Способ ранней диагностики дефицита кровообращения диска зрительного нерва и перипапиллярной области сетчатки при первичной открытоугольной глаукоме Российский патент 2024 года по МПК A61B3/12 A61B5/26 

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для ранней диагностики дефицита кровообращения диска зрительного нерва (ДЗН) и перипапиллярной области сетчатки при первичной открытоугольной глаукоме (ПОУГ) с использованием лазерной спекл-флоуграфии (LSFG).

Глаукома поражает более 70 миллионов человек во всем мире и является одной из основных причин необратимой слепоты. Первичная открытоугольная глаукома представляет собой нейродегенеративное заболевание, характеризующееся прогрессирующим повреждением ганглиозных клеток сетчатки (ГКС) и соответствующими дефектами полей зрения [Fan X., Xu Н., Zhai R., et al. Retinal microcirculatory responses to hyperoxia in primary open-angle glaucoma using optical coherence tomography angiography. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2021; 62 (14): 4. doi: 10.1167/iovs.62.14.4].

Все больше данных свидетельствует о том, что дисфункция сосудистой регуляции диска зрительного нерва и перипапиллярной сетчатки играет важную роль в патогенезе ПОУГ. Гемоперфузия крайне необходима для активной передачи информации по аксонам зрительного нерва. В глазах с поврежденными ганглиозными клетками сетчатки становится ниже метаболическая потребность. Это приводит к снижению кровотока, что способствует дальнейшему апоптозу оставшихся ГК сетчатки [Gardiner S.K., Cull G., Fortune В. Retinal vessel pulsatile characteristics associated with vascular stiffness can predict the rate of functional progression in glaucoma suspects. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2023; 64 (7): 30. doi: 10.1167/iovs.64.7.30]. Нарушения в глазной сосудистой сети из-за изменений перфузионного давления, тонуса сосудов, местного сопротивления и системной ауторегуляции увеличивают риск развития глаукомы [Nascimento Е., Silva R., Chiou С.А., et al. Microvasculature of the optic nerve head and peripapillary region in patients with primary open-angle glaucoma. J Glaucoma. 2019; 28 (4): 281-288. doi: 10.1097/IJG.0000000000001165].

В настоящее время актуальным является вопрос поиска оптимальных способов исследования кровотока зрительного нерва и сетчатки при глаукомной оптической нейропатии (ГОН) с целью оптимизации диагностики глаукомы.

Методы визуализации сосудов, используемые в офтальмологии, включают, инвазивные - сканирующая лазерная офтальмоскопическая ангиография на основе красителей (флуоресцентная ангиография (ФАГ), ангиография с индоцианином зеленым (ИАГ), и неинвазивные - оптическая когерентная томография с функцией ангиографии (ОКТ-А) и ультразвуковое исследование кровотока в режимах цветового допплеровского картирования (ЦДК) и импульсной допплерографии (ИД). Эти исследования скорее дополняют друг друга, поскольку каждое из них имеет свои преимущества и ограничения [Ameen Ismail A., Sadek S., Kamal M., Hatata R. Validity of a novel optical coherence tomography-angiography flow index in a cohort of primary open angle glaucoma. BMC Ophthalmol. 2023; 23 (1): 365. doi: 10.1186/s 12886-023-03108-8].

ФАГ/ИАГ позволяет выявить повреждения гематоретинального барьера, определить стратегии мониторинга и лечения глазных заболеваний. Флуоресцеин используется главным образом для визуализации сосудов сетчатки, тогда как индоцианин позволяет визуализировать более глубокие сосуды хориоидеи. Большая площадь глазного дна за доли секунды фиксируется на одном изображении. Несмотря на то, что ангиография на основе красителей была золотым стандартом для визуализации сетчатки и хориоидального кровообращения в течение нескольких десятилетий, необходимо учитывать ограничения инвазивных методов, включая проведение внутривенных инъекций, аллергические и анафилактические реакции, тошноту, сердечный приступ, а также необходимость наличия квалифицированного персонала для выполнения процедуры [Shi D., Zhang W., Не S., et al. Translation of color fundus photography into fluorescein angiography using deep learning for enhanced diabetic retinopathy screening. Ophthalmol Sci. 2023; 3 (4): 100401. doi: 10.1016/j.xops.2023.100401].

Ультразвуковое исследование (УЗИ) в режиме ЦДК и ИД - это неинвазивный диагностический метод, обеспечивающий качественную и количественную оценку состояния глаза и орбиты в режиме реального времени, при котором изображения получаются путем сбора акустического сигнала, отраженного от различных тканей, чаще всего, используется для анализа ретробульбарных сосудов. Стоит отметить, что исследование сосудов глаза требует от оператора большого опыта из-за их небольшого диаметра и анатомической изменчивости [Grudzinska Е., Modrzejewska М. Modern diagnostic techniques for the assessment of ocular blood flow in myopia: current state of knowledge. J Ophthalmol. 2018. doi: 10.1155/2018/4694789].

Оптическая когерентная томография-ангиография (ОКТ-А) -современная, широкодоступная, неинвазивная технология без использования красителей, которая позволяет исследовать крупные сосуды, а также микрососудистую сеть сетчатки, диска зрительного нерва и хориоидеи путем проведения нескольких ОКТ-сканирований одной и той же области. Однако этот метод имеет ограничения в применении при непрозрачности оптических сред, отсутствии фиксации, миозе и нистагме [Spaide R.F., Fujimoto J.G., Waheed N.K., et al. Optical coherence tomography angiography. Prog Retin Eye Res. 2018; 64: 1-55. doi: 10.1016/j.preteyeres.2017.11.003. Киселева Т.Н., Петров С.Ю., Охоцимская Т.Д., Маркелова О.И. Современные методы качественной и количественной оценки микроциркуляции глаза. Российский офтальмологический журнал. 2023; 16 (3): 152-8 https://doi.org/10.21516/2072-0076-2023-16-3-152-158].

Ближайшим аналогом предлагаемого способа является способ того же назначения, заключающийся в проведении анализа объемных параметров плотности сосудистой сети перипапиллярной микроциркуляции сетчатки и ДЗН с помощью оптической когерентной томографии с ангиографией (Angiovue, Optovue Inc.), позволяющий получить трехмерное послойное изображение как сосудистых сплетений микроциркуляторного русла сетчатки, так и крупных сосудов глазного дна, ДЗН [Khayrallah О., Mahjoub A., Ben Abdesslam N., et al. Optical coherence tomography angiography vessel density parameters in primary open-angle glaucoma. Ann Med Surg (Lond). 2021. doi: 10.1016/j.amsu.2021.102671].

Однако при всех очевидных преимуществах оценки глазного кровотока и визуализации микроциркуляции сетчатки, ОКТА не предоставляет количественные данные о скорости кровотока ДЗН, а также затруднен анализ микроциркуляторного русла внутри ДЗН, так как артефакты, возникающие вследствие проекции поверхностных кровеносных сосудов на более глубокие слои не позволяют отдельно измерять поверхностный и глубокий кровоток в диске зрительного нерва, что снижает достоверность полученных результатов [Sampson D.M., Dubis A.M., Chen F.K., et al. Towards standardizing retinal optical coherence tomography angiography: a review. Light Sci Appl. 2022; 11 (1): 63. doi: 10.1038/s41377-022-00740-9].

Современным и многообещающим методом двумерной оценки глазного кровотока является лазерная спекл-флоуграфия (LSFG), которая позволяет неинвазивно проводить удобную для пациента и врача, количественную оценку перфузии одновременно в ДЗН, сетчатке и сосудистой оболочке менее чем за 5 секунд. Благодаря методу возможен мониторинг динамики изменений тканевого кровообращения в одном и том же месте через различные промежутки времени. Основным параметром лазерной спекл-флоуграфии является интегральный показатель MBR -средняя скорость размытия изображения, вычисляемый при построении двумерной карты кровотока глазного дна, на которой визуализируется распределение скорости движения форменных элементов крови [Lu Y., Zhou Н., Zhou X., et al. Correlation between laser speckle flowgraphy and oct-derived retinal and choroidal metrics in healthy human eye. Transl Vis Sci Technol. 2022; 11 (6): 15. doi: 10.1167/tvst.l 1.6.15]

Задачей предлагаемого изобретения является разработка объективного способа диагностики дефицита количественных объемных показателей кровообращения зрительного нерва и перипапиллярной области сетчатки при первичной открытоугольной глаукоме.

Техническим результатом предлагаемого способа является выбор адекватной тактики ведения пациентов при первичной открытоугольной глаукоме.

Технический результат достигается за счет применения коэффициента объемного кровотока с использованием определенных параметров LSFG.

Способ осуществляют следующим образом.

Проводят лазерную спекл-флоуграфию (LSFG) и на основе параметров кровотока LSFG вычисляют коэффициент объемного кровотока. При соотношении показателя нечеткости изображения микроциркуляторного русла (МТ) в височном секторе ДЗН и перипапиллярной сетчатки и среднего показателя нечеткости изображения (MBR) ДЗН и перипапиллярной сетчатки вычисляют коэффициент объемного кровотока К=МТ в височном секторе/MBR. При величине К≤0,72 диагностируют наличие дефицита кровообращения.

С целью разработки способа ранней диагностики дефицита кровообращения диска зрительного нерва и перипапиллярной области сетчатки при первичной открытоугольной глаукоме нами были проанализированы данные 50 пациентов (100 глаз) в возрасте от 55 до 65 лет (средний возраст 59,36±6,23), из которых 30 глаз - без офтальмопатологии, 35 - с начальной стадией глаукомы и 35 глаз - с развитой стадией ПОУГ. Стадирование пациентов с глаукомой проводилось с учетом морфометрических изменений ДЗН и показателей полей зрения. Все обследуемые имели нормальные параметры артериального давления, а пациенты с глаукомой получали местную гипотензивную терапию и имели необходимую компенсацию внутриглазного давления (ВГД). Достоверных различий между группами по офтальмопатологии выявлено не было. Критериями невключения являлись: зрелая катаракта, заболевания сетчатки или зрительного нерва, отличные от глаукомы, близорукость высокой степени, артериальная гипертензия с отсутствием компенсации давления, сахарный диабет и прием лекарственных препаратов, способных изменить глазной кровоток.

Исследование кровотока ДЗН и сетчатки основывается на анализе показателя MBR, измеряемого в условных единицах. При лазерной спекл-флоуграфии используется излучение полупроводникового лазера длиной волны 830 нм, что позволяет осветить поверхность глазного дна. Для изучения кровотока в определяемой области получают в общей сложности 118 изображений со скоростью 30 кадров в секунду с выдержкой 1/500 секунды в течение 4 секундного периода. Полученные сигналы обрабатываются компьютером для вывода на экран изображений глазного дна и двумерной «составной карты» кровотока [Iwase С, Iwase Т., Tomita R., et al. Changes in pulse waveforms in response to intraocular pressure elevation determined by laser speckle flowgraphy in healthy subjects. BMC Ophthalmol. 2021; 21 (1): 303. doi: 10.1186/s 12886-021-02070-7. Нероева H.B., Зайцева O.B., Охоцимская Т.Д., Швецова Н.Е., Маркелова О.И. Определение возрастных изменений глазного кровотока методом лазерной спекл-флоуграфии. Российский офтальмологический журнал. 2023;16(2): 54-62. https://doi.org/10.21516/2072-0076-2023-16-2-54-62].

Первым этапом измерения кровотока проводили на приборе LSFG-RetFlow (Nidek). На полученном изображении «составной карты», отображающем распределение кровотока в течение полного сердечного цикла вокруг ДЗН и перипапиллярной сетчатки вручную был начерчен шаблон-эллипсоид, соответствующий зоне исследования. Программное обеспечение LSFG Analyser) автоматически вычисляет MBR в исследуемой области для сегментированных квадрантов диска зрительного нерва: нижнего, верхнего, носового и височного. Помимо интегрального показателя MBR можно отдельно вычислить MBR для крупных сосудов (MBR of Vascular area, MV), микроциркулярного русла (MBR of Tissue area, МТ) и исследуемой области (MBR of All area, MA).

Вторым этапом проводился расчет коэффициента на основании параметров LSFG: коэффициент объемного кровотока К вычисляется при соотношении показателя нечеткости изображения микроциркуляторного русла (МТ) в височном секторе ДЗН и перипапиллярной сетчатки и среднего показателя нечеткости изображения (MBR) ДЗН и перипапиллярной сетчатки.

Проведенное комплексное обследование (LSFG с оценкой кровообращения ЗН и сетчатки) показало, что у пациентов с ПОУГ отмечается статистически достоверное (р<0,05) снижение некоторых показателей кровообращения зрительного нерва и сетчатки: показателя нечеткости изображения микроциркуляторного русла (МТ) в височном секторе ДЗН и перипапиллярной сетчатки и среднего показателя нечеткости изображения (MBR) ДЗН и перипапиллярной сетчатки. Вычисление коэффициента объемного кровотока К=МТ в височном секторе/MBR подтвердило, что при величине К≤0,72 диагностируют наличие дефицита кровообращения. Ретроспективный анализ объемных показателей LSFG (MBR, MA, MV и МТ) у пациентов с ПОУГ подтвердил, что значение именно коэффициента объемного кровотока К, отражающего соотношение МТ в височном секторе к MBR всей исследуемой зоны, позволяет в наиболее ранние сроки заболевания, достоверно и в полном объеме оценить кровообращение как нарушенное.

Клинический пример 1.

Пациент Б., 62 года обратился с жалобами на ухудшение зрения левого глаза, появившимися 3 месяца назад. В анамнезе артериальная гипертензия, компенсированная приемом гипотензивных препаратов. При проведении стандартного офтальмологического исследования максимально корригированная острота зрения (МКОЗ) составила 1,0 справа и 0,9 слева, на левом глазу при офтальмоскопии ДЗН бледный, границы четкие, сосудистый пучок слегка смещен к носу, Э/Д глаукоматозная 0,6, по данным статической периметрии MD, дБ - 2,30 на левом глазу выявлена ПОУГ начальной стадии.

При проведении исследования кровообращения ЗН и сетчатки с помощью LSFG определены следующие параметры: MBR ДЗН и перипапиллярной сетчатки - 20,27 у.е., МТ в височном секторе ДЗН и перипапиллярной сетчатки - 13,78 у.е., коэффициент объемного кровотока К=0,67, что свидетельствует о дефиците кровообращения в исследуемой зоне.

Основываясь на данные исследования, пациенту было рекомендовано назначение дополнительной консервативной терапии в виде средств, улучшающих периферическое кровообращение (препарат пентоксифиллин, относящийся к фармакологической группе ангиопротекторов и корректоров микроциркуляции, в таблетках, курс составляет 3 месяца). Через 6 месяцев проведено повторное обследование глазного кровотока методом LSFG, выявлены следующие параметры: MBR ДЗН и перипапиллярной сетчатки -20,35 у.е., МТ в височном секторе ДЗН и перипапиллярной сетчатки - 14,20 у.е., коэффициент объемного кровотока К=0,69, что также свидетельствует о дефиците кровообращения в исследуемой зоне, но, учитывая проведение курса поддерживающей консервативной терапии, отмечается положительная динамика по показателям кровотока. В связи с этим рекомендовано продолжить курс консервативной терапии в виде средств, улучшающих периферическое кровообращение.

Клинический пример 2.

Пациент Б., 60 лет обратился с жалобами на ухудшение зрения правого глаза, появившимися 3 месяца назад. В анамнезе артериальная гипертензия, компенсированная приемом гипотензивных препаратов. При проведении стандартного офтальмологического исследования максимально корригированная острота зрения (МКОЗ) составила 0.8 справа и 1.0 слева, на правом глазу при офтальмоскопии ДЗН розовый, границы четкие, сосудистый пучок слегка смещен к носу, Э/Д 0,5, по данным статической периметрии MD, дБ - 1,50 на правом глазу выявлен диагноз - подозрение на глаукому.

При проведении исследования кровообращения 3Н и сетчатки определены следующие параметры: MBR ДЗН и перипапиллярной сетчатки -24,83 у.е., МТ в височном секторе ДЗН и перипапиллярной сетчатки - 18,28 у.е., коэффициент объемного кровотока К=0,74, что свидетельствует об отсутствии дефицита кровообращения в исследуемой зоне.

Основываясь на данных, полученных в результате исследования, пациенту было рекомендовано проведение исследования зрительного нерва (ОКТ) с целью оценки морфометрических изменений, назначено проведение контрольного обследования через год, для определения дальнейшей тактики ведения пациента. Через год проведено повторное обследование: стандартного офтальмологического исследования максимально корригированная острота зрения (МКОЗ) составила 0.7 справа и 1.0 слева, на правом глазу при офтальмоскопии ДЗН бледно-розовый, границы четкие, сосудистый пучок слегка смещен к носу, Э/Д 0,5, по данным статической периметрии MD, дБ - 1,95 на правом глазу выявлен диагноз - ПОУГ начальной стадии; глазной кровоток оценивался методом LSFG, выявлены следующие параметры: MBR ДЗН и перипапиллярной сетчатки - 21,40 у.е., МТ в височном секторе ДЗН и перипапиллярной сетчатки - 15,20 у.е., коэффициент объемного кровотока К=0,71, что свидетельствует о дефиците кровообращения в исследуемой зоне.

Учитывая данные исследования, пациенту было рекомендовано назначение дополнительной консервативной терапии в виде средств, улучшающих периферическое кровообращение (препарат пентоксифиллин, относящийся к фармакологической группе ангиопротекторов и корректоров микроциркуляции, в таблетках, курс составляет 3 месяца, через 3 месяца - курс повторить) и местно - добавочная гипотензивная терапия в виде инсталляций.

Таким образом, предложенный способ позволяет диагностировать раннее развитие дефицита кровообращения зрительного нерва и сетчатки у пациентов с ПОУГ и соответствующим образом определить алгоритм ведения пациентов с ПОУГ.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для ранней диагностики дефицита кровообращения диска зрительного нерва (ДЗН) и перипапиллярной области сетчатки при первичной открытоугольной глаукоме (ПОУГ). Проводят лазерную спекл-флоуграфию (LSFG) и на основе параметров кровотока LSFG вычисляют коэффициент объемного кровотока. При соотношении показателя нечеткости изображения микроциркуляторного русла (МТ) в височном секторе ДЗН и перипапиллярной сетчатки и среднего показателя нечеткости изображения (MBR) ДЗН и перипапиллярной сетчатки вычисляют коэффициент объемного кровотока К=МТ в височном секторе/MBR. При величине К≤0,72 диагностируют наличие дефицита кровообращения. Изобретение обеспечивает выбор адекватной тактики ведения пациентов при первичной открытоугольной глаукоме за счет оценки кровообращения ДЗН. 2 пр.

Способ ранней диагностики дефицита кровообращения диска зрительного нерва (ДЗН) и перипапиллярной области сетчатки при первичной открытоугольной глаукоме (ПОУГ), отличающийся тем, что проводят лазерную спекл-флоуграфию (LSFG), определяют средний показатель нечеткости изображения (MBR) ДЗН и перипапиллярной сетчатки и показатель нечеткости изображения микроциркуляторного русла (МТ) в височном секторе ДЗН и перипапиллярной сетчатки, вычисляют по их соотношению коэффициент объемного кровотока К=МТ в височном секторе/MBR и при величине К≤0,72 диагностируют наличие дефицита кровообращения.