- метод исследования поля зрения с использованием движущихся (кинетическая периметрия) или неподвижных стимулов (статическая периметрия).
Поле зрения – это видимое пространство, воспринимаемое глазом при неподвижном взоре, его обеспечивает дифференциальная световая чувствительность, т.е. способность глаза различать свет и фиксировать более яркие или тусклые объекты при определенной фоновой освещенности.
Однако хорошо известно, что острота зрения в пределах пространства, ограниченного границами периферического поля зрения, неодинакова. Это позволило представить поле зрения в виде объемной или графической фигуры, названной «зрительным холмом». Вершиной «зрительного холма» является проекция макулярной области. Любые дефекты поля зрения на «зрительном холме» изображаются в виде изменения его формы. Например, слепое пятно (проекция диска зрительного нерва) представляется в виде дефекта, доходящего до основания «зрительного холма».
Одной из основных зрительных функций является световая чувствительность сетчатки, функциональная способность которой неравноценна на всем ее протяжении. Наиболее высока она в области желтого пятна и особенно в центральной ямке. Здесь сетчатка представлена только нейроэпителием и состоит исключительно из высокодифференцированных колбочек. Палочковый аппарат обладает высокой светочувствительностью, но не способен передавать ощущение цветности, колбочки обеспечивают цветное зрение, но значительно менее чувствительны к слабому свету и функционируют только при хорошем освещении.
В зависимости от степени освещенности можно выделить три разновидности функциональной способности глаза:
- дневное (фотопическое) зрение осуществляется колбочковым аппаратом глаза при большой интенсивности освещения. Оно характеризуется высокой остротой зрения и хорошим восприятием цвета;
- сумеречное (мезопическое) осуществляется палочковым аппаратом глаза при слабой степени освещенности (0,1-0,3 лк). Оно характеризуется низкой остротой зрения и ахроматичным восприятием предметов;
- ночное (скотопическое) зрение также осуществляется палочками при пороговой и надпороговой освещенности. Оно сводится только к ощущению света.
С помощью периметрии исследуется дифференциальная световая чувствительность в разных точках поля зрения. Стандартное исследование проводится путем предъявления белых стимулов определенной изменяемой яркости на освещенном фоне. Физической единицей яркости фонового освещения или предъявляемых стимулов в периметрах является апостильб (асб). Однако для того, чтобы глаз человека зафиксировал изменение яркости стимула, она должна уменьшиться или увеличиться не менее чем на 10%. Например, при освещении фона 0,1 асб глаз может различить световой стимул на 0,01 асб ярче. Поэтому принято переводить физические единицы асб в физиологические, определяющие порог светочувствительности сетчатки в обратных единицах – децибелах (дБ), находящихся в обратной логарифмической зависимости.
1 бел = 1 деление логарифмической шкалы = десятикратное увеличение интенсивности
1 децибел (дБ) = 0,1 деление логарифмической шкалы
При этом 0 децибел соответствует стимул самой большой яркости для данного периметра. Шкала децибелов не стандартизирована, поскольку максимальная яркость объектов у разных приборов отличается.
Важно помнить, что:
- «0» дБ не соответствует одинаковой яркости объекта на различных периметрах, однако существуют алгоритмы пересчета результатов, которые позволяют сравнивать протоколы Humphrey Field Analyzer и Octopus;
- «0» дБ означает не «слепую» область, а участок, в котором чувствительность сетчатки ниже максимальной яркости тест-объекта для данного периметра.
Сдвиг пороговой яркости на 0,1 лог. ед. соответствует изменению порога световой чувствительности в противоположном направлении на 1 дБ, т. е. необходимость, например, увеличивать яркость стимула при определении порога свидетельствует об уменьшении светочувствительности сетчатки и наоборот. После 20 лет нормальный показатель светочувствительности снижается на 1 дБ каждые 10 лет. Если в 20 лет светочувствительность в области центральной ямки составляет 35 дБ, то к 30 годам она составляет 34 дБ, а к 70 годам – 30 дБ.
Во многих современных автоматических периметрах с учетом принятых в 1979 г. стандартов яркость фона составляет 31,5 асб.
Для более точной оценки светочувствительности периферических участков поля зрения предпочтительнее использовать периметры с менее ярким фоном. Однако в настоящее время для исследований при глаукоме наибольший интерес представляет центральное поле зрения (в пределах 24-30°). Кроме того, выбор именно этой фоновой освещенности обусловлен следующими причинами:
- при такой освещенности уравнивается вклад палочек и колбочек в светочувствительности сетчатки;
- не требуется предварительной световой или темновой адаптации пациента;
- умеренная освещенность не требует полной темноты в помещении, где проводят исследование.
Длительность предъявления стимула моделирована с учетом времени нормальной сенсомоторной реакции, скорости распознавания объекта и скрытого времени произвольного движения глаз – в пределах 0,2-0,5 с.
Принято, что при длительности стимула более 0,1 с для периферии сетчатки и 0,4 c для центральных ее отделов распознавание определяется только яркостью и уже не зависит от времени предъявления стимула.
Методики периметрии
Кинетическая периметрия
Исследование, в основе которого лежит перемещение предъявляемого стимула, было названо кинетической периметрией.
Для исследования применяются объекты стандартных размеров и определенных градаций относительной яркости. Яркость объекта 4 принята за 100%, она максимальная для данного прибора, объект 3 имеет яркость 31,5%, 2 – 10% и 1 – 3,15%.
Нормальные границы поля зрения на белый цвет при исследовании на сферопериметре объектом 4/III в среднем составляют: сверху 55°; сверху снаружи 65°; снаружи 90°; снизу снаружи 90°; снизу 70°; снизу снутри 45°; снутри 55°; сверху снутри 50°.
Для повышения эффективности кинетической периметрии были предложены более сложные методики. Количественную (квантитативную) периметрию проводят на сферопериметре двумя объектами разной величины, яркость которых с помощью светофильтров подравнивают так, что количество отраженного ими света становится одинаковым. В норме границы поля зрения (изоптеры), полученные с помощью двух объектов, совпадают. Разница изоптер более чем на 5° указывает на нарушения пространственной суммации в поле зрения. При этом возможно выявление патологических изменений на ранних стадиях заболеваний, когда обычная периметрия не выявляет отклонений от нормы.
Кинетическая периметрия и ее разновидности (квантитативная, хронопериметрия, равноэнергетическая периметрия), основанные на сочетании различных комбинаций размеров и яркости стимула, являются методиками, позволяющими определить границы периферического поля зрения и границы скотом, но не позволяют установить глубину выявленного дефекта.
Статическая периметрия
Принципом статической периметрии является предъявление светового стимула переменной величины и яркости в фиксированной точке поля зрения. Методика позволяет не только выявить дефекты, но и определить уровень светочувствительности сетчатки в заранее обусловленных участках.
Углубленные исследования позволяют представить дифференциальную световую чувствительность сетчатки в виде «зрительного холма», как уже описано, его вершина соответствует макулярной области с постепенным снижением к периферии соответственно эксцентриситету и провалом в области слепого пятна. Очертания «зрительного холма» определяются путем повторяющихся измерений порога чувствительности в различных участках поля зрения.
Современные периметры, управляемые компьютером, состоят из полусферы, на внутренней поверхности которой предъявляются неподвижные светящиеся тест-объекты (стимулы) дозируемой яркости. Последними разработками стали периметры, проецирующие фоновый свет и световые стимулы непосредственно на сетчатку пациента, не требующие наличия громоздкого купола, и приборы с электронным дисплеем для предъявления стимулов. Наиболее широкое распространение получили автоматизированные анализаторы поля зрения Humphrеу («Carl Zeiss Meditec») и Octopus («Haag-Streit Diagnostics».
Стандартная автоматизированная периметрия
Наиболее распространенным методом исследования поля зрения является стандартная автоматизированная периметрия (Standard Automated Perimetry, SAP). Это техника, которая подразумевает исследование ахроматическим стимулом («белая на белом») размером III по Гольдману, как правило, в центральной зоне, то есть до 30° от точки фиксации.
Нетрадиционные виды периметрии
Хотя до настоящего времени SAP является общепринятым стандартом оценки зрительных функций в клинических исследованиях, она обладает рядом недостатков. Во-первых, отсутствие селективности, поскольку для определения дифференциальной светочувствительности применяется небольшой белый объект, вспыхивающий на 200 мс на затемненном белом фоне и одномоментно возбуждающий все основные типы ганглиозных клеток сетчатки. Во-вторых, вследствие т. н. врожденной избыточности зрительной системы SAP не является в достаточной степени чувствительной к ранним глаукомным изменениям. Так, у ряда пациентов была зафиксирована значительная потеря ганглиозных клеток (25-50%), прежде чем стандартная периметрия смогла выявить их функциональный дефицит. Кроме того, результаты SAP и других функциональных тестов сильно варьируют при повторном исследовании, особенно в тех секторах, где поле сужено, что затрудняет объективную оценку динамических изменений. Например, в исследовании OHTS бóльшая часть исходных изменений полей зрения при повторной периметрии на втором году не подтвердилась, в связи с чем конечная точка была пересмотрена в пользу трех последовательно проведенных тестов вместо двух, запланированных изначально. Для более глубокого понимания принципов эффективной работы зрительной системы и функциональных изменений, происходящих в ганглиозных клетках при глаукоме, были предложены психофизические тесты, которые в отличие от неселективной SAP предполагают оценку отдельных зрительных функций, находящихся в компетенции строго определенных субпопуляций ганглиозных клеток.
В зрительной системе существуют две основные нейрональные системы: магноцеллюлярная и парвоцеллюлярная, имеющие анатомическое различие и несущие различные физиологические свойства. Магно- и парво- пути начинаются соответственно с М- (зонтичных) и Р- (миджит) ганглиозных клеток сетчатки. M-клетки имеют большие размеры и широкие рецептивные поля, в отличие от них Р-клетки – маленькие, с небольшими рецептивными полями. M-клетки обладают высоким пространственным антагонизмом между центром и периферией и небольшим хроматическим антагонизмом. Они имеют высокую контрастную чувствительность и ориентированы на решение ахроматических задач, связанных с изменениями яркости, ориентацией раздражителя, определением минимально различимой границы, чувствительны к быстрому движению и плохо реагируют на цвета и мелкие детали объектов, их количество не превышает 15% от общего числа ганглиозных клеток. Р-клетки принимают участие в хроматическом зрении, связаны с различением колебаний цветовой насыщенности и светлоты, чувствительны к стимулам, обладающим высокой пространственной частотой, но слабо реагируют на движение объектов. P-ганглиозные клетки преобладают в фовеальной области, они многочисленны и их общее количество достигает 80% всех ганглиозных клеток. Также в зрительной системе имеется небольшой пул (около 5%) специфических K-клеток, ответственных за сине-желтое восприятие.
Коротковолновая автоматическая периметрия
При проведении коротковолновой автоматической периметрии (short-wavelength automated perimetry, SWAP) специфический стимул воспринимается коротковолновыми колбочками и обрабатывается ответственными за сине-желтое восприятие ганглиозными клетками (K-клетки), чьи аксоны направляются к интерламинарным слоям латерального коленчатого тела. Данная технология реализована в серийных периметрах Humphrey и Octopus и применяется в ряде клинических исследований. Тестирование проводят крупным (ширина 1,7°) голубым объектом (длина волны 440 нм), вспыхивающим на ярком желтом фоне (100 кд/м2) на 200 мс. Благодаря адаптации алгоритма SITA, методика определения порога светочувствительности и расположение тестовых точек при SWAP идентичны стандартной периметрии. Исследование SWAP-SITA занимает в среднем около 4 минут.
В отличие от других методик селективной периметрии для SWAP характерна степень функциональной изоляции: около 15 дБ.
Таким образом, другие типы ганглиозных клеток смогут принять участие в обработке стимула только в том случае, если светочувствительность сине-желтых колбочек снизится более чем на 15 дБ.
Следует отметить, что для SWAP также характерен ряд недостатков. Было показано, что вариабельность данных при повторном тестировании у SWAP даже выше, чем у SAP. Применение алгоритма SITA позволяет несколько повысить объективность и сократить время исследования, тем не менее повышение эффективности диагностики при помощи SWAP-SITA требует дальнейшего совершенствования. Важно описать пациенту внешний вид объекта и дать потренироваться перед первым тестированием.
Еще одним недостатком метода является бóльшая по сравнению с SAP зависимость результата от степени прозрачности сред, что затрудняет постановку диагноза, особенно у пожилых пациентов.
Периметрия с иллюзией удвоения пространственной частоты
Периметрия с удвоенной частотой, или, что может быть корректнее, с иллюзией удвоения пространственной частоты (frequency-doubling technology perimetry, FDT) основана на феномене мнимого удвоения исходно низкой пространственной частоты синусоидальной решетки при ее предъявлении в условиях противофазного мелькания с высокой временной частотой. Считается, что таким образом исследуют функцию т. н. магноцеллюлярных ганглиозных клеток сетчатки, которые составляют около 10% всей популяции. Технология реализована в не представленном в России серийном периметре Matrix («Welch-Allyn», Skaneateles, Нью-Йорк), распространяемом компанией «Carl Zeiss Meditec». В программном обеспечении устройства доступно 2 алгоритма тестирования: C-20 и N-30. Они отличаются по числу исследуемых квадратов (17 и 19 соответственно). Ширина полос составляет 10°, частота противофазного мелькания – 25 Гц (рис. 28). Порог светочувствительности определяют методом т. н. модифицированного бинарного поиска. Время тестирования составляет около 5 мин.
Последний разработанный алгоритм 24-2 на основе технологии скоростной оценки последовательного тестирования (zippy estimation of sequential testing, ZEST) направлен на исследование центрального поля зрения в пределах 24°, разделенного на 54 основных квадрата плюс один фовеолярный. Полосы шириной 5° составляют синусоидальные решетки с пространственной частотой 0,5 циклов/градус, которые подвергают противофазному мельканию с временной частотой 18 Гц. Исследование также занимает в среднем 5 мин.
Преимуществом FDT является меньшая вариабельность при повторном исследовании по сравнению с SAP и SWAP. К недостаткам можно отнести снижение достоверности результатов у пациентов с возрастной и задней субкапсулярной катарактой. Первые исследования показали, что FDT, возможно, более чувствительна к ранним глаукомным изменениям, чем стандартная периметрия.
В настоящее время для скрининга глаукомы ряд исследователей рекомендует применять именно FDT. Сравнительное исследование периметрии Matrix и FDT-N30 показало высокую корреляцию их результатов, т. е. периметрия Matrix может применяться для ранней диагностики глаукомы, так же как и FDT-N30.