Введение
За последние 50 лет использования статической периметрии совершен настоящий прорыв в диагностике глаукомы. Вместо тестирования периферического поля зрения у офтальмологов появилась возможность оценивать дифференциальную световую чувствительность сетчатки в различных точках центрального поля зрения.
При выборе программы тестирования возникает проблема пространственного разрешения периметрии (рис. 1). Размеры стандартного стимула (размера III по Гольдману) не позволяют исследовать чувствительность всей сетчатки за короткий промежуток времени. С целью получения максимального объема информации и сокращения времени исследования следует выбрать такую схему предъявления стимула (тестовый паттерн), при которой в зоне максимального интереса будет высокая плотность тестовых точек, а в иных зонах — низкая.
Рис. 1. Иллюстрация пространственного разрешения периметрии.
Наиболее часто используют программу 24-2, в которой тестируется 54 точки в пределах 30° от точки фиксации. Эту программу учитывают в большинстве существующих классификаций глаукомы. Основными недостатками данной программы считаются математическое распределение стимулов и грубость оценки светочувствительности в макулярной зоне (лишь 4 точки в пределах 8° от точки фиксации). Современные компьютерные периметры обладают широкими возможностями качественной и количественной оценки дефектов светочувствительности. Для корректной интерпретации результатов статической периметрии исследователю необходимо понимать принципы анализа данных и формат их представления в протоколе периметрического исследования.
Стандартная автоматическая периметрия в оценке дефектов светочувствительности
Наиболее часто используют протоколы Single Field Analysis (SFA) в приборах Humphrey Field Analyzer (HFA) и Seven-in-One в периметрах Octopus, которые включают максимальное количество информации на одной странице.
В протоколе фиксируются данные пациента, параметры проводимого исследования, показатели достоверности полученных результатов: число ложноположительных и ложноотрицательных ответов, данные о потере фиксации.
Периметрическое тестирование заключается в исследовании пороговых значений светочувствительности и сравнении полученных данных с возрастной нормой. Результаты компьютерного анализа поля зрения в протоколе представлены в следующих трех видах:
1) в виде карт численного отклонения от возрастной нормы;
2) в виде карт вероятности дефектов;
3) в виде периметрических индексов.
В протоколе исследования указаны числовые значения порогов светочувствительности и их потерь в сравнении с возрастной нормой. Для лучшей наглядности дефекты поля зрения приведены в серошкальном (или цветовом) изображении, а также в виде карт вероятностей дефектов (с учетом и без учета диффузного дефекта) [1]. Имеется шкала для чтения карт вероятности, где самая светлая штриховка соответствует Р>5% (порог светочувствительности в данной точке не отличается от нормальных значений с вероятностью более 5%), а самая темная — Р<0,5% (уровень светочувствительности встречается у здоровых лиц менее чем в 0,5% случаев). Карта вероятностей удобна в сомнительных диагностических ситуациях, а также для оценки динамики прогрессирования [2] (рис. 2).
Рис. 2. Карта вероятностей для результата периметрии и легенда для ее расшифровки.
Для оценки дефектов светочувствительности в программном обеспечении приборов заложены периметрические индексы, несколько различающиеся в периметрах HFA и Octopus [3].
MD (Mean Deviation, или Mean Defect) — значение среднего отклонения светочувствительности от возрастной нормы [4]. Предназначено для количественной оценки общей потери светочувствительности. Индекс MD характеризует выраженность диффузных или больших локальных дефектов. Помутнение оптических сред значительно влияет на этот индекс, что может приводить к ошибочной интерпретации его значения [5].
PSD (Pattern Standart Deviation), или sLV (square root of Loss Variance), — стандартное (среднеквадратичное) отклонение паттерна. Этот индекс соответствует усредненному значению глубины дефекта без учета среднего отклонения светочувствительности (MD) [6]. PSD, или sLV, характеризует глубину локальных дефектов и неравномерность поля зрения (рис. 3). Следует учитывать, что значения этого индекса близки к нулю как при нормальной светочувствительности сетчатки, так и при отсутствии предметного зрения.
Рис. 3. Оценка информативности периметрических индексов при различных изменениях холма зрения пациента.
а — при диффузном снижении светочувствительности изменяется индекс MD; б — при локальных дефектах более показателен индекс PSD (или sLV).
VFI (Visual Field Index, используется в периметрах HFA) — индекс поля зрения, оценивающий общее состояние светочувствительности сетчатки в процентах [7, 8]. Расчет этого индекса производится на основании карты вероятностей локальных дефектов, что позволяет исключить влияние помутневших оптических сред [9]. VFI показал высокую чувствительность в оценке прогрессирования глаукомы [10].
Кривая Бебье (используется в периметрах Octopus) — кумулятивная кривая значений светочувствительности всех точек, выстроенная в порядке убывания пороговых значений [11]. Общий сдвиг кривой вниз указывает на диффузное снижение светочувствительности, резкое падение правой части кривой свидетельствует о локальных дефектах.
В протокол SFA периметров Humphrey также входит результат глаукомного теста полуполей (GHT) [2] (рис. 4). Этот тест основан на сравнении светочувствительности в десяти секторах, расположенных в верхней и нижней половинах поля зрения [12]. Точки в каждом секторе соответствуют определенным нервным волокнам сетчатки. Пять секторов в верхней половине поля зрения расположены зеркально по отношению к нижним пяти секторам. Для анализа используется оценка асимметрии в зеркальных зонах верхней и нижней половин поля зрения [13].
Рис. 4. Разделение центрального поля зрения на 10 секторов согласно нормальной анатомии нервных волокон (Glaucoma Hemifield Test).
В периметрах Octopus сравнение светочувствительности в зеркально расположенных секторах проводится с применением кластерного анализа (Cluster Analysis). Точки поля зрения, располагающиеся по ходу одного пучка нервных волокон сетчатки, группируются и используются для вычисления среднего кластерного дефекта светочувствительности (Cluster MD) [14]. Анатомически ориентированная процедура усреднения, используемая в кластерном анализе, значительно уменьшает амплитуду колебаний в пределах кластера (рис. 5). Это улучшает чувствительность анализа к ранним глаукомным изменениям [15]. Итоговый результат получается после исключения диффузного дефекта — скорректированный кластерный анализ (Corrected Cluster Analysis).
Рис. 5. Дизайн кластерного анализа.
Следует отметить, что кластеры не являются строго симметричными, но для упрощения их изображают в виде симметричного графика.
В периметрах Octopus помимо кластерного анализа проводится анатомически ориентированный полярный анализ [16]. В нем предоставлена информация об ожидаемом расположении морфологических повреждений нейроретинального пояска (НРП) в диске зрительного нерва (ДЗН). Каждый дефект поля зрения совмещается с пучком нервных волокон, который ему гипотетически соответствует [17] (рис. 6). Затем на схему ДЗН под определенным углом, соответствующим локализации дефекта, наносится вектор, длина которого отражает потерю светочувствительности в дБ. Данный анализ полезен для подтверждения структурно-функциональной взаимосвязи при изменениях, обусловленных глаукомой [18].
Рис. 6. Схема полярного анализа.
Полярный анализ используется для выявления корреляции между результатами периметрии и структурными изменениями диска зрительного нерва [17].
Программное обеспечение современных компьютерных периметров предоставляет широкие возможности для анализа пороговых значений светочувствительности сетчатки [19]. В настоящее время существует много классификаций глаукомы, основанных на результатах периметрического исследования.
Классификации глаукомы, основанные на результатах статической периметрии
Статическая периметрия в настоящее время является «золотым стандартом» в диагностике глаукомы. По результатам периметрического исследования можно как впервые диагностировать глаукому, так и проводить динамическое наблюдение для выявления прогрессирования [20]. Большинство опубликованных классификаций стадий глаукомного процесса используют результаты периметрического исследования. До развития метода статической периметрии стадии глаукомы описывались при помощи кинетической периметрии.
Длительное время за рубежом использовалась классификация, предложенная E. Aulhorn и H. Karmeyer. В ней разделение на 5 стадий глаукомы проведено на основании вида и размера скотом [21]. В 1967 г. B. Esterman создал схему оценки потери поля зрения в центральной зоне с учетом относительной функциональной важности отдельных точек [22]. Большинство исследуемых секторов располагалось в центральной зоне поля зрения. Недостатком этого способа анализа данных является одинаковая ценность дефектов, выявленных в центральной зоне и на крайней периферии [23]. Сетка B. Esterman положила начало более подробному исследованию центрального поля зрения и интегрирована в базу данных компьютерной периметрии.
Статическая периметрия оказалась эффективней кинетической в выявлении ранних функциональных дефектов при глаукоме, поэтому большинство существующих в настоящее время классификаций используют данные именно статической периметрии.
Классификации глаукомы, основанные на количестве и глубине дефектов светочувствительности
Опубликовано значительное количество систем для определения стадии глаукомы, основанных на подсчете поврежденных точек [24]. Одной из наиболее популярных оказалась классификация E. Hodapp, R. Parrish и D. Anderson (H-P-A). В ней учитываются такие критерии, как индекс MD и количество дефектных точек по карте вероятностей (табл. 1), а также их расположение относительно точки фиксации [25]. Недостатками этой классификации считаются лишь 3 стадии, а также трудность подсчета дефектов в ежедневной клинической практике. Наличие хотя бы одного поврежденного локуса светочувствительности в пределах 5° от точки фиксации по данной классификации считается признаком далеко зашедшей стадии глаукомы. Учитывая современные представления о локализации ранних глаукомных дефектов, это не всегда клинически оправданно. Классификация R. Mills и соавт. (2006) является усовершенствованной версией системы H-P-A, в ней учтены 6 стадий глаукомы [26]. Основным недостатком этой системы считается еще более сложный алгоритм подсчета поврежденных точек, который невозможен в условиях ежедневной клинической практики. Наиболее подробная классификация предложена в работе Advanced Glaucoma Intervention Study (AGIS) [27]. В ней сравниваются количество и глубина дефектов светочувствительности в секторах верхней и нижней половин поля зрения. Всего в данной классификации учитываются 20 стадий глаукомы. Эта система малоприменима в клинической практике, однако полезна в научных целях. Для использования этой системы необходима специальная компьютерная программа. Сходный принцип используется в классификации, разработанной в исследовании Collaborative Initial Glaucoma Treatment Study (CIGTS) [28].
Таблица 1. Классификация стадий глаукомы по E. Hodapp, R. Parrish, D. Anderson*
| Минимальный набор критериев для диагностики глаукомной оптической нейропатии |
| — GHT не соответствует норме по крайней мере для 2 измерений; или — группа из ≥3 смежных точек на карте стандартных отклонений (в пределах одной гемисферы) имеет значения P<5%, при этом одна из них с P<1% при двух последовательных измерениях; или — скорректированное PSD имеет значения P<5% при двух последовательных измерениях |
| Классификация по стадиям |
| Стадия ранних изменений: — MD меньше –6 дБ; — на карте стандартных отклонений менее 25% точек (18) имеют P<5% и менее 10 точек — P<1%; — все точки в центральных 5° должны иметь чувствительность по крайней мере 15 дБ. Стадия умеренных изменений: — MD меньше –12 дБ; — на карте стандартных отклонений менее 50% точек (37) имеют Р<5% и менее 20 точек — Р<1%; — ни одна точка в центральных 5° не может иметь чувствительность 0 дБ; — только одно полуполе может иметь точку с чувствительностью <15 дБ в пределах 5° фиксации. Тяжелая (далеко зашедшая) стадия — MD больше –12 дБ; — на карте стандартных отклонений более 50% точек (37) имеют Р<5% и более 20 точек — P<1%; — по крайней мере одна точка в центральных 5° имеет чувствительность 0 дБ; — точки в центральных 5° имеют чувствительность <15 дБ на обоих полуполях. |
Примечание. * — адаптировано в [32].
Классификации H-P-A, AGIS и CIGTS применимы при локальных дефектах, однако при диффузном снижении светочувствительности их использование не всегда целесообразно. В целях облегчения клинической интерпретации данных предложено использовать периметрические индексы для определения стадии глаукомы.
Классификации глаукомы, основанные на периметрических индексах
Первой такой классификацией оказалась система S. Gollamudi и соавт. В ней предложен индекс (OCLV(–)MD) для определения стадии глаукомы [29]. Ранняя стадия характеризуется положительным знаком индекса, развитая — отрицательным значением, близким к нулю, далеко зашедшая — отрицательным индексом. Эта ориентировочная система не применялась в клинической практике, однако послужила примером для последующей классификации, предложенной P. Brusini [30]. Данная система названа Glaucoma Staging System (GSS), она позволила определять не только выраженность периметрических дефектов, но и тип повреждения (диффузный или локальный). В дальнейшем эта система была усовершенствована (рис. 7) [21, 31].
Рис. 7. Схема определения стадии глаукомы по периметрическим индексам [21].
В отечественной офтальмологии до сих пор используют классификацию, разработанную в 1975 г. А.П. Нестеровым и А.Я. Буниным (табл. 2) [33]. В ней стадии глаукомы определяются по морфофункциональному состоянию зрительного нерва. Учитываются результаты кинетической периметрии и состояние ДЗН. Выделено четыре стадии глаукомы: начальная (I), развитая (II), далеко зашедшая (III) и терминальная (IV).
Таблица 2. Классификация первичной глаукомы по А.П. Нестерову и А.Я. Бунину [33]
| Форма | Стадия | Состояние уровня внутриглазного давления | Динамика зрительных функций |
| Закрытоугольная Открытоугольная Смешанная | Начальная (I) Развитая (II) Далеко зашедшая (III) Терминальная (IV) | Нормальное (A) Умеренно повышенное (B) Высокое (C) | Стабилизированная Нестабилизированная |
| Подозрение на глаукому | |||
| Острый приступ закрытоугольной глаукомы | |||
С развитием статической периметрии предприняты попытки усовершенствовать данную классификацию. В трехкомпонентной классификации глаукомы по В.В. Волкову для определения стадии глаукомы предлагается оценивать уровень экскавации ДЗН и проводить поточечную регистрацию скотом с определением их локализации и глубины [34, 35]. В работе Л.А. Запорожец предложено определять стадию глаукомы по индексу среднеквадратичного отклонения (sLV) [36]. В работе В.Н. Алексеева и Л.А. Запорожец выделено пять стадий глаукомы на основании метода визуального формирования квадрантов в центральном поле зрения (табл. 3) [37]. Этот метод заключается в мысленном объединении всех выявленных скотом в квадранты и подсчете полученных данных.
Табл. 3. Классификация глаукомы по В.Н. Алексееву, Л.А. Запорожец [37]
| Стадия глаукомы | Изменения центрального поля зрения |
| I — латентная | Скользящие дефекты |
| II — начальная | 1 квадрант |
| III — развитая | 2 квадранта |
| IV — далеко зашедшая | 3 квадранта |
| V — терминальная | Светоощущение |
Классификация, предложенная А.П. Нестеровым и А.Я. Буниным, считается наиболее удобной для практического применения, поэтому она до сих пор актуальна.
Основным критерием определения стадии глаукомы является результат стандартной автоматической периметрии [38]. Ограничением данного метода считается его малая чувствительность к ранним изменениям, обусловленным глаукомой. Известно, что функциональные изменения выявляются при потере более 40% ганглиозных клеток сетчатки (ГКС) [39]. Помимо ГКС при глаукоме в первую очередь повреждаются их аксоны — нервные волокна сетчатки, а также внутренний плексиформный слой [40]. Описана топографическая взаимосвязь между локализацией структурных и периметрических дефектов (рис. 8) [41—43]. В современных периметрах можно провести анализ данной корреляции (тест полуполей, кластерный и полярный анализ). Появляются классификации глаукомы, основанные на сочетании данных периметрии и оптической когерентной томографии [44].
Рис. 8. Схематичное изображение локусов светочувствительности по отношению к анатомии слоя нервных волокон сетчатки.
Для ранней диагностики глаукомы при помощи статической периметрии необходимо проводить исследования с учетом структурно-функциональной корреляции. Для этого можно изменять программы тестирования в соответствии с топографией внутренних слоев сетчатки.
Анатомия внутренних слоев сетчатки в норме и при глаукоме
Как отмечено в первой части обзора, ганглиозные клетки (ГК) в сетчатке распределены неравномерно. Максимальная плотность клеток (30% от общего количества) наблюдается в макулярной зоне (8° от точки фиксации) [45]. В свою очередь, в точках, соответствующих внешней зоне исследования центрального поля зрения (20—30° от точки фиксации), плотность ГК в 10 раз меньше [46]. В назальной части сетчатки ГК в среднем на 42% больше, чем в темпоральной [45]. На периферии сетчатки клеток оказывается еще меньше.
В среднем расстояние от fovea centralis до центральной точки ДЗН составляет 14,8±0,9° по горизонтальному меридиану, а смещение центров по вертикали составляет 6,3±3,0° [47]. В зависимости от длины передне-задней оси глаза расположение аксонов ГК сетчатки у людей может незначительно различаться. Однако для всех человеческих глаз существуют единые анатомические принципы топографии клеток сетчатки.
Аксоны ГКС, расположенных в парацентральных отделах сетчатки, направляются к ДЗН в виде дуговых волокон. Они начинаются от горизонтального шва сетчатки в ее височной половине, огибают макулярную зону и формируют группу пучков нервных волокон в верхневисочных и нижневисочных отделах диска зрительного нерва. Аксоны ГКС макулярной зоны формируют папилломакулярный пучок. Он смещает дуговые нервные волокна к верхнему и нижнему полюсам ДЗН. Существует строгое разделение топографии нервных волокон: аксоны ГКС не пересекают горизонтальный шов сетчатки. В медиальной (носовой) части ДЗН собираются аксоны от ГК носовой сетчатки, а в латеральной (височной) части представлены аксоны ГК височной части сетчатки, включая и макулярную область.
Нервные волокна сетчатки направляются к ДЗН и формируют его НРП [48]. Данная зона является наиболее чувствительной к глаукомным повреждениям из-за компактной группировки аксонов ГК. Толщина слоя нервных волокон сетчатки в НРП различается в зависимости от сектора. Для оценки состояния НРП описано правило ISNT. Максимальная толщина наблюдается в нижнем секторе (Inferior), а минимальная — в височном (Temporal) [49]. Нарушение правила ISNT является одним из диагностических критериев развития глаукомного процесса [50].
Из-за большой плотности нервных волокон в НРП его секторальное повреждение приводит к возникновению дефектов светочувствительности в различных участках поля зрения [41]. Например, аксоны, идущие от клеток парацентральной зоны сетчатки, в ДЗН совершают перекрест и сближаются с аксонами от крайней периферии соответствующей стороны. Повреждение НРП в этой зоне приводит к возникновению дефектов поля зрения одновременно в далеко отстоящих участках — на крайней носовой периферии и в парацентральной зоне.
При глаукомной оптической нейропатии в первую очередь происходит истончение слоя нервных волокон в верхневисочном и нижневисочном секторах НРП. Из них наиболее уязвимым считается нижневисочный сектор НРП. Его повреждение приводит к развитию дугообразной скотомы в верхней половине центральных 10° [51]. Появление этой скотомы считается наиболее ранним периметрическим признаком глаукомы и зачастую выявляется лишь при углубленном исследовании центральных 10° поля зрения (программа 10-2). Эта программа выявляет ранние изменения в макулярной зоне значительно чаще, чем программа 24-2 [52, 53]. Это обусловлено разной плотностью тестируемых точек в пределах центральных 10°. Если в программе 10-2 в этой зоне исследуется 68 точек, то в 24-2 — 12 точек. А в макулярной зоне (8°) тестируется и того меньше — лишь 4 точки. В работе H. Nakanishi и соавторов (рис. 9) показано, что тестирование центральных 10° поля зрения оказывается наиболее важным для оценки функционального состояния верхневисочного и нижневисочного секторов НРП [54].
Рис. 9. Изображение топографического соотношения поля зрения и слоя нервных волокон сетчатки [54].
а — представлено 116 тестовых точек, полученных при совмещении программ 24-2 и 10-2. Функциональное состояние наиболее уязвимых при глаукоме секторов нейроретинального пояска (красный, зеленый и синий цвета); б — с учетом структурно-функциональной корреляции центральную зону поля зрения можно разделить на 7 кластеров, которые соответствуют определенным секторам нейроретинального пояска.
В настоящее время предпринимаются попытки улучшить чувствительность программы 24-2 в ранней диагностике глаукомы. Одним из способов является включение дополнительных локусов исследования в макулярную зону. В периметрах Humphrey 3-го поколения появилась программа 24-2С, которая тестирует 22 точки в макулярной зоне в соответствии с ходом нервных волокон. В работах D. Hood и соавт. [56] и S. Chen и соавт. [55] предложено добавить две фиксированные точки в пределах 10°. Эти точки соответствуют ходу нервных волокон, наиболее часто повреждающихся при глаукоме. В работе A. Ehrlich и соавторов предложено добавить 16 точек из программы 10-2, в которых чаще всего выявляются дефекты светочувствительности при глаукоме (рис. 10) [57]. Использование этого подхода приводит к увеличению времени тестирования на треть. Недостатком описанных методов считается фиксированное расположение точек, что может не учитывать индивидуальных различий в топографии нервных волокон сетчатки.
Рис. 10. Верхняя и нижняя половины теста центральных 10° поля зрения [57].
Слева красным цветом нанесены дополнительные точки к стандартным локусам теста 24-2 (обозначены синим цветом). Справа представлены вероятности (в процентах) выявления дефекта при использовании теста 10-2.
Другим способом улучшения чувствительности программы 24-2 является изменение локализации стимулов в соответствии с топографией нервных волокон. В периметрах Octopus используется G program, тестирующая 58 анатомически расположенных локусов исследования в пределах 26°. Предложены программы с расположением стимулов в соответствии с расположением ГКС и стимулов мультифокальной электроретинографии [58]. Перспективным считается персонализированное расположение стимулов — в соответствии с особенностями топографии клеток сетчатки конкретного пациента [59, 60]. Такие работы проводились и для программы 10-2 [60].
Заключение
В настоящее время исследование центрального поля зрения является обязательным в диагностике глаукомы. В абсолютном большинстве классификаций глаукомы использованы данные периметрического исследования, учитываются число и глубина дефектов или значения периметрических индексов [61]. Разнообразие существующих систем свидетельствует о том, что пока нет идеальной классификации. Для улучшения чувствительности статической периметрии в ранней диагностике оптимизируется расположение стимулов в соответствии с топографией внутренних слоев сетчатки. С учетом структурно-функциональной корреляции становится необходимым более подробное исследование центральных 10° поля зрения. Перспективным направлением является использование персонализированных карт расположения стимулов — с учетом топографии слоя нервных волокон сетчатки конкретного пациента.
В представленном обзоре проанализированы данные литературы о возможностях применения компьютерных периметров в оценке дефектов светочувствительности, о стадиях глаукомы, а также о путях развития статической периметрии для более ранней диагностики.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.