СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ БУЛЛЕЗНОЙ КЕРАТОПАТИИ Российский патент 2015 года по МПК A61B3/13 

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, и может быть использовано для определения стадии буллезной кератопатии (БК) по данным конфокальной микроскопии (КМ) роговицы.

Буллезная кератопатия (БК) - полиэтиологичное заболевание, связанное с потерей эндотелиальных клеток и представляет чрезвычайно разнородную группу заболеваний (врожденные, наследственные, метаболические, травматические, воспалительные) с хроническим прогрессирующим течением. Дефицит эндотелиоцитов ведет к развитию хронического отека роговицы с последующим нарушением ее трофики, образованию стойких помутнений, снижению остроты зрения вплоть до слепоты, развитию болевого синдрома, нередко гибели глаза вследствие присоединения инфекции [Горгиладзе Т.У., Ивановская Е.В., Горгиладзе Л.Т. Причины, механизм развития и клинико-анатомическая классификация буллезной кератопатии //Офтальм. журнал. - 1992. - №3, С.129-133]. Для систематизации клинических проявлений заболевания В.В. Волковым и М.М. Дроновым (1978) предложена классификация БК, где выделено 5 стадий.

На сегодняшний день разработан патогенетически ориентированный способ лечения, направленный на селективную замену патологически измененного эндотелия - задняя послойная кератопластика (ЗПК).

ЗПК имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению со сквозной кератопластикой: «закрытый тип» операции, минимальный индуцированный послеоперационный астигматизм, меньшая антигенная нагрузка на организм, сохранение анатомической целостности роговицы, высокий оптический результат, короткий период реабилитации [Melles G.R.J. Posterior lamellar keratoplasty; DLEK to DSEK to DMEK // Cornea, 2006, 25 (8): 886-9].

Особую значимость приобретает возможность бесконтактной визуализации структур переднего отрезка глаза у пациентов с деструктивно-воспалительными заболеваниями роговицы. Прижизненная конфокальная микроскопия (КМ) является современным не инвазивным методом, позволяющим проводить точные количественные и качественные исследования морфологии роговицы [Аветисов С.Э., Офтальмология. Национальное руководство. - 2008].

Существующий стереотип лечения БК часто приводит к выполнению операции на поздних стадиях заболевания, при функциональной бесперспективности глаза [Кобцева В.Ю. Хирургическое лечение эндотелиально-эпителиальной дистрофии роговицы Дис.… д-ра мед. наук. - Алма-Ата].

Для повышения биологических и оптических результатов кератотрансплантационных операций необходимым условием является своевременная диагностика и лечение БК, а также соблюдение требований к качеству отбора пациентов в зависимости от вида планируемой операции.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ, включающий комплексную оценку деструктивно-дегенеративного процесса при буллезной кератопатии - морфологическое исследование роговичных дисков, полученных после проведения СКП у пациентов с БК [Зиангирова Г.Г., Каспаров А.А., Антонова О.В. Морфогенез эпителиально-эндотелиальной дистрофии роговицы (сравнительно-морфологический анализ роговичных дисков и биоптатов конъюнктивы // Вест. офтальмологии. - 1998. - 2. - С.44-47]. Учитывая существующую тактику офтальмохирургов, хирургическое лечение проводится на развитых и далеко зашедших стадиях БК.

При морфологическом анализе обнаруживают изменения, характерные для БК: хронический воспалительный процесс, протекающий в роговице, характеризующийся появлением дефектов в эндотелии и десцеметовой оболочки, отеком и очаговым лизисом волокон стромы, обеднением их кислыми мукополисахаридами, появлением межклеточного и внутриклеточного отека эпителия и его отслойкой. Десцеметова мембрана часто имеет бородавчатые утолщения. Обычно выраженность степени стромальных изменений коррелирует с состоянием эпителия, чем больше очагов деструкции и лизиса отмечалось в глубоких и средних слоях стромы роговицы, тем более выраженной была патология эпителия. Изменения в глубоких слоях стромы обусловлены меж- и внутриволоконным отеком, с очаговым лизисом роговичных пластин. Коллагеновые фибриллы стромальных слоев были ориентированы под острым углом друг к другу около 30 градусов. Сохранившийся на десцеметовой оболочке эндотелий был дистрофически изменен, что выявлялось по расширению межклеточных контактов, частичной отслойке клеток, появлению коричневатых гранул и сливающихся крупных вакуолей. Уменьшенные в размерах эндотелиальные клетки представлены уплотненной и бесструктурной цитоплазмой, ядра не дифференцированы. Данные изменения эндотелия характеризовались как некробиотические.

Недостатком данного способа является невозможность проведения исследования in vivo, его длительность и многоэтапность, т.к. гистологический препарат проходит многоэтапный период подготовки с применением специальных красителей и консервантов.

Задачей изобретения является создание объективного и чувствительного способа диагностики стадий БК с помощью конфокальной микроскопии.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого изобретения, является повышение точности и упрощение диагностики.

Предлагаемый способ определения стадий БК осуществляется следующим образом. Проводят исследование структуры роговицы: оценивают форму, размер и количество (плотность) клеток эпителия; состояние боуменовой и десцеметовой мембран, кератоцитов, нервных волокон и экстрацеллюлярного матрикса стромы, субэпителиального нервного сплетения, эндотелия с использованием конфокальной биомикроскопии. В зависимости от данных КМ диагностируют три стадии БК (таблица).

Под наблюдением находилось 38 больных (57 глаз) с БК I-III стадии в возрасте 41-86 лет. Стадия БК устанавливалась при биомикроскопии и верифицировалась проведением КМ. Первая стадия заболевания диагностирована в 15 (26,3%) глазах, II - в 19 (33,4%) глазах и III - в 23(40,3%) глазах. В исследование вошли пациенты с БК I-III стадией, т.к. при IV-V стадии проведение конфокальной микроскопии не представляется возможным из-за грубых структурных изменений роговицы.

У пациентов с первой стадией БК визуализируются единичные десквамированные эпителиальные клетки в поле зрения, определяется неравномерная рефлективность (отражательная способность) нервных волокон субэпителиального сплетения; в задних слоях стромы незначительное нарушение прозрачности экстрацеллюлярного матрикса, появление единичных гиперрефлективных кератоцитов в поле зрения; статистически незначимое повышение полимегатизма (увеличение объема клеток) и снижение плеоморфизма (уменьшение клеток гексагональной формы) клеток эндотелиального слоя по сравнению с возрастной нормой. Определяются единичные гипорефлективные дефекты эндотелия, плотность эндотелиальных клеток (ПЭК), как правило, в пределах нормальных значений или снижена на 5-10%.

У пациентов со II стадией БК усиливается десквамация эпителия, в поле зрения определяются до 5 клеток светлой, неправильной формы; появляются ″матовые″ клетки без дифференцировки ядра, в базальном слое эпителия - умеренный полиморфизм клеток, стушеванность их границ и неравномерная рефлективность; нарушение прозрачности и структурности боуменовой мембраны, проявляющееся неравномерностью рефлективности и появлением нежных белесоватых полос разнообразной величины и формы; строма - в задних слоях появление гиперрефлективных ″активированных″ кератоцитов с визуализированными отростками, неравномерность рефлективности экстрацеллюлярного матрикса, свидетельствующее об умеренном отеке с нарушением прозрачности и архитектоники, разрежение корнеальных пластин, характеризующееся появлением ацеллюлярных зон, в большинстве случаев хорошо очерченные единичные стромальные депозиты в виде ярких телец диаметром 2-5 мкм, определяются клетки Лангерганса; нередко неравномерность рефлективности как субэпителиальных, так и стромальных нервов; нарушение равномерности рефлекса, незначительная складчатость десцеметова мембрана. Гипорефлективные дефекты эндотелия сливаются в волнообразное изменение конфигурации эндотелия, расширение межклеточных пространств, появление минимально выраженной локальной гиперрефлективности со стушеванностью границ эндотелиальных клеток (КМ эквивалент ″запотелости″ эндотелия). ПЭК снижена на 10-15% от возрастной нормы, обнаружен выраженный полимегатизм в до 53% клеток и плеоморфизм - в до 32% клеток.

У пациентов с III стадией БК определяются очаги деэпителизации, стушеванность границ клеток, гиперрефлективные отложения на поверхности эпителия в виде светлых зигзагообразных линий. Мелкие округлые гиперрефлективные включения (диаметром 3-6 мкм) во всех слоях роговицы, в некоторых случаях выявляются гомогенные погибшие отслоенные клетки, которые становятся непрозрачными вследствие увеличения продукции белка, отсутствие дифференцировки ядра. Визуализируется складчатая и уплотненная боуменова мембрана, которая в норме не видна, в некоторых случаях отмечается ее очаговое отсутствие. При исследовании суббазальных и субэпителильных нервных сплетений обнаруживается повышенная извитость (3-й степени) и рефлексивность. Выявлено снижение плотности суббазальных и субэпителиальных нервных волокон (3 и менее нервных волокон в поле зрения при норме 5 и более). Возможно разрастание, разветвления и перекрещивание нервных волокон, неравномерное утолщение нервных волокон (четкообразование). Выраженный диффузный меж- и интраволоконный отек стромы задних, средних слоев роговицы, обусловленный синтезом активированными кератоцитами факторов роста нервной ткани, вызывающих метаболическую активность нервных сплетений в ответ на хроническое воспаление. Отмечается уплотнение и ячеистость экстрацеллюлярного матрикса, гиперрефлективность стромы роговицы, выраженное нарушение ее прозрачности в сочетании с повышением количества ″активированных″ и появлением ″склеенных″ кератоцитов. Визуализируется складчатая и в некоторых участках разреженная строма. Нарушается ориентация коллагеновых фибрилл стромальных слоев, определяется их разнонаправленность, чаще под углом 30 градусов (нормальное расположение под углом 90 градусов). Десцеметова мембрана становится складчатой. На эндотелии определяются фибриноподобные отложения с гиперрефлективностью, расширение межклеточных пространств, диффузные облачковидные помутнения, фокальные клеточные включения. Подсчет измененного эндотелия был затруднителен.

Таким образом, диагностика буллезной кератопатии основана на выявлении минимальных изменений в клеточном строении на начальных стадиях, которые усиливаются с каждой последующей стадией заболевания вплоть до полной дегенерации роговичной ткани. При этом необходимо отметить, что патологический процесс начинается с задних слоев роговицы с уменьшения ПЭК, постепенно вовлекая все остальные слои.

Конфокальную микроскопию роговицы проводили на аппарате Heidelberg Retina Tomograph с роговичным модулем Rostock (HRT-III, Германия) до операции. Размер поля обзора при конфокальной биомикроскопии составил 400×400 мкм. Исследования пациента проводили в положении сидя, при фиксации головы подводили объектив к исследуемому глазу на расстояние 2 мм от роговицы. Между роговицей и объективом располагалась иммерсионная жидкость «Видисик». Использовали автоматический и мануальный режимы сканирования роговицы, функцию подсчета плотности эндотелиальных клеток с оценкой их плеоморфизма и полимегатизма. Исследовали роговицу в центральной зоне и ее парацентральных участках.

Было установлено, что у пациентов с 1-11 стадией при соблюдении всех технических приемов в ходе операции результат трансплантации роговицы наилучший, при III стадии возможны удовлетворительные биологические результаты, но решающую роль имеет состояние стромы, в особенности структурность и правильное расположение коллагеновых фибрилл (<50% от общего количества).

- с начальными стадиями БК (1-11) после проведенного хирургического лечения восстановление структуры роговицы до приближенных к физиологическим значениям происходит в течение 1-3 месяцев;

- с развитой (III) стадией БК - в течение 3-6 месяцев;

Ниже приведен ряд примеров, иллюстрирующих возможность определения стадии буллезной кератопатии и оценки динамики изменений после поведенного хирургического лечения, полученных при КМ роговицы.

Пример №1. Пациент М., 78 лет поступил с жалобами на красноту, боли, светобоязнь, слезотечение на правом глазу. 4 месяца назад перенес экстракцию осложненной катаракты методом факоэмульсификации на правом глазу. Жалобы появились почти сразу, был поставлен в лист ожидания на кератопластику.

Диагноз при поступлении: OD - Буллезная кератопатия. Артифакия. OS - Начальная катаракта. Острота зрения правого глаза - светоощущение с правильной проекцией света, левого глаза - 0,6 с коррекцией sph -1D=0,8. При биомикроскопии в прямом фокальном освещении: участки эрозии эпителия, диффузный отек всех слоев роговицы. При КМ: изменения в эпителиальном слое роговицы - очаги деэпителизации, появление множества светлых клеток, деформированных вытянутых в косом направлении с нечеткими границами, неравномерность общей рефлективности; боуменова и десцеметова мембрана визуализируются; неравномерность рефлективности нервных волокон субэпителиального сплетения; в передней строме - резкое повышение рефлективности экстрацеллюлярного матрикса, гиперрефлективные кератоциты; эндотелий не визуализируется. Таким образом, была диагностирована III стадия буллезной кератопатии.

После проведенного хирургического лечения - задняя послойная кератопластика, в течение 3,5 месяцев произошло восстановление прозрачности роговицы, при КМ у пациента получены данные, характеризующие биомикроскопическую картину, приближенную к физиологической норме. ПЭК правого глаза 1617±45 кл/мм², ПЭК левого глаза 1100±26 кл/мм².

При выписке: острота зрения правого глаза - 0,1 не корригирует, острота зрения левого глаза без изменений. При контрольном осмотре через 3 месяца острота зрения оперируемого глаза - 0,3.

При КМ в динамике к концу 1 месяца после операции восстановилась активность базального росткового слоя, к 4 месяцу боуменова мембрана приобрела прозрачность, через 9 месяцев слои роговицы четко дифференцировались, включения в интерфейсе между роговицей реципиента и донорским трансплантатом характеризовались единичными гиперрефлесирующими включениями, боуменова и десцеметова мембраны были прозрачные, нервы терминального сплетения визуализировались на всей площади роговицы, экстрацеллюлярный матрикс имел включения, но восстановил свою прозрачность, эндотелий характеризовался существенным преобладанием гексагональных клеток. Послеоперационный восстановительный период протекал без осложнений.

Пример №2. Пациент Л., 64 года жаловался на постоянные колющие боли в левом глазу в течение года после экстракции катаракты.

Диагноз при поступлении: OS - Буллезная кератопатия. Артифакия. OD - Факосклероз. Острота зрения правого глаза 0,4 sph -1,75D=1,0. Острота зрения левого глаза 0,04 не корригирует. При биомикроскопии левого глаза в прямом фокальном освещении: эпителиальный слой роговицы сероватый с единичными точечными поверхностными помутнениями, складки десцеметовой оболочки, локальный отек эндотелия в верхнем секторе. При КМ: в эпителиальном слое роговицы в поле зрения до 5 светлых эпителиоцитов с увеличенным ядром, боуменова мембрана с нежными белесоватыми полосами; в задних слоях стромы увеличение количества гиперрефлективных кератоцитов, неравномерность рефлективности экстрацеллюлярного матрикса, единичные стромальные депозиты в виде ярких телец со средним диаметром 2-5 мкм; неравномерность рефлективности стромальных и субэпителиальных нервов; десцеметова мембрана - разнонаправленные складки; нарушение структуры эндотелия, ПЭК 1120±53 кл/мм². ПЭК в правом глазу соответствовала возрастной норме 2860 кл/мм². Таким образом, при помощи КМ была диагностирована II стадия буллезной кератопатии.

После проведения хирургического лечения в течение 2,5 месяцев толщина роговицы в центре на оперируемом глазу составила 608 мкм, при этом толщина эндотелиального трансплантата была 120 мкм. При КМ у пациента состояние роговицы практически полностью восстановилось за исключением умеренно выраженного фиброзного помутнения на границе между тканью реципиента и донора, которое значимо не повлияло на остроту зрения.

При выписке: острота зрения оперируемого глаза - 0,3 не корригирует. При контрольном осмотре через 3 месяца острота зрения составила 0,7 с максимальной коррекцией. При КМ ультраструктура роговицы через 6 месяцев характеризовалась следующими особенностями: эпителий структурный с четкой дифференциацией всех слоев, прозрачные боуменова и десцеметова мембраны, визуализировались единичные гиперрефлексирующие депозиты в задних слоях стромы, восстановилась цитоархитектоника, свойственная нормальной роговице. ПЭК эндотелия составила 1830±39 кл/мм².

Пример №3. Пациент В., 73 года поступил с жалобами на туман, периодическую светобоязнь, слезотечение на левом глазу. 3 недели назад перенес экстракцию незрелой возрастной катаракты методом факоэмульсификации на левом глазу. Страдает сахарным диабетом II типа в течение 5 лет, принимает сахаропонижающие препараты. Острота зрения правого глаза 0,5 sph +1,25D=1,0. Острота зрения левого глаза 0,2 не корригирует. При биомикроскопии левого глаза в прямом фокальном освещении: отслоение десцеметовой мембраны в области парацентеза с 9 до 15 часов, локальный отек эндотелия в этом месте. При КМ: единичные десквамированные эпителиальные клетки в поле зрения, неравномерный рефлекс субэпителиального сплетения; слабый отек экстрацеллюлярного матрикса, единичные гиперрефлективные кератоциты в поле зрения; повышение полимегатизма и снижение плеоморфизма клеток эндотелиального слоя по сравнению с возрастной нормой. Определяются 3 гипорефлективных дефекта эндотелия, ПЭК - 1314 кл/мм². Таким образом, при помощи КМ была диагностирована I стадия буллезной кератопатии.

После проведения хирургического лечения в течение 1 месяца толщина роговицы в центре на оперируемом глазу составила 565 мкм, при этом толщина эндотелиального трансплантата была - 75 мкм. При КМ у пациента структура роговицы полностью восстановилась, определяющийся хейз значимо не влиял на остроту зрения.

При выписке: острота зрения оперируемого глаза - 0,5 не корригирует. Через 3 месяца острота зрения составила 0,9 с максимальной коррекцией, на KM - эпителий структурный с четкой дифференциацией всех слоев, прозрачные боуменова и десцеметова мембраны, восстановилась цитоархитектоника, свойственная нормальной роговице. ПЭК эндотелия составила 2056±45 кл/мм².

Таблица Структурные изменения роговицы при буллезной кератопатии I-III стадий по данным конфокальной микроскопии Признак
Стадия Изменения I стадия II стадия III стадия 1 2 3 4 5 Эпителий Отек - -/+ + Псевдокератинизация - -/+ + Гиперрефлективные отложения - -/+ + Десквамация   + + Мелкие округлые гиперрефлективные включения - - + ″Матовые″ клетки - -/+ + Боуменова мембрана Нарушение прозрачности, структуры - + + Появление полос - -/+ + Складки - - + Уплотнение - - + Очаговое отсутствие - - + Нервные волокна Неравномерный рефлекс Субэпителиальное сплетение -/+ + + Суббазальное сплетение - -/+ + Стромальные нервы - - + Разрастание, разветвления, перекрещивание - - + Четкообразование - - + Строма Уплотнение экстрацеллюлярного матрикса передний - - - средний - - -/+ задний - -/+ + Отек легкий -/+ - - умеренный - + - выраженный - - + Гиперрефлективность всех слоев - - + Активированные кератоциты (слои) передние - - + средние - - + задние + + + Склеенные кератоциты - - + Мелкие включения - -/+ + Разреженность стромы - -/+ + Нарушение структуры волокон - - + Складки стромы - - + Десцеметова мембрана Неравномерный рефлекс - + + Складки - + +

1 2 3 4 5 Эндотелий Плотность клеток Норма/ниже на 5-10% Ниже нормы на 10-15% >15% ниже нормы Гипорефлективные дефекты + +   Стушеванность границ - +   Гиперрефлективные фибриноподобные отложения - -/+ + Мелкие гиперрефлективные включения -/+ + + Волнообразное изменение конфигурации - + -/+ Детально не визуализирутся - - +

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для определения стадии буллезной кератопатии (БК) по данным конфокальной микроскопии (КМ) роговицы. Для этого исследуют структуры роговицы, оценивают форму, размер и плотность клеток эпителия; состояние боуменовой и десцеметовой мембран, кератоцитов, нервных волокон и экстрацеллюлярного матрикса стромы, субэпителиального нервного сплетения, эндотелия. В зависимости от данных КМ диагностируют три стадии БК. Способ повышает точность и упрощает диагностику заболевания и позволяет выявлять минимальные изменения в клеточном строении на начальных стадиях. 3 пр., 1 табл.

Способ определения стадий буллезной кератопатии (БК), включающий исследование структуры роговицы с определением формы, размера и количества клеток эпителия, состояния боуменовой и десцеметовой мембран, кератоцитов, нервных волокон и экстрацеллюлярного матрикса стромы, субэпителиального нервного сплетения, эндотелия, отличающийся тем, что проводят конфокальную микроскопию и при обнаружении единичных десквамированных эпителиальных клеток в поле зрения, неравномерности рефлективности нервных волокон субэпителиального сплетения, в задних слоях стромы незначительного нарушения прозрачности экстрацеллюлярного матрикса, единичных гиперрефлективных кератоцитов в поле зрения, статистически незначимого повышения полимегатизма и снижения плеоморфизма клеток эндотелиального слоя по сравнению с возрастной нормой, единичных гипорефлективных дефектов эндотелия, плотности эндотелиальных клеток (ПЭК) в пределах нормальных значений или снижении на 5-10% диагностируют I стадию БК; при обнаружении в поле зрения 5 клеток светлой, неправильной формы, ″матовых″ клеток без дифференцировки ядра, в базальном слое эпителия умеренного полиморфизма клеток, стушеванности их границ и неравномерной рефлективности, в области боуменовой мембраны нарушения прозрачности и структуры, в виде нежных белесоватых полос, в строме в задних слоях гиперрефлективных ″активированных″ кератоцитов с визуализированными отростками в поле зрения, неравномерности рефлективности экстрацеллюлярного матрикса, свидетельствующего об умеренном отеке с нарушением прозрачности и архитектоники, разрежения корнеальных пластин, характеризующегося появлением ацеллюлярных зон, хорошо очерченных единичных стромальных депозитов в виде ярких телец диаметром 2-5 мкм, клеток Лангерганса, неравномерного рефлекса субэпителиальных и стромальных нервов, в десцеметовой мембране нарушения равномерности рефлекса, незначительной складчатости, волнообразного изменения конфигурации эндотелия, расширения межклеточных пространств, минимально выраженной локальной гиперрефлективности со стушеванностью границ эндотелиальных клеток, снижения ПЭК на 10-15% от возрастной нормы, выраженного полимегатизма до 53% клеток и плеоморфизма - до 32% клеток диагностируют II стадию БК; при обнаружении очагов деэпителизации, стушеванности границ клеток, гиперрефлективных отложений на поверхности эпителия, мелких округлых гиперрефлективных включений диаметром 3-6 мкм во всех слоях роговицы, гомогенных погибших отслоенных клеток, складчатой, уплотненной боуменовой мембраны, извитости нервных волокон 3-й степени, рефлексивности суббазальных и субэпителильных нервных сплетений, диффузного межволоконного, интраволоконного отека задних, средних слоев стромы роговицы, уплотнения, ячеистости экстрацеллюлярного матрикса, гиперрефлективности стромы роговицы, увеличения количества активированных и появления ″склеенных″ кератоцитов в поле зрения, складчатой, разреженной стромы, нарушения ориентации коллагеновых фибрилл стромальных слоев, складки десцеметовой мембраны, на эндотелии фибриноподобных отложений с гиперрефлективностью, расширения межклеточных пространств, диффузных облачковидных помутнений, фокальных клеточных включений, невозможности подсчета измененного эндотелия диагностируют III стадию БК.