Общая характеристика работы
Актуальность проблемы
Аномалии рефракции продолжают оставаться одной из самых актуальных проблем офтальмологии ввиду высокой распространенности в популяции и тяжелых осложнении, к которым нередко приводит прогрессирующая миопия, а также другие декомпенсированные аметропии (Нероев В.В., 2002; Либман Е.С., 2004; Катаргина Л.А., 2014; Тарутта Е.П., 2008).
В последние годы предметом активного изучения является роль аккомодации, аберраций оптики глаза и их взаимодействия в постнатальном рефрактогенезе.
Отставание аккомодации, то есть разница между величинами аккомодационного стимула и аккомодационного ответа, в сочетании со зрительной работой вблизи является фактором риска возникновения и прогрессирования близорукости (Gwiazda J., 1993; McBrien N., 1986; Rosenfield M., 1988; He Ji C., 2005).
Аберрация – это любое угловое отклонение узкого параллельного пучка света от точки идеального пересечения с сетчаткой в центре фовеолы при его прохождении через всю оптическую систему глаза (Charman W.N., 1991).
Хорошо известно расстройство аккомодации у лиц с миопией: снижение ЗОА, отставание аккомодационного ответа сопровождают и даже предваряют развитие близорукости (Аветисов Э.С., 1999; Тарутта Е.П., 2012).
Аккомодация влияет на аберрации оптической системы глаза. Но и сам механизм аккомодации очень чувствителен и подвержен влиянию аберраций. В немногочисленных зарубежных исследованиях было показано, что аккомодация вызывает отрицательную сферическую аберрацию или уменьшает положительную; выявлена положительная корреляция между вертикальной комой (Z7) и диапазоном аккомодации и отрицательная корреляция между сферической аберрацией (С12) и аккомодацией. C другой стороны, коррекция аберраций высших порядков изменяет аккомодационный ответ (Chin SS., 2009). Точное знание того, какие именно аберрации улучшают, а какие снижают аккомодацию и зрительную работоспособность, необходимо для разработки рекомендаций для целенаправленного воздействия на эти параметры. Для понимания рефрактогенеза представляет несомненный интерес изучение состояния аберраций у детей без участия аккомодации, т.е. в условиях циклоплегии. Однако, влияние циклоплегии на волновой фронт изучено недостаточно (Charman W.N., 1991; Applegate R.A, 2000; Miller J.M., 2002).
Таким образом, изучение аберраций человеческого глаза и их связи с аккомодацией позволит дать дополнительную оценку оптическому аппарату глаза и разработать пути профилактики аномального рефрактогенеза и, в частности, прогрессирующей миопии.
Цель работы
Цель работы: провести сравнительный анализ параметров волнового фронта и аккомодации при миопии и гиперметропии у детей, их взаимосвязи и динамики в зависимости от условий коррекции и состояния аккомодационного аппарата.
В соответствии с целью предполагалось решение следующих задач:
1. Провести сравнительный анализ аберраций оптической системы глаза у детей с миопией и гиперметропией.
2. Провести сравнительный анализ объективных параметров аккомодации и объема псевдоаккомодации в указанных группах пациентов.
3. Изучить биометрические параметры глаз с миопией и гиперметропией и их изменения
в зависимости от состояния аккомодации.
4. Изучить изменения волнового фронта в зависимости от состояния аккомодации.
5. Изучить изменения волнового фронта и аккомодации в разных условиях коррекции аметропии.
Научная новизна исследования
1. Выявлены достоверные различия общего уровня аберраций высокого порядка и структуры волнового фронта у детей с миопией и гиперметропией. Установлена разная связь аберрометрических и аккомодометрических показателей при миопии и гиперметропии. При миопии установлена прямая корреляция RMS и вертикальной комы с аккомодацией, а вертикального трефойла и сферической аберрации - с псевдоаккомодацией. При гиперметропии выявлена прямая корреляция вертикального трефойла с аккомодацией и псевдоаккомодацией, обратная корреляция вертикальной комы с псевдоаккомодацией, горизонтального трефойла и сферической аберрации – с аккомодацией.
2. Впервые выявлены достоверные различия динамики параметров волнового фронта в глазах с миопией и гиперметропией на фоне циклоплегии.
3. Разработан способ оценки состояния цинновых связок хрусталика по динамике величины горизонтального трефойла и горизонтальной комы на фоне циклоплегии. Получена приоритетная справка на патент РФ с регистрационным номером № 2017118081 от 24.05.2017г.: «Способ оценки состояния цинновых связок хрусталика», (соавторы Е.П. Тарутта, Н.А. Тарасова).
4. Впервые выявлены достоверные изменения параметров волнового фронта в МКЛ и их различия в глазах с миопией и гиперметропией.
5. И при миопии, и при гиперметропии установлены достоверно более высокие показатели аккомодации и псевдоаккомодации в МКЛ по сравнению с очковой коррекцией.
6. Впервые в мировой практике выявлено формирование двух видов сферической аберрации (положительной и отрицательной) в глазу после ОК коррекции.
Теоретическая и практическая значимость работы
1. Обоснована целесообразность исследования аккомодации дистантным (вблизи), а не ленс-индуцированным (в зоне дальнего видения) методом.
2. Установленные различия уровня аберраций и структуры волнового фронта в глазах с миопией и гиперметропией имеют существенное значение для исследования постнатального рефрактогенеза.
3. Выявлена связь аберраций с параметрами аккомодации. При коррекции аметропии нужно учитывать этот факт для улучшения качества изображения на сетчатке и контроля прогрессирования миопии.
4. Разработан простой бесконтактный метод оценки состояния связок хрусталика, который найдет применение в клинике для прогнозирования аномального рефрактогенеза и выработки лечебных рекомендаций.
5. Выявленное повышение параметров аккомодации и псевдоаккомодации в МКЛ по сравнению с очками обосновывает эргономичность контактной коррекции миопии и гиперметропии для зрительной работы вблизи.
6. Впервые выявленные специфические изменения сферической аберрации после ортокератологической коррекции раскрывают механизм оптимизирующего влияния ОК-линз на зрительную работоспособность.
Методология и методы исследования
Методологической основой диссертационной работы явилось последовательное применение методов научного познания. Работа выполнена в дизайне клинического проспективного моноцентрового исследования с использованием клинических, инструментальных, аналитических и статистических методов.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Суммарные аберрации высшего порядка (RMS HOAs), вертикальная кома, сферическая аберрация, вертикальный тилт, горизонтальный трефойл и амплитуда псевдоаккомодации при миопии достоверно выше, чем при гиперметропии, а горизонтальный тилт, горизонтальная кома, объективные (БАО, МАО) и субъективные параметры аккомодации – достоверно ниже.
2. По данным аберрометрии, в исходном состоянии хрусталик при миопии фиксирован менее устойчиво, чем при гиперметропии, а его экскурсия под действием циклоплегиков достоверно менее выражена; это свидетельствует о слабом натяжении цинновых связок.
3. Сферическая аберрация в МКЛ и при миопии, и при гиперметропии переходит из положительной в отрицательную. Остальные параметры волнового фронта в МКЛ изменяются по-разному: при миопии уменьшается вертикальная кома, увеличиваются горизонтальная кома и горизонтальный трефойл; при гиперметропии уменьшается вертикальный трефойл, переходят в отрицательные значения вертикальная и горизонтальная кома.
4. Контактная коррекция, по сравнению с очковой, повышает аккомодационную способность, а также величину ПА, т.е. способности к зрительной работе вблизи без участия собственно аккомодации. Оба эффекта создают условия для повышения зрительной работоспособности. Индуцированная контактными линзами отрицательная сферическая аберрация способствует повышению аккомодационного ответа.
5. Ортокератологическая коррекция индуцирует в оптической системе глаза сочетание положительной и отрицательной сферической аберрации: в парацентральной зоне (3,0-6,0мм) на 50-130% увеличивается положительная сферическая аберрация, в зоне 6,3мм она резко падает и от 6,5 до 7,5мм формируется отрицательная сферическая аберрация значительной величины.
Эти изменения объясняют выявленное ранее после ОК коррекции повышение амплитуды псевдоаккомодации (за счет положительной сферической аберрации) и объективного аккомодационного ответа (за счет отрицательной сферической аберрации).
Апробация работы
Работа прошла апробацию на межотделенческой конференции в ФГБУ «Московский
НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава России. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на международных научно-практических конференциях: 19 th Congress EVER 2016 (Nice, France, 2016), IX Российском общенациональном офтальмологическом форуме (Москва, 2016), III Межрегиональной конференции «Аккомодация. Проблемы и решения» (Ярославль, 2017), «Федоровские чтения-2017» (Москва, 2017), X Российском общенациональном офтальмологическом форуме (Москва, 2017).
Степень достоверности и апробация результатов. Степень достоверности полученных результатов проведенных исследований определяется достаточным и репрезентативным объемом проанализированных данных, выборок исследований и количества обследованных пациентов, использованием адекватных современных методов исследования, а также применением корректных методов статистической обработки данных.
Реализация результатов исследования. Результаты исследований и вытекающие из них рекомендации внедрены в клиническую практику отдела патологии рефракции, бинокулярного зрения и офтальмоэргономики ФГБУ «Московский научно-исследовательский институт глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава России.Материалы диссертации включены в программы лекций на курсах повышения квалификации специалистов и сертификационных циклов последипломного образования для врачей-офтальмологов, проводимых на базе Института.
Публикации
По материалам диссертации опубликованы 11 печатных работ, в том числе, в печатных изданиях, входящих в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованный ВАК, - 5, в иностранной печати – 1. Получена приоритетная справка на патент РФ с регистрационным номером № 2017118081 от 24.05.2017г.: «Способ оценки состояния цинновых связок хрусталика», (соавторы Е.П. Тарутта, Н.А. Тарасова).
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 168 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы и 3 глав, в которых представлены материал и ме тоды исследования, результаты собственных исследований и их обсуждение, заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Работа иллюстрирована 20 рисунками и 15 таблицами. Библиографический указатель содержит 252 источника (72 отечественных и 180 зарубежных).
Содержание работы
Материалы и методы исследования
Клинические исследования выполнены на базе отдела патологии рефракции, бинокулярного зрения и офтальмоэргономики (руководитель отдела – д.м.н., профессор Е.П. Тарутта) ФГБУ «МНИИ ГБ им. Гельмгольца». Работа основана на собственных результатах проведённых комплексных клинико– инструментальных офтальмологических обследований 207 пациентов (414 глаз), из них мужского пола – 81, женского пола – 126, в возрасте от 5 до 32 лет (в среднем, 15,6±0,4лет) с миопией и гиперметропией различной степени.
Все пациенты, кроме аметропии различной степени, не имели иной патологии глаз.
Пациенты были распределены на 6 групп в зависимости от поставленных задач и методов обследования. Во всех группах (кроме шестой группы) полученные результаты сравнивали между лицами с миопией и гиперметропией (Табл. №1).
Первая группа. Оценивали субъективные и объективные параметры аккомодации в зависимости от условий предъявления аккомодационной задачи (приближением объекта или добавлением «минусовых линз» при взгляде на удаленный объект).
Вторая группа. Сравнивали аберрации высших порядков, аккомодацию и псевдоаккомодацию у детей и молодых лиц с различной рефракцией.
Третья группа. Изучали влияние медикаментозной циклоплегии на анатомические и оптические параметры глаза.
Четвертая группа. Изучали аберрации оптической системы глаза при миопии и гиперметропии без коррекции и с контактной коррекцией.
Пятая группа. Изучали параметры аккомодации в очках и в мягких контактных линзах.
Шестая группа. Изучали сферическую аберрацию до и после ношения ортокератологических линз.
Контрольная группа. Сравнивали результаты измерения параметров аккомодации с первой группой.
Все исследования проводились на обоих глазах и были однократными. Все исследования в МКЛ проводились в собственных контактных линзах пациентов (разного дизайна). Состояния циклоплегии достигали путем двухкратной инстилляции (с интервалом 10 минут) 1% p-pa Циклопентолата.
В ходе проведения работы были использованы следующие методы исследования: визометрия без коррекции и с оптической коррекцией; авторефрактометрия до и после циклоплегии; определение характера зрения на четырёхточечном цветотесте; пневмотонометрия, офтальмоскопия центральных и периферических отделов глазного дна. Специальные клинические методы, использованные при выполнении работы, включали объективное исследование показателей аккомодационной способности глаза: объективного аккомодационного ответа в разных условиях (ОАО), рефракции глаза и роговицы на бинокулярном авторефкератометре «открытого поля» Grand Seiko WR-5100K (Япония); запасов относительной аккомодации (ЗОА); аберрометрию на аберрометре OPD-Scan III (NIDEK, Швейцария); оптико-биометрию на оптическом Шаймпфлюг анализаторе Galilei G6 (Швейцария);псевдоаккомодацию (ПА), толщину хориоидеи на SD-OCT RS-3000 Advance (Nidek, Япония).
Результаты собственных исследований
Рис. 1. Прямая корреляция trefoil 6 с ПА при миопии и обратная корреляция coma 7 с ПА при гиперметропии.
Рис. 2. Топография роговицы и сферическая аберрация до и после ОК коррекции.
Выявлено несоответствие ленс-индуцированного и дистантного ОАО. У детей и взрослых с эмметропией, детей с гиперметропией и взрослых с миопией отставание ленс-индуцированного аккомодационного ответа превышает отставание дистантного ОАО. В глазах с эмметропией эта разница была существенной и статистически достоверной: 2,86±0,25дптр вдаль, 0,85±0,05дптр на 33см, 1,34±0,08дптр на 20см (р<0,05). Очевидно, это связано со значительным уменьшением угловых размеров расположенного вдали объекта при приставлении минусовых линз, а также нефизиологичной аккомодационной нагрузкой, исключающей стимулирование проксимальной аккомодации. У детей с миопией большее отставание ОАО отмечено в зоне ближнего видения: 1,02±0,15дптр вблизи и 0,6±0,13дптр вдали, (р<0,05).
Выявленная нами недостаточность аккомодации вблизи у детей с миопией, то есть в самом начале развития заболевания, представляется нам не случайной, поскольку именно в зоне ближнего видения решаются зрительные задачи, и их решение в условиях ослабленной аккомодации становится патогенетическим звеном развития приобретенной миопии.
Результаты проведенного нами анализа сравнительного изучения аберраций высшего порядка, аккомодации и псевдоаккомодации выявили достоверные различия волнового фронта глаз детей и молодых лиц с миопией и гиперметропией (исследование выполнено автором под руководством д.м.н., проф. Тарутты Е.П. совместно с соавторами д.м.н., проф. Нероев В.В., к.м.н. Ханджян А.Т., к.м.н. Ходжабекян Н.В.).
Среднеквадратичное отклонение суммарных аберраций высшего порядка (RMS HOA) при миопии (0,48±0,05 мкм) выше, чем при гиперметропии (0,36±0,03 мкм; p<0,05), (Табл. №2).
Вертикальная кома (coma 7) и сферические (SA) аберрации при миопии также достоверно выше, чем при гиперметропии (соответственно, 0,05±0,01мкм; 0,15±0,05 мкм и -0,003±0,01мкм; 0,03±0,01мкм; p<0,05), а горизонтальная кома – достоверно ниже (-0,005±0,02 мкм и 0,01±0,01 мкм, соответственно).
Субъективные и объективные параметры аккомодации при миопии достоверно ниже, чем при гиперметропии: соответственно, ЗОА=-2,2±0,11 и -3,0±0,17 дптр; БАО -1,8±0,09 и -2,2±0,07 дптр; МАО -1,6±0,14 и -2,0±0,07 дптр (р<0,05). Напротив, объем псевдоаккомодации достоверно выше у миопов, чем у гиперметропов: 0,9±0,1 дптр и 0,6±0,08 дптр, соответственно (р<0,05). Выявлена разная связь аберрометрических и аккомодометрических показателей при миопии и гиперметропии .
При миопии установлена прямая корреляция RMS и вертикальной комы с аккомодацией, а вертикального трефойла и SA – с псевдоаккомодацией. При гиперметропии выявлена прямая корреляция вертикального трефойла с аккомод ацией и псевдоаккомодацией, обратная корреляция вертикальной комы с ПА, горизонтального трефойла и SA – с аккомодацией (Рис.1,Табл. №3).
Для изучения влияния циклоплегии на аберрации волнового фронта проводили (совместно с д.м.н., проф.Тарутта Е.П и соавтором к.м.н. Смирновой Т.С.) аберрометрию выбирая ширину зрачка 3 мм, как без циклоплегии, так и в условиях циклоплегии (в последнем случае - с помощью выбора 3 мм зоны).
Наши исследования показали, что как при миопии, так и при гиперметропии циклоплегия сопровождалась тенденцией к повышению общего уровня абeррации высшего порядка: с 0,21±0,05 мкм до 0,35±0,05 мкм и с 0,16±0,01 мкм до 0,27±0,05 мкм, соответственно (Табл. №4). Однако, эти изменения не были статистически достоверны.
Такую же недостоверную тенденцию к увеличению на фоне циклоплегии показала cферическая аберрация: при миопии с 0,02±0,003 до 0,04±0,001 мкм; при гиперметропии с 0,03±0,002 до 0,05±0,01 мкм (р>0,05). Остальные HOAs при миопии и гиперметропии изменялись по- разному. В миопических глазах достоверных изменений всех исследованных HOAs после циклоплегии по сравнению с исходным уровнем не обнаружено. Единственным показателем, приближавшимся к достоверности, была вертикальная кома (cоma7): после циклоплегии ее значение уменьшалось вдвое – с 0,02±0,002 мкм до 0,01±0,003 мкм (р=0,056).
В глазах с гиперметропией обнаружены достоверные изменения двух полиномов Цернике: горизонтальный трефойл (trefoil 9) увеличился на 200% и перешел в положительные значения (с -0,02±0,005 мкм до 0,02±0,007 мкм, р<0,05); горизонтальная кома (coma 8) уменьшилась на 200% и перешла в отрицательные значения (с 0,005±0,003 до -0,005±0,003, р<0,05).
Анатомические сдвиги, происходящие в процессе аккомодации, дезаккомодации и под воздействием циклоплегических средств, предрасполaгают к изменениям волнового фронта. Очевидно, изменения волнового фронта будут тем больше, чем больше наступившие под действием циклоплегии изменения формы и положения хрусталика.
Эти изменения могут определяться индивидуальными особенностями оптики глаза и, в частности, – состоянием аккомодационно- хрусталиковой системы.
Согласно полученным нами данным, в исходном состоянии (до циклоплегии) параметры волнового фронта существенно различаются при миопии и гиперметропии. В естественных условиях при ширине зрачка 3мм уровень аберраций tilt 1 (на 160%), горизонтальный трефойл (на 100%) и вертикальная кома (на 760%) достоверно выше при миопии, чем при гиперметропии, а их изменения в ответ на циклоплегию существенно ниже или отсутствуют. После циклоплегии в глазах с гиперметропией достоверно увеличился горизонтальный трефойл (на 200%, p<0,01) и уменьшилась с переходом в отрицательные значения горизонтальная кома (на 200%, p<0,05).
Нам представляется, что эти особенности можно связать с состоянием связочного аппарата хрусталика и цилиарной мышцы. Повышенный уровень аберраций, связанных с наклоном хрусталика, его смещением, децентрацией оптических элементов глаза, может свидетельствовать о слабом натяжении связок (возможно, связанном с избыточным тонусом цилиарной мышцы). Это подтверждается и при циклоплегии: изменение тонуса цилиарной мышцы, натяжения цинновых связок и положения хрусталика недостаточны для существенных изменений волнового фронта.
При гиперметропии в исходном состоянии хрусталик фиксирован более устойчиво, а его экскурсия под циклоплегией (изменение положения и формы) выражена более значительно, что проявляется в изменениях волнового фронта. Такие отличия глаз с миопией в сравнении с гиперметропией представляются неслучайными в свете теорий ее патогенеза и могут быть обусловлены известными характерными особенностями тонуса цилиарной мышцы при близорукости, слабостью связочного аппарата или их сочетанием. На основании полученных данных нами разработан способ оценки состояния цинновых связок хрусталика.
В основе предложенного способа исследования связочного аппарата хрусталика (натяжения цинновых связок) лежит сравнение аберраций волнового фронта и их изменений под действием циклоплегии в глазах с миопией и гиперметропией. При изменении аберраций trefoil 9 и coma 8 менее, чем на 150% под циклоплегией по сравнению с нециклоплегическими условиями, диагностируют ослабление цинновых связок. Получена приоритетная справка на патент с регистрационным номером № 2017118081 от 24.05.2017г.
Таблица №2. Параметры волнового фронта и аккомодации при миопии и гиперметропии.
Таблица №3. Величина коэффициентов корреляции аберраций высшего порядка и параметров аккомодации при миопии и гиперметропии.
Результаты собственных исследований показали, что глубина передней камеры и длина ПЗО, как с узким зрачком, так и под циклоплегией, в миопических глазах достоверно выше, чем в гиперметропических (р<0,05 для ГПК и р<0,01 для ПЗО), а толщина хрусталика практически не различается. Та же закономерность отмечается при сравнении положения иридо-хрусталиковой диафрагмы (ГПК+ ½ТХ): при миопии этот показатель составил (3,83+3,58/2) 5,62мм, при гиперметропии – 5,29 мм (3,49+3,6/2); разница достоверна, р<0,01. При этом положение центра хрусталика в глазах с миопией достоверно дальше от задней поверхности роговицы, чем в глазах с гиперметропией (5,62 мм и 5,29 мм, соответственно). По нашему мнению, полученные результаты свидетельствуют о продвижении иридо-хрусталиковой диафрагмы и центра хрусталика в сторону заднего полюса на начальных стадиях развития приобретенной миопии.
Подобная динамика способствует приближению фокусной точки к удаляющемуся вследствие роста ПЗО заднему полюсу глаза и может рассматриваться как некий компенсаторный механизм, ослабляющий рефракцию. Другим подобным механизмом является уплощение хрусталика, отмеченное в ряде работ у детей в начале развития приобретенной миопии, но оказавшееся статистически недостоверным в настоящем исследовании.
После циклоплегии и в миопических, и в гиперметропических глазах увеличивается ГПК: при миопии, в среднем , на 0,12мм, при гиперметропии - на 0,14мм (p<0,05). Толщина хрусталика закономерно уменьшается: при миопии на 0,07 мм, при гиперметропии – на 0,1 мм (p<0,05). Коэффициент Lowe в условиях циклоплегии по сравнению с исходным состоянием увеличивается и при миопии, и при гиперметропии на 0,04мм (p<0,05), что свидетельствует о некотором отодвигании кзади иридо-хрусталиковой диафрагмы.
Интересные изменения обнаруживает длина ПЗО: в условиях циклоплегии она уменьшается на 0,03 мм (30 микрон) в глазах с миопией и на 40 микрон (0,04 мм) – с гиперметропией. В последнем случае данные оказались высоко достоверны (p<0,01).
Таким образом, в условиях циклоплегии, по сравнению с действующей аккомодацией, как при миопии, так и при гиперметропии увеличивается глубина передней камеры, уменьшается толщина хрусталика, иридо-хрусталиковая диафрагма несколько отодвигается кзади и уменьшается длина ПЗО. Так как оптическая биометрия измеряет длину глаза от вершины роговицы до пигментного эпителия, выявленные изменения длины ПЗО могут свидетельствовать о некотором продвижении слоя ПЭ кпереди в условиях циклоплегиии и кзади при аккомодации.
Для проверки этого предположения нами было предпринято измерение толщины хориоидеи до и после циклоплегииc помощью спектрального оптического когерентного томографа EDI-SD-OCT RS-3000 Advance (Nidek, Япония). По данным собственных результатов только в 6 из 20 глаз отмечалось увеличение ТХ в условиях циклоплегии (на 1-16 мкм, в среднем на 8 мкм, p>0,05), в остальных 14 случаях отмечалось снижение ТХ на 4-70 мкм (в среднем на 19 мкм, p>0,05).
Таким образом, проведенное исследование не выявило достоверных изменений толщины хориоидеи под действием циклоплегических средств.
Нами также были изучены параметры волнового фронта без коррекции и в мягких контактных линзах в естественных и циклоплегических условиях. Результаты исследования параметров волнового фронта без коррекции и с контактной коррекцией глаза до и после циклоплегии представлены в таблице №5 (выполнено совместно с соавторами д.м.н., проф. Нероев В.В., д.м.н., проф. Тарутта Е.П., к.м.н. Ханджян А.Т., Ходжабекян Н.В.).
Надевание контактных линз вызывало достоверные изменения следующих полиномов Цернике. При миопии уменьшалась вертикальная кома (сoma7) с 0,04±0,01мкм без коррекции до 0,001±0,001мкм в контактных линзах (р<0,05 в нециклоплегических условиях) и увеличивалась горизонтальная кома (сoma 8) с -0,01±0,01 мкм до 0,01±0,01 мкм (р<0,05 в условиях циклоплегии). Увеличивался горизонтальный трефойл (trefoil 9) с -0,01±0,01 мкм до 0,01±0,005 мкм (р<0,05) с узким зрачком и с -0,01±0,01 мкм до -0,1±0,005 мкм (р<0,05) под циклоплегией. Положительная сферическая аберрация, имевшаяся до коррекции, изменялась на отрицательную во всех типах МКЛ: с 0,01±0,003 мкм до -0,04±0,01 мкм (р<0,05) с узким и с 0,03±0,02 мкм до -0,03±0,01 мкм (р<0,05) с широким зрачком.
При гиперметропии уменьшался в абсолютных значениях вертикальный трефойл (trefoil 6): с -0,06±0,01 мкм до -0,01±0,01 мкм до циклоплегии (р<0,05) и с -0,04±0,01 мкм до 0,01±0,01 мкм под циклоплегией; в последнем случае - с переходом в положительный диапазон. Coma 7 переходила из положительных значений в отрицательные: без циклоплегии с 0,01±0,001 мкм до -0,02±0,01 мкм (р<0,05), а под циклоплегией с 0,04±0,01 мкм до -0,04±0,01 мкм (р<0,05). Coma 8 в нециклоплегических условиях приобретала отрицательные значения, изменяясь с 0,001±0,001 мкм до -0,03±0,01 мкм,а под циклоплегией не изменялась (-0,02±0,002 мкм и -0,02±0,003 мкм, соответственно).
Сферическая аберрация, так же, как и при миопии, становилась отрицательной, изменяясь с 0,06±0,002 мкм до -0,02±0,001 мкм без циклоплегии и с 0,08±0,003 мкм до -0,01±0,01 мкм под циклоплегией.
Таким образом, контактные линзы (МКЛ) по-разному изменяли волновой фронт при миопии и гиперметропии. Только сферическая аберрация в МКЛ претерпевала одинаковые изменения при миопии и гиперметропии как в естественных, так и в циклоплегических условиях, а именно, из положительной превращалась в отрицательную. Этот факт представляется нам особенно важным, поскольку известно, что отрицательная сферическая аберрация стимулирует работу аккомодации.
Мы также провели сравнительное исследование состояния аккомодации в условиях очковой и контактной коррекции у детей и молодых лиц с миопией и гиперметропией (выполнено автором самостоятельно).
Исследование параметров аккомодации проводили непосредственно после надевания очков или контактных линз, без временного интервала.
Таблица №4. Параметры волнового фронта до и после циклоплегии
Таблица №5. Аберрации без коррекции и в МКЛ до и после циклоплегии (4мм зрачок)
Величина псевдоаккомодации также оказалась выше в контактных линзах, чем в очках: 1,24±0,05дптр и 0,9±0,1 дптр, соответственно (р<0,05).
При гиперметропии ОАО был также достоверно выше в контактных линзах, чем в очках: МАО -3,11±0,06 дптр и -2,43±0,08 дптр, БАО -2,95±0,06дптр и -2,56±0,07 дптр, соответственно. При этом в обоих случаях аккомодационный ответ соответствовал норме. Субъективный показатель ЗОА достоверно не различался в разных условиях коррекции и также соответствовал норме. Величина ПА имела тенденцию к повышению в контактных линзах, но разница недостоверна.
Результаты наших исследований показали, что высокая аккомодационная способность зарегистрирована непосредственно после надевания контактных линз, по сравнению с очковой коррекцией и связана, таким образом, с оптимизацией условий зрительной деятельности, создаваемой линзами, а не с тренировкой на фоне длительного ношения линз.
Таким образом, контактная коррекция, по сравнению с очковой, повышает аккомодационную способность, а также величину псевдоаккомодации (то есть способности к зрительной работе вблизи без участия собственно аккомодации). Оба эффекта создают лучшие условия для повышения зрительной работоспособности. Выявленные различия, очевидно, можно связать с изменениями параметров волнового фронта в контактных линзах: индуцированная отрицательная сферическая аберрация. способствует повышению аккомодации, а повышение суммарного уровня аберраций обеспечивает облегчение псевдоаккомодации.
Для сравнительного изучения сферической аберрации до и после ношения ортокератологических линз нами (под руководством д.м.н., проф. Тарутта) была измерена суммарная сферическая аберрация (SА: S4+S8+S12) после медикаментозной циклоплегии на аберрометре OPD-Scan III, Nidek. Учитывая наличие опции прибора с выбором зоны зрачка, нами были выбраны следующие зоны для обработки полученных данных сферической аберрации как до, так и после ношения ОК-линз: начиная от 3мм до 7,5мм с шагом 0,5-0,1мм.
Результаты проведенных исследований показывают, что в интактных глазах с миопией слабой и средней степени суммарная сферическая аберрация положительная и в 3,0мм зоне составляет 0,02 мкм. При увеличении зоны она соответственноувеличивается и в 7,5 мм зоне достигает 0,89 мкм. Интересные данные получились у пациентов после ношения ОК-линз. Положительная сферическая аберрация значительно увеличилась по сравнению с исходным состоянием в каждой из обследованных зон зрачка диаметром от 3,0 до 6,0 мм: в зоне 3,0мм – на 50%; 3,5мм – на 75%; 4,0мм – на 100%; 4,5мм – на 117%; 5,0 мм – на 132%; 5,5мм – на 76%; 6,0мм – на 69%. При дальнейшем увеличении диаметра зрачка сферическая аберрация резко падает (на 96% в 6,3мм) и далее переходит в отрицательную. Отрицательная сферическая аберрация нарастает с -0,01±0,002 мкм (-102% от исходного значения) в зоне 6,4мм до -0,63±0,003 мкм (-170% от исходного) в зоне 7,5мм.
По такому же принципу меняются роговичные сферические аберрации. До ношения ОК линз в 3,0мм зоне они отрицательные (-0,04±0,001 мкм) и при увеличении диаметра зрачка увеличиваются переходя в положительные значения (0,98±0,002 мкм в зоне 7,5мм). После ношения ОК линз - в зоне 3,0мм они становятся положительными (0,05±0,001 мкм) и по мере увеличения диаметра зрачка увеличиваются, достигая максимума (0,7±0,003 мкм) в 6,4мм зоне.
Затем сферические аберрации резко падают и переходят в отрицательные значения:в зоне 6,5мм 0,01±0,002 мкм; 7,0мм – 0,4±0,001 мкм; 7,5мм -0,58±0,003 мкм.
Эти изменения находят объяснение в изменившейся после ОК-коррекции топографии передней поверхности роговицы. После воздействия ОК - линзы роговица уплощается в центральной зоне с соответствующим снижением ее преломляющей силы и становится более крутой на средней периферии, в зоне «накопления» диаметром 5,0 -6,0мм. Здесь радиус кривизны роговицы резко уменьшается, а ее преломляющая сила соответственно увеличивается.
Формируется положительная сферическая аберрация – когда периферия (в данном случае – средняя периферия) оптической системы преломляет сильнее центра(Рис.2).
Дальнейшее увеличение зрачковой зоны – от 6,0 до 7,5мм – захватывает участки роговицы, соответствующие «зоне выравнивания», с меньшей преломляющей силой.
Таким образом, ортокератологическая коррекция, изменяя специфическим образом топографию передней поверхности роговицы, создает уникальную, не существующую в природе живого человеческого глаза ситуацию – сочетание в разных зонах зрачка положительной и отрицательной сферической аберрации. И по данным литературы, и по нашим результатам, аккомодация и псевдоаккомодация находятся, как правило, в конкурентных взаимоотношениях: увеличение одной сопряжено обычно со снижением другой. Высокий уровень аберраций и, в частности, положительной сферической аберрации способствует увеличению глубины фокуса и повышению псевдоаккомодации, но при этом снижает аккомодационный ответ. В свою очередь, отрицательная сферическая аберрация стимулирует аккомодационный ответ. Присутствие в глазах после ОК- коррекции и положительной, и отрицательной сферической аберрации хорошо коррелирует с отмеченным повышением и псевдоаккомодации, и истинной аккомодации, и, очевидно, объясняет это повышение.
Выводы
1. Впервые в отечественной практике проведено сравнительное исследование величины объективного аккомодационного ответа (ОАО) в разных условиях дефокусировки: путем приставления рассеивающих («отрицательных») стекол возрастающей силы при взгляде вдаль на объекты разной величины и путем фиксации объектов разной величины вблизи на расстоянии 33см и 20 см. Выявлено несоответствие ленс-индуцированного и дистантного ОАО.У детей и взрослых с эмметропией, детей с гиперметропией и взрослых с миопией ленс-индуцированный аккомодационный ответ достоверно ниже дистантного ОАО. Это Положительная СA Отрицательная СA связано со значительным уменьшением угловых размеров расположенного вдали объекта при приставлении минусовых линз, а также с нефизиологичной аккомодационной нагрузкой: затуманивание без участия проксимальной аккомодации.
У детей с миопией большее отставание ОАО отмечено в зоне ближнего видения, что обосновывает патогномоничность дистантного метода исследования ОАО.
2. Субъективные и объективные параметры аккомодации при любом типе коррекции при миопии достоверно ниже, а амплитуда псевдоаккомодации – выше, чем при гиперметропии: соответственно, запасы относительной аккомодации (ЗОА) -2,2±0,11 дптр и -3,0±0,1дптр; бинокулярный аккомодационный ответ (БАО) -1,97±0,05 дптр и -2,43±0,08 дптр; монокулярный аккомодационный ответ (МАО) -1,87±0,05дптр и -2,56±0,07 дптр; псевдоаккомодация (ПА) 0,9±0,1 дптр и 0,6±0,08 дптр в очках и ЗОА -2,8±0,11 дптр и -2,89±0,2дптр; БАО -2,28±0,04дптр и -3,11±0,06 дптр; МАО -2,29±0,05дптр и -2,95±0,06дптр; ПА 1,24±0,05 дптр и 0,78±0,09 дптр в линзах.
3. Общий уровень аберраций оптической системы глаз с миопией и гиперметропией у детей при ширине зрачка 3мм достоверно не различается, а при 4мм зрачке имеет достоверные отличия: общий уровень аберраций высшего порядка (RMS HOA) при миопии достоверно выше, чем при гиперметропии (0,48±0,05 мкм и 0,36±0,03 мкм, соответственно), вертикальная кома и сферическая аберрация (СА) при миопии также достоверно выше, чем при гиперметропии (соответственно, 0,05±0,01мкм; 0,15±0,05мкм и -0,003±0,01мкм; 0,03±0,01мкм; р<0,05), а горизонтальная кома – достоверно ниже (-0,005±0,02мкм и 0,01±0,01мкм, соответственно ).
4. Выявлена разная связь аберрометрических и аккомодометрических показателей при миопии и гиперметропии. При миопии установлена прямая корреляция RMS и вертикальной комы с аккомодацией, а вертикального трефойла и СA – с псевдоаккомодацией. При гиперметропии выявлена прямая корреляция вертикального трефойла с аккомодацией и псевдоаккомодацией, обратная корреляция вертикальной комы с ПА, горизонтального трефойла и СA – с аккомодацией.
5. В естественных условиях выявлены достоверные различия аберраций, свидетельствующих о децентрации и дислокации элементов оптической системы (тилт, кома, трефойл), при миопии и гиперметропии: вертикальные тилт и кома и горизонтальный трефойл при миопии выше, чем при гиперметропии (соответственно, тилт 1 0,05±0,01 мкм и - 0,014±0,01 мкм; комa 7 0,02±0,002 мкм и -0,003±0,002 мкм; трефойл 9 -0,01±0,01 мкм и -0,02±0,005 мкм) а горизонтальные тилт и кома – ниже (соответственно; тилт 2 -0,02±0,01 мкм и 0,01±0,01 мкм; комa 8 -0,007±0,002 мкм и 0,005±0,004 мкм).
6. В условиях циклоплегии при фиксированной ширине зрачка 3 мм при гиперметропии достоверно увеличивается горизонтальный трефойл и уменьшается с переходом в отрицательные значения горизонтальная кома, в то время как при миопии достоверных изменений волнового фронта не наблюдается. Выявленные различия структуры волнового фронта и ее динамики на фоне циклоплегии в глазах с миопией и гиперметропией могут свидетельствовать о разном состоянии аккомодационного аппарата, в частности, цилиарной мышцы и связочного аппарата хрусталика, при миопии и гиперметропии. Это легло в основу разработанного способа оценки связочного аппарата хрусталика.
7. По данным оптической биометрии на анализаторе Galilei G6, в условиях циклоплегии, по сравнению с действующей аккомодацией, увеличивается глубина передней камеры, уменьшается толщина хрусталика, иридо-хрусталиковая диафрагма несколько отодвигается кзади и уменьшается длина ПЗО.
8. Мягкие контактные линзы по-разному изменяют некоторые параметры волнового фронта при миопии и гиперметропии. В миопических глазах в МКЛ уменьшается вертикальная кома, увеличивается с переходом в положительные значения горизонтальная кома и увеличивается горизонтальный трефойл. В гиперметропических глазах уменьшается вертикальный трефойл, переходят в отрицательные значения вертикальная и горизонтальная кома. Сферическая аберрация в МКЛ и при миопии, и при гиперметропии переходит из положительной в отрицательную.
9. И при миопии, и при гиперметропии показатели аккомодации и ПА выше в МКЛ, чем в очках: при миопии БАО , МАО, ЗОА и ПА- достоверно, при гиперметропии БАО и МАО - достоверно, ПА имела тенденцию к повышению, ЗОА не изменились. Высокая аккомодационная способность зарегистрирована одномоментно, при надевании контактных линз, по сравнению с очковой коррекцией и связана, очевидно, с оптимизацией условий зрительной деятельности, создаваемой линзами.
10. Сферическая аберрация в интактных глазах с миопией слабо положительная и по мере увеличения диаметра зрачка нарастает. После ортокератологической коррекции изменяется сферическая аберрация: от 3 до 6 мм зрачковой зоны положительная СА увеличивается на 50 %-130 %, в 6,3 мм зоне резко падает и далее становится отрицательной, нарастая к периферии зрачковой зоны.
Практические рекомендации
1. Приоритетной коррекцией аметропии являются контактные и ортокератологические линзы по сравнению с очками, так как их использование приводит к изменению некоторых параметров волнового фронта и улучшению показателей аккомодации.2. Рекомендовано использование аберрометрии в клинической практике для оценки адекватности подбора с последующими рекомендациями по выбору коррекции.
3. Рекомендовано применение ортокератологической коррекции, которое ведет к специфическим изменениям волнового фронта миопического глаза и как следствие, к повышению зрительной работоспособности и устранению гиперметропического дефокуса во всех отделах сетчатки.
4. Для прогнозирования клинического течения миопии и определения лечебной тактики рекомендован новый способ оценки связочного аппарата хрусталика по динамике величины двух полиномов Цернике, который дает возможность более точной и простой оценки состояния цинновых связок.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Тарутта Е.П., Тарасова Н.А., Арутюнян С.Г., Максимова М.В. Сравнительный анализ величины объективного аккомодационного ответа в различных условиях предъявления стимула у пациентов с различной рефракцией. Научно-практическая конференция «Российский общенациональный офтальмологический форум»: Сб. научн. тр. М., 2015; (1): 462-467.2. Тарутта Е.П., Арутюнян С.Г., Милаш С.В., Аляева О.О. Коррекция волнового фронта глаза с помощью контактных линз и их влияние на аккомодационный ответ. Российский офтальмологический журнал. 2016; 9(2):102-109.
3. Тарутта Е.П., Тарасова Н.А., Арутюнян С.Г., Максимова М.В. Величина объективного аккомодационного ответа в зависимости от величины стимула и способа его предъявления. Актуальные вопросы клиники, диагностики, лечения и реабилитации в офтальмологии: сб. – Барнаул, 2016. – С. 104-107.
4. Тарутта Е. П., Арутюнян С.Г., Милаш С.В., Смирнова Т.С., Ходжабекян Н.В. К вопросу об участии хориоидеи в акте аккомодации. Научно-практическая конференция «Российский общенациональный офтальмологический форум»: Сб. научн. тр. М., 2016; (1): 462-7.
5. E.Tarutta, S. Harutyunyan, A. Khandzhyan, N.Khodzhabekyan . Aberrations, accommodation and pseudoaccomodation in myopia and hyperopia. Acta Ophthalmologica Sep.2016, Vol 94, Issue S256. Doi 10.1111/j.1755-3768.2016.0321.
6. Тарутта Е.П., Тарасова Н.А., Арутюнян С.Г., Максимова М.В. Сравнительный анализ величины дистантного и ленс-индуцированного объективного аккомодационного ответа у пациентов с различной рефракцией. Вестник офтальмологии. 2017; 133(4):37-41.
7. Нероев В.В., Тарутта Е.П., Арутюнян С.Г., Ханджян А.Т., Ходжабекян Н.В. Аберрации волнового фронта и аккомодация при миопии и гиперметропии. Вестник офтальмологии. 2017;133(2): 5-9.
8. Тарутта Е.П., Арутюнян С.Г., Смирнова Т.С. Аберрации волнового фронта у детей с миопией и гиперметропией до и после циклоплегии. Российский офтальмологический журнал. 2017, №3. – С.78-83.
9. Арутюнян С.Г. Параметры аккомодации и псевдоаккомодации при миопии и гиперметропии в условиях очковой и контактной коррекции. Современная оптометрия. 2017; 103(3):29-34.
10. Тарутта Е.П., Арутюнян С.Г., Тарасова Н.А. Новый способ оценки состояния цинновых связок хрусталика. Научно-практическая конференция «Российский общенациональный офтальмологический форум»: Сб. научн. тр. М., 2017.- Т.1. – С.382-387.
11. Тарутта Е.П., Арутюнян С.Г. Изменение сферической аберрации глаза до и после ношения ортокератологических линз. Научно-практическая конференция «Российский общенациональный офтальмологический форум»: Сб. научн. тр. М., 2017. – Т.2. – С.704-710.
12. Способ оценки состояния цинновых связок хрусталика: пат.с регистрационным номером№ 2017118081 Рос. Федерации / Е.П. Тарутта, С.Г. Арутюнян, Н.А. Тарасова; заявитель и патентообладатель Московский науч.-иссл. ин-т Глазных болезней им. Гельмгольца.- от 24.05.2017г.
Список сокращений
АО - аккомодационный ответБАО - бинокулярный аккомодационный ответ
ГПК - глубина передней камеры
ГСТ - глубина стекловидного тела
ЗОА - запасы относительной аккомодации
МАО - монокулярный аккомодационный ответ
МКЛ - мягкие контактные линзы
ОАО - отставание аккомодационного ответа
ОК - линзы ортокератологические линзы
ПА - псевдоаккомодация
ПЗО - передне-задняя ось
ПЭ - пигментный эпителий
ТХ - толщина хориоидеи
HOA - аберрации высших порядков
RMS - среднеквадратичная ошибка отклонения
SA - сферическая аберрация
