Введение к работе
Актуальность работы
В ходе широкомасштабных эпидемиологических и нозологических исследований установлено, что за последние годы открытоугольная глаукома вышла на первое ранговое место в качестве причины первичной инвалидности по зрению, опередив катаракту и травматические повреждения органа зрения (Либман Е.С., 2009). Но, несмотря на то, что в диагностике и лечении глаукомы достигнуты значительные успехи, у части больных (около 40-60%) происходит снижение зрительных функций даже при стойкой нормализации внутриглазного давления (Мельников В.Я. с соавт., 1999; Курышева Н.И., 2006; Нестеров А.П., 2007).
По последним литературным данным установлено, что при первичной открытоугольной глаукоме (ПОУГ) имеются морфологические изменения в митохондриях клеток, в частности трабекулярного аппарата и эндотелия шлеммова канала (Алексеев В.Н. с соавт., 2011, 2012). Это говорит о нарушении функции митохондрий, отвечающих за энергетические процессы в клетке. Также выявлена корреляция между поражением митохондрий и стадией глаукомы (Куроедов А.В. с соавт., 2012).
Нарушение в работе митохондрий влечет за собой не только энергетическое голодание клетки, ведущее в конечном итоге к активации апоптоза, но и сопряженный с этим дефицит выделяемого тепла. Обнаружение выделяющегося организмом человека тепла может производиться путем регистрации инфракрасного излучения с поверхности тела человека с помощью тепловидения. Изменение кровоснабжения и процессов метаболизма тканей, протекающего с выделением тепла, приводит к изменению регистрируемой температуры. Зона глаз, характеризующаяся постоянно изменяющейся во времени температурой, изучена мало (Бакбардина Л.М., 1988; Пантелеева О.Г., 2001; Черноокова В.А., 2006; Бровкина А.Ф. с соавт., 2007; Орлов П.П., 2008).
Современное динамическое тепловидение позволяет регистрировать распределение температуры с разрешением до 0,001 С, пространственным разрешением до 30 мкм и скоростью съемки до 1000 кадров/с (Иваницкий Г.Р., 2006). Благодаря этому стало возможным как качественно, так и количественно описывать температурные характеристики зоны глаз, связанные с особенностями динамики распределения слезной пленки на поверхности глазного яблока.
Мало изучен вопрос о связи дистрофических изменений в переднем и заднем отрезке глаза при первичной открытоугольной глаукоме. В
большинстве встречающихся в литературе работ, посвященных проблеме фотореакции зрачка при различных заболеваниях глаз, авторами исследуются геометрические параметры зрачка (Грачев В.И. с соавт., 1998; Макаров И.А., 2003; Шадуд М, 2006), в то время как временные характеристики зрачковых реакций практически не освящены. Кроме того, задача изучения зрачковых реакций при глаукоме решена не в полной мере, т.к. имеющиеся литературные данные (Егоров Е.А., Хадикова Э.В., 2004) указывают лишь на нарушения зрачковых реакций как проявления начальной стадии ПОУГ.
В связи с вышесказанным необходим иной подход к диагностике первичной открытоугольной глаукомы, сочетающий в себе как известные методики, в том числе методы исследования глазного кровотока, так и новые, перспективные биофизические методы. Представляется актуальным использование сочетания дистанционной динамической термографии и анализа зрачковых реакций для диагностики первичной открытоугольной глаукомы, что, на наш взгляд, позволит оптимизировать изучение патогенеза и объективнее оценить состояние глаза при первичной открытоугольной глаукоме.
Цель исследования: разработка комплексного метода диагностики, включающего новую тепловизионную методику, исследование кровообращения в сосудистом бассейне глаза, анализ зрачковых реакций, позволяющего количественно характеризовать состояние органа зрения при первичной открытоугольной глаукоме.
Задачи:
-
Провести разработку новой динамической тепловизионной методики исследования зоны глаз у здоровых лиц.
-
Провести апробацию термографической методики у пациентов с воспалительными реакциями переднего отрезка глазного яблока вследствие полостных хирургических вмешательств и провести анализ полученных результатов.
-
Провести обследование больных с различными стадиями первичной открытоугольной глаукомы с помощью метода динамической тепловизионной регистрации и ультразвуковой допплерографии и определить взаимосвязь между параметрами кровотока и температурными показателями.
-
Исследовать состояние зрачковых реакций у больных первичной открытоугольной глаукомой на различных стадиях заболевания и оценить его информативность в комплексной диагностике ПОУГ.
5. Разработать алгоритм оценки риска прогрессирования
глаукомной оптической нейропатии.
Научная новизна
Разработана методика тепловизионной регистрации, позволяющая проводить бесконтактное измерение температуры глазного яблока в процессе динамической термосъемки с использованием теста с подниманием-опусканием век (патент на способ диагностики № 2415640 от 10.04.2011).
Впервые в оценке степени выраженности воспалительного процесса
в глазном яблоке после проведенных офтальмологических операций и
оценке эффективности проводимого противовоспалительного лечения в
послеоперационном периоде использована дистанционная
термографическая методика с проведением теста с подниманием-опусканием век.
Впервые определены значения температурных показателей глазного яблока, а также их взаимосвязь с показателями линейного кровотока в задних коротких цилиарных артериях и центральной артерии сетчатки у пациентов с первичной открытоугольнои глаукомой различных стадий.
Выявлена взаимосвязь температурных параметров и параметров реакции зрачка на свет у пациентов с первичной открытоугольнои глаукомой.
Разработан алгоритм оценки риска прогрессирования глаукомной оптической нейропатии с учетом динамики параметров кровотока, температурных показателей и данных исследования зрачковых реакций у пациентов с ПОУГ.
Практическая значимость
Разработанная тепловизионная методика позволяет
объективизировать оценку послеоперационного воспаления и на субклиническом уровне судить об эффективности проводимого противовоспалительного лечения у пациентов после глазных операций.
На основе разработанной тепловизионной методики предложен неинвазивный метод оценки изменения метаболической активности в тканях глаза при первичной открытоугольнои глаукоме.
Предложенная комплексная система оценки состояния органа зрения, включающая исследование параметров глазного кровотока, температурных параметров и показателей зрачковых реакций, повышает эффективность диагностики и мониторинга глаукомных изменений органа зрения и позволяет более точно оценить степень прогрессирования глаукомного процесса.
Практическое применение комплексной системы оценки органа зрения позволило уменьшить количество случаев прогрессирования ПОУГ за счет коррекции гипотензивного и нейропротекторного лечения.
Положения, выносимые на защиту
1. Предложенная методика тепловизионного обследования позволяет
объективизировать диагностику степени выраженности воспалительного
процесса, в том числе на доклиническом уровне, а также оценку
эффективности проводимого противовоспалительного лечения.
2. Примененный по разработанной методике термографический
метод исследования позволяет оценить степень выраженности нарушения
метаболизма органа зрения при первичной открытоугольной глаукоме.
3. Комплексная диагностика изменения органа зрения при глаукоме
с использованием данных ультразвуковой допплерографии,
дистанционной термографии и анализа зрачковых реакций позволяет
определять риск прогрессирования глаукомных изменений, в том числе
при отсутствии выраженной динамики стандартных показателей.
Достоверность и обоснованность результатов диссертации
Достоверность количественных результатов диссертации подтверждается использованием для проведения температурных измерений тепловизора ThermaCAM SC3000, имеющего сертификат калибровки, выданный предприятием изготовителем FLIR Systems, Швеция. Обработка термограмм выполнялась с помощью профессионального программного обеспечения ThermaCAM Researcher Pro 2.8.
При проведении измерений предпринимались необходимые меры по обеспечению нормальных стабильных условий окружающей среды.
При проведении исследований соблюдались критерии исключения для всех пациентов.
Выводы о применимости разработанных тестов в области функциональной диагностики основываются на анализе групповых измерений с численностью групп от 34 до 125 человек.
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы
доложены и обсуждены на научно - практических конференциях клиники
глазных болезней ГБОУ ВПО «Саратовский государственный
медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздравсоцразвития
России, на Российском общенациональном офтальмологическом форуме
(Москва, 9 октября, 2009 г.), на Межрегиональной научно-практической
конференции «Докторантские и аспирантские чтения: Инновации в
медицинском образовании и науке» (Саратов, 8 февраля, 2010 г.), на
Международной научно-практической конференции по
офтальмохирургии «Восток-Запад» (Уфа, 22-23 апреля, 2010 г.), на VI
Саратовском салоне изобретений, инноваций и инвестиций (Саратов, 23-25 марта, 2011г.), на 72-й межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием (Саратов, 13-14 апреля, 2011 г.), на Всероссийском конкурсе бакалавров и магистрантов в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (Саратов, 29-30 ноября, 2010 г.), на Международной конференции International Conference of information technologies - 2012 (ICIT-2012) (Саратов, 6-9 июня 2012 г.).
Научно-исследовательская работа на тему «Комплексная диагностика первичной открытоугольной глаукомы» заняла I место на конкурсе научных работ в рамках Всероссийской заочной научной конференции для молодых ученых «Актуальные вопросы биомедицинской инженерии» (Саратов, 10-16 октября, 2011 г.).
Часть работы выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы. Номер ГК П711 от 12 августа 2009 года.
По результатам исследований, выполненных при работе над диссертацией, опубликовано 15 работ, в том числе 4 статьи в журналах из списка изданий, рекомендованных ВАК РФ. Новизна разработанных предложений подтверждена 1 патентом на изобретение № 2415640 (бюл. 10), от 10.04.2011, «Способ контроля медикаментозного воздействия на состояние глаз». Имеется положительное решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2011120386/14(030199) (заявлено 20.05.2011, полож. решение от 13.06.2012).
Личный вклад автора состоит в:
-проведении критического анализа литературных данных по теме диссертации;
-участии в выполнении исследовательской работы, связанной с температурными измерениями;
-участии в разработке модели динамики температуры глаз с учетом процесса моргания;
-сопоставлении температурных данных с результатами измерений методом допплерографии;
-выполнении работы по исследованию зрачковых реакций;
-статистической обработке и анализе полученных результатов;
-участии в разработке программы для оценки динамики глаукомного процесса;
-участии в формулировании научных положений.
Связь исследования с проблемными планами
Работа выполнена по плану научно - исследовательских работ ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздравсоцразвития России в рамках темы
«Фундаментальные и клинические аспекты этиопатогенеза, профилактики, создания новых технологий диагностики, лечения и организации специализированной помощи больным хирургического профиля». Номер государственной регистрации темы 01200959764.
Внедрение результатов исследований Результаты научных исследований включены в программы обучения студентов, клинических ординаторов, аспирантов кафедры глазных болезней ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздравсоцразвития России, в лечебно-диагностический процесс офтальмологического глаукомного отделения клиники глазных болезней ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздравсоцразвития России.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 132 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована 14 таблицами и 26 рисунками.
Список литературы содержит 242 источника, из них 153 отечественных и 89 зарубежных.
