Кератотензотопография — новые диагностические возможности изучения биомеханических свойств роговицы

С.И. Анисимов, С.Ю. Анисимова, Е.А. Смотрич, Т.С. Завгородняя, К.А. Золоторевский
Офтальмология. — 2011. — Т. 8, № 4. — С. 13–17
Кафедра офтальмологии ФГОУ ИПК ФМБА России, Глазной центр «Восток-Прозрение», Москва, Россия

Механические напряжения (МН) в роговице являются следствием воздействия на нее внутриглазного давления (ВГД) [2]. Несоответствие прочности роговицы и уровня МН в ней приводит к развитию рефракционных нарушений при таких заболеваниях, как кератоконус, кератоэктазия, кератоглобус, периферическая дистрофия роговицы.

Кроме того, актуальность изучения МН роговицы определяется тем, что в современной офтальмологической практике используется много методов, которые напрямую воздействуют на биомеханические параметры роговицы (ФРК, ЛАСИК, все виды кератотомий, включая фемтосекундные лазерные вмешательства, интрастромальные роговичные кольца, кросслинкинг и т. п.) [1-3]. Вместе с этим отсутствуют методы оценки распределения МН в роговице, что не дает возможности оценить эффективность многих методов лечения и прогнозировать потенциальные осложнения.

Таблица 1. Распределение МН в центре и на периферии роговицы, относительная величина преобладания МН

Целью работы являлось исследование уровней МН в роговице в норме и при различных послеоперационных и патологических состояниях.

Пациенты и методы

МН, присутствующие в роговице, можно описать уравнением Лапласа. Они прямо пропорциональны внутриглазному давлению, радиусу кривизны роговицы и обратно пропорциональны ее толщине. Все указанные выше параметры подлежат точному измерению с помощью стандартных диагностических приборов. В настоящей работе для получения данных, необходимых для расчета МН в роговице, использовали кератотопограф Orbscan П фирмы Technolas-Perfect Vision (ФРГ) и пневмотонометр Reichert (США).

Объединение данных оптического пахиметра, кератотопографа и бесконтактного пневмотонометра с помощью разработанной нами специальной компьютерной программы Evolution позволяет получить распределение МН в роговице в виде карты, которую мы предложили назвать кератотензотопограммой (КТТ). Разработку программы Evolution обеспечила фирма Трансконтакт (Россия). На всех иллюстрациях, приведенных ниже, КТТ располагается в правом нижнем углу рисунков.

Всего было обследовано 72 пациента (22 женщины и 50 мужчин): 8 пациентов с миопией высокой степени (11 глаз), двое имели сложный миопический астигматизм, 12 пациентов с кератоконусом (18 глаз), 21 пациент до и после операции ЛАСИК (32 глаза). Двух пациентов (4 глаза) обследовали после перенесенной в прошлом радиальной кератотомии.

Трое пациентов с кератоконусом были обследованы до и после процедуры кросслинкинг, которую осуществляли по стандартной методике (6 глаз). Шесть пациентов были обследованы до и после имплантации интрастромальных роговичных сегментов (ИРС). Возраст пациентов колебался от 20 до 56 лет. 20 пациентов (40 глаз) не имели патологии органа зрения.

Результаты

Нормальная КТТ имеет вид концентричных, равномерных и симметричных зон (рис. 1).

Рисунок 1. КТТ нормального глаза (в нижнем правом углу).

При близорукости, астигматизме и при наличии тонкой роговицы вид КТТ соответствует таковому в глазах с нормальными параметрами. После вмешательств на роговице, например, после кератотомии, операции ЛАСИК, термокератокоагуляции при гиперметропии, вид КТТ изменяется, в особенности изменяются абсолютные значения МН и соотношение их значений, полученных в центре и на периферии роговицы (табл. 1).

Из приведенных в таблице 1 данных следует, что в нормальных глазах МН всегда выше в центре роговицы, чем на периферии. При кератоконусе периферия более напряжена, чем центр роговицы. Зона фокуса кератоконуса может совпадать с областью максимальных МН или лежит вне этой области.

При любых роговичных операциях по поводу коррекции миопии МН значительно возрастают (рис. 2А).

Рисунок 2.А — КТТ после кератотомии. Б — КТТ после термокератокоагуляции. Значения МН в центре отображе-ны непосредственно на КТТ.

В случае проведения термокератокоагуляции при гиперметропии наблюдалось значительное снижение МН в центре роговицы (рис. 2Б). Значительное увеличение МН отмечено в случае заднего кератоконуса. При этом зона повышенных МН полностью совпадает с областью истончения роговицы (рис. 3).

Рисунок 3. КТТ при заднем кератоконусе

Вместе с этим при кератоконусе обнаружено два основных варианта распределения МН на КТТ. Первый вариант, когда зона повышенных МН корреспондирует с расположением зоны максимального выпячивания роговицы (рис. 4А). Второй вариант — область максимальной эктазии роговицы не совпадает с расположением зон максимальных МН (рис. 4Б).

Рисунок 4. КТТ при кератоконусе. А — зона максималь-ных МН совпадает фокусом кератоконуса. Б — зона макси-мальных МН не совпадает с локализацией кератоконуса

КТТ использовали также для анализа уровней МН в роговице до и после рефракционных операций. На рисунке 5 представлена топограмма пациентки с миопией высокой степени до и после проведения ЛАСИК. В ходе исследования было выявлено значительное повышение уровня МН в зоне, где в результате лазерной абляции роговица была истончена до 441 мкм с 61 до 86 кПа. Прогноз уровня МН с помощью программы «Evolution», в которую заложили ожидаемую после абляции толщину роговицы, демонстрирует очень высокую точность (рис. 5). Ожидаемый уровень МН в центре роговицы 86 кПа. Полученный реально 86 кПа.

Рисунок 5. Прогноз МН при планировании ЛАСИК — слева, реальная КТТ после операции ЛАСИК — справа

Исследование уровней МН по данным КТТ до и после кросслинкинга показывает увеличение уровней МН в зоне конуса после проведения этой процедуры (рис. 6). Процедура кросслинкинга также меняет показатели МН в роговице. Отмечается увеличение МН при одновременном уменьшении степени выпячивания и толщины роговицы.

Рисунок 6. КТТ до и после кросслинкинга роговицы

Применение локального кросслинкинга позволяет, например, при облучении зон в виде кольцевых сегментов получить выраженный рефракционный эффект (рис. 7).

Рисунок 7. Результаты локального кросслинкинга в виде кольцевых сегментов. На кератотопограмме (третье слева изображение в верхнем ряду) выраженное уплощение ро-говицы. МН в центре возросли

Изучение КТТ после применения корнеальных сегментов показывает, что механическая разгрузка зоны эктазии происходит за счет «перетекания» избыточных МН в область ригидного сегмента (рис. 8).

Рисунок 8. Распределение МН после имплантации корне-альных сегментов при кератоконусе

Обсуждение

Представленные результаты показывают возможность оценки уровня МН в роговице с использованием КТТ. Удалось определить, что в нормальных глазах и при аномалиях рефракции, вызванных близорукостью или дальнозоркостью, вид КТТ практически не отличается друг от друга. При возникновении предпосылок к изменению биомеханических параметров как при патологии роговицы, так и после рефракционных вмешательств, показатели КТТ отклоняются от нормальных значений и могут, на наш взгляд, являться диагностическим критерием как для постановки диагноза, так и для прогнозирования патологических состояний.

Так, например, соотношение величины МН в центре КТТ к МН на ее периферии в норме больше единицы, в то время как при кератоконусе эта величина меньше единицы. В физическом смысле это является результатом компенсации избыточных для конусно измененной роговицы значений ВГД и свидетельствует о более низкой прочности роговицы в центре по сравнению с периферией. Изучение этого показателя после операции ЛАСИК свидетельствует о его увеличении по отношению к нормальным показателям.

В последующем мы предполагаем использовать эти закономерности для описания прочностных характеристик роговицы, однако это станет предметом последующих сообщений. Еще одним важным критерием оценки КТТ является совпадение фокусов выпячивания роговицы и зоны повышенных МН при кератоконусе. По всей видимости, при прогрессировании процесса эти зоны совпадают. При стационарном состоянии зоны повышенных МН находятся вне зоны эктазии роговицы.

Применение программы построения КТТ с целью прогноза МН после различных корнеальных вмешательств показала возможность получения точных результатов, что имеет, на наш взгляд, большую клиническую ценность для прогнозирования кератоэктазии после операции ЛАСИК.

Заключение

Таким образом, с использованием кератотопограммы, пахиметрической карты роговицы и данных пневмотонометра возможно построение рапределения механических нагрузок в роговице в виде карты, которую мы предложили называть кератотензотопограммой (КТТ).

КТТ в глазах с роговицей без патологии отличается от КТТ при кератоконусе и от КТТ роговицы после рефракционных вмешательств. КТТ можно использовать в диагностике и прогнозировании состояния роговицы.

Литература

1. Першин К. Б., Пашинова Н. Ф. Осложнения LASIK: анализ 12500 операций // Рус. мед. журн. — 2000. — Т. 1, № 4. — С. 96-100.

2. Dupps W., Wilson S. Biomechanics and wound healing in the cornea // Exp. Eye Res. –2006. — Vol. 83, № 4. — P. 709-720.

3. Roberts C. Biomechanics of the cornea and wavefront-guided laser refractive surgery // J. Refract. Surg. — 2002. — Vol. 18. — P. 589-592.