В диагностике глаукомы и при прогнозировании развития глаукомной оптической нейропатии (ГОН) офтальмологи учитывают характерные признаки, наличие которых повышает возможность выявления этого заболевания на момент обследования или в ближайшие несколько лет. Эти признаки выделены в отдельные группы и названы факторами риска (ФР). Различают системные и локальные ФР. Отягощенная наследственность по глаукоме, зрелый и пожилой возраст, изменения вязкости и свертываемости крови, сниженный уровень перфузионного давления, артериальная гипотензия и гипертензия, сахарный диабет являются системными ФР [1]. К локальным ФР, которые все же не имеют высокой чувствительности и специфичности в диагностике глаукомы, относятся миопия средней и высокой степени, раннее развитие пресбиопии, толщина роговицы в оптической зоне менее 520 мкм, выраженная пигментация трабекулярного аппарата, псевдоэксфолиативный синдром, перипапиллярная хориоретинальная атрофия, воспалительные заболевания глаз в анамнезе, применение стероидных препаратов [2, 3].

Основной симптоматической триадой глаукомы являются: постоянное или периодическое повышение уровня внутриглазного давления (ВГД), характерные изменения полей зрения, атрофия диска зрительного нерва с формированием патологической экскавации.

Одним из основных признаков, с которого начинается диагностика глаукомы, является повышенный уровень ВГД, превышающий толерантное значение, его асимметрия и патологические суточные колебания [4].

В последние годы повышенному уровню ВГД в патогенезе глаукомы отводится, казалось бы, второстепенная роль одного из факторов, влияющих на развитие и прогрессирование патологического процесса. Однако это единственный регулируемый фактор, с правильной оценки и нормализации которого начинается лечение этого тяжелого, прогрессирующего нейродегенеративного заболевания. При глаукоме не всегда можно оказать влияние на многие звенья патогенетического процесса, поэтому основные медикаментозные, лазерные и хирургические методы лечения заболевания направлены прежде всего на снижение и нормализацию уровня ВГД. Кроме того, определение значений офтальмотонуса является основой скрининга для выявления глаукомы [5]. Как показали исследования последних лет, точность его измерения традиционными методами в значительной степени зависит от биомеханических свойств фиброзной оболочки глаза [6—8].

В клинической практике врачи оценивают уровень ВГД, применяя различные офтальмотонометры. Измерение происходит через оболочки глаза, и, хотя полученные результаты характеризуют уровень ВГД, они не являются истинными.

Регистрируемые таким образом показатели тонометрии чаще всего сравнивают со среднестатистической нормой, в некоторых случаях дополнительно учитывают возраст пациента, рефракцию, значения артериального давления и стадию глаукомы.

Среднестатистическую норму высчитывают как для тонометрического показателя ВГД (P_t) (от 16 до 26 мм рт.ст.), так и для истинного (P_o) (от 10 до 21 мм рт.ст.). P_o также является расчетным показателем. В зависимости от величины передне-задней оси (ПЗО) глаза и, как следствие, от рефракции меняется толерантное давление (при величине ПЗО, превышающей 25 мм, у больных ГОН верхней границей толерантного уровня ВГД считается 14 мм рт.ст.). Созданы таблицы зависимости показателя толерантного уровня ВГД от возраста и уровня диастолического артериального давления (ДАД) [2]. Такой в достаточной степени приблизительный и запутанный подход может приводить к серьезным диагностическим ошибкам.

Определить толерантный уровень ВГД можно с помощью измерения пульсового глазного кровотока — флоуметрии. С этой целью применяют модифицированный пневмотонометр (Dicon Diagnostics Paradigm Blood Flow Analyzed), связанный с микрокомпьютером для измерения уровня ВГД приблизительно 200 раз за секунду. Тонометр прикладывают к роговице на несколько секунд. По амплитуде волны пульса ВГД рассчитывают изменение глазного объема. Считают, что пульсация ВГД — разница между систолическим и диастолическим глазным кровотоком. Допускают, что это первичный хориоидальный кровоток, так как он составляет примерно 80% объема циркуляции глаза. Выявлено, что у пациентов с глаукомой по сравнению со здоровыми пульсовой глазной кровоток значительно снижен [9]. К недостаткам этого способа следует отнести необходимость использования анестезии, крупногабаритной аппаратуры и расходного материала, а также то, что полученный результат измерения не учитывает биомеханических свойств оболочек глаза, изучению которых в настоящее время уделяется большое внимание.

Наибольшую востребованность в современной офтальмологической клинической практике приобрело исследование биомеханических параметров фиброзной оболочки глаза с помощью анализатора вязкоэластических свойств (Ocular Response Analyzer — ORA) [10]. Прибор, принцип работы которого основан на двунаправленной пневмоапланации роговицы, позволяет определить уровень роговично-компенсированного ВГД (ВГД_рк) — параметр, предложенный с целью снижения влияния особенностей роговицы и склеры на результат офтальмотонометрии. Однако нормативные значения данного показателя для разных групп пациентов в настоящее время отсутствуют.

Вместе с тем в некоторых клинических ситуациях измеряемые прибором показатели не совсем адекватно отражают ожидаемые изменения свойств фиброзной оболочки глаза, что требует поиска как новых способов исследования, так и альтернативных подходов к анализу данных этого метода.

В то же время такие биомеханические показатели, как роговичный гистерезис (CH) и фактор резистентности роговицы (CRF), имеют значительный диапазон физиологической нормы, что затрудняет их оценку при крайних значениях.

Для повышения чувствительности и специфичности диагностики глаукомы на основании анализа биомеханических свойств роговицы применяют соотношение CH/CRF, характеризующее напряжение фиброзной оболочки глаза, обусловленное ВГД и в норме приближающееся к значению 1,0. Однако необходимо отметить, что такая ситуация наблюдается лишь на глазах со средними биомеханическими свойствами. Соотношение CH/CRF при снижении жесткости фиброзной оболочки увеличивается и, наоборот, при увеличении жесткости фиброзной оболочки становится менее 1,0 в здоровых глазах [11].

Аналогичные недостатки характерны для ближайшего аналога — способа прогнозирования риска развития и прогрессирования глаукомы путем определения и анализа биомеханического коэффициента роговицы, вычисляемого по формуле:

K=CH/CCT×50 (1),

где K — биомеханический коэффициент роговицы; CH — роговичный гистерезис; CCT — центральная толщина роговицы.

При значении менее 0,82 прогнозируют риск развития и прогрессирования глаукомы [12].

Особенностью данного способа является применение дополнительного контактного исследования — пахиметрии. Толщина роговицы — параметр весьма вариабельный и часто не коррелирующий с ее биомеханическими свойствами.

Все перечисленное стало поводом для создания коэффициента биомеханического напряжения, который должен характеризовать изменения фиброзной оболочки глаза под влиянием ВГД и служить критерием для оценки компенсации офтальмотонуса. Принято решение использовать для расчета только стандартные показатели, которые отражены в протоколе исследования с помощью двунаправленной пневмоапланации роговицы. Экспорт данных программой позволяет анализировать более 20 дополнительных переменных, однако это усложняет получение результата. Очевидно, что биомеханическое напряжение пропорционально уровню ВГД и обратно пропорционально показателям вязкоэластических свойств. В качестве интегральной характеристики биомеханических свойств фиброзной оболочки глаза мы использовали сумму роговичного гистерезиса и фактора резистентности. В качестве показателя офтальмотонуса выбран уровень ВГД, аналогичный тонометрии по Гольдману (IOP_g). Этот параметр является более «стандартным». Для него доказана роль в развитии глаукомы, и его измерение прибором выполняется по более простому алгоритму. Таким образом, мы получили формулу коэффициента биомеханического напряжения фиброзной оболочки глаза (K_bs):

(2),

Коэффициент представляет собой безразмерную величину [13].

Цель исследования — определить диапазон нормальных значений K_bs и оценить его специфичность и чувствительность как критерия степени компенсации ВГД.

Материал и методы

Работа состояла из двух частей.

Диапазон нормальных значений K_bs был определен в рамках одномоментного клинического исследования с использованием ретроспективных данных в группе из 400 человек (800 глаз) в возрасте от 45 до 75 лет (средний возраст — 62,2±7,1 года) без существенной офтальмопатологии (контрольная группа). Участники этой группы проходили повторное обследование в отделе глаукомы, и диагноз не подтвержден.

Критериями включения в исследуемую группу лиц без существенной офтальмопатологии являлись: нормальный уровень и симметричное ВГД в диапазоне от 12 до 20 мм рт.ст. (по Гольдману); стабильные морфофункциональные параметры при повторном обследовании с помощью методов статической периметрии и конфокальной офтальмоскопии за период не менее 6 мес; отсутствие изменений в переднем отрезке глаза, таких как патологическая пигментация, разрушение зрачковой каймы, псевдоэксфолиативные отложения, гониодисгенез (по данным методов биомикроскопии и гониоскопии), указывающих на возможные нарушения глазной гидродинамики.

Критериями исключения являлись: все состояния, влияющие на возможность достоверного проведения исследования методом двунаправленной апланации роговицы.

Во второй части работы, которая посвящена изучению специфичности K_bs в диагностике первичной открытоугольной глаукомы, проведено одномоментное когортное исследование, в рамках которого обследована группа из 673 пациентов (1346 глаз) в возрасте от 43 до 78 лет (средний возраст — 61,6±8,1 года) с впервые выявленной первичной открытоугольной некомпенсированной глаукомой.

Возрастной и гендерный состав в обеих исследуемых группах был сопоставимым.

Наряду со стандартным офтальмологическим обследованием для верификации диагноза всем пациентам выполняли оптическую когерентную томографию (ОКТ) дисков зрительных нервов, электрофизиологические исследования, такие как определение порога электрической чувствительности, лабильности зрительного нерва, критической частоты слияния мельканий (КЧСМ), зрительных вызванных потенциалов коры головного мозга (ЗВКП).

Для исследования вязкоэластических свойств фиброзной оболочки глаза и уровня ВГД с последующим расчетом K_bs пациентам обеих групп выполняли динамическую двунаправленную пневмоапланацию роговицы с помощью прибора Ocular Response Analyzer.

Исследование проводили в положении пациента сидя. Особое внимание уделяли исключению факторов, влияющих на показатели ВГД (при необходимости пациентам предлагали ослабить тугой воротник или галстук, расслабиться, не задерживать дыхание и т.п.).

На каждом глазу проводили не менее трех измерений, что связано с зависимостью результатов от кровенаполнения сосудистой оболочки в течение сердечного цикла и дыхания пациента. Качество проведения исследования оценивали по форме корнеограммы и автоматическому критерию Waveform Score (WS).

Форма корнеограммы и высота пиков апланации, кроме биомеханических особенностей фиброзной оболочки глаза, зависят от качества отражающей способности поверхности роговицы, поведения пациента во время исследования (это положение головы, движения глазного яблока, напряжение век, открытие глазной щели и др.). Признаками достоверного исследования служат: наличие гладкого подъема корнеограммы до первого пика, примерно равная высота пиков, отсутствие их удвоения и зазубренности. Упрощением оценки достоверности исследования является использование критерия WS. Исследования со значением менее 5 считаются недостоверными, со значением от 5 до 7 — достоверными, со значением более 7 — высокодостоверными.

Измеренные в ходе исследования значения IOP_g, CH и CRF подставляли в формулу расчета K_bs.

Статистическая обработка полученных результатов выполнена с помощью программного обеспечения MS Excel и MedCalc.

Результаты и обсуждение

Значение K_bs у исследуемых контрольной группы в среднем составило 0,80±0,10 с диапазоном значений от 0,60 до 1,09 (табл. 1).

Таблица 1. Значения показателей, измеряемых с помощью двунаправленной апланации, и значения K_bs у исследуемых контрольной группы

Примечание. Здесь и в табл. 2: Min—max — диапазон «минимальное значение — максимальное значение».

На основании полученных результатов мы установили, что пограничным значением K_bs (p<0,05) является 1,0 (среднее значение +2σ). Превышение верхнего предела на 1σ можно считать пограничным диапазоном (в котором будут сочетаться норма и патология), а значения K_bs более 1,1 являются патологическими. Таким образом, значение K_bs может служить критерием для установления компенсации офтальмотонуса.

Для оценки специфичности K_bs использованы результаты исследования с помощью ORA из базы данных прибора. Возрастной и гендерный состав пациентов сопоставим с таковым у лиц из группы без существенной офтальмопатологии (контроль). Получены значения K_bs в диапазоне от 0,97 до 2,01 (табл. 2).

Таблица 2. Значения показателей, измеряемых с помощью двунаправленной апланации, и K_bs у пациентов с впервые выявленной некомпенсированной открытоугольной глаукомой

При K_bs менее 1,0 считаем текущий уровень ВГД (IOP_cc) компенсированным и вероятность развития и прогрессирования глаукомы низкой. В случае, когда K_bs равен или превышает 1,1, оцениваем уровень ВГД как повышенный и прогнозируем высокий риск развития или прогрессирования глаукомы. При пограничных значениях K_bs (от 1,0 до 1,09) дополнительно учитываем другие факторы риска, основными из которых являются развитая и далеко зашедшая стадия глаукомы, пожилой и старческий возраст пациента, артериальная гипотония.

При анализе результатов установлено, что K_bs менее 1,0 отмечен в 2% случаев (4 глаза), менее 1,1 — в 19,5% случаев (78 глаз). Таким образом, специфичность K_bs при некомпенсированном уровне ВГД у пациентов с глаукомой составляет 81,5%, относительная специфичность (включая пограничный диапазон) — 98%.

Анализ чувствительности и специфичности K_bs для исходных рядов данных проведен также с помощью ROC-анализа, который подтвердил клинико-статистическое значение коэффициента. Для значений K_bs более 0,95 выявлена 100% чувствительность данного метода оценки риска прогрессирования заболевания, при этом значение специфичности составляет 92,5% (см. рисунок, а).

ROC-кривые чувствительности и специфичности для пограничного значения K_bs>0,95 (а), K_bs>1,0 (б), K_bs>1,1 (в).

При значениях K_bs более 1,0 отмечается максимальное диагностическое соотношение: чувствительность 98,2% и специфичность 96,1% (см. рисунок, б). Площадь под кривой (AUC) при этом составляет 0,997 (95% ДИ 0,993—0,999). Статистическая значимость результатов очень высокая (p<0,0001) (табл. 3).

Таблица 3. Значения площади под ROC-кривой (AUC) при значениях критерия K_bs>1,0

Следует отметить, что при значениях K_bs более 1,1 его специфичность достигает 100% (см. рисунок, в).

Выводы

1. На репрезентативной группе (1073 участника, 2146 глаз) с использованием основных показателей двунаправленной пневмоапланации роговицы (роговичного гистерезиса, фактора резистентности роговицы и аналогичного тонометрии по Гольдману уровня внутриглазного давления) разработан специальный коэффициент биомеханического напряжения фиброзной оболочки глаза.

2. Коэффициент биомеханического напряжения фиброзной оболочки глаза характеризует изменения фиброзной оболочки глаза под влиянием внутриглазного давления и может служить критерием для установления степени компенсации офтальмотонуса.

3. Пограничным значением коэффициента биомеханического напряжения фиброзной оболочки глаза является 1,0. При его значениях в диапазоне от 1,0 до 1,09 для оценки компенсации офтальмотонуса необходимо учитывать дополнительные факторы риска прогрессирования глаукомы. В случаях, когда коэффициент биомеханического напряжения фиброзной оболочки глаза равен или превышает 1,1, показатель офтальмотонуса считается повышенным и прогнозируется высокий риск развития или прогрессирования данного заболевания.

4. Проведенный клинико-статистический анализ продемонстрировал высокую чувствительность и специфичность коэффициента биомеханического напряжения фиброзной оболочки глаза в диагностике и лечении глаукомы в части, касающейся оценки степени компенсации офтальмотонуса.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: Антонов А.А., Козлова И.В.

Сбор и обработка материала: Антонов А.А., Козлова И.В.

Статистический анализ данных: Антонов А.А.

Написание текста: Козлова И.В.

Редактирование: Антонов А.А.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.