CC BY
21
УДК 616.379-008.64:611.842.1
а.л. куцало, м.в. цимбал, н.в. штейнберг, д.с. хомич, м.г. вареников, в.в. волков
1НИИ гигиены, профпатологии и экологии человека ФМБА России, 188663, Ленинградская область, Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ст. Капитолово, корп. №93
Особенности бинокулярной динамической пупиллометрии у больных сахарным диабетом II типа
Куцало Анатолий Леонидович — кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией автоматизации массовых медицинских обследований, тел. (812) 449-61-68 (доб. 318), е-mail: kutsalospb@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-5252-9526 цимбал Марина Васильевна — кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник, тел. (812) 633-04-43, е-mail: mar.tsimbal@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-2940-4124
штейнберг Наталья Владимировна — научный сотрудник, тел. (812) 633-04-43, е-mail: е-mail: gpech@fmbamail.ru, ORCID ID: 0000-0001-5595-7123
Хомич Дарья Сергеевна — научный сотрудник, тел. (812) 633-04-43, е-mail: gpech@fmbamail.ru, ORCID ID: 0000-0002-7710-3089 Вареников Михаил Геннадиевич — младший научный сотрудник, тел. (812) 633-04-43, е-mail: gpech@fmbamail.ru, ORCID ID: 0000-0002-1341-1357
Волков Виталий Викторович — младший научный сотрудник, тел. (812) 633-04-43, е-mail: gpech@fmbamail.ru, ORCID ID: 0000-0002-2382-0330
Целью исследования являлась оценка особенностей зрачковой реакции у пациентов, страдающих сахарным диабетом II типа, осложненным автономной нейропатией. Для исследования использовали сертифицированный цифровой автоматизированный бинокулярный пупиллометрический комплекс КСРЗРц (разработчик, ФГУП «НИИГПЭЧ» ФМБА России, Санкт-Петербург), позволяющий проводить бинокулярную динамическую пупиллометрию. У 43 пациентов в возрасте от 39 до 60 лет, имеющих в анамнезе сахарный диабет II типа, осложненный автономной нейропатией, выявлено выраженное уменьшение диаметра зрачков и времени латентного периода (начала зрачковой реакции), уменьшение показателей скорости сужения и скорости расширения зрачков, а также амплитуды сужения зрачков, время сужения зрачков было увеличено. Зрачковая реакция была ослаблена. Указанные сдвиги свидетельствуют о нарушениях, происходящих в эфферентных парасимпатических и симпатических путях, и являются признаком проявления диабетической автономной нейропатии. Динамическая бинокулярная пупиллометрия может использоваться как дополнительный оперативный, не инвазивный метод для выявления ранних признаков нарушений автономной нервной системы при сахарном диабете II типа.
Ключевые слова: бинокулярный пупиллометрический комплекс, показатели зрачковой реакции, сахарный диабет II типа, диабетическая автономная нейропатия.
DOI: 10.32000/2072-1757-2018-16-5-162-167
(Для цитирования: Куцало А.Л., Цимбал М.В., Штейнберг Н.В., Хомич Д.С., Вареников М.Г., Волков В.В. Особенности бинокулярной динамической пупиллометрии у больных сахарным диабетом II типа. Практическая медицина. 2018. Том 16, № 5, C. 162-167)
a.l. kutsalo1, m.v. tsimbal1, n.v. shtejnberg1, d.s. khomich1, m.g. varenikov1, v.v. volkov1
1Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology, FMBA, st. Kapitolovo, build. 93, Kuzmolovskij settlement, Vsevolozhsky district, Leningrad region, Russian Federation, 188663
Features of binocular dynamic pupillometry in patients with type 2 diabetes mellitus
i офтальмология. ОТОРИНОЛАРИНГОЛОГИ
я
Kutsalo AL — PhD (medicine), Head of the Laboratory of Automation of Mass Medical Surveys, tel.: (812) 449-61-68 (add. 318), +7-921-398-68-26, e-mail: kutsalospb@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-5252-9526
Tsimbal M.V. — PhD (medicine), Leading Researcher, tel. (812) 633-04-43, +7-911-963-39-03, e-mail: mar.tsimbal@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-2940-4124
Shtejnberg N.V. — Researcher, tel. (812) 633-04-43, e-mail: gpech@fmbamail.ru, ORCID ID: 0000-0001-5595-7123 Khomich D.S. — Researcher, tel. (812) 633-04-43, e-mail: gpech@fmbamail.ru, ORCID ID: 0000-0002-7710-3089 Varenikov M.G. — Junior Researcher, tel.: (812) 633-04-43, e-mail: gpech@fmbamail.ru, ORCID ID: 0000-0002-1341-1357 Volkov V.V. — Junior Researcher, tel. (812) 633-04-43, e-mail: gpech@fmbamail.ru, ORCID ID: 0000-0002-2382-0330
The aim of the study was to evaluate the pupillary response characteristics among patients with type II diabetes mellitus complicated by autonomic neuropathy. We used certified digital automated binocular pupillometric complex KSRZRts (produced by RIHOPHE FMBA Russia, St. Petersburg), which allows carrying out binocular dynamic pupillomometry. Pupil diameter and latent period (the onset of the pupillary reaction), rate of constriction and the rate of pupil dilatation, as well as the amplitude narrowing of the pupils were decreased, time of narrowing of the pupils was increased in 43 patients aged 39 to 60 years who had a history of type II diabetes mellitus complicated by autonomic neuropathy. The pupillary reaction was weakened. These changes indicate abnormalities occurring in the efferent parasympathetic and sympathetic ways and are a sign of the manifestation of diabetic autonomic neuropathy. Dynamic binocular pupillomatometry can be used as an additional prompt, non-invasive method for detecting early signs of disorders of the autonomic nervous system in type II diabetes mellitus.
Key words: binocular pupillometric complex, pupil response parameters, type II diabetes mellitus, diabetic autonomic neuropathy
(For citation: Kutsalo A.L, Tsimbal M.V., Shtejnberg N.V., Khomich D.S., Varenikov M.G., Volkov V.V. Features of binocular dynamic pupillometry in patients with type 2 diabetes mellitus. Practical Medicine. 2018. Vol. 16, no. 5, P. 162-167)
Сахарный диабет II типа (инсулиннезависимый диабет) — наиболее распространенная форма болезни, которая диагностируется более чем у 90 % из всего количества больных сахарным диабетом. Диабетическая нейропатия является самым частым осложнением сахарного диабета. Особо выделяется диабетическая автономная нейропатия с учетом разнообразия ее проявлений. Нарушения могут возникать во многих органах и системах, что вынуждает обращаться к врачам разных специальностей — терапевтам, эндокринологам, урологам, окулистам, кардиологам и другим.
Известно, что при сахарном диабете часто поражается вегетативная нервная система, что приводит к нарушению иннервации мышц зрачка с последующим нарушением его функций. Поражение симпатических путей приводит к дисфункции дилататора зрачка, а вовлечение парасимпатических волокон — к дисфункции сфинктера зрачка [1-3]. Таким образом, специфические изменения зрачковой реакции могут являться важным диагностическим признаком автономной диабетической нейропатии, и оценка функции зрачков в динамике представляется актуальной.
Цель исследования — оценка зрачковой реакции у пациентов, страдающих сахарным диабетом II типа, осложненным автономной нейропатией для выявления ее особенностей с помощью цифрового автоматизированного бинокулярного пупилломе-трического комплекса.
Пупиллометрия — при буквальном переводе этого термина — измерение зрачка. Зрачок является одним из наиболее удобных и доступных объектов для неинвазивного исследования состояния автономной нервной системы. Уникальность пупил-лометрии в качестве чувствительного индикатора состояния симпато-парасимпатического баланса определяется анатомо-физиологическим строением
зрачка глаза, имеющего двойную (адренергическую и холинергическую) реципрокную иннервацию. Метод пупиллометрии, в отличие от электорофизиоло-гических методов, позволяет изучать функцию вегетативного отдела центральной нервной системы в ответ на физиологический раздражитель (световой, звуковой, логический и др.) [2, 4, 5]. Таким образом, нарушение зрачковых функций является одним из важных показателей, формирующих представление о вегетативных нарушениях.
В зарубежной литературе имеется информация, посвященная исследованию функции зрачков при диабетической автономной нейропатии с применением разработанных зарубежными фирмами пу-пиллографов или пупиллометров [3, 6-8]. Однако информации об исследованиях в этой области на разработанном и внедренном в медицинскую практику в России автоматизированном цифровом бинокулярном пупиллометрическом комплексе, позволяющем исследовать зрачковую реакцию на световой стимул, не имеется. Таким образом, задачей исследования стояла оценка особенностей изменения показателей зрачковой реакции при диабетической автономной нейропатии с применением отечественного пупиллометрического комплекса.
Материал и методы
Для оценки состояния зрачковой реакции нами было обследовано 43 пациента в возрасте от 39 до 60 лет (20 мужчин и 23 женщины), страдающих сахарным диабетом II типа, осложненным автономной диабетической нейропатией и состоящих на диспансерном учете Диабетологического центра №3 г. Санкт-Петербурга.
Для исследования функции зрачков использовали пупиллометрический комплекс для регистрации одновременной бинокулярной зрачковой реакции на световой стимул цифровой для оценки функционального состояния организма (КСРЗРц), раз-
PHTHALMOLOGY. OTORHINOLARYNGOLOG1
т
работанный в НИИ ГПЭЧ (Санкт-Петербург), разрешенный к применению в медицинской практике на территории России [9, 10] и позволяющий измерять показатели зрачковой реакции у человека в динамическом режиме в течение 3 секунд. В основу работы комплекса положено определение не только вертикального и горизонтального диаметров обоих зрачков до и после подачи светового стимула, но и амплитудно-временных и скоростных показателей зрачковых реакций. Комплекс обеспечивает автоматизированный режим получения пупилломе-трической информации об обследуемом, проведение математической обработки данных и сравнение их с имеющимися в базе данных компьютера возрастными нормами параметров пупиллометрии, вывод результатов обследования в виде графиков и параметров на средства отображения с выдачей текстового заключения о функциональном состоянии обследуемого, накопление информации в базе данных с возможностью поиска и воспроизведения по каждому обследуемому. Метод пупиллометрии позволяет выявить вегетативный дисбаланс и признаки ряда соматических заболеваний, связанных с нарушением вегетативной функции и нервной про-водимостии, таким образом, дополнить диагностику нейровегетативных нарушений.
Исследование зрачковой реакции на световой стимул проводилось в затемненном помещении на пупиллометрическом комплексе КСРЗРц. Результаты пупиллометрического обследования автоматически сравнивались с наработанными возрастными нормами параметров пупиллометрии.
КСРЗРц обеспечивает вычисление следующих показателей зрачковых реакций на световой сти-мулобоих глаз по горизонтальным и вертикальным осям:
-Дн, (мм) — начальный диаметр зрачков, предшествовавший стимулу;
-Тл, (сек) -время латентного периода сужения;
-Ас (мм) — амплитуда сужения зрачков;
-Тс, (сек) — время сужения зрачков (парасимпатическая фаза);
-Тр,(сек) — время расширения зрачков (симпатическая фаза);
^с, (мм/сек) — средняя скорость сужения зрачков;
^р, (мм/сек) — средняя скорость расширения зрачков;
-Дк,(мм) — конечный диаметр зрачков. Время сужения и время расширения зрачка отражают функции холинэргической (парасимпатической) и адренергической (симпатической) составляющих двойной иннервации зрачка. Скорости сужения и расширения указывают на активность парасимпатической и симпатической составляющих в акте сужения и расширения зрачка.
В зрачковой реакции выделяют три фазы: латентную фазу,сужения и расширения зрачков.
Результаты
Результаты обследования 43 пациентов, страдающих сахарным диабетом II типа, осложненным автономной нейропатией, показали, что в зрачковой реакции имеют место специфические выраженные отклонения параметров пупиллометрии от средних возрастных значений, удовлетворяющих условиям: х < X - 2 а х > X + 2 а,
где х — исследуемый параметр пупиллометрии, X — среднее возрастное значение исследуемого параметра х,
а — среднеквадратичное отклонение исследуемого параметра.
Отклонения показателей пупиллометрии у обследованных лиц заключались в выраженном уменьшении начального диаметра зрачков (Дн), уменьшении амплитуды сужения зрачков (Ас), уменьшении показателей скорости сужения и скорости расширения зрачков ^с и Vр), увеличении показателя времени сужения (Тс), увеличении времени начала зрачковой реакции (Тл). Время расширения зрачка (Тр) не изменялось. Зрачковая реакция была симметрично ослаблена. Такого рода отклонения свидетельствуют о нарушении функции как парасимпатического, так и симпатического звена автономной нервной системы. Особенности изменений показателей пупиллометрии представлены в табл. 1, где цифровые показатели относятся к верхней или нижней границе возрастной нормы.
Вид пупиллограммы, характеризующейся таким отклонениям в сравнении с пупиллограммой в норме, соответствующей возрастной группе обследуе-
Таблица 1
Особенности показателей пупиллометрии при сахарном диабете II типа Table 1. Features of pupillometry indicators in diabetes mellitus type II
Показатели зрачковой реакции Пупиллометрические данные относительно возрастных норм
30-39 лет 40-49 лет 50-59 лет
Дн (мм) < 3,96 < 3,37 < 3,09
Тл (сек) >0,31 >0,32 >0,32
Ас(мм) <0,93 <0,80 <0,71
Тс (сек) >0,64 >0,62 >0,65
Vc (мм/сек) <2,12 <1,99 <1,98
Vp (мм/сек) <0,36 <0,36 <0,26
Дк (мм) < 3,74 < 3,18 < 2,99
Примечание: < - уменьшение значения показателя относительно нижней границы возрастной нормы, > -увеличение значения показателя относительно верхней границы возрастной нормы. Notes: < - reduced value of indicator in relation to the lower limit of age norm, > - increased value of indicator in relation to the upper limit of age norm.
я
Рисунок 1
Вид пупиллограммы пациента (39 лет) с сахарным диабетом II типа, осложненным автономной диабетической нейропатией Fig 1
Pupillogram of a patient (39 y. o.) with diabetes mellitus type II, complicated with autonomous diabetic neuropathy
Рисунок 2
Вид пупиллограммы — вариант возрастной нормы(возрастная группа 30-39 лет) Fig 2.
Pupillogram - a variant of age norm (30-39 y. o.)
Рисунок 3
Вид пупиллограммы пациента (42 года) с сахарным диабетом II типа, осложненным правосторонней катарактой Fig 3.
Pupillogram of a patient (42 y. o.) with diabetes mellitus type II, complicated with right-sided cataract
Рисунок 4
Вид пупиллограммы — вариант возрастной нормы (возрастная группа 40-49 лет) Fig 4.
Pupillogram - a variant of age norm (40-49 y. o.)
мого, представлен на рис. 1 и 2. На рисунках отмечается отклонение показателей пупиллометрии (Дн — выраженное уменьшение, Тл — затянуто, Ас — ослаблена, Тс — выраженное увеличение, Vc иVp — выраженное уменьшение (показатель Тр — время расширения зрачков не изменено).
В ряде случаев у пациентов из обследованной группы была выявлена анизокория и более выраженное одностороннее ослабление зрачковой реакции вплоть до ее отсутствия. Эти отклонения наблюдались у лиц с диабетической катарактой в анамнезе. Пупиллограмма пациента с диабетической катарактой представлена на рис. 3. На пу-пиллограмме имеет место выраженное уменьшение диаметра правого зрачка, по сравнению с левым зрачком (анизокория более 1 мм), уменьшенная по сравнению с реакцией левого зрачка амплитуда реакции, увеличено латентное время и снижены скоростные показатели. Для наглядного сравнения на рис. 4 приведена типовая пупиллограмма в норме для данной возрастной группы.
Обсуждение
Оценка зрачковой реакции с применением бинокулярного пупилломерического комплекса КСРЗРц у больных сахарным диабетом II типа, осложненным автономной нейропатией, выявила следующие особенности изменений показателей пупилломе-трии: уменьшение диаметра зрачков, увеличение латентного времени начала зрачковой реакции, уменьшение амплитуды сужения зрачков, уменьшение скоростей сужения и расширения зрачков, увеличение времени сужения. Зрачковая реакция была ослаблена.
По ряду литературных данных признаки нейро-офтальмологической патологии оказываются первыми клиническими признаками диабетической автономной нейропатии и проявляются снижением остроты зрения, нарушением функции зрачка, поражением зрительного нерва и развитием диабетической катаракты. Нарушения зрачковых реакций связывают с патологией вегетативной нервной системы, что приводит к нарушению иннервации мышц зрачка и изменениям его функций. Вовлечение в патологический процесс симпатических путей приводит к дисфункции дилататора зрачка, а парасимпатических волокон — к дисфункции сфинктера зрачка [1-5, 11, 12].
Полученные нами результаты динамической бинокулярной пупиллометрии согласуются с представлением о дисфункции вегетативной регуляции в пупилломоторной системе при сахарном диабете, свидетельствуют о нарушениях, происходящих в эфферентных парасимпатических и симпатических путях, и являются начальными признаками проявления диабетической автономной нейропатии.
Выявленные нами особенности изменения параметров пупиллометрии у больных сахарным диабетом, осложненным диабетической катарактой, требуют дальнейшего изучения.
В зарубежной литературе имеются сведения о применении бинокулярной пупиллометрии при обследовании больных сахарным диабетом [3, 7, 8, 11], однако используемые для этих целей пупил-лометры отличаются от отечественного пупилло-метрического комплекса тем, что не обладают достаточной совокупностью параметров для оценки зрачковой реакции, в них не имеется наработанных
возрастных норм параметров пупиллометрии, которые представлены в пупиллометрическом комплексе КСЗРц, и, кроме того, они труднодоступны для применения.
Проведенное исследование показало, что бинокулярная динамическая пупиллометрия с применением пупиллометрического комплекса КСРЗРц может использоваться как дополнительный, доступный, неинвазивный метод для скрининг диагностики автономной диабетической нейропатии.
Заключение
Результаты проведенного исследования согласуются с представлением о дисфункции вегетативной регуляции в пупилломоторной системе при сахарном диабете, осложненном автономной нейропа-тией, связаны с нарушениями, происходящими в эфферентных парасимпатических и симпатических путях, и являются признаком проявления диабетической автономной нейропатии.
Динамическая бинокулярная пупиллометрия с применением отечественного комплекса скринин-говой регистрации одновременной бинокулярной зрачковой реакции на световой стимул цифровой для оценки функционального состояния организма КСРЗРц представляет собой доступный, оперативный, неинвазивный метод и может быть использована как важный диагностический дополнительный инструмент для выявления ранних проявлений автономной диабетической нейропатии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Строков И.А., Аметов С.А., Козлова Н.А., Галеев И.В. Клиника диабетической нейропатии // Русс. мед. журнал. — 1998. — Т.6, №12. — С. 787-811.
2. Верткин А.Л., Ткачева О.Н., Торшхоева Х.М. Диабетическая автономная нейропатия // Международ. мед. журнал. — 2005.-№1. — С. 34-41.
3. Ferrary G.L., Marques L.B., Gandhi R.A., at al. Using dynamic pupillometry as a simple screening tool to detect autonomic neuropathy in patients with diabetes: a pilot study //BioMedical Engineering OnLine 2010[electronic resource]. — URL: https://doi. org/10.1186/1475-925x-9-29 (dateoftheapplication06.06.2018).
4. Кобыляну Г.Н. Онтогенетическая динамика пупилломоторной реакции в норме и ее клиническое значение в диагностике нарушений вегетативной регуляции // Вестник РУДН. Серия: Медицина. — 2003. — №5(24). — С. 131-132.
5. Вейн А.М. Вегетативные расстройства. — М.: Мед. информ. агентство, 2000. — 749 с.
6. Smith S.E., Smith S.A. Pupillary sings in diabetic autonomic neuropathy // British Med. Journal. — 1978. — №1. — Р. 924-927.
7. Taranpreet K., Suchitra D., Satyabhama D. A comparative study of Edge light pupil cycle time in type-II diabetes mellitus patients and normal subjects // IOSR Journal of Dental and Medical Sciences. — 2014. — Vol.13. — Issue 1. — Р. 19-23.
8. Fotiou F., Fountoulakis K.N., Goulas A., Alexopoulos L., Palikaras А. Automated standardized pupillometry with optical method for purposes and clinical practice and research // Clinical Physiology. — 2000. — Vol. 20 (5). — Р. 336-447.
9. Способ регистрации зрачковых реакций и устройство для его осуществления. Грачев В.И., Казенашев В.Ф., Киселев М.Ф., Мишин В.В., Пелищук В.К., Цимбал Ф.А. Патент на изобретение. №2207040 от 27.06.2003 г.
10. Регистрационное удостоверение на медицинское изделие Комплекс срининговой регистрации одновременной бинокулярной зрачковой реакции на световой стимул цифровой для оценки функционального состояния организма КСРЗРц-01 № РЗН 2015/3110 от 18 сентября 2015 года.
11. Smith S, Dewhirst R. А simple diagnostic test for pupillary abnormality in diabetic autonomic neuropathy //Diabetic Medicine. — 1986. — №3. — Р. 38-41.
12. Ekambaram G., Anand P.,Balumahendran K., Gnanagurudasan E. Autonomic Nervous System and Type 2 Diabetes Mellitus // Asian Journal of Biomedical and Pharmaceutical Sciences. — 2013. — Vol. 3. — Issue. 18. — P. 4-9.
