Рис. 1. Динамометрическая установка для разрушения ткани хрусталика
Рис. 2. Образцы материала различной акустической плотности хрусталика
1. первая степень (1) – мягкое ядро, прозрачное или светло-серого оттенка, с кортикальными или субкапсулярными помутнениями;
2. вторая степень – ядро малой плотности, ядерная катаракта серого с желтым или светло-серого оттенка;
3. третья степень – ядро средней плотности. Серый цвет ядра характерен для катаракт с преимущественным кортико-капсулярным компонентом, желтый цвет – для ядерных катаракт;
4. четвертая степень – плотное ядро янтарно-жёлтого цвета;
5. пятая степень – очень плотное ядро, имеющее темный цвет, оттенки которого могут изменяться от янтарного и до чёрного [10].
Также плотность катаракты можно оценить согласно классификации LOCS III (Lens Opacities Classification System – системная классификация помутнений хрусталика). Методика включает анализ 6 изображений изменений цвета ядра хрусталика (nuclear color – NС; 0,1-6,9) и помутнений ядра хрусталика (nuclear opalescence – NО; 0,1-6,9), полученных при проведении биомикроскопии, 5 изображений помутнений кортикальных слоев хрусталика (cortical opacity – C; 0,1-5,9) и 5 видов задних субкапсулярных помутнений хрусталика (subcapsular opacity – P; 0,1-5,9), полученных при проведении ретроиллюминации [11, 12]. Стоит отметить, что указанные классификации, как и ряд классификаций других авторов, основаны на визуальной оценке хрусталика [13, 14]. Однако в ходе факоэмульсификации катаракты зачастую приходится сталкиваться с темно окрашенными ядрами, не требующими больших затрат энергии ультразвука, что говорит о небольших значениях плотности, либо светло-окрашенных ядрах, для удаления которых затрачивается большое количество ультразвука. Поэтому требуются дополнительные методы оценки плотности ядра хрусталика. В последние годы предпринимаются попытки оценки плотности катаракты более объективными методами, например исчисление оптической плотности хрусталика с помощью 3D-денситометрии и Pentacam nucleus staging-програмного обеспечения [15]. Существуют и методы определения акустической плотности ядра хрусталика. Начало исследований было положено в 1999 г., когда С.Н. Федоровым и соавт. был предложен способ определения плотности ядра по акустической картине. Исследователь выделял участок размером 1*2 мм, расположенный непосредственно за передней капсулой хрусталика, симметрично его переднезадней оси. Далее проводилось исследование выделенной области с определением средней величины яркости участка в 256 градациях яркости. Фиксация результатов производится в относительных единицах. В дальнейшем способ дорабатывался и модифицировался [16, 17]. Акустическая плотность исследовалась с помощью А-сканирования. Также предлагались комбинированные методы УЗ-исследования с помощью цифрового сканирования в В и 3D-режимах на общеклинических УЗ-диагностических системах [18].
В клинике Волгоградского филиала ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России был предложен способ исчисления акустической плотности хрусталика в ходе выполнения ультразвуковой биомикроскопии (УБМ) с помощью функции цветного картирования и усиления сигнала E-GAIN на аппарате Sonomed (патент РФ на изобретение № 2594441) [17]. В ходе исследований были получены следующие значения акустической плотности хрусталика (значения приведены с соответствием степеням плотности катаракты по Буррато): 1 степень – от 17,3 до 22,4 Дб, 2 степень – от 22,5 до 26,9 Дб, 3 степень – от 27 до 34 Дб, 4 степень (4-5 по Буратто) – более 34 Дб. При этом значимым показателем для формирования дальнейшего алгоритма факохирургии было принято значение более 34 Дб, соответствующее 4-5 степеням плотности катаракты по Буратто. При всем многообразии существующих методик стоит учитывать условную субъективность каждой из них.
Цель
Определение корреляции между акустической плотностью хрусталика и силой, необходимой для разрушения хрусталика при проведении факодеструктивной динамометрии.
Материал и методы
Исследование экспериментальное, выполнено на базе Волгоградского филиала ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России. На первом этапе проводилась визуальная биомикроскопическая оценка хрусталиков, полученных в ходе экстра- или интракапсулярной экстракции катаракты. Значения плотности хрусталика определены в соответствии с классификацией Л. Буратто, выделены группы плотностей.
На втором этапе исследования произведена оценка акустической плотности хрусталика. Метод включает исчисление акустической плотности на аппарате Sonomed (35 Гц) с помощью функции цветного картирования и усиления сигнала E-GAIN. По этому признаку исследуемый материал разделен на 4 группы, где каждая соответствует определенной степени катаракты: 1 степень – 17,3-22,4 дБ (5 образцов), 2 степень – 22,5-26,9 дБ (5 образцов), 3 степень – 27-34 дБ (5 образцов), 4 степень (4-5 степень по Буратто) – более 34 дБ (5 образцов).
Третий этап исследования был обозначен как факодеструктивная динамометрия [19] и заключался в измерении силы разрушающего воздействия на хрусталики, акустическая плотность которых была определена ранее (F). Для реализации исследования разработана установка для разрушения ткани хрусталика (удостоверение на рационализаторское предложение 475/18 от 03.12.2018 г.) (рис. 1).
Предлагаемая установка для разрушения тканей хрусталика позволяет проводить исследования по разрушению хрусталика различной плотности при воздействии силы до 0,6 кг с точностью 0,01 г плунжерами диаметром 1,0 и 2,0 мм и измерять линейное перемещение иглы, разрушающей хрусталик до 5,00 мм с точностью 0,01 мм. На установке проведено 20 экспериментов по разрушению хрусталиков различной степени плотности в условиях комнатной температуры и при нормальном барометрическом давлении. На рисунке 2 представлены образцы материала различной акустической плотности в условиях эксперимента.
Результаты
Во всех проведенных экспериментах исследование выполнялось в одинаковых условиях. Использовался плунжер с диаметром торца 2 мм. Ложемент прочно удерживал исследуемый хрусталик. При движении плунжера устройства с равномерной скоростью выполнялась фиксация значений силы, затрачиваемой устройством для раздавливания хрусталика. При этом выделялись пиковые и околопиковые величины, характеризовавшие момент прохождения плунжером ядра и кортекса хрусталика. К анализу принимались пиковые значения силы, характеризовавшие усилие, приложенное к разрушению ядра хрусталика как самой плотной его части. В таблице представлены средние значения силы, необходимой для разрушения ядра хрусталика (F, кг/см²) при использовании плунжера с диаметром торца в 2 мм, измеряемой при равномерном линейным перемещением силы (τ, сек, с шагом 15 сек) на определенную глубину (L, мм, с шагом 0,25 мм).
В ходе выполнения экспериментов было отмечено, что прилагаемая для разрушения сила тем больше, чем выше акустическая плотность исследуемого хрусталика. Зависимость между акустической плотностью (Y) и разрешающей силой (F) характеризовалась формулой: Y=19,377+72,3*F. Коэффициент корреляции (r x/y) равен 0,98.
Таким образом, эксперименты с разрушением хрусталиков в ходе факодеструктивной динамометрии показали прямую корреляционную зависимость между акустической плотностью ядра хрусталика и прилагаемой для его разрушения силой. Исследование подтверждает соответствие величин акустической плотности хрусталика действительной плотности катаракты, а значит правильность предложенной классификации катаракты.
Вывод
Выявлена прямая корреляционная зависимость между акустической плотностью ядра хрусталика и прилагаемой для его разрушения силой. Исследование подтверждает соответствие величин акустической плотности хрусталика действительной плотности катаракты.
