Врожденные дефекты развития глаза часто сопровождаются изменением его размеров, формы, дисплазией оболочек и нарушением внутренней структуры. Подобные проявления являются препятствием для его полноценного клинического осмотра. Вид и выраженность изменений обусловливают ведущие клинические признаки, которые может наблюдать врач при первичном осмотре пациентов с врожденной патологией [1—3].

Морфологические изменения, возникающие в глазу в результате врожденных аномалий развития, часто носят сложный комбинированный характер. Их формирование происходит в процессе неправильного эмбрионального развития плода. Проявления изменения внутренней структуры и деформации тканей глаза могут наблюдаться и при орфанных заболеваниях, таких, например, как аниридия и синдром Марфана [4].

Ультразвуковое исследование (УЗИ) является самым доступным методом диагностики изменения биологических тканей. Этот метод используется во многих областях клинической медицины, в том числе в офтальмологии. Особенно это касается тех случаев, когда необходимо оперативно оценить состояние глаза в целом, а также, когда нельзя клинически расшифровать его структуру из-за деформации преломляющих сред.

В настоящее время для воссоздания УЗ-изображения в качестве первичного элемента диагностической технологии используется так называемая «серая шкала». Анализ изображения проводится посредством использования последовательного сочетания отдельных элементов черно-белого диапазона цветов и специфического набора признаков, применяемых для определения уровней детализации анатомических структур глаза. Созданы программы для количественной и графической оценки визуальных форм цифровых акустических образов, основанных на этом сочетании. Используется анализ структуры ткани с «полутоновой» оценкой текстуры ее изображения [5]. Цифровые технологии обработки акустического изображения, разработанные за последние два десятилетия для определения и выявления изменения биологической ткани, позволяют надеяться на получение достоверной информации о макроморфологическом состоянии глаза. Частично это происходит и путем оценки линейных и плоскостных тканевых (планиметрических) параметров УЗ-изображения и дальнейшего его преобразования в объемную (стереометрическую) форму [6—10].

Результаты предшествующих исследований указывают на возможность прижизненной расшифровки локальных изменений хрусталика и стекловидного тела, а также комбинированных проявлений деформации оболочек глаза [11—16]. Наилучшим способом такой оценки может стать воссоздание изменений с выделением отдельных пространственных фрагментов объемного изображения глаза. Такое изображение в практической работе может быть охарактеризовано как объемная, виртуальная акустическая диагностическая модель [13—16].

Таким образом, для клинической оценки врожденных изменений, проявляющихся в виде морфологических признаков деформации глаза и некоторых его внутренних элементов, предложено последовательное использование результатов мультипланарного и 3D-акустического анализа.

Цель работы — изучение особенностей структурно-морфологических изменений глаза при некоторых видах его врожденной патологии и ряде орфанных заболеваний по результатам ультразвукового мультипланарного анализа и цифрового 3D-акустического изображения.

В период с 2015 по 2017 г. включительно были обследованы 60 пациентов (119 глаз) с врожденными изменениями глаз, часть из которых включена в реестр орфанных заболеваний как самостоятельные, а также с системными проявлениями, относящимися к врожденным изменениям оболочек глаза, хрусталика и стекловидного тела. Общее количество и клиническая характеристика всех пациентов представлены в табл. 1.

Возраст пациентов на момент исследования находился в диапазоне от 3 мес до 68 лет. В большинстве случаев (52 пациента, 104 глаза) изменения носили двусторонний характер. У 8 человек изменения определялись с одной стороны. При постановке диагноза тех или иных врожденных изменений было принято во внимание, что согласно международной классификации болезней (МКБ-10), данные патологические состояния обозначены как нарушения структуры глаза и орбиты. Они относятся к классу врожденных аномалий глаза, уха, лица и шеи (класс XVII, блок Q10—Q18), а также к классу болезней глаза и его придаточного аппарата (класс VII, Н00—Н59).

Ряд врожденных патологий, таких, например, как аниридия (мутация гена Pax6), WAGR-синдром, синдром Вейля—Маркезани (Q87.0), синдром Марфана (Q87.4), фибриллинопатии 1-го типа, гомоцистинурия (E72.1), входящих в группу врожденных аномалий, деформаций и хромосомных нарушений (блок Q00—Q99), а также болезни накопления (болезнь Фабри, Е75.2) относятся к реестру орфанных заболеваний, при которых нередко выявляются признаки врожденных морфологических структурных изменений глаза.

Врожденные изменения всех пациентов, исходя из этиологии развития комбинированных изменений внутриглазных структур, были условно отнесены к состояниям, которые можно было сопоставить с реестром орфанных заболеваний, и врожденным изменениям оболочек глаза, хрусталика и стекловидного тела. Группа с состояниями, отнесенными к реестру орфанных заболеваний, была подразделена на 2 подгруппы (см. табл. 1).

К 1-й подгруппе были отнесены пациенты с самостоятельными нозологическими единицами из реестра орфанных заболеваний, таких как аниридия и микрофтальм. Во 2-ю подгруппу были включены пациенты с локальными проявлениями изменений хрусталика и стекловидного тела при некоторых системных заболеваниях (из реестра орфанных заболеваний), признаком которых является поражение глаз. Этими состояниями являлись синдром Марфана, синдром Вейля—Маркезани, болезнь Фабри, аномалия Петерса и др. В трех случаях, включавших двух пациентов с аниридией и одну пациентку с болезнью Фабри, диагноз был подтвержден результатами генетического исследования.

Значительную часть составили пациенты, отнесенные нами к группе врожденных изменений хрусталика и стекловидного тела. Исходя из клинической картины, анамнеза и результатов пространственного акустического исследования, пациенты данной группы были подразделены на 4 подгруппы.

В основу такого распределения пациентов по отдельным подгруппам нами было положено преобладание того или иного вида характерных морфологических патологических проявлений в структуре внутренних элементов глаза, оптически прозрачных в нормальных условиях. К ним последовательно были отнесены изолированные врожденные изменения хрусталика, комбинированные изменения хрусталика и стекловидного тела разной степени выраженности в виде их недоразвития, изменения морфологической структуры сосудистой и склеральной оболочек. Большинство из них относились к различным стадиям сочетанных врожденных изменений хрусталика и стекловидного тела, обозначаемых как синдром персистирующей фетальной сосудистой сети (persistent fetal vasculator). Этим термином обозначают широкий спектр локальных врожденных аномалий хрусталика и стекловидного тела, вызванных нарушением регрессии первичного стекловидного тела [4, 7—9].

Всем пациентам на основе добровольного согласия (детям с согласия родителей) при показаниях было проведено стандартное офтальмологическое обследование, а также цифровое УЗ-исследование с помощью системы Voluson 730 Pro Kretz. Исследование осуществляли при закрытых глазах, через веки. Время исследования не превышало 30 с. В этот временно́й интервал входили как первичное исследование в серой шкале, так и 3D-сканирование. Создание 3D-акустической модели посредством воссоздания в серой шкале или в комбинированном режиме, объемной виртуальной «копии» исследуемой ткани осуществляли в отсроченном порядке без пациента, вне рамок диагностического исследования. По результатам последнего проводили мультипланарный анализ «полученного» виртуального объема глаза или отдельных морфологических изменений.

Выделенный объем глаза помещали в виртуальное пространство с ориентацией: вершиной роговицы — «верх», наружной проекцией заднего полюса глаза — «вниз». Виртуальная пространственная «ось» проходила через условный центр всех внутренних «оптических» структур глаза. Предварительным результатом пространственного мультипланарного анализа глаза являлось создание трех взаимно-перпендикулярных плоскостных проекций и одного объемного «выделенного» изображения. Проекции условно обозначались как аксиальная, сагиттальная и фронтальная. В аксиальную проекцию полученного объема (при мультипланарном УЗ-анализе) для изучения того или иного участка морфологической деструкции проецировался точечный пространственный маркер. Посредством его виртуального перемещения в проекции границ контура объекта осуществляли контроль в других плоскостях (сагиттальной и фронтальной). Одновременно с этим следили за его нахождением внутри выделенного тканевого объема или отдельного локального пространственного элемента. Далее послойно изучали 3D-виртуальную модель глаза и/или измененного анатомического участка во многих пространственных параллельных плоскостях посредством УЗ-томографии (режим Sectional Planes).

При необходимости поэтапно создавали отдельные объемы каждого исследуемого элемента, а также их сегментацию при помощи виртуального скальпеля. Применяли режимы «проекции максимальной интенсивности» воспроизведения изображения изучаемого объема, а также «регулируемой прозрачности» его внутреннего пространства по глубине. Поверхность и внутреннюю структуру объемных УЗ-моделей условно здоровых глаз и глаз с врожденными изменениями оценивали посредством их виртуальной ротации.

При изучении «акустической» структуры здорового глаза и последующем анализе ее состояния у всех 30 добровольцев (60 глаз) были определены следующие характерные признаки:

1) во всех случаях поверхность УЗ-среза внутреннего пространства глаза, соответствующая площади, ограниченной внутренним округлым контуром оболочек и задней капсулой хрусталика, была гомогенной и имела анэхогенную прозрачную текстуру;

2) при осуществлении динамической пробы в результате инерционного смещения части хрусталика и базиса стекловидного тела происходило формирование линейного или вогнутого гипоэхогенного изображения гиалоидной мембраны в местах ее плотного соприкосновения с хрусталиком и сетчаткой, не возникало каких-либо видимых дополнительных локальных изображений;

3) в результате планиметрического и стереометрического анализа УЗ-структуры и текстуры тканей глаза в данной группе пациентов при помощи биометрического исследования ряда морфологических элементов определены локальные параметрические и акустические характеристики.

Величина и графические УЗ-характеристики средних значений качественных и количественных пространственных параметров виртуальной модели условно нормального глаза, а также пространственное положение основных морфологических элементов позволяли использовать объемное изображение в качестве условной (сравнительной) нормы при оценке 3D-изображения глаз с врожденной патологией. В отличие от ряда предшествующих исследований (Т.А. Щеголева, 2015; С.В. Асатрян и соавт., 2016) нами были дополнительно использованы параметры, отражающие размер поперечного сечения глаза в сагиттальной (вертикальной) плоскости — «высота» и размер поперечного сечения глаза в горизонтальной (аксиальной) плоскости — «ширина». Увеличение значений биометрических характеристик, искажение контуров оболочек и ряда внутренних структур глаза по сравнению с условной «нормой», а также «повышение» проявления изображения (по сравнению с условной «нормой») передней и задней капсулы хрусталика или его структуры помогали при оценке врожденных изменений хрусталика или передних слоев стекловидного тела. Результаты исследования некоторых плоскостных и пространственных УЗ-параметров структурных элементов глаза здоровых пациентов представлены в табл. 2 и на

Во всех изученных клинических случаях (60 пациентов, 119 глаз (см. табл. 1)) по результатам УЗ цифрового 3D-исследования глаз с обеих сторон были определены признаки нарушения морфологической структуры.

При стандартном офтальмологическом исследовании и использовании световой биомикроскопии могли быть определены некоторые виды изменения формы глаза или отмечено наличие отдельных локальных проявлений, таких, например, как деформация иридохрусталиковой диафрагмы, наличие синехий и помутнений хрусталика. Изменения проявлялись неравномерностью толщины среза исследуемой области и неровностью просвета угла передней камеры на протяжении. Целью мультипланарного цифрового УЗИ глаз с различной врожденной патологией являлось последовательное воспроизведение акустического диагностического цифрового плоскостного изображения в серой шкале, а также создание 3D-акустической виртуальной модели для каждого клинического случая.

Были определены и проанализированы различные варианты плоскостного и объемного УЗ-изображения глаз с врожденной патологией. Посредством планиметрического и стереометрического анализов воссозданных цифровых виртуальных УЗ-изображений были обозначены морфологические признаки изменения изучаемых глаз, определены их размеры, прослежено искажение контуров акустического рисунка, выявлена степень пространственной деформации внутренней структуры. Сопоставление базировалось на анализе результатов качественной и количественной оценки степени их так называемой акустической прозрачности, а также выявлении локальных структурных изменений и признаков неоваскуляризации. Изучались особенности пространственного взаимоотношения стекловидного тела с хрусталиком и внутренней поверхностью сетчатки. Кроме развития врожденных пространственных проявлений, их формирование могло служить механическим препятствием для прохождения света. При наличии односторонних проявлений проводилось первичное их сопоставление с контралатеральной стороной, а также с УЗ-характеристиками условно нормального глаза.

Результаты цифрового УЗИ показали, что в нашей популяции пациентов с врожденной патологией наиболее часто встречались изменения, характеризующиеся:

1) различными вариантами помутнения и деформации хрусталика и стекловидного тела на фоне нарушения их морфологической структуры;

2) различными вариантами структурной деформации глазного яблока на фоне нарушения его морфологического развития;

3) различными вариантами структурной деформации оболочек глаза на фоне нарушения процесса закрытия зародышевой щели и аномального нейроэктодермального развития (аниридия);

4) различными вариантами структурной деформации глазного яблока и/или его внутренних структур при системных заболеваниях (амавроз Лебера, аномалия Петерса, синдром Вейля—Маркезани и др.).

Характерным проявлением пространственных морфологических изменений переднего отрезка являлась локальная деформация контура УЗ-изображения передней камеры за счет смещения ресничного пояса радужки в сторону эндотелия роговицы и образования мест сращения (синехий). На плоскостном и объемном диагностических изображениях изменения проявлялись с разной степенью выраженности. В большинстве случаев была обнаружена взаимосвязь морфологических изменений передних отделов стекловидного тела и прилежащих к нему отделов хрусталика. Результаты анализа цифрового изображения позволили в каждом конкретном случае выявить их структурную близость, определить вид (морфологический) и форму (топографическую) изменений, а также определить их корреляцию.

Врожденные сочетанные изменения хрусталика и стекловидного тела были обозначены нами как комбинированные патологические изменения хрусталика и/или стекловидного тела в результате морфологического недоразвития вторичного стекловидного тела — persistent fetal vasculature.

Нарушения структуры хрусталика при врождённой катаракте, связанной с недоразвитием стекловидного тела, были продемонстрированы в виде различных вариантов пространственной морфологической деформации гиалоидных структур. Изменения были расположены в центральных (проекция a. hyaloidea persistens и canalis hyaloidea, Cloqueti) и парацентральных отделах стекловидного тела. Они проявлялись наличием гиалоидных (гипоэхогенных) деформаций различной формы и протяженности в проекции пространства предполагаемого прохождения эмбриональной гиалоидной артерии. На плоскостном и 3D-УЗ-изображении изменения наблюдались в виде патологических гиалоидных деформаций (шварты, тяжи, мембраны и т. д.), а также гиалоидных образований в проекции клокетова канала, похожих на дерево. В различных проекциях были определены УЗ-признаки, которые можно было обозначить как остатки не полностью подвергшихся регрессу элементов гиалоидной артерии. В 5 случаях внутри расположенных центрально гиалоидных тяжей были выявлены УЗ-признаки потоков крови (персистирующая гиалоидная артерия), а также цветовые сосудистые карты в проекции капсулы хрусталика. Они проявлялись в виде синих, красных или оранжевых прерывистых изображений (режимы цветового допплеровского картирования и энергетического картирования).

В 18 случаях у пациентов с врожденными изменениями (синдром первичного персистирующего гиперпластического стекловидного тела) были выявлены изменения хрусталика. В толще центрального тяжа были выделены цветовые карты артериального и (предположительно) венозного сосуда. На эхограммах хорошо прослеживается УЗ-интерпретация данного вида пространственной деформации стекловидного тела и хрусталика. Представлена структурная характеристика проекции области прохождения клокетова канала, выделены цветовые карты потоков крови, проходящих внутри этого образования сосудов. Показана протяженность и толщина центрального гиалоидного тяжа. Прослежена его связь с задней капсулой хрусталика, которая представлена в виде гиперэхогенного сращения, «натягивающего» в этом месте всю пространственную конструкцию анализируемых изменений. Оценены спектральные характеристики потоков крови внутри этого тяжа.

По нашему мнению, эти признаки прижизненно характеризуют ряд морфологических проявлений недоразвития или патологического развития различных внутренних структур глаза и деформацию формы глаза в целом. Это касается как визуализации пространственной деформации угла передней камеры, радужки, изменения строения цилиарного тела и хориоидеи, так и выявления признаков остаточных элементов сосудистой системы первичного стекловидного тела и определения неправильного положения хрусталика. Из 5 пациентов, у которых были выявлены данные проявления, у 3 изменения носили двусторонний характер разной степени выраженности.

У 13 пациентов изменения глаза имели сложный комбинированный характер. Они проявлялись искажением контуров внешней и внутренней поверхностей оболочек, а также значительной морфологической деформацией внутриглазных элементов. К таким случаям были отнесены пациенты с колобомой сосудистой оболочки, локальной эктазией склеры, дислокацией хрусталика, сопровождающейся локальной атрофией цинновой связки, увеличением глаза или, наоборот, — микрофтальмией.

Все эти клинические случаи были отнесены нами к изменениям глаза, возникшим вследствие различных процессов нарушения нормального эмбрионального развития. 3D-анализ изменений глаза позволил определить степень деформации его оболочек при микрофтальме, значительном увеличении размеров или при той или иной форме эктазии склеры. При обследовании одного из таких пациентов нами впервые была воспроизведена пространственная УЗ-модель глаза с выраженными проявлениями локальной деформации оболочек. У пациентки с односторонним микрофтальмом была отмечена асимметрия формы и значений объемов глазных яблок. С правой стороны длина переднезадней оси (ПЗО) была 2,09 см, с левой — 2,61 см (рис. 2).

С правой стороны в проекции наружной поверхности склеры имелась выраженная эктазия склеры с множественными «вершинами». В проекции площади внутреннего контура области эктазии было отмечено изменение хориоидеи и сетчатки. Ткань сетчатки в проекции границы контура эктазии была атрофически изменена. Признаков отслойки и нарушения целости сетчатки отмечено не было. Непосредственно под плоскостью «натянутой» измененной сетчатки определялись параллельные, неравномерные на протяжении цветовые карты потоков крови сосудистой оболочки. На рис. 2—5

Исследования пациентов с синдромом Марфана и Вейля—Маркезани при помощи УЗ-3D-анализа показывают, что в неясных клинических случаях — при отсутствии прозрачности преломляющих сред, смещении хрусталика и невозможности макроморфологической идентификации изменений — возможно осуществить их подробный пространственный анализ в различных внутренних отделах глаза. Кроме того, данный метод пространственной оценки морфологических изменений может быть использован в случаях затрудненного контакта с пациентом. У больных с синдромом Марфана в режиме реального времени были изучены смещение дислоцированного хрусталика и «колебание» измененных гиалоидных элементов внутри стекловидной полости. Цифровое исследование посредством создания 3D-виртуальной модели глаза позволило уточнить особенности комбинированных макроморфологических изменений в результате локальных проявлений дисплазии тканей глаза.

Нами разработаны приемы пространственной локализации отдельных патологических проявлений, определения их формы и объема, а также изучения их соотношения с другими изменениями.

С помощью мультипланарного анализа был выделен и пространственно изучен передний отрезок у пациентов с аниридией, кератоглобусом и аномалией Петерса. Проявления акустических пространственных изменений стекловидного тела в данных случаях относились как к инволюционным признакам, так и, возможно, к изменениям, непосредственно связанным с нарушением структуры оболочек глаза на фоне аниридии.

Информация такого рода представляется полезной для оценки прижизненного состояния комбинированных морфологических изменений формы и структуры глаза. Данный вид диагностического изображения может быть востребован при установлении и уточнении клинического диагноза в случаях значительной морфологической деформации глаза при планировании оперативных реконструктивных вмешательств. На его основе были рассмотрены различные формы оценки УЗ-изображения при сложной комбинированной пространственной деформации глаза. Таким образом были проанализированы различные варианты врожденной деформации хрусталика и гиалоидных элементов, которые возникают в результате нарушения регрессии первичного стекловидного тела.

На конкретных клинических примерах детально разобраны отдельные формы виртуального пространственного УЗ-изображения. Посредством топографического, морфологического и акустического анализов ряда исследуемых характеристик данных изображений осуществлена оценка их диагностической значимости. Уточнены параметры прижизненного взаимоотношения отдельных элементов глаза при врожденных изменениях. Проведена оценка вариантов изменения формы, структуры и положения хрусталика при редко встречающихся системных заболеваниях, например при синдроме Марфана, синдроме Вейля—Маркезани, аномалии Петерса и некоторых видах врожденных катаракт. Исследованы различные виды деформации и нарушения целости и структуры стекловидного тела.

Таким образом, цифровые УЗ диагностические технологии расширяют диапазон клинической информации о структуре глаза при врожденной патологии. Результаты работы позволяют рекомендовать мультипланарный пространственный УЗ-анализ цифрового объемного изображения как предпочтительный метод для изучения и оценки сочетанных изменений оболочек глаза и его внутренних структур.

Пространственное (3D) исследование позволяет оценивать положение дислоцированного хрусталика и изучать изменения макроморфологической структуры внутриглазных элементов. Учитывая относительно высокий уровень «тканевого разрешения» диагностического изображения, кажется целесообразным представлять результаты цифрового УЗИ в виде виртуальных объемных акустических моделей. Создание 3D-виртуальной модели в результате изучения отдельных пространственных проекций акустического цифрового изображения позволяло оценить форму, объем и акустическую структуру изучаемого объекта. Виртуальная обработка выделенного материала, проводимая при помощи программ «максимальной интенсивности текстуры поверхности» и путем определения регулируемой прозрачности по глубине дает возможность анализировать структурные особенности каждого 3D-акустического изображения. До настоящего времени нельзя было так топографически точно определить протяженность и форму различных врожденных комбинированных проявлений прижизненно, а также оценить их пространственное распространение.

Разработанный подход по своим возможностям может занять промежуточное положение между клиническим способом изучения данных изменений, включающим различные виды инструментального обследования, и морфологическим исследованием.

1. Предложен новый способ прижизненной оценки врожденных изменений глаза. Метод основан на изучении ряда топографических параметров глаза. Для выявления комбинированных морфологических изменений оболочек глаза, а также определения размеров, формы и структуры внутриглазных элементов, использован цифровой УЗ-анализ.

2. Способ клинически апробирован в диагностике врожденных изменений, обозначенных как persistent fetal vasculature. Рассмотрен ряд форм подобных изменений, предположительно характеризующих различные этапы развития данного вида врожденных нарушений. Детальная морфологическая оценка различных форм врожденных нарушений позволила выделить характерные варианты обладающих сходными признаками морфологических деформаций.

3. По результатам проведенного исследования расшифрованы различные типы изображения «сложных» морфологических нарушений гиалоидных структур стекловидного тела и хрусталика. Они представлены в виде 3D-диагностических виртуальных моделей.

4. На основе мультипланарного анализа проведена оценка одно- и двусторонних врожденных дефектов сосудистой оболочки глаза, возникших в результате нарушения процесса закрытия зародышевой щели. Данные изменения клинически проявляются в виде секторального дефекта радужной оболочки, называемого колобомой.

5. На основе мультипланарного цифрового УЗИ оценены и прижизненно расшифрованы некоторые виды морфологических изменений глаза при ряде врожденных состояний, относящихся к орфанным (редким) заболеваниям. Некоторые из них относились к самостоятельным нозологическим единицам врожденных дефектов (локальным деформациям глаза и его структур), таким, например, как аниридия и микрофтальм. Другие являлись отдельными признаками системных заболеваний, при которых поражение глаз можно было отнести к одним из многих клинических проявлений. К подобным заболеваниям принадлежали такие патологические состояния, как синдром Марфана, синдром Вейля—Маркезани, аномалия Петерса, болезнь Фабри и амавроз Лебера.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: А.С., С.Х.

Сбор и обработка материала: А.С., С.Х., Н.М., О.Э., Л.Ш.

Статистическая обработка: А.С., Н.М.

Написание текста: А.С., С.Х.

Редактирование: А.С., С.Х., Н.М.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Салихова Алтын Ромазановна — канд. мед. наук, науч. сотр. отдела патологии сетчатки и зрительного нерва

e-mail: desupova89@mail.ru