Автореферат и диссертация по медицине (14.03.03) на тему:Патогенетическое обоснование алгоритма диагностики латентной стадии открытоугольной глаукомы высокого и низкого давления
Автореферат диссертации по медицине на тему Патогенетическое обоснование алгоритма диагностики латентной стадии открытоугольной глаукомы высокого и низкого давления
На правах рукописи
Худоногов Александр Анатольевич
Патогенетическое обоснование алгоритма диагностики латентной стадии открытоугольной глаукомы высокого и низкого давления
14.03.03 - Патологическая физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
1 6 МАЯ 2013
Иркутск-2013
005058769
Работа выполнена в ГБОУ ВПО «Иркутский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации,
ФГБУ «Иркутский филиал МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Научные руководители:
Заслуженный Врач РФ, Щуко
доктор медицинских наук, профессор Андрей Геннадьевич
доктор медицинских наук Юрьева
Официальные оппоненты:
Корытов Леонид Иннокентьевич - доктор медицинских наук, профессор ГБОУ ВПО «Иркутский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, заведующий кафедрой нормальной физиологии.
Козина Елена Владимировна - доктор медицинских наук, профессор ГБОУ ВПО "Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно - Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации, заведующая кафедрой офтальмологии.
Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Защита диссертации состоится « 29» мая 2013 года в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 001.038.02 при Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук по адресу: 664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук.
Автореферат разослан «26» апреля 2013 г.
Татьяна Николаевна
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор
г
Шолохов Леонид Федорович
Актуальность. Несмотря на прогресс в методах диагностики и лечения глаукомы, это заболевание остается одной из главных причин снижения зрения и необратимой слепоты. Такая неоптимистичная тенденция объясняется бессимптомным течением начальных стадий глаукомы, отсутствием единого алгоритма профилактических и диагностических мероприятий, необходимых для выявления заболевания на ранних стадиях его развития (Волков В.В., 2007; Либман Е.С., 2011; Букина Н.Д., 2012).
Анализ отечественной и зарубежной литературы продемонстрировал отсутствие системного подхода к изучению глаукомы, что позволило бы рассматривать данное заболевание как цепь причинно-следственных связей, приводящих к формированию нейрооптикопатии, сопровождающейся нарушением сенсорного восприятия и ухудшением проведения зрительных импульсов (Шамишнова A.M., 2005; Астахов Ю.С., 2010). Особенностью клинического течения глаукомы является то, что морфологические изменения зрительного нерва диагностируются только в клинически развитой стадии глаукомы и при этом в среднем на 5-7 лет опережают функциональные нарушения (Курышева Н.И., 2008).
Вероятно, это связано с тем, что стандартные методы исследования зрительных функций не являются специфическими для различных типов гангли-озных клеток сетчатки, поэтому дефекты поля зрения могут быть обнаружены только при абсолютной потере всего пула ганглиоцитов.
В целом, несмотря на многообразие применяемых на сегодняшний день методов функциональной диагностики глаукомы, ни один из них не позволяет установить диагноз в латентной стадии развития заболевания. Кроме того, само понятие латентной стадии глаукомы в отечественной литературе до сих пор не определено, по-прежнему полностью не изучены закономерности формирования глаукомной нейрооптикопатии на ранних доклинических стадиях развития патологического процесса, отсутствует алгоритм, позволяющий на этой стадии оценить контрастные, цветовые и яркостные каналы зрительной системы.
Согласно современным представлениям о строении зрительной системы, существуют отдельные зрительные каналы: магноцеллюлярный, парвоцел-люлярный и кониоцеллюлярный, которые отличаются как по морфологии, так и по осуществляемым функциям нейронов зрительного пути, начинающихся от сетчатки, проходящих через латеральные коленчатые тела и имеющих собственные представительства в коре головного мозга (Quigley H.A., 2006). Магноцеллюлярный путь представлен в основном диффузно расположенными по всей поверхности сетчатки палочками с доминированием на периферии. Эта система является ахроматичной.
Парвоцеллюлярный путь представлен М и L колбочками, чувствительными к длине световой волны красного и зеленого цвета. Нейроны парвоси-стемы составляют 80% всех ганглиозных клеток сетчатки, с преимущественным расположением на скате фовеолярной области, имеют малые рецептивные поля, сигналы от которых поступают на карликовые парвоцеллюлярные ганглиозные клетки сетчатки. Сине - чувствительные S - колбочки относятся к кониоцеллюлярной системе и обладают уникальными свойствами. S - колбочки, в отличие от М и L колбочковых миджет - путей, контактируют непосредственно с биполярами, которые соединяются с собственными синекол-бочковыми бистратифицированными ганглиознымИ клетками сетчатки.
Было предположено, что избирательная активация цветовыми стимулами различных типов ганглиозных клеток сетчатки позволит оценить функциональное состояние зрительных каналов, как на уровне периферических нейронов, так и проводящих путей и зрительных центров, тем самым определяя их изменение на ранних этапах формирования глаукомы.
До сих пор в ранней диагностике глаукомы применялся лишь один вид хроматического исследования - коротковолновая (SWAP) периметрия, которая позволяет активизировать S-колбочковую систему, топографически соответствующую аркуатной парацентральной зоне, наиболее чувствительной к изменению офтальмотонуса (Johnson S.D., 2007).
Поэтому, патогенетическое обоснование применения хроматических электрофизиологических и периметрических методов исследования состояния ганглиозных клеток сетчатки у пациентов на доклинических стадиях глаукомы низкого и высокого давления, по нашему мнению, остается одной из наиболее актуальных проблем современной патофизиологии и офтальмологии.
Это и определило основную цель работы: раскрытие роли изменения функциональной активности цветооппонентных каналов зрительной системы в патогенезе латентной стадии первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ) высокого и низкого давления и разработка на этой основе патогенетически обоснованного алгоритма диагностики.
Для реализации цели последовательно решались следующие задачи:
1. Исследовать процессы формирования латентной стадии ПОУГ низкого и высокого давления с использованием комплекса хроматических методов электрофизиологических и периметрических исследований с учетом особенностей изменения морфологии зрительного нерва и гидродинамики глаза.
2. Оценить эффективность хроматических методов исследования изменений зрительной системы при формировании латентной стадии ПОУГ по сравнению со стандартными электрофизиологическими и периметрическими методиками.
3. Разработать концептуальную схему изменения активности цветооппо-нентных каналов зрительной системы в патогенезе ПОУГ.
4. Разработать алгоритм ранней диагностики глаукомы низкого и высокого давления с учетом изменения активности спектральных каналов зрительной системы.
Научная новизна работы.
Впервые доказано, что снижение амплитуды OFF - коротковолнового ответа, повышение амплитуды осцилляторных потенциалов с одновременным увеличением времени кульминации комплекса N95 и образование арку-атных дефектов в поле зрения в проекции зоны Бьеррума в сочетании с оф-тальмогипертенизией и снижением коэффициента легкости оттока внутриглазной влаги являются ранними критериями формирования латентной стадии глаукомы высокого давления.
Доказано, что латентная стадия глаукомы высокого давления сопровождается активацией процессов перевозбуждения на уровне амакриновых клеток, биполяров и бистратифицированных ганглиозных клеток сетчатки, то есть нарушением светочувствительности и нейрональной проводимости преимущественно в парвоцеллюлярном зрительном канале.
Новыми являются данные о том, что при формировании латентной стадии глаукомы низкого давления происходит снижение латентности и амплитуды мелких шахматных рецептивных полей красно-зеленого спектра, как в комплексе N95, так и по Р50 компоненту, формирование центрально расположенных локальных дефектов поля зрения, что обусловлено преимущественным поражением колбочковых OFF-биполярных терминалей красного спектра и карликовых ганглиоцитов, относящихся к кониоцеллюлярной зрительной системе.
Разработана концептуальная схема изменения активности цветооппо-нентных каналов функциональных каналов сетчатки и зрительного нерва в зависимости от вида открытоугольной глаукомы - высокого или низкого давления.
Полученные в ходе исследования результаты легли в основу комплекса диагностических мероприятий, включающих цветооппонентные электрофизиологические и периметрические исследования, которые позволили выявить развитие патологического процесса в латентной стадии глаукомы.
Практическая значимость работы.
Включение в диагностический комплекс исследований глаукомы методов активации хроматических каналов зрительной системы позволяет повысить эффективность выявления глаукомы на ранних стадиях патологического
процесса по сравнению со стандартными методами исследования, тем самым способствуя улучшению результатов лечения ПОУГ.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Ведущим звеном патогенеза формирования латентной стадии глаукомы высокого давления является повреждение аксонов бистратифицирован-ных (Б) ганглиозных клеток сетчатки, сопровождающееся нарушением процессов межрецепторного взаимодействия на сине-желтые стимулы и появлением дефектов в парацентральных отделах поля зрения на фоне нетолерантного ВГД, что свидетельствует об изменении активности хроматических каналов кониоцеллюлярной зрительной системы.
2. Повреждение М и Ь-ганглиоцитов в латентной стадии глаукомы низкого давления сопровождается нарушением процессов межрецепторного взаимодействия в красно-зеленочувствительных колбочковых рецептивных полях и формированием депрессии световой чувствительности в центральных отделах сетчатки, и, являясь ключевым звеном патогенеза, обусловливает нарушение процессов проводимости по хроматическим каналам парвоцел-люлярной зрительной системы.
3. Выявленные закономерности изменения функциональной активности цветооппонентных хроматических каналов зрительной системы при формировании латентной стадии открытоугольной глаукомы высокого и низкого давления позволили разработать патогенетически обоснованный алгоритм диагностики.
Апробация работы.
Материалы диссертации представлены и обсуждены на:
Межрегиональной конференции «День глаукомного больного» г. Улан-Удэ, 2010; Российском офтальмологическом форуме, Москва, 2011; Заседании Российского глаукомного общества «НЯТ - клуб», Москва, 2012; Международном офтальмологическом конгрессе «Федоровские чтения», Москва, 2012, Х-ой Всероссийской школе офтальмолога, Москва, 2013.
Внедрение результатов исследования.
Разработанная методика ранней диагностики первичной открытоугольной глаукомы на основе активации цветооппонентных каналов колбочковой системы сетчатки внедрена в клиническую практику ФГБУ МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова МЗ РФ, Клиники глазных болезней ГОУ ВПО Иркутский государственный медицинский университет МЗ РФ. Материалы настоящего исследования используются при чтении лекций и проведении практических занятий с врачами-интернами, клиническими ординаторами, слушателями на курсах усовершенствования врачей ГБОУ ДПО
Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования МЗ РФ.
Публикации.
По результатам исследования и материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 5 - в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых Высшей аттестационной комиссией Минобразования и науки РФ, выпущено методическое пособие «Электрофизиологические методы диагностики в офтальмологии».
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 115 страницах, содержит введение, обзор литературы, описание методов исследования и клиническую характеристику больных, три главы результатов собственных исследований и их обсуждение, заключение, выводы. Работа иллюстрирована 13 рисунками и 4 таблицами. Указатель литературы содержит 345 работы (108 отечественных и 237 иностранных источников).
Клиническая характеристика больных и методы исследования.
Клинические исследования проведены в соответствии с Хельсинской Декларацией Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» (1964 г. с поправками 2000 г.) и «Правилами клинической практики в Российской Федерации» (Приказ Минздравсоцразвития РФ № 266 от 19.06.2003 г.).
Согласно цели и задачам исследования пациенты были разделены на две группы. В первой группе обследовано 78 человек, в возрасте 48-64 года, из них 34 мужчины и 44 женщины, поступивших на обследование с диагнозом «Подозрение на глаукому высокого давления». Критериями включения в данную группу были:
1. истинное ВГД > 21мм. рт. ст.;
2. отсутствие дефектов в поле зрения при динамической периметрии;
3. экскавация диска зрительного нерва не превышает 0,5 диаметра диска, симметричная.
Вторую клиническую группу составили пациенты, поступившие на обследование с диагнозом «Подозрение на глаукому низкого давления». Обследовано 62 человека (в возрасте 45-64 лет, из них 27 мужчин и 35 женщин. Критериями включения в данную группу были:
1. истинное ВГД < 21 мм рт. ст.;
2. отсутствие дефектов в поле зрения при динамической периметрии;
3. экскавация диска зрительного нерва превышает 0,5 диаметра диска, симметричная.
Единственным признаком, позволившим предположить наличие глау-комного патологического процесса у данных пациентов, было увеличение экскавации диска зрительного нерва.
Контрольную группу составили 30 человек, не предъявлявших жалоб на зрение, не имевших в анамнезе травм и заболеваний органа зрения, с нормальным цветоощущением, соответствующего пола и возраста.
Реализация функций зрительной системы здоровых лиц и больных с подозрением на глаукому на различных этапах диагностики основывалась на комплексном подходе к оценке функционального состояния органа зрения, который обеспечивался системой взаимосвязанных методик исследования динамики клинических, функциональных и субъективных показателей зрительной системы.
Для оценки зрительных функций проводилась визометрия с использованием сменяющихся оптотипов на фороптере АСР-6 «Торсоп» (Япония) со встроенной системой смены корригирующих линз.
Тонография по Нестерову проводилась пяти и пятнадцатиграммовыми грузами с расчетом основных гидродинамических параметров: истинное ВГД, коэффициент легкости оттока, коэффициент Беккера.
Биомикроскопия переднего и заднего отрезка глаза осуществлялась с помощью щелевой лампы «Carl Zeiss».
Оптическая когерентная томография (Optical Coherence Tomography -ОСТ), позволяющая выявить, записать и количественно оценить состояние сетчатки/диска зрительного нерва и прилежащего стекловидного тела, проводилась в пределах 30° от точки фиксации с радиальным и циркулярным линейным сканированием области диска зрительного нерва, на томографе ОСТ RTV-Optovue (США).
Фоторегистрация диска зрительного нерва с оценкой величины и формы экскавации и нейроретинального пояска проводилась с помощью немид-риатической ретинальной камеры Торсоп NW-200 (Германия).
Периметрия проводилась на анализаторе полей зрения Twinfield2 (Германия) по пороговой статической методике исследования с применением стандартных белых стимулов на мезопическом сером фоне (31,5асб), а также в коротковолновом варианте предъявления синих стимулов на желтом фоне, то есть с применением SWAP периметрии в хроматическом варианте.
В коротковолновом варианте для выделения хроматической составляющей S-колбочковой кониоцеллюлярной системы на желтом фоне, создаваемом путем установки спектрального фильтра с длиной волны 550 нм, предъявлялись синие стимулы, то есть исследование проводилось с применением
SWAP технологии в хроматическом варианте (диаметр пятна III по Гольдма-ну).
Оценка результатов периметрии проводилась по изменению следующих показателей: MS, MD, PSD, CPSD, характеризующих выраженность очаговых изменений и интегральную световую чувствительность сетчатки.
Электроретинография (ЭРГ) проводилась на электрофизиологическом комплексе Torney ЕР 1000 - Pro (Германия). Оценка биоэлектрической активности клеточных элементов является ведущим объективным методом исследования функционального состояния структур сетчатки и зрительного нерва и представляет собой запись графического отображения последовательных нейробиологических процессов, протекающих в различных слоях сетчатки.
При проведении ЭФИ исследований применялись стандартные ахроматические методики исследования в виде регистрации индекса осцилляторных потенциалов и паттерн ЭРГ на черно-белые шахматные реверсивные стимулы размером 0,75 и 0,3 угловые минуты, а также серии последовательных цветооппонентных хроматических (красно-зелёных и сине-желтых) стимулов для выделения и оценки функционального состояния колбочковых биполя-ров ( OFF-колбочковая ЭРГ), амакриновых клеток (цветные осцилляторные потенциалы), ганглиозных клеток сетчатки (паттерн-ЭРГ) с последовательностью:
1. OFF-колбочковая ЭРГ: яркая вспышка красного или желтого цвета на зеленом или синем фоне ганцфельд шара; для выделения колбочкового ответа в виде i-волны применялся интенсивный источник фонового излучения мощностью 480 кд/м желтого спектра в Ганцфельд-сфере с яркостью вспышки синего цвета 10 кд/м и частотой чередования стимулов 20 герц. Полученные при стимуляции сетчатки биопотенциалы в виде i-волны позволили выделить хроматический ответ от синечувствительных колбочковых биполяров.
2. По аналогичной схеме для выделения хроматического колбочкового красночувствительного биполярного ответа применялся интенсивный зеленый Ганцфельд-фон с яркостью фонового освещения 160 кд/м и яркостью вспышки 28 кд/м (частота чередования стимулов 20гц) для выделения спектра красночувствительных колбочковых OFF-биполяров.
3. Цветные осцилляторные потенциалы: красная вспышка на оппонент-ном зеленом фоне и синяя вспышка на желтом оппонентном фоне в фотопи-ческих условиях позволили выделить ответ от хроматических амакриновых сине- и красночувствительных клеток;
4. Проведенная трансценд паттерн-ЭРГ на сине-желтый и красно-зеленый шахматный паттерн с частотой реверсии 4 Гц позволила оценить активность колбочковых ганглиозных клеток сетчатки.
Таким образом, для исследования активности биполярных, амакриновых и ганглиозных клеток сетчатки был подобран специфический комплекс исследований, включающий цветооппонентную паттерн-ЭРГ, биполярный офф- ответ и исследование индекса осцилляторных потенциалов, а также применение компьютерной периметрии в сине-желтом варианте. Исследования выполнялись с определенной последовательностью и предъявлением стимулов различной яркости, контрастности и частоты (рис.1).
Рис.1 Алгоритм исследования цветооппонентных каналов
Статистическая обработка результатов проводилась с помощью известных статистических и прикладных программ методами параметрической и непараметрической статистики. За доверительную значимость принята величина р<0,05. Применялись также многофакторный дискриминантный ана-
лиз для выявления наиболее информативных признаков, позволяющих отнести пациентов к одной исследуемых групп, расчет канонических линейных дискриминантных функций, необходимых для решения поставленных диагностических задач. Расчеты проведены на кафедре информатики и компьютерных технологий Иркутского государственного института усовершенствования врачей (зав. кафедрой, доцент Михалевич И.М.).
Результаты исследований и их обсуждение.
Согласно поставленной цели на первом этапе работы было проведено выявление закономерностей формирования глаукомы высокого давления, ведущим звеном патогенеза которой является превышение толерантного для зрительного нерва уровня ВГД, что и инициирует формирование глаукомной нейрооптикопатии, сопровождающейся снижением зрительных функций.
В связи с тем, что дифференциальная диагностика между офтальмогипер-тензией и глаукомой строится на определении патологических изменений зрительного нерва, характеризующихся: 1. наличием морфологических дефектов тканей диска зрительного нерва; 2.формированием дефектов парацентрального поля зрения; 3. изменением проводимости и чувствительности сетчатки и зрительного нерва, на первом этапе был проведен анализ состояния сетчатки и зрительного нерва у пациентов, обследованных с диагнозом «подозрение на глаукому» с использованием ахроматических методов диагностики:
1. компьютерная статическая периметрия, программа 24-2;
2. стандартная черно-белая паттерн-ЭРГ;
3. определение осцилляторных потенциалов по 1БСЕУ;
4. фоторегистрация и оптическая когерентная томография (ОСТ) диска зрительного нерва;
5. исследование гидродинамики (тонометрия, тонография).
Было выявлено умеренное повышение внутриглазного давления на 11 %, снижение коэффициента легкости оттока на 18 % по сравнению с группой контроля, что указывало на наличие у пациентов клинической группы умеренной ретенции внутриглазной влаги.
Изменения диска зрительного нерва у всех пациентов были симметричными, размеры экскавации укладывались в среднестатистическую норму, что не позволяло на данном этапе исследования поставить диагноз глаукомы. При анализе толщины слоя нервных волокон с помощью оптической когерентной томографии лишь в 17 % случаев было выявлено снижение толщины слоя нервных волокон зрительного нерва до пограничного уровня, составляющего в среднем 86 ± 6,7 мкм.
По данным компьютерной периметрии, проводимой в режиме порогового исследования с применением стандартных белых стимулов на мезопиче-
ском сером фоне (31,5 асб), у пациентов с подозрением на глаукому по сравнению с группой контроля было выявлено увеличение потерь световой чувствительности на 12 % по показателям периметрического индекса MS, характеризующего среднюю световую чувствительность полей зрения; уменьшение индекса MD, ответственного за глубину дефектов поля зрения. Показатели этого индекса соответствовали в среднем 0,8 ±0,9 дБ по данным пороговой периметрии при норме 1,2±0,5 дБ.
В то же время необходимо отметить, что в большинстве случаев определялись неоформленные диффузные скотомы в центральном поле зрения, характерные как для начальных глаукомных изменений, так и для другой сосудистой или дегенеративной патологии сетчатки и зрительного нерва.
Изменения электрофизиологических показателей наблюдались лишь у пациентов, имеющих нарушения периметрических индексов и показателей тонографии, что в целом позволило дифференцировать глаукоматозный процесс и офтальмогипертензию лишь у 10 человек на 18 глазах, то есть в 14% случаев.
Это еще раз подтвердило парадигму, выдвинутую А. М. Шамшиновой в 1999г., о слабой чувствительности диффузных световых каналов при развитии ранних форм глаукомной оптиконейропатии. Поэтому, на следующем этапе работы были применены методы диагностики, позволяющие провести изолированную активацию хроматических каналов зрительной системы.
Для исследования кониоцеллюлярной системы был использован желтый фон, содержащий длину волны более 550 нм. Данный хроматический фон позволяет подавить активность красно- и зеленочувствительных колбочек и, тем самым, выделить и зарегистрировать импульсы от синечувствительных коротковолновых колбочек. Соответственно, предъявление красных стимулов на зеленом фоне позволило получить изолированную информацию о длинноволновых красных колбочках, подавив активность синеколбочковой системы.
Сравнительный анализ результатов цветоогаюнентных и ахроматических методов диагностики представлен в таблице 1.
Как видно из представленных данных, при сравнении показателей компьютерной периметрии в стандартном (SAP) и коротковолновом (SWAP) вариантах выявлено:
1. увеличение потерь световой чувствительности (MS) на 35% по данным сине-желтой периметрии по сравнению с данными стандартной белой периметрии;
2. увеличение индекса MD, ответственного за глубину дефектов поля зрения. Показатели этого индекса соответствовали в среднем -3,8±2,1дБ по
данным коротковолновой периметрии, что на 38% превышает глубину потерь поля зрения в сравнении с данными стандартной периметрии;
3. кроме того, у пациентов с подозрением на глаукому значение CPSD при SWAP периметрии относительно данных стандартной периметрии было в 4 раза больше и составило в среднем 3,7±1,4 дБ.
Таблица 1 (фрагмент)
Сравнительный анализ морфо-функциональных параметров зрительной системы у пациентов группы «Подозрение на глаукому высокого давления» и группы контроля с использованием ахроматических и цветооппонентных ме-
тодов исследования сетчатки и зрительного нерва, (M±s)
\ Группа Показатели^ Контроль Подозрение на ГВД P-t-критерий Ахром методы
Ахром методы Цветооп. методы обследования Ахрома- Цветооп. методы обследования
Сине-желтые Красн.-зел. методы Сине-желтые Красн,-зел.
1 2 •3 4 5 б 7
Средняя световая чувствительность MS,дБ 18,6±1,4 2б,4±1,4 ------- 16,1±1,77 22,1 ± 2,3 ------- 1-2<0,01 2-5<0,001
Средняя глубина де-фек- та,МО,дБ 1,б±0,9 1,2±0,6 ------- 0,8 ± 0,9 -3,8 ±2,1 ------- 2-5<0,001
Стандартное отклонение, PSD, дБ 1,9± 0,5 2,0±0,5 ------ 2,1± 1,1 3,5 ± 1,2 2-5<0,001
Станд.испра влен. otkh.,CPSD, ДБ 1,6 ±0,4 1,97±0,5 1,б±1,4 3,7±1,4 2-5<0,001
Краткосрочные туа- 1,1 ±0,3 1,б±0,6 1,3 ±1,1 2,5 ±0,9 2-5<0,001
Лагентность N95 ПЭРГ.мсек 95 ±3,1 95,4± 3,4 95,2± 3,2 107 ±4,8 118 ±3,7 114±4,2 1-4<0,001 1-5<0,001
Индекс ОП,мв 21,0± 2,5 22,1± 2,3 20±2,8 23,2±3,4 25,2 ± 3,5 22±4,3 2-5<0,001
Ампл. кол-бочкового OFF ответа,мв ------- 15,8 ±2,5 25±2,1 ----- 11,2±4,2 22,4±4,4 2-5<0,001 3-6<0,001
То есть, применение коротковолновой (SWAP) периметрии позволило выявить значимые дефекты поля зрения в проекции аркуатной зоны Бьерру-ма, расположенной парамакулярно, топографически соответствующей ко-ниоцеллюлярному зрительному каналу. Эти дефекты являются специфичными для глаукомы и могут быть верифицированы как начальные проявления глаукомной нейропатии.
Применение хроматических электрофизиологических методов исследования выявило увеличение индекса осцилляторных потенциалов на 29% при использовании синих стимулов на оппонентом желтом фоне, что свидетельствует о происходящих в сетчатке процессах активации тормозных обратных связей на уровне проксимальных отделов сетчатки к спектральным синим стимулам.
При стимуляции ганглиозных клеток сетчатки красно-зеленым шахматным полем отмечалось увеличение латентности комплекса N95 на 18%, а сине-желтым - на 29% относительно результатов стимуляции стандартным шахматным черно-белым полем.
Данные результаты свидетельствуют о том, что ганглиозные клетки сетчатки на ранних этапах развития глаукомной оптической нейропатии в первую очередь реагируют увеличением времени кульминации и уменьшением скорости проведения нервных импульсов на цветовые стимулы оппонентного характера на уровне рецептивных полей сетчатки.
Проведение колбочковой коротковолновой ЭРГ на ON- OFF цветооппо-нентный стимул выявило уменьшение амплитуды OFF колбочковых ответов до 11,0 мА на синюю вспышку, а также до 22,1 мА на красную вспышку, что указывает на преимущественное поражение OFF темновых терминалей синих колбочковых биполярных клеток сетчатки. Характеристики времени кульминации в данной группе пациентов не отличались от таковых показателей группы офтальмогипертензия и составили в среднем 48±2,8мсек. Данные амплитуды и латентности комплекса Р50 в стандартном и цветооппонентном вариантах исследования, отвечающего при проведении паттерн-ЭРГ за активность макулярной области сетчатки, так же достоверно не отличались от группы контроля, что свидетельствовало о более позднем вовлечении макулы в патологический процесс при развитии глаукомы высокого давления.
В целом, анализ результатов электрофизиологических исследований позволил выявить основные закономерности изменения цветовой, контрастной и диффузной световой чувствительности зрительного анализатора на уровне различных слоев сетчатки. Так, биполярные клетки отвечают на начальные глаукомные изменения уменьшением амплитуды проведения импульсов, а в
амакриновых возникают первичные процессы перевозбуждения, что сопровождается увеличением амплитуды осцилляторных потенциалов.
Снижается скорость проведения нервных импульсов по спектральным цветовым каналам зрительной системы на уровне рецептивных полей сетчатки, в связи с чем увеличивается латентность (время кульминации) комплекса N95 на сине-желтые и красно-зеленые шахматные поля.
Таким образом, использование цветооппонентных методов психофизиологического исследования зрительной системы у пациентов с подозрением на глаукому высокого давления позволило выявить ранние изменения сетчатки и зрительного нерва, характерные для глаукомной нейропатии в 67% случаев (при стандартных методах диагностики - в 14% случаев), а значит своевременно провести дифференциальную диагностику между офтальмогипертен-зией и латентной стадией глаукомы высокого давления и назначить своевременную, патогенетически обоснованную гипотензивную терапию.
Для определения наиболее информативных критериев формирования латентной стадии глаукомы высокого давления был проведен дискриминант-ный анализ между показателями, полученными в группах контроля и подозрение на глаукому высокого давления.
Расчет канонической величины позволил получить следующие результаты.
Ki-2=1M-1,22X^1,5X2+0,96X^1,07X4-20,26X5-1,26X^0,33X7+0,48X8
Также был рассчитан вклад каждого показателя в дискриминантном уравнении: xj - толщина слоя нервных волокон (28,8%), х2 - латентность комплекса N95 цветооппонентной сине-желтой патгерн-ЭРГ (33%) , х3 - коэффициент Беккера (18%), Х4 - глубина дефектов поля зрения при стандартной периметрии (14%), х5 - корректированное общее стандартное отклонение (17%), х6 - глубина дефектов поля зрения при сине-желтой периметрии (11%), х7 - светочувствительность поля зрения при сине-желтой периметрии (5%), х8- OFF - колбочковый компонент коротковолновой ЭРГ (3,7%).
■Из уравнения следует, что информативными признаками, определяющими формирование латентной стадии глаукомы высокого давления, являются характерные морфологические изменения сетчатки в виде истончения слоя нервных волокон в сочетании с изменениями основных коротковолновых периметрических индексов, ответственных за глубину дефектов и нарушение световой чувствительности сетчатки, вклад которых в уравнение канонической величины составил 30 %.
Кроме того, начальный этап формирования глаукомной оптической нейропатии сопровождается изменением показателей паттерн-ЭРГ, осциллятор-
ных потенциалов в коротковолновом варианте и темнового колбочкового OFF-отвега при исследовании цветооппонентных каналов зрительной системы. Именно эти изменения несут максимальный вклад (36,7%) в уравнение канонической величины.
То есть, при развитии латентной стадии глаукомы высокого давления тормозные терминали амакриновых клеток пытаются скомпенсировать чрезмерную активацию взаимодействия между биполярами и дендритами ганг-лиозных клеток сетчатки по принципу адаптационного механизма. Полученные результаты известны в патофизиологии межрецепторных взаимоотношений как взаимодействие по принципу отрицательной обратной связи (Шамшинова A.M., 2009).
Исследование пациентов с подозрением на глаукому низкого давления было проведено по алгоритму, представленному выше. Стандартные методы исследования оказались малоэффективными и позволили дифференцировать глаукоматозный процесс лишь у 14 человек на 22 глазах, то есть в 18% случаев при сочетании морфологических изменений зрительного нерва и данных ахроматической периметрии.
В связи с этим для дальнейшей дифференциальной диагностики нормы и глаукомы низкого давления были применены высокочувствительные цвето-оппонентные методы периметрии (SWAP) и ЭФИ по разработанной нами методике, а также проведен сравнительный анализ с результатами ахроматических методов исследования (таблица 2).
Анализ результатов коротковолновой периметрии позволил выявить следующие патологические изменения:
1. индекс MD, характеризующий глубину дефектов поля зрения, на 34% превышал этот показатель по сравнению с данными стандартной периметрии;
2. индекс CPSD по данным коротковолновой периметрии на 47% превышал показатели группы контроля, что свидетельствует о наличии колебаний порога локальной центральной световой чувствительности;
3. увеличение краткосрочных флюктуаций световой чувствительности (SF) на 51% свидетельствовало о нарушении фиксации светового импульса при проведении сине-желтой периметрии.
То есть, в результате проведения периметрических исследований были выявлены локальные асимметричные дефекты поля зрения с тенденцией к центральному расположению, что свидетельствует о качественных изменениях чувствительности сетчатки в зонах, топографически соответствующих парвоцеллюлярному зрительному каналу.
Таблица 2 (фрагмент)
Сравнительный анализ морфо-функциональных параметров зрительной системы у пациентов группы «подозрение на глаукому низкого давления» и группы контроля с использованием ахроматических и цветоопонентных ме-
тодов исследования сетчатки и зрительного нерва, (M±s)
N. Группа Показателях Контроль, л=22 Подозрение на ГНД, п=64
Ахромат методы Цветооппонентные методы Ахромат. Цветооппонентные методы p,t - кри-
Сине-желтые Красно-зелен. методы Сине-желтые Красно-зеленые терий
1 2 3 4 5 6 7
Средняя световая чувствительность MS, дБ 18,6+1,4 26,4+1,4 18,1 +1,6 21 ±2,3 2-5<0,001
Средняя глубина дефекта,MD, ДБ 1,6+0,9 1,2±0,6 0,8 ± 0,9 -3,1 ±2,1 2-5<0,001
Стандартное отклонение, PSD„nB 1,9± 0,5 2,0±0,5 ------- 2Д± 1,1 4,6 ± 1,4 2-5<0,001
Станд. ис-правл. отклонение,CPSD,дБ 1,6 ±0,4 1,97±0,5 1,7±1,4 4,7+1,4 2-5<0,001
Краткосрочные флуктуации,SF,дБ 1,1 ±0,3 1,6±0,6 1,5±1,1 3,1 ±0,9 2-5<0,001
Латентность Р50 ПЭРГ.мс 47,6+3,3 48+2,4 49,1 ±2,7 49,2±4,3 51,7 ±4,1 55+5,5 3-6<0,001
Латентность N95 ПЭРГ.мс 95,0+3,1 95,4+ 3,4 95,2+3,2 107 ± 4,8 113 ±3,7 121+4,2 1-4<0,001 2-5<0,001 3-6<0,001
Индекс ОП,мв 21± 2,5 22± 2,3 20± 2,8 23±3,4 24 ± 2,5 26±4,3 3-6<0,001
Амплитуда Колбочкового OFF отве-та,мв 15,8 ±2,5 25± 2,1 13,2± 4,2 16,4 ± 4,4 2-5<0,05 3-6<0,001
Значимые изменения были выявлены и при проведении цветооппонент-ных электрофизиологических исследований: отмечено увеличение индекса осцилляторных потенциалов на 23% при использовании красных стимулов на оппонентном зеленом фоне, индекс коротковолновых сине- желтых показателей был повышен на 16%. По данным паттерн-ЭРГ было выявлено увели-
чение латентности комплекса N95. При стимуляции ганглиозных клеток сетчатки стандартным чёрно-белым шахматным полем в латентной стадии развития глаукомы нормального давления отмечается увеличение времени кульминации комплекса N95 до 107± 4,8 мсек, то есть на 11% относительно нормы. В то же время, латентность коротковолновых стимулов увеличилась до 113±3,7 мсек, а при исследовании красно-зелёным шахматным полем до 121+1,5 мсек. Показатели времени кульминации комплекса N 95, полученные у данных пациентов при активации хроматических составляющих зрительной системы, превышали результаты показателей пациентов группы контроля на 21% по сине-желтым и на 34% по красно-зеленым каналам.
Кроме того, при анализе хроматической ПЭРГ отмечалось увеличение времени кульминации комплекса Р50 до 56 мсек на красно-зеленые шахматные реверсивные стимулы, что может свидетельствовать о вовлечении в патологический процесс центрально расположенных рецептивных полей. При проведении колбочковой ЭРГ на СШ-ОП7 цветооппонентный стимул было выявлено уменьшение амплитуды ОИР-колбочковых ответов до 13 мВ на синюю вспышку и до 16мВ на красную вспышку, что указывает на преимущественное поражение ОРТ-темновых колбочковых терминалей красночувст-вительных биполярных клеток сетчатки.
Характеристики времени кульминации в данной группе пациентов не отличались от таковых показателей группы контроля и составили в среднем 48+ 2,2мсек.
Данные результаты свидетельствуют о том, что ганглиозные клетки сетчатки на ранних этапах развития глаукомной оптической нейропатии, в первую очередь, реагируют увеличением латентности и уменьшением скорости проведения нервных импульсов на цветовые шахматные стимулы оппонент-ного красно-зеленого спектра. То есть, выявлено преимущественное поражение колбочковых каналов зрительной системы на уровне мелкоклеточных рецептивных полей сетчатки, относящихся к парвоцеллюлярной системе.
Таким образом, применение цветооппонентных методов исследования поля зрения и функционального состояния сетчатки с выделением отдельных каналов зрительного восприятия позволили выявить ранние изменения у 47 пациентов, что составило 64 % от исследуемых, составляющих группу «Подозрение на глаукому низкого давления», а значит в 2,5 раза повысить эффективность диагностики глаукомы низкого давления и обосновать адекватное гипотензивное и нейротропное лечение данным пациентам в период терапевтического окна, соответствующего латентной стадии болезни.
Для выявления наиболее информативных критериев формирования латентной стадии глаукомы низкого давления был проведен дискриминантный
анализ между показателями, полученными в группах контроля и подозрение на глаукому нормального давления (таблица 3).
Уравнение канонической величины имело следующий вид:
К,.з=1,61-1,22Х1+1,5Х2+0.96Х3-1,07Хг20>26Хг1,26Х6-0,ЗЗХ7+0,48Хв-1,1Х9+
+1,1Х1(г0)9Хп+15,8Х12
Таблица 3
Классификационные признаки, выявленные в результате проведения много___факторного дискриминантного анализа
Показатели F-критерий P-level
X, Средняя толщина слоя нервных волокон 48,27 0,00001
х2 CPSD корректированное общее стандартное отклонение SWAP периметрии 5,13 0,00001
X, Глубина дефектов поля зрения при стандартной периметрии 19,75 0,0034
х4 Латентность комплекса N95 сине-желтой паттерн-ЭРГ 25,21 0,03
Xj Индекс спектральных осцилляторных потенциалов 24,74 0,07
х6 Латентность комплекса N95 красно-зеленой ПЭРГ 18,59 0,071
X, Амплитуда комплекса N95 красно-зеленой ПЭРГ 7,94 0,07
Х„ Фокальный тип экскавации диска зрительного нерва 14,14 0,05
X, Амплитуда комплекса Р50 сине-желтой ПЭРГ 5,60 0,04
Хю Амплитуда комплекса Р50 красно-зеленой ПЭРГ 4,37 0,039
Х„ CPSD -общее стандартное отклонение SAP периметрии 4,39 0,05
Х[2 Глубина коротких погрешностей при SWAP периметрии 5 0,05
Также был рассчитан вклад каждого показателя в дискриминантом уравнении. Наиболее значимыми признаками формирования глаукомы низкого давления, суммарно составляющими 47,2%, являются изменения ЭРГ, отвечающие за функциональное состояние макулярной области сетчатки. Значимым критерием формирования глаукомы были характерные морфологические изменения сетчатки в виде истончения слоя нервных волокон (28,8%) в сочетании с изменениями периметрических индексов, характеризующих качественные изменения глубины и формы дефектов поля зрения (24%).
Таким образом, применение цветооппонентных методик исследования при формировании глаукомы нормального давления позволили выявить механизмы, свидетельствующие о вовлечении в первичный патологический
процесс центрально расположенных рецептивных полей, относящихся к пар-воцеллюлярной зрительной системе, на что указывают изменения хроматической составляющей длинноволнового спектра.
Кроме того, полученные данные свидетельствует о том, что формирование глаукомы низкого давления сопровождается комплексом изменений зрительной системы с первичным вовлечением в патологический процесс тен-зионезависимых сосудистых факторов формирования глаукомной оптической нейропатии.
Полученные данные позволили разработать программу дифференциальной диагностики нормы и патологии на основе построения линейной дис-криминантной функции. Исходные переменные пациентов групп «подозрение на ГВД» и «подозрение на ГНД» были стандартизированы соответственно результатам, полученным в ходе исследований. Так, для отнесения каждого из обследуемых пациентов к группе «глаукома низкого давления» или «норма» было построено уравнение линейной дискриминантной функции: И] и Р2.
Р1= - 49,5 - 29,7*Х! -15,5*Х2 + 10,7*Х3 + 10,3*Х4 + 17,3*Х5 + 47Д*Хв+ 16*Х7 Р2 = -12,2+ 12,3*Х, +7,6*Х2 - 2,9*Х3 - 4,6*Х4 - 11*Х5- 23,3*Х6 -7,2*Х7, где X! - толщина слоя нервных волокон по данным когерентной томографии;
Х2 - световая чувствительность коротковолновой периметрии;
Хз - краткосрочные флюктуации световой чувствительности по результатам коротковолновой периметрии;
Х4 - паттерн стандартного отклонения коротковолновой периметрии;
Х5 - латентность комплекса Р50 на красно-зеленый шахматный стимул;
Хб - латентность комплекса N95 на сине-желтый шахматный паттерн;
Х7 - индекс сине-желтых осцилляторных потенциалов.
Расчет линейной функции позволил отнести 43 (из 62) пациентов с установленным диагнозом глаукомы нормального давления к уравнению Бь и 19 (из 22) исследуемых пациентов в группу нормы к уравнению Р2 с точностью группирования для первой группы - 67%, для второй группы - 85%.
В качестве примера распределения пациентов по данному набору признаков приводим собственные наблюдения.
Пример 1: Пациентка Т., 43 года обратилась с жалобами на боли, периодическое затуманивание перед правым глазом в течение 2 недель. Больной был выставлен диагноз подозрение на глаукому низкого давления правого глаза. При обследовании пациентки толщина слоя нервных волокон составила 93,2 мкм; световая чувствительность коротковолновой периметрии 19дб; краткосрочные флюктуации световой чувствительности по результатам ко-
ротковолновой периметрии 3,8 дБ, паттерн стандартного отклонения коротковолновой периметрии 2,84 дБ; латентность комплекса Р50 на красно - зеленый шахматный стимул - 54,8 мсек ; латентность комплекса N95 на красно-зеленый шахматный паттерн - 128 мсек; индекс сине-желтых осцилля-торных потенциалов - 28.
Получены показатели - Б, - 4376, Р2 - 2136. Таким образом, данную пациентку по суммарному состоянию показателей электрофизиологических и психофизиологических показателей с большой долей вероятности можно отнести в группу глаукомы низкого давления.
Проведенные в ходе выполнения работы исследования позволили выявить ряд важных закономерностей формирования латентной стадии глаукомы высокого и низкого давления, выявить информативные критерии развития начальных патологических межрецепторных взаимоотношений на различных уровнях сетчатки при формировании глаукомной нейрооптикопатии и разработать концептуальную схему изменения функциональной активности цветооппонентных каналов в патогенезе глаукомной оптиконейропатии (рис.2).
Как видно из представленной схемы, глаукома высокого давления характеризуется активацией процессов перевозбуждения на уровне амакрино-вых, биполярных и ганглиозных клеток сетчатки за счет нейротоксического воздействия глутамата и формирования эксайтотоксических межрецепторных нарушений на фоне выраженных нарушений гидродинамики глаза. При этом происходят как функциональные, так и морфологические изменения зрительного нерва, характеризующие дефицит ганглиозных клеток сетчатки преимущественно в кониоцеллюлярной системе, топографически проецирующейся в зоне Бьеррума.
В основе формирования глаукомы низкого давления лежит сосудистая дизрегуляция, сопровождающаяся реперфузией и ремоделированием тканей зрительного нерва, что вызывает повреждение карликовых ганглиоцитов, нарушение межрецепторных взаимоотношений в красно-зеленочувствительных колбочковых рецептивных полях и формирование депрессии световой чувствительности в центральных аваскулярных отделах сетчатки, что свидетельствует о преимущественном поражении парвоцеллюлярной зрительной системы.
Таким образом, в результате проведенной работы были выявлены закономерности изменения биоэлектрической активности сетчатки и зрительного нерва, характеризующие нарушения сенсорного восприятия, передачи нервного импульса на внутренние слои сетчатки, а также специфичного для каждого из исследуемых видов глаукомы изменения ганглиозных клеток сетчат-
ки, что, по существу, является одним из основных звеньев в развитии глау-комной оптической нейропатии.
Рис.2 Концептуальная схема роли изменения активности цветооппонентных каналов зрительной системы в патогенезе ПОУГ.
ВЫВОДЫ:
1. Ахроматические методы функциональной диагностики не являются специфичными в выявлении начальных изменений в ганглиоцитах при формировании глаукомы и позволяют провести дифференциальную диагностику между офтальмогипертензией и глаукомой высокого давления, а также нормой и глаукомой низкого давления только в 14% и 17% случаев соответственно.
2. Формирование нейрооптикопатии у пациентов с подозрением на глаукому высокого давления характеризуется повышением амплитуды коротковолновых осцилляторных потенциалов на 23%, снижением активности ОРР-синеколбочкового ответа на 32% и увеличением латентности комплекса N95 на структурированный хроматический сине-желтый шахматный стимул на 28%, что наряду с дефектами в парацентральных отделах поля зрения характерно для преимущественного повреждения цветооппонентных каналов ко-ниоцеллюлярной системы зрительного восприятия.
3. Формирование нейрооптикопатии у пациентов с подозрением на глаукому низкого давления характеризуется повышением амплитуды длинноволновых осцилляторных потенциалов на 23 снижением активности ОРР-красноколбочкового на 36 % и увеличением латентности комплекса N95 на структурированный хроматический красно-зеленый шахматный стимул на 34 %, что наряду с дефектами в центральных отделах поля зрения характерно для преимущественного повреждения цветооппонентных каналов парвоцел-люлярной системы зрительного восприятия.
4. Проведение хроматического психо- и электрофизиологического тестирования позволило изолированно изучить межрецепторные изменения ко-нио- и парвоцеллюлярной зрительной системы и диагностировать заболевание в латентной стадии в 64% случаев при формировании глаукомы высокого давления и в 67% случаев при развитии глаукомы низкого давления.
5. Выявленные закономерности позволили разработать концептуальную схему включения цветооппонентных каналов зрительной системы в патогенез глаукомы высокого низкого давления и на основе этого создать программу дифференциальной диагностики между нормой и патологией.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи, опубликованные в научных журналах, рецензируемых ВАК
РФ.
1. Худоногов A.A., Литвинцев А.Н., Маценко В.П. Этиопатогенез первичной открытоугольной глаукомы // Сибирский медицинский журнал. - 2006. - №4. - С. 8-10.
2. Юрьева Т.Н., Худоногов A.A. Эффективность электрофизиологических методов диагностики допериметрической стадии глаукомы // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2010. - № 12. -С.247-249.
3.Юрьева Т.Н., Худоногов A.A. Применение электрофизиологических критериев в ранней диагностике первичной открытоугольной глаукомы // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2011. - №6. - С.100-103.
4. Худоногов A.A. Современные функциональные методы ранней диагностики глаукомы // Сибирский медицинский журнал. - 2012. - №1.
- С. 21-23.
5. Щуко А.Г. Худоногов A.A. Юрьева Т.Н. Определение критериев латентной стадии первичной открытоугольной глаукомы с использованием цветооппонентных психофизиологических методов исследования //Забайкальский медицинский вестник,2013г.-№-1. Электронный ресурс:
- http://chitgma.ru/zmv2/.
Публикации в других изданиях
1. Юрьева Т.Н., Худоногов A.A., Бронский Д.И. и др. Включение хол-тер-мониторирования артериального давления в алгоритм диагностики больных глаукомой // 8 международн. конф. HRT-клуб: Сб. науч. работ. - М., 2010. - С. 420-423.
2. Юрьева Т.Н., Худоногов A.A. Цветооппонентная методика ранней диагностики глаукомы // 9 Всероссийский съезд офтальмологов: Сб. научн. работ.-М„ 2010.-С. 211-212.
3. Юрьева Т.Н., Худоногов A.A. Электрофизиологическое исследование коротковолновой колбочковой системы в ранней диагностике глаукомы // III Центрально-Азиатская конференция по офтальмологии: Сб. научн. работ. -Иссык-Куль, 2011. - С. 68-70.
4. Юрьева Т.Н., Худоногов A.A. Комплекс электрофизиологических цветооппонентных методов ранней диагностике глаукомы // 9 международн. конф. HRT-клуб: Сб. науч. работ. -М„ 2011. - С. 255-257.
5. Юрьева Т.Н., Худоногов A.A. Электрофизиологическое исследование синеколбочковой системы в ранней диагностике глаукомы // 4 Всероссийский офтальмологический форум: Сборн. научных трудов ФГБУ им.Гельмгольца. - М., 2011. - С. 132-134.
ХУДОНОГОВ АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ
ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ АЛГОРИТМА ДИАГНОСТИКИ ЛАТЕНТНОЙ СТАДИИ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ ВЫСОКОГО И НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Подписано в печать 18.04.2013. Формат 60х84'/1б. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 1,45. Зак. 432. Тираж 100 экз.
Отпечатано: Федеральное государственное унитарное геологическое предприятие «Урангеологоразведка». Юридический адрес: 115148, г. Москва, ул. Б. Ордынка, дом 49, стр.3. ИНН 7706042118
Справки и информация: БФ «Сосновгеология» «Глазковская типография». Адрес: 664039, г. Иркутск, ул. Гоголя, 53; тел.: 38-78-40, тел./факс: 598-498
Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Худоногов, Александр Анатольевич
ГБОУ ВПО «ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБУ «ИРКУТСКИЙ ФИЛИАЛ МНТК «МИКРОХИРУРГИЯ ГЛАЗА»
ИМ. АКАД. С.Н. ФЕДОРОВА
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ХУДОНОГОВ АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ
ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ АЛГОРИТМА ДИАГНОСТИКИ ЛАТЕНТНОЙ СТАДИИ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ ВЫСОКОГО И НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
14.03.03 - Патологическая физиология
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Научные руководители: Заслуженный врач РФ, доктор медицинских наук, профессор Щуко Андрей Геннадьевич
доктор медицинских наук Юрьева Татьяна Николаевна
На правах рукописи
ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ...................................................................................3
ВВЕДЕНИЕ...........................■...................:...;..........................................................4
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЭТИОПАТОГЕНЕЗЕ, КЛАССИФИКАЦИЯХ И МЕТОДАХ ДИАГНОСТИКИ ПЕРВИЧНОЙ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ........................................................................10
1.1 Эпидемиология глаукомы. Современнные теории этиопатогнеза..........10
1.2 Современные представления о методах функциональной диагностики первичной открытоугольной глаукомы......................................................................17
1.3. Теоретическое обоснование принципов действия хроматической периметрии и электрофизиологических исследований.............................................25
ГЛАВА 2 КЛИНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБСЛЕДОВАННЫХ ЛИЦ.................................................................................................................................31
ГЛАУКОМЫ...............................
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
84
85
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВГД - внутриглазное давление
ГВД - глаукома высокого давления
ГНД - глаукома низкого давления
ГОН - глаукомная оптическая нейропатия
ОКТ - оптическая когерентная томография
ПОУГ - первичная открытоугольная глаукома
ПЭРГ - паттерн электроретинография
ДЗН-диск зрительного нерва
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Несмотря на прогресс в методах диагностики и лечения глаукомы, это заболевание остается одной из главных причин снижения зрения и необратимой слепоты. По данным 2012 года в Иркутской области число зарегистрированных больных глаукомой составляет 11000 человек, из них глаукома выявлена в далекозашедшей и терминальной стадии в 28% случаев, чему соответствует и высокий процент этого заболевания (34%) среди причин инвалидности по зрению. Такая неоптимистичная тенденция объясняется бессимптомным течением начальных стадий глаукомы, отсутствием единого алгоритма профилактических и диагностических мероприятий, необходимых для выявления заболевания на ранних стадиях его развития (Волков В.В., 2007; Либман Е.С., 2011; Букина Н.Д., 2012).
Анализ отечественной и зарубежной литературы продемонстрировал отсутствие системного подхода к изучению глаукомы, что позволило бы рассматривать данное заболевание как цепь причинно-следственных связей, приводящих к формированию нейрооптикопатии, сопровождающейся нарушением сенсорного восприятия и ухудшением проведения зрительных импульсов (Шамшинова A.M., 2005; Астахов Ю.С., 2010). Особенность развития глаукомных изменений заключается в том, что морфологические повреждения ганглиозных клеток сетчатки и зрительного нерва в среднем на 5-7 лет опережают клинические проявления заболевания (Курышева Н.И., 2008).
Вероятно, это связано с тем, что стандартные методы исследования не являются специфическими для различных типов ганглиозных клеток сетчатки, поэтому дефекты зрительных функций могут быть обнаружены только при абсолютной потере всего пула ганглиоцитов.
В целом, несмотря на многообразие применяемых на сегодняшний день методов функциональной диагностики глаукомы, ни один из них не позволяет установить диагноз в латентной стадии развития заболевания. Кроме того, само понятие латентной стадии глаукомы в отечественной литературе до сих пор не опре-
делено, по-прежнему полностью не изучены закономерности формирования глау-комной нейрооптикопатии на ранней доклинической стадии развития патологического процесса, отсутствует алгоритм, позволяющий на этой стадии оценить контрастные, цветовые и яркостные каналы зрительной системы.
Согласно современным представлениям о строении зрительной системы, существуют отдельные зрительные каналы: магноцеллюлярный, парвоцеллюляр-ный и кониоцеллюлярный, которые отличаются как по морфологии, так и по осуществляемым функциям нейронов зрительного пути, начинающихся от сетчатки, проходящих через латеральные коленчатые тела и имеющих собственные представительства в коре головного мозга (Quigley H.A., 2006). Магноцеллюлярный путь представлен, в основном, диффузно расположенными по всей поверхности сетчатки палочками с доминированием на периферии. Эта система является ахроматичной. Парвоцеллюлярный путь представлен М и L - колбочками, чувствительными к длине световой волны красного и зеленого спектра. Нейроны парво-системы составляют 80% всех ганглиозных клеток сетчатки, с преимущественным расположением на внутреннем скате фовеолярной области, имеют малые рецептивные поля, сигналы от которых поступают на карликовые парвоцеллюлярные ганглиозные клетки сетчатки. Синечувствительные S - колбочки относятся к ко-ниоцеллюлярной системе и обладают уникальными свойствами. S - колбочки, в отличие от М и L колбочковых миджет - путей контактируют с биполярами, которые соединяются с собственными синеколбочковыми бистратифицированными ганглиозными клетками сетчатки.
Было предположено, что избирательная активация цветовыми стимулами различных типов ганглиозных клеток сетчатки позволит оценить функциональное состояние зрительных каналов, как на уровне периферических нейронов, так и проводящих путей и зрительных центров, тем самым определяя их изменение на ранних этапах формирования глаукомы.
До сих пор в ранней диагностике глаукомы применялся лишь один вид хроматического исследования - коротковолновая (SWAP) периметрия, которая позволяет активизировать S-колбочковую систему, топографически соответствую-
щую парацентральной зоне, наиболее чувствительной к изменению офтальмото-нуса (Johnson S.D., 2007).
Поэтому, патогенетическое обоснование применения хроматических электрофизиологических и периметрических методов исследования состояния гангли-озных клеток сетчатки, у пациентов на доклинических стадиях глаукомы низкого и высокого давления, по нашему мнению, остается одной из наиболее актуальных проблем современной патофизиологии и офтальмологии.
Это и определило основную цель исследования раскрытие роли цветооп-понентных каналов зрительной системы в патогенезе латентной стадии первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ) высокого и низкого давления и разработка на этой основе патогенетически обоснованного алгоритма диагностики.
Для реализации цели последовательно решались следующие задачи:
1. Исследовать процессы формирования латентной стадии ПОУГ низкого и высокого давления с использованием комплекса хроматических методов электрофизиологических и периметрических исследований с учетом особенностей изменения морфологии зрительного нерва и гидродинамики глаза.
2. Оценить эффективность хроматических методов исследования изменений зрительной системы при формировании латентной стадии ПОУГ по сравнению со стандартными электрофизиологическими и периметрическими методиками.
3. Разработать концептуальную схему роли изменения активности цветооп-понентных каналов зрительной системы в патогенезе ПОУГ.
4. Разработать алгоритм ранней диагностики глаукомы низкого и высокого давления с учетом изменения активности спектральных каналов зрительной системы.
Научная новизна работы.
Впервые доказано, что снижение амплитуды OFF - коротковолнового ответа, повышение амплитуды осцилляторных потенциалов с одновременным увеличением времени кульминации комплекса N95 и образованием аркуатных дефектов в поле зрения в проекции зоны Бьеррума в сочетании с офтальмогипертенизи-ей и снижением коэффициента легкости оттока внутриглазной влаги являются
ранними критериями формирования латентной стадии глаукомы высокого давления.
Доказано, что латентная стадия глаукомы высокого давления сопровождается активацией процессов перевозбуждения на уровне амакриновых клеток, би-поляров и бистратифицированных ганглиозных клеток сетчатки, то есть нарушением светочувствительности и нейрональной проводимости преимущественно в кониоцеллюлярном зрительном канале.
Новыми являются данные о том, что при формировании латентной стадии глаукомы низкого давления происходит снижение латентности и амплитуды паттерн ЭРГ при предъявлении шахматных решеток красно-зеленого спектра, как в комплексе N95, так и по компоненту Р50, формирование центрально расположенных локальных дефектов поля зрения, что обусловлено преимущественным поражением колбочковых off- биполярных терминалей красного спектра и карликовых ганглиоцитов, относящихся к парвоцеллюлярной зрительной системе.
Разработана концептуальная схема изменения активности цветооппонент-ных функциональных каналов сетчатки и зрительного нерва в зависимости от вида открытоугольной глаукомы - высокого или низкого давления.
Полученные в ходе исследования результаты легли в основу комплекса диагностических мероприятий, включающих цветооппонентные электрофизиологические и периметрические исследования, которые позволили выявить развитие патологического процесса в латентной стадии глаукомы.
Практическая значимость работы.
Включение в диагностический комплекс исследований глаукомы методов активации хроматических каналов зрительной системы позволяет повысить эффективность выявления глаукомы на ранних стадиях патологического процесса по сравнению со стандартными методами исследования, тем самым способствуя улучшению результатов лечения ПОУГ.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Ведущим звеном патогенеза формирования латентной стадии глаукомы высокого давления является повреждение аксонов бистратифицированных (S)
ганглиозных клеток сетчатки, сопровождающееся нарушением процессов межре-цепторного взаимодействия на сине-желтые стимулы и появлением дефектов в парацентральных отделах поля зрения на фоне нетолерантного ВГД, что свидетельствует об изменении активности хроматических каналов кониоцеллюлярной зрительной системы.
2. Повреждение М и Ь-ганглиоцитов в латентной стадии глаукомы низкого давления сопровождается нарушением процессов межрецепторного взаимодействия в красно-зеленочувствительных колбочковых рецептивных полях и формированием депрессии световой чувствительности в центральных отделах сетчатки, и, являясь ключевым звеном патогенеза, обусловливает нарушение процессов проводимости по хроматическим каналам парвоцеллюлярной зрительной системы.
3. Выявленные закономерности изменения функциональной активности цветооппонентных хроматических каналов зрительной системы при формировании латентной стадии открытоугольной глаукомы высокого и низкого давления позволили разработать патогенетически обоснованный алгоритм диагностики.
Апробация работы.
Материалы диссертации представлены и обсуждены на:
Межрегиональной конференции «День глаукомного больного» г.Улан-Удэ, 2010; Российском офтальмологическом форуме, Москва, 2011; Заседании Российского глаукомного общества «НЯТ - клуб», Москва, 2012; Международном офтальмологическом конгрессе «Федоровские чтения», Москва, 2012, Х-я Всероссийской школе офтальмолога, Москва, 2013 .
Внедрение результатов исследования.
Разработанная методика ранней диагностики первичной открытоугольной глаукомы на основе активации цветооппонентных каналов колбочковой системы сетчатки внедрена в клиническую практику ФГБУ МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н.Федорова МЗ РФ, Клиники глазных болезней ГОУ ВПО ИГМУ МЗ РФ. Материалы настоящего исследования используются при чтении лекций и проведении практических занятий с врачами-интернами, клиническими ордина-
торами, слушателями на курсах усовершенствования врачей ГБОУ ДПО ИГМА-ПО МЗ РФ.
Публикации.
По результатам исследования и материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 5 - в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых Высшей аттестационной комиссией Минобразования и науки РФ, выпущено методическое пособие «Электрофизиологические методы диагностики в офтальмологии».
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 115 страницах, содержит введение, обзор литературы, описание методов исследования и клиническую характеристику больных, три главы результатов собственных исследований и их обсуждение, выводы. Работа иллюстрирована 15 рисунками и 4 таблицами. Указатель литературы содержит 345 работ (108 отечественных и 237 иностранных источников).
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЭТНОПАТОГЕНЕЗЕ, КЛАССИФИКАЦИЯХ И МЕТОДАХ ДИАГНОСТИКИ ПЕРВИЧНОЙ ОТ-
КРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ
1.1 Эпидемиология глаукомы. Современнные теории этиопатогнеза
Глаукома занимает одно из центральных мест в офтальмологии. Значительное распространение первичной открытоугольной глаукомы, трудности ранней диагностики и серьезный прогноз служат причинами постоянного интереса к этому заболеванию как со стороны ученых и исследователей, так и практических врачей. Ежегодно заболевает глаукомой один из тысячи человек в возрасте старше 40-50 лет. Общая пораженность населения в этой возрастной группе составляет 1-1,5% [57,59]. В настоящее время в РФ страдают глаукомой 850 тыс. человек, а в США - 10 млн.
Несмотря на значительные успехи в ранней диагностике, профилактике и лечении, глаукома является одной из основных причин слепоты и слабовидения, занимая второе место в нозологической структуре инвалидности. Термин «глаукома» объединяет группу заболеваний глаз, которая характеризуется постоянным или периодическим повышением внутриглазного давления (ВГД) выше толерантного, вызванного нарушением оттока водянистой влаги из глаза с последующим развитием специфических дефектов поля зрения и атрофии (с экскавацией) зрительного нерва.
Вопросы этиологии и патогенеза глаукомы принадлежат к числу наиболее сложных и важных в патофизиологии глаза. В течение многих лет ведутся научные исследования, направленные на раскрытие сущности этого процесса, однако до сих пор патогенез глаукомы изучен недостаточно.
Развитие представлений об этиопатогенезе первичной открытоугольной глаукомы (ОУГ) зарождалось в конце 18 века. В этот период господствовала ортодоксально - ретенционная теория. Она основывалась на патологических исследованиях энуклеированных глаз [70]. Сущность ретенционной теории состоит в определении исключительно механических факторов повышения ВГД. [76]. На-
чиная с 20-х годов прошлого столетия, ретенционная теория стала подвергаться критике, так как развитие глаукомы стали связывать с нейрогуморальными факторами, заболеваниями эндокринной системы человека. В связи с тем, что в последующие годы были разработаны новые методы исследования, такие как тоно-графия, гониоскопия изменились взгляды и на причины развития заболевания. Стала прослеживаться связь глаукомы с отягощенной наследственностью, анатомическими особенностями глаза, рефракцией, гемодинамическими нарушениями [77].
В течение последних десяти лет активно исследуются сосудистые, метаболические, биомеханические, иммунные и ряд других факторов, которые могли бы являться причиной развития глаукомы [23, 25, 29, 30, 43, 87, 155-157].
Сосудистая теория патогенеза глаукомы основана на поиске тензионезави-симых механизмов повреждения зрительного нерва. Рассматривалось влияние колебаний перфузионного давления, нарушение сосудистой ауторегуляции с явлениями вазоспазма [159], стойкого снижения системного артериального давления на формирование глаукомных нарушений [157]. Еще в 1981 году С.Н. Федоров предлагал выделить цилиарную, увеальную и папиллярную формы открыто-угольной глаукомы [84,85]. О. Brrein высказал предположение о воздействии эн-дотелина 1 на сосуды диска зрительного нерва [160]. В опытах на животных он доказал, что длительное ретробульбарное введение этого препарата вызывает через несколько недель глаукоматозную экскавацию. J. Flammer отметил, что хроническая дисциркуляция в сосудах диска зрительного нерва приводит к выбросу свободных радикалов, повреждающих решетчатую мембрану, в результате чего возможно формируется экскавация зрительного нерва [159,160].
Известно также, что нестабильность перфузионного давления глаза, приводящая к флюктуации скоростных и объемных показателей глазного кровотока, также приводит к прогрессированию глаукомы, вне зависимости от ВГД. Существует мнение, что