Сравнительное изучение анатомо-функциональных особенностей глаз с гиперметропией и миопией у детей

На правах рукописи

Кварацхелия Нино Гурамовна

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ АНАТОМО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ГЛАЗ
С ГИПЕРМЕТРОПИЕЙ И МИОПИЕЙ У ДЕТЕЙ

14.01.07 – глазные болезни

01.02.08 – биомеханика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Москва – 2010

Работа выполнена в ФГУ «Московский научно-исследовательский институт глазных болезней имени Гельмгольца Росмедтехнологий»

(Директор института – Заслуженный деятель науки РФ,

доктор медицинских наук, профессор Нероев Владимир Владимирович).

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Тарутта Елена Петровна

доктор биологических наук Иомдина Елена Наумовна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Шелудченко Вячеслав Михайлович

доктор биологических наук, профессор Фирсов Николай Николаевич

Ведущая организация: Московский областной научно-исследовательский

клинический институт им. М.Ф.Владимирского

Защита диссертации состоится « 9 » марта 2010 г. в 14 часов на заседании

диссертационного совета Д 208.042.01 при ФГУ «МНИИ глазных болезней им.

Гельмгольца Росмедтехнологий»

(105062, Москва, ул. Садовая - Черногрязская, 14/19)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке

ФГУ «МНИИ глазных болезней им. Гельмгольца Росмедтехнологий»

(105062, Москва, ул. Садовая - Черногрязская, 14/19)

Автореферат разослан « 2 » февраля 2010 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор медицинских наук Филатова И.А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Рефракционные нарушения, или аномалии рефракции, являются самым распространенным видом зрительных расстройств, их частота в популяции достигает 70% (Э.С.Аветисов, 1999).

В зависимости от степени выраженности расстройства и времени его возникновения рефракционные нарушения могут сопровождаться симптомами дезадаптации и приводить к развитию осложнений, таких как косоглазие, амблиопия, высокая прогрессирующая близорукость. Последнее заболевание берет начало в раннем детстве и приводит к инвалидности либо в детстве, либо в зрелом возрасте. Эти факты свидетельствуют о высокой медико-социальной значимости рефракционных нарушений (В.В.Нероев, 2002; Е.С.Либман, 2004).

Как известно, рефрактогенез не ограничивается только периодом внутриутробного развития, но продолжается активно в постнатальном онтогенезе. В этот период срыв нормальных механизмов, регулирующих рост глаза, может приводить к формированию рефракционных нарушений. В то же время раскрытие этих механизмов, проникновение в суть постнатального формирования рефракции позволило бы управлять этим процессом или, во всяком случае, оказывать на него направленное влияние.

В последние годы в эксперименте на животных разработана модель так называемой ленс-индуцированной эмметропизации и предложена теория ретинального дефокуса как механизма регуляции роста глаза (G.Hung, K.Ciuffreda, 2003). Согласно этой теории, дефокусировка изображения, несовпадение оптического фокуса с плоскостью сетчатки изменяет скорость высвобождения нейротрансмиттеров, оказывающих прямое влияние на синтез протеогликанов, биологию склерального матрикса и, таким образом, регулирует рост глаза (J.Wallman, C.Wildsoet, 1995). При этом “гиперметропическая” дефокусировка (когда рефракция слишком слабая и изображение фокусируется за сетчаткой) стимулирует удлинение глаза с тем, чтобы совместить плоскость сетчатки с фокусом. Напротив, “миопическая” дефокусировка, когда изображение формируется перед сетчаткой, тормозит рост глазного яблока.

Есть основания считать, что в формировании, величине и знаке дефокуса ведущую роль играет аккомодация. Состояние аккомодации при миопии и гиперметропии в отечественной литературе описано достаточно хорошо, но полученные результаты основаны, в основном, на субъективных методах.

С появлением приборов, регистрирующих объективный аккомодационный ответ, появилась возможность изучения качественных и количественных характеристик аккомодации: скорости, амплитуды, устойчивости (K.Ciufreda, 1991; B.Gilmartin, 1994; В.М.Шелудченко, 1996).

Недостаточно также изучена роль сферических аберраций в рефрактогенезе. Изучению сферических аберраций у детей посвящены лишь единичные работы (Н.В.Костюченкова, 2008).

В последние годы при исследовании постнатального рефрактогенеза большое значение придают за рубежом так называемой периферической рефракции. Под этим понятием подразумевают преломление лучей, проецирующихся на парацентральные и периферические участки сетчатки. Предполагают, что периферическая рефракция существенно влияет на постнатальный рефрактогенез (R.Stone, D.Flitcroft, 2004), поскольку в зависимости от знака и величины разницы между центральной и периферической рефракцией в парацентральной зоне наблюдается либо гиперметропический, либо миопический дефокус.

Существенными факторами, оказывающими влияние на рефрактогенез, являются биометрические и биомеханические особенности глаза, а именно взаимоотношение и соответствие между анатомо-оптическими показателями и биомеханическими свойствами корнеосклеральной капсулы глаза (Э.С.Аветисов, 1999). Однако работ, направленных на определение биометрических параметров у детей, очень мало, а полученные данные противоречивы (И.А.Ермилова, 1999).

Что касается данных о биомеханических свойствах корнеосклеральной капсулы глаз детей, то такие исследования (офтальмомеханография), проведенная на ограниченном клиническом материале Е.Н.Иомдиной (2000), и определение акустической плотности склеры (Е.П.Тарутта, 1993; Н.В.Ходжабекян, 1996) нуждаются в продолжении для выяснения возможной роли склеры в формировании клинической рефракции у детей. В этой связи есть основания полагать, что показателем биомеханического статуса склеры может служить структурно-механическая стабильность другой соединительно-тканной оболочки глаза - теноновой капсулы.

Цель настоящего исследования - изучить в сравнительном аспекте функциональные, биомеханические и анатомо-оптические особенности глаз с гиперметропией и миопией у детей и выделить факторы риска аномального рефрактогенеза.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи.

1. Изучить основные биометрические параметры глаза: передне-заднюю ось (ПЗО), поперечный диаметр (ПД), глубину передней камеры (ГПК), толщину хрусталика (ТХ) - у детей с гиперметропией и миопией.
2. Изучить сферические аберрации роговицы и оптической системы глаза в целом у детей с гиперметропией и миопией.
3. Разработать методику определения периферической рефракции глаза и изучить ее особенности у детей с гиперметропией и миопией.
4. Провести объективную оценку состояния аккомодации у детей с гиперметропией и миопией с помощью автоматического бинокулярного реф-кератометра “открытого поля” Grand Seiko WR-5100K.
5. Изучить биомеханические показатели корнеосклеральной капсулы: корнеальный гистерезис (КГ), фактор резистентности роговицы (ФРР), центральную толщину роговицы (ЦТР) с помощью анализатора глазного ответа (ORA) - у детей с гиперметропией и миопией.
6. Изучить биомеханические свойства склеральной капсулы - акустическую плотность склеры (АПС) у детей с гиперметропией и миопией.
7. Изучить в сравнительном аспекте термомеханические и ультраструктурные особенности образцов теноновой капсулы у детей с гиперметропией и миопией.

Научная новизна исследования

1. Разработана новая методика определения периферической рефракции глаза в фиксированных точках, расположенных в 15 градусах от центра фовеа в назальной и темпоральной зонах.
2. Впервые проведено сравнительное исследование вегетативного тонуса аккомодации по ее темновому фокусу в глазах с различной рефракцией и выявлены его характерные отличия при гиперметропии.
3. Впервые проведено сравнительное комплексное исследование сферических аберраций роговицы, оптической системы глаза и периферической рефракции при гиперметропии и миопии.
4. Впервые в сравнительном аспекте изучены биомеханические показатели корнеосклеральной капсулы у детей с миопией и гиперметропией и выявлены отличительные особенности.

5. Впервые изучено состояние соединительно-тканных структур теноновой капсулы (коллаген-содержащей оболочки, прилежащей к склере) в глазах с различной клинической рефракцией и выявлено значительное снижение уровня поперечной связанности коллагена и диаметра коллагеновых фибрилл в образцах миопических глаз по сравнению с гиперметропическими, что свидетельствует о нарушении структурной стабильности экстрацеллюлярного матрикса соединительной ткани органа зрения в процессе развития миопии.

Практическая значимость работы

1. Разработана новая методика определения периферической рефракции глаза, которая может быть использована для оценки формы заднего полюса глаза и прогноза динамики рефракции.
2. Получены новые данные о состоянии акустической плотности склеры при различной клинической рефракции, которые необходимо учитывать при диагностике прогрессирующего течения миопии и при выборе тактики ее лечения.
3. Разработан новый способ нехирургического лечения гиперметропии с помощью плеоптических воздействий в условиях дозированного слабогиперметропического дефокуса.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Глаза с гиперметропией средней и высокой степени выделяются по своим биофизическим (более высокая акустическая плотность склеры) и функциональным (отрицательный вегетативный тонус аккомодации) показателям; глаза со слабой гиперметропией не имеют различий по перечисленным показателям.

2. По мере усиления рефракции от слабой гиперметропии к высокой миопии, наряду с ростом ПЗО (на 7,57±0,24 мм), отмечается достоверное увеличение ПД (на 3,96±0,22 мм) и уплощение хрусталика (на 0,28±0,09 мм); последние два параметра взаимосвязаны и реализуют механизм, частично компенсирующий усиление рефракции вследствие роста ПЗО.

3. Разработанная методика измерения периферической рефракции позволяет исследовать контур сетчатки и заднего полюса глаза в радиусе 15 градусов от центра фовеа. У детей и подростков по мере усиления клинической рефракции снижается доля глаз с относительной периферической миопией, что соответствует переходу формы глаза от сжато-эллипсоидной к шару и вытянутому эллипсоиду.

4. Уровень поперечной связанности коллагена и средний диаметр коллагеновых фибрилл в соединительно-тканных структурах (теноновой капсуле) гиперметропических глаз достоверно (на 10-15%) выше, чем в глазах с миопией.

Внедрение результатов исследования

Результаты исследования используются в клинической практике отдела патологии рефракции, бинокулярного зрения и офтальмоэргономики ФГУ «Московский научно-исследовательский институт глазных болезней им. Гельмгольца Росмедтехнологий».

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-практических конференциях: «II Всероссийская конференция молодых ученых» (Москва, 2007); I международная научно-практическая конференция «Функциональные методы диагностики и лечения рефракционных нарушений» (Москва, 2008); XI международная конференция по миопии (Австралия, 2008); симпозиум «Биомеханика глаза» (Москва, 2008); VIII научно-практическая конференция с международным участием «Федоровские чтения-2009» (Москва, 2009); Российский общенациональный офтальмологический форум (Москва, 2009); межотделенческая конференция в ФГУ «МНИИ ГБ им. Гельмгольца Росмедтехнологий» 09.12.2009 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 19 научных работ, из них 2 в центральной печати. Получен патент на изобретение и положительное решение о выдаче патента. Подготовлена медицинская технология.

Структура и объём диссертации

Диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав (обзора литературы, материалов и методов исследования, собственных исследований), заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Библиографический указатель включает 140 источников (91 отечественных и 49 зарубежных авторов). Работа иллюстрирована 23 рисунками, 14 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования

В работе проведено комплексное клинико-инструментальное офтальмологическое обследование 183 детей (310 глаз), из них мужского пола - 66, женского пола - 117, в возрасте от 6 до 16 лет (в среднем 9,5±0,25 лет) с гиперметропией и миопией различной степени.

В соответствии с задачами все исследования проводились на обоих глазах за исключением периферической рефракции, сферической аберрации оптической системы глаза и роговицы, которые определялись только на одном глазу - с наибольшей погрешностью рефракции, а при изометропии – на правом.

Все пациенты были распределены на группы в зависимости от клинической рефракции.

I группа состояла из 51 ребенка (91 глаз), из них 20 мальчиков, 31 девочка 9-15 лет (ср. возраст 12,5±0,7 лет) с M слабой степени (от -0,5 до -3,25 дптр по СЭ).

II группу составили 26 детей (42 глаза), из них 3 мальчика, 23 девочки 9-16 лет (ср. возраст 12,9±0,7 лет) с M средней степени (от -3,5 до -6,0 дптр по СЭ).

III группа состояла из 28 детей (44 глаза), из них 11 мальчиков, 17 девочек 9-16 лет (ср. возраст 13,8±0,6 лет) с M высокой степени (от -6,25 до -10,75 по СЭ).

IV группу составили 28 детей (48 глаз), из них 8 мальчиков, 20 девочек 6-13 лет (ср. возраст 9,7±0,3 лет) с Hm слабой степени (от +1,6 до +3,0 дптр по СЭ).

V группу составили 33 ребенка (54 глаза), из них 17 мальчиков, 16 девочек 6-12 лет (ср. возраст 9,2±0,4 лет) с Hm средней степени (от + 3,1 до +5,5 дптр по СЭ).

В VI группу вошли 17 детей (31 глаз), из них 7 мальчиков, 10 девочек 7-9 лет (ср. возраст 8,2±0,4 лет) с Hm высокой степени (от + 6,5 до +11,0 дптр по СЭ).

Астигматизм во всех группах не превышал 1,0 дптр.

Офтальмологическое обследование всех пациентов включало следующие методики: визометрия без коррекции и с оптической коррекцией; авторефрактометрия до и после циклоплегии; определение характера зрения на четырехточечном цветотесте; офтальмоскопия центральных и периферических отделов глазного дна; ультразвуковая биометрия с оценкой аксиального и поперечного размеров глазного яблока, глубины передней камеры, толщины хрусталика; исследование сферической аберрации роговицы с помощью компьютерной кератотопографии; исследование сферической аберрации оптической системы глаза по методике Ю.З.Розенблюма и Т.А.Корнюшиной (2002) в модификации Е.П.Тарутты с помощью авторефрактометра (Topcon RM-A6500) в центре и в двух горизонтальных периферических зонах; исследование периферической рефракции; исследование объективного аккомодационного ответа (ОАО), темнового фокуса и тонуса аккомодации на бинокулярном авторефкератометре «открытого поля» Grand Seiko WR-5100K; исследование биомеханических показателей корнеосклеральной капсулы на анализаторе глазного ответа (ORA) и исследование акустической плотности склеры (АПС) на многофункциональном ультразвуковом диагностическом приборе Voluson 730 Pro. (совместно с к.м.н. Г.В.Кружковой).

Лабораторные методы - электронная микроскопия и дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) образцов теноновой капсулы глаз с различной клинической рефракцией - проведены на базе химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова совместно с к.х.н. Н.Ю.Игнатьевой.

Результаты собственных исследований

Оптико-анатомические параметры глаза и акустическая плотность склеры у детей с гиперметропией и миопией. Сравнение анатомо-оптических параметров глаза у 58 пациентов (116 глаз) с Hm и M с помощью ультразвуковой биометрии показало, что по мере усиления рефракции достоверно увеличивается длина глаза: от 19,91±0,19 мм при Hm высокой степени до 27,48±0,26 мм при M высокой степени.

Указанная закономерность отмечена, но в значительно меньшей степени, и в отношении поперечного диаметра глазного яблока. Наименьшим размером отличается ПД глаза при Hm высокой степени - 22,00±0,21 мм, наибольшим – при M высокой степени - 25,96±0,29 мм. Таким образом, глаза с Hm характеризуются не только наименьшей ПЗО, но и наименьшим ПД (табл. 1). По мере усиления рефракции также изменяется форма глаза: от сжато-эллипсоидной (ПЗО/ПД=0,91) при высокой Hm к вытянуто-эллипсоидной (ПЗО/ПД=1,06) – при высокой M.

Таблица 1.

Эхобиометрические параметры и соотношение ПЗО/ПД, определяющее форму глаза у детей с миопией и гиперметропией