Офтальмология-опыт использования цветовой кампиметрии для диагностики и определения эффективности лечения заболеваний зрительного нерва и сетчатки

Experience of colour computerized campimetry use in the diagnosisand determination of treatment efficiency in optic nerve and retinapathology

Method of colour computerized campimetrymakes possible sensitivity of retina and optic nerve to colourand achromatic stimuli to determine, as well as the time, neededfor patient to perceive and answer for stimulus in visual field.Method is effective not only on clinic stage but also in preclinicpathology and allow to estimate treatment modalities efficiencywhile using data of brightness sensitivity thresholds and timeof sensorimotor reaction changes.

Theoretical fundamentals of colour perception and and time ofsensorimotor reaction for stimulus in visual field were put intobasis of computer programme «OCULAR» created for investigationof light and colour sensitivity of visual analyser in health anddifferent eye diseases. Estimation of brightness sensitivity thresholdsand time of sensorimotor reaction changes and their localisationin visual field and time of especially in comparison gives anessential information about the level of visual analyser’s pathology.

The possibility of use and method’s informativity is illustratedin clinical cases (glaucoma, myopia, macular degeneration, etc.)

Современному состоянию офтальмологиии практическим задачам, которые ставятся клиницистами в текущейработе, должны соответствовать адекватные методы исследования.Компьютеризация медицины помогает найти эффективное решение этойпроблемы и оценить состояние функций такого сложного органа, какчеловеческий глаз. В настоящее время на отечественном рынке представленоболее десяти моделей компьютерных периметров различных зарубежныхфирм.

Из–за высокой стоимости приобрести современный зарубежный компьютерныйпериметр достаточно сложно, а отечественные приборы подобногокласса пока на рынке отсутствуют. На помощь приходят сравнительнонедорогие персональные компьютеры и компьютерные программы, которыеотвечают требованиям современной офтальмологической науки и практикии доступны большинству лечебных учреждений.

Методика кампиметрии (исследование поля зрения на плоском экране)известна с середины ХIХ века с работ Graefe (1856) и Bjerrum (1889),показавших возможности ее применения при диагностике различныхглазных заболеваний. В отечественной офтальмологии для решениянаучных и практических задач разработана и используется цветоваякомпьютерная кампиметрия (А.М. Шамшинова с соавт., 1985–1997 гг.).Метод цветовой кампиметрии разработан МНИИ глазных болезней им.Гельмгольца совместно с научно–исследовательским предприятием“Боян” на основе компьютерного программного комплекса “Окуляр”.

Почему выбран этот метод?

1. По мнению исследователей, поля зренияпри большинстве заболеваний сетчатки и зрительного нерва первыедефекты появляются в центральном поле зрения (в пределах 30Ґ отточки фиксации). В то же время информацию центрального поля зренияанализируют нейроны преобладающей части (83%) зрительной коры.

2. Цветовая чувствительность зрительного анализатора являетсяболее дифференцированной и совершенной зрительной функцией посравнению с другими и начинает страдать на самом раннем (доклиническом)этапе развития заболевания.

3. Помимо чувствительности к цветовым и ахроматическим раздражителям,методика включает определение времени, необходимого пациенту длявосприятия и ответа на раздражитель в поле зрения, так называемоевремя зрительно–моторной реакции. Это один из психофизиологическихпоказателей, который также изменяется на ранних стадиях заболеванийсетчатки и зрительного нерва.

4. Исследование поля зрения с помощью персонального компьютерапозволяет комплексно решить медицинские проблемы с учетом финансовыхреалий нынешнего времени.

Теоретические основы метода

Человеческий глаз воспринимает электромагнитныеволны в диапазоне от 400 до 700 нм – видимый белый свет. Он состоитиз сочетания световых лучей с различной длиной волны (рис.1.).Когда свет падает на некоторый объект, то часть его поглощаетсяс выделением энергии, а часть отражается- вещество, с помощьюкоторого происходит этот процесс, называется пигментом. При поглощениисветового фотона зрительный пигмент меняет свою молекулярную формулуи при этом высвобождает энергию, запуская цепь химических реакций,которые приводят к появлению электрического сигнала, выделениюмедиатора в синапсе и, в конечном этапе, – зрительного ощущения.Затем включается сложный химический механизм и восстанавливаетпервоначальную конфигурацию зрительного пигмента.

Сетчатка человеческого глаза содержит четыре типа рецепторов: палочкии три вида колбочек. Каждый тип рецептора содержит свой особый пигмент.Палочки отвечают за способность глаза видеть при слабом свете, всумерках. Палочковый пигмент – родопсин обладает наибольшей чувствительностьюк восприятию света в зеленой части спектра (~ 510 нм) и отражаетсиние и красные лучи, поэтому он выглядит пурпурным (“зрительныйпурпур”). Утверждение, что палочки не участвуют в цветовом зрении,справедливо лишь для фовеолярной области, где они отсутствуют. Установлено,что цветокодирующие нейроны ЦНС получают импульсы и от палочек.Палочки участвуют в цветовом зрении при мезопических условиях иответственны за восприятие цветового контраста.

Пигменты трех типов колбочек имеют пики поглощения световыхлучей в области 430, 530 и 650 нм, и их называют соответственно“синими” или “коротковолновыми”, “зелеными” или “средневолновыми”и “ красными” или “длинноволновыми”.

Солнечный свет, имеющий широкий спектр волн, будет стимулироватьколбочки всех трех типов – ощущение будет лишено цвета, т. е.“белым”. Восприятие цветов является результатом неодинаковогораздражения колбочек разного типа (согласно трехкомпонентной теорииЮнга–Гельмгольца). Всякий цвет можно получить путем смешения трехцветных компонентов в надлежащих пропорциях при условии, что длиныих волн достаточно отличаются друг от друга.

Существуют ряд понятий и обозначений, используемых при характеристикецветового зрения.

Основные цвета – три цвета, отстоящие далеко другот друга по длине волны.

Дополнительные цвета – если длина волны и интенсивностьсветовых лучей подобраны так, что при смешении они дают ощущение“белого” цвета (рис. 2).

Цветовой тон определяется длиной волны излучения.

При разложении белого цвета на спектр составляющих его цветоввыделяют: фиолетовый (430 нм), синий (460 нм), голубой (500 нм),зеленый (520 нм), желтый (575 нм), оранжевый (600 нм), красный(650 нм), пурпурный (более 650 нм).

Насыщенность – это интенсивность цветового тона,слабая или сильная окрашенность предмета. Цветовой тон определеннойспектральной волны теряет насыщенность при разбавлении его белымцветом или другими составляющими.

Яркость (светлота) – интенсивность световой волны,излучаемой единицей поверхности- величина, характеризующая различиямежду световыми ощущениями от двух смежных поверхностей. В фотопическихусловиях на яркость (светлоту) большое влияние оказывает яркостьфона. С усилением яркости фона цветовой стимул становитсятемнее. Наоборот, в мезопических условиях (сумерках) с понижениемобщей освещенности сине–зеленые цвета становятся светлее, а оранжево–красные– темнее (феномен Пуркинье).

В зрительной системе существуют специальные компенсаторные механизмы,благодаря которым наши цветовые ощущения остаются неизменнымипри перемене освещения (трансформация цветов).

Постоянство цветовосприятия определяется способностью зрительнойсистемы правильно узнавать окраску предметов в разнообразных условияхосвещения.

Теория Юнга–Гельмгольца – трехкомпонентного зрения – не можетобъяснить все феномены цветоощущения, такие как цветовой контраст,цветовая память, цветовые последовательные образы и др.

Эвальд Геринг в конце ХIХ века предложил свою теорию цветоощущения,явившуюся дополнением к существовавшим ранее теориям. В глазуи в мозге существуют три так называемых оппонентных процесса цветоощущениядля восприятия: красного и зеленого цветов- желтого и синего цветов-белого и черного.

Пары красный–зеленый и желтый–синий взаимно антагонистичны,смешиваясь, они дают ощущение белого цвета. Восприятие этих основныхцветов происходит в конкретном участке поля зрения и не связанос окружающим фоном.

Помимо цветов радуги существуют еще три цвета. Первый – пурпурный– смесь длинноволновых и коротковолновых лучей (например, смеськрасного и синего цветов). Второй вид цвета получается при добавлениибелого к любому цвету спектра или к пурпурному цвету, т.е. уменьшаетсянасыщенность цвета. Третий – коричневый – это смесь черного цветас оранжевым или желтым. Коричневый цвет получается, если желтоеили оранжевое световое пятно будет окружено более ярким светом(фоном). Черный или серый цвет появляется тогда, когда от объектаприходит меньше света, чем от окружающих областей. Белый цветполучается, если фон темнее и отсутствует цвет.

Описанные цветопространственные взаимодействия не могут происходитьв самой сетчатке.

Цветовоспринимающие нейроны, возбуждающиеся (гиперполяризующиеся)от раздражения одним цветом (например, красным) и деполяризующиесяоппонентным цветовым раздражителем (зеленым), обнаружены в сетчатке,наружном коленчатом теле и коре мозга. Структура оппонентных клеток(красно–зеленых и сине–желтых) и клеток, возбуждающихся при стимуляциисветом, независимо от его спектрального состава, усложняется отсетчатки до коры мозга, так же, как их реакции на раздражители.Более высокие уровни зрительной системы (подкорковые зрительныецентры и зрительная кора) отвечают за “цвет” в широком смыслеслова, включая оттенки черного, белого и серого. Они также ответственныза цветовой и яркостный контраст, за постоянство цветового восприятияв разнообразных условиях освещения (константность цвета).

Одним из психофизических методов, используемых в современнойофтальмологии, является измерение времени реакции (ВР).

При воздействии света на глаз возникает зрительное ощущение,сущностью которого является возникновение определенных физико–химическихпроцессов в сетчатке и зрительном нерве, приводящих к возникновениювозбуждения соответствующих центров головного мозга. Для прохожденияпути: сетчатка – зрительный нерв – головной мозг – ответ пациентадолжно пройти время, названное временем зрительно–моторной илисенсомоторной реакции (СМР). При этом исследовании пациент в ответна заранее известный, но внезапно появляющийся сигнал, выполняетто или иное действие – нажимает кнопку, перемещает рычаг и т.п.

Известно, что время реакции зависит не от абсолютных характеристикраздражителя (интенсивность, размер), а от их отношения к окружающемуфону. Так, с увеличением контрастности раздражителя по отношениюк фону время реакции сокращается.

Длительность действия раздражителя оказывает влияние на времяреакции – при удлинении времени действия раздражителя латентныйпериод реакции укорачивается.

Время реакции также зависит от местоположения раздражителя вполе зрения. Причем различными исследователями выводится зависимостьизменения времени реакции от изменения остроты зрения (по мереудаления от fovea) и от световой чувствительности сетчатки, котораяв свою очередь зависит от количества палочек в данной области,как наиболее чувствительных световоспринимающих элементов в темноте.

Определенное влияние на ВР оказывает функциональное состояниезрительного анализатора. К примеру, после продолжительной темновойадаптации повышается чувствительность периферических отделов полязрения, что проявляется в укорочении латентного периода СМР.

Латентный период короче при бинокулярном восприятии раздражителя,чем при монокулярном. Время СМР, выполняемое ведущей рукой, короче,чем не ведущей. В процессе упражнений и тренировки время СМР сокращаетсяи стабилизируется. Установлено также, что на время реакции влияетутомление, информированность пациента о месте предъявления стимула,функциональное состояние человека, его возраст.

В 50-е годы при изучении патогенеза неврита зрительного нервабыло обнаружено, что ухудшение зрительных функций – не единственноепроявление неврита. Он также сопровождается увеличением латентностивызванных потенциалов зрительной коры и двумя менее специфичнымисимптомами: резким ухудшением видимости таблиц для исследованияостроты зрения при понижении их освещенности (“скрытая потеряостроты зрения” – повышение порога контрастной чувствительности)и видение цветных предметов окрашенными более блекло (десатурация– снижение насыщенности цветовосприятия).

В дальнейшем было обнаружено, что увеличение латентности восприятияне сопровождает ухудшение зрительных функций, а предшествует ему,являясь отдельной субклинической стадией патологии (Г.И. Немцеев,1967).

В 1972 г. в Англии эти данные были подтверждены на основаниизаписи вызванных потенциалов зрительной коры. Однако, посколькувызванные потенциалы зрительной коры отражают состояние толькоцентральной области поля зрения до 15º, то есть макулы и парамакулы,их применение в ранней и дифференциальной диагностике заболеванийЗН имеет значительные ограничения, как из–за топики дефектов,так и из–за дороговизны оборудования.

Таким образом, имеется сложная многофакторная зависимость междуфизиологическими реакциями пациента и условиями проведения исследования.

Приведенные выше теоретические основы цветоощущения и временнойреакции на раздражитель в поле зрения легли в основу созданиякомпьютерных программ для исследования световой и цветовой чувствительностизрительного анализатора в норме и при различных заболеваниях.

Применение цветовой компьютерной кампиметрии

У нас была возможность ознакомиться с работойпрограммы цветовой компьютерной кампиметрии “Окуляр”.

Данная программа применяется:

• для выявления органических дефектов в заднем полюсе глаза-при этом возможно использование как красного (к которому болеечувствительна колбочковая система), так и зеленого стимулов (нанего в равной степени реагируют колбочковая и палочковая системы)

• для выявления начальных патологических изменений в третьемнейроне сетчатки, зрительном нерве- рекомендуется исследованиекак времени сенсомоторной реакции, так и порога яркостной чувствительностина зеленый стимул на черном фоне, а также синего стимула на желтомфоне.

Оценка наличия и распределения в поле зрения изменений СМР всопоставлении с наличием дефектов яркостной чувствительности (скотом)дает полезную информацию о поражении сетчатки, зрительного нерваи проводящих путей зрительного анализатора, так как на увеличениивремени реакции существенно сказывается лишь патология, затрагивающаядлинный аксон ганглиозных клеток (зрительные волокна).

При исследовании порога световой и цветовой чувствительности,а также времени сенсомоторной реакции на стимулы различного спектральногосостава, предъявляемые в каждой точке поля зрения (30–40 градусов),у здоровых людей выявлена максимальная чувствительность в центральнойчасти поля зрения на красный и зеленый стимул.

В данной статье мы рассмотрим на клинических примерах возможностьприменения и информативность следующих методов: определение порогаяркостной чувствительности в мезопических условиях красным и зеленымстимулами, а также определение времени сенсомоторной реакции назеленый стимул. Цветовая компьютерная кампиметрия проводиласьбольным после традиционного офтальмологического обследования дляуточнения диагноза, характера и локализации поражения зрительнойсистемы.

Диагностика начальных патологических состояний сетчатки и зрительногонерва

Пример 1. Больной Д., 73 лет. OD o/y Ia–b глаукома, OSo/y II b глаукома (рис. 3.1.–3.4.).

Рис. 3.1. Центральноеполе зрения правого глаза больного Д.
Ds: OD - о/у I a глаукома

Рис. 3.2. СостояниеДЗН правого глаза больного Д.
(съемка в инфракрасном лазере)

Рис. 3.3. Центральноеполе зрения левого глаза больного Д.
Ds: OS - о/у I I b глаукома

Рис. 3.4. СостояниеДЗН левого глаза больного Д.
(съемка в инфракрасном лазере)

На рис. 3.1., 3.3. представлено состояние центрального поля зренияпри исследовании красным стандартным стимулом (1 мм2) на сером фоне(мезопические условия). Шкала, отражающая изменения чувствительностив поле зрения, представлена справа от диаграммы поля зрения. Нормальнаячувствительность сетчатки представлена красным цветом, остальныецвета шкалы отражают различные уровни снижения светочувствительности.Самые выраженные дефекты обозначаются синим и фиолетовым цветом.На данных диаграммах четко видна разница между распределением светочувствительностицентрального поля зрения при начальной (OD) и развитой глаукоме(OS).

Обозначение глаза всегда имеется на диаграмме в левом верхнемуглу, височная часть для правого глаза находится на диаграммесправа, а для левого – слева.

Пример 2. Больной З., 70 лет. Ds: OD o/y IIa–b глаукома(рис. 4.1, 4.2.).

Рис. 4.1. Центральноеполе зрения правого глаза больного З. (порог яркостной чувствительности).
Ds: OD о/у II а глаукома. Кол-во относительных/абсолютных скотом= 1/6

Рис. 4.2. Центральноеполе зрения правого глаза больного З. (время сенсомоторной реакции). Ds: OD о/у IIа глаукома. Кол-во участков относительных/абсолютныхизменений времени зрительно-моторной реакции = 40/6

На рис. 4.1. и 4.2. представлены результаты исследований одногои того же глаза, проводившиеся зеленым объектом в мезопических условиях.Зеленый цвет активирует как палочки, так и колбочки. На рис. 4.1.исследовался порог яркостной чувствительности, по сути, это исследование– аналог ахроматической пороговой периметрии.

На рис. 4.2. показаны данные исследования времени сенсомоторнойреакции (СМР). Определение времени СМР позволяет выявить ранниеизменения зрительного анализатора, предшествующие появлению скотомв поле зрения. При сравнении рисунков 4.1. и 4.2. видно болеезначительное изменение времени сенсомоторной реакции, чем порогаяркостной чувствительности.

Пример 3. Больная В. 70 лет, Ds: Ишемический инсульт(рис. 5).

Рис. 5. Центральноеполе зрения OU больной В. Центральная гомонимная гемианопсия,последствие ишемического инсульта.

Контроль динамики зрительных функций в ходе лечения

Пример 4. Больной Д., 37 лет. Ds: OD центральная серознаяхориопатия (рис. 6).

Рис. 6.1. Центральноеполе зрения правого глаза больного Д.
(ПЯЧ на красный цвет) до лечения.
Ds: OD Центральная серозная хориопатия. Количество относительных/абсолютныхскотом = 16/12

Рис. 6.2. Снимокглазного дна правого глаза больного Д.
в инфракрасном свете до лечения

Рис. 6.3. Центральноеполе зрения правого глаза больного Д.
(ПЯЧ на красный цвет) после лазеркоагуляции сетчатки и курса консервативнойтерапии. Количество относительных/абсолютных скотом = 2/ 1

Рис. 6.4. Снимокглазного дна правого глаза больного Д.
в инфракрасном свете после лечения

Как видно из выше приведенных примеров, цветовая компьютерная кампиметрияможет быть рекомендована при заболеваниях сетчатки и зрительногонерва различной этиологии, когда необходимо получить представлениео распределении снижения световой и цветовой чувствительности глазаи для топической диагностики патологического процесса. Методикалегко осваивается врачом и пациентом, существенно повышает точностьдиагноза и позволяет количественно оценить эффективность лечения.

Литература:

1. Ендриховский С. Н. Время сенсомоторной реакции в исследованиизрительных функций. Клиническая физиология зрения. Сборник научныхтрудов МНИИ им. Гельмгольца. – М., 1993. – с. 261– 276.

2. Немцеев Г.И. Автоматическая сканирующая хронопериметрия –первый опыт применения в дифференциальной диагностике патологиизрительного нерва. Республиканский сборник научных трудов. Патологияглазного дна и зрительного нерва. – Москва. 1991. – с. 212 – 217.

3. Немцеев Г. И. Актуальные вопросы современной клиническойпериметрии. Клиническая физиология зрения. Сборник научных трудовМНИИ им. Гельмгольца. – М., 1993. – с. 277 – 295.

4. Нестерюк Л. И. Цветовая кампиметрия: новые методы раннейдиагностики глаукомы.// Материалы 6–й научно–практической конференцииофтальмологов Республики Беларусь, – Минск – 1996., – с.62 – 63.

5. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение. – М., – Мир, 1990. – 239 с.

6. Шамшинова А. М., Волков В. В. Функциональные методы исследованияв офтальмологии. – М., – Медицина, 1998 г. – 416 c.

7. Шамшинова А. М., Нестерюк Л. И., ЕндриховскийС. Н. и др. Цветовая кампиметрия в диагностике заболеваний сетчаткии зрительного нерва.// Вестн. офтальмол. – 1995.– № 2.– с. 24– 28.