Ретинопатия: Особенности применения электрофизиологических методов

Стандарты ISCEV, почему им важно следовать? К каким ошибкам может привести несоблюдение этих стандартов?

По данным Всемирной организации здравоохранения в 2011 году количество больных сахарным диабетом людей превысило 220 млн. В России на сегодняшний день насчитывается более 8 млн. больных сахарным диабетом. По распространенности и социальной значимости сахарный диабет занимает третье место после онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний.

Сахарный диабет вызывает поражение сердечно-сосудистой и нервной систем организма, а также приводит к частичной или полной потере зрения. При длительности сахарного диабета более 15 лет, примерно 10% пациентов становятся слабовидящими и 2% – слепыми. Наиболее распространенной причиной снижения зрения при сахарном диабете является заболевание сетчатки − диабетическая ретинопатия. В настоящее время она является основной причиной необратимой слепоты среди трудоспособного населения развитых стран мира.

 Эффективным методом лечения пролиферативной диабетической ретинопатии является панретинальная лазерная фотокоагуляция. Однако ее основным побочным эффектом является снижение зрения через несколько недель после завершения лазерной фотокоагуляции. Это снижение зрения связано с появлением или усугублением макулярного отека. В некоторых случаях этот отек носит обратимый характер, в некоторых – нет. Поэтому в современной офтальмологии особенно остро стоит проблема ранней диагностики диабетической ретинопатии, ее профилактики и лечения. Диагностика на ранних стадиях позволит увеличить эффективность лечения и уменьшить вероятность потери зрения.

В настоящее время установлено, что еще до появления первых клинических признаков диабетической ретинопатии происходит изменение биоэлектрических потенциалов нейронов и глиальных клеток Мюллера сетчатки, которые могут быть зарегистрированы с помощью электрофизиологических методов, в частности электроретинографии. Эти методы имеют ряд характерных особенностей, которые делают их незаменимыми при оценке функциональных нарушений в сетчатке.

Электроретинография основана на регистрации суммарных биоэлектрических потенциалов сетчатки глаза в ответ на световую стимуляцию. Световые стимулы с различными параметрами длительности, яркости и длины волны формируют биоэлектрические потенциалы, поступающие от различных слоев и клеточных структур сетчатки. Эти потенциалы – электроретинографические (ЭРГ) сигналы – регистрируются с помощью трех электродов: роговичного (corneal electrode), индифферентного (reference electrode) и общего (ground electrode). Для интерпретации результатов исследования и формирования заключения необходимо провести анализ зарегистрированных ЭРГ сигналов, который предельно автоматизирован благодаря программному обеспечению, поставляемому вместе с регистрирующей аппаратурой.

Условия стимуляции, параметры усилителей и методика проведения исследования стандартизованы Международным обществом клинической электрофизиологии зрения (International Society for Clinical Electrophysiology of Vision (ISCEV)), что обеспечивает репрезентативность получаемых результатов. Однако существует множество факторов, влияющих на качество записи ЭРГ сигналов и, следовательно, на достоверность результатов исследования больных диабетической ретинопатией, которые врач-электрофизиолог должен учитывать.

Световая стимуляция. В соответствии со стандартом ISCEV световой стимулятор должен формировать световой поток во всех направлениях для обеспечения равномерной засветки сетчатки. Для этих целей используется интегрирующая сфера (ганц-фельд сфера) – полый шар, покрытый изнутри матовой белой краской с высоким коэффициентом диффузного отражения. Если не учитывать нестабильность параметров светового стимулятора, то на конечный результат будут влиять, прежде всего, размер зрачка больного, уровень темновой (или световой) адаптации, а также слишком частое следование вспышек света при темновой адаптации, которое способно привести к дезадаптации зрительной системы и недостоверным результатам.

Параметры световых стимулов жестко регламентируются стандартом ISCEV, в последней редакции (от 2008 года) световой стимул и подсветка фона заданы конкретной величиной (а не диапазоном допустимых значений, как было в ранних версиях стандарта). Соблюдение стандартных условий световой стимуляции позволяет избежать ошибок при сравнении и интерпретации результатов, полученных в разных клиниках.

Электроды. К сожалению, электродам, которые являются первичными преобразователями биоэлектрических потенциалов сетчатки, уделяется недостаточно внимания при проведении электрофизиологических исследований. Несмотря на то, что на рынке представлено значительное число всевозможных электродов, их выбор может быть неочевиден. Следует сразу отметить, что речь идет в основном о роговичных электродах.

На рис. 1 представлены некоторые роговичные электроды, которые широко используются в офтальмологической практике в России: прозрачная контактная линза с золотым покрытием ERG-jet (а), тонкая золотая фольга Goldfoil (б), набор тонких хлорсеребряных нитей DTL (в), петля из тонких хлорсеребряных нитей с тефлоновым покрытием HK loop (г) и просто тонкая хлорсеребряная нить (д).

а)	б)	в)
г)		д)

Рис. 1. Роговичные электроды

В соответствии со стандартом ISCEV выбор роговичного электрода лежит на исследователе, однако в дальнейших своих работах ему следует использовать только выбранный тип электрода, поскольку они различаются по конструкции, материалу и форме токосъемной поверхности, что приводит к различным результатам исследования (относительное изменение амплитуды сигнала может составлять до 50% при применении разных электродов на одних и тех же пациентах). Однако не только сниженная амплитуда может исказить результаты. Наличие контакта между роговичным электродом и поверхностью глаза приводит к сложным электрохимическим процессам между слезной жидкостью и токосъемной поверхностью электрода. Влияние этих процессов на ЭРГ сигналах выражается в виде неконтролируемого сдвига изолинии, дрейфа сигнала и высокоамплитудных помех.

На основе проведенных исследований было установлено, что из всех представленных на рисунке роговичных электродов наиболее адекватными для регистрации биоэлектрических потенциалов сетчатки являются ERG-jet, DTL и HK loop. Следует иметь в виду, что использование очень тонких и «незаметных» для глаза электродов может привести к трудно контролируемым смещениям кривой сигнала, что чревато ошибочной интерпретацией результатов.

Методика регистрации. С одной стороны, методика проведения исследования предельно автоматизирована и требует от врача-электрофизиолога только четкого выполнения всех ее этапов. С другой стороны, на каждом из этапов может возникнуть ряд трудностей, которые следует быстро и эффективно решать. Рассмотрим некоторые возможные проблемы при регистрации и методы их решения.

Отсутствие ЭРГ сигнала. Одна из основных причин – нарушение контакта одного из трех электродов. Контролировать их положение на пациенте следует при помощи встроенной в ганц-фельд сферу инфракрасной камеры, а также при помощи измерения электродного импеданса. Вполне вероятно, что один из электродов попросту отклеился. В любом случае, следует добиваться значения импеданса не более 5 кОм. Другая возможная причина отсутствия сигнала – движения глазных яблока или век, которые вызывают значительные помехи высокой амплитуды. Эти ложные сигналы не воспринимаются системой как ЭРГ сигналы и блокируются. Движения глаз или моргания следует контролировать при помощи видеокамеры внутри ганц-фельд сферы.

Высокий уровень помех в сигнале. Причин может быть очень много, но к основным можно отнести: отсутствие или нарушение заземления регистрирующей аппаратуры; наличие источников помех технического происхождения (радиоэлектронная аппаратура, находящаяся в помещении, где проводятся ЭРГ исследования); сетевая наводка 50/100 Гц; микродвижения глаз или смещения электродов во время регистрации. К сожалению, универсального решения данной проблемы не существует. Если в ЭРГ сигнале присутствует негармонические помехи (не 50 Гц), то увеличение числа синхронных усреднений может уменьшить шум и выделить полезный сигнал. Если длительная повторная запись невозможна, то допустимо использовать сглаживающие фильтры. Так, например, в программном обеспечении системы Roland Consult существует возможность настройки любых полосовых фильтров, что позволяет подбирать индивидуальные настройки для каждого типа ЭРГ сигналов.

Гармонические помехи (50/100 Гц) не могут быть устранены с помощью синхронного усреднения, поскольку сетевая наводка при каждом усреднении будет складываться сама с собой. Для ее устранения используется специальный усилитель с высоким коэффициентом подавления синфазной помехи, что позволяет почти полностью избавиться от сетевой наводки. Однако при этом следует помнить, что синфазная помеха будет наиболее эффективно подавляться только при равенстве (или близких значениях) импеданса электродов. Поэтому при измерении импеданса важно не только следить за его значением, но и контролировать разницу между значениями импеданса роговичного и индифферентного электродов.

Оценку качества регистрации ЭРГ сигнала следует производить следующим образом. Перед началом исследования в параметрах программного обеспечения необходимо установить временной интервал до светового стимула (не менее 20 мс), который будет предшествовать ЭРГ сигналу. В этом временном интервале будет отсутствовать полезный сигнал, поскольку биоэлектрический потенциал сетчатки является вызванным потенциалом и генерируется после световой вспышки. Если после регистрации ЭРГ сигнала во временном интервале до отметки светового стимула изолиния ведет себя «спокойно» и шум значительно меньше ЭРГ сигнала, то качество регистрации можно считать высоким и результаты исследования являются достоверными.

Диабетическая ретинопатия. На примере выборки из 72 больных сахарным диабетом на разных стадиях диабетической ретинопатии (непролиферативная стадия (НПДР), препролиферативная стадия (ППДР), пролиферативная стадия (ПДР)) показано, что использование различных роговичных электродов в пределах одной лаборатории и отсутствие контроля качества регистрации ЭРГ сигналов приводит к существенно заниженным значениям чувствительности и специфичности определения стадий диабетической ретинопатии (рис. 2а). Верификация стадий диабетической ретинопатии у больных сахарным диабетом была проведена с использованием офтальмоскопии и флюоресцентной ангиографии. На рис. 2б приведены результаты определения стадий диабетической ретинопатии у тех же больных только с использованием электрода HK loop и обеспечением отношения сигнал/шум не менее 20 дБ.

а)

б)

Рис. 2. Чувствительность и специфичность определения стадий диабетической ретинопатии

Из диаграммы видно, что вероятность определения стадий диабетической ретинопатии с использованием электроретинографии достаточно высока (особенно ценно увеличение вероятности выявления стадии функциональных нарушений), однако достоверность исследований обеспечивается только при выполнении всех требований стандарта ISCEV и при постоянном контроле качества регистрации сигналов.

Резвых С.В. МНИИ ГБ им. Гельмгольца