Ермолаев А.П.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН, Москва

Еричев В.П.

ФГБУ "Научно-исследовательский институт глазных болезней" РАМН, Москва

Антонов А.А.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН, Москва

Григорян Г.Л.

лаборатория математического обеспечения имитационных динамических систем МГУ им. Ломоносова, Ленинские горы, 1, Москва, 119991, Российская Федерация

Котляр К.

Кафедра математических методов и медицинской инженерии Университета прикладных наук, Аахен, Campus Julich, Heinrich-Mussman str. 1, 52428 Julich, Германия

Левицкий Ю.В.

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт глазных болезней», Москва, ул. Россолимо 11, А, Б, Москва, 119021, Российская Федерация

Хдери Х.

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт глазных болезней», Москва, ул. Россолимо 11, А, Б, Москва, 119021, Российская Федерация

Мазурова Ю.В.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН

Исследование светочувствительности сетчатки при нарушении центрального зрения с помощью портативного периметра (предварительное сообщение)

Журнал: Вестник офтальмологии. 2019;135(3): 46-54

Просмотров : 28

Загрузок : 2

Как цитировать

Ермолаев А. П., Еричев В. П., Антонов А. А., Григорян Г. Л., Котляр К., Левицкий Ю. В., Хдери Х., Мазурова Ю. В. Исследование светочувствительности сетчатки при нарушении центрального зрения с помощью портативного периметра (предварительное сообщение). Вестник офтальмологии. 2019;135(3):46-54. https://doi.org/10.17116/oftalma201913503146

Авторы:

Ермолаев А.П.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН, Москва

Все авторы (8)

Глаукома входит в число лидирующих причин необратимой потери зрения. В значительной части случаев заболевание диагностируют на поздних стадиях, когда уже имеются необратимые проявления глаукомной оптической нейропатии [1, 2]. Причиной поздней диагностики является отсутствие яркой субъективной симптоматики, что приводит к тому, что большое число заболевших в течение длительного времени не замечает медленно прогрессирующего сужения поля зрения. Ранняя диагностика глаукомы и своевременное начало лечения являются главными условиями предупреждения слепоты и сохранения зрительных функций [3, 4].

В условиях специализированных клиник широко используются новые высокотехнологичные диагностические методы для морфологической оценки состояния зрительного нерва и сетчатки, такие как оптическая когерентная томография (ОКТ), ОКТ-ангиография, сканирующая лазерная офтальмоскопия [5—7]. Низкая доступность, высокая стоимость и ограниченная диагностическая ценность оставляют эти исследования в группе дополнительных.

В реальной медицинской практике основным методом для оценки функционального состояния зрительного нерва остается периметрия. Несмотря на широкие диагностические возможности современных автоматических периметров, серьезным ограничением для проведения исследования является патология центрального (предметного) зрения на обследуемом глазу. Среди людей старше 60 лет такие нарушения встречаются более чем в 10% наблюдений [8]. Результаты периметрии в таких случаях недостоверны из-за невозможности удерживать взор на точке фиксации.

В современных автоматических периметрах для минимизации ошибки производится постоянный контроль за направлением взора пациента. Для этого наиболее распространенным является использование принципа Heijl—Krakau [9], а также окулографа (айтрекера), контролирующего направление взора. При помощи окулографа создается диаграмма, характеризующая достоверность полученных результатов (как это происходит на анализаторе Humphrey, рис. 1),

Рис. 1. Диаграмма фиксации взора (статический автоматический анализатор поля зрения). а — хорошая фиксация взора, достоверность исследования высокая; б — в процессе исследования происходят единичные отклонения линии взора, достоверность исследования удовлетворительная.
или осуществляется непрерывный контроль фиксации, управляющий предъявлением стимулов и приостанавливающий исследование при потере фиксации (периметры Octopus).

Особенно сложно проведение периметрии на глазах с патологией центрального (предметного) зрения, неспособных удерживать взор на точке фиксации, что резко снижает достоверность исследования. В таких случаях существуют различные приемы фиксации взора с попыткой задействовать сохранившиеся участки периферического зрения за пределами центральной скотомы, например комбинация дуг, больших точек или массивного перекрестья, выходящих за пределы проекции центральной зоны, и др. [10]. Это в той или иной мере улучшает ситуацию, однако получаемые результаты нельзя рассматривать как удовлетворительные.

Из-за невозможности контроля за состоянием поля зрения, глаза с отсутствием центрального зрения особенно уязвимы для глаукомы.

Группой российских физиков и офтальмологов предложена и разработана принципиально новая модель периметра (Патент РФ № 2634682), которая представляет собой аппаратно-приборный комплекс, состоящий из компьютера и соединенных с ним шлема виртуальной реальности (ВР) и устройства обратной связи для фиксации ответов пациента. Создана программа для скрининговой периметрии, позволяющая исследовать поле зрения в зоне 30° от центра экрана (точки фиксации). Предложены основные параметры проведения исследования [11].

С помощью программно-аппаратного комплекса перед исследуемым глазом формируется виртуальная полусфера, на которой предъявляются световые стимулы аналогично тому, как это происходит на полусферическом экране традиционного периметра. Внесение в параметры световых стимулов поправок с учетом дисторсии (их размер, яркость и зоны локализации) обеспечивает сопоставимость полученных результатов с данными сферопериметрии.

Для комфортного видения экрана на близком расстоянии шлем снабжен оптической системой с асферическими элементом, обеспечивающим хорошую коррекцию аберраций по всему полю зрения.

Цель работы — разработка метода статической периметрии для глаз с нарушениями центрального зрения при помощи анализатора поля зрения, выполненного на базе шлема ВР.

Материал и методы

Работа проведена с использованием тестового образца портативного периметра на базе шлема ВР (ПВР) и носит предварительный (пилотный) характер. Дальнейшим этапом планируется проведение расширенного исследования с акцентом на отработку протокола метода и на повторяемость результатов.

Рабочий прототип периметра сконструирован и разработан компанией «Total Vision» (Россия) на базе модифицированного шлема ВР VR-2, созданного для имитационного тренинга летчиков. Для медицинского использования проведена доработка оптической системы и микроэлектроники, определены основные задачи улучшения эргономики и дизайна, создано специальное программное обеспечение с «дружественным» интерфейсом, позволяющее исследователю наблюдать за ходом периметрии в режиме он-лайн на мониторе компьютера. Исследование проводили в ФГБНУ «НИИ глазных болезней» в соответствии с Решением локального этического комитета от 19 сентября 2017 г.

В рамках пилотного исследования обследовано 19 глаз без центрального зрения (16 пациентов). Максимальная острота зрения на обследуемых глазах от правильной боковой светопроекции до 0,06. Причиной снижения центрального зрения в одном случае было субретинальное макулярное кровоизлияние, в 12 случаях — различные формы дегенеративных изменений в макулярной области, в 6 случаях — далекозашедшая стадия глаукомы с потерей центрального зрения. Из исследования были исключены глаза, в которых причиной низкого зрения могло быть помутнение оптических сред. В 14 обследованных глазах ранее была выявлена глаукома (у 5 — во II и у 9 — в III стадии заболевания). У 1 пациента, помимо выпадения зоны предметного зрения, имелась височная гемианопсия центрального генеза.

На каждом глазу состояние поля зрения было измерено тремя различными способами, что позволило сформировать три сопоставимые группы анализируемых данных:

— 1-я группа (контрольная): результаты периметрии, выполненной при помощи автоматического статического анализатора Humphry с использованием скринингового теста 76 точек;

— 2-я группа (контрольная): результаты кинетической периметрии в ручном режиме при помощи сферопериметра Гольдмана с использованием объекта III — 3;

— 3-я группа (экспериментальная): результаты автоматической скрининговой периметрии с помощью ПВР.

В 3-й группе периметрию проводили со следующими параметрами: исследовали поле зрения в зоне 30° от центра с представлением световых стимулов в 76 точках с шагом между ними по вертикальной и горизонтальной осям 6°. Яркость фонового свечения экрана 31,5 апостильб. По умолчанию выставлялись параметры: цвет фона белый (по шкале RGB — R255G255B255), порядок предъявления стимулов случайный с длительностью по 200 мс и паузой между ними от 2,5 до 3,5 с. Размер стимула соответствовал размеру III для периметрии по Гольдману (0,43 угловых градуса). Для контроля за направлением взора в процессе исследования пациенту в случайном порядке предъявлялись ложные стимулы в зону слепого пятна по методу Heijl—Krakau. Интервал между исследованиями одного и того же глаза различными методами составлял от 2 ч до 3 дней в зависимости от степени усталости пациента в процессе исследования и от загрузки оборудования.

Фиксация взора на виртуальной точке

Для глаз с отсутствием центрального (предметного) зрения в процессе исследования с использованием ПВР был разработан метод периметрии с фиксацией взора на условной точке, который позволил минимизировать поисковые движения глаза и достичь большей объективности исследования.

Для фиксации взора на условной точке задействовали чувство глубокой проприоцепции обследуемого. Проприоцепция представляет собой осознанное или неосознанное понимание о месте расположения в пространстве и о перемещении частей собственного тела без визуального контроля за ними и является неотъемлемым свойством здорового организма [12, 13]. Простейшим тестом, говорящим о состоянии проприоцепции, является пальценосовая проба [14, 15].

Чувство проприоцепции используется офтальмологами в процессе измерения внутриглазного давления, чтобы заставить пациента удерживать направление взора, необходимое для контакта тонометра с поверхностью глаза [16].

Метод периметрии с формированием условной точки фиксации

В качестве предварительного этапа проводят простую пробу на сохранность глубокой проприоцепции, при которой пациента просят закрыть глаза и коснуться кончиком пальца кончика своего носа. При отрицательных результатах пробы проведение исследования невозможно.

Обследуемого усаживают на стул, надевают на него шлем и приводят прибор в рабочее состояние. Пациента просят поднять перед собой одну руку таким образом, чтобы при мысленной концентрации взора обследуемого глаза на кончике пальца линия взора проходила приблизительно через центр экрана (рис. 2).

Рис 2. Формирование условной точки фиксации взора у пациента с патологией центрального зрения. Обследуемого просят поднять перед собой руку таким образом, чтобы условная линия взора проходила через центр экрана. Просят мысленно сконцентрировать взор обследуемого глаза на кончике пальца и так удерживать. Благодаря проприоцепции обследуемый имеет точное представление о местонахождении своего пальца и таким образом удерживает направление взора в центре экрана.
Для достижения большей устойчивости обследуемый может опереть локоть о поверхность стола.

Пациента просят сосредоточить внимание на кончике пальца и в процессе обследования не отрывать от него мысленного взора. Несмотря на то что шлем полностью перекрывает обзор благодаря проприоцепции, обследуемый имеет представление о положении кончика своего пальца.

В свободную руку обследуемому дают устройство обратной связи (кнопка или мышка), как при проведении обычной автоматической периметрии. После того как пациент зафиксировал взор на пальце и сообщил о готовности, производят запуск программы исследования. Обследуемый должен реагировать нажатием кнопки на каждый увиденный стимул.

Продолжительность обследования для одного глаза составляет 4,5—8 мин, длительность зависит от состояния светочувствительности сетчатки и необходимости повторения неувиденных стимулов. Учитывая склонность обследуемых со временем терять ощущение положения своего пальца, для сохранения внимания необходимо время от времени производить сенсорное раздражение его кончика.

Результаты

В 1-й группе в процессе проведения скрининг-периметрии с помощью автоматического анализатора поля зрения в первую очередь акцентировали внимание на диаграмме фиксации взора, которая строится по данным окулографа (см. рис. 1). Часть пациентов, не видя точку фиксации, в процессе исследования в течение некоторого времени пытались сохранить положение взора в центре сферического экрана, однако быстро уставали. Глаз начинал «блуждать», что хорошо отслеживается на графике достоверности (рис. 3, а).

Рис. 3. Диаграмма фиксации взора при обследовании глаз с патологией центрального зрения (статический автоматический анализатор поля зрения). а — в начале исследования пациент пытался удерживать направление взора в центре экрана, но устал и начинал двигать глазом. Результаты исследования недостоверны; б — с самого начала исследования пациент не может удерживать взор. Результаты исследования полностью недостоверны.
У другой части пациентов с самого начала исследования не получалось удерживать взор на точке фиксации (см. рис. 3, б).

Полученные результаты позволяют прийти к выводу, что автоматическая статическая периметрия малопригодна для обследования глаз с патологией центрального зрения и только в ряде случаев дает более или менее удовлетворительные результаты. Учитывая это, анализ результатов, полученных в 1-й группе, не проводили.

Во 2-й группе исследования проводили с помощью сферопериметра Гольдмана при кинетической периметрии в ручном режиме. При этом осуществляли прямой визуальный контроль за положением взора через контрольный окуляр. Проверка направления взора (у пациентов без центрального зрения отмечается тенденция отведения взора от точки фиксации) увеличивает продолжительность исследования, однако делает результаты более достоверными.

При анализе результатов, полученных с помощью периметра Гольдмана, можно выделить 3 основных варианта выявленных дефектов светочувствительности:

1) центральная скотома;

2) дефект в центральной зоне, распространяющийся на периферию, от секторального выпадения до гемианопсии;

3) изолированный фрагмент сохранившегося периферического поля зрения в каком-либо из секторов при полном отсутствии центра.

В 3-й (экспериментальной) группе, где использовали ПВР, а пациента просили фокусироваться на условной точке на кончике собственного указательного пальца, в процессе исследования имелась необходимость периодически проводить сенсорную стимуляцию кончика пальца. Это позволяло пациенту сохранять внимание и удерживать правильное направление взора, которое при обследовании с помощью ПВР контролировали с использованием теста Heijl—Krakau (в зону слепого пятна в случайной последовательности подаются дополнительные световые стимулы, в случае, если пациент на них реагирует, это рассматривается как косвенный признак изменения направления взора). Отношение положительных ответов на такие стимулы к их общему количеству используется для определения качества фиксации взора. Мы предположили, что в тех случаях, когда пациент чаще реагировал на дополнительные стимулы, недостаточным было сенсорное раздражение кончика пальца и пациент «забывал» про его положение.

При сопоставлении результатов периметрии 2-й и 3-й групп, полученных на одних и тех же глазах разными методами, определено, что выявленные центральные скотомы визуально имели сходные очертания (рис. 4).

Рис. 4. Сравнение результатов периметрии, полученных с помощью портативного периметра на базе шлема виртуальной реальности (ПВР) (справа), и данных кинетической периметрии в ручном режиме с использованием сферопериметра Гольдмана (слева) на глазах с патологией центрального зрения. На протоколе ПВР зона, которую видит пациент, обведена вручную. Для адекватного сравнения на протоколе периметрии по Гольдману окружностью выделена область радиусом 30° от точки фиксации, соответствующая по размеру обследуемой зоне с применением ПВР.

Аналитическая обработка результатов

Проведено сопоставление 19 пар протоколов периметрии: для каждого пациента сравнивали результаты периметрии, полученные на сферопериметре Гольдмана в ручном режиме, с данными, полученными на новом ПВР.

Сравнительный анализ пар графических результатов полей зрения производили на основе оригинального алгоритма, разработанного для данного исследования. В работе использованы программы MS Excel и MS PowerPoint.

— Карту ПВР располагали в окне стандартных размеров (рис. 5).

Рис. 5. Сравнительная оценка результатов периметрии, полученных с помощью кинетического сферопериметра Гольдмана в ручном режиме (слева) и портативного периметра на базе шлема виртуальной реальности (ПВР) (справа). Выделенную окружность, соответствующую полю зрения 30° от точки фиксации из протокола периметрии по Гольдману (1), делали полупрозрачной, растягивали, центрировали (3) и накладывали поверх протокола результатов (4), полученных при исследовании с помощью ПВР (2). Проведено аналитическое сравнение обоих изображений (см. в тексте).

— Из полной схемы поля зрения по Гольдману вырезали круглый сегмент, соответствующий зоне 30° от точки фиксации, делали его полупрозрачным, растягивали и центрировали в окне поверх протокола ПВР так, чтобы горизонтальный и вертикальный диаметры сегмента как можно более точно совпадали с соответствующими осями результата ПВР.

— Проводили подсчет точек, соответствующих норме, абсолютной или относительной скотоме на протоколе ПВР, а также внутри и за пределами дефектов полей зрения по данным исследования на сферопериметре Гольдмана (см. рис. 5).

— Проводили обработку для оценки качества совпадения полей зрения.

Для описания результатов периметрии на ПВР (см. рис. 5) введены следующие условные обозначения:

 — точки, находящиеся в зоне абсолютной скотомы;

× — точки, находящиеся в зоне относительной скотомы (увиденные при максимальной яркости);

○ — точки нормальной светочувствительности.

Учитывая, что относительные скотомы выявляются только с помощью ПВР и не выявляются при исследовании с применением сферопериметра Гольдмана, при сравнении протоколов периметрии использовали величину, соответствующую половине количества ×.

На протоколе периметрии с помощью сферопериметра Гольдмана для сравнительного анализа взята область 30° от точки фиксации, соответствующая зоне исследования на ПВР (см. рис. 5). Далее при указании на результат периметрии по Гольдману речь идет об этой зоне протокола. Для количественного сравнения состояния полей зрения, полученного с помощью этих двух приборов, введены коэффициенты:

— Квну — коэффициент совпадения скотом (неувиденных стимулов), варьирующий от 0 (полное отсутствие совпадений) до 100% (идеальное совпадение). Для его расчета после наложения протокола ПВР на контур, полученный при периметрии по Гольдману, подсчитывали количество точек Nвну, которые находятся внутри зоны выявленного дефекта (см. рис. 5). При идеальном совпадении все эти точки должны быть . Рассчитывали соотношение суммы точек  и половины количества ×, которые лежат внутри контура дефектов в протоколе периметрии по Гольдману, к общему количеству предъявленных стимулов внутри этого контура:

Квну=(вну+0,5×вну)×100%/Nвну.

— Кнар — коэффициент совпадения увиденных стимулов (норма), который также варьирует от 0 до 100%. При наложении протоколов подсчитывалось количество точек (Nнар), полученных на ПВР, которые находятся за пределами контуров дефекта чувствительности по данным периметрии по Гольдману. При идеальном совпадении все эти точки должны быть ○. Рассчитывалось соотношение количества точек ○ и половины количества точек ×, лежащих за пределами контура скотом (ы) на карте периметрии по Гольдману, к общему количеству точек за пределами этого контура:

Кнар=(○нар+0,5×нар)×100%/Nнар.

— Ксме — смешанный коэффициент совпадения, варьирующий от 0 до 100%. Посчитывалась нормированная сумма соотношений, обеспечивающих в идеале максимальное совпадение. При идеальном совпадении все точки  и половина × должны находиться внутри наложенного контура дефекта светочувствительности по результатам периметрии по Гольдману, а все точки ○ — снаружи:

Ксме=(вну/всевнувсе+○нар/○все)×100%/3.

— К — результирующий коэффициент соответствия, варьирующий также от 0 до 100%, представлял собой среднее значение Квну, Кнар и Ксме:

К=(Квнунарсме)/3.

Для оценки достоверности результатов исследования с помощью периметра ПВР использовали информацию о реакции на стимулы, предъявленные в зону слепого пятна (см. рис. 4), и ввели безразмерный индикатор достоверности Д, варьирующий от 0 (полностью недостоверно) до 1 (полностью достоверно):

Д=1—(Р/Л),

где Р — количество реакций на ложные стимулы; Л — количество ложных стимулов.

Результаты

Сводные результаты анализа приведены в таблице.

Результаты сравнительного анализа полей зрения (объяснение в тексте)

Эти данные и в особенности значение результирующего коэффициента соответствия К=73,7 [68,9—80,6]% (медиана [1-й квартиль — 3-й квартиль]) позволяют судить о том, что, несмотря на неизбежные незначительные флуктуации линии взора по отношению к центру экрана при использовании обоих методов, имеется хорошее совпадение полученных результатов.

Значение индикатора достоверности Д для периметра ПВР составило 0,81 (0,73—0,93), что свидетельствует о достаточно высокой достоверности результатов данного исследования. Коэффициент совпадения К не коррелировал значимо с индикатором достоверности Д (корреляция Спирмена r= –0,36, r=0,13).

Обсуждение

При количественном и качественном сравнении результатов исследований поля зрения, полученных на ПВР и на сферопериметре Гольдмана, выявлена хорошая сопоставимость результатов. При проведении обоих типов исследования в значительной мере удавалось сохранить правильное направление взора исследуемого глаза и достаточно уверенно очертить границы центрального дефекта светочувствительности.

При сравнительном анализе результатов мы делали поправку на то, что, несмотря на имеющиеся преимущества используемых методов перед стандартной автоматической периметрией, положение линии взора как на сферопериметре Гольдмана, так и на ПВР неизбежно имеет определенные флуктуации, что должно влиять на полученные данные.

Результаты работы показывают, что при обследовании пациентов с патологией центрального зрения портативный ПВР может конкурировать со стационарными аналогами, поскольку позволяет выявлять основные периметрические симптомы: скотому Бьеррума, расширение слепого пятна, назальную ступеньку.

Выводы

1. Периметр, выполненный на базе шлема виртуальной реальности (ПВР), является портативным и удобным диагностическим устройством.

2. Для проведения периметрии при помощи портативного ПВР у пациентов с нарушениями центрального зрения, неспособных удерживать точку фиксации, может быть использовано чувство глубокой проприоцепции. При этом можно достичь того, чтобы линия взора проходила через центр экрана шлема и удерживать взор пациента в нужном направлении в процессе обследования. Внимание пациента должно быть сосредоточено на пальце, положение которого он знает без визуального контроля благодаря проприоцепции.

3. Результаты периметрического исследования на глазах с патологией центрального зрения при использовании портативного ПВР хорошо сопоставимы (коэффициент соответствия К=73,7) с данными, полученными с помощью кинетического сферопериметра Гольдмана в ручном режиме.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: А.Е., В.Е., А.А., Г. Г.

Сбор и обработка материала: А.Е., Г. Г., Ю.Л., Х.Х., Ю.М.

Статистическая обработка: А.Е., Г. Г., К.К., Ю.Л., Х.Х.

Написание текста: А.Е., Г. Г., К.К., Ю.Л.

Редактирование: А.Е., Ю.Л.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The au thors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Ермолаев А.П. — д-р мед наук, вед. науч. сотр. отдела глаукомы ФГБНУ НИИ ГБ; e-mail: ermolaeff127@ya.ru

Еричев В.П. — д-р мед наук, проф., зав. отделом глаукомы ФГБНУ НИИ ГБ; e-mail: postmaster@glaucomajournal.ru

Антонов А.А. — канд. мед. наук, вед. науч. сотр. отдела глаукомы ФГБНУ НИИ ГБ; e-mail: niigb.antonov@gmail.com

Григорян Г.Л. — генеральный директор Тотал Вижен, Исследовательский Центр» e-mail: green_ae@mail.ru

Котляр К. — проф., отдел медицинской техники, Университет прикладных наук; e-mail: kotliar@fh-aachen.de

Левицкий Ю.В. — аспирант отдела глаукомы ФГБНУ НИИ ГБ; e-mail: yv-levitsky@ya.ru; https://orcid.org/0000-0002-8053-4808

Хдери Х. — аспирант отдела глаукомы ФГБНУ НИИ ГБ; e-mail: khaled.russia@hotmail.com

Мазурова Ю.В. — канд. мед. наук, заведующая 3-м хирургическим отделением ФГБНУ НИИ ГБ; e-mail: yu.mazurova@niigb.ru; https://orcid.org/0000-0003-2503-842X

Автор, ответственный за переписку: Ермолаев Алексей Павлович — e-mail: ermolaeff127@ya.ru

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