28 Апр Аппланационная и динамическая контурная тонометрия: сравнительный анализ
В современной офтальмологии с успехом применяются десятки тонометров для измерения внутриглазного давления (ВГД), различных по принципу работы, точности получаемых данных, цене и многим другим характеристикам. Зачастую практикующему офтальмологу трудно выбрать прибор в достаточной мере отвечающий его потребностям и возможностям. Исторически сложилось, что в России и некоторых странах бывшего СССР наибольшее распространение получил тонометр Маклакова, в странах Западной Европы и США — тонометр Гольдмана. Последний до недавнего времени воспринимался как «золотой стандарт» тонометрии, однако сейчас это положение пересматривается. Одной из причин этого является отчетливое влияние толщины роговой оболочки пациента на результаты измерения ВГД по Гольдману. В последнее время появились работы, подтверждающие влияние толщины роговицы и на результаты тонометрии по Маклакову.
Алексей Николаевич Маклаков предложил в 1884 году первый аппланационный тонометр. Для обоснования своего метода автор использовал биомеханическую модель, основанную на допущении, что вес тонометра уравновешивается только силой внутриглазного давления, действующей на площадке контакта с роговицей. Таким образом, он пренебрегал силами упругости, возникающими при деформации фиброзной капсулы глаза, что теоретически должно привести к ошибке метода, связанной с толщиной роговицы. В ряде работ показано, что толщина центральной зоны роговицы (ТЦЗР) оказывает значимое влияние на уровень ВГД по Маклакову у здоровых добровольцев, однако в сравнении с показаниями тонометра Гольдмана, пневмотонометра и тонометра Шиотца это влияние существенно меньше.
Гораздо более подробно изучено влияние толщины роговицы на показания тонометра Гольдмана. Тонометр предложен в 1957 году Гансом Гольдманом и Тео Шмидтом. Закон Imbert-Fick, который зачастую приводится как теоретическая основа тонометрии по Гольдману, был на самом деле использован позднее для объяснения принципа аппланационной тонометрии. Закон Imbert-Fick утверждает, что давление жидкости, заключенной в сферическую оболочку, прямо пропорционально силе, необходимой для аппланации определенной площади данной оболочки. Этот принцип применим для бесконечно тонкой, абсолютно эластичной, совершенно сухой и гибкой оболочки.
Так как роговица не отвечает ни одному из этих требований, использование закона Imbert-Fick в теории аппланационной тонометрии является существенным допущением.
Интерес к изучению данной погрешности возрос после публикаций исследовательской группы по изучению необходимости лечения офтальмогипертензии (Ocular Hypertension Treatment Study, OHTS), а также работ, посвященных глаукоме псевдонормального давления (ГПНД). Было показано, что в группе пациентов с ГПНД толщина роговицы существенно меньше, а при офтальмогипертензии — существенно больше, чем в среднем. Ряд авторов описали наличие положительной корреляционной связи между толщиной роговицы и уровнем ВГД при тонометрии по Гольдману, что привело к созданию алгоритмов для пересчета «истинного» ВГД на основании данных пахиметрии. В таких алгоритмах всегда фигурирует «средняя» толщина роговицы (как правило, 545 мкм), при которой поправочный коэффициент равен нулю. Чем тоньше роговица, тем более высокое значение поправки необходимо прибавить к измеренному по Гольдману ВГД, и наоборот, чем она толще, тем большее значение необходимо вычесть. По данным большинства основанных на обследовании популяций исследований, связанная с ТЦЗР ошибка при тонометрии по Гольдману составляет около 2,5 мм рт.ст. на 100 мкм ТЦЗР (толщина центральной зоны роговицы). Следует отметить, что применение данных алгоритмов на практике оказалось затруднительным, так как все они основаны на допущении, что существует линейная зависимость между ВГД и толщиной роговицы в центре, а толщина роговицы никак не связана и с «истинным» ВГД. Однако уже N. Ehlers et al. (1975) было показано, что данная зависимость носит нелинейный характер, а толщина роговицы меняется в зависимости от давления в передней камере. Более того, в модели линейного регрессионного анализа, используемой для формирования подобных алгоритмов, половина точек лежит над линией регрессии, а половина под этой линией. Поэтому, пользуясь любой из линейных номограмм, можно ошибиться не только в значении, но и в направлении поправки. Многие авторы сходятся во мнении о том, что источником ошибки при аппланационной тонометрии является не только толщина роговицы, но и ее биомеханические свойства.
Несколько лет назад был предложен тонометр Pascal, основанный на принципе динамической контурной тонометрии (ДКТ), позволяющем свести к минимуму влияние свойств роговицы на результаты измерений. Тонометр представляет собой электронный прибор, который крепится на щелевую лампу наподобие тонометра Гольдмана. Контактирующая с роговицей насадка имеет вогнутую форму, контур которой повторяет кривизну передней поверхности роговицы. В контур вмонтирован пьезоэлектрический датчик давления. Радиус кривизны контура составляет 10,4 мм (32,5 D при пересчете на кератометрические данные), что позволяет использовать прибор для роговиц с радиусом кривизны более 5—6 мм (55—65 D) и толщиной центральной зоны от 300 до 700 мкм. При этих условиях кривизна роговицы и кривизна контура в определенной зоне совпадают при минимальном давлении на глазное яблоко (менее 1 г), и датчик регистрирует ВГД «прямым транскорнеальным методом». Принципиальное отличие от других тонометров заключается в отсутствии аппланации, поэтому свойства роговицы теоретически не влияют на показания прибора. Принцип динамической тонометрии реализован благодаря тому, что ВГД регистрируется в течение 5—7 пульсовых волн и окончательная величина вычисляется как среднее из диастолических (минимальных) значений. Прибор позволяет также регистрировать амплитуду глазного пульса в мм рт.ст., что полезно определять как при глаукоме, так и при ряде сосудистых заболеваний. Ошибки измерения, такие как, например, плохая центровка датчика, учитываются автоматически и регистрируются в виде показателя качества исследования Q, величина которого может быть от 1 (очень хорошее качество) до 5 (неприемлемое качество). Все данные (ВГД, амплитуда глазного пульса и показатель качества исследования) отражаются на жидкокристаллическом мониторе.
Была проведена работа, задача которой было провести сравнительный анализ тонометра Маклакова (ТМ), тонометра Гольдмана (ТГ) и динамического контурного тонометра Pascal (ДКТ).
Всего в ходе данной работы были использованы результаты обследования трех групп пациентов:
- Больные первичной открытоугольной глаукомой (далее группа ПОУГ).
- Здоровые добровольцы (далее группа Норма).
- Лица с офтальмогипертензией (далее группа ОГ).
Всем пациентам выполнялась ультразвуковая пахиметрия центра роговицы
на А-сканпахиметре (из шести последовательных измерений использовалось среднее значение). На тонометре Pascal проводилось три последовательных измерения ВГД с коэффициентами качества исследования “Q” 1, 2 и 3 (очень хорошее, хорошее и удовлетворительное качество).
Затем выполнялось по три последовательных измерения калиброванным тонометром Гольдмана и тонометром Маклакова массой 10 грамм. Отпечатки тонометра Маклакова измерялись линейкой Б. Л. Поляка.
Следуя рекомендациям Международного глаукомного общества, для оценки вариабельности результатов измерения ВГД от исследования к исследованию использовали показатель «коэффициент повторяемости». Данный коэффициент представляет собой удвоенное стандартное отклонение разницы между последовательными измерениями, выполненными одним исследователем на одном тонометре одному пациенту в неизменных условиях. Чем ниже коэффициент повторяемости, тем меньше вариабельность результатов от измерения к измерению.
Результаты анализа повторяемости, в обследованных группах, показали, что наименьший коэффициент повторяемости имеет ТГ, несколько выше — ДКТ. ТМ отличается существенно более высокой вариабельностью результатов от исследования к исследованию.
Для исследования согласия между методами применялся анализ по Bland-Altman, который сводится к распределению разницы между результатами методов вокруг среднего значения между этими результатами. Данный вид анализа позволяет ответить на вопрос, можно ли использовать один метод измерения вместо другого и какая при этом может возникнуть ошибка, а также можно ли сравнивать результаты, полученные разными методами.
Было показано, что ВГД по ТГ в среднем на 1,07 мм рт.ст. ниже, чем ВГД по ДКТ. При этом при измерении ВГД с помощью ДКТ в одних и тех же условиях одному и тому же пациенту можно получить результат на 6,02 мм рт.ст. выше или на 3,88 мм рт.ст. ниже, чем ВГД по Гольдману.
Еще более слабое согласие было продемонстрировано между ТГ и ТМ. Средняя разница между методами составила — 6,17 мм рт.ст. В пределах 95% доверительного интервала при измерении ВГД с помощью ТМ в одних и тех же условиях одному и тому же пациенту можно получить результат на 0,75 мм рт.ст. или даже на 11,59 мм рт.ст. выше, чем ВГД по Гольдману.
Связь результатов тонометрии с толщиной центральной зоны роговицы (ТЦЗР) при проведении анализа по всем группам была выявлена значимая зависимость только по результатам измерения ВГД по ТГ.
Значимых корреляций результатов ДКТ и ТМ с ТЦЗР получено не было.
Необходимо отметить, что была получена достоверная отрицательная корреляция ВГД по ДКТ с ТЦЗР в группе нормы, а также слабая положительная корреляция ВГД по ТМ с ТЦЗР в группе ПОУГ.
Для анализа влияния последовательных измерений на данные ВГД было проведено сравнение средних значений, полученных при первом, втором и третьем измерении.
При ДКТ второе измерение было в среднем на 0,32+0,07 мм рт.ст. ниже, чем первое, а третье — на 0,21+0,03 мм рт.ст. ниже, чем второе. Более выраженное снижение ВГД при повторных измерениях было выявлено при тонометрии по Маклакову. Результат второго измерения был на 0,52±0,08 мм рт.ст. ниже, чем первого, а третьего — на 0,37±0,08 мм рт.ст., чем второго. При использовании ТГ достоверной разницы между повторными измерениями не выявлено.
По данным литературы, средние значения ВГД при ДКТ на 1,7—3,2 мм рт.ст. выше, чем при тонометрии по Гольдману. В проведенном исследовании разница между данными методами составила 1,07 мм рт.ст. Это, вероятно, связано с тем, что у большей части включенных в исследование пациентов толщина роговицы в центре составила около 560 мкм, а уровень ВГД около 20 мм рт.ст. При таких условиях кривые ВГД при ДКТ и тонометрии по Гольдману наиболее близки. Разница между ВГД при ДКТ и ВГД по Маклакову составила в среднем 6,17 мм рт.ст. Анализируя этот факт, хочется отметить, что завышение ВГД при тонометрии по Маклакову связано не только с давлением груза массой 10 г на глазное яблоко, но и с ортостатической разницей офтальмотонуса. Известно, что ВГД при положении пациента лежа в среднем на 4 мм рт.ст. выше, чем при положении сидя.
Тонометр Pascal является полностью автоматизированным прибором для измерения ВГД. Результат каждого измерения отражается на жидкокристаллическом мониторе с точностью до десятых долей мм рт.ст. Наличие показателя качества измерения “Q”, величина которого зависит от правильности центрации датчика, стабильности фиксации взора, наличия достаточной слезной пленки, сжимания век пациентом и ряда других факторов, позволяет утверждать, что и процесс измерения и анализ качества исследования полностью объективны. При тонометрии по Гольдману как процесс измерения ВГД (совмещение полуколец аппланации), так и анализ его качества (оценка центрации датчика, достаточного, но не избыточного количества флюоресцеина и т.д.) являются субъективными и требуют от исследователя, по крайней мере, минимальных навыков. При тонометрии по Маклакову имеется два субъективных этапа измерения — непосредственно аппланация роговицы грузом и измерение отпечатков линейкой. Оценка качества отпечатков также зависит от исследователя. Сравнительный анализ коэффициента повторяемости выявил низкую вариабельность результатов тонометрии по Гольдману и с помощью динамической контурной тонометрии (ДКТ), что совпадает с данными литературы. ТМ отличается существенно более высокой вариабельностью результатов.
По данным исследования было выявлено достоверное снижение ВГД при последующих измерениях ТМ и ДКТ. При тонометрии по Маклакову этот феномен принято связывать с вытеснением части внутриглазной жидкости за счет давления груза на глазное яблоко. Однако, по данным производителей, датчик Pascal оказывает давление на роговицу не более 1 грамма. Тем не менее, факт снижения ВГД при повторных измерениях тонометром Pascal согласуется с данными литературы. На наш взгляд, это особенно важно при невозможности добиться высокого качества исследования, когда приходится проводить последовательно несколько измерений, как при ДКТ, так и особенно при тонометрии по Маклакову.
Анализ влияния толщины роговой оболочки на результаты тонометрии в целом согласуется с данными литературы. Положительная корреляция между ТЦЗР и ВГД по Гольдману была выявлена во многих крупных исследованиях. По результатам проведенной работы, данная зависимость также носит линейный характер и проявляется во всех обследованных группах. Также была получена положительная корреляция между ТЦЗР и ВГД по Маклакову у больных ПОУГ, но она менее выражена по сравнению с ТГ. Другими авторами также было показано, что ТЦЗР оказывает значимое влияние на уровень ВГД, измеренного по методу Маклакова у здоровых добровольцев, однако в сравнении с показаниями тонометра Гольдмана, пневмотонометра и тонометра Шиотца это влияние существенно меньше. Данный факт трудно объясним с теоретических позиций. Известно, что чем меньше площадь аппланации, тем меньше влияние данных свойств на уровень измеренного ВГД. Площадь контакта тонометра Маклакова с роговицей достаточно большая, причем последняя зависит от уровня ВГД и биомеханических свойств роговицы, которые трудно учесть. При тонометрии по Гольдману измеряется аппланационная сила, необходимая для создания зоны сплющивания диаметром 3,06 мм. Можно предположить, что толщина центральной зоны роговицы в большей степени влияет на показания тонометра Гольдмана, так как аппланация осуществляется именно в этой зоне. Процесс уплощения фиброзной капсулы при тонометрии по Маклакову, вероятно, в значительной степени зависит от других биомеханических свойств, проявляющих себя ближе к периферии роговицы. Кроме того, была выявлена отрицательная зависимость между ТЦЗР и результатами ДКТ у здоровых добровольцев (в группе норма). Данная зависимость ранее не была описана в доступной литературе и отрицается разработчиками метода.
При анализе по Bland-Atman согласие между результатами включенных в исследование методов тонометрии оказалось слабым. Напомним, что анализ по Bland-Atman позволяет ответить на вопросы, можно ли использовать один метод измерения вместо другого, и какая при этом может возникнуть ошибка, а также можно ли сравнивать результаты, полученные этими методами. Данный анализ показал, что в рамках 95 % доверительного интервала при измерении ВГД с помощью ДКТ в одних и тех же условиях одному и тому же пациенту можно получить результат на 6,02 мм рт.ст. выше или на 3,88 мм рт.ст. ниже, чем ВГД по Гольдману. При измерении ВГД с помощью ТМ результат может быть выше на 0,75 мм рт.ст. или даже на 11,59 мм рт.ст., чем ВГД по Гольдману. Такое расхождение не соответствует потребностям клинической практики. Таким образом, нельзя применять один способ измерения ВГД вместо другого и нельзя сравнивать результаты измерений, выполненных разными типами тонометров. При переходе от одного метода тонометрии к другому необходимо проводить базовое измерение ВГД.
Следует отметить, что ДКТ не позволяет измерять ВГД при выраженной гипотонии, например при отслойке сетчатки, субатрофии глазного яблока, возможно, и в послеоперационном периоде после гипотензивных вмешательств.
Напомним, что для обозначения ВГД по ТМ используется обозначение Pt («тонометрическое ВГД»), а для обозначения ВГД по ТГ — Ро («истинное ВГД»). На наш взгляд, эта терминология не вполне отражает реальное положение вещей. Термин «истинное ВГД» вряд ли имеет право на существование, за исключением случаев прямого канюлирования передней камеры глаза, если не учитывать влияние орбитального пульса и инвазивность самой методики. Разница в результатах измерений различными приборами зависит далеко не только от веса тонометра, но и от ряда других факторов, которые зачастую трудно учесть в клинической практике.
Хочется отметить, что каждый из тонометров обладает своими достоинствами и своими недостатками. Выбор метода тонометрии всегда зависит от задач, которые ставит перед собой исследователь, возможностей лечебного учреждения и опыта работы с прибором.
Источник информации:
Офтальмологические ведомости Том 1, № 1 2008
Сведения об авторах:
Ю.С. Астахов
Е.Л. Акопов
В.В. Потемкин
Кафедра офтальмологии с клиникой СПбГМУ им. академика И.П. Павлова.
Санкт-Петербург