Методы исследования ВГД

Этапы истории развития тонометрии и методы исследования внутриглазного давления

Содержание:

metody-izmereniya-gde-to-vnachale

Измерение внутриглазного давления остаётся одним из наиболее  диагностически  значимых  методов  повседневной  практики  офтальмологов, так как одним из признаков, свидетельствующих о необходимости  проведения  дальнейшего детального обследования пациента с  применением  всего  спектра  диагностических  мероприятий, является  повышение внутриглазного  давления  или его асимметрия. Своевременность выявления в значительной степени  влияет на результат лечения и дальнейшего течения глаукомы. Выбор  оптимального метода измерения внутриглазного давления имеет  немаловажное  значение при динамическом наблюдении, а также может сказываться на  правильности тактики  ведения больных глаукомой.

Основные этапы истории развития  тонометрии:

    • Начальный период (1863–1884), в течение которого инструментальное измерение  ВГД  носило  преимущественно экспериментальный характер. Для клинической оценки офтальмотонуса единственно приемлемым  являлся  пальпаторный метод. По степени плотности глаза, определяемой при пальпации, ВГД обозначалось: Тн – нормальный тонус, Т1? – сомнительное повышение, Т1 – легкое повышение, Т2 – сильное повышение, Т3 –  максимальное повышение. Недостаток точности пальпаторного исследования тензии глаза определил необходимость создания  инструментального клинического измерения  ВГД. Однако  многочисленные модели тонометров, предлагавшихся на протяжении  Х1Х  века, обладали  очень  малой  ценностью  для измерения  ВГД.
    • Ранний клинический период (1884–1913), на протяжении которого сначала аппланационный тонометр Маклакова (1884), а затем импрессионный тонометр Шиотца (1904) начали применяться в клинической  практике. Не имевшая аналогов тонометрия по Маклакову, положившая начало  аппланационному методу измерения тензии глаза, открыла эру точного  инструментального клинического метода измерения ВГД. Вместе с этим незавершённость калибровочных исследований для тонометра Маклакова, недостаточное внимание  к  разработке теории аппланационной  тонометрии, определили повсеместное признание предложенного в 1904 году Schiotz импрессинного тонометра. По глубине вдавления центральной зоны роговицы плунжером (диаметр 3 мм) судят о величине внутриглазного  давления  по  шкале, градуированной  в условных единицах  Шиотца.

    • shiotca shiotc-2
      Тонометр Шиотца
       

    • Научно-клинический период (1913–1960): наряду с широким внедрением тонометрии в повседневную врачебную практику, происходит дальнейшее развитие теории тонометрии, позволившего предложить методы определения  истинного  ВГД.
    • Современный этап эволюции тонометрии характеризуется дальнейшим изучением и совершенствованием уже известных офтальмотонометров, а  также созданием новых приборов, принцип работы которых основан на последних достижениях науки и техники.

    maklakovПодробнее в этом обзоре остановимся на тех приборах, которые представляют наибольший интерес, перспективны или выпускаются серийно и имеют широкое распространение в клинической практике офтальмологов.

    Имеющий более чем столетнюю историю тонометр Маклакова — на сегодняшний день наиболее доступный и широко применимый в РФ прибор для  измерения ВГД. Преимущества этого тонометра не вызывают сомнений:

    • Простота стандартизации и  калибровки  инструмента.
    • Простота применения.
    • Автономность, независимость тонометра от офтальмологического оборудования.
    • Возможность измерения ВГД в  положении  больного  лёжа.
    • Высокая точность определения тензии при правильной технике измерения.
    • Дешевизна тонометра Маклакова по сравнению с тонометром Гольдмана, бесконтактными, портативными приборами для  измерения  ВГД.

    maklakovОднако наряду с преимуществами тонометр Маклакова имеет ряд  качеств, ограничивающих его применение в  офтальмологической  практике.

    • кропотливость измерения, требующая достаточной квалификации среднего медицинского  персонала,
    • продолжительность исследования,
    • необходимость местной анестезии,
    • ограничение применения при  патологии  роговицы

    goldman-2В настоящее время наиболее точным прибором для  измерения  ВГД по  общепринятому мнению считается, предложенный 1954 году Гольдманом тонометр, являющийся в последние годы «золотым  стандартом» тонометрии, с помощью которого проверяют калибровку других  приборов.

    В основу прибора положен принцип тонометра Фика: измерение силы, необходимой для постоянной деформации роговицы (диаметр круга аппланации 3,06 мм). Экспериментальными исследованиями ]показано, что сопротивление роговицы по краю деформации при тонометрии (М) и величина капиллярных сил (N) уравновешивают друг друга при диаметрах  аппланации от 2,0 до 4,0 мм. Точное значение f(Po) = W неизвестно, однако доказано, что эта функция близка по значению к W = f(Pт), которая правильно выражена для значения радиуса 1,53 мм формулой Эмбера – Фика (Pт = W/S). Для тонометра Гольдмана Рт»Ро» 10W. Разница между Рт и Ро обычно составляет не более 3% от значений тонометрического ВГД, что и является погрешностью прибора. Площадь деформации при тономтерии по Гольдману всегда постоянна и достаточно мала, поэтому объем смещаемой  жидкости (Vc) составляет всего около 0,5 мм 3. При таких малых значениях Vc почти не происходит повышения ВГД в процессе тонометрии и коэффициент ригидности практически не играет какой-либо роли. Для исключения кольца слёзной жидкости из диаметра деформации роговицы применяется комбинация  флюоресцеина и синего фильтра. Между тем концентрация флюоресцеина оказывает влияние на показания тонометра — завышение результатов измерения при повышенной концентрации и занижение показателей при низкой его  концентрации.

    goldmanУказывая на высокую точностью, хорошую повторяемость результатов  при измерении ВГД разными офтальмологами, следует вместе с тем отметить  некоторые недостатки этого прибора, которые ограничивают его применение.

    • невозможность измерения ВГД в горизонтальном  положении  пациента;
    • необходимость использования анестетиков;
    • значительное влияние на  результат измерения  состояния  роговицы:
    • невозможность достоверного измерения при помутнении, отёке роговицы, значительной аномалии рефракции; после кератопластики.
    • в ряде работ отмечается недооценка ВГД при аппланационной тонометрии по Гольдману после фоторефракционных корнеальных операций, причём результат измерения зависит от объёма вмешательства на роговице.
    • Jamal KN с соавторами указывают на значительное влияние попытки прикрывания век пациентом во время исследования на результат тонометрии, что ведёт к ошибке измерения до 4,1 ± 2,1 mmHg в сторону повышения.
    • по-прежнему остаётся не до конца решённой проблема стерилизации тонометра и возможного риска инфицирования во время процедуры измерения.

    Draeger предложил ручной вариант прибора, аналогичного аппланационному тонометру Гольдмана, позволяющий проводить измерение ВГД и вертикальном, и в горизонтальном положении пациента. Конструктивно офтальмотонометр Дрегера несколько отличается от тонометра  Гольдмана: иной оптический делитель, сила давления на глаз создаётся за счёт  пружин, натяжение которых регулируется электромотором. Совмещение в оптической системе микроскопа, делителя и шкалы нагрузки делает использование тонометра более удобным. При сравнительном исследовании ВГД тонометрами Гольдмана и Дрегера получены близкие результаты. Несмотря на применение в клинической практике офтальмологов Европы, Америки и Азии, в России тонометр Дрегера не имеет широкого  распространения.

    Аналогичным конструктивно тонометру Гольдмана является ручной прибор Перкинса. Этот прибор имеет широкое распространение в практике офтальмологов за рубежом, так как, обладая точностью измерения истинного давления, имеет ряд преимуществ перед тонометром  Гольдмана, связанного  со  стационарной  щелевой лампой, в том числе и возможность измерения ВГД у пациентов в положении лёжа.

    Аппланационный контактный пневмотонометр, разработанный Durham, Bigliano, Masinoв 1965 году, модернизированный позднее и получившем название тонометра Дурхема – Лангхема, отличается новым методологическим подходом к анализу и оценке ВГД. Датчик  прибора состоит из корпуса и плунжера малой массы, который плавает на подушке из фреона. В свою очередь фреон в полузакрытой пневматической системе, позволяющей уменьшить силу давления плунжера на глаз во время измерения, создаёт постоянное давление и повышает стабильность пневмоэлектрического преобразователя. Кроме того, прибор ведёт постоянную запись как  ВГД, так и внутриглазного пульса. Пневмотонометр Дурхема – Лангхема применяется для выявления выраженности ортоклиностатической реакции, что  может иметь значение в случае эпизодического повышения ВГД, при подозрении на глаукому с нормальным давлением, для оценки адекватности проводимой гипотензивной терапии. Наряду с этим следует подчеркнуть, что тонографическое давление при исследовании этим тонометром отличается от Ро на 4 мм рт.ст  в сторону повышения в любом положении пациента.

    Одной из наиболее удачных попыток модернизации принципов аппланационной и импрессионной тонометрии стал разработанный Mackay, Marg в 1959 году прибор. Сила давления на глаз определяется датчиком электрического тонометра. Датчик имеет корпус, аппланирующая поверхность которого в несколько раз больше площади плунжера. В процессе измерения площадь деформации роговицы больше аппланирующей поверхности плунжера, что устраняет влияние силы сопротивления роговицы по краю деформации и капиллярных сил кольца слёзной жидкости на результат. tonopen-xlВ мировой офтальмологической практике популярность приобрёл, работающий по принципу Маккей–Марга офтальмотонометр Tono–Pen XL (Mentor). Зона аппланации плунжера у прибора 1,5 мм. Совпадение плоскостей плунжера и корпуса или выстояние плунжера поддерживается следящей системой. ВГД определяется по дикротическому зубцу на тонограмме. На дисплее выводится среднеарифметическая величина офтальмотонуса 6 измерений. При этом оценивается достоверность результата. При сравнительном анализе с тонометрией по Гольдману отмечается совпадение результатов в 62% случаев, при этом отмечается занижение результатов измерения при ВГД выше 20 мм рт.ст. Бесспорными достоинствами этого прибора являются портативность, автономность, возможность использования у иммобилизованных пациентов. Наиболее широко тонометр применяется для скрининга, в детской практике, при осмотрах на дому. Наряду с этим необходимость применения местной анестезии усложняет и ограничивает  применение  Tono — Pen XL.

    Самотонометрия

    ocuton-sВ мировой офтальмологической практике возрос интерес к проблеме  самоконтроля у больных глаукомой. Очевидны преимущества самотонометрии: возможность проведения суточной тонометрии для определения индивидуальных флуктуаций внутриглазного давления, регулярного контроля офтальмотонуса без посещения офтальмолога, что экономит время врача и больного. Предлагаемый фирмой  EPS (Elektronik&PrazisionsbauSaalfeld), Германия, аппланационный тонометр OcutonS имеет встроенный микропроцессор, контролирующий движение аппланационной призмы, оценивает площадь роговицы и силу давления призмы, при этом вычисляется ВГД и цифровой результат измерения отображается на дисплее. Ocuton–S отвечает всем требованиям, предъявляемым современным  тонометрам:

    • низкая стоимость;
    • отсутствие ограничений, связанных с необходимостью применения флюоресцеина;
    • независимость от щелевой  лампы;
    • автоматическая УФ – дезинфекция измерительной  призмы;
    • удобство для работающих  больных.

    Вместе с этим необходимость местной анестезии является существенным  недостатком. Кроме того, при сравнении с тонометром Гольдмана отмечается завышение результатов порядка 5 мм рт ст.

    Бесконтактный тонометр, предложенный  Грольманом в 1972 году, имеет наиболее широкое распространение в мире. Прибор содержит пневматическую и наблюдательную системы, ориентированные оси глаза и расположенные перпендикулярно к поверхности роговицы. Следящий световой пучок направляется на роговицу и отражается от ее аппланированной поверхности на фотоэлектрический преобразователь. Отсутствие контакта с роговицей достигается воздействием воздушной импульсной волны, распространяющейся по  прямой линии и деформирующей центр роговицы. На роговицу действует линейно возрастающая сила, приводящая к постепенному уменьшению ее кривизны. Уплощение улавливается по максимальному сигналу, и определяется время его появления. Линейная характеристика воздушного выстрела позволяет думать о линейной зависимости между силой и временем, площадь аппланации в процессе тонометрии составляет около 3,6 мм2.

    Отсутствие механического контакта с глазом позволяет проводить исследование без анестезии, что сокращает время осмотра, калибровка по тонометру Гольдмана позволяет судить об истинном ВГД. Но по данным литературы и  собственным наблюдениям при офтальмотонусе выше 30 мм рт.ст. бесконтактный тонометр занижает результаты измерения. Ограничения применения бесконтактной тонометрии связаны с:

    • получением лишь ориентировочного результата  при  патологии  роговицы  (отёк, помутнение, кератоконус, значительный  астигматизм);
    • затруднённой фиксации взгляда (стробизм, макулопатии, нистагм);
    • следует учитывать и возможный разброс показателей офтальмотонуса при последовательном трёхкратном измерении, что может быть обусловлено неправильным положением больного или рефлекторным напряжением его во время исследования;
    • высокая стоимость бесконтактных тонометров ограничивает их распространение.

    Приборы, рассмотренные нами, относятся к роговичным офтальмомтонометрам. Следует отметить бесспорные достоинства этой группы приборов:

    • роговица является более доступной для тонометра структурой глазного яблока;
    • отсутствие интерпозиции структур глаза между тонометром и роговицей;
    • индивидуальные размеры, толщина и кривизна роговицы различаются в меньшей степени, по сравнению с другими отделами фиброзной оболочки  глаза.

    Наряду с этим, нельзя не отметить серьёзные недостатки  роговичной тонометрии:

    влияние на результат индивидуальных различий в кривизне и толщине роговицы;

    значительное количество противопоказаний к этому виду тонометрии (патология  роговицы, конъюнктивиты, нистагм, стробизм);

    высокий риск инфицирования, возрастающий после офтальмохирургических  вмешательств;

    при контактной роговичной тонометрии необходимость использования анестетиков, что в свою очередь  может вызвать ряд патологических состояний – отёк эпителия  роговицы, аллергические  реакции.

    Достоверное измерение ВГД у пациентов с патологией роговицы при подозрении на глаукому остаётся проблемой, требующей решения. В настоящее  время предлагается, как наиболее точный способ оценки ВГД, электронная интраокулярная игольная тонометрия, изучаемая на протяжении пяти лет в Heinrich–Heine-Universitats–Augenklinik Дюссельдорфа. Однако этот метод не может быть введён в широкую амбулаторную практику в связи с его инвазивностью и  возможными осложнениями.

    Развитие современных методов диагностики предъявляет к новому поколению офтальмотонометров высокие  требования  в отношении точности, эксплуатационной надёжности, простоты и удобства клинического использования. Предпочтение отдаётся портативным, автономным, не дорогостоящим, малоинвазивным  приборам.

    i-careТакже в настоящий момент существуют тонометры, принцип работы которых основан на технологии «рикошета» (Icare). Легкий (26,5 мг) и медленно перемещаемый датчик на мгновение соприкасается с роговицей глаза, после чего анализируются параметры смещения датчика. В момент контакта датчика с роговицей уровень падения скорости движения датчика зависит от внутриглазного давления. Чем выше ВГД, тем быстрее падает скорость движения датчика. Время контакта меньше при высоком и дольше при низком ВГД. Параметры смещения измеряются косвенным образом при помощи системы с катушкой-сенсором, определяющей индукцию смещения магнитного датчика. Общая кинетическая энергия датчика составляет примерно 1 микроджоуль, и только небольшая часть этой энергии поглощается глазом непосредственно.

    Баллистическая тонометрия впервые была предложена Vogelsang в  1927. При свободном падении молоточка роговица прогибается, в ней развиваются упругие силы сопротивления, что ведёт к отскакиванию молоточка. Величина деформации роговицы, высота отскока и время контакта с молоточком  зависят от уровня ВГД. Наряду с этим было установлено, что на результат влияет не только величина офтальмотонуса, но и кривизна роговицы, ее толщина и влажность. В связи с этим прибор не получил  распространения.

    Изучение принципов баллистической тонометрии продолжается и в настоящее время. Интересной представляется разработка электромеханического тонометра, представленного по результатам лабораторных испытаний Helsinki University Central Hospital, Finland. В методике измерения используется  принцип  баллистической  тонометрии:

    • лёгкий зонд после столкновения с роговицей или склерой отскакивает,
    • благодаря феномену электрической проводимости биологических объектов, встроенным сенсором регистрируется  и измеряется время контакта зонда с  глазом, пропорционально зависящее от  уровня  внутриглазного  давления.

    Однако в литературе отсутствуют данные о дальнейшей разработке лабораторных образцов  и   изучении  этого  вида   приборов.

    Перспективным представляется разработка приборов, позволяющих достоверно оценить уровень офтальмотонуса через веки. Пальпаторный транспальпебральный метод длительное время оставался единственным способом оценки ВГД. Наряду с использованием современных офтльмотонометров, пальпация применяется для анализа тензии и в современной практике в тех  случаях когда, использование тонометров невозможно:

    • педиатрическая офтальмология;
    • ранний послеоперационный период;
    • патология роговицы.

    В то же время понятно, что субъективность этого метода не позволяет  количественно оценить уровень ВГД. Кроме того, в ряде работ отмечается  опасность пальпаторной транспальпебральной оценки офтальмотонуса выше  30  мм рт.ст.

    Внимание к этой проблеме привело к появлению приборов, способных  оценить количественно ВГД через веки. Механофосфен–тонометр (FPT) предложен Фреско (Канада). В основе изобретения лежит феномен «свечения», возникающий вследствие механического воздействия на глазное яблоко  и деформации сетчатки. При этом определяется сила воздействия на глаз, зависящая от уровня внутриглазного давления. При проведении сравнительной тонометрии авторами был в качестве эталона тонометр Гольдмана. Также авторы отмечают хорошую совместимость показателей FPT и тонометра Гольдмана. Но следует подчеркнуть, что использование этого прибора в клинической практике ограничено зависимостью результатов измерения от субъективной оценки ощущений больного и невозможностью применения при дефектах поля зрения.

    Внедрение новых акустических технологий позволило разработать новый  метод — акустическую транспальпебральную тонометрию. Принцип оценки  ВГД основан на определении механического напряжения тарзальной области  верхних  век, для чего применяется акустический анализатор тканей, созданный  в лаборатории биофизической акустики Института биофизики. По данным авторов установлена высокая положительная корреляционная связь (р=0,98; р< 0,002) между тонометрическим ВГД и скоростью поверхностных волн в тарзальной области верхних век при сканировании в вертикальном положении  (ось У). Применение биомеханического акустического метода позволяет объективизировать результаты транспальпебральной оценки ВГД. Однако в литературе в настоящее время мы не встретили данных о широком применении этого  вида определения офтальмотонуса.

    Около 20-ти лет назад на Государственном Рязанском приборном заводе были разработаны приборы, в которых реализованы нестандартные технологии тонометрии глаза: транспальпебральная  и склеральная, а в практике офтальмологов появился новый термин «транспальпебральная тонометрия». Это самый «молодой» метод офтальмотонометрии в мире. Неоценимую помощь и поддержку специалистам завода в создании транспальпебральных приборов оказал российский офтальмолог, академик Аркадий Павлович Нестеров.

    Портативный индикатор ИГД-02 позволяет измерять ВГД транспальпебрально через веко в зоне склеры. Принцип работы данного прибора основан на обработке функции движения штока в результате его свободного падения и взаимодействия с упругой поверхностью. Цифровое значение ВГД индикатора ИГД-02, соответствует тонометрии по Маклакову при нагрузке 10г.

    Таким образом, очевидной становится необходимость в клинической  практике применения офтальмотонометра, обладающего следующими  качествами:

    • точность измерения ВГД;
    • эксплуатационная надёжность  тонометра;
    • простота и удобство клинического использования не только в офтальмологических  учреждений, но  и  у  иммобилизованных  пациентов, а  также  при необходимости  в  домашних  условиях;
    • портативность и автономность прибора, позволяющие проводить, в том числе, суточный мониторинг офтальмотонуса, значение которого для верификации диагноза и выбора оптимальной тактики лечения в настоящее  время  возрастает;
    • неинвазивность прибора, низкий риск инфицирования во время процедуры;
    • не высокая цена офтальмотонометра.

    В  связи  с  этим  становится понятной перспектива широкого применения  транспальпебральной инструментальной тонометрии в офтальмологической  практике, особенно при массовых осмотрах, с  минимальной затратой времени  исследования без потери информативности, включая пациентов с  лекарственной  аллергией  и  патологией   роговицы, а также для  самоконтроля  ВГД  больным.

    Авторы — Илларионова А.Р., Нестеров А. П.