Способ диагностики неоваскуляризации сетчатки при диабетической ретинопатии

Способ диагностики неоваскуляризации сетчатки при диабетической ретинопатии

Реферат

Изобретение относится к офтальмологии, предназначено для диагностики появления неоваскуляризации сетчатки в ранних стадиях пролиферативной диабетической ретинопатии.

Известно, что пролиферативная диабетическая ретинопатия (ПДР) характеризуется двумя основными признаками: развитием неоваскуляризации и астроглиально-фиброваскулярной ткани. При прогрессировании процесса новообразованные сосуды прикрепляются к задней поверхности стекловидного тела, ретракция которого может вызвать натяжение сосудов и развитие геморрагий. Распространение фиброзной ткани и ее сокращение является причиной развития отслойки сетчатки. Поэтому ранняя диагностика неоваскуляризации и выявление прогностических критериев перехода ДР в пролиферативную стадию необходимы для профилактики осложнений сахарного диабета (СД) и прогрессирования ПДР (Зуева М.В., Цапенко И.В. и соавт. Роль электроретинографии в диагностике и изучении патогенеза диабетической ретинопатии // Клиническая физиология зрения. П/ред. Шамшиновой А.М. и др., М: Н-МФ МБН.-2002.-С. 347-358).

Для оценки ишемии сетчатки раньше широко использовали соотношение амплитуд b- и а-волн ЭРГ - индекс b/а, поскольку изменения b-волны развиваются раньше угнетения а-волны и являются более выраженными из-за ухудшения снабжения нейронов внутреннего ядерного слоя при нарушениях ретинальной циркуляции. Однако очень часто даже при начальной ишемии происходит также нарушение хориоидальной циркуляции и соответственно - функции фоторецепторов. Поэтому при резко выраженной ишемизации сетчатки обе волны ЭРГ поражаются практически в равной степени и индекс b/а теряет свое диагностическое значение. Для оценки прогрессирования диабетической ретинопатии, развития ишемии и пролиферативных процессов используется также анализ осцилляторных потенциалов (ОП) сетчатки. Амплитуды ОП резко снижаются при ПДР, особенно при наличии папиллярных новообразованных сосудов (Vadola M. et al. Electroreti-nographic oscillatory potentials in insulin-dependent diabetes patients: A long-term follow-up // Acta Ophthalmol. Scand.-2002. - V. 8. - N 3. - P. 305-309). Однако данный показатель в равной степени изменяется и при большой площади ишемических зон без признаков неоваскуляризации, и при развитой неоваскуляризации на диске зрительного нерва, на фоне ишемизации сетчатки. Следовательно, использование ОП не позволяет проводить дифференциальную диагностику между этими стадиями патологического процесса. Кроме того, угнетение ОП, характерное для папиллярной неоваскуляризации, не является также специфическим для неоваскуляризации ретинальной.

Таким образом, единственным способом диагностики неоваскуляризации сетчатки, принятым за аналог, на сегодняшний день остаются данные флуоресцентно-ангиографического исследования - ФАГ (Кацнельсон Л.А., Форофонова Т.Н., Бунин А.Я. Сосудистые заболевания глаз. - M.: Медицина, 1990.-270 с.). Методика ФАГ позволяет получать объективные данные о распространенности зон ретинальной ишемии, наличии и локализации участков неоваскуляризации на глазном дне, окклюзии ретинальных сосудов, факоматозах и др.

Однако ангиографическое исследование с флуоресцеином имеет ряд противопоказаний: абсолютные - анафилактический шок в анамнезе; относительные - бронхиальная астма, тромбофлебит, лекарственные аллергии и т.д. Проведение ФАГ нередко сопровождается тошнотой, реже - рвотой. Исследование не может проводиться при отсутствии прозрачности оптических сред (роговицы, хрусталика, стекловидного тела), ригидности зрачка. При выполнении ФАГ возможно развитие реакции в виде рвоты на введение флуоресцеина.

Широкое использование ФАГ для диагностики развития неоваскуляризации ограничено главным образом что, что исследование является дорогостоящим. Для его реализации необходимо наличие фундус-камеры, компьютерной установки, дорогостоящим является краситель для проведения ангиографии (флюоресцит). По этой причине данный метод доступен только в специализированных офтальмологических учреждениях.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность своевременной диагностики ранних признаков (появления) неоваскуляризации сетчатки при переходе препролиферативной ДР в пролиферативную стадию на фоне развития ретинальной ишемии.

Технический результат достигается за счет того, что выполняется динамическая электроретинография с расчетом глиального индекса К_г по соотношению амплитуд b-волны ЭРГ и низкочастотной ритмической ЭРГ (РЭРГ), и анализируется динамика глиального индекса.

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ имеет следующие отличия.

- Выполняется электроретинография, включающая регистрацию ЭРГ и низкочастотной РЭРГ.

- Рассчитывается глиальный индекс Кг по отношению амплитуды b-волны ЭРГ (от пика-а до пика-b) к амплитуде низкочастотной РЭРГ.

- Анализируется динамика глиального индекса при повторных обследованиях пациентов каждые 2-3 мес.

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ обладает следующими преимуществами.

- Электроретинография, в отличие от аналога, является легко доступным, не дорогостоящим, безопасным для пациента методом объективного функционального обследования, не имеющего противопоказаний к его многократному повторению.

- Динамическая электроретинография с вычислением глиального индекса каждые 2-3 мес. позволяет определять начальную стадию ретинальной неоваскуляризации, то есть момент ее появления на фоне ишемизации сетчатки, что способствует своевременному назначению лазерного лечения и профилактике осложнений пролиферативного процесса.

- Учитывая значительную роль клеток Мюллера в патогенезе развития диабетической ретинопатии вообще и неоваскуляризации сетчатки, в частности, предлагаемый способ диагностики является патогенетически обоснованным.

Способ основан на следующих теоретических предпосылках.

Предполагается, что главные глиальные элементы сетчатки - клетки Мюллера (МК) играют важнейшую роль при развитии ишемии сетчатки, а также различных признаков ПДР. Особенности биохимической организации глии и нейронов указывают на взаимодополняющее пространственное разделение (компартментализацию) их метаболизма, благодаря которому образуется единая метаболическая система «нейрон-нейроглия» (см. обзор Зуева М.В. Клетки Мюллера: роль в нормальном функционировании сетчатки и патогенезе ретинальных заболеваний // Клиническая физиология зрения, П/ред. Шамшиновой А.М. и др., - М: Н-МФ МБН.-2002.-С. 92-109). Поэтому сетчатка функционально состоит из т.н. «радиальных единиц», включающих определенное количество нейронов, метаболически и функционально обеспечиваемых одной, контактирующей с ними МК.

Во время функционального и метаболического созревания постмитотических ретинальных нейронов устанавливается глио-нейрональный симбиоз в углеводном метаболизме. Однако глио-нейрональная кооперация оказывается недостаточной для поддержания функциональной активности и выживания ретинальных нейронов в тех зонах сетчатки, где МК поддерживают большие нейрональные единицы, или эти единицы характеризуются очень высокой нейрональной активностью. В этих зонах ретинальный метаболизм поддерживает интраретинальная васкуляризация, облегчая снабжение сетчатки питательными веществами и удаление продуктов отхода. В эмбриогенезе повышенные метаболические потребности созревающих нейронов стимулируют врастание кровеносных ретинальных сосудов опосредованно через МК. Развитие гипоксии индуцирует выделение нейронами сигналов, стимулирующих образование клетками Мюллера сосудистого эндотелиального фактора роста и других медиаторов ангиогенеза. Таким образом, МК стимулируют васкуляризацию в тех случаях, когда требования глио-нейронального взаимодействия превышают их метаболические способности, а это происходит не только во время развития сетчатки, но и при многих патологических состояниях.

Учитывая важную роль МК в развитии васкуляризации сетчатки, в настоящее время активно изучается их непосредственное участие в стимуляции неоваскуляризации сетчатки при офтальмопатологиях, сопровождающихся ретинальной гипоксией и ишемией. То есть, в определенных патологических условиях врастание новообразованных кровеносных сосудов может инициироваться МК таким же механизмом, как нормальная васкуляризация при развитии молодой сетчатки. Поскольку предполагается непосредственное участие клеток Мюллера в стимуляции неоваскуляризации сетчатки при ПДР, чрезвычайно важными являются неинвазивные электрофизиологические критерии, способные селективно оценить патологическую реакцию Мюллеровской глии и реакцию нейрональных элементов.

Известно, что МК участвуют в генерации b-волны ЭРГ, регулируя распределение ионов калия через ретино-витреальный барьер. Поэтому при одиночных световых вспышках генерация b-волны ЭРГ зависит и от активности биполярных клеток, и от МК. Поскольку МК не воспроизводят световой ритм с частотой свыше 2-4 Гц, ЭРГ при мелькающей световой стимуляции (ритмическая ЭРГ или РЭРГ) является чисто нейрональным ответом, не опосредованным глией. Эти фундаментальные данные были положены в основу разработки целого ряда новых электроретинографических критериев диагностики заболеваний сетчатки различной природы (Зуева М.В., Цапенко И.В. Методика регистрации ритмической ЭРГ и перспективы ее развития в клинике глазных болезней// Клиническая физиология зрения: Сб. научн. трудов МНИИГБ им. Гельмгольца.-М.: АО Русомед, 1993.-с. 81-98).

Наиболее интересным оказался расчет отношения амплитуды b-волны ЭРГ к амплитуде РЭРГ на 8-12 Гц - предложенный глиальный индекс К_г (или К_G), который непосредственно и объективно отражает селективные изменения функции МК. Ранее были описаны границы нормальных значений этого индекса и специфика его изменений при Х-хромосомном ювенильном ретиношизисе (Зуева М.В., Цапенко И.В., Захарова Г.Ю. Способ диагностики Х-хромосомного ретиношизиса. Патент №2217040 от 19 сентября 2002, Бюл. №33, 27.11.2003). У здоровых лиц нормальные значения коэффициента К_г (отношение амплитуды b-волны ЭРГ к амплитуде РЭРГ на 12 Гц) составляют 5,5-8,5 при расчете b-волны от пика а-волны и 2,8-4,4 - при расчете b-волны от изолинии.

Для разработки предлагаемого нового «Способа диагностики неоваскуляризации сетчатки при диабетической ретинопатии» динамика К_г (по отношению к РЭРГ амплитуды b-волны «от пика-а до пика-b») была исследована в трех группах больных с СД I и II типа при непролиферативной, препролиферативной и ранней пролиферативной стадиях ДР. Прежде всего, было обнаружено, что практически для всех стадий ДР характерна одна и та же закономерность: активизация метаболизма глиальных клеток с гиперфункцией МК. Этот факт свидетельствует о том, что возрастание глиального индекса является чутким критерием ишемизации сетчатки, что само по себе может использоваться при оценке риска прогрессирования ДР.

Кроме того, было установлено, что гиперфункция МК выявляется и при первых признаках ишемизации сетчатки, и при дальнейшем прогрессировании ДР с развитием неоваскуляризации. Важно отметить, что возрастание Кг, являясь общим признаком гипоксии сетчатки, происходит, несмотря на снижение абсолютной величины ЭРГ, поскольку с усугублением патологических изменений в нейронах сетчатки II порядка угнетение РЭРГ опережает редукцию b-волны.

Это доказывает важную роль МК в патогенезе диабетической ретинопатии, но на первый взгляд ставит под сомнение возможность использования К_г в диагностике неоваскуляризации и прогнозе ее развития. Однако индивидуальные наблюдения больных с непролиферативной ДР позволили установить, что именно регулярный контроль за динамикой ЭРГ, то есть обследования каждого пациента, выполняемые многократно (динамическая электроретинография), позволяют определить самые ранние признаки развития неоваскуляризации. Анализ показывает, что если у пациента, у которого ранее регулярно выявлялись повышенные значения Кг, обнаруживается резкое снижение (относительно данных предыдущего ЭФИ, но не средней нормы) глиального индекса, то велика вероятность быстрого развития неоваскуляризации сетчатки. Для доказательства объективности метода заключения, сделанные на основании динамической электроретинографии, были верифицированы при выполнении ФАГ исследований.

При анализе динамики Кг абсолютные значения глиального индекса не имеют решающего значение - они, как правило, или остаются слабо супернормальными, или даже становятся близкими к норме, но в любом случае не достигают даже нижней границы нормальных значений. Это, однако, не является свидетельством нормализации функции МК и нейронов сетчатки, так как снижение К_г происходит не за счет возрастания РЭРГ, а вследствие опережающего снижения амплитуды b-волны ганц-фельд ЭРГ.

Таким образом, регулярные электроретинографические исследования больных с ДР с оценкой глиального индекса К_г являются эффективными для прогноза прогрессирования ДР, ее перехода из препролиферативной в пролиферативную стадию, и, что чрезвычайно важно для своевременного назначения адекватного лечения и профилактики осложнений - для выявления ранних признаков развития неоваскуляризации сетчатки.

Способ осуществляется следующим образом.

Регистрацию ганц-фельд ЭРГ выполняют в мезопических условиях регистрации без глубокой темновой адаптации (возможна предварительная темновая адаптация до 10 минут, запись в темноте), угловые размеры стимулов 80-110°, яркость ахроматических вспышек 40-55 кд/м², энергетическая экспозиция на уровне роговицы 0,8-1,2 мкДж/см².

При исследовании ритмической ЭРГ на мелькания света с частотой 8-12 Гц анализируются амплитуды первого субкомпонента РЭРГ (волны R3: Зуева М.В. Закономерности изменений биоэлектрической активности сетчатки при проникающих ранениях глазного яблока // Дисс....д-ра биол. наук.-1997.-417с.) на ахроматические стимулы. Регистрация РЭРГ выполняется при умеренных яркостях ганц-фельд стимула (80-110°, энергетическая экспозиция на уровне роговицы 0,3-0,4 мкДж/см², 10-20 кд/м²).

При осуществлении способа диагностики глаз стимулируют вспышками света в указанных выше условиях, последовательно выполняя исследование ЭРГ и РЭРГ.

Рассчитываются амплитуды b-волны ЭРГ от пика-а до пика-b и РЭРГ, а по их соотношению - глиальный индекс К_г. Данные сопоставляются со средней возрастной нормой. При возрастании значений К_г до 9,0 и более диагностируют гиперреакцию клеток Мюллера, указывающую на ишемизацию сетчатки. В повторных электроретинографических исследованиях, при снижении К_г на 2,5 единицы и более от его значений в предыдущем исследовании диагностируют раннюю стадию в развитии неоваскуляризации сетчатки с риском дальнейшего прогрессирования пролиферативной ДР.

При этом абсолютные значения волн ЭРГ и РЭРГ указывают на выраженность патологических изменений в фоторецепторах, нейронах внутреннего ядерного слоя и клеток Мюллера.

Для реализации данного способа диагностики возможно использование любых устройств, обеспечивающих указанные выше параметры стимуляции сетчатки.

Клиническая апробация способа проведена при анализе данных ЭФИ 186 больных с непролиферативной, препролиферативной и пролиферативной стадиями ДР, а также при динамическом обследовании в течение 1,5 лет 28 пациентов с препролиферативной ДР, из которых у 17 за время наблюдения произошел переход заболевания в пролиферативную стадию. При этом клинико-функциональные исследования позволили проследить специфику изменений электрогенеза сетчатки при развитии неоваскуляризации сетчатки.

Конкретные примеры выполнения способа.

Пример 1. Пациент П., 47 лет, сахарный диабет I типа, инсулинозависимый, длительность СД 16 лет. На первичное обследование методом электроретинографии поступила с диагнозом:

OD - пролиферативная, OS - препролиферативная ДР.

На глазном дне OU - пигментированные лазерные коагуляты на средней периферии, на заднем полюсе - множественные микроаневризмы, в OD - неоваскуляризация на ДЗН.

Visus OD =0,8 н/к.

Visus OS =1,0.

При ФАГ исследовании: OU - ишемические зоны, по всему глазному дну - микроаневризмы, количество микроаневризм больше, чем на офтальмоскопическом обследовании, преретинальные геморрагии в нижней половине глазного дна, на OD - неоваскуляризация на диске и во всех квадрантах глазного дна.

При выполнении ЭФИ в данном и последующем примерах выполнения способа регистрировались ганц-фельд ЭРГ на ахроматические стимулы (110°, 50 кд/м², 1 мкДж/см²) и низкочастотная ритмическая ЭРГ на мелькания белого света с частотой 12 Гц (110°, 0,3-0,4 мкДж/см², кд/м²).

OD: Амплитуды а- и b-волн ЭРГ; R3-субкомпонента РЭРГ соответственно: 30 и 95 мкВ (125 мкВ от пика-а); 11,5 мкВ.

Глиальный индекс К_г=125/11,5=10,9.

OS: Амплитуды а- и b-волн ЭРГ; R3-субкомпонента РЭРГ соответственно: 25 и 125 мкВ (150 мкВ от пика-а); 13 мкВ.

Глиальный индекс К_г=150/12=12,5.

Заключение: данные ЭФИ свидетельствуют о резком угнетении функциональной активности фоторецепторов и нейронов II порядка в периферических отделах сетчатки (OD хуже OS). Гиперреакция клеток Мюллера (превышение Кг верхней границы нормальных значений) указывает на выраженную ишемизацию сетчатки.

При повторном ЭФИ через 6 мес.

OD: Амплитуды а- и b-волн ЭРГ; R3-субкомпонента РЭРГ соответственно: 25 и 80 мкВ (105 мкВ от пика-а); 9 мкВ.

Глиальный индекс К_г=105/9=11,7.

OS: Амплитуды а- и b-волн ЭРГ; R3-субкомпонента РЭРГ соответственно: 20 и 95 мкВ (115 мкВ от пика-а); 9 мкВ.

Глиальный индекс К_г=115/9=12,6.

Заключение: по данным ЭФИ, происходит дальнейшее угнетение функции фоторецепторов и нейронов внутреннего ядерного слоя, главным образом, периферических отделов сетчатки с нарастанием явлений ишемии.

Учитывая значительное снижение абсолютных значений волн ЭРГ и РЭРГ, указывающее на прогрессирование патологических изменений в нейронах сетчатки, рекомендовано повторить ЭФИ через более короткий интервал (в ближайшие 2-3 мес.).

Повторное ЭФИ через 3 мес.

OD: Амплитуды а- и b-волн ЭРГ; R3-субкомпонента РЭРГ соответственно: 15 и 70 мкВ (85 мкВ от пика-а); 7 мкВ.

Глиальный индекс К_г=12,1.

OS: Амплитуды а- и b-волн ЭРГ; R3-субкомпонента РЭРГ соответственно: 10 и 50 мкВ (60 мкВ от пика-а); 7 мкВ.

Глиальный индекс К_г=8,5.

Заключение: на OS выявлено опережающее угнетение b-волны ЭРГ, по сравнению с РЭРГ на 12 Гц, и существенное снижение значений глиального индекса К_г (на 4,1 ед. по отношению к данным предыдущих исследований), что может быть связано с ранними проявлениями ретинальной неоваскуляризации или свидетельствует о риске ее развития в короткие сроки.

Выполнены ФАГ исследования OS, подтвердившие наличие неоваскуляризации по «сосудистой аркаде».

Пример 2. Пациент В., 65 лет, сахарный диабет II типа, длительность СД 15 лет. На первичное обследование методом электроретинографии поступил с диагнозом:

OD - пролиферативная ДР, рубеоз радужки. На глазном дне: неоваскуляризация на ДЗН, множественные микроаневризмы по всему глазному дну, в ML повреждение ПЭ.

OS - препролиферативная ДР. На глазном дне множественные микроаневризмы по всему глазному дну, в ML повреждение ПЭ.

Vis. OU с коррекцией=0,8.

При электроретинографическом обследовании:

OD: Амплитуды а- и b-волн ЭРГ; R3-субкомпонента РЭРГ соответственно: 28 и 130 мкВ (158 мкВ от пика-а); 12 мкВ.

Глиальный индекс К_г=158/12=14,0.

OS: Амплитуды а- и b-волн ЭРГ; R3-субкомпонента РЭРГ соответственно: 25 и 210 мкВ (235 мкВ от пика-а); 17 мкВ.

Глиальный индекс К_г=235/17=13,8.

Заключение: данные ЭФИ свидетельствуют об изменениях электрогенеза сетчатки, характер которых является пограничным для препролиферативной и пролиферативной стадий ДР. Выраженная гиперреакция клеток Мюллера указывает на значительные изменения сетчатки ишемического характера. При повторном ЭФИ через 4 мес.

OD: Амплитуды а- и b-волн ЭРГ; R3-субкомпонента РЭРГ соответственно: 22 и 110 мкВ (132 мкВ от пика-а); 10 мкВ.

Глиальный индекс К_г=132/10=13,2.

OS: Амплитуды а- и b-волн ЭРГ; R3-субкомпонента РЭРГ соответственно: 15 и 58 мкВ (73 мкВ от пика-а); 7 мкВ.

Глиальный индекс К_г=73/7=10,4.

Заключение: по сравнению с данными предыдущих исследований на OU - дальнейшее угнетение функциональной активности фоторецепторов и нейронов II порядка, свидетельствующее о прогрессировании заболевания; на OS выявлено снижение глиального индекса К_г на 3,4 ед., что может быть связано с развитием первых признаков неоваскуляризации сетчатки.

При ФАГ исследовании OS выявлены распространенные ишемические зоны во всех квадрантах глазного дна, преретинальная неоваскуляризация в верхнем височном квадранте.

Таким образом, предложенный способ диагностики, в отличие от ранее известного метода, позволяет не только диагностировать наличие ишемизации сетчатки, но выявлять специфические изменения ретинального электрогенеза, характерные для самых ранних признаков развития неоваскуляризации, то есть момента перехода непролиферативной ДР в пролиферативную стадию. Поскольку и при благоприятном течении заболевания с длительным сохранением относительно стабильных данных ЭФИ, и тем более при прогрессировании ДР ишемизация сетчатки, как один из главных факторов развития патологического процесса, не устраняется, компенсаторная активация метаболизма и функции глиальных клеток Мюллера неизбежно приводит к возрастанию глиального индекса К_г практически на всех стадиях ДР. Поэтому только динамическое наблюдение больных может позволить уловить момент изменения функционального состояния МК, когда развитие гипоксии и ишемии в нейронах сетчатки стимулирует образование клетками Мюллера медиаторов ангиогенеза и начало неоваскуляризации.

1. Способ диагностики неоваскуляризации сетчатки при диабетической ретинопатии, отличающийся тем, что осуществляют динамическую электроретинографию и вычисляют глиальный индекс К_г как отношение амплитуды b-волны ЭРГ к амплитуде субкомпонента R3 низкочастотной РЭРГ на частоту мельканий 8-12 Гц, причем b-волну рассчитывают от пика волны-а до пика волны-b, и снижении К_г на 2,5 единицы и более после его предварительного увеличения диагностируют появление неоваскуляризации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что глиальный индекс вычисляют каждые 2-3 месяца.