Диагностическая ценность трехмерной компьютерной реконструкции слезоотводящих путей и моделирования слезоотведения у пациентов с эпифорой

    Патология слезоотведения на уровне вертикально го сегмента является актуальной офтальмо-рино логической проблемой, составляя до 8 % от всех- - заболеваний глазного аппарата [1, 2]. Основной клинический симптомом — эпифора, причиной которой являются анатомические или функциональные нарушения слезоотведения. Наиболее часто в структуре патологии встречается анатомическое препятствие оттоку слезы, классифицируемое по уровню обструкции, а также ее степени: полная или частичная [2, 3].

    Традиционно для диагностики используются функциональные пробы и визуализирующие методики. Стандартом исследования является компьютерная томография с контрастированием, позволяющая диагностировать уровень обструкции вертикального сегмента слезоотводящих путей, а также состояние смежных структур [4]. Недостатком данного метода является недостаточная чувствительность при частичной обструкции слезоотводящих путей и функциональных нарушениях слезоотведения [5]. Перспективным методом диагностики в таких случаях может быть трехмерная реконструкция слезоотводящих путей и компьютерное моделирование течения слезы, позволяющее выявить анатомические и функциональные нарушения.

    Цель

    Продемонстрировать диагностическую ценность трехмерной реконструкции слезоотводящих путей и компьютерного моделирования слезоотведения.

    Материал и методы

    Исследование проводилось на базе отделения хирургии головы и шеи ВЦГПХ ФГБОУ ВО БГМУ МЗ РФ в период с 2021 по 2022 гг., в котором приняло участие 10 пациентов (4 мужчины и 6 женщин) в возрасте от 38 до 57 лет (средний возраст — 42,5 года) с жалобами на слезотечение. Критерии включения в группу были следующими: одностороннее слезотечение, отсутствие в анамнезе травм и оперативных вмешательств на слезоотводящем аппарате и структурах носовой полости, аномалий развития черепа, проходимые слезные точки и слезные канальцы по результатам зондирования.

    Дизайн исследования и проведение диагностических тестов было одобрено этическим комитетом научного центра, у всех участников было взято письменное согласие. Всем пациентам выполнялась мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ), в т.ч. с контрастированием. На основе нативных снимков была произведена компьютерная трехмерная реконструкция слезоотводящих путей с моделированием оттока слезы.

    Рентгенологические исследования проводились на аппарате Planmeca Promax. МСКТ с контрастированием проводилась неинвазивным методом по методике P. Udhay, согласно которой в конъюнктивальную полость инстиллировался раствор (омнипак/дистиллированная вода в соотношении 1:1). По результатам исследования изображения были представлены в трех плоскостях. На полученных снимках определяли следующие морфометрические показатели: максимальную длину и ширину слезного мешка и носослезного канала в проксимальном и дистальном сегментах.

    Трехмерное моделирование выполнялось на основании серии файлов формата dicom, полученных после прохождения пациентами МСКТ. Объемная реконструкция слезоотводящих путей подвергалась математическому анализу в программном комплексе Ansys Fluent, при этом согласно алгоритму моделирования для жидкостных сред, выставлены одинаковые для всего слезоотводящего аппарата значения shear-wall-stress. Мы пренебрегли возможностью растяжения стенок слезного мешка и носослезного канала под давлением жидкости; полученные параметры принимались за константу.

    С целью упрощения моделирования слеза условно была принята за идеальную жидкость. Скорость, с которой жидкость проходила по слезоотводящим путям, смоделирована как константа без учета действия клапанов; временной отрезок был равен 7 минутам.

    Моделирование произведено в двух вариантах: равномерное поступление слезной жидкости в слезоотводящие пути (в объеме 0,1 мл) и болюсное поступление слезы в слезный мешок (0,2 мл). За норму было принято ламинарное течение слезы с постоянной скоростью.

    Снижение скоростных показателей, наличие воронкообразного или ретроградного движения расценивались как патология.

    Результаты

    Результаты измерений слезоотводящих путей у пациентов представлены в таблице 1. У 4 пациентов были выявлены значимые уменьшения размеров слезооотводящих путей: 1 — на уровне слезного мешка, остальные — на уровне носослезного канала.

    У 7 из 10 пациентов регистрировалась отрицательная канальцевая проба. По результатам МСКТ с контрастированием у одного пациента была выявлена обструкция на уровне слезного мешка, у 2 пациентов — носослезного канала в проксимальной части и у 1 — дистальной части; у остальных патологии не было зафиксировано.

    Всего было создано 10 моделей. Общее время моделирования составило 34 часа и 50 минут. По данным исследования были получены следующие результаты: у 2 пациентов патологии выявлено не было. Течение слезы было ламинарным по ходу всего слезного мешка и носослезного канала с одинаковой скоростью при стандартном и боллюсном введениях. У 7 исследуемых лиц изменения регистрировались при стандартном режиме, у 1 пациента турбулентный ток в области соединения слезного мешка и носослезного канала возникал только при болюсном введении. Результаты диагностических исследований приведены в таблице 2.

    Согласно полученным данным, исследуемые пациенты были разделены на несколько подгрупп: наличие стеноза + отрицательная канальцевая проба (пациенты 1, 2, 8, 10), отсутствие стеноза + отрицательная канальцевая проба + наличие изменений по данным моделирования (пациенты 4, 7, 9), отсутствие стеноза + положительная канальцевая проба + изменения тока при болюсном режиме (пациент № 5), положительная проба + отсутствие изменений по данным МСКТ и моделирования (пациенты 3, 6).

    У пациентов первой подгруппы были выявлены стенозы. У 1 пациента регистрировался стеноз на уровне слезного мешка, который в модели проявлялся как ретроградный ток жидкости и усиливался при болюсном течении слезы. У 2 пациентов стеноз выявлен на уровне проксимальной части носослезного канала, при этом в области сужения скорость жидкости увеличивалась, формировался турбулентный ток. Аналогичные изменения были зарегистрированы на уровне стеноза дистальной части носослезного канала. У пациентов второй подгруппы канальцевая проба отрицательная, при этом стеноз не был выявлен. У всех исследуемых согласно математической модели в области соединения слезного мешка и носослезного канала формировалось воронкообразное движение, скорость прохождения слезы в носослезный канал снижалась в 2 раза. При моделировании болюсного введения жидкости, были зарегистрированы ретроградные токи.

    У исследуемого 3-й подгруппы изменения выявлены при режиме форсированного введения жидкости, при этом канальцевая проба была положительная.

    При анализе полученных результатов и сопоставлении их с морфометрическими измерениями сделано следующее заключение. Данные МСКТ с контрастом и компьютерное моделирование помогают выявить наличие изменений даже при сужении слезного мешка и носослезного канала в 2 раза от нормальных параметров. Наличие стеноза у таких пациентов подтверждается отрицательной канальцевой пробой. У 3 пациентов имелось незначительное сужение проксимальной части носослезного канала при наличии расширенного слезного мешка, отрицательная канальцевая проба подтверждалась компьютерным моделированием. У 1 пациента с положительной канальцевой пробой при компьютерном симулировании регистрировался ретроградный ток при болюсном введении, размеры слезного мешка были значительного снижены.

    Обсуждение

    Патология вертикального сегмента слезоотведения является общей проблемой офтальмологов и оториноларингологов. Все больше исследователей говорят о сочетании анатомической и функциональной причин, составляющих эпифоры [6]. Так, клиническая картина слезотечения зависит от баланса между продукцией слезы и ее отведением [7]. Наиболее сложной для причинной диагностики является периодическая эпифора без явных изменений по данным компьютерной томографии с контрастированием [8]. Воспалительные изменения слезного мешка и носослезного протока могут быть причиной частичной обструкции слабой степени, но при этом сопровождаться клинически рецидивирующими гнойно-воспалительными изменениями глазного аппарата и слезотечением [9, 10].

    Согласно полученным данным, отсутствие стеноза слезоотводящих путей по данным МСКТ с контрастированием при наличии отрицательной пробы не всегда свидетельствует об отсутствии патологии со стороны слезоотводящего канала. Так, у пациентов с незначительным сужением проксимальной части носослезного канала и расширенным слезным мешком возможен застой слезы в слезном мешке, а при избыточном ее поступлении и ретроградным токе это будет клинически проявляться слезотечением.

    Стоит отметить, что данное исследование имеет свои ограничения. Так, остаются неизученными изменения скорости движения слезы по различным отделам слезоотводящих путей, зависимость от объема и состава слезы, насосной функции. Тем не менее, применение данного метода может дать необходимую информацию по взаимоотношениям между анатомическими и функциональными нарушениями слезоотведения.

    Заключение

    Трехмерная реконструкция слезоотводящих путей и компьютерная симуляция является методом, позволяющим смоделировать течение слезы по законам жидкости. Диагностическая ценность исследования состоит в возможности выявить неявные анатомические сужения слезного мешка и носослезного канала при отсутствии изменений по данным МСКТ с контрастированием у пациентов с эпифорой. Это, в свою очередь, позволяет провести последующее хирургическое вмешательство с оптимальным результатом.

    Информация об авторах

    Примов Равшан Эркинович – врач-офтальмолог детского отделения ВЦГПХ ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, доцент, azaallo@ mail.ru, orcid.org/ /0000-0002-1552-3440;

    Щербаков Дмитрий Александрович – доктор медицинских наук, врач-оториноларинголог, заведующий отделением ВЦГПХ ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, dmst@bk.ru, orcid.org/ /0000-0002-4334- 3789;

    Кузбеков Шамиль Ришатов – кандидат медицинских наук, главный врач Уфимского НИИ глазных болезней ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, eye@bashgmu.ru, orcid.org/ 0000-0001-8772-8640.

    About authors

    Ravshan Erkinovich Primov – pediatric ophthalmologist All-Russian Center for Eye and Plastic Surgery, azaallo@mail.ru, orcid.org/ /0000- 0002-1552-3440;

    Dmitrii Alexandrovich Shcherbakov – doctor of medical science, otorhinolaryngologist, department head, All-Russian Center for Eye and Plastic Surgery, dmst@bk.ru orcid.org/ /0000-0002-4334-3789;

    Shamil Rishatovich Kuzbekov – candidate of medical sciences, chief physician, Ufa Eye Research Institute, eye@bashgmu.ru, orcid.org/ 0000- 0001-8772-8640.

    Вклад авторов:

    Р.Э. Примов — анализ и обработка материала;

    Д.А. Щербаков — написание текста, окончательное утверждение версии, подлежащей публикации;

    Ш.Р. Кузбеков — существенный вклад в концепцию и дизайн работы, редактирование.

    Authors’ contribution:

    R.E. Primov — Data curation;

    D.A. Shcherbakov — Writing, review and editing;

    S.R. Kuzbekov — Study conception and design, review and editing.

    Финансирование: авторы не получали конкретный грант на это исследование от какого-либо финансирующего агентства в государственном, коммерческом и некоммерческом секторах.

    Конфликт интересов: отсутствует.

    Financial transparency: authors have no financial interest in the submitted materials or methods.

    Conflict of interest: none.

    Поступила: 19.02.2023

    Переработана: 21.02.2023

    Принята к печати: 27.02.2023

    Originally received: 19.02.2023

    Final revision: 21.02.2023

    Accepted:27.02.2023