Актуальность
Рис. 1. Изменение обратного значения радиуса кривизны аппланации (Inverse Concave Radius). N – группа здоровых лиц, С1 – группа пациентов с 1-й стадией кератоконуса, С3 – группа пациентов со 2-й и 3-й стадией кератоконуса
Рис. 2. Изменение относительной толщины роговицы по Амброзио (Ambrosio Relational Thickness (ARTh)). N – группа здоровых лиц, С1 – группа пациентов с 1-й стадией кератоконуса, С3 – группа пациентов со 2-й и 3-й стадией кератоконуса
Ранее нами проводилось проспективное исследование для оценки зависимости биомеханических показателей роговицы от исходных биометрических, кератометрических и томографических показателей роговицы, полученных при обследовании здоровых пациентов с различной рефракцией с помощью диагностической станции Pentacam HR и Corvis ST. В результате исследования отмечена достоверная зависимость индекса напряжения-деформации роговицы, являющегося одним из основных показателей жесткости роговицы, в первую очередь, от возраста пациента, от уровня биомеханически компенсированного внутриглазного давления и от величины переднезаднего размера глазного яблока [4]. В литературе пока накоплено недостаточно данных об изменении биомеханических показателей роговицы при различных патологических процессах, в частности, при кератэктазии, полученных при обследовании с помощью диагностической станции Pentacam HR и Corvis ST
Цель
Провести сравнительный анализ полученных с помощью Pentacam HR и Corvis ST топографических, томографических и биомеханических показателей роговицы у здоровых пациентов с различной рефракцией и пациентов с различными стадиями кератэктазии.
Материал и методы
В проспективное исследование были включены 237 пациентов, которые были разделены на 3 группы. В первую группу вошли 174 здоровых пациента с различной рефракцией (174 глаза). Во вторую и третью группы исследования вошли 63 пациента с кератоконусом: 36 человек (36 глаз) с кератоконусом 1-й степени и 27 человек, 27 глаз с кератоконусом 2 и 3-й степени. Только один глаз каждого пациента случайным образом был включен в анализ. Возрастной и гендерный состав исследуемых групп сопоставим, различия статистически не достоверны (р=0,254). Демографические характеристики групп наблюдения представлены в таблице 1.
Рис. 3. Изменение коэффициента DA Ratiо. N – группа здоровых лиц, С1 – группа пациентов с 1-й стадией кератоконуса, С3 – группа пациентов со 2-й и 3-й стадией кератоконуса
Рис. 4. Изменение показателя жесткости роговицы (Stiffness Parameter (SP-A1). N – группа здоровых лиц, С1 – группа пациентов с 1-й стадией кератоконуса, С3 – группа пациентов со 2-й и 3-й стадией кератоконуса
В исследовании нами использовались 2 формы отчета из программного обеспечения Шаймпфлюг-анализатора переднего отрезка глазного яблока Pentacam HR: Topometric/KC Stading, с помощью которого определялись кератометрические показатели в главных меридианах К1, К2 и их среднее арифметическое Кm, и отчет с анализом эктазии по Белин-Амброзио с определением индекса пахиметрической прогрессии D.
Биомеханические показатели роговицы оценивались с помощью бесконтактного тонометра с коллимированным воздушным импульсом с фиксированным давлением и Шаймпфлюг-мониторингом при деформации роговицы Corvis ST [6, 7, 13, 14]. В исследовании нами использовались 3 формы отчета из программного обеспечения Corvis ST: Dinamic Corneal Response, Vinciguerra Screening Report, а также Biomechanical-Tomographic Assessment.
В отчете Dinamic Corneal Response представлены цифровые значения динамических биомеханических показателей роговицы, их временные изменения под воздействием воздушного импульса в виде графиков, а именно: амплитуда деформации, длина аппланации роговицы, скорость движения роговицы под воздействием воздушного импульса в прямом и обратном направлении, относительная величина, указывающая на соотношение амплитуды смещения роговицы в центре и в 2-мм зоне от апекса, обратное значение радиуса кривизны аппланации роговицы, расстояние между пиками роговицы во время наибольшего прогиба, а также внутриглазное давление без учета и с учетом биомеханических свойств роговицы.
Из большого количества цифровых значений, нами были выбраны наиболее значимые: величины, описывающие поведение роговицы во время воздействия воздушного импульса. Из отчета Dinamic Corneal Response анализировались такие параметры, как скорость движения роговицы (Corneal Velocity), регистрируемая во время восходящей и нисходящей фаз аппланации, и описывающая скорость движения верхушки роговицы при аппланации внутрь (положительная скорость – Vel1) и кнаружи (отрицательная скорость – Vel2), обратное значение радиуса кривизны аппланации (Inverse Concave Radius – IntRadius), коэффициент Deformation Amplitude Ratio – DA Ratiо – отношение между амплитудой деформации на вершине и амплитудой деформации в параоптической зоне с радиусом 2 мм [11, д12].
С помощью отчета Vinciguerra Screening Report нами анализировались следующие параметры: жесткость роговицы (Stiffness Parameter (SP-A1), рассчитываемая как разность между силой воздушного импульса на поверхности роговицы и биомеханически компенсированным ВГД (bIOP) [13, 14]. Относительная толщина роговицы по Амброзио (Ambrosio Relational Thickness (ARTh) описывает отношение между толщиной роговицы в самой тонкой точке и индексом прогрессии пахиметрии [6, 7, 12]. Одним из наиболее значимых параметров, характеризующих жесткость роговицы, является индекс напряжения-деформации (Stress-Strain Index или SSI).
Статистический анализ был выполнен с использованием программного обеспечения SPSS Statistics for Windows (версия 22.0, IBM Corp.). Последовательные данные и нормальность их распределения оценивали с использованием визуальных методов (гистограммы и графики вероятности) и аналитических методов (критерий Колмогорова – Смирнова и критерий Шапиро – Уилка). Категориальные данные оценивали с помощью критерия Пирсона хи-квадрат. Все исследуемые параметры распределены не в соответствии с нормальным законом, поэтому для их оценки использовался U-критерий Манна – Уитни. Данные были выражены в виде среднего значения ± стандартное отклонение (М±σ), медианы, а также минимального и максимального значения. Различия считались статистически значимыми при значении р менее 0,05.
Результаты
Рис. 5. Изменение индекса напряжения-деформации (Stress-Strain Index или SSI). N – группа здоровых лиц, С1 – группа пациентов с 1-й стадией кератоконуса, С3 – группа пациентов со 2-й и 3-й стадией кератоконуса
Таблица 1 Демографические характеристики групп наблюдения
В таблице 2 представлены основные клинико-функциональные результаты обследования здоровых лиц и пациентов с 1-й стадией кератоконуса.
При начальных клинических проявлениях кератоконуса отмечается статистически достоверное уменьшение медианных значений МКОЗ, по сравнению с медианой МКОЗ у здоровых лиц (р<0,001). В начальной стадии кератоконуса определяется достоверное уменьшение медианы пахиметрии в апексе роговицы (р<0,001), а также увеличение медианы средней кератометрии (р<0,001). Одним из патогномоничных ранних признаков развития кератэктатического процесса, определяемых с помощью ST, является уменьшение медианных значений коэффициента ARTh, что обусловлено постепенным уменьшением значений пахиметрии в апексе и увеличением индекса прогрессии пахиметрии (на 31,68%, р<0,001). При оценке биомеханических свойств роговицы обращает на себя внимание достоверное увеличение медианы скорости движения верхушки роговицы при аппланации внутрь (положительная скорость – Vel1) (на 14,29%, р=0,002). По сравнению с группой здоровых лиц, при 1-й стадии кератоконуса отмечается достоверное уменьшение медианы обратного значения радиуса кривизны аппланации (Int.Radius) (на 25,66%, р<0,001), а также увеличение относительной величины DA Ratiо (на 18,29%, р<0,001). Об изменении биомеханических свойств роговицы говорит и статистически достоверное уменьшение медианных значений измеренного и биомеханически компенсированного ВГД при 1-й стадии кератоконуса по сравнению с нормой (на 17,19% и 7,14%, р=0,002 и р=0,057 соответственно), а также достоверное снижение медианных значений основных показателей жесткости роговицы - SP-A1 и SSI на 32,98% (р<0,001) и 20,59% (р=0,013) соответственно.
В таблице 3 приведено сравнение основных клинико-функциональных результатов пациентов с 1-й стадией и со 2-й и 3-й стадией кератоконуса
При анализе клинико-функциональных результатов обследования пациентов со 2-й и 3-й стадией кератоконуса обращает на себя внимание дальнейшее понижение медианы МКОЗ (на 57%, р<0,001), пахиметрии в апексе на 9,31% (р=0,004) и повышение среднего значения кератометрии на 9% (р=0,007) (табл. 3). Также сохранятся тенденция к уменьшению медианы коэффициента ARTh (на 43,53%, р=0,001), уменьшению медианы обратного значения радиуса кривизны аппланации (Int.Radius) (на 38,21%, р=0,006), увеличению относительной величины DA Ratiо (на 22,68%, р=0,003), снижению медиан основных показателей жесткости роговицы - SP-A1 и SSI на 28,82% (р=0,005) и 17,28% (р=0,02) соответственно. Однако не отмечено значимых различий медиан скорости движения роговицы, регистрируемой во время восходящей и нисходящей фаз аппланации (р=0,230 и р=0,147), а также медиан измеренного и биомеханически компенсированного ВГД (р=0,193 и р=0,740).
При сравнении клинико-функциональных показателей здоровых лиц и пациентов со 2-й и 3-й стадией кератоконуса отмечается статистически значимое (р<0,001) изменение всех исследуемых параметров, однако наибольшая разница медиан обнаруживается при сравнении МКОЗ (70%), значений коэффициента ARTh (61,42%), обратного значения радиуса кривизны аппланации (Int.Radius) (73,68%), относительной величины DA Ratiо (45,12%), основных показателей жесткости роговицы - SP-A1 и SSI (52,3% и 34,31%) (таб. 4). Более наглядно изменение основных биомеханических параметров роговицы, определяемых с помощью Pentacam HR и Corvis ST, демонстрируют рисунки 1, 2, 3, 4, 5.
Обсуждение
По мнению Roberts С.J., Dupps WJ. Jr., самые ранние проявления кератэктатического процесса касаются биомеханических свойств роговицы, кератотопографические и пахиметрические изменения являются вторичными признаками кератоконуса [10]. Применение бесконтактной тонометрии с коллимированным воздушным импульсом с фиксированным давлением и Шаймпфлюг-мониторингом при деформации роговицы, реализованной в CorvisST, позволяет выявить снижение жесткости роговицы на самых ранних стадиях заболевания, а также для полной характеристики развития эктатического процесса. Установленное достоверное увеличение обратного значения радиуса кривизны аппланации на всех стадиях кератоконуса подтверждает снижение жесткости роговицы, так как чем жестче роговица, тем меньше вдавление, тем больше радиус, и, значит, меньше его обратное значение. Коэффициент DA Ratiо позволяет судить о степени жесткости роговицы: чем жестче роговица, тем она более устойчива к деформациям, тем меньше разброс значений «апекс-зона 2 мм». В нашем исследовании получено статистически достоверное повышение его медианных значений при увеличении стадии кератоконуса. Косвенно потерю жесткости и увеличение вязких свойств роговицы при развитии эктатического процесса доказывает понижение скорости прямого и обратного движения роговицы в ответ на деформирующий воздушный импульс (Vel1, Vel2), увеличение пикового расстояния между двумя наивысшими точками при прогибе роговицы (PeakDistance), а также понижение значений ВГД без учета и с учетом биомеханических свойств роговицы (IOPnct, bIOP). Однако мы не получили статистически значимых различий медианных значений этих параметров при сравнении различных стадий кератоконуса.
Отдельно стоит обратить внимание на увеличение значений индекса BAD-D в группах с кератоконусом. Значения выше 1,6 считаются подозрительными по развитию эктатического процесса, в то время как значения выше 3,0 достоверно подтверждают наличие эктазии [6, 7 ,12]. Статистически достоверное снижение медианных значений основных показателей жесткости роговицы - SP-A1 и SSI определяет значительное повышение Сorvis Biomechanical Index – CBI и Tomographic Biomechanical Index – TBI. Значения CBI ниже 0,25 указывают на низкий риск эктазии, значения от 0,25 до 0,5 – на умеренный риск, а значения выше 0,5 – на высокий риск эктазии [13, 14]. В нашем исследовании медиана CBI в норме составляет 0,14, в начальной стадии и развитых стадиях кератоконуса увеличивается до 1,0.
Вышеизложенное предполагает возможность использования биомеханических параметров роговицы, определяемых с помощью CorvisST, изменения которых при увеличении стадии кератоконуса статистически достоверны, качестве индикаторов, позволяющих оценивать биомеханические свойства роговицы, выявлять на ранней стадии признаки эктатического процесса, а также оценивать эффективность проводимых операций кросслинкинга роговичного коллагена и интраламеллярной кератопластики с имплантацией роговичных сегментов [3].
Заключение
Проведен сравнительный анализ полученных с помощью Pentacam HR и Corvis ST топографических, томографических и биомеханических показателей роговицы у здоровых пациентов с различной рефракцией и пациентов с различными стадиями кератэктазии.
Установлены биомеханические показатели, определяемые с помощью Pentacam HR и Corvis ST, статистически достоверно изменяющиеся на всех стадиях кератоконуса: относительная толщина роговицы по Амброзио, обратное значение радиуса кривизны аппланации, коэффициент DA Ratiо, показатели жесткости роговицы - SP-A1 и SSI.
Выявленные параметры могут быть использованы в качестве индикаторов, позволяющих оценивать биомеханические свойства роговицы, выявлять на ранней стадии признаки эктатического процесса, а также оценивать эффективность проводимых операций кросслинкинга роговичного коллагена и интраламеллярной кератопластики с имплантацией роговичных сегментов.
