Выделение пилинга внутренней пограничной мембраны (ВПМ) сетчатки как отдельного этапа эндовитреальной хирургии можно по праву назвать достижением офтальмохирургической техники последних двух десятилетий. Такие свойства ВПМ, как прозрачность, тонкость, стремление к «скручиванию» и слабая рефлективность значительно затрудняют визуализацию мембраны при захвате, попытке ее отделения от подлежащей сетчатки, распознавании границ проведенного макулорексиса [1]. Именно поэтому изначально удаление ВПМ имело непреднамеренный характер и рассматривалось как осложнение хирургии при ретроспективном гистологическом анализе удаленных эпиретинальных мембран [2]. Позже была продемонстрирована целесообразность и сформулировано теоретическое обоснование проведения запланированного ВПМ-рексиса при таких патологиях, как персистирующий макулярный отек, макулярное отверстие, ЭРМ различной этиологии, миопический ретиношизис и др., в связи с чем были предложены различные методики улучшения визуализации ВПМ, включая модификации эндовитреальных осветителей, операционных микроскопов с большим полем обзора и глубиной резкости, контактных линз и бесконтактных оптических систем [3-7]. Однако наиболее значимым этапом в становлении пилинга ВПМ стало внедрение технологии интраоперационного окрашивания тонких полупрозрачных структур витреоретинального интерфейса – «хромовитрэктомии» [8]. Среди множества требований к агентам для контрастирования ВПМ можно особо выделить необходимость максимально яркого цветового выявления мембраны на фоне подлежащей сетчатки и максимальную безопасность как в отношении клеточных структур сетчатки, так и в отношении глаза в целом. На сегодняшний день вышеуказанным требованиям в максимальной степени соответствуют такие агенты, как трипановый синий (ТС) и бриллиантовый синий (БС). Следует отметить, что ТС проявляет большую аффинность к эпиретинальным мембранам (ЭРМ), чем к ВПМ, так как клетки с неповрежденными клеточными мембранами не абсорбируют его, в отличие от клеток, утративших свою жизнеспособность. БС способен окрашивать как ВПМ, так и ЭРМ, но сродство агента к ЭРМ значительно ниже, чем ТС, однако данные литературы свидетельствуют о преимуществе БС как агента без доказанной цито- и фототоксичности [8-10]. Потому в качестве наиболее удобного, эффективного и при этом максимально безопасного контрастирующего агента как для мембраны, так и для фиброзных волокон на ее поверхности был разработан краситель MembraneBlue-Dual TM (DORC International, Zuidland, Нидерланды). Он сочетает в себе 0,025% БС и 0,15% ТС и в качестве компонента, повышающего вязкость и плотность раствора, дополнительно содержит в своем составе полиэтиленгликоль (ПЭГ). Данный водорастворимый краситель обеспечивает эффективное окрашивание ВПМ и волокон ЭРМ на поверхности ВПМ синего цвета, не оказывает токсического действия в отношении структур сетчатки при кратковременной экспозиции и не вызывает интра- и послеоперационных осложнений [11].
Помимо традиционных агентов для хромовитрэктомии, коллективом авторов был предложен новый агент для контрастирования ВПМ – суспензия на основе сульфата бария «Витреоконтраст». Суспензия «Витреоконтраст» представляет собой ультрадисперсную суспензию на основе нейтральной нетоксичной неорганической соли сульфата бария в изотоническом растворе с осмолярностью 300-350 мОсм, размером частиц менее 5 микрон и плотностью 4,4 г/см³. Кристаллы суспензии проявляют высокую афинность как к ВПМ, так и ультратонким эпиретинальным мембранам и остаточным волокнам СТ на поверхности ВПМ, мгновенно оседая на них и сохраняя адгезию даже под действием ирригационных потоков. Авторами было отмечено эффективное стойкое окрашивание ВПМ белого цвета в хирургии макулярных разрывов с достижением высоких функциональных результатов и экспериментально доказана безопасность внутриглазного применения суспензии «Витреоконтраст» [12, 13].
Традиционно сравнительная оценка контрастирующей способности различных агентов для хромовитрэктомии имеет субъективный характер и осуществляется по разрабатываемым в каждом отдельном исследовании балльным шкалам. Например, в клиническом исследовании интенсивности окрашивания ВПМ и ЭРМ при применении растворов MembraneBlue-Dual и ILM-Blue TM (DORC International) (раствора, содержащего только 0,025% БС и 4% ПЭГ) субъективная оценка эффективности визуализации мембран по шкале от 1 (слабо) до 10 (очень интенсивно) показала значения 8 (±2) для MembraneBlue-Dual, в то время как для ILM-Blue оценка составляла 6 (±3) [15].
Однако современные достижения в области оптоэлектроники позволили получать диагностические и интраоперационные видео- и фотоизображения с высоким разрешением и точной цветопередачей, при этом полученные цифровые данные, представляющие изображение, можно трансформировать в последовательность чисел, доступных для анализа на персональном компьютере, что позволило внедрить технологию объективной компьютерной колориметрии.
Данная технология позволила отечественным офтальмологам Линник Л.Ф., Иойлевой Е.Э создать метод компьютерного колориметрического анализа ДЗН, разработать статистические колориметрические эталоны основных видов патологии зрительного нерва и установить критерии прогнозирования результатов лечения по колориметрическим параметрам [16-19]. Ряд зарубежных исследователей предлагали модификации колориметрического анализа, проведя на их основе объективное сравнение интенсивности окрашивания ВПМ индоцианином зеленым (ИЦЗ) и ТС. Также были исследованы интенсивность окрашивания эпиретинальных мембран и ВПМ при применении различных моделей эндоосветителей [20-22]. Таким образом, метод компьютерной колориметрии зарекомендовал себя объективным количественным методом сравнительной оценки различных красителей в офтальмохирургии. Интересным является исследование контрастирующей способности современных красителей для витреомакулярной хирургии с целью оценки их способности к визуализированию структур витреомакулярного интерфейса при помощи данной методики.
Цель
Оценить результаты сравнительного контрастирования внутренней пограничной мембраны эндовитрельным красителем «Membrane blue dual» и суспензией «Витреоконтраст» у пациентов со сквозными идиопатическими макулярными разрывами с применением методики компьютерной колориметрии.
Материал и методы
Рис. 2. Интраоперационная регистрация глазного дна пациента с макулярным разрывом после введения раствора MembraneBlue® Dual и суспензии «Витреоконтраст» до проведения пилинга ВПМ. Непрерывной линией обозначены области интереса для колориметрического анализа. Верхний квадрат соответствует участку контрастирования суспензией «Витреоконтраст», нижний – раствором MembraneBlue® Dual
Fig. 2. Intraoperative fundus video-registration of a patient with a macular hole after injection of MembraneBlue® Dual solution and «Vitreocontrast» suspension prior to ILM peeling. A continuous line indicates regions of interest for colorimetric analysis. The upper square corresponds to the staining site with «Vitreocontrast» suspension, the lower one corresponds to MembraneBlue® Dual solution
Рис. 3. Интраоперационная регистрация глазного дна пациента с макулярным разрывом после пилинга ВПМ. Непрерывной линией обозначены области интереса для колориметрического анализа. Верхний квадрат соответствует участку ранее контрастированному суспензией «Витреоконтраст», нижний – раствором MembraneBlue® Dual
Fig. 3. Intraoperative fundus video-registration of a patient with macular hole after ILM peeling. A continuous line indicates regions of interest for colorimetric analysis. The upper square corresponds to the area previously stained with «Vitreocontrast» suspension, the lower one – with MembraneBlue® Dual solution
Всем пациентам выполняли стандартную трехпортовую 25 Gauge закрытую витрэктомию с использованием офтальмологической установки Constellation Vision System (Alcon, США).
На расстоянии 4 мм от лимба устанавливали 3 порта 25 Gauge в зоне проекции плоской части цилиарного тела на 2.30, 4.00 и 9.30 часах. К порту на 4 часах подсоединяли инфузионную систему. Через порт на 2.30 часах вводили осветитель, через порт на 9.30 часах – рабочий инструмент, частота реза ножа наконечника витреотома менялась в пределах от 3000 до 6500 резов в минуту при величине вакуума от 50 до 650 мм рт.ст.
После проведения срединной витрэктомии и хирургической индукции задней отслойки стекловидного тела методом активной аспирации проводили введение раствора MembraneBlue® Dual (DORC, Нидерланды) в объеме 0,1 мл на область макулы, ограничиваясь зоной от нижней височной сосудистой аркады до фовеолы. Расстояние до заднего полюса на момент введения составляло приблизительно 3 мм. Экспозиция красителя составляла 1 минуту, после чего проводили пассивную аспирацию излишков красителя. Далее вводили 0,1 мл суспензии «Витреоконтраст» на область макулы, при этом ограничивались зоной от верхней височной сосудистой аркады до фовеолы (рис. 1).
Сразу после оседания суспензии на поверхности ВПМ проводили пассивную аспирацию излишков агента. После визуального осмотра макулярной области приступали к формированию фрагментов ВПМ при помощи 25G концезахватывающего пинцета Constellation Grieshaber Revolution (Alcon, США). Формирование лоскута ВПМ начинали в 2,0-2,5 мм к верхневисочной аркаде от края разрыва. С помощью микропинцета в указанной точке щипком отделяли участок ВПМ от сетчатки, затем, захватив пинцетом кончик ВПМ, проводили отсепаровку мембраны на протяжении 2-3 часовых меридианов движением, направленным по дуге воображаемой окружности с МР в центре, при этом контролировали, чтобы не происходило отделения ВПМ от края разрыва. Затем перехватывали отделенную по дуге ВПМ в конечной точке и продолжали отсепаровку ВПМ. Путем последовательных перехватов пинцетом краев отсепаровываемого участка ВПМ производили круговое отделение ВПМ вокруг макулярного разрыва без полного отрыва данного фрагмента. Далее с помощью витреотома в режиме «shave» производили подравнивание обращенных в витреальную полость краев отсепарованного кольцевого фрагмента ВПМ, после чего укладывали лоскут ВПМ в инвертированной манере внутрь макулярного разрыва и аккуратным движением прижимали в направлении к центру фовеолы.
На завершающем этапе операции приступали к воздушной тампонаде витреальной полости. Когда над разрывом оставался небольшой слой жидкости, заводили канюлю для пассивной аспирации и удаляли жидкость: сначала над областью разрыва, затем над поверхностью ДЗН. Извлекали порты и герметизировали склеральные доступы. Операцию завершали субконъюнктивальной инъекцией 0,5 мл 0,4% раствора дексаметазона.
Все этапы хирургического вмешательства, в том числе пилинг ВПМ, регистрировали при помощи цифровой видеокамеры Panasonic LQ-MD800E (Panasonic Corporation, Осака, Япония), соединенной с операционным микроскопом OMS-800 OFFISS (Topcon, Япония). Перед каждой съемкой проводили рутинную настройку экспозиции и калибровку, приводя баланс белого записывающей системы в соответствии со стандартизированным образцом (Xpo-Balance; Lastolight Ltd., Coalville, Leicestershire, Великобритания). Все видеообразцы после проведения хирургии были просмотрены и оценены оперирующим хирургом на предмет грубого несоответствия полученного изображения, видимому в окуляры микроскопа. При этом отбирали образцы видеозаписей с наиболее высоким качеством изображения и максимальным контрастированием ВПМ в пределах сосудистых аркад. Образцы изображений переносили для анализа в компьютерную программу для изучения медико-биологических изображений Image J (National Institutes of Health, США). Далее на данных изображениях проводили выделение областей интереса (Region of interest) по методике анализа одного агента на основе серии изображений (Multiple image method) для каждого из агентов:
1. Выделение одной и той же области ВПМ, окрашенной красителем Membrane Blue Dual до и после мембранопилинга на изображениях, полученных в разные моменты времени.
2. Выделение одинаковой области ВПМ, окрашенной суспензией «Витреоконтраст». То есть одна и та же область интереса была анализирована в различные моменты времени – до и после мембранопилинга.
Для сравнительного колориметрического анализа применяли методику, разработанную в 1942 г. MacAdam. Она основана на его систематическом эмпирическом анализе человеческого зрительного восприятия цветовых различий и разработанной на основании этих наблюдений хроматической диаграммы, позволяющей вычислять разницу интенсивности воспринимаемого цветового контраста. Позже эта диаграмма была адаптирована и стала применима в качестве цветового пространства CIELAB (CIE 1976L*, a*, b*), в котором цвета представлены в соответствии с их распознаванием человеческим глазом. Для определения цветовых ощущений конкретного человека и восприятия их различий, как это требуется для оценки различных агентов для хромовитрэктомии, необходимо преобразование аппаратных значений устройства (модели RGB) в цветовую координатную систему CIE L*, a*, b* (где CIE – это аббревиатура для обозначения Commission international de l’eclairage [франц.] Международной комиссии по освещению) и математическое вычисление разницы между полученными показателями цветов. Это цветовое пространство отражает универсальное восприятие и изменения равной зрительной выраженности в равной дистанции в пределах цветового пространства (Евклидово расстояние). Евклидово расстояние может быть рассмотрено как прямое измерение силы воспринимаемого контраста.
Таким образом, для выявления цветового контраста между двумя выбранными областями интереса в каждой из методик, с помощью программного обеспечения Image J сначала вычислили средний цвет всех пикселей в пределах каждой из двух ограниченных областей интереса. Средний цвет получали как средний показатель RGB всех пикселей выбранной области интереса, где использовалась компьютерная кодировка цвета в системе RGB (от 0 до 256), использующая принцип разложения каждого участка на цветовые составляющие (красный, синий и зеленый) в 256 градациях яркости.
Далее полученные показатели нормализовали к стандартной шкале CIE 1976 L*a*b при помощи программного обеспечения MATLAB (версия R2011b, Mathworks, Natick, MA). При переводе изображений в цветовое пространство CIELAB получали значения, выраженные в показателях L, a, b.
Для подсчета цветового различия использовали формулу:
где:
Δ E*ab – Евклидово расстояние двух областей интереса,
L*1 – показатель освещения первой области интереса,
a*1 – показатель оси «красный-зеленый» первой области интереса,
b*1 – показатель оси «синий-желтый» первой области интереса.
L*2 – показатель освещения второй области интереса,
a*2 – показатель оси «красный-зеленый» второй области интереса,
b*2 – показатель оси «синий-желтый» второй области интереса.
Всего было проведено 100 измерений.
Анализ данных проводился при помощи компьютерной программы Microsoft Excel и программного обеспечения Statistica 6. Нормальность распределения была определена по формуле Колмогорова-Смирнова и все измерения характеризовались нормальным распределением. Значение P≤0,05 рассматривали как статистически значимое для всех t-тестов исследования. Данные были представлены в форме интервальной диаграммы box-and-whisker.
Результаты
Рис. 5. На интраоперационной видеорегистрации глазного дна выделен участок ВПМ, контрастированный суспензией «Витреоконтраст» на этапе после проведения мембранопилинга
Fig. 5. On the intraoperative fundus video-registration, the ILM area after administration circumferential membrane peeling is defined
Рис. 6. Диаграмма размаха (box-and-whisker «коробка с усами») с медианой в качестве значения средней точки. На оси ординат отложен показатель CIELAB (Евклидова дистанция)
Fig. 6. A span chart (box-and-whisker) with a median as the midpoint value. The CIELAB (Euclidean distance) indicator is plotted on the ordinate axis
При проведении колориметрического анализа по методу Multiple image method после видеорегистрации хирургических вмешательств для каждого пациента были получены снимки, на которых были выделены области интереса размером 60×60 пикселей вначале до удаления ВПМ с наиболее интенсивным ее контрастированием каждым из агентов (рис. 2), затем соответствующие по локализации участки сетчатки после удаления ВПМ (рис. 3). При сравнительном колориметрическом анализе средняя Евклидова дистанция CIELAB для агента MembraneBlue® Dual между окрашенной ВПМ и соответствующим участком сетчатки без ВПМ составила 15,97±7,4, для суспензии «Витреоконтраст» – 22,87±6,67. На основании полученных данных была построена диаграмма размаха с медианой (рис. 6) в качестве значения средней точки.
Средняя Евклидова дистанция CIELAB для суспензии «Витреоконтраст» была статистически значимо выше на основании t-критерия Стьюдента, чем соответствующий показатель для красителя MembraneBlue® Dual при p=0,012. Все хирургические вмешательства в данном исследовании проводили при использовании одного и того же ртутного осветителя, что позволяет проводить сравнение полученных показателей.
Выявленное более высокое значение Евклидовой дистанции для ВПМ, контрастированной суспензией «Витреоконтраст», позволяет утверждать, что при использовании данного агента восприятие интенсивности окрашивания ВПМ глазом хирурга будет объективно выше, чем при использовании раствора MembraneBlue® Dual.
Дополнительно при анализе видеозаписей для колориметрического анализа проводили анализ изменения интенсивности окрашивания ВПМ суспензией «Витреоконтраст». При этом оценивали одинаковый участок ВПМ в зоне, не подвергшейся пилингу, на различных видеоизображениях (сначала сразу после введения контрастирующего агента (рис. 4), затем перед проведением воздушной тампонады (рис. 5).
При этом во всех случаях участок контрастирования ВПМ суспензией «Витреоконтраст» сохранял изначальную яркость окрашивания на всех этапах хирургического вмешательства.
Заключение
Объективный анализ контрастирующих свойств современных агентов для контрастирования ВПМ методом компьютерной колориметрии продемонстрировал достоверное преимущество применения суспензии «Витреоконтраст» по сравнению с традиционным водорастворимым красителем Membrane blue dual. Суспензия «Витреоконтраст» обеспечивает более ярко воспринимаемое глазом хирурга выраженное контрастирование ВПМ, эффективно и мгновенно оседая как на самой мембране, так и на возможных ЭРМ на ее поверхности. Она не теряет адгезии на протяжении всего хирургического вмешательства и позволяет выполнять прецизионные манипуляции с ВМП и другими структурами витреомакулярного интерфейса. Таким образом, суспензия «Витреоконтраст» может быть рекомендована в качестве альтернативы существующим агентам для контрастирования ВПМ.
