Глаукома входит в число лидирующих причин необратимой потери зрения. По данным ВОЗ, число больных с глаукомой в мире постоянно растет [1]. Одной из драматических особенностей заболевания является то, что в значительной части случаев диагностика глаукомы происходит на поздних стадиях, когда уже имеется значительное и необратимое поражение зрительного нерва [2, 3]. На пораженном глазу со стороны периферии медленно развивается необратимое ухудшение поля зрения, при этом центральное зрение долгое время может оставаться высоким. По этой причине большое число пациентов в течение долгого времени не замечает прогрессирования заболевания. Из-за отсутствия яркой симптоматики на ранних стадиях глаукомы большое число заболевших не подозревают о существовании проблемы, что является причиной несвоевременной диагностики. В ряде стран число случаев невыявленной глаукомы может достигать 80% [1]. Главным условием предупреждения слепоты и сохранения зрительных функций являются своевременная диагностика и начало лечения.
Из-за отсутствия ярких симптомов вопрос о глаукоме нередко впервые встает перед пациентом при диспансеризации или случайном обращении к офтальмологу, когда в рамках регламентного измерения внутриглазного давление (ВГД) выявляют офтальмогипертензию. Но эта, так называемая «тонометрическая», глаукома чаще бывает уже при продвинутых стадиях заболевания.
Среди методов, занимающих главное место в диагностике глаукомы, наибольшее значение имеют оптическая визуализация переднего и заднего отрезков глаза, офтальмотонометрия, периметрия и гониоскопия. В условиях специализированных клиник сегодня все большее значение приобретают новые высокотехнологичные диагностические приборы для морфофункциональной оценки состояния зрительного нерва и нервных волокон сетчатки, такие как: оптическая когерентная томография (ОКТ), ОКТ-ангиография, сканирующая лазерная офтальмоскопия [4—6]. Однако малодоступность и высокая стоимость вышеназванного оборудования, а также необходимость в высококвалифицированных специалистах для проведения этих исследований и для трактовки результатов пока оставляют эти методы в рамках дополнительных диагностических исследований, а вероятность их появления и использования в широкой офтальмологической практике весьма низкая.
В реальной медицинской практике основным методом оценки уровня глаукомного поражения зрительного нерва является периметрия. Современные автоматические периметры имеют широкие диагностические возможности, а число используемых стратегий достаточно велико. Слабой стороной этих приборов является отсутствие портативности и мобильности, а также необходимость выполнения исследований в специальных стационарных условиях, что резко ограничивает возможность их использования в местах, удаленных от офтальмологических центров.
Предпринимались и предпринимаются попытки минимизировать размер прибора для периметрии [7—9] в целях решения вопроса ранней диагностики глаукомы в районах, отдаленных от специализированных лечебных учреждений, но до настоящего времени это не дало значимых практических результатов. Наличие компактного и мобильного устройства для периметрии позволило бы оптимизировать процесс ранней диагностики глаукомы и мониторинга заболевания в выездных условиях, а также проводить полноценное обследование на дому.
С появлением современных цифровых технологий были предприняты попытки интегрировать периметр в очки виртуальной реальности (ВР) [10—12].
Цель настоящей работы — разработка метода исследования состояния поля зрения при помощи портативного и мобильного устройства для периметрии, выполненного на базе шлема ВР.
Материал и методы
Обследовано 30 глаз (26 добровольцев) с открытоугольной глаукомой II—III стадии с компенсированным ВГД (Ро≤19 мм рт.ст., что было достигнуто медикаментозно или в результате антиглаукомной операции). Состояние поля зрения исследовано при помощи пилотного образца портативного мобильного устройства для периметрии, созданного на базе специально сконструированной модификации шлема ВР (Патент РФ № 2634682, 2017).
На сферопериметрах классического образца для предъявления световых стимулов используется дуга или экран в форме чаши, близкой по форме к сферической, что позволяет сохранять постоянную стандартизированную дистанцию от глаза до поверхности, на которую проецируются стимулы. В случае применения шлема ВР для проецирования стимулов используется плоский жидкокристаллический экран, который отделен от глаза оптической системой, позволяющей комфортно видеть экран на близкой дистанции, даже при наличии пресбиопии.
Для получения на плоском экране шлема диагностической задачи, аналогичной той, которая ставится пациенту при использования сферопериметра, необходимо с учетом дисторсии трансформировать параметры световых стимулов (их размер, яркость и зоны предъявления). Результатом такого пересчета будет формирование «виртуальной сферы» на экране шлема, что обеспечивает адекватность результатов периметрических тестов независимо от того, где они проводились, — на сферопериметре или плоском экране шлема В.Р. Работа с виртуальной сферой позволила предложить для нового вида периметрии термин «виртуальная периметрия».
Рабочий прототип периметра на базе шлема ВР (ПВР) сконструирован и разработан компанией «Total Vision» (Россия). ПВР представляет собой модификацию шлема виртуальной реальности VR-2, разработанную для тренинга летчиков и космонавтов при работе на обучающих симуляторах (рис. 1).
Для медицинского использования шлема VR-2 проведена оригинальная доработка оптической системы, определены основные задачи дизайна для улучшения эргономики, создано специальное программное обеспечение для проведения периметрии с «дружественным» интерфейсом, позволяющее менять параметры исследования и наблюдать на компьютере за его процессом в режиме on-line (рис. 2).
Каждого пациента обследовали дважды с интервалом от 1 ч до 3 сут между исследованиями, первый раз — с использованием ПВР, второй — в аналогичном режиме с помощью анализатора Humphrey (Humphrey Field Analyser — HFA), что рассматривалось как группа контроля.
С применением ПВР проводили скрининговое исследование поля зрения в диапазоне до 30° от точки фиксации. В качестве стратегии исследования работы скрининг-программы выбрана схема теста 30−2, представленного в анализаторе Humphrey с предъявлением стимулов в 76 точках в исследуемом поле зрения, с шагом между точками по вертикальной и горизонтальной осям, равным 6° (рис. 3).
Яркость фонового свечения жидкокристаллического экрана ПВР соответствовала 31,5 апостильб. По желанию исследователя основные параметры программы тестирования могли меняться. В рамках данной работы по умолчанию выставлялись следующие параметры: цвет фона белый (по шкале RGB — R255G255B255), точка фиксации взора соответствовала размеру III по Гольдману (цвет R255G204B0). Выбран случайный порядок предъявления световых стимулов. Длительность каждого стимула составляла 200 мс, пауза между стимулами — 3 с, размер стимула соответствовал размеру III для периметрии по Гольдману (0,43 угловых градуса).
В проводимое скрининг-исследование заложена трехзонная стратегия, при которой первоначально предъявляется стимул надпороговой яркости. В случае, если пациент не реагирует, через некоторое время программа повторяет стимул в эту же точку с той же яркостью. Если это опять оказывается незамеченным, в эту точку подается максимально яркий сигнал.
Если на первый или второй (аналогичный по параметрам) стимул получен положительный ответ, программа фиксирует это как отсутствие скотомы. В случае, если ответа на надпороговый стимул не было, но пациент ответил на яркий стимул, программа регистрирует это как наличие относительной скотомы. Если ответ отсутствует на все три стимула, программа фиксирует результат как абсолютную скотому.
Исследование проводили в соответствии с Решением локального этического комитета ФГБНУ «НИИ глазных болезней» от 19 сентября 2017 г.
Ход исследования (рис. 4).
Протокол исследования. Пациента удобно усаживают на стул и проводят инструктаж, касающийся работы прибора и необходимых действий, до достижения полного понимания того, что он должен делать. На компьютере запускают диагностическую программу, при этом экран шлема начинает светиться в фоновом режиме. Шлем фиксируют на голове пациента так, чтобы он не доставлял дискомфорта. При этом следят, чтобы шлем не провисал под собственной тяжестью, а экран шлема был бы расположен перпендикулярно по отношению к линии взора пациента, направленного вперед, поскольку перекос шлема может быть причиной появления ложной серповидной скотомы в нижней части поля зрения. Пациента просят сфокусировать взор исследуемого глаза на точке фиксации в центре экрана, сохранять положение взора в течение всего времени исследования. В руку дают кнопку обратной связи, на которую он должен нажимать, когда увидит стимул, так же как это делается на других автоматических приборах для периметрии.
Для контроля правильности направления взора используют принцип Крокау, при котором в зону слепого пятна периодически подается световой стимул. Получение положительных ответов на ложные стимулы указывает на отклонение линии взора и позволяет составить представление о достоверности результатов. Сводка о положительных ответах на ложные стимулы отражается на экране компьютера on-line, а затем выносится на распечатку.
Проведена сравнительная оценка данных, полученных с помощью ПВР по тесту 30−2, и результатов у тех же пациентов при использовании анализатора Humphrey (HFA) (рис. 5).
Результаты и обсуждение
Пациенты хорошо переносили исследование. Признаков клаустрофобии во время исследования пациенты не проявляли.
Длительность исследования, в случае если пациент видел все стимулы и программе не было необходимости их повторять, составляет около 4,5 мин на каждый глаз. При наличии дефектов в поле зрения, если происходило повторение сигналов, время исследования могло продлиться до 8—9 мин. Полученные результаты скрининг-периметрии сохранялись в базе данных и одновременно выводились в виде распечатки (см. рис. 5).
Полученные результаты рассматривали как предварительные, поскольку необходима дальнейшая работа для улучшения не только методики, но и аппаратно-программного комплекса.
Сравнительный визуальный анализ результатов исследования зрительных функций, полученных с помощью ПВР при скрининговом исследовании по тесту 30−2, и результатов периметрии, полученных с использованием анализатора Humphrey, показал на изображениях высокую степень идентичности картин выпадения участков поля зрения.
Это позволяет сделать предварительные выводы о сопоставимости результатов исследований, полученных на обоих приборах. Тем не менее данная работа носит пилотный характер и в дальнейшем необходимо исследование на статистически значимой выборке.
При работе с ПВР выявлены технические недоработки, нуждающиеся в дальнейшем осмыслении и устранении. Необходимо достигнуть тщательного прилегания краев шлема к лицу для предотвращения постороннего попадания света, поскольку малейший световой отблеск отвлекает пациента, провести работу по улучшению санитарных характеристик уплотнительной прокладки, обеспечению эффективной вентиляции пространства под шлемом для предотвращения запотевания стекол оптической системы и контроля правильности направления линии взора, а также по улучшению эргономики шлема-периметра в целях создания для пациента необходимого уровня комфорта.
Наряду с этим нужно отметить неоспоримые достоинства периметра, выполненного на базе шлема ВР:
1. Шлем изолирует пациента от визуальных ощущений окружающего пространства, давая ему возможность видеть только то, что проецируется на экране. Это позволяет устранить отвлекающие факторы и усилить эффективность исследования.
2. Постоянный фоновый режим освещенности на обоих глазах создает условия для поддержания постоянного уровня темновой адаптации.
3. Мобильность и компактность ПВР позволяют его легко транспортировать и быстро приводить в рабочее состояние, что делает перспективным его использование в работе выездных медицинских бригад, а также для обследования на дому.
4. Возможность кодировать полученную информацию в электронный протокол позволяет применять ПВР в программах телемедицины, конфиденциально отправляя диагностическую информацию для расшифровки и архивации в отдаленный консультативный центр.
Заключение
Портативный периметр VR-2, выполненный на базе шлема виртуальной реальности, является удобным мобильным устройством для ранней диагностики глаукомы. Результаты скрининг-периметрии (тест 30−2), полученные с помощью ПВР, сопоставимы с данными периметрии, полученными с использованием анализатора Humphrey (HFA). В перспективе прибор может быть использован в выездных условиях при диспансеризациях и для работы офтальмолога на дому.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Сведения об авторах
Ермолаев Алексей Павлович — д-р мед. наук, ст. науч. сотр. отд. глаукомы
e-mail: ermolaeff127@yandex.ru