Мониторинг состояния аккомодационного аппарата глаза у детей с гиперметропической анизометропией и амблиопией с помощью оптической когерентной томографии

И.Л. Куликова, К.А. Александрова

Ключевые слова: оптическая когерентная томография; цилиарная мышца; анизометропия; амблиопия; аккомодация.

Цель исследования — с помощью метода оптической когерентной томографии (ОКТ) изучить состояние аккомодационногоаппарата глазапри гиперметропической анизометропии и амблиопии у детей после фемтосекундного лазерного интрастромального кератомилеза in situ (ФемтоЛАЗИК) и у детей с очковой коррекцией.

Материалы и методы. В настоящее исследование вошли дети с гиперметропией и анизометропией более 3 дптр, высокой и средней степенью амблиопии. Пациенты были разделены на две группы (n=30 в каждой): в 1-ю группу вошли дети после ФемтоЛАЗИК; во 2-ю группу — с очковой коррекцией. Оценивали височную часть цилиарной мышцы на оптическом когерентном томографе CASIA2 (Tomey, Япония). Исследование проводили с узким зрачком при фиксации взгляда на мишени и на расстоянии 33 см, а также в условиях циклоплегии. Толщину цилиарной мышцы (ciliary muscle thickness, СМТ) определяли на четырех различных уровнях: CMT_max — максимальная толщина цилиарной мышцы, CMT₁, CMT₂ и CMT₃ — 1, 2 и 3 мм от склеральной шпоры. Оценивали также амплитуду колебания толщины цилиарной мышцы (ΔCMT) — отношение показателей с узким и широким зрачком.

Результаты. Толщина цилиарной мышцы амблиопичного глаза в 1-й группе на уровне CMT_max составила 808±38 мкм, CMT₁— 724±54 мкм, CMT₂ — 446±44 мкм, CMT₃ — 223±37 мкм. Во 2-й группе данные показатели составили 812±33, 735±33, 432±35 и 229±29 мкм соответственно.

Было выявлено повышение ΔCMT амблиопичного глаза у детей 1-й группы. Значение ΔCMT_max увеличилось с 21±6 до 30±4 мкм, ΔCMT₁ — с 19±6 до 29±5 мкм, ΔCMT₂ — с 12±4 до 16±4 мкм, ΔCMT₃ — с 11±4 до 16±4 мкм, что связано с повышением остроты зрения и снижением рефракционного компонента. Все изменения внутри группы были статистически значимыми (р≤0,01).

Заключение. ОКТ является достаточно информативным методом исследования аккомодационных структур глаза у детей, позволяющим объективно оценить амплитуду колебаний толщины цилиарной мышцы на фоне проводимого лечения. Установлено, что после рефракционной операции значимо улучшается работа цилиарной мышцы амблиопичного глаза, что выражается в увеличении показателей ΔCMT, CMT₂ и СМТ₃ и приближает данные параметры к лучшему парному ведущему глазу.

Введение

Изучение биомеханики аккомодационного аппарата необходимо для разработки новых подходов, направленных на восстановление способности глаза к аккомодации [1]. Одной из особых проблем является сложность визуализации цилиарной мышцы и понимание ее взаимодействия с хрусталиком во время аккомодации in vivo [2].

Первая информация о физиологических особенностях работы цилиарной мышцы была получена в результате post mortem гистологических исследований макак-резусов, аккомодационная структура глаз которых схожа со структурой глаз человека [3]. Ранее сообщалось о различиях в морфологии цилиарной мышцы молодых и взрослых глаз [4–6], хотя не было показано, что эти различия влияют на работу данной мышцы. Изображения хрусталика и/или цилиарной мышцы в статических состояниях аккомодации получены с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), ультразвука, Шеймпфлюг-камеры, ультразвуковой биомикроскопии (УБМ) [4] и оптической когерентной томографии (ОКТ) во временной области (time-domain OCT) на длинах волн около 1300 нм [5, 6]. МРТ позволяет выполнять снимки глаза без искажений, однако низкая скорость получения изображений ограничивает ее применение для изучения динамической аккомодации. Применение УБМ ограничено из-за контакта датчика с глазной поверхностью и использования во время исследования анестетиков. Данные манипуляции могут вызывать психологический дискомфорт, а в некоторых случаях и аллергические реакции [7]. Кроме того, МРТ и УБМ проводятся в положении лежа, что снижает достоверность полученных результатов. В диагностике аккомодации у детей предпочтительны быстрые, неинвазивные процедуры с сохранением исходного положения, поэтому наиболее оптимальным вариантом представляется метод ОКТ.

Общеизвестно участие цилиарной мышцы в аккомодации и возможное ее влияние на эмметропизацию, однако наблюдается относительная малочисленность исследований цилиарной мышцы in vivo.

Цель настоящего исследования — изучить с помощью ОКТ состояние аккомодационногоаппарата глазау детей с гиперметропической анизометропией и амблиопией в динамике.

Материалы и методы

В исследование вошло 60 пациентов в возрасте от 6 до 15 лет с анизометропией более 3 дптр, высокой и средней степенью амблиопии и со сферическим эквивалентом рефракции (СЭ) от +3,5 до +7,25 дптр на амблиопичном глазу. Исследования проводили в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (2013 г.) и Федеральным законом Российской Федерации от 21 ноября 2011 г. №323-ФЗ «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации». Исследование одобрено этическим комитетом Чебоксарского филиала Национального медицинского исследовательского центра «Межотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза им. академика С.Н. Федорова» Минздрава России. От родителей детей получено добровольное письменное информированное согласие на проведение офтальмологического обследования, лечения и использование данных в научных целях.

Пациенты были разделены на две группы (n=30 в каждой). В 1-ю группу вошли дети, которым по медицинским показаниям [8, 9] был выполнен фемтосекундный лазерный интрастромальный кератомилез in situ (ФемтоЛАЗИК) на амблиопичном глазу. Во 2-ю группу вошли дети с сопоставимым исходным статусом, носящие очки. Все пациенты в течение 2 лет получали аппаратное лечение амблиопии (лазер-, магнито-, свето- и электростимуляция) 2 раза в год. Общая характеристика пациентов представлена в табл. 1. В данном исследовании амблиопия чаще встречалась на левом глазу, преобладала гиперметропия высокой степени (83,3% в 1-й группе и 46,7% во 2-й группе) и амблиопия высокой степени (70,0% в 1-й группе и 56,7% во 2-й группе).

Таблица 1. Характеристика пациентов, n/%

Проведена стандартная офтальмологическая диагностика — рефрактометрия до и после циклоплегии, проверка остроты зрения без коррекции (НКОЗ) и с максимальной коррекцией (МКОЗ) вдаль в десятичных единицах и при помощи единиц LogMAR по правилу J.T. Holladay [10] на 5 м и на 50 см.

Дополнительно оценивали параметры аккомодационных структур глаза на оптическом когерентном томографе CASIA2 (Tomey, Япония) при естественной аккомодации с узким зрачком — с предварительно установленной контактной линзой оптической силы, соответствующей максимальной остроте зрения, и при медикаментозно выключенной аккомодации после удаления контактной линзы. Оценивали височную часть цилиарной мышцы, так как она легче доступна для визуализации и анализа. При съемке височной части цилиарной мышцы в качестве мишени использовали снежинку черного цвета на белом фоне размером, соответствующим остроте зрения 0,1 на расстоянии 33 см. Взгляд был смещен в сторону носа на 40°. Такой угол позволял зафиксировать мишень при минимальном повороте глаза, когда оптическая ось томографа проходит через склеру, а не через роговицу, что снижает оптические искажения. Анализ толщины цилиарной мышцы (ciliary muscle thickness, СМТ) проводили на четырех различных уровнях по отношению к склеральной шпоре: CMT_max — максимальная толщина цилиарной мышцы, CMT₁, CMT₂ и CMT₃ — 1, 2 и 3 мм от склеральной шпоры (рис. 1).

Рис. 1. Исследование височной стороны цилиарной мышцы на оптическом когерентном томографе CASIA2

Измерение переднезаднего размера передней камеры и хрусталика (рис. 2) аналогично исследованию цилиарной мышцы вначале выполняли с узким зрачком (пациент фиксировал свой взгляд прямо на мишени), а затем — в условиях циклоплегии. Проводили по три измерения и рассчитывали средние значения.

Рис. 2. Исследование переднезаднего размера хрусталика и передней камеры на оптическом когерентном томографе CASIA2

Статистическую обработку данных выполняли с использованием компьютерных программ Statistica 10.0 (StatSoft, США) и Microsoft Office Excel (Microsoft, США). Переменные были проверены на нормальность распределения по критерию Колмогорова–Смирнова. Использовали традиционные показатели описательной статистики — число наблюдений (n), среднее арифметическое (M), стандартное отклонение (SD) и категориальные данные (в процентах). Для сравнения данных до и после операции пользовались t-критерием Стьюдента для зависимых и независимых выборок. Различия между показателями выборок считали статистически значимыми при p≤0,05. Равенство дисперсий проверяли по F-критерию Фишера.

Результаты

До лечения амблиопичного глаза СЭ при измерении с широким зрачком у детей 1-й группы составил +6,77±1,80 дптр, анизометропия — +4,25±1,40 дптр. Во 2-й группе данные значения были в пределах +5,9±2,5 и 4,4±1,9 дптр соответственно. Рефракция лучше видящего глаза была близка к эмметропии. Значения МКОЗ на 5 м до проводимого лечения были сопоставимы между группами и составили 0,12±0,08 (LogMAR — +0,90±0,31) в 1-й группе и 0,19±0,17 (LogMAR — +0,72±0,42) — во 2-й группе.

Через 2 года на фоне проводимого лечения среднее значение МКОЗ на расстоянии 5 м составило 0,40±0,09 (LogMAR — +0,40±0,16) в 1-й группе и 0,25±0,10 (LogMAR — +0,60±0,13) — во 2-й группе (р=0,01) (рис. 3).

Рис. 3. Изменение остроты зрения с максимальной коррекцией на фоне проводимого лечения в группах

Сферический эквивалент рефракции оперированного амблиопичного глаза в 1-й группе в конце наблюдаемого периода снизился до +1,31±0,16 дптр (р<0,001 при сравнении с показателем до лечения), а степень анизометропии уменьшилась до +1,29±1,10 дптр (р<0,001). Данные показатели во 2-й группе сохранились на первоначальном уровне. К концу наблюдения различия между двумя группами были статистически значимы (р<0,001).

Отмечено повышение значения МКОЗ на расстоянии 50 см в обеих группах наблюдения после проведенного лечения. В 1-й группе оно увеличилось на 0,21±0,09 и составило 0,32±0,12, во 2-й группе — на 0,05±0,05 и составило 0,16±0,12; данные между группами были статистически значимы (р=0,02).

В течение всего наблюдаемого периода отмечался прирост толщины цилиарной мышцы (табл. 2 и 3). Во 2-й группе в начальных отделах цилиарной мышцы амблиопичного глаза увеличение толщины было более выраженным. К концу лечения различия между группами на уровне CMT_maxи CMT₁ были статистически значимы (р=0,04 и р=0,05 соответственно). В задних отделах, наоборот, больший прирост отмечался в 1-й группе. Через 2 года различия между группами на уровне CMT₂ были статистически значимы (р=0,04). В парном ведущем глазу различия между группами в конце наблюдения были статистически значимы на уровне CMT_max (р=0,04).

Таблица 2. Уровень прироста толщины цилиарной мышцы амблиопичного глаза по данным ОКТ, мкм (М±SD)

Таблица 3. Уровень прироста толщины цилиарной мышцы ведущего глаза по данным ОКТ, мкм (М±SD)

Для анализа функциональных изменений аккомодации оценивали амплитуду колебания толщины цилиарной мышцы (ΔCMT), представляющую собой отношение толщины цилиарной мышцы, снятой при медикаментозно выключенной аккомодации, к толщине цилиарной мышцы, снятой до закапывания циклоплегиков при фиксации мишени.

В 1-й группе в конце наблюдаемого периода значение показателя ΔCMT_max амблиопичного глаза увеличилось с 21±6 до 30±4 мкм, ΔCMT₁— с 19±6 до 29±5 мкм, ΔCMT₂— с 12±4 до 16±4 мкм, ΔCMT₃ — с 11±4 до 16±4 мкм (рис. 4). Все изменения внутри группы были статистически значимы (р≤0,01).

Рис. 4. Изменение ΔCMT амблиопичного глаза на фоне проводимого лечения в группе детей после ФемтоЛАЗИК (М±SD)

Во 2-й группе также отмечено повышение ΔCMT. Значение показателя ΔCMT_max до лечения составляло 23±5 мкм, ΔCMT₁— 22±6 мкм, ΔCMT₂— 14±5 мкм, ΔCMT₃— 12±5 мкм. Через 2 года значение показателя ΔCMT_max составило 27±4 мкм (р=0,005 по сравнению с показателем до лечения), ΔCMT₁— 25±5 мкм (р=0,003), ΔCMT₂ — 15±4 мкм (p=0,13), ΔCMT₃ — 14±5 мкм (р=0,02) (рис. 5). Изменения внутри 2-й группы были статистически значимы, но менее выражены, чем в 1-й группе.

Рис. 5. Изменение ΔCMT амблиопичного глаза на фоне проводимого лечения в группе детей с очковой коррекцией (М±SD)

В обеих группах в парном ведущем глазу, как и в амблиопичном, отмечалось повышение ΔCMT на всех уровнях. В 1-й группе значение показателя ΔCMT_max увеличилось с 29±5 до 32±4 мкм (р=0,005), ΔCMT₁ — с 27±4 до 31±4 мкм (р=0,001), ΔCMT₂ — с 16±4 до 18±3 мкм (р<0,001), ΔCMT₃ — с 16±3 до 17±3 мкм (р=0,05) (рис. 6). Во 2-й группе значение показателя ΔCMT_max увеличилось с 27±5 до 31±5 мкм (р=0,01), ΔCMT₁ — с 26±6 до 29±5 мкм (р<0,001), ΔCMT₂ — с 15±4 до 16±3 мкм (р=0,06), ΔCMT₃ — с 13±4 до 15±3 мкм (р=0,02) (рис. 7). Через 2 года после лечения различия показателя ΔCMT₁ между группами были статистически значимы (р=0,05).

Рис. 6. Изменение ΔCMT ведущего глаза на фоне проводимого лечения в группе детей после ФемтоЛАЗИК (М±SD)

Рис. 7. Изменение ΔCMT ведущего глаза на фоне проводимого лечения в группе детей с очковой коррекцией (М±SD)

При исследовании толщины хрусталика и глубины передней камеры амблиопичного глаза с узким и широким зрачком статистически значимых изменений до и после лечения не установлено. Толщина хрусталика с узким зрачком до лечения в 1-й группе составила 3,40±0,25 мм, с широким зрачком — 3,30±0,20 мм; во 2-й группе — 3,30±0,15 и 3,30±0,22 мм соответственно. Через 2 года показатели между группами были также близки. Так, в 1-й группе толщина хрусталика при включенной аккомодации составила 3,40±0,16, при выключенной аккомодации — 3,20±0,18; во 2-й группе — 3,40±0,19 мм (р=0,21 при сравнении с 1-й группой) и 3,30±0,15 (р=0,43) соответственно. Глубина передней камеры у детей после ФемтоЛАЗИК при включенной аккомодации в начале исследования составила 2,96±0,17 мм, при выключенной аккомодации — 3,10±0,20 мм; в группе детей с очковой коррекцией — 3,01±0,18 и 3,11±0,23 мм соответственно. После проведенного лечения данные показатели в 1-й группе были на уровне 3,09±0,20 и 3,14±0,16 мм; во 2-й группе — 3,10±0,21 мм (р=0,18 при сравнении с 1-й группой) и 3,12±0,22 мм (р=0,34) соответственно. Показатели толщины хрусталика и передней камеры парного ведущего глаза были аналогичны амблиопичному глазу.

Обсуждение

Амблиопия является причиной рефракционной инвалидности. Анизометропия встречается у 35–45% пациентов с гиперметропией. При гиперметропической амблиопии анизометропия встречается в 89,3–96,3% случаев [11]. Поздняя диагностика данной проблемы затрудняет восстановление зрительных функций. При анализе различной степени выраженности амблиопии у детей с тяжелыми рефракционными нарушениями установлено, что аккомодация является ведущей функцией, участвующей в развитии остроты зрения [12]. Таким образом, эффективность лечения амблиопии зависит от тяжести аккомодационных нарушений.

При сравнении средних показателей амблиопичного и парного глаза обеих групп установлено, что до лечения цилиарная мышца ведущего глаза в передних отделах была тоньше на 19 мкм на уровне CMT_max и на 32 мкм на уровне CMT₁; толще в задних отделах — на 17 мкм на уровне CMT₂ и на 19 мкм на уровне CMT₃. Прирост в задних отделах был выше у детей после ФемтоЛАЗИК — на 19 мкм на уровне CMT₂ и на 18 мкм на уровне CMT₃; у детей с очковой коррекцией данные показатели повысились на 9 и 7 мкм соответственно. Большее увеличение толщины передних отделов цилиарной мышцы наблюдалась, наоборот, у детей 2-й группы — на 28 мкм на уровне CMT_max и на 26 мкм на уровне CMT₁. В 1-й группе данные показатели повысились на 21 и 20 мкм соответственно.

Диагностическое исследование детей с анизометропией с помощью ОКТ было проведено Н.А. Lewis с соавт. [13]. Согласно данным авторов, толщина цилиарной мышцы составила 756,7 мкм на уровне СМТ_max, 730 мкм на уровне СМТ₁, 525 мкм на уровне СМТ₂ и 315 мкм на уровне СМТ₃. Данные настоящего исследования приближены к этим показателям, однако нами были зарегистрированы более высокие параметры (806 и 724 мкм) в передних отделах цилиарной мышцы, что, вероятно, обусловлено наличием амблиопии и более высокой степенью гиперметропии у исследуемых детей.

В нашем исследовании было выявлено повышение амплитуды колебания толщины цилиарной мышцы (ΔCMT) амблиопичного глаза у детей после ФемтоЛАЗИК, которое, по всей видимости, связано с улучшением остроты зрения и значимым снижением рефракционного компонента.

Биометрические данные глаза без циклоплегии и на ее фоне изучены в работе Е.П. Тарутты с соавт. [14]. Показано, что при среднем рефракционном компоненте +3,5±1,2 дптр по данным ОКТ глубина передней камеры без циклоплегии составила 3,49±0,02 мм, с циклоплегией — 3,63±0,02 мм; толщина хрусталика без циклоплегии — 3,60±0,03 мм, с циклоплегией — 3,50±0,03 мм, что согласуется с полученными нами результатами.

Заключение

Оптическая когерентная томография является достаточно информативным методом исследования аккомодационных структур глаза у детей, обеспечивающим объективную оценку амплитуды колебаний толщины цилиарной мышцы на фоне проводимого лечения. Мониторинг аккомодационных структур показал, что после рефракционной операции на фоне снижения рефракционного нарушения и повышения зрительных функций значимо улучшается работа цилиарной мышцы амблиопичного глаза, что выражается в увеличении показателей ΔCMT, CMT₂ и СМТ₃ и приближает данные параметры к лучшему парному ведущему глазу.

Финансирование исследования и конфликт интересов. Исследование не финансировалось какими-либо источниками, и конфликты интересов, связанные с данным исследованием, отсутствуют.

Литература

Charman W.N. Developments in the correction of presbyopia II: surgical approaches. Ophthalmic Physiol Opt 2014; 34(4): 397–426, https://doi.org/10.1111/opo.12129.
Кошиц И.Н., Светлова О.В., Эгембердиев М.Б., Гусева М.Г. Традиционные и новые механизмы аккомодации и их классификация. Российская детская офтальмология 2018; 3: 20–36.
Neider M.W., Crawford K., Kaufman P.L., Bito L.Z. In vivo videography of the rhesus monkey accommodative apparatus: age-related loss of ciliary muscle response to central stimulation. Arch Ophthalmol 1990; 108(1): 69–74, https://doi.org/10.1001/archopht.1990.01070030075032.
Страхов В.В., Климова О.Н., Корчагин Н.В. Клиника активной аккомодации вдаль. Российский офтальмологический журнал 2018; 11(1): 42–51, https://doi.org/10.21516/2072-0076-2018-11-1-42-51.
Monsálvez-Romín D., Domínguez-Vicent A., Esteve-Taboada J.J., Montés-Micó R., Ferrer-Blasco T. Multisectorial changes in the ciliary muscle during accommodation measured with high-resolution optical coherence tomography. Arq Bras Oftalmol 2019; 82(3): 207–213, https://doi.org/10.5935/0004-2749.20190041.
Laughton D.S., Coldrick B.J., Sheppard A.L., Davies L.N. A program to analyse optical coherence tomography images of the ciliary muscle. Cont Lens Anterior Eye 2015; 38(6): 402–408, https://doi.org/10.1016/j.clae.2015.05.007.
Kao C.Y., Richdale K., Sinnott L.T., Grillott L.E., Bailey M.D. Semiautomatic extraction algorithm for images of the ciliary muscle. Optom Vis Sci 2011; 88(2): 275–289, https://doi.org/10.1097/opx.0b013e3182044b94.
Alió J.L., Wolter N.V., Piñero D.P., Amparo F., Sari E.S., Cankaya C., Laria C. Pediatric refractive surgery and its role in the treatment of amblyopia: meta-analysis of the peer-reviewed literature. J Refract Surg 2011; 27(5): 364–374, https://doi.org/10.3928/1081597x-20100831-01.
Paysse E.A., Tychsen L., Stahl E. Pediatric refractive surgery: corneal and intraocular techniques and beyond. J AAPOS 2012; 16(3): 291–297, https://doi.org/10.1016/j.jaapos.2012.01.012.
Holladay J.T. Proper method for calculating average visual acuity. J Refract Surg 1997; 13(4): 388–391, https://doi.org/10.3928/1081-597x-19970701-16.
Апаев А.В., Тарутта Е.П. Сравнительная оценка параметров зрительной фиксации при амблиопии различного генеза. Вестник офтальмологии 2020; 136(2): 26–31, https://doi.org/10.17116/oftalma202013602126.
Toor S., Horwood A.M., Riddell P. Asymmetrical accommodation in hyperopic anisometropic amblyopia. Br J Ophthalmol 2018; 102(6): 772–778, https://doi.org/10.1136/bjophthalmol-2017-310282.
Lewis H.A., Kao C.Y., Sinnott L.T., Bailey M.D. Changes in ciliary muscle thickness during accommodation in children. Optom Vis Sci 2012; 89(5): 727–737, https://doi.org/10.1097/opx.0b013e318253de7e.
Тарутта Е.П., Арутюнян С.Г., Милаш С.В., Ханджян А.Т., Ходжабекян Н.В., Проскурина О.В. Изменение офтальмобиометрических параметров при миопии и гиперметропии под действием циклоплегии. Офтальмология 2018; 15(1): 58–63, https://doi.org/10.18008/1816-5095-2018-1-58-63.