Современное состояние офтальмотонометрии

В основе измерения уровня внутриглазного давления (ВГД) лежит взаимодействие прибора с фиброзной оболочкой глаза [1]. Рабочее тело тонометра может быть разным: фарфоровая площадка, стеклянный конус, воздух и т.д. [2]. Отдельно стоит рассматривать пальпаторное определение офтальмотонуса, когда пальцы исследователя являются измерительным инструментом [3, 4]. Местом приложения тонометра является роговица или склера, причем воздействие может быть не прямым, а передаваться опосредованно, например через веко. Исторически, по аналогии с пальцевым измерением, первые тонометры были склеральными [5]. В дальнейшем перешли к измерению через роговицу, так как ее свойства более равномерны и она не прикрыта конъюнктивой [6]. Воздействие на фиброзную оболочку может приводить к изменению ее формы, т.е. деформации. По виду деформации тонометры разделяют на импрессионные, вызывающие вдавление, и апланационные, приводящие к уплощению. Из этой классификации выделяется единственный современный вид склеральных тонометров — транспальпебральные приборы, которые, действуя через веко, либо приводят, по сути, к импрессии склеры, а метод измерения описывают как баллистический, либо регистрируют упругие колебания фиброзной оболочки под действием штока [7, 8]. Появление точных электронных устройств регистрации позволило создать приборы, которые воздействуют на фиброзную оболочку настолько слабо, что не вызывают значимую деформацию. В настоящее время к таким методам относят динамическую контурную, точечную контактную (Icare) тонометрию и контактные линзы для измерения уровня ВГД [9, 10]. Преимущество исследования офтальмотонуса без деформации роговицы или склеры связано с двумя основными моментами: меньшей зависимостью от свойств тканей глаза и отсутствием непосредственного воздействия на гидродинамику (например, вытеснения водянистой влаги из передней камеры) [11, 12].

Наиболее распространенными в настоящее время являются апланационные тонометры [13]. Тонометр Маклакова, Гольдмана и бесконтактный (пневмотонометр) составляют основу современной диагностики уровня ВГД. Исследованию апланационного взаимодействия приборов с роговицей посвящено большое количество исследований, выполненных с конца XIX века [14—17]. Выделяют два основных способа измерения офтальмотонуса с помощью уплощения роговицы: использование постоянной массы и достижение определенного диаметра уплощения. Усовершенствование второго принципа привело к появлению метода двунаправленной апланации, когда воздействие на роговицу дозируется таким образом, чтобы зарегистрировать уровень давления при одинаковом уплощении, достигнутом в двух направлениях движения роговицы: при прогибе из исходного состояния к вогнутому (inward) и при восстановлении формы (outward). Полученные результаты позволяют рассчитать роговично-компенсированное ВГД и еще ряд показателей [18].

Измерение давления жидкости внутри упругих оболочек глаза (ВГД) возможно с помощью прямого манометрического исследования [19, 20]. Все остальные методы позволяют лишь косвенно судить об уровне офтальмотонуса. Результатом взаимодействия прибора для измерения значения ВГД и глаза является показатель тонометрии, который зависит не только от ВГД, но и от свойств оболочек глазного яблока и внутриглазного содержимого. Различие (погрешность) показателя тонометрии и ВГД определяется соответствием индивидуальных параметров глаза пациента некоторым модельным характеристикам, выбранным при калибровке используемого тонометра [21—25].

Помимо погрешности измерения результаты тонометрии отличаются между собой шкалой оценки. При небольшом воздействии на фиброзную оболочку глаза (тонометр Гольдмана, бесконтактный и др.) получают так называемое истинное ВГД, или P₀. Считается, что данный показатель тонометрии изменяется в прямой зависимости от ВГД без поправочных коэффициентов [26, 27]. В ситуации выраженного воздействия на глаз (тонометр Маклакова) учитывают увеличение офтальмотонуса и говорят о «тонометрическом» ВГД (P_t). Шкала нормы этого показателя нелинейно связана с ВГД [28—30]. Существуют методы пересчета тонометрических показателей в «истинные», например, для тонометра Шиотца (и электронного тонографа) изначально применяли калибровочную таблицу в шкале P₀ [1, 31, 32]. Существуют пересчетные таблицы (по А.П. Нестерову, 1972) для диаметра апланации и линейка (по А.П. Нестерову и Е.А. Егорову) для определения «истинного» ВГД по отпечаткам для тонометра Маклакова [33]. Многие тонометры имеют «сравнительную» калибровку по тонометру Гольдмана, что обусловлено использованием данного метода измерения как золотого стандарта в практике зарубежных офтальмологов. Традиционное применение тонометра Маклакова на постсоветском пространстве определило использование шкалы тонометрического давления в некоторых отечественных приборах.

Поскольку результат измерения уровня ВГД зависит от свойств фиброзной оболочки глаза пациента, которые обладают значительной вариабельностью в популяции, был предпринят ряд попыток корректировать показатели тонометрии в зависимости от индивидуальных параметров. Для вычисления поправок чаще всего используют биометрические данные: толщину роговицы в центральной зоне, кривизну роговицы, величину переднезадней оси глаза и др. [34, 35]. Однако структурные особенности биологических тканей в определенной части случаев нарушают общепринятые закономерности. Например, условно толстая роговица может легче поддаваться деформации, чем тонкая. Кроме того, при воздействии на глаз биомеханический ответ формируется из суммы реакции оболочек и содержимого, которую невозможно разделить на составляющие. Перспективные подходы в данной ситуации связаны с определением вязко-эластических свойств фиброзной оболочки глаза. Такая оценка возможна при выполнении тонометрии приборами разной массы (эластотонометрия) или двунаправленной пневмоапланации роговицы. Результатом применения последнего метода является расчет уровня роговично-компенсированного ВГД, который в меньшей степени, чем другие показатели, зависит от индивидуальных особенностей фиброзной оболочки глаза.

Сложность калибровки тонометров также определяется необходимостью исследования живого глаза, в котором непрерывно происходят сложные процессы: обмен внутриглазной жидкости, кровообращение, изменение размера зрачка, воздействие экстраокулярных мышц, моргание и давление век и т.д. Одновременно на результаты исследования ВГД влияют факторы, связанные с жизнедеятельностью организма: дыхание, сердечно-сосудистая деятельность, гормональные влияния и т.п. Эти причины ставят под сомнение точность приборов, откалиброванных на основании исследований на кадаверных глазах или с помощью математических моделей. Использование клинического материала для создания измерительной шкалы также сопряжено с определенными трудностями как этического, так и практического плана. Непосредственное измерение уровня давления в передней камере глаза возможно только в условиях операционной в горизонтальном положении и сопряжено с анестезией и механическим воздействием на глаз. Дополнительные ограничения определяются диапазоном ВГД, который может быть зарегистрирован у здоровых добровольцев или пациентов, находящихся в операционной.

С влиянием физиологических факторов непосредственно связан вопрос положения тела пациента при измерении показателя тонометрии. Исторически определение офтальмотонуса предполагало горизонтальное положение (тонометр Маклакова, Шиотца). Это усложняло методику исследования и оснащение кабинета офтальмолога. Поэтому, начиная с тонометра Гольдмана, практически все современные приборы измеряют уровень ВГД в вертикальном положении пациента (как правило, сидя). Считается, что получаемые в данном положении результаты немного ниже в сравнении с положением лежа. Все сравнительные исследования проводили с использованием разных приборов и сопоставлением данных с помощью пересчета показателей тонометрии. В настоящее время единственным тонометром, который работает в двух положениях (вертикальном и горизонтальном) является точечный контактный (Icare Pro). Отдельно следует рассматривать позицию пациента при измерении транспальпебральными тонометрами — сидя с запрокинутой назад головой. При данном исследовании голова располагается горизонтально, а тело пациента — ближе к вертикальному положению.

Сложность методики измерения зависит от количества действий, необходимых для получения результата. Это может быть применение местного анестетика, использование красителя и других дополнительных материалов, приведение пациента в определенное положение и т.д. Анестезия необходима для выполнения контактных апланационных и импрессионных измерений и в зависимости от препарата требует ожидания от 30 с до нескольких минут. Красители применяются для визуализации уплощения роговицы: при тонометрии по Маклакову на площадку прибора наносят тонким слоем раствор колларгола в глицерине, при тонометрии по Гольдману поверхность роговицы окрашивают флюоресцеином. Дополнительными материалами при определении уровня ВГД являются сменные наконечники и колпачки, предусмотренные в современных приборах. Применение одноразовых расходных материалов упрощает соблюдение антисептики при измерении и избавляет от необходимости специфической обработки контактной поверхности тонометра. Методы исследования, которые не требуют дополнительных материалов (в первую очередь бесконтактная тонометрия), зачастую воспринимаются как простые. Это приводит к нарушению техники измерения и диагностическим ошибкам. Для любого тонометра обязательным является соблюдение методики измерения, включающее приведение пациента в определенное положение, объяснение ему задач исследования, исключение факторов, искажающих результаты: различных неудобств, эмоционального и физического напряжения, воздействия на область груди и шеи, задержки дыхания, давления на глаз (в том числе сжатие век или их широкое раскрытие) и др.

Стоит обратить внимание на результаты измерения, которые применяют для оценки офтальмотонуса. Для расчета показателя ВГД используют разнообразные метрические данные. Так, при исследовании по Гольдману измеряют массу воздействия на глазное яблоко в граммах. Действие тонометра Маклакова оценивают по диаметру сегмента сплющивания роговицы в миллиметрах. Прибор Шиотца и электронный тонограф вызывают импрессию, которую также регистрируют в единицах длины. При бесконтактной тонометрии в ряде приборов, воздействующих на роговицу воздухом, время достижения апланации заданного диаметра измеряют в миллисекундах. Индукционный ток (в миллиамперах), возникающий в катушке при перемещении сердечника, и его изменение во времени пересчитывают во внутриглазное давление в точечном контактном и транспальпебральном тонометре [36]. Динамическая контурная тонометрия основана на регистрации электрического напряжения (в милливольтах) в пьезокристалле при пульсовых колебаниях офтальмотонуса [9]. Также глазной пульс, передаваемый через воздушную трубку, фиксируется тонометрическим датчиком флоуметра. В самых технически сложных приборах, основанных на принципе двунаправленной пневмоапланации роговицы, с высокой скоростью происходит одновременная запись данных с датчика давления воздушной струи и яркости отраженного от роговицы инфракрасного светового сигнала с фоторезистора. Уровень роговично-компенсированного ВГД и другие показатели вычисляют в компьютерной программе по этим данным [18]. Таким образом, измерение офтальмотонуса всегда сопряжено с пересчетом физических величин в единицы давления, миллиметры ртутного столба.

Взаимодействие офтальмотонометра с глазом может длиться по времени от десятков миллисекунд до нескольких секунд, что существенно влияет на результат. «Быстрые» приборы, измеряющие моментальное значение ВГД за период короче сердечного и дыхательного циклов, в значительной степени зависят от физиологических факторов, влияющих на офтальмотонус. Это определяет необходимость выполнения такими тонометрами серии из 3—6 измерений [37]. Приборы, «длительно» взаимодействующие с глазом, в меньшей степени зависят от случайных факторов и, как правило, дают более стабильные показатели. Протокол исследования такими тонометрами предполагает получение двух результатов, и только при значительном расхождении этих данных рекомендуется дополнительное измерение [38].

Определение качества отдельного исследования офтальмотонуса непосредственно связано с документированием, протоколированием или непрерывной регистрацией процесса измерения. Отпечаток тонометра Маклакова на бумаге является примером документированного измерения. Помимо его использования, для получения показателя тонометрии важными моментами являются архивирование результатов в медицинской документации и контроль качества исследования. Признаками достоверного измерения являются равномерное, со всех сторон светлое кольцо слезы, отсутствие размытия и сдвига (овальности) отпечатка, темное пятно краски в центре, возникающее при отрыве тонометра от поверхности роговицы [39]. В ряде приборов возможна оценка качества исследования по автоматическим критериям. Их определение основано на сравнении измерения конкретного глаза с моделью, на которой основана калибровка. При динамической контурной тонометрии используется показатель Q, который изменяется в диапазоне от 1 (отлично) до 5 (неудовлетворительно). Критерий WS, измеряемый программой, анализирующей процесс двунаправленной пневмоапланации роговицы, имеет значение от 0 до 10. Значения менее 5 говорят об исследовании с низкой достоверностью, более 7 — с высокой [40]. В некоторых других тонометрах имеется индикация качества выполненной процедуры. Однако существуют приборы, для которых не предусмотрена оценка достоверности результата измерения. В первую очередь это бесконтактные тонометры, их воздействие на глаз документируют в виде распечатки на принтере результата определения показателя тонометрии (вместе с текущей датой и временем), при этом ни на одном этапе (измерения и документирования) невозможно установить соответствие выполненного исследования стандартной процедуре. Неправильное положение глазного яблока, век и головы пациента могут вносить существенные погрешности в результат данного метода измерения значения ВГД. Также для ряда тонометров, например прибора Гольдмана, не предусмотрено документирование измерения, вся ответственность возлагается на врача, который записывает зафиксированные визуально результаты в медицинскую карту пациента [41].

При использовании приборов для измерения внутриглазного давления можно получить не только показатели тонометрии, но и ряд дополнительных параметров, которые могут уточнять результаты тонометрии или нести самостоятельную информацию о структурно-функциональных особенностях глаза.

Первыми такими данными были результаты измерения с использованием разной массы. Конструкция тонометра Шиотца предполагает добавление гирек на стандартный плунжер для увеличения его массы с 5,5 г до 7,5 и 10. Различие результатов измерения используют для расчета коэффициента ригидности глаза по Фриденвальду, а сам метод называется дифференциальная тонометрия [42]. Н.П. Филатов предложил использовать тонометры Маклакова разной массы (5; 7,5; 10 и 15 г) для исследования глаза. Метод эластотонометрии долгое время применяли для диагностики глаукомы, считая изгиб эластокривой признаком нарушений гидродинамики, и только недавно было показано, что эластоподъем характеризует биомеханические свойства фиброзной оболочки глаза [43].

Тонография является примером использования тонометра для изучения гидродинамики глаза. В основе приборов для данного исследования лежит тонометр Шиотца, однако А.П. Нестеров разработал методику с применением тонометра Маклакова. Воздействие тонометром на глаз в течение нескольких минут и регистрация показателя ВГД в начале и в конце процедуры позволяет судить о легкости оттока внутриглазной жидкости, а также рассчитать другие показатели, характеризующие гидродинамику глаза. Калибровка электронного тонографа является достоверной при средних биомеханических свойствах фиброзной оболочки глаза и нормальной продукции водянистой влаги. В настоящее время применение данного метода в клинической практике значительно сократилось, он остается актуальным для обследования при подозрении на глаукому и оценки методов лечения, улучшающих отток внутриглазной жидкости, у пациентов без анизометропии высокой степени и офтальмохирургии в анамнезе. Недопустимым является проведение исследования на фоне терапии, снижающей продукцию водянистой влаги [44].

Поскольку ВГД изменяется вместе с пульсом, некоторые тонометры регистрируют эти колебания. При динамической контурной тонометрии записывают графически изменения офтальмотонуса и измеряют амплитуду глазного пульса (OPA — ocular pulse amplitude). Флоуметрическое исследование, созданное для исследования внутриглазного кровотока одновременно с ВГД, определяет показатели, связанные с кровоснабжением глаза. Ключевым является значение хориоидального глазного кровотока (OBF), которое в норме имеет обратную зависимость от ПЗО, что используется при вычислении с его помощью индивидуальной нормы ВГД. Глазной пульс влияет на результаты измерения всеми условно «быстрыми» приборами. Важно учитывать, что диагностическую ценность имеет среднедиастолический уровень ВГД, т.е. в серии измерений, выполненных достоверно, следует ориентироваться на минимальное значение [45].

Исследование с помощью двунаправленной пневмоапланации роговицы было предложено как метод обследования пациентов в рефракционном отделении для изучения биомеханических свойств роговицы и оценки ВГД до и после лазерного кератомилеза. Использование Ocular Response Analyzer при глаукоме выявило высокую диагностическую ценность роговично-компенсированного ВГД и определенные закономерности в изменении биомеханических показателей (CH и CRF). Некоторые исследователи рассматривают низкий роговичный гистерезис как фактор риска прогрессирования глаукомной оптической нейропатии. Биомеханические показатели, измеряемые ORA, в значительной степени тензиозависимы, что связано с алгоритмом их вычисления. Исследовано изменение роговичного гистерезиса и фактора резистентности при снижении уровня ВГД с помощью гипотензивных капель. Сопоставление значений роговично-компенсированного (IOPcc) и аналогичного тонометрии по Гольдману ВГД (IOPg) позволяет оценить поправку к тонометрии, обусловленную вязко-эластическими свойствами фиброзной оболочки глаза [46, 47].

Исследование пациентов после рефракционной хирургии выявило важную взаимосвязь формы фиброзной оболочки, в первую очередь роговицы, и ВГД. Данная зависимость может быть использована для контроля динамики офтальмотонуса с помощью кератотопограммы в ситуациях, когда измерение затруднено или невозможно из-за отсутствия необходимой модели тонометра. Кроме того, современные приборы для мониторинга ВГД, реализованные в виде контактной линзы, измеряют именно изменение кривизны роговицы [48]. Это снижает их диагностическую ценность как офтальмотонометрического устройства, но позволяет получать непрерывную косвенную информацию о ВГД пациента в течение суток.

Перспективы измерения и мониторинга офтальмотонуса связаны с применением интраокулярных методов. Известны современные разработки манометрических систем и внутриглазных имплантов для получения прямой достоверной информации о ВГД [49]. Однако в настоящее время их техническая реализация не позволяет использовать их в широкой клинической практике.

Таким образом, тонометрические исследования — сложный диагностический метод, который является основным скринингом и позволяет прогнозировать течение глаукомы. Выбор метода исследования офтальмотонуса определяет качество и достоверность результатов в конкретной клинической ситуации. Основные преимущества и недостатки современных методов офтальмотонометрии представлены в таблице. Для получения точного показателя тонометрии требуется аккуратное соблюдение методики измерения. Применение сложных способов оценки показателей ВГД (эластотонометрия, динамическая контурная тонометрия, двунаправленная пневмоапланация роговицы и некоторые другие) позволяет получить дополнительные сведения, уточняющие результаты и повышающие диагностическую ценность исследования.

Преимущества и недостатки современных методов офтальмотонометрии

Выбор тонометра для измерения внутриглазного давления в клинической практике остается сложной задачей, решение которой зачастую зависит от целого ряда факторов, в том числе финансовых, организационных, информационных. Наиболее полезными в диагностике глаукомы в настоящее время следует считать показатели, получаемые с помощью двунаправленной пневмоапланации роговицы и динамической контурной тонометрии, наименее зависимые от индивидуальных параметров фиброзной оболочки глаза. Данные методы не позволяют получить достоверный результат при выраженных нарушениях симметрии роговицы из-за рубцов и помутнений, при таких изменениях возможно применение точечной контактной тонометрии, позволяющей выбрать зону исследования. Методика является достаточно точной и реализована в портативном приборе с одноразовыми измерительными пробниками, что повышает ее привлекательность для клинической работы. Тонометрия по Гольдману остается стандартом для проведения международных исследований и получения сравнительных результатов, но на практике следует учитывать все ограничения прибора. Измерение по Маклакову, включая возможность использования грузов разной массы, сохраняет актуальность и перспективность применения, в том числе после кераторефракционной хирургии, но существует потребность в пересмотре калибровочных данных тонометра. Простота использования бесконтактной тонометрии привела к необоснованной популярности метода, который не может быть рекомендован для скрининга и диагностики глаукомы из-за большого количества ложноотрицательных результатов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.