CC BY
3СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ГЛАУКОМЫ Кахарова Дилдора Марибжановна Хошимова Дилрабо Хошимовна Назаров Бахтиер Мамажонович Мадаминхужаева Дилафруз Кахрамонжон кизи Андижанский государственный медицинский институт
Глаукома — хроническая оптическая нейропатия, характеризующаяся потерей ганглиозных клеток с развитием специфических изменений диска зрительного нерва (ДЗН) и слоя нервных волокон сетчатки (СНВС).
Раннее выявление заболевания играет важную роль в предотвращении развития структурных нарушений и необратимой потери зрения. Диагностика глаукомы основана на оценке сохранности структур зрительного нерва и зрительных функций. Результаты клинического осмотра ДЗН и СНВС носят субъективный характер и сильно варьируют. В связи с этим исследования последних лет были направлены на разработку дополнительных объективных методов диагностики глаукомы. Была изучена возможность применения конфокальной сканирующей лазерной офтальмоскопии, сканирующей лазерной периметрии и оптической когерентной томографии для оценки состояния ДЗН. С целью обеспечения раннего выявления дефектов полей зрения в настоящее время рассматриваются варианты замены стандартной автоматической периметрии (standard automated perimetry, SAP) на селективную, которая включает в себя коротковолновую автоматическую периметрию (short-wavelength automated perimetry, SWAP) и периметрию с иллюзией удвоения пространственной частоты (frequency-doubling technology perimetry, FDT). Статья представляет собой обзор современных методов диагностики глаукомы в контексте их применения в клинической практике.
Ключевые слова: глаукома, диагностика, периметрия, стандартная автоматическая периметрия, коротковолновая автоматическая периметрия, периметрия с иллюзией удвоения пространственной частоты, стереофотография, конфокальная лазерная сканирующая офтальмоскопия, оптическая когерентная томография, сканирующая лазерная поляриметрия.
MODERN METHODS OF DIAGNOSIS OF GLAUCOMA
Glaucoma is a chronic optic neuropathy, characterized by ganglion cell loss and specific changes in the optic nerve head (ONH) and retinal nerve fiber layer (RNFL). Early glaucoma detection plays an important role in preventing permanent structural damage development and irreversible vision loss. Glaucoma diagnostics is based on examination of structural damage to the optic nerve and visual functions evaluation. The results of ONH and RNFL clinical evaluation are subjective and can vary to a great extent.
As a result, much recent research has been devoted to developing additional objective diagnostic methods, such as the use of confocal scanning laser ophthalmoscopy, scanning laser polarimetry and optical coherence tomography for evaluating the OHN status. In order to provide early detection of visual field defects some researchers consider the possibility of replacing standard automated perimetry (SAP) with the selective automated perimetry, that includes the short-wavelength automated perimetry (SWAP) and frequency-doubling technology perimetry (FDT). This article presents a review of modern methods available for glaucoma diagnostics with emphasis on their clinical use.
Keywords: glaucoma, diagnostics, standard automated perimetry, short-wavelength automated perimetry, frequency-doubling technology perimetry, confocal scanning laser ophthalmoscopy, optical coherence tomography, scanning laser polarimetry.
Введение. Необратимая потеря ганглиозных клеток сетчатки (ГКС) при глаукоме сопровождается формированием патологической экскавации диска зрительного нерва (ДЗН), а также ограниченным или диффузным истончением слоя нервных волокон сетчатки (СНВС). Современные данные позволяют предположить, что значительное повреждение зрительного нерва во многих случаях предшествует появлению дефектов полей зрения.
В качестве примера можно привести исследование Ocular Hypertension Treatment Study (OHTS), в котором более чем у половины пациентов, со временем перешедших в глаукомную группу, изменения происходили именно в этой последовательности. В результате в последние десятилетие широкое применение в диагностике и мониторинге глаукомы приобрели методы визуализации ДЗН и СНВС.
Однако доказательных данных в пользу какого-либо из используемых устройств до сих пор не получено. Что касается имеющихся исследований, в большинстве из них критерии диагноза глаукомы основаны на данных периметрии, но в последнее время акцент в оценке глаукомных повреждений смещается в сторону прогрессирующих изменений ДЗН [2, 3].
Проблема своевременного и точного разграничения нормы и патологии при диагностике первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ) вместе с очевидной необходимостью определения следов даже минимального прогрессирования заболевания являются приоритетными в современной глаукоматологии [1-4]. Данное утверждение является аксиомой в клинической практике, что подтверждается масштабами проблемы и явным отсутствием ее решения на протяжении последних десятилетий, несмотря на грандиозное развитие рынка диагностических технологий [5, 6]. Начиная с первой половины 1990-х гг. и до середины 2000-х гг. (т. е. практически полтора десятилетия) акцент диагностического поиска у больных глаукомой был смещен в область совершенствования технологий и приборов. На смену традиционной офтальмоскопии пришло фундус-фотографирование, а с развитием компьютерных технологий появились конфокальная лазерная офтальмоскопия (Гейдельбергская ретинотомография, HRT) и параллельно развивавшаяся лазерная поляриметрия [7]. Позже главенствующее положение заняла оптическая когерентная томография (ОКТ), ставшая одним из самых успешных и широко используемых методов визуализации в офтальмологии. За последние десятилетия разрешение приборов улучшилось в десятки раз, а скорость сканирования увеличилась в сотни раз [8].
Вместе с тем разработка и запуск в серийное производство методов диагностики, проводящих неинвазивное исследование структур глазного дна у больных ПОУГ, — это лишь одно из перспективных направлений. Очевидно, что даже самые точные машины, во-первых, только сравнивают полученные конкретные результаты с нормативной базой, ранее заложенной в их аппаратное обеспечение, а во-вторых, могут анализировать ограниченное количество параметров в силу особенности вычислительных ресурсов. Наконец, один тип исследования (например, структурная диагностика) — это всего лишь единственный, пусть и очевидный, но ограниченный метод диагностики, тогда как в целом диагноз ПОУГ при начальных проявлениях требует сопоставления взаимоотношений достаточного количества параметров, таких как характеристики уровня внутриглазного давления (ВГД), состояние светочувствительности сетчатки и морфометрия диска зрительного нерва (ДЗН) и слоя нервных волокон сетчатки (СНВС), а также ряда других (например, субъективных или социально-гендерных) составляющих и пр. Очевидно, что определение таких взаимоотношений требует значительного напряжения людских и вычислительных ресурсов.
Офтальмоскопия с оценкой состояния диска зрительного нерва (ДЗН) зачастую является ключевым исследованием при постановке диагноза: она должна проводиться с учетом нескольких параметров ДЗН, а также с анализом толщины слоя нервных волокон сетчатки (СНВС), при обязательном определении разницы этих параметров между парными глазами. Именно наличие асимметрии в состоянии ДЗН и СНВС является одним из признаков
наличия глаукомы. Однако особенности описания состояния ДЗН и СНВС и правильная оценка выявляемых изменений, особенно при начальных проявлениях заболевания, в большей степени зависят от профессиональной компетенции врача-офтальмолога и даже от особенностей трактовки результатов, полученных при использовании специализированной техники [8, 9].
Минимизация риска снижения зрительных функций определяется комплексным подходом, включающим, в частности, точное определение стадии заболевания, оценку ожидаемой продолжительности жизни и скорости прогрессирования заболевания на основании состояния ДЗН, СНВС, полей зрения [1, 3]. По этой причине, при отсутствии дефектов поля зрения, пропуске эпизодов повышенного уровня ВГД исследователи могут упускать как начало заболевания, так и возможность оценивать в будущем динамику процесса, что напрямую повлияет на продолжительность заболевания, а именно на время, в течение которого наступит слепота.
Характерные изменения поля зрения у пациентов с глаукомой долгое время служили важным ориентиром для постановки диагноза. Вместе с тем при подозрении на глаукому и даже при начальной стадии первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ) специфические глаукомные изменения при проведении периметрии могут быть минимизированы или вовсе не наблюдаться. Проведение и оценка специфических тестов могут быть затруднены необходимостью обучения обследуемого, его недостаточной концентрацией внимания при исследовании и изменением прозрачности преломляющих сред, а также в связи с сопутствующей патологией глаза. Все эти факторы могут в большей или меньшей степени повлиять на полученные результаты, которые уже не будут обладать высокой достоверностью
[9].
Исходя из вышесказанного, остается открытым вопрос об актуальности выявления всех трех признаков Грефе для постановки диагноза. На наш взгляд, данные признаки нельзя исключать из диагностических маркеров выявления глаукомы, однако стоит расширить и уточнить наиболее важные из них, в особенности роль офтальмоскопии. Также необходимо подчеркнуть важность применения (в достаточном количестве и при соблюдении индивидуальных временных интервалов) дополнительных специализированных методов исследования: статической автоматической периметрии (САП), периметрии с технологией удвоения пространственной частоты — Frequency Doubling Technology (FDT) perimetry, оптической когерентной томографии (ОКТ) и, частично, гейдельбергской ретинальной томографии (Heidelberg Retinal Tomography, HRT) [5, 7]. На сегодняшний день применение именно этого набора методов дает возможность выявить заболевание и определить маркеры его прогрессирования. Стоит отметить, что «расшифровка» полученных сканов заднего отрезка глаза также требует грамотного анализа с учетом популяционной индивидуальности. По этой причине следует продолжить поиск универсального морфометрического или комбинированного метода исследования с целью повышения вероятности получения однозначного ответа о наличии заболевания или его отсутствии, исключая субъективные факторы. При этом следует учитывать возможные факторы риска у обследуемых [1, 6].
С появлением технологии искусственного интеллекта (ИИ), способного обучаться и проводить глубокий анализ, стало возможным его применение [4, 5]. Использование ИИ легло в основу одного из направлений анализа данных ОКТ и/или САП с возможностью введения дополнительных данных для повышения точности обнаружения глаукомных изменений [4, 8]. В настоящее время предпочтение отдается сверточным нейронным сетям (СНС), способным быстро обучаться [5]. Одним из перспективных направлений можно считать использование данной технологии в оценке изображений глазного дна. Фотографии глазного дна могут быть подходящим «кандидатом» для популяционного скрининга на глаукому, поскольку это самый простой и широко распространенный метод оценки ДЗН [4, 9], относительно недорогой и
перспективный. В настоящее время разработаны модели ИИ, способные выявлять и определять изменения при диабетической ретинопатии, возрастной макулярной дегенерации. ИИ был обучен по данным сканов ОКТ и фотографий глазного дна пациентов, определять наличие и стадийность патологического процесса по результатам фундус-фотографирования. Программное обеспечение, разработанное подразделением DeepMind компании Google, позволяет выполнять параллельный анализ сразу по нескольким заболеваниям сетчатки [5]. В отношении диагностики глаукомы были разработаны подобные программные алгоритмы, однако для постановки окончательного диагноза они требовали проведения нескольких диагностических обследований, по результатам анализа которых нейросеть сообщала о вероятности наличия глаукомного процесса у конкретного пациента.
Применение моделей глубокого обучения показало отличные результаты в диагностике глаукомы, однако исследователи столкнулись с рядом проблем, связанных с использованием эталонных глаз на этапе обучения нейросети, т. е. машина будет работать не хуже исследователя, но повторять его ошибки. Например, в исследовании Z. Li et al. [5] алгоритм глубокого обучения имел тенденцию исключать диагноз глаукомы у пациентов с миопией высокой степени, увеличивая количество ложноотрицательных результатов, но переоценивал наличие глаукомы при физиологически увеличенных размерах ДЗН, увеличивая количество ложноположительных результатов.
Вывод. Альтернативный подход к настройке моделей глубокого обучения для оценки фотографий глазного дна у пациентов с глаукомой был предложен F.A. Medeiros et al. [2] и называется межмашинным (M2M). В такой модели алгоритм сформирован с использованием цветных фотографий глазного дна, маркированных количественным эталонным стандартом, соответствующим измерению общей толщины СНВС, измеренным с помощью спектральных ОКТ.
ЛИТЕРАТУРА:
6. Балалин С. В., Фокин В. П. Анализ эффективности современных методов диагностики начальной стадии первичной глаукомы //Практическая медицина. - 2012. - Т. 1. - №. 4 (59). -С. 166-170.
7. Еричев В. П. и др. Современные методы функциональной диагностики и мониторинга глаукомы. Часть 2. Диагностика структурных повреждений сетчатки и зрительного нерва //Национальный журнал глаукома. - 2015. - Т. 14. - №. 3. - С. 72-79.
8. Еричев В. П. и др. Современные методы функциональной диагностики и мониторинга глаукомы. Часть 3. Роль морфофункциональных взаимоотношений в раннем выявлении и мониторинге глаукомы //Национальный журнал глаукома. - 2016. - Т. 15. - №. 2. - С. 96-101.
9. Казарян Э. Э. Современные методы мониторинга первичной открытоугольной глаукомы //Вестник офтальмологии. - 2009. - Т. 125. - №. 4. - С. 40-43.
10. Куроедов А. В. и др. Современная диагностика глаукомы: нейросети и искусственный интеллект //РМЖ. Клиническая офтальмология. - 2019. - Т. 19. - №. 4. - С. 230-237.
11. Мовсисян А. Б., Куроедов А. В. Диагностика глаукомы на современном этапе //РМЖ. Клиническая офтальмология. - 2023. - Т. 23. - №. 1. - С. 47-53.
12. Сердюкова С. А., Симакова И. Л. Компьютерная периметрия в диагностике первичной открытоугольной глаукомы //Офтальмологические ведомости. - 2018. - Т. 11. - №. 1. - С. 5465.
13. Симакова И. Л., Сулейманова А. Р. Современный подход к диагностике глаукомы нормального давления с учётом особенностей её патогенеза //Офтальмологические ведомости. - 2020. - Т. 13. - №. 1. - С. 53-64.
14. Фокин В. П., Балалин С. В. Современные организационные и медицинские технологии в диагностике и лечении первичной глаукомы //Офтальмохирургия. - 2011. - №. 2. - С. 43-49.
