корреляция между размерами диска зрительного нерва и

КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ РАЗМЕРАМИ ДИСКА ЗРИТЕЛЬНОГО
НЕРВА И ТОЛЩИНОЙ ПЕРИПАПИЛЛЯРНОГО СЛОЯ НЕРВНЫХ
ВОЛОКОН СЕТЧАТКИ.
О.Л. ПОБОЛЬ-СОЛОНКО
УО «Белорусский государственный медицинский университет»
АННОТАЦИЯ
Толщина перипапиллярного слоя нервных волокон сетчатки (ПСНВ),
измеренная оптическим когерентным томографом с использованием протокола
с фиксированным диаметром сканирования, сравнивалась с размерами диска
зрительного нерва (ДЗН) 112 глаз здоровых детей. МЕТОД: Размеры ПСНВ
получены путем стандартного Fast RNFL Thickness протокола, ДЗН - Fast optic
disc протокола. Была проанализирована корреляция между толщиной ПСНВ и
размерами ДЗН. РЕЗУЛЬТАТЫ: В здоровых глазах детей толщина ПСНВ не
зависит от размеров ДЗН при изучении с помощью стандартного протокола
сканирования. ВЫВОД: При исследовании глаз здоровых детей на ОКТ с
использованием протокола с фиксированным диаметром сканирования размеры
ДЗН не влияют на толщину ПСНВ.
Ключевые слова: оптическая когерентная томография, дети, слой
нервных волокон сетчатки, диск зрительного нерва.
CORRELATION BETWEEN DISK SIZES AND RETINAL NERVE
FIBER LAYER THICKNESS.
O. L. POBOL-SOLONKO
ABSTRACT
BACKGROUND: Retinal nerve fibre layer (RNFL) measurements using a
fixed-diameter scan-protocol of optical coherence tomography (Stratus OCT) were
compared with disc size in the 112 eyes of normal children. METHODS:
Peripapillary RNFL thickness was measured using the standard "fast" RNFL scanprotocol. Disc size was measured using the "fast" optic disc protocol. The correlation
between RNFL thickness and disc size was analyzed. RESULTS: In healthy
children`s eyes, RNFL thickness was independent of the optic-disc area using the
fixed-diameter protocol. CONCLUSION: In normal children eyes, disc size does not
appear to affect RNFL measurements by OCT using the fixed-diameter protocol.
Key words: optical coherence tomography, children, retinal nerve fibre layer,
optic nerve head.
Глаукома вызывает поражение ганглионарных клеток сетчатки, их
аксонов – нервных волокон - и ассоциированных глиальных клеток. Оптическая
когерентная томография (ОКТ) позволяет оценить нарушение этого отрезка
зрительного анализатора с помощью измерения толщины перипапиллярного
слоя нервных волокон сетчатки (ПСНВ) и параметров диска зрительного нерва
(ДЗН).
Выраженное
структурное
повреждение
ганглионарных
клеток
обнаруживается уже в допериметрической, т.е. в дофункциональной фазе
заболевания [1,2]. Изменение толщины ПСНВ доказано значимый факт не
только у пациентов с глаукомой, но и с подозрением на глаукому,
офтальмогипертензией и другими оптикопатиями. ОКТ проводится достаточно
быстро
и
неинвазивно,
позволяя
исследовать
морфометрические
характеристики заднего отрезка глаза у тех детей, у которых в силу возрастных,
функциональных
или
психоэмоциональных
особенностей
невозможно
определить поле зрения.
Для оценки состояния ПСНВ чаще всего используется стандартный Fast
RNFL Thickness протокол с фиксированным 3,4 мм диаметром сканирования
вокруг ДЗН, который, в свою очередь, может иметь разную площадь у
офтальмологически здоровых пациентов[3].
В литературе существуют противоречивые сведения об отношениях
между размерами ДЗН и толщиной ПСНВ, как у пациентов вышеназванных
групп, так и у здоровых взрослых. Одни авторы демонстрируют корреляцию
этих параметров [4-11], другие указывают на отсутствие этих связей [12-14].
Цель работы. Установить корреляцию между размерами диска
зрительного нерва и толщиной перипапиллярного слоя нервных волокон
сетчатки по данным оптической когерентной томографии в разных возрастных
группах офтальмологически здоровых детей Республики Беларусь.
Материалы и методы. В обследовании принимали участие 56 детей (112
глаз) в возрасте от 5 до 18 лет, которые на момент изучения проживали на
территории Республики Беларусь и были офтальмологически здоровы.
Гендерная структура представлена следующим образом: девочки – 26 (46,4%),
мальчики – 30 (53,6%). Основная группа детей находилась на лечении в
общесоматических отделениях УЗ «4-ая детская городская клиническая
больница».
Согласно периодам детского возраста были выделены 3 группы [15]:
1.
Группа дошкольного возраста 5-6 лет - 9 человек (18 глаз) – 16,1%;
2.
Группа младшего школьного возраста 7-12 лет – 18 человек (36 глаз) –
32,2%;
3.
Группа старшего школьного возраста 13-18 лет – 29 человек (58 глаз) –
51,7%.
Общее
офтальмологическое
периметрию,
биомикроскопию
обследование
и
включало
обратную
визометрию,
офтальмоскопию,
авторефрактометрию, бесконтактную тонометрию, измерение ПЗО (IOL-Master,
Carl Zeiss Meditec). Оптическая когерентная томография заднего отрезка глаза
проводилась на приборе Stratus OCT 3000, Carl Zeiss Meditec, в условиях
медикаментозной циклоплегии после однократной инстилляции раствора
мидриацила в возрастной концентрации.
Толщина перипапиллярного слоя нервных волокон изучалась в пояске
TSNIT, сканированным по окружности диаметром 3,4 мм вокруг ДЗН в 12
позициях с использованием протокола сканирования Fast RNFL Thickness (3,4)
и анализа среднего значения трех циркулярных сканов RNFL Thickness Average
в 4 позициях. Размеры ДЗН исследовались шестью радиально-линейными
сканами через центр диска с помощью протокола Fast Optic Disk и анализа
Optic Nerve Head. Все включенные изображения имели соответствующую
центровку, силу сигнала 7 или выше.
Для статистического анализа были использованы средние значения
толщины ПСНВ и площади ДЗН в возрастных группах. Статистическую
обработку результатов исследования осуществляли с помощью ППП «Microsoft
Office Excel 2010» и «Statistica 6.0».
Результаты и обсуждения. У всех обследованных детей функции
центрального и периферического зрения были в пределах возрастных
параметров. Биомикроскопия и обратная офтальмоскопия не обнаружила
какой-либо видимой патологии органа зрения. Сферический и цилиндрический
компоненты оптической системы глаза определялись в пределах ±0,5 диоптрий.
Установленные нами морфометрические данные заднего отрезка глазного
яблока: толщина ПСНВ и размеры ДЗН в разных возрастных группах отражены
в табл. 1, 2.
Таблица 1
Результаты
сравнительного
исследования
толщины
перипапиллярного слоя нервных волокон в 3 возрастных группах по
данным Stratus OCT 3000.
ТОЛЩИНА ПСНВ,
в мкм
средняя ± станд.
ошибка
пределы колебаний
Общая
1 группа
2 группа
3 группа
X±Sx
X±Sx
X±Sx
X±Sx
97,8±4,46
106,49±1,45
104,77±1,45
104,2±1,15
58,83-126,91
92,25-133,42
64,37-133,33
58,83-133,42
группа
стандартное
18,92
8,68
11,01
12,22
18
36
58
112
103,55 –
101,87 -
101,91 –
109,42
107,66
106,49
отклонение
n
95% доверительный
интервал
88,4 - 107,21
Толщина ПСНВ в общей группе детей изменялась в пределах 58,83 133,42 мкм. Перипапиллярный слой нервных волокон был достоверно толще в
верхнем и нижних квадрантах, что отражено в виде типичного «double hump»
паттерна на развернутом круговом ОКТ-скане.
Средняя толщина СНВ в 1 группе (97,8±4,46) была тоньше, чем во 2 и 3
группах (106,49±1,44 и 104,78±1,44 соответственно) и достоверно отличалась
при уровне статистической значимости р<0,05. Разница средних величин во 2 и
3 группах была статистически незначима.
Таблица 2
Результаты
сравнительного
исследования
площади
диска
зрительного нерва в 3 возрастных группах по данным Stratus OCT 3000.
Площадь ДЗН, в мм2
1 группа
2 группа
3 группа
Общая
группа
X±Sx
X±Sx
X±Sx
X±Sx
средняя ± станд. ошибка
2,4±0,07
2,65±0,09
2,41±0,06
2,48±0,04
пределы колебаний
2,064-3,239
1,706-4,641
стандартное отклонение
0,302
0,526
0,464
0,474
n
18
36
58
112
95% доверительный
2,25 – 2,55
2,47 – 2,83
2,28 – 2,53
2,39 – 2,57
интервал
1,611-3,94
1,611-4,641
Площадь ДЗН в группах обследованных детей изменялась в пределах
1,611 – 4,641мм2. Малый диск зрительного нерва с площадью до 2 мм2
установлен в 10 глазах (8,93%), ДЗН средних размеров с площадью 2,001 – 3,0
мм2 - в 90 глазах (80,36%) и крупный ДЗН с площадью свыше 3,001 мм2 – в 12
глазах (10,71%).
При исследовании параметров ДЗН установлено, что средняя площадь
ДЗН в 1 (2,4±0,07мм2) и 3 (2,41±0,06мм2) возрастных группах отличалась от
данных в 2 группе (2,65±0,09мм2), где отмечалась достоверно больше при
уровне статистической значимости р<0,05.
Корреляционный
анализ
демонстрирует
достоверное
отсутствие
зависимости толщины перипапиллярного слоя нервных волокон от размеров
ДЗН в разных возрастных группах у детей (табл. 3).
Таблица 3
Анализ корреляции между площадью диска зрительного нерва и
толщины перипапиллярного слоя нервных волокон по данным Stratus
OCT 3000.
корреляция
коэффициент
N
Спирмена
t(N-2)
p-level
1 группа
18
-0,152
-0,61
0,548
2 группа
36
0,235
1,41
0,168
3 группа
58
0,143
1,08
0,283
общая группа
112
0,175
1,86
0,065
В литературных источниках имеются разноречивые сообщения об
обнаружении зависимости между толщиной ПСНВ и размерами ДЗН. Еще в
начале 90-х гг при гистологических исследованиях глаз людей (п=72) и
здоровых обезьян (п=25) была выявлена положительная связь между размерами
ДЗН и количеством нервных волокон [4,5].
При исследовании параметров заднего отрезка глаза с помощью Stratus
OCT 3000 у здоровых взрослых в возрасте 15-54 лет (54 глаза) Savini G. et al. [6]
определили, что средний показатель толщины ПСНВ равнялся 101,52±11,05
мкм, а площадь ДЗН - 2,09±0,32 мм². Авторы выявили положительную
корреляцию между площадью ДЗН и средними показателями толщины ПСНВ в
верхнем, нижнем и носовом квадрантах и предположили, что в глазах с более
крупным
ДЗН
увеличено
количество
нервных
волокон.
Аналогичную
позитивную закономерность выявили Budenz DL et al. [7] также при
использовании Stratus OCT.
ОКТ рассчитывает среднюю толщину ПСНВ как среднюю разницу
дистанции между витреоретинальным интерфейсом и задней границей,
определяемой на уровне угасающего отраженного сигнала скана. Для оценки
состояния ПСНВ на ОКТ чаще всего используется стандартный Fast RNFL
Thickness протокол с фиксированным 3,4 мм диаметром сканирования вокруг
ДЗН вне зависимости от его размеров. Следовательно, чем больше оптический
диск, тем меньше расстояние между его краем и циркулярным сканом. Varma
R. et al. в ходе морфологических исследований установили, что толщина ПСНВ
обратно пропорциональна расстоянию от края ДЗН: ближе к краю диска
толщина ПСНВ максимальная, а по мере увеличения расстояния от края ДЗН
толщина ПСНВ уменьшается [8].Поэтому в глазу с более крупным ДЗН слой
нервных волокон имеет большую толщину по сравнению с маленьким, т. к.
короче дистанция до края оптического диска. Подобную корреляцию Scaf M. et
al подтвердили при использовании на Stratus OCT для измерения ПСНВ
концентрических срезов с 8 различными диаметрами, которые устанавливались
вручную [9]. Funaki S. с соавт. выявили положительную закономерность между
размерами ДЗН и интегралом толщины перипапиллярной сетчатки в 60
здоровых глазах, изучая ДЗН и ПСНВ с помощью сканирующего лазерного
поляриметра (GDx-VCC) [10]. Положительная зависимость между толщиной
ПСНВ и площадью ДЗН при исследовании на ОКТ и отрицательная при
использовании конфокального сканирующего лазерного офтальмоскопа (HRT
II) была обнаружена Nagai-Kusuhara A. et al. [11], которые исследовали 162
глаза у 162 здоровых японцев в возрасте 20-83 года. Выявив противоречие с
выдвинутой
выше
гипотезой,
авторы
высказали
предположение,
что,
поскольку, HRT II рассчитывает среднюю толщину ПСНВ по высоте контурной
линии вокруг диска, то, соответственно, при равном количестве нервных
волокон высота их вхождения в ДЗН будет тем меньше, чем больше по
площади оптический диск.
Однако, другие гистологические исследования не обнаружили связь
между количеством нервных волокон и размерами ДЗН у людей (п=16) [12].
Отсутствие корреляции между ПСНВ, измеренным с помощью ОКТ, и
площадью ДЗН, определенной с использованием HRT, подтверждают данные J.
Hougaard et al. [13]. Точно также, S Kaushik et al не была установлена
закономерность между размерами ДЗН и толщиной ПСНВ при исследовании на
Stratus OCT при использовании стандартного протокола сканирования
здоровых
глаз,
хотя
2.27xdisc
scan
протокол
выявил
обратное
пропорциональное соотношение [14]. Настоящее исследование не выявило
зависимость между толщиной ПСНВ и размерами ДЗН.
Расхождение результатов среди разных групп авторов могут быть
объяснены отличием в методах изучения ДЗН и ПСНВ (гистологический,
аппаратный),
различием
характеристиках
в
приборов,
параметрах
используемых
обследования
для
и
технических
измерения,
объектах
исследования (человек, обезьяна), количестве глаз.
Выводы:
1.
Перипапиллярный слой нервных волокон достоверно толще в верхнем и
нижних квадрантах, что отражено в виде типичного «double hump» паттерна на
развернутом круговом ОКТ-скане.
2.
Средняя толщина СНВ в 1 группе достоверно тоньше, чем во 2 и 3
группах при уровне статистической значимости р<0,05.
3.
Средняя площадь ДЗН в 1 и 3 возрастных группах достоверно меньше,
чем во 2 группе при уровне статистической достоверности р<0,05.
4.
Размеры ДЗН не влияют на толщину ПСНВ при исследовании глаз
здоровых детей на оптическом когерентном томографе с использованием
протокола с фиксированным диаметром сканирования.
Список литературы:
1.
Harwerth RS, Carter-Dawson L, Shen F, Smith EL 3rd, Crawford ML.
Ganglion cell losses underlyind visual field defects from experimental glaucoma.
Invest Ophthalmol Vis Sci 1999; 40:2242–50.
2.
Sommer A, Katz J, Quigley HA,. et al.. Clinically detectable nerve fiber
atrophy precedes the onset of glaucomatous field loss. Arch Ophthalmol
1991;109:77–83.
3.
О.Л. Поболь-Солонко, Л.Н. Марченко, О.М. Голуб, Ю.Г. Ильич. Оценка
морфометрических
характеристик
по
данным
оптической
когерентной
томографии заднего отрезка глаза у детей Республики Беларусь. Ars medica.2009, № 12(19): 199-203.
4.
Jonas JB, Schmidt AM, Muller-Bergh JA, et al.. Human optic nerve fiber
count and optic disc size. Invest Ophthalmol Vis Sci 1992;33:2012–18.
5.
Quigley HA, Coleman AL, Dorman-Pease ME. Larger optic nerve heads have
more nerve fibers in normal monkey eyes. Arch Ophthalmol 1991;109:1441–3.
6.
Savini G, Zanini M, Carelli V, et al.. Correlation between retinal nerve fibre
layer thickness and optic nerve head size: an optical coherence tomography study. Br
J Ophthalmol2005;89:489–92.
7.
Budenz DL, Anderson DR, Varma R, et al. Determinants of retinal nerve fiber
thickness measured by Stratus OCT. Ophthalmology 2007; 114: 1046–52.
8.
Varma R., Skaf M., Barron E. Retinal nerve fiber layer thickness in normal
human eyes. Ophthalmology. – 1996. – Vol. 103, N 9. – P. 2114 – 2119.
9.
Scaf M., Bernardes A. B., Cardillo J. A. et al. Retinal nerve fibre layer
thickness profile in normal eyes using third–generation optical coherence
tomography. Eye. – 2006. – Vol. 20, N 3. – P. 431 – 439.
10.
Funaki S, Shirakashi M, Abe H. Relation between size of optic disc and
thickness
of
retinal
nerve
fibre
layer
in
normal
subjects. Br
J
Ophthalmol 1998;82:1242–5.
11.
A Nagai-Kusuhara, M Nakamura, M Fujioka, Y Tatsumi and A Negi.
Association of retinal nerve fibre layer thickness measured by confocal scanning laser
ophthalmoscopy and optical coherence tomography with disc size and axial length.
British Journal of Ophthalmology 2008;92:186-190
12.
Mikelberg FS, Yidegiligne HM, White VA, et al. Relation between optic nerve
axon number and axon diameter to sclera canal area. Ophthalmology 1991;98:60–3.
13.
Hougaard JL, Ostenfeld C, Heijl A, et al.. Modelling the normal retinal nerve
fibre layer thickness as measured by Stratus optical coherence tomography. Graefes
Arch Clin Exp Ophthalmol 2006;244:1607–14.
14.
S Kaushik, S S Pandav, P Ichhpujani and A Gupta. Fixed-diameter scan
protocol preferable for retinal nerve fibre layer measurement by optical coherence
tomography in all sizes of optic discs British Journal of Ophthalmology 2009;93:895900.
15.
Справочник участкового педиатра /Под редакцией И.Н. Усова и др.. –
Минск «Беларусь», 1991. -639 стр.
16. Статья: О.Л. Поболь-Солонко. Корреляция между размерами диска
зрительного нерва и толщиной перипапиллярного слоя нервных волокон
сетчатки.. Ars medica.-2011, № 16(52): 183-187 стр.