Визоконтрастометрия | Современная офтальмология

Описание

↑ Основы визоконтрастометрии

Точная оценка функционального состояния зрительного анализатора весьма важна не только для выяснения физиологических возможностей и резервов человека, но и для практической врачебной работы. Именно поэтому офтальмологи всегда с большим интересом относятся к новым методикам, которые позволяют более точно, НО Б то же время достаточно просто и быстро отразить состояние и динамику зрительных функций.

Оценивая функциональное состояние органа зрения, врачи в первую очередь исследуют остроту зрения, а также поле зрения у пациентов с повреждениями глаз. Традиционная визометрия с использованием таблиц Головина—Сивцева уже на протяжении 70 лет остается основной методикой, позволяющей оценить центральное зрение.

Однако, несмотря на свою распространенность и популярность, она имеет целый ряд недостатков. Прежде всего, при проведении традиционной визометрии исследование проводится при максимальном контрасте изображения оптотипов, в то время как в реальной жизни глазу приходится работать в самых разнообразных условиях освещенности объектов. Визометрия дает грубую информацию о том, как видит испытуемый самые мелкие объекты, но ничего не говорит о том, как видит испытуемый объекты, превышающие их по размеру.

Это можно измерить, изменив контраст изображения, а эти измерения весьма важны для диагностики многих заболеваний. Кроме того, с математической точки зрения значимость различных строк в традиционной таблице для визометрии не одинакова. Так, в первой строке, как известно, расположено лишь два оптотипа, в то время как в десятой строке, соответствующей остроте зрения 1.0, находится уже восемь знаков.

Следует отметить также, что, например, при демонстрации оптотипов во второй строке таблицы угол предъявления разрыва, лимитирующего остроту зрения, уменьшается в два раза по сравнению с первой строкой и составляет для расстояния 5 м— 10 минут (для 1-й строки) и 5 минут (для 2-й строки). В то же время шаг изменения этого угла при сравнении 9-й и 10-й строк совершенно иной (1,11 и 1,0 минут).

После целого ряда исследований для оценки сохранности зрительных функций было предложено использовать в качестве тест-объектов набор мир (решеток) с синусоидальным распределением яркости и постепенным уменьшением контраста. В нашей стране эта методика получила по предложению профессора В. В. Волкова название «визоконтрастометрия» и в 80-е годы нашла себе широкое применение в клинической практике.

Методика основана на том представлении, что наиболее информативными параметрами, определяющими восприятие различных геометрических форм объектов, можно считать геометрический размер, выраженный в угловых величинах, и контраст этого объекта, выраженный в единицах контраста. Для описания геометрических размеров тестового изображения используют величину, определяемую количеством циклов (черно-белых переходов, или периодов) в одном угловом градусе поля зрения наблюдателя. Эта величина называется пространственной частотой и измеряется в циклах на угловой градус (цикл/град).

Контраст решетки определяется по формуле Michelson:



где L1 — максимальная и L2 — минимальная величины яркости в черно- белых переходах решетки; К — контраст решетки.

В соответствии с этой формулой, максимально возможный контраст равен 1, а минимальный — 0. Чувствительность здорового человека к изменению контраста для разных пространственных частот различна. Она максимальна в диапазоне пространственных частот от 4 до 10 цикл/град. За пределами этого диапазона контрастная чувствительность резко падает как на низких, так и на высоких пространственных частотах. На рис. 53 изображен график контрастной чувствительности здорового испытуемого.

По оси ординат отложена контрастная чувствительность — величина, обратная пороговому контрасту, а по оси абсцисс — пространственная частота.

Положение максимума на кривой контрастной чувствительности зависит от яркости решетки, ее площади и положения в поле зрения Так, если яркость решетки мала, то пик контрастной чувствительности регистрируется в области низких пространственных частот, а если высока, то сдвигается в область высоких пространственных частот. (см. рис. 47).

Для клинической практики в нашей стране были разработаны малый I большой атласы тестовых изображений для измерения частотно контрастных характеристик. Малый атлас издания 1985 г. одержит 8 изображений тестовых решеток, а большой атлас издания 1988 г. содержит набор из 16 синусоидальных тестовых решеток в диапазоне пространственных частот от 0,37 до 18 цикл/град.

Изображение каждой из решеток имеет переменный контраст от 0 до 1. Исследование проводится при предъявлении тестовых решеток в аппарате Рота при стандартных условиях освещенности с расстояния 1,5 м. При этом испытуемому демонстрируют изображение черно-белой решетки, соответствующей определенной пространственной частоте.

Отмечают тот пороговый уровень контраста, при котором пациент обнаруживает наличие полос. Данные заносят в специальный бланк и строят график, названный видеограммой (рис. 54), где по оси абсцисс откладывают пространственную частоту, а по оси ординат — процент зрительной сохранности относительно нормальной контрастной чувствительности, принятой за 100 %. Подобное представление данных для клинических целей удобнее кривой контрастной чувствительности, представленной на рис. 53.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Особенность видеограммы в том, что она содержит информацию о норме контрастной чувствительности, определенной предварительно создателями пособия. Подобная форма представления данных позволяет офтальмологу в повседневной практике сразу видеть, насколько соответствует контрастная чувствительность данного испытуемого норме. Шкала сохранности нанесена прямо на тестовое изображение, что облегчает считывание информации.

Помимо «Пособил по визоконтрастопериметрии для проведения исследования контрастной чувствительности Научно-производственным предприятием «Физиология и технология» Института физиологии им. И. П. Павлова РАН в 1989 г. был разработан и выпускался аппаратно-программный диагностический комплекс «Эрготест-ДТ».

Теперь с помощью разработанных нами новых программ на базе стандартных 1ВМ-совместимых компьютеров при соответствующем фотометрировании монитора без каких-либо дополнительных устройств можно синтезировать изображения на БУСА-дисплее, предъявлять их испытуемому, обрабатывать полученные данные, иметь базу данных, принимать решение о пациенте и распечатывать полученную информацию на принтере в виде видеограммы. В ЭВМ нами была также заложена информация о нормальной контрастной чувствительности.

Поэтому и видеограмма, построенная ЭВМ, отображается в виде процентов относительно нормы. Следует отметить, что компьютерная методика исследования достаточно точна и позволяет проконтролировать ответы испытуемого, что важно при решении вопросов врачебной экспертизы.

Следует обратить внимание на тот факт, что дальнейшее развитие методики визоконтрастометрии позволило создать атлас тестовых изображений из букв определенного пространственно-частотного состава. Набор таких букв разной частоты и разного контраста позволяет измерять контрастную чувствительность в режиме распознавания.

В традиционной визоконтрастометрии для клинической практики оказалось удобным обращать внимание на сохранность зрительных функций в трех основных диапазонах пространственно-частотного спектра: в диапазоне низких (0,3—1,0 цикл/град), средних (1,0—10,0 цикл/ град) и высоких (10,0—20,0 цикл/град) пространственных частот. Отмечено, что каждый диапазон несет определенную информацию о зрительном образе и имеет соответствующую анатомо-физиологическую основу.

Приведем простой пример, позволяющий описать характер передачи изображения с точки зрения частотно-контрастных характеристик зрительного анализатора. Изображение какого-либо объекта, например дерева, содержит в своем пространственно-частотном спектре целый ряд составляющих. Так, общая форма кроны дерева условно соответствует низким, ветви — средним, а листва — высоким пространственным частотам. Если страдает чувствительность хотя бы в одном из диапазонов, восприятие образа заметно искажается.

Контрастная чувствительность в центре и на периферии поля зрения различна. Центральные отделы сетчатки в фовеа избирательны ко всем пространственным частотам, и только они могут воспринимать высокие пространственные частоты. Отделы сетчатки, располагающиеся периферичнее макулярной зоны, могут воспринимать только низкие пространственные частоты.

Соответственно, различным образом страдает контрастная чувствительность при поражении центральных или периферических отделов сетчатки. Так, при поражении макулярной зоны или папилломакулярного пучка теряется чувствительность к высоким пространственным частотам, скотома в зоне Бьеррума приводит к снижению чувствительности в области средних пространственных частот, а поражения периферии— к снижению чувствительности в области низких пространственных частот.

↑ Визоконтрастометрия и рефлактометрия

Из проведенных исследований известно, что на сохранность зрительных функций в диапазоне высоких пространственных частот оказывает влияние прежде всего состояние оптики глаза (прозрачность преломляющих сред, аномалии рефракции). Обычно изменения в рефракции (миопия, гиперметропия, пресбиопия, астигматизм) приводят к изменению чувствительности в области высоких пространственных частот.

На рис. 55 представлены нормальная видеограмма и видеограммы при различной степени миопии (нижние кривые).
Таким образом, все исследования контрастной чувствительности необходимо проводить после предварительного обследования пациента, включающего не только визометрию, но и рефрактометрию. Визоконтрастометрию проводят обычно с полной коррекцией.

Однако и сама контрастная чувствительность может служить мерой аметропии. Чем выше степень аметропии, тем более в низкочастотную область сдвигается контрастная чувствительность глаза человека.

Разработано много способов измерения аметропий на основе оценки контрастной чувствительности человека. Практическое значение может иметь разработанный нами метод оценки астигматизма с помощью визоконтрастометрии.

↑ Показатели визоконтрастометрии и острота зрения

Между показателями остроты зрения при использовании решеток и при использовании обычных буквенных методик существует определенная зависимость. В последнее время наиболее широко применяется упрощенный математический пересчет по формуле



где Vis— острота зрения по таблице Головина—Сивцева; W— пространственная частота, соответствующая данной остроте.

При применении такого упрощенного спектрального подхода к таблице Головина—Сивцева получается, что строчки, отражающие различную остроту зрения, соответствуют определенным пространственным частотам при предъявлении решеток максимального контраста (табл. 17).

Тем не менее, в распознавании оптотипов играют роль не только перечисленные выше частоты, но и целый ряд других частотных составаяющих, что обусловлено достаточно сложной конфигурацией букв с наличием углов и прямоугольным профилем оптической плотности изображения.

Взаимоотношение показателей визометрии, контрастометрии и визоконтрастометрии описано во многих работах. При сопоставлении получаемых с помощью обычной визометрии данных с диапазоном контрастной чувствительности зрительного анализатора получается, что при использовании таблицы Головина—Сивцева или других аналогичных ей таблиц с высококонтрастными оптотипами можно получить представление лишь о разрешающей способности глаза при контрасте, приближающемся к максимальному. Сравнению информативности для клинициста методов визометрии и визоконтрастометрии было посвящено наше исследование.

Результаты ряда работ свидетельствуют о том, что методика визоконтрастометрии гораздо более информативна по сравнению с традиционной визометрией. С ее помощью можно обнаружить минимальные расстройства зрительных функций у пациентов с нарушением прозрачности преломляющих сред глаза, заболеваниями сетчатки, зрительного нерва и вышележащих проводящих путей зрительного анализатора.

С помощью визоконтрастометрии можно обнаружить зрительные расстройства у пациентов с нормальными показателями остроты зрения при глаукоме, ретробульбарном неврите, опухолях головного мозга, сахарном диабете и многих других заболеваниях.

Исследования, проведенные на кафедре офтальмологии ВМедА и в ряде других лечебных заведений, показали, что методика визоконтрастометрии в ряде случаев помогает более точно и в то же время достаточно быстро оценить состояние зрительных функций при повреждениях зрительной системы и отравлениях.

↑ Визоконтрастометрия при контузиях органа зрения

Весьма важным показателем, характеризующим степень тяжести контузии глаза, является острота зрения. Известно, что при снижении остроты зрения в два раза по сравнению с исходной контузию следует считать тяжелой. Часто при подобной травме на глазном дне при офтальмоскопии определяется берлиновское помутнение, которое также сказывается на состоянии зрительных функций, особенно при его локализации в центральных отделах сетчатки.

Клиницисты используют офтальмоскопическую картину для оценки динамики процесса и адекватности проводимой терапии. При комплексном исследовании таких пациентов показатели визоконтрастометрии помогают в значительной степени оценить степень снижения зрительных функций, а также динамику зрительных функций в ходе лечения.

Обратное развитие берлиновского помутнения прежде всего проявляется повышением контрастной чувствительности в широком диапазоне пространственных частот, в то время как показатели остроты зрения могут длительное время оставаться неизменными. При наличии берлиновского помутнения при контузиях органа зрения понижение контрастной чувствительности наблюдается не только в диапазоне высоких пространственных частот, что связано со снижением остроты зрения, но и затрагивает низкие частоты, что обусловлено вовлечением в процесс значительных по площади участков сетчатки.

В ходе проводимого лечения прежде всего восстанавливается чувствительность на низких частотах, а затем и на высоких с одновременным повышением остроты зрения.
Показатели визоконтрастометрии позволяют также оценить ход рассасывания частичного гемофтальма, возникшего в результате трав мы. Однако разнообразие возможной клинической картины в данном случае позволяет оценить лишь динамику процесса по изменению контрастной чувствительности.

Особого внимания заслуживает рассмотрение динамики зрительных функций при редко наблюдающихся изолированных повреждениях зрительного нерва. Мы наблюдали за динамикой зрительных функций у пациента Ц. М. А. (22 лет) при ранении правой глазницы с повреждением зрительного нерва.

Из анамнеза известно, что пациент получил травму тонкой тупой палкой («шпагой») и с остротой зрения правого глаза равной О (нулю) был в порядке неотложной помощи доставлен в стационар. При обследовании определялся экзофтальм 2 мм, гематома верхнего века, рваная рана конъюнктивы в области внутреннего угла глаза, преломляющие среды были прозрачными, на глазном дне патологических изменений выявлено не было.

В ходе проводимой интенсивной терапии у пациента на первые сутки появилось светоощущение с неправильной проекцией света (цвета различал), на вторые сутки острота зрения составила 0.03 (эксцентрично), а к пятому дню лечения достигла 0.1 (эксцентрично). В дальнейшем острота зрения достигла 1.0, к 15-м суткам лечения, однако показатели визоконтрастометрии, а также периметрии так и не достигли нормальных величин (рис. 56).

Характерно, что основным показателем восстановления функций зрительного нерва и, соответственно, показателем адекватности проводимой терапии являлось повышение уровня контрастной чувствительности в диапазоне низких и частично средних пространственных частот. Было отмечено, что в то время как границы поля зрения практически перестали изменяться, показатели контрастной чувствительности в диапазоне низких частот продолжали повышаться еще длительный период времени и отражали процесс восстановления зрительных функций.

Визоконтрастометрия при симпатической офтальмии
Показатели контрастной чувствительности оказались весьма полезными для раннего обнаружения признаков симпатического воспаления. Клинические наблюдения показали, что при развитии симпатического воспаления на видеограмме здорового глаза отмечается понижение контрастной чувствительности в диапазоне низких пространственных частот при неизменных полях зрения и показателях остроты зрения (рис. 48).

Мы провели исследование контрастной чувствительности на приборе «Эрготест» у 68 пациентов на предмет раннего определения признаков развития симпатической офтальмии после прободных ранений глазного яблока.

В 7 наблюдениях было обнаружено снижение контрастной чувствительности в диапазоне низких пространственных частот, что было расценено как первый признак развития данного грозного осложнения и позволило сделать вывод о недостаточности проводимой терапии.

Следует отметить, что для правильной оценки получаемых данных следует в обязательном порядке проводить визоконтрастометрию здорового глаза данным пациентам в ранние сроки (сразу) после ранения, и только на основе сравнения этих показателей с показателями контрастной чувствительности, полученными раз в неделю в ходе лечения, можно делать заключение о наличии признаков симпатического воспаления.

↑ Визоконтрастометрия при патологии роговицы

Методика визоконтрастометрии позволяет оценить динамику зрительных функций при изменении оптических свойств роговицы вследствие кератитов, а также при ожогах глаз. В некоторых случаях врачу бывает довольно сложно субъективно оценить динамику изменений и во время обследования пациента мнения специалистов могут различаться, особенно при отсутствии динамики со стороны остроты зрения.

При исследовании контрастной чувствительности становится возможным математически оценить ход процесса и сделать выводы об адекватности проводимой терапии. Состояние оптических свойств роговицы отражается прежде всего на показателях зрительной сохранности в диапазоне высоких пространственных частот даже при остроте зрения 1.0 по таблицам Головина—Сивцева.

При более выраженном нарушении прозрачности снижение контрастной чувствительности регистрируют также последовательно на средних и низких частотах. По мере того как видеограмма смещается в низкочастотную область, страдает и острота зрения, а чувствительность в высокочастотной области может отсутствовать.

↑ Контрастная чувствительность при травматических катарактах

Изменения видеограммы при катарактах напрямую связаны со степенью выраженности помутнения хрусталика. Известно, что состояние преломляющих сред глаза прежде всего отражается на контрастной чувствительности в диапазоне высоких пространственных частот, и по мере снижения прозрачности сред, в последующем, наблюдается понижение чувствительности в диапазоне средних, а затем и низких пространственных частот.

Развитие травматической катаракты также сказывается прежде всего на чувствительности в диапазоне высоких пространственных частот. Часто наблюдается офтальмогипертензия при набухании хрусталика, что усугубляет изменения на средних частотах.

Показатели визоконтрастометрии позволяют зарегистрировать минимальные изменения зрительных функций при травматических катарактах. На рис. 57 отражена динамика показателей визоконтрастометрии у одного из пациентов при развитии травматической катаракты.

Данное наблюдение позволяет проследить, как ведут себя показатели визоконтрастометрии по мере развития катаракты при отсутствии сопутствующей патологии.

В первые дни после получения проникающего ранения с наличием инородного тела в хрусталике глаза (от 20.01.92) наблюдалась относительная стабилизация зрительных функций, однако через некоторое время было зарегистрировано понижение контрастной чувствительности не только на высоких, но и на средних пространственных частотах, а в последующем, по мере прогрессирования катаракты, изменялись показатели и на низких пространственных частотах.

Оценка динамики зрительных функций при отслойках сетчатки и на ранних стадиях витреоретинальной пролиферации
В ходе наблюдения за больными с отслойками сетчатки травматического генеза, а также в ходе послеоперационного периода часто возникает необходимость точной оценки зрительных функций.

Дело в том, что у подобных пациентов острота зрения может оставаться в пределах 0.1—0.2, а динамику при таких величинах уловить чрезвычайно сложно, так как пациенты быстро запоминают буквы первых 2—3 строк. В то же время офтальмоскопическую картину в динамике бывает сложно оценить, и даже опытные хирурги могут расходиться во мнениях при обследовании одного и того же пациента. Иллюстрация положительной динамики зрительных функций при неизменной остроте зрения после операции по поводу отслойки сетчатки приведена на рис. 58.

Проведение визоконтрастометрии у пациентов с отслойками сетчатки позволяет документально подтвердить динамику процесса. По нашим данным, для таких целей исследование можно проводить уже при остроте зрения порядка 0.05-0.06.

↑ Визоконтрастометрия при оптохиазмальных арахноидитах травматической этиологии

Грозным последствием травм головного мозга является оптохиазмальный арахноидит, приводящий к значительному снижению зрительных функций и инвалидности. Исследования, проведенные в нашей клинике, показали, что при оптохиазмальном арахноидите понижение контрастной чувствительности отражает степень поражения хиазмы.

У всех обследованных нами пациентов с подтвержденным диагнозом даже при высокой остроте зрения происходило симметричное понижение чувствительности на низких пространственных частотах. При наличии центральных скотом наблюдали выпадение контрастной чувствительности на высоких частотах.

Понижение чувствительности на средних частотах было характерным для более тяжелого течения заболевания и, как правило, сопровождалось понижением остроты зрения. Статистически значимой связи между данными периметрии и визоконтрастометрии получить не удалось, однако в большинстве наблюдений сохранялась тенденция к понижению контрастной чувствительности на низких частотах при сужении полей зрения.

При преимущественном поражении одной из сторон хиазмы наблюдается некоторая асимметрия в показателях визоконтрастометрии при исследовании правого и левого глаз. Таким образом, при оптохиазмальных арахноидитах наблюдается понижение контрастной чувствительности прежде всего на низких пространственных частотах при исследовании как левого, так и правого глаз, а его уровень отражает степень поражения хиазмы (рис. 59).

Полное отсутствие чувствительности в диапазоне высоких пространственных частот характерно как для поражений макулярной зоны, так и ля поражений папилломакулярного пучка.

↑ Показатели визоконтрастометрии при сотрясениях головного мозга

При сотрясениях головного мозга видеограммы могут иметь самый разнообразный вид. При минимальных изменениях кривая может быть в пределах возрастной нормы, однако при более тяжелом повреждении отмечается снижение контрастной чувствительности в области низких пространственных частот (рис. 60).

Выраженные изменения на видеограммах регистрируют при ушибах головного мозга, а также при более тяжелых травмах.

Помимо обычного исследования, большую помощь в обследовании подобных пациентов оказывает проведение визоконтрастометрии при смещении точки фиксации взора вправо и влево на 10° от центра тест-объекта.

Данная методика получила название полушарной визоконтрастометрии в связи с тем, что в результате исследования удается оценить симметричность функционирования правого и левого полушарий головного мозга. При локальных очаговых изменениях в правом или левом полушариях отмечается разница в контрастной чувствительности в диапазоне средних и низких пространственных частот, превышающая 10 % зрительной сохранности.

↑ Заключение

Исследование контрастной чувствительности глаза получает в последние годы все большее распространение в диагностике повреждений и заболеваний органа зрения. Вместе с тем, продолжают совершенствоваться методики исследования зрительных функций и появляются новые способы исследования, такие как визоконтрастометрия.

Исследования показали, что методика визоконтрастометрии обладает высокой диагностической информативностью по сравнению с традиционной визометрией, периметрией и некоторыми другими методиками при целом ряде заболеваний. Проведение данного исследования позволяет зарегистрировать минимальные изменения зрительных функций и выявить на ранних стадиях такие заболевания, как глаукома, ретробульбарный неврит, оптохиазмальный арахноидит, опухоли головного мозга (при их локализации по ходу проводящих путей). При этом острота зрения и шля зрения могут быть неизменными и на ранних стадиях не реагируют на наличие патологического процесса.

Помимо этого визоконтрастометрия позволяет произвести более точную оценку зрительных функций в динамике при таких заболеваниях, как катаракта, отслойки и локальные поражения сетчатки, а также при функциональных и органических изменениях при повреждениях органа зрения и фармакологических воздействиях на организм человека, в то время как традиционные методики остаются малоинформативными.

Анализируя накопленный клинический опыт можно сказать, что, помимо тонкой оценки зрительных функций в динамике, методика визоконтрастометрии позволяет зафиксировать минимальные изменения даже при высоких показателях традиционной визометрии и периметрии, получить количественный и качественный критерии степени их сохранности и соответственно оценить степень и уровень поражения зрительного анализатора. В клинической практике существенными являются изменения в любом участке пространственно-частотного диапазона. Таким образом, методика визоконтрастометрии служит важным дополнением в обследовании пациентов с повреждениями органа зрения.