glazmagThe EYE ГЛАЗThe EYE GLAZ2222-44082686-8083Академия медицинской оптики и оптометрии10.33791/2222-4408-2023-4-286-293glazmag-489Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESBOLD-фМРТ у пациентов до и после имплантации мультифокальной интраокулярной линзыBOLD fMRI in patients before and after multifocal intraocular lens implantationЧупровА. Д.ChuprovA. D.

Чупров Александр Дмитриевич, доктор медицинских наук, профессор, директор

460047,  г. Оренбург, ул. Салмышская, д. 17

Aleksandr D. Chuprov, Dr. Sci. (Med.), Professor, Director

17, Salmyshskaya Str., Orenburg, 460047

nauka@mail.ofmntk.ruЖедялеН. А.ZhedialeN. A.

Жедяле Наталья Александровна, заместитель главного врача клиники

603123, г. Нижний Новгород, ул. Старых Производственников, д. 18

Natalia A. Zhediale, Deputy Chief Physician

18, Starykh Proizvodstvennikov Str., Nizhniy Novgorod, 603123

ТихомировГ. В.TikhomirovG. V.

Тихомиров Георгий Владимирович, врач-невролог

603005,  г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, д. 34

Georgii V. Tikhomirov, Neurologist

34, Nesterova Str., Nizhniy Novgorod, 603005

Оренбургский филиал ФГАУ «НМИЦ «МНТК “Микрохирургия глаза” им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава РоссииРоссияOrenburg branch of the S. Fyodorov Eye Microsurgery Federal State InstitutionRussian FederationКлиника «Созвездие офтальмика»Россия“Sozvezdie Oftalmika” ClinicRussian FederationООО «Лечебно-диагностический центр Международного института биологических систем им. Сергея Березина»РоссияDiagnostic and Treatment Center of the International Institute of Biological Systems named after Sergey BerezinRussian Federation202318122023254286293Copyright © Академия медицинской оптики и оптометрии, 20232023Академия медицинской оптики и оптометрииАкадемия медицинской оптики и оптометрииhttps://www.theeyeglaz.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.theeyeglaz.com/jour/article/view/489

Введение. В практической офтальмологии при хирургии катаракты пациентам все чаще имплантируются мультифокальные интраокулярные линзы (мфИОЛ), которые образуют на сетчатке глаза несколько фокусов. Появление новых факторов создает условия для нейроадаптации человека, параметры которой можно оценить с помощью современного метода исследования – функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Цель: определить изменение характера активации зрительного участка коры головного мозга в ответ на стимуляцию после операции по установке мультифокального искусственного хрусталика. Материалы и методы. В исследование включили пациентов с катарактой (n = 22), которым для оценки нейрональной активности до и после имплантации мфИОЛ была выполнена структурная нейровизуализация и BOLD-фМРТ-исследование. В качестве стимула при выполнении BOLD-фМРТ использовали элемент Габора (незасвеченный и засвеченный варианты). Данные фМРТ (положительный BOLD-эффект) обрабатывали с помощью программного пакета SPM 12 в среде Matlab R2017a. Оценку результатов исследований проводили на индивидуальном и групповом уровнях. Результаты. При оценке индивидуальных данных после имплантации мфИОЛ у пациентов отмечали более локальную, тяготеющую к области шпорной борозды, активацию коры головного мозга, в то время как до операции корковый ответ носил более диффузный характер. При групповом анализе у пациентов после имплантации мфИОЛ общий объем кластера активации коры головного мозга достоверно увеличился в 27 раз. Максимальная активация отмечена в подушке таламуса справа и язычной извилине слева. Активация коры при послеоперационном исследовании с красной засветкой элемента Габора меньше, чем при исследовании с белой засветкой и без засветки элемента Габора. Заключение. Установлено достоверное, но неоднозначное изменение нейрональной активности зрительной области коры головного мозга в ответ на различные варианты стимуляции у пациентов после имплантации мфИОЛ. Планируются дальнейшие работы в этой области.

Background. In practical ophthalmology during cataract surgery, patients are increasingly being implanted with multifocal intraocular lenses (mfIOLs), which form several foci on the retina. The appearing of new factors creates conditions for human neuroadaptation, the parameters of which can be assessed using a modern research method – functional magnetic resonance imaging (fMRI). Purpose: to determine the change in the nature of the activation of the visual brain cortex in response to stimulation after surgery for the implantation of a multifocal artifi cial lens. Materials and methods. The study included patients with cataract (n = 22), who underwent structural neuroimaging and BOLD fMRI to assess neuronal activity before and after mfIOL implantation. The Gabor element was used as a stimulus for performing BOLD fMRI (unilluminated and ill uminated versions). fMRI data (positive BOLD effect) were processed using the SPM 12 software package in the Matlab R2017a environment. Evaluation of the research results was carried out at the individual and group levels. Results. When evaluating individual results after mfIOL implantation, patients show more local activation of the cerebral cortex, gravitating towards the area of the spur sulcus, while before surgery, the cortical response is more diffuse. In a group analysis in patients after mfIOL implantation, the total volume of the activation cluster of the cerebral cortex signifi cantly increased by 27 times. Maximum activation is noted in the pulvinar on the right and the lingual gyrus on the left. The activation of the cortex in the study with red illumination of Gabor element after surgery is less than in the study with white illumination, and less than in the study after surgery without illumination of Gabor element. Conclusions. A signifi cant but ambiguous change in the neuronal activity of the cerebral cortex on various stimulation options in patients after mfIOL implantation was established. Further work in this area is planned

фМРТ в офтальмологииBOLD-эффектэлемент Габорамультифокальные ИОЛfMRI in ophthalmologyBOLD-effectGabor elementmultifocal IOLReferencesЧупров А.Д., Жедяле Н.А. Субъективная оценка нейроадаптации после имплантации мультифокальноых ИОЛ. Современные технологии в офтальмологии. 2022;4(44):133– 138. https://doi.org/10.25276/2312-4911-2022-4-133-138Chuprov A.D., Zhediale N.A. Subjective assessment of neuroadaptation after implantation of multifocal IOLs. Modern Technologies in Ophtalmology. 2022;4(44):133–138. (In Russ.) https://doi.org/10.25276/2312-4911-2022-4-133-138Фомина О.В., Малюгин Б.Э., Мушкова И.А. Сравнительное исследование функции контрастной чувствительности пациентов в отдаленный срок после интраокулярной коррекции афакии мультифокальными линзами. Современные технологии в офтальмологии. 2017;4:186–190. https://doi.org/10/25276/2312-4725-2017-4Fomina O.V., Malyugin B.E., Mushkova I.A. Comparative study of contrast sensitivity function in patients in the long term after intraocular correction of aphakia with multifocal lenses. Modern Technologies in Ophtalmology. 2017;4:186-190. (In Russ.) https://doi.org/10/25276/2312-4725-2017-4Schumacher J.F., Thompson S.K., Olman C.A. Contrast response functions for single gabor patches: ROI-based analysis over-represents low-contrast patches for GE BOLD. Front Syst Neurosci. 2011;5:19. https://doi.org/10.3389/fnsys.2011.00019Schumacher J.F., Thompson S.K., Olman C.A. Contrast response functions for single gabor patches: ROI-based analysis over-represents low-contrast patches for GE BOLD. Front Syst Neurosci. 2011;5:19. https://doi.org/10.3389/fnsys.2011.00019Kollias S.S. Investigations of the human visual system using functional magnetic resonance imaging (FMRI). Eur J Radiol. 2004;49(1):64–75. https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2003.09.005Kollias S.S. Investigations of the human visual system using functional magnetic resonance imaging (FMRI). Eur J Radiol. 2004;49(1):64–75. https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2003.09.005Морозова С.Н., Кремнева Е.И., Гаджиева З.Ш. и др. Определение эффективности использования счета в качестве фМРТ-парадигмы при исследовании функциональных связей в норме для оценки управляющих функций мозга. Медицинская визуализация. 2020;24(2):119–130. https://doi.org/10.24835/1607-0763-2020-2-119-130Morozova S.N., Kremneva E.I., Gadzhieva Z.Sh. et al. Evaluation of fMRI counting task efficiency for normal brain functional connectivity analisys during executive function examination. Medical Visualization. 2020;24(2):119–130. (In Russ.) https://doi.org/10.24835/1607-0763-2020-2-119-130Amaro E. Jr., Barker G.J. Study design in fMRI: basic principles. Brain Cogn. 2006;60(3):220–232. https://doi.org/10.1016/j.bandc.2005.11.009.Amaro E. Jr., Barker G.J. Study design in fMRI: basic principles. Brain Cogn. 2006;60(3):220–232. https://doi.org/10.1016/j.bandc.2005.11.009.Cevolani D., Di Donato F., Santarella L. et al. Functional MRI(fMRI) evaluation of hyperbaric oxygen therapy (HBOT) efficacy in chronic cerebral stroke: a small retrospective consecutive case series. Int J Environ Res Public Health. 2020;18(1):190. https://doi.org/10.3390/ijerph18010190Cevolani D., Di Donato F., Santarella L. et al. Functional MRI (fMRI) evaluation of hyperbaric oxygen therapy (HBOT) effi - cacy in chronic cerebral stroke: a small retrospective consecutive case series. Int J Environ Res Public Health. 2020;18(1):190. https://doi.org/10.3390/ijerph18010190Tsushima Y., Sawahata Y., Komine K. Task-dependent fMRI decoder with the power to extend Gabor patch results to natural images. Sci Rep. 2020;10(1):1382. https://doi.org/10.1038/s41598-020-58241-xTsushima Y., Sawahata Y., Komine K. Task-dependent fMRI decoder with the power to extend Gabor patch results to natural images. Sci Rep. 2020;10(1):1382. https://doi.org/10.1038/s41598-020-58241-xRosa A.M., Miranda Â.C., Patrício M. et al. Functional magnetic resonance imaging to assess the neurobehavioral impact of dysphotopsia with multifocal intraocular lenses. Ophthalmology. 2017;124(9):1280–1289. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2017.03.033Rosa A.M., Miranda Â.C., Patrício M. et al. Functional magnetic resonance imaging to assess the neurobehavioral impact of dysphotopsia with multifocal intraocular lenses. Ophthalmology. 2017;124(9):1280–1289. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2017.03.033Tzourio-Mazoyer N., Landeau B., Papathanassiou D. et al. Automated anatomical labeling of activations in SPM using a macroscopic anatomical parcellation of the MNI MRI singlesubject brain. Neuroimage. 2002;15(1):273–289. https://doi.org/10.1006/nimg.2001.0978Tzourio-Mazoyer N., Landeau B., Papathanassiou D. et al. Automated anatomical labeling of activations in SPM using a macroscopic anatomical parcellation of the MNI MRI singlesubject brain. Neuroimage. 2002;15(1):273–289. https://doi.org/10.1006/nimg.2001.0978

The authors declare that there are no conflicts of interest present.