Введение

    Ультразвуковое исследование (УЗИ) глаз как способ диагностики используется в офтальмологии с 50-х годов прошлого века. Принцип действия УЗИ основан на том, что при прохождении ультразвуковых волн через структуры глаза часть этих волн отражается и возвращается обратно к источнику излучения как отраженная волна. Затем она преобразуется в электрический эхосигнал, формирующий видеоизображение на экране.

    Ультразвуковая биомикроскопия (УБМ) — метод прижизненного исследования структур переднего сегмента глазного яблока, разработанный доктором Charles Pavlin и сотрудниками отдела физики и медицинской биофизики M.D. Sherar и K. Harasiewicz, а также доктором F.S. Foster в 1990 году.

    Ультразвуковой биомикроскоп является микропроцессорным цифровым прибором, использующим ультразвук высокой частоты для формирования двумерных сечений переднего сегмента глаза. Он позволяет получать, демонстрировать, записывать и архивировать высококачественные изображения переднего сегмента глаза с высоким разрешением в режиме реального времени и показывает изменения плотности структур и границы разделов тканей через изменения уровня яркости.

    Биологические ткани представляют собой совокупность акустически разнородных сред. При попадании ультразвуковой волны на границе раздела двух сред происходит ее преломление и отражение. Получение изображения структур переднего отрезка глаза методом УБМ основано на измерении акустической рефлективности, т.е. степени отражения ультразвукового излучения тканями глаза.

    Свойство высокочастотных ультразвуковых колебаний прямолинейно распространяться в биологических средах и тканях независимо от их светопрозрачности с определенной и характерной для данной среды скоростью, а также отражаться от границ соприкасающихся сред с различными акустическими параметрами определило основные показания к диагностическому исследованию и легло в основу метода УБМ.

    Величина отражения ультразвука пропорциональна отношению акустических сопротивлений (импедансы) граничащих сред. Чем больше различаются импедансы пограничных сред, тем большая часть падающей волны отражается. На явлении отражения ультразвуковой волны основано определение топографии нормальных и патологически измененных тканей, а также их визуализация. Наряду с отражением на границе сред с различным акустическим сопротивлением происходит преломление ультразвуковой волны, выражающееся в изменении направления ее распространения, что иногда может приводить к ошибкам при определении размеров и топографии тканей, но может быть с успехом использовано для фокусирования ультразвуковых волн.

    По мере распространения ультразвуковой волны в любой среде она постепенно поглощается. Поглощение ультразвука зависит от вязкости, то есть внутреннего трения среды и пропорционально квадрату частоты ультразвуковых колебаний, поэтому высокочастотные ультразвуковые колебания распространяются в средах на меньшее расстояние, чем низкочастотные. Тепло, возникающее в результате абсорбции, является незначительной величиной, но увеличивается с увеличением глубины проникновения и частоты ультразвука, что может резко уменьшить амплитуду эхо-сигнала.

    При падении акустической волны на объект, размеры которого меньше ее длины, наблюдается явление дифракции, выражающееся в огибании волной этого объекта. С увеличением частоты ультразвуковой волны, уменьшается ее длина и, следовательно, усиливается ее отражение от малых объектов, благодаря чему можно судить об их наличии.

    Используемый в работе ультразвуковой аппарат фирмы «Humphrеy», модель 840 (США) относится к разряду серошкальных В-сканеров. Специальная «серая шкала» позволяет количественно оценить амплитуду сигналов, отраженных от различных структур глаза. Величина каждого эхо-сигнала предварительно измеряется и через цифровой преобразователь подается на экран телевизионной трубки, где регистрируется различной степени яркости в прямой зависимости от величины эхо-сигнала. Таким образом, на экране формируется более информативное изображение в зависимости от акустической плотности биологической структуры. Точность измерения зависит от частоты датчика и используемой техники. Максимальная точность измерения эквивалентна осевому разрешению.

    Морфометрические измерения всех структур проводили с помощью электронного циркуля на экране монитора. Данные считались точными при условии, что параметры измеряли параллельно или перпендикулярно лучу. Для ориентации взаимоположения структур переднего отрезка глазного яблока и расчета многих параметров использовали склеральную шпору. Она определяется по пикам контуров или повышенной рефлективностью относительно цилиарного тела.

    Акустическую плотность исследуемых структур определяли относительно акустической плотности склеры, условно принятой за 100%, так как она обладает максимальной рефлективностью среди всех анатомических образований глазного яблока. Это позволяет снять субъективность оценки и сопоставить биологическую плотность структуры с плотностью наиболее плотной структуры глаза — склеры.

    Рассматривая преимущества УБМ по сравнению с ранее применяемыми методами ультразвукового исследования, необходимо отметить возможность измерения линейных и угловых параметров внутриглазных структур и образований с микронной точностью. Морфометрическая шкала обеспечивает возможность получать математические значения параметров и изучать специфику прижизненной топографии взаимоотношений структур переднего сегмента глаза. Диагностические возможности УБМ позволяют с микронной точностью определить параметры структур переднего сегмента глаза и их пространственные соотношения как в норме, так и при различной патологии, осуществлять динамический визуальный и количественный контроль в режиме реального времени с возможностью воспроизведения, редактирования и архивирования. Особо следует отметить возможность исследования структур глаза, недоступных обычной световой биомикроскопии, таких как радужка, цилиарное тело, экватериальная зона хрусталика, волокна цинновой связки.