Способ диагностики отека диска зрительного нерва
METHOD FOR DIAGNOSING THE EDEMA OF THE OPTIC DISC

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии и неврологии, и предназначено для диагностики отека диска зрительного нерва (ДЗН).
В нейроофтальмологической практике термин, означающий отек ДЗН, представляет собой один из основных симптомов внутричерепной гипертензии (ВЧГ), проявляющийся в изменении клинической картины глазного дна. Некоторые физиологические или патологические процессы, происходящие, главным образом, в головном мозге, могут сопровождаться повышением внутричерепного давления. ВЧГ может проявиться остро при полной блокаде ликвороотводящих путей в результате внезапной компрессии каким-либо объемным образованием в головном мозге, и сопровождаться быстрым повышением внутричерепного давления, что может привести, как правило, к очень тяжелым изменениям картины глазного дна и функций глаза. При доброкачественном течении ВЧГ внутричерепное давление может не достигать больших величин, протекать довольно длительно, и возможно за счет некоторых компенсаторных механизмом не сопровождаться столь выраженными изменениями на глазном дне, как при злокачественной внутричерепной гипертензии.
Доброкачественное течение ВЧГ встречается довольно часто при некоторых общих и неврологических заболеваниях, например, при идиопатической внутричерепной гипертензии, летероколлисе, эпилепсии, невыраженной или персистирующей компрессии субдуральных структур головного мозга в результате некоторых объемных образований и многих других заболеваниях. В спортивной медицине, физические упражнения при таких видах спорта, как тяжелая атлетика и пауэрлифтинг, высокогорный туризм, фридайвинг, могут привести к длительному и персистирующему повышению внутричерепного давления и соответствующим изменениям ДЗН. Виду длительного течения отека ДЗН при доброкачественном течение ВЧГ в тканях зрительного нерва могут наступать необратимые деструктивные изменения в нормальном анатомическом строении ДЗН, изменяющие эластические свойства тканей. Несмотря на устранение причины, подобные изменения в ДЗН могут остаться либо навсегда, либо на очень длительное время. Кроме этого, некоторые врожденные изменения в строении ДЗН, такие как друзы зрительного нерва, миелиновые волокна, глиальные тракции зрительного нерва и возможно другие факторы, могут быть причиной клинической картины псевдоотека или псевдозастойного диска зрительного нерва.
В настоящее время, одной из актуальных проблем в аэрокосмической медицине являются изменения глаз, возникающие в результате ВЧГ. При микрогравитационном нейроофтальмологическом синдроме (МНОС), наблюдающийся у некоторых космонавтов на международной космической станции (МКС) определяются изменения глаз, и одним из главных проявлений этого синдрома является отек ДЗН.
Как известно, зрительный нерв заканчивает свой путь, входя в глазное яблоко. При офтальмоскопическом исследовании глазного дна это место визуализируется как ДЗН.
Отек ДЗН в результате ВЧГ протекает, как правило, бессимптомно, особенно при доброкачественном течении. При ВЧГ иногда могут встречаться жалобы на головные боли различной локализации. Иногда беспокоит тошнота, позывы на рвоту. ВЧГ может сопровождаться затуманиванием зрения, некоторой пеленой перед глазами, временным ухудшением зрения в определенной части поля зрения.
В офтальмологии диагностика отека ДЗН включает общепринятые исследования. Острота зрения в ряде случаев может быть снижена и коррегироваться положительными очковыми линзами. При исследовании полей зрения может быть увеличено слепое пятно, что в основном зависит от распространенности отека в перипипиллярной области; иногда отмечается сужение полей зрения, появление относительных скотом. Одним из распространенных методов диагностики отека ДЗН являлся осмотр глазного дна с помощью офтальмоскопии.
При офтальмоскопии одним из основных признаков отека ДЗН является размытие или расфокусировка границ ДЗН, что может свидетельствовать о выстоянии (или проминенции) его над поверхностью сетчатки. Также своеобразный ход сосудов (спускаются с диска на сетчатку) свидетельствует о проминенции, хотя в ряде случаев этот признак может быть ошибочным, особенно при начальных стадиях отека ДЗН. В выраженных стадиях отека сосуды могут исчезать в отечной ткани ДЗН и появляться уже в перипапиллярной области.
В зависимости от наличия проминенции вокруг ДЗН и ее выраженности судят о распространенности отека ДЗН. На этих признаках построена известная в общемировой практике классификация Frisen (Frisen L. Swelling of the optic nerve head: a staging scheme. J Neurol Neurosurg Psych. 1982; 45:13-18. http://dx.doi.Org/10.1136/innp.45.1.13).
Диагностика этим способом, основанная на субъективном визуальном осмотре глазного дна, зависит от опыта конкретного исследователя. Нередко разные врачи, используя эту классификацию, трактуют одни и те же изменения по-разному, относя к разным стадиям отека ДЗН. Особенно начальные стадии, где изменения ДЗН можно трактовать как проявление отека, так и его отсутствие. Также к недостаткам следует отнести трудности диагностики изменений в динамике, суждения об улучшении или ухудшении состояния ДЗН.
В настоящее время существуют современные и объективные методы исследования зрительного нерва, такие как спектральная оптическая когерентная томография (ОКТ).
ОКТ позволяет получить изображение ДЗН, как при фундус-фотографировании, так и сагиттальный его срез в разных часовых меридианах сканирования.
Важный момент в патогенезе отека ДЗН является особенности анатомического строения глазного яблока, в частности взаимоотношение стекловидного тела и сетчатки в области ДЗН. Основная функция стекловидного тела, как известно, является обеспечение тургора глаза. Посредством задней гиалоидной мембраны стекловидное тело прикреплено к сетчатке на всем ее протяжении, начиная от зубчатой линии вплоть до ДЗН. Но, в области ДЗН, задняя гиалоидная мембрана прикреплена к сетчатке только с височной его стороны, а также сверху и снизу. На рисунке 1 представлено ОКТ-изображение ДЗН, выполненное на оптическом когерентном томографе Spectralis I по горизонтальному часовому меридиану, где в условиях повышенной яркости изображения, хорошо визуализируется место окончательного прикрепления задней гиалоидной мембраны стекловидного тела к сетчатке. Так, в височной стороне ДЗН (на изображении справа) прикрепление задней гиалоидной мембраны заканчивается почти в центре ДЗН, точнее в самой сосудистой воронке (указано стрелкой), тогда, как с носовой стороны, ее прикрепление заканчивается далеко за пределами ДЗН в перипапиллярной области, так что эта свободная от гиалоидной мембраны область ДЗН не прикрыта стекловидным телом, а, следовательно, подвержена влияниям извне.
Как известно, головной мозг в черепной коробке окружен мозговыми оболочками, между которым циркулирует жидкость (ликвор), которая постоянно вырабатывается и через ликвороотводящие пути отводится в субдуральные синусы, где и адсорбируется, обеспечивая внутричерепное давление на определенном уровне. Посредством канала зрительного нерва, в котором также имеется ликвор, ДЗН соединен с ликвороотводящими путями головного мозга.
Внутричерепное давление - величина, как правило, не постоянная, и зависит от многих факторов. Как было отмечено выше, оно повышается при целом ряде заболеваний и некоторых состояниях организма в его нормальной жизнедеятельности. Так, физические упражнения и состояния, связанные с натуживанием, например, при поднятии тяжестей или своего тела, многочисленные физиологические состояния, близкие к маневру Вальсальвы, например, кашлевой позыв, вызывает повышение внутричерепного давления. Вслед за этим, изменение градиента давления в субарахноидальном пространстве зрительного нерва приводит к чрезмерному давлению ликвора на ДЗН, так что это может закончиться его проминенцией в том месте, где ДЗН не прикрыт задней гиалоидной мембраной и соответственно отсутствует компрессия стекловидного тела. Все же эту проминенцию мы можем отнести к физиологической, поскольку она наблюдается у большинства практически здоровых людей и не приводит к необратимым дистрофическим изменениям в зрительном нерве. В некоторых случаях величина этой проминенции может быть значительной и выходить за пределы ДЗН, в перипапиллярную область, как например, у некоторых спортсменов, занимающихся тяжелой атлетикой (рис. 2).
Таким образом, физиологические изменения ДЗН подразумевают наличие проминенции ДЗН в той его области, где отсутствует прикрепление задней гиалоидной мембраны и компрессии стекловидного тела. Напротив, в других областях ДЗН, где задняя гиалоидная мембрана прикрывает весь ДЗН, а именно в его височной стороне, проминенция в этой области будет свидетельствовать о наличии патологических изменений ДЗН.
Для диагностики отека ДЗН был предложен «Способ определения динамики отека диска зрительного нерва» авторов Макаров И.А., Воронков Ю.И., Орлов О.И., Богомолов В.В. (патент РФ №2689891, приоритет от 5.06.2018 г), включающий получение изображений сетчатки в области ДЗН с помощью оптической когерентной томографии (ОКТ), определении толщины сетчатки в области ДЗН в двух локализованных точках, одной из которых является место прикрепления задней гиалоидной мембраны стекловидного тела к внутренней пограничной мембране сетчатки, а второй точкой является место проекции окончания мембраны Бруха непосредственно перед сосудистой воронкой ДЗН. В этих точках проводят вертикальную прямую, перпендикулярную мембране Бруха и через каждую точку измеряют толщину сетчатки от мембраны Бруха до внутренней пограничной мембраны сетчатки в условных единицах (пикселях или их производных). Затем в динамике сравнивают результаты измерений, полученных в каждой точке, и при увеличении измеряемой толщины сетчатки определяют нарастании отека диска зрительного нерва, а при уменьшении толщины сетчатки - регресс отека в соответствующей стороне ДЗН.
Этот способ был выбран в качестве прототипа заявленного изобретения.
Недостатком этого известного способа является невозможность на ОКТ-изображении сразу определить наличие отека ДЗН. Об отеке ДЗН этим способом судят только путем сравнения результатов двух исследований: предшествующего и настоящего. Авторами изобретения подчеркивается, что эмпирическим путем установлено, что в норме толщина сетчатки различается в широких пределах, различна в разных сторонах от ДЗН, но меньше всего с височной стороны. Широкие различия в норме зависят, по-видимому, от индивидуальных особенностей организма. Поэтому оценка изменений в динамике указанным способом, даже незначительные изменения в показателях, позволяют объективно и количественно точно судить только об увеличении или уменьшении отека в том или ином месте измерений в ДЗН. Кроме этого, мы считаем, что показатели, полученные на ОКТ-аппаратах разных производителей, будут отличаться друг от друга.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является быстрая и надежная диагностика при любых стадиях отека ДЗН за счет использования информативных показателей морфометрических квантитативных измерений толщины сетчатки путем сравнения отношения наибольшей толщины сетчатки к наименьшей на изображении, полученном путем радиального сканирования по часовым меридианам с помощью оптического когерентного томографа, в независимости от его модели и производителя.
Технический результат предлагаемого способа изобретения достигается тем, что на изображениях, полученных путем сканирования различных сторон ДЗН по часовым радиальным меридианам с помощью оптического когерентного томографа, производят квантитативные морфометрические измерения, по результатам которых судят о наличии проминенции и отека ДЗН.
На полученном изображении сетчатки в височной стороне ДЗН производят измерение толщины сетчатки по вертикальной прямой, ориентированной перпендикулярно мембране Бруха в области сетчатки и проекции этой мембраны в ДЗН, по результатам измерений находят максимальное значение толщины в границах ДЗН и минимальное значение толщины сетчатки вне границ ДЗН, локализованное латерально месту окончания мембраны Бруха, и если значение максимальной величины толщины в границах ДЗН будет превышать минимальное значение толщины сетчатки вне границы ДЗН больше чем на 10%, то по этому результату диагностируем отек ДЗН, а если это значение будет меньше 10%, то по этому результату диагностируем субклинический отек ДЗН.
На радиальном ОКТ-изображении в каждом часовом меридиане производим измерение наименьшей толщины сетчатки кнаружи (латеральнее) от мембраны Бруха. Измерение производим от мембраны Бруха до внутренней пограничной мембраны сетчатки. Затем на этом же изображении в этом же часовом меридиане производим второе измерение - определяем наибольшую толщину в области ДЗН. Все измерения производим по вертикальной прямой, ориентированной перпендикулярно мембране Бруха или ее проекции в области ДЗН. Затем определяем разницу значений величин, полученных при первом и втором измерениях. Если вторая величина будет превышать первую, более чем на 10%, то этот показатель будет свидетельствовать о наличии клинически значимого отека ДЗН. Этот показатель отражает величину проминенции, при которой ДЗН смещается внутрь глаза. Если величина проминенции будет меньше чем 10%, то этот отек в анализируемом часовом меридиане назван нами субклинический, поскольку при фундус-фотографировании ДЗН, как правило, эти изменения на полученных фундус-изображениях (фотографиях) не визуализируются.
Способ диагностики отека ДЗН иллюстрируется следующими примерами.
Клинические примеры
Пример 1
Физиологически здоровое состояние ДЗН.
Российский космонавт совершал свой второй длительный космический полет на международной космической станции (МКС) в составе международного экипажа. В течение всего космического полета жалоб со стороны органа зрения не предъявлял, острота зрения оставалась стабильной, без изменений. В условиях космического полета, примерно за 1 месяц до его завершения, на борту МКС был выполнен ряд медицинских обследований, в том числе исследование глаз с помощью оптического когерентного томографа SPECTRALIS П. Для заключения о состоянии глаз космонавта в космическом полете были предоставлены соответствующие материалы офтальмологического обследования, фрагменты которого в виде MultiColor-изображение и ОКТ-изображения ДЗН и окружающей его сетчатки представлены на рис. 3.
На MultiColor-изображении ДЗН представляется с четкими границами с височных сторон, некоторая размытость наблюдается с носовых сторон, особенно в нижне-носовой стороне. На ОКТ-изображении с этой стороны (Рис. 3, 6-1) хорошо визуализируется проминенция ДЗН (на изображении справа от ДЗН), в височной же стороне на этом часовом меридиане проминенция практически не наблюдается. Используя методику, представленную в предлагаемом способе, определяем максимальное значение толщины в границах ДЗН и минимальное значение толщины сетчатки вне границ ДЗН (см. таблицу 1).
На ОКТ-изображении «а-1» на графике распределения значений находим минимальную толщину сетчатки вне границ. ДЗН. Эта величина составляет 299 мкм, а в графике на изображении «а-2» представлено значение максимальной толщины в границах ДЗН с височной его стороны. Эта величина составляет 293 мкм. Определяем величину проминенции, и в данном случае она равна отрицательному значению -2,01%. Для сравнения приведены значения подобных измерений с противоположной (носовой) стороны по этому часовому меридиану, где величина проминенции определена в +49,6%. На изображениях 6-1 и 6-2 представлен верхневисочный часовой меридиан сканирования, а на изображениях в-1 и в-2 - нижне-височный часовой меридиан.
Между верхне-височном и нижне-височном часовыми меридианами, представленными в этом клиническом примере, величина проминенции не достигает величины в 10% на протяжении 90°. Следовательно, согласно нашему способу диагностики состояние ДЗН принимается за 0 стадию по классификации Frisen и признается физиологически здоровым.
Пример 2
Отек ДЗН I стадии по Frisen.
Российский космонавт совершал свой второй длительный космический полет на международной космической станции (МКС) в составе международного экипажа. В течение всего космического полета жалоб со стороны органа зрения не предъявлял, острота зрения оставалась стабильной, без изменений. В условиях космического полета на завершающей его стадии выполнены офтальмологические исследования, включающие исследование глаз с помощью оптического когерентного томографа SPECTRALIS I. Материалы были предоставлены для заключения о состоянии глаза космонавта в космическом полете. На рис. 4 представлены ОКТ-изображения сканирования сетчатки и ДЗН по горизонтальному меридиану (а), в верхневисочном (б) и нижне-височном (в) часовых меридианах. В графике распределения значений измерений толщины сетчатки найдены максимальные и минимальные величины, которые представлены в таблице 2.
Хорошо видно, что на ОКТ-изображении по горизонтальному меридиану с носовой стороны проминенция меньше, по сравнению с другими меридианами. Тем, не менее, величина проминенции определена в +46,7%. С височной же стороны в этом же меридиане величина проминенции отрицательная и составляет -3,1%. В меридианах в верхне-височном (-6) и нижне-височном (-в) она превышает значение в 10%. Протяженность между этими меридианами с величиной проминенции, превышающей 10%, составляет 75°. Поэтому, согласно нашему способу мы диагностируем отек ДЗН I стадии, распространенностью в 285°.
Пример 3
Отек ДЗН II стадии по Frisen (субклинические изменения).
Российский космонавт совершал свой второй длительный космический полет на международной космической станции (МКС) в составе международного экипажа. В течение всего космического полета жалоб со стороны органа зрения не предъявлял, острота зрения оставалась стабильной, без изменений. В условиях космического полета на завершающей его стадии на борту МКС были выполнены медицинские исследования, включающие исследование глаз с помощью фундус-фотографирования сетчатки и оптического когерентного томографа SPECTRALIS I. Эти материалы были предоставлены для выполнения заключения о состоянии глаза космонавта в космическом полете. В данном клиническом примере на рис. 5 представлено изображение ДЗН и окружающей его сетчатки, полученное с помощью фундус-фотографирования в режиме 35°. На этой фотографии субъективно трудно определить наличие отека ДЗН и его стадию. На этом же рисунке приводятся серии ОКТ-изображений по часовым меридианам сканирования в двух соседних верхне-височных (а- и б-), височном горизонтальном часовом меридиане (в-) и нижне-височном (г-). В таблице 3 представлены результаты измерений толщины сетчатки в этих меридианах в области сетчатки и ДЗН.
Согласно приведенным данным в таблице, в верхне-височном часовом меридиане (а-) минимальная толщина сетчатки вне границ ДЗН определена в 308 мкм (рис. 5, а-1), а максимальная толщина в ДЗН в 382 мкм (рис. 5, а-2). В этом меридиане величина проминенции равна +24,0%. Также в другом верхне-височном часовом меридиане величина проминенции равна +14,6%, а в нижне-височном +25,5%. Для сравнения приведен результат измерения в горизонтальном противоположном (носовом) меридиане, где величина проминенции составила +65,1%. Напротив, в горизонтальном височном меридиане величина проминенции всего +6,69%, что меньше 10% - величины, которая определена нами как величина, отражающая клиническое проявление отека ДЗН. Если бы в этом меридиане величина проминенции была бы 0% или имела отрицательную величину, то этот отек ДЗН мы бы отнесли к I стадии по классификации Frisen, но в данном клиническом примере поскольку величина проминенции имеет положительную величину +6,69%, то мы определяем стадию отека как II с субклиническими изменениями.
Пример 4
Отек ДЗН II стадии по Frisen.
Российский космонавт совершал свой первый длительный космический полет на международной космической станции (МКС) в составе международного экипажа. В течение всего космического полета жалоб со стороны органа зрения не предъявлял, острота зрения оставалась стабильной, без изменений. Во время космического полета на завершающей его стадии на борту МКС были выполнены медицинские исследования, включающие исследование глаз с помощью фундус-фотографирования сетчатки и оптического когерентного томографа SPECTRALIS I. Эти материалы были предоставлены для заключения о состоянии глаз космонавта в космическом полете.
На рис. 6 представлены ОКТ-изображения сетчатки и ДЗН левого глаза, выполненные по горизонтальному меридиану сканирования. На графике представлены результаты измерений толщины сетчатки, на котором мы определяем минимальную толщину сетчатки вне границ ДЗН и эта величина равна 314 мкм (рис. 6-а), а максимальная толщина в границах ДЗН - 440 мкм (рис. 6). Величина проминенции -+40,1%. Этот отек ДЗН мы классифицируем как II стадию по классификации Frisen.
На рис. 7 представлены ОКТ-изображения сетчатки и ДЗН правого глаза того же космонавта. Минимальная толщина сетчатки вне границ ДЗН составила 318 мкм (см. рис. 7-а), а максимальная толщина в границах ДЗН -546 мкм (рис. 7-б). Величина проминенции +71,7%. По классификации Frisen изменения ДЗН соответствуют II стадии отека.
При анализе толщины слоя нервных волокон сетчатки (RNFL) установлено 2 локальных снижения RNFL в височной стороне ДЗН до 19 мкм, что на 25 мкм ниже нормы (см. рис. 8), что может указывать на проявления нейродегенеративных изменений в нервных волокнах перипапиллярной сетчатки и зрительного нерва.