Аветисов К.С.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН

Маркосян А.Г.

Кафедра глазных болезней Первого МГМУ им. И.М. Сеченова

Оценка возрастных особенностей акустической плотности и биометрических взаимоотношений хрусталика на основе комбинированного ультразвукового исследования

Журнал: Вестник офтальмологии. 2013;129(3): 16-23

Просмотров : 78

Загрузок :

Как цитировать

Аветисов К. С., Маркосян А. Г. Оценка возрастных особенностей акустической плотности и биометрических взаимоотношений хрусталика на основе комбинированного ультразвукового исследования. Вестник офтальмологии. 2013;129(3):16-23.

Авторы:

Аветисов К.С.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН

Все авторы (2)

Развитие офтальмологии (как и любой другой медицинской дисциплины) невозможно без совершенствования методов диагностики, позволяющих адекватно и полноценно исследовать анатомическое и функциональное состояние как органа зрения в целом, так и отдельных его структур. С этих позиций при исследовании хрусталика необходимо оценить его прозрачность, рефракцию, размеры, биометрические и топографические взаимоотношения с близлежащими анатомическими структурами, а при наличии помутнений — их локализацию, интенсивность и плотность различных слоев. Детальное изучение указанных свойств хрусталика с клинической точки зрения в первую очередь важно в аспекте потенциальной необходимости «катарактальной» хирургии, возможности факогенных нарушений гидродинамики и проведения интраокулярных рефракционных вмешательств (в частности, имплантации «факичных» интраокулярных линз).

Анализ данных литературы свидетельствует о том, что развитие методов исследования хрусталика в последние годы в основном направлено на совершенствование оценки его прозрачности (а при наличии помутнений — их интенсивности и плотности), размеров и топографических взаимоотношений с близлежащими анатомическими структурами. Такая направленность диктуется потребностями клинической практики, в частности «катарактальной» хирургии, и возможностью факогенных нарушений гидродинамики. Следует отметить, что используемый в литературе термин «плотность» в основном характеризует клинические особенности вещества (как правило, в контексте возможного проведения факоэмульсификации катаракты) и не соответствует физическому понятию этого параметра.

Для полноценного решения указанных вопросов помимо традиционной биомикроскопии чаще всего применяют различные варианты ультразвукового (УЗ) исследования и, в частности, А-сканирование (одномерное изображение) и В-сканирование (двухмерное изображение) [5, 12]. Измерение толщины хрусталика в центральной зоне с помощью А-сканирования по существу является базисным методом исследования. Следует отметить, что судить по этой линейной величине об объеме хрусталика (учитывая его форму) не совсем корректно.

Имеются сообщения [2, 3, 11] о применении УЗ-эхографии для оценки плотностных характеристик ядра хрусталика. Именно с этими исследованиями связано появление термина «акустическая плотность» хрусталика. А.Д. Чупров [11] разработал методику определения акустической плотности хрусталика на основе А-сканирования. Методика предполагает измерение величины затухания эхосигнала от датчика, работающего на частоте 10 МГц, необходимого для появления эхосигнала от ядра хрусталика. Полученный показатель (в процентах) был обозначен как минимальная акустическая плотность ядра (по мнению автора, при этих условиях поглощение высокочастотного эхосигнала от роговицы, стекловидного тела и внутриглазной жидкости незначительно). Следует отметить, что теоретически на результаты исследования акустической плотности хрусталика по описанной выше методике могут влиять «интенсивные» помутнения передних кортикальных слоев. Иными словами, методика не обеспечивает возможности селективного исследования акустической плотности различных слоев хрусталика.

Сравнительно новым методом исследования хрусталика является УЗ-биомикроскопия, первые сообщения о применении которой появились в начале 90-х годов прошлого столетия [13—16]. Применение высокочастотного сканирования (в диапазоне 35—100 МГц) значительно повышает разрешающую способность исследования в ущерб «глубине» зоны визуализации структур, которая ограничивается передним, преэкваториальным отделом глаза. При этом высокая разрешающая способность датчика обеспечивает возможность визуализации анатомических структур (в том числе располагающихся за радужкой) с микроскопическим разрешением, как и при обычной световой биомикроскопии, очевидно, этот факт послужил основанием для терминологического обозначения метода.

В последние годы в связи с широким применением в различных разделах медицины современных УЗ-исследований в офтальмологии активно изучают и развивают так называемые комбинированные методы (В-сканирования и трехмерного УЗ-сканирования — по другой терминологии пространственной УЗ-визуализации). Возможности современных УЗ-диагностических систем позволяют прижизненно проанализировать на основе реального УЗ-среза биологических тканей их структуру, объем и степень васкуляризации [4, 8]. В серии исследований, проведенных в НИИ глазных болезней РАМН, выявлены диагностические возможности современных УЗ-исследований для оценки состояния различных структур глазного яблока и орбиты [6—10]. Анализ данных литературы свидетельствует о том, что потенциал этих методов в плане исследования хрусталика до последнего времени использован не в полной мере.

Проведенные ранее сравнительные исследования [1] позволили сделать вывод о том, что комбинированное УЗ-исследование можно рассматривать в качестве универсального метода биометрии структур переднего отдела глаза. При этом некоторый субъективизм исследования, обусловленный необходимостью анализа эхограмм, незначительно влиял на расчет линейных и объемных биометрических показателей.

Целью настоящей работы явилась оценка возрастных особенностей акустической плотности хрусталика и биометрических взаимоотношений хрусталика и некоторых структур глазного яблока на основе комбинированного УЗ-исследования.

Материал и методы

В соответствии с основными задачами работы были изучены возрастные изменения акустической плотности различных слоев хрусталика и проанализированы биометрические взаимоотношения (линейные и объемные) хрусталика и других структур (в частности, непосредственно глазного яблока, передней камеры). Исследования были проведены в группе из 124 пациентов различного возраста без признаков изменений хрусталика (всего 189 глаз).

Возрастная градация предполагала условное разделение пациентов на 6 диапазонов: до 20 лет, 21—30 лет, 31—40 лет, 41—60 лет, 61—75, старше 75 лет (соответственно 21, 78, 23, 58, 12, 24 и 22 глаза). При этом средний возраст пациентов в указанных диапазонах составил 19,7, 25,4, 33,4, 55,9, 68,5 и 81,3 года соответственно. Основными критериями отбора в группы пациентов старше 40 лет являлись острота зрения в пределах 0,8—1,0 и отсутствие ранних признаков помутнений хрусталика по данным биомикроскопического исследования.

Кроме этого, по размерам переднезадней оси глаза были условно разделены на «короткие», «нормальные» и «длинные» (до 22,5, 22,5—24,0 и более 24,0 мм соответственно). Общее количество «коротких» глаз составило 36, «нормальных» — 86, «длинных» — 67, а средняя величина переднезадней оси — 21,85±0,44 мм, 23,38±0,41 и 25,43±1,27 соответственно.

УЗ-исследование осуществляли в положении пациента лежа на спине с помощью УЗ-цифрового сканирования в В- и 3D-режимах на общеклинической УЗ-диагностической системе VOLUSON EB Expert («Kretz»). Сканирование проводили через закрытые веки, для исследований использовали линейный и объемный датчики, глубина сканирования составляла около 70 мм. Для стандартизации исследования объемное сканирование осуществляли только после получения четкого УЗ-среза глазного яблока, проходящего через срединные участки структур.

На первом этапе использовали линейный датчик с частотой 10—16 МГц и УЗ-сканирование глазного яблока последовательно проводили в аксиальной и сагиттальной плоскостях в двухмерном В-режиме серой шкалы. Изображение в В-режиме серой шкалы включало срезы роговицы, передней камеры, радужки, передней и задней капсулы хрусталика, а также стекловидного тела (рис. 1).

Рисунок 1. Эхографическая картина глазного яблока в В-режиме серой шкалы (аксиальная плоскость сканирования). 1 — роговица, 2 — передняя камера, 3 — радужка, 4 — хрусталик, 5 — стекловидное тело, 6 — склера, 7 — зрительный нерв.
Обязательным критерием корректности проведения исследования было совмещение среза этих структур с УЗ-сечением диска зрительного нерва и продольным срезом его ретробульбарной части на протяжении 10—15 мм. Высокое качество эхограмм позволяло проводить основные биометрические измерения.

На втором этапе в В-режиме серой шкалы проводили денситометрический анализ капсул, ядерных, передних и задних кортикальных слоев хрусталика с определением так называемой УЗ- или акустической плотности на основе двухмерных (2D) тканевых гистограмм (рис. 2).

Рисунок 2. Денситометрический анализ передних (2) и задних (3) кортикальных слоев, а также ядра хрусталика (1) в В-режиме серой шкалы с использованием функции 2D-гистограмм. А — акустическая плотность (в усл. ед.), SD — стандартное отклонение. Результаты анализа представлены в нижнем правом углу рисунка.

На третьем этапе исследование проводили с помощью объемного датчика 5—12 МГц. Датчик ориентировали так же, как и при двухмерном сканировании. Для получения качественного объемного изображения учитывали направление и размеры поля наблюдения, а также качество визуализации объекта. Иначе говоря, обязательным условием трехмерного (3D) УЗ-сканирования являлось стабильное положение датчика при исследовании, получение качественного двухмерного изображения исследуемой структуры, настройка параметров серой шкалы и правильный выбор направления сканирования. Таким образом, при объемном сканировании получали УЗ-срез хрусталика в трех ортогональных плоскостях — аксиальной, сагиттальной и фронтальной (рис. 3).

Рисунок 3. Пространственные эхограммы хрусталика в различных плоскостях сканирования, виртуальная модель хрусталика и его ядра.
Измерение объема осуществляли с шагом от 5° до 30° путем виртуальной ротации в вертикальной и горизонтальной плоскостях. После завершения формирования трех виртуальных объемных реконструкций исследуемого объекта проводили расчет среднего значения. В тех случаях, когда удавалось визуализировать ядро хрусталика, проводили аналогичные измерения и пространственный анализ ядра хрусталика. После построения виртуальной модели хрусталика в 3D-режиме и определения его объема аналогично анализировали показатели гистограммы в общем объеме хрусталика и в его отдельно выделенном ядре.

На заключительном этапе на основе полученного УЗ-среза выделенной и анализируемой области формировали объемное изображение глазного яблока и его структур (рис. 4).

Рисунок 4. Пространственные эхограммы глазного яблока в различных плоскостях сканирования и восстановленная объемная виртуальная модель глазного яблока.
Во всех случаях анализировали объемные изображения глазного яблока, передней камеры, хрусталика и стекловидного тела. Формирование объемного виртуального изображения глазного яблока, передней камеры и стекловидного тела осуществляли путем пространственной ротации с шагом 5—30°. При этом полученное в двухмерном режиме четкое изображение с максимальной площадью и уточненными границами использовали как основу для дальнейшего пространственного анализа.

Таким образом, разработанную методику комбинированного УЗ-исследования следует расценивать как стандартный алгоритм, состоящий из нескольких этапов последовательного применения различных УЗ-режимов (В- и 3D-режимов серой шкалы). При исследовании хрусталика методика позволяет получать данные о линейных и объемных размерах хрусталика и его ядра, а также селективно оценивать акустическую плотность хрусталика.

Статистический анализ и оценку достоверности результатов проводили с помощью программ Microsoft Exсel 2010 и Statistica 8.0. Взаимосвязь между показателями оценивали по коэффициенту корреляции Пирсона (R). Его значение может находиться в пределах от 1 до –1, что соответствует наличию положительной или отрицательной связи между исследуемыми переменными; значение коэффициента, равное нулю, указывает на отсутствие таковой. При анализе учитывали коэффициенты корреляций, величина которых выявляла наиболее существенные связи. Критерием «достаточно сильных» корреляций принято считать значение коэффициента более 0,7, «средних или умеренных» — в пределах 0,4—0,7, «слабых» — менее 0,4.

Результаты и обсуждение

В табл. 1 и 2

представлены результаты оценки акустической плотности хрусталика и его слоев в различных возрастных группах по данным комбинированного УЗ-исследования. Анализ представленных в этих таблицах данных позволяет сделать следующие основные выводы.

1. Возрастные изменения хрусталика проявляются ожидаемым усилением акустической плотности как хрусталика в целом, так и его отдельных слоев. Среднее усиление 2D-акустической плотности передней и задней капсул, передних и задних кортикальных слоев, а также ядра у пациентов старше 40 лет составило 60,7, 70,1, 24,9, 27,1 и 13,7 усл. ед. соответственно, 3D-ядра — 6,8 усл. ед.

2. «Акустическая визуализация» кортикальных слоев и ядра хрусталика оказалась возможной лишь у пациентов старше 40 лет, что, вероятно, обусловлено начальными проявлениями факосклероза.

3. Выявлена прямая корреляция показателей 3D-акустической плотности хрусталика и ядра и 2D-акустической плотности его различных слоев (наиболее значимая для кортикальных слоев и ядра — коэффициенты корреляции в пределах 0,60—0,77).

В табл. 3—5

представлены показатели, характеризующие корреляционные взаимоотношения линейных и объемных параметров хрусталика, глазного яблока и передней камеры. Необходимость включения в исследование биометрических показателей передней камеры (глубины, объема и ширины угла) продиктована анатомической близостью данной структуры к хрусталику.

В отличие от других биометрических показателей объем хрусталика практически не зависит от величины переднезадней оси, в то время как глубина, объем и ширина угла передней камеры закономерно нарастают при увеличении длины глаза.

Толщина хрусталика в «коротких» глазах превышает аналогичный показатель в «нормальных» и «длинных» глазах на 0,51 и 0,54 мм соответственно, что, учитывая практически совпадающие показатели объема, может быть объяснено особенностями конфигурации хрусталика: возможно, его значительно меньшей толщиной в периферических отделах.

Независимо от размеров переднезадней оси имеет место высокая корреляция толщины и объема хрусталика.

В «нормальных» и «длинных» глазах выявлена высокая корреляция (коэффициенты в пределах 0,63—0,76) глубины передней камеры, ширины ее угла и объема передней камеры. В «коротких» же глазах (особенно «опасных» с точки зрения потенциальных нарушений гидродинамики) имеет место меньшая корреляция объема и глубины передней камеры и особенно объема и ширины угла передней камеры (коэффициенты 0,60 и 0,37 соответственно).

Заключение

Разработанный алгоритм комбинированного УЗ-исследования может быть использован в клинической практике для оценки акустической плотности хрусталика и биометрических измерений (в том числе объемных) как хрусталика, так и других структур глазного яблока.

Выявленное возрастное усиление акустической плотности различных отделов хрусталика косвенно свидетельствует о «работоспособности» метода. Дальнейшее подтверждение данного заключения связано с проведением аналогичных исследований «катарактальных» хрусталиков.

Результаты проведенных биометрических исследований в первую очередь интересны с точки зрения следующих наблюдений:

— практически совпадающие величины объема хрусталика в «нормальных» и «коротких» глазах при существенно большей толщине центральной зоны хрусталика в последних;

— значительно более слабая корреляция между объемом передней камеры и шириной ее угла в «коротких» глазах по сравнению с «нормальными» и «длинными» глазами (коэффициенты корреляции 0,37, 0,68 и 0,63 соответственно).

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail