеровской областной клинической больницы. - Кемерово, 2010. - С. 117-119.

34. Шилова О.Г., Образование аневризмы в капиллярах / ОТ. Шилова, ИМ. Клыков, B.C. Попонин, A.B. Кошеутов // Вестник 77 У. Математика и механика.

2011.-Ш (13). -С. 130-135.

35. Шилова О.Г., Патогенетические основы развития микроаневризм на уровне капилляров сетчатки / ОТ. Шилова, И.И. Клыков, C.B. Филиппова, И.В. Запускалов // Бюллетень сибирской медицины, 2011. - Т. 10. -№4. - С. 53-58.

36. Shilova O.G., Evaluation of vascular system of the retina using ImageJ software / O.G. Shilova, S.V. Filippova, M.V. Shilov, I.V. Zapuskalov // Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2011. - Vol.52. - Aï? 6. Abstract 4152.

37. Шилова О.Г., Математические аспекты течения внутриглазной жидкости в стекловидном теле / ОТ. Шилова, П.П. Гейко // Бюллетень сибирской медицины,

2012.-T.il. -№1.-С.

38. Шилова ОТ., Оценка клинической эффективности щадящей (субпороговой) и стандартной панретинальной лазеркоагуляции сетчатки при непролиферативной диабетической ретинопатии / ОТ. Шилова, И В. Запускалов // Бюллетень сибирской медицины, 2012. — Т.П. - №1. - С.

39. Шилова О.Г., Способ лечения отечно - геморрагических форм диабетической ретинопатии / A.A. Фетисов, О.Г. Шилова, И.В. Запускалов, A.C. Екимов, М.Б. Плотников // Патент РФ на изобретение № 2265425 от 10 декабря 2005г.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ В ДИССЕРТАЦИИ СОКРАЩЕНИИ

ВГЖ - внутриглазная жидкость ДР - диабетическая ретинопатия

ИРМА - интраретинальные микрососудистые аномалии

ПРК - панретинальная лазеркоагуляция

СД - сахарный диабет

ЩЛК - «щадящая» лазеркоагуляция

ЭРГ - электроретинография

Подписано в печать 20.02.2012 г. Формат А4/2. Ризография Печ. л. 2,5. Тираж 100 экз. Заказ № 58 Отпечатано в ООО «Позитив-НБ» 634050 г. Томск, пр. Ленина 34а

В современной офтальмологии один из научно-познавательных акцентов связан с изучением патогенетических процессов в гемо- и гидродинамике заднего сегмента глазного яблока, лежащих в основе сосудистых заболеваний сетчатки, которые занимают лидирующее место среди причин слепоты и слабовидения. В первую очередь это относится к диабетической ретинопатии, тромбозам ретинальных вен, глаукомной оптической нейропатии, маку-лодистрофии и другим патологическим процессам. Для данной патологии характерен широкий спектр необратимых изменений, ухудшающих прогностические результаты лечения и значительно затрудняющих проведение хирургических вмешательств [6, 8, 17, 31, 48, 116, 129, 285, 335, 345].

Проблема изучения патогенетических механизмов развития ангиопатии и ретинопатии особенно актуальна в клиническом аспекте. Это связано с качеством предиктивной оценки, определением характера и объема лечебных вмешательств, с контролем за эффективностью лечения, а также с прогнозированием дальнейшего развития патологического процесса.

О сложности и многогранности проблемы патогенеза диабетической ретинопатии свидетельствует тот факт, что в последние годы изучение механизмов развития и формирования диабетической ангиопатии, роли гематооф-тальмического барьера в этих процессах привлекает внимание не только офтальмологов, но и ученых иного профиля - морфологов, патофизиологов. Такой широкий подход обеспечивает необходимую фундаментальность проводимым исследованиям, а также открывает перспективу иных концептуальных построений.

Сахарный диабет является одной из ведущих причин слепоты в развитых странах, причем на диабетическую ретинопатию приходится до 70% случаев [56, 60, 184, 210]. Считается, что у подавляющего большинства пациентов потерю зрения, связанную с диабетической ретинопатией, можно предотвратить. Сахарный диабет 2 типа составляет почти 90% от общего числа больных диабетом. Его распространенность постоянно растет в связи с увеличением продолжительности жизни, распространением «диабетогенно-го» образа жизни (гиподинамия, высококалорийное питание, ожирение) и совершенствованием методов диагностики диабета [14, 166, 112]. Часто у больных сахарным диабетом 2 типа ретинопатия обнаруживается в момент установления основного диагноза, а иногда вначале регистрируется поражение сетчатки, а затем и диабет. Имеются данные о наличии ретинопатии даже у лиц с нарушенной толерантностью к глюкозе в 1 - 8% случаев. Примерно у 2/3 больных СД 2 типа признаки ретинопатии выявляются через 15 — 20 лет после начала заболевания, при этом у пятой части пациентов — уже в проли-феративной стадии [16, 26, 29, 58, 113, 184].

Проблема патогенеза поражений сосудов глазного дна при диабете и поиск новых подходов к терапии этого страдания остается самой актуальной в диабетологии. Общепризнанной является метаболическая гипотеза развития диабетических микроангиопатий [18, 26, 38, 65, 93, 132, 239, 298]. В последнее десятилетие опубликованы работы, в которых приоритетное значение в развитии сосудистых осложнений сахарного диабета отдается осмотическому стрессу, воздействие которого в первую очередь рассматривается на уровне межклеточных и клеточных взаимодействий [252, 254, 261, 279]. При сахарном диабете патологически изменяются гемореологические и гемоагре-гационные свойства крови и локальная гемодинамика [18, 199, 242, 250, 287, 290].

Микроциркуляторное русло глаза представляет собой функциональную подсистему, которая с одной стороны является частью специфической биосистемы органа зрения, а с другой - частью общей системы кровообращения, что позволяет рассматривать проблему патогенеза с позиций функционального состояния сосудистой системы [114, 178, 195].

Интенсивное развитие лазерной и витреоретинальной хирургии тесно связано с клинико-морфологическими исследованиями гемо- и гидродинамики глаза, чему посвящены многие работы отечественных и зарубежных авторов [71,79, 92, 206, 227].

В последние десятилетия двадцатого века в медицинской науке и клинической практике была сформулирована и стала утверждаться новая методологическая концепция сбора, анализа и оценки научной информации для решений конкретных клинических задач. Эта концепция и является доказательной медициной. В настоящее время доказательную медицину все чаще рассматривают как методологическую базу для формирования принципов оказания медицинской помощи [59, 187]. При этом важным аспектом повышения доказательности результатов исследований является смещение акцентов к анализу исходов медицинских вмешательств и оценке качества жизни пациентов [187].

В этом контексте приоритетными задачами офтальмологов являются разработка системных подходов в хирургии патологии стекловидного тела и сетчатки на основе использования последних достижений операционной и эндоскопической оптики, лазерных технологий, аппаратного и медикаментозного обеспечения. А также изучение местного и общего гомеостаза, патофизиологических процессов в тканях глаза при сахарном диабете для совершенствования лечебных технологий с целью повышения уровня реабилитации качества жизни пациентов (2005) [150].

Однако, на наш взгляд, имеющиеся знания не позволяют с исчерпывающей полнотой патогенетически обосновать механизмы лечебного воздействия лазеркоагуляции сетчатки и витрэктомии, следовательно, остается открытым вопрос о прогнозировании исходов лечения, дальнейшего развития патологического процесса, влияющего на качество жизни. Неясным остается вопрос о комплексном воздействии осмотического давления крови на сосудистую стенку в условиях однонаправленного тока тканевой жидкости. В связи с этим представляется актуальным изучение морфологических, биохимических и физико-химических аспектов состояния гемо- и гидродинамики глаза у пациентов, имеющих нарушения нормального осмотического статуса крови в условиях сахарного диабета.

Цель исследования: разработать эффективную схему лечения диабетической ретинопатии при сахарном диабете 2 типа с позиции новых взглядов на основные звенья патогенеза.

Концептуальными задачами достижения обозначенной цели являются:

1. Обосновать формирование нарушений микрососудистой архитектоники сетчатки при различных стадиях диабетической ретинопатии, используя принципы вычислительной биологии.

2. Разработать математическую модель оценки квазиравновесного состояния кровотока и напряженно деформированной стенки сосудов микроциркуляторного русла сетчатки.

3. Оценить влияние трансмурального давления и осмотического го-меостаза на формирование и прогрессирование изменений микрососудистого русла сетчатки при диабетической ретинопатии.

4. Обосновать безопасность теплового воздействия применяемых параметров лазерного излучения при проведении «щадящей» лазер-коагуляции сетчатки.

5. Оценить эффективность использования «щадящей» лазеркоагуляции при всех стадиях диабетической ретинопатии.

6. Провести сравнительный анализ эффективности «щадящей» лазер-коагуляции с традиционной панретинальной лазеркоагуляцией, как «золотым» стандартом лечения диабетической ретинопатии.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Впервые применена компьютерная программа 1п^е1 для получения количественных данных и проведения морфометрического анализа изображений глазного дна, что способствует объективизации оценки различных стадий диабетической ретинопатии.

Проведен корреляционный анализ осмотического гомеостаза плазмы крови и внутриглазной жидкости в зависимости от стадии диабетической ретинопатии. Показано, что изменение ионного состава может являться предиктором развития диабетической ретинопатии.

На основании разработанной комплексной математической модели движения тканевой и внутриглазной жидкостей в стекловидном теле и слоях сетчатки доказана роль участия различий осмотического и трансмурального давлений в формировании нарушений микрососудистой архитектоники сетчатки при диабетической ретинопатии.

Рассчитан уровень теплового воздействия «щадящей» лазеркоагуляции при диабетической ретинопатии, что позволяет оценивать применяемые параметры лазерного излучения, как безопасные для всех структур сетчатки.

На основании полученных данных разработана модель формирования нарушений микрососудистой архитектоники в сетчатке при сахарном диабете и патогенетически обоснована схема лечения диабетической ретинопатии различных стадий.

Доказана необходимость и функциональная безопасность методики "щадящей" лазеркоагуляции при непролиферативной стадии диабетической ретинопатии.

Патогенетически обоснована и доказана клиническая эффективность методики "щадящей" лазеркоагуляции при препролиферативной и пролиферативной стадиях диабетической ретинопатии.

Патогенетически обосновано и внедрено в практику применение нового осмотического диуретика Полиосм.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

Проведенное исследование позволило разработать и внедрить в клиническую практику методику «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки у больных с диабетической ретинопатией, значительно повысившую эффективность офтальмологической и социальной реабилитации больных.

Результаты исследования позволяют рекомендовать предлагаемую методику лазеркоагуляции для широкого использования в клинической практике.

ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ

Разработанная методика «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки при диабетической ретинопатии внедрена в клиническую практику офтальмологической клиники ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития РФ, офтальмологического отделения ФГБУЗ «Клиническая больница №81» ФМБА России.

Результаты исследования используются при обучении врачей — офтальмологов и эндокринологов на циклах повышения квалификации, сертификационных циклах, а также в ходе подготовки клинических ординаторов на кафедре офтальмологии ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития РФ.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического справочника, включающего 214 отечественных и 149 иностранных источников. Работа изложена на 236 страницах машинописного текста, из них основной текст занимает 195 страниц. Работа иллюстрирована 42 таблицами, 34 фотографиями, рисунками и графиками. В работе использовано 58 физико -математических формул.

ВЫВОДЫ

1. Изменение калибра сосудистого русла сетчатки, в частности расширение вен и сужение артерий I и II порядков, а также увеличение количества микроаневризм и петехиальных кровоизлияний являются предиктором развития различных стадий диабетической ретинопатии.

2. Разработана математическая модель квазиравновесного состояния кровотока и напряженно деформированной стенки для сосудов микроцир-куляторного русла сетчатки, позволяющая оценивать величины средних напряжений в стенке сосуда в зависимости от размера микроаневризмы.

3. Изменение ионного состава крови коррелирует с изменением осмотического гомеостаза и является одним из диагностических критериев развития диабетической ретинопатии.

4. Сделаны количественные оценки связи между трансмуральным давлением в капиллярах сетчатки и катастрофическими деформациями стенок микроаневризм, показывающие, что по мере развития микроаневризмы толщина стенок значительно уменьшается, и при приближении к критическому давлению происходит катастрофическое истончение, ведущее к их разрыву.

5. Тепловое воздействие применяемых параметров лазерного излучения при проведении «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки при диабетической ретинопатии безопасно для всех структур сетчатки при любой стадии диабетической ретинопатии.

6. Классическая панретинальная лазеркоагуляция является травматичной процедурой, повреждающей все слои сетчатки, что приводит к сужению полей зрения и снижению электрической активности сетчатки, ухудшающих качество жизни пациента.

7. «Щадящая» лазеркоагуляция сетчатки при ДР I и в составе комбинированного лечения ДР II и ДР III является высокоэффективным методом длительного сохранения зрительных функций.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для проведения морфометрического анализа и получения количественных данных изображения глазного дна необходимо применение компьютерной программы 1п^е.Г.

Для стабилизации перепадов осмотического и трансмурального давления во внутриглазных структурах при сахарном диабете рекомендуем применять методику «щадящей» лазеркоагуляции сетчатки, предполагающую нанесение «окон» в пигментном эпителии диаметром 100 мкм с плотностью 450-500 коагулятов

При непролиферативной стадии ДР необходимо и безопасно применение методики "щадящей" лазеркоагуляции для сохранения нормального функционирования сетчатки.

При препролифепативной и пролиферативной стадиях следует проводить комплексные лечебные мероприятия, включающие наряду с использованием методики «щадящей» лазеркоагуляции применение осмотических диуретиков нового поколения.