СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ И СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ РОГОВИЦЫ Российский патент 2001 года по МПК A61B3/107 

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть применено для определения прозрачности роговицы, а также для диагностики эпителиального дефекта (эрозии) или каких-либо неровностей поверхности роговицы.

В офтальмологии одной их распространенных причин снижения или потери зрения, связанны с различными заболеваниями роговицы, сопровождающиеся нарушением ее прозрачности, вплоть до полного ее помутнения (бельма роговицы). Обычно помутнения роговицы развиваются вследствие длительно протекающих воспалительных заболеваний роговицы, таких как кератиты вирусной или бактериальной этиологии. Следующая основная причина - это большая группа состояний роговицы, связанных с ее операционным повреждением. К ним прежде всего относятся послеоперационные состояния, связанные с широко используемой в настоящее время эксимер-лазерной кератоэктомией, операции механического и лазерного кератомилеза, послойной и сквозной пересадкой роговицы, обычные бытовые или производственные травматические повреждения.

За редким исключением, помутнения роговицы развиваются при нарушении целостности поверхностных слоев роговицы: эпителия, боуменовой оболочки и стромы. Если повреждается только эпителий роговицы, то говорят о эрозии роговицы, и такие повреждения обычно быстро заживают в течение нескольких дней без развития помутнений роговицы. Чаще наблюдаются состояния роговицы с нарушением боуменовой оболочки и подлежащей стромы, и поэтому оправдано их называть как эпителиальные дефекты роговицы, или просто дефекты роговицы различной этиологии (далее ДР). Довольно часто заживление ДР сопровождается формированием помутнений роговицы (далее ПР), которое, может называться иначе, например субэпителиальная фиброплазия, флер роговицы и т.д.

Возможность не только наблюдать этот процесс, например с помощью биомикроскопии на щелевой лампе, но и непосредственно определять степень формирования ПР в единицах измерения, является актуальной задачей, поскольку дает дополнительные возможности в диагностике этого состояния, но и может иметь большое прогностическое значение, позволяет объективно оценить эффективность медикаментозной терапии.

В литературе имеются сообщения об использовании компьютерно-анализаторных систем изображений для оценки прозрачности роговицы: 1) Полунин Г.С., Куренков В.В., Макаров И.А., Полунина Е.Г. Объективные показатели прозрачности роговицы и проницаемости флюоресцеина через роговицу до и после фоторефракционной кератоэктомии (Вестник офтальмологии, 1998, том 114, N 5, стр. 19-21). Была использована высокочувствительная телевидеокамера с флоппи-дисковым записывающим устройством, соединенным с щелевой лампой. Изображение роговицы поступает на экран телемонитора, при необходимости записывается на флоппи-диск и с помощью специального преобразователя передается для компьютерного микроденситометрического анализа прозрачности роговицы. Для этого анализа были использованы биомикроскопические оптические срезы роговицы в центральной ее области, полученные на щелевой лампе. Недостатком способа является невозможность определения прозрачности всей роговицы в целом, невозможность определить площадь поражения роговицы, и соответственно производить динамические исследования нарушения прозрачности роговицы.

2) Vinciguerra P, Azzolini M, Airaghi P, Radice P, Molfetta V. Effect of decreasing surface and interface irregularities after Photorefractive Keratectomy and Laser in situ Keratomileusis on optical and functional outcomes. (J Refract Surg 1998, Vol. 14, N 2, P. 199-203). Была использована промышленно выпускаемая компьютерная анализаторная система переднего отрезка глаза Nidek EAS-1000 (Япония), для оценки состояния поверхности роговицы (для определения неровностей и шероховатостей) после эксимер-лазерной кератоэктомии. Изображение при данном способе получали при применении поляризационных фильтров в проходящем свете. Способ позволяет получить изображение поверхности роговицы в случае неровной поверхности после эксимер-лазерной абляции. Однако поляризационные фильтры не позволяют получать полупрозрачные изображения поверхности роговицы и производить определение ее прозрачности.

Таким образом, компьютерные анализаторные системы, состоящие из щелевой лампы, фото- или видеокамеры, микропроцессорной платы сохранения (захвата) изображения, электронно-вычислительной машины (персонального компьютера) и телевизионного монитора, применяются для сохранения и последующего анализа изображений. В литературе сообщений о применении этих систем для оценки прозрачности и состояния поверхности роговицы не найдены.

Цель настоящего изобретения является разработка способа оценки прозрачности и состояния поверхности роговицы при различных ее заболеваниях.

Указанная цель достигается применением компьютерной анализаторной системы, основанной на принципе компьютерного анализа изображений роговицы глаза и действий, составляющих суть настоящего изобретения.

Выполнение предлагаемого способа заключается в следующем.

Для корректного выполнения оценки прозрачности роговицы при использовании настоящего изобретения необходимо исключить фоновое влияние радужки, фиксируемое вместе с изображениями роговицы при узком зрачке. Поэтому предварительно производили инсталляцию мидриатиков (в частности 0,5% раствор мидриацила),в коньюнктивальную полость исследуемого глаза. По прошествии необходимого времени для оптимального мидриаза приступали к исследованию прозрачности роговицы.

С целью получения наиболее контрастированных изображений поверхности роговицы использовали полное раскрытие щели (диафрагмы) осветителя в конструкции щелевой лампы, обеспечивающее тотальное или всеобщее освещение поверхности роговицы, и боковое освещение под строго определенным углом относительно оси глаза. Обычно используется угол от 0 до 60^o, или коаксиальное освещение. В настоящем способе был использован угол в 45^o, как стандартная величина для всех исследований. Осмотр всегда осуществлялся на фотощелевой лампе SL-75 фирмы Opton (Германия), которая позволяет также фиксировать по штатной шкале условия проведения исследований (уровень освещенности, ширину раскрытия диафрагмы и т.д.), тем самым добиваясь их стандартизации. Для получения изображений поверхности роговицы, наиболее пригодных для оценки ее прозрачности использованы два дополнительных фильтра в осветителе: желтый фильтр (85 В, 3200 К) и серый с поглощением света в 10%. Далее производили сохранение изображение в компьютере наблюдаемой поверхности роговицы при соблюдении всех выше перечисленных факторов.

Для сохранения изображения могут быть использованы различные фото- и видеокамеры, микропроцессорные платы, производящие сохранение изображений в разных графических или иных форматах, различные модели компьютеров.

При выполнении действий, составляющих настоящее изобретение, использована одна и та же модель видеокамеры, микропроцессорная плата сохранения (захвата) изображения, персональный компьютер. Помимо всего прочего, это также служило целью соблюдения стандартизации исследований.

Полученное изображение в любой удобный момент времени подвергается анализу для определения прозрачности роговицы, а также размеров и/или площади очагов помутнений роговицы, или площади эпителиальных дефектов роговицы.

Прозрачность роговицы оценивается по показателям оптической плотности роговицы. Для этого применена компьютерная программа количественного определения яркости исследуемого объекта. При выполнении этого действия производится суммарное определение яркости проходящего и отраженного света от полупрозрачной роговицы в определенной, очерченной самим исследователем, области изображения поверхности роговицы. Так как использованы стандартные методы формирования изображения на телемониторе, значения яркости принимаются за показатели оптической плотности роговицы.

Для определения только площади дефекта роговицы без применения красящих веществ использовали те же самые вышеперечисленные условия проведения исследования, за исключением применения мидриатиков с целью расширения зрачка. Освещение глаза пациента может быть осуществлено коаксиально или под любым углом относительно области дефекта роговицы. При этом изображение области дефекта роговицы может быть получено обычной фото- или видеорегистрацией без использования щелевой лампы. При этом размер и/или площадь неровностей и дефектов роговицы определяется по краям неровностей или дефектов поверхности роговицы. Края этих неровностей или дефектов определяются по разнице значений яркости отраженного света от них.

Предлагаемый способ оценки прозрачности роговицы и определения размеров (площади) помутнений или дефектов роговицы позволяет объективно проследить динамику процессов заживления роговицы при различных ее состояниях, оценить эффективность применения того или иного препарата по показателям оптической плотности (прозрачности) роговицы, площади помутнений или дефектов роговицы.

Представленный способ апробирован на 58 пациентах с различными заболеваниями роговицы, сопровождающиеся помутнением роговицы вследствие длительно существующих эпителиальных ее дефектов после эксимер-лазерной кератоэктомии, травматических повреждений роговицы, последствий кератитов различной этиологии.

Таким образом, заявляемое решение имеет существенные признаки, отличающие его от прототипов и способствующие достижению цели изобретения, что обуславливает соответствие решению критерия "новизна".

В известных технических решениях не обнаружено признаков, сходных с отличительными признаками заявляемого решения, что подтверждает соответствие решению критерия "существенные отличия".

Применение способа в клинической практике иллюстрируется следующими примерами.

1. Пациент Г., 52 лет, и.б. N 3784, диагноз эпителиальный дефект роговицы правого глаза вследствие длительной задержки эпителизации после эксимер-лазерной кератоэктомии. Пациент обратился на 10 день после этой операции. Применяя методику определения площади эпителиального дефекта роговицы по описанной выше методике получения изображения поверхности роговицы, устанавливаем, что разница в площадях дефекта роговицы составляет 0,16 мм² в день при первоначальной площади дефекта в 3,78 мм², что расценивается как плохой прогностический признак. Поэтому, пациенту отменяется предыдущее лечение и назначаются средства, стимулирующие процессы регенерации тканей. В последующие дни устанавливаем, что скорость эпителизации заметно возрастает (до 0,83 мм² в день). Однако это сопровождается заметным помутнением роговицы, которое благодаря предлагаемому способу оценки прозрачности роговицы, определяем как увеличение показателей оптической плотности роговицы на 27% в день по сравнению с предшествующими днями. В связи с этим, производим тот час отмену стимуляторов регенерации и назначаем однодневные инстилляции кортикостероидных средств, благодаря которым на следующий день добиваемся уменьшения оптической плотности на 11% в день и улучшение прозрачности роговицы.

2. Пациентка Е. , 12 лет, диагноз помутнение в центре роговицы левого глаза травматической этиологии. Травма глаза была получена 5 лет назад. Был применен предлагаемый способ оценки прозрачности роговицы и установлена оптическая плотность поверхности роговицы в области помутнения в 149 условных единиц, также была замерена площадь помутнения, которая составляла 7,26 мм². Пациентке было назначено лечение, заключающееся в физиотерапевтических процедурах вместе с ферментными препаратами на пораженный глаз. Через 3 мес. после процедур отмечено снижение оптической плотности поверхности роговицы в области помутнения до 124 у.е. и также уменьшение размеров помутнений до 6,59 мм². В связи с этим, установлена положительная эффективность проводимой терапии.

Таким образом, благодаря предлагаемому способу производится ежедневное динамическое наблюдение за состоянием прозрачности роговицы и процессами эпителизации дефектов роговицы, осуществляем объективный контроль за эффективностью проводимого лечения, побочного и нежелательного действия на роговицу лекарственных препаратов.

Изобретение относится к медицине, точнее к офтальмологии, и может быть применено для определения прозрачности и состояния поверхности роговицы. Техническим результатом изобретения является немедленное после осмотра глаза пациента получение количественной информации о состоянии прозрачности роговицы, оптической плотности роговицы и ее помутнений, размеров или площади этих помутнений и различных неровностей или дефектов. Способ заключается в том, что, используя компьютерную анализаторную систему изображений, определяют яркость исследуемых областей изображений. При этом учитывая стандартное выполнение исследований, определяют суммарную яркость проходящего и отраженного от поверхности роговицы света. По полученному значению судят об оптической плотности роговицы. После чего по разнице значений отраженного от роговицы света судят о наличии помутнений роговицы, а также определяют размеры и площадь помутнений или дефектов (неровностей) роговицы. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ определения прозрачности и состояния поверхности роговицы, включающий формирование изображения поверхности роговицы на телевизионном мониторе с помощью компьютерной анализаторной системы, и/или фото-, или видеорегистрации, отличающийся тем, что получение изображения поверхности роговицы осуществляют в условиях коаксиального и/или бокового освещения под любым углом относительно оси глаза без применения красящих веществ и по изображению определяют суммарную яркость проходящего и отраженного от поверхности роговицы света, по значению которой судят об оптической плотности роговицы, после чего по разнице значений отраженного от роговицы света судят о наличии помутнений роговицы и/или неровностей и дефектов поверхности роговицы и определяют размеры и/или площадь последних. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при формировании изображения поверхности роговицы используется одна и та же модель щелевой лампы, и/или фото-, или видеокамеры, микропроцессорной платы сохранения (захвата) изображения, персонального компьютера, а динамическое наблюдение выполняют при соблюдении одинаковых условий освещения роговицы. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что формирование изображения поверхности роговицы осуществляют в условиях полного открытия диафрагмы осветителя под углом наклона осветителя относительно оси глаза в 15-60^o.