Определение внутриглазного давления (ВГД) является неотъемлемой составляющей диагностики патологии глаза. В мировой практике для получения более достоверных значений внутриглазного давления, как правило, используют аппланационные тонометры Маклакова и Гольдмана [1].

Тонометрия – это обычная процедура измерения внутриглазного давления с помощью различных методов [2]. Приборы для измерения ВГД предполагают, что глаз представляет собой закрытый шар с равномерным и равнонаправленным давлением, которое распределено по всей передней камере и полости стекловидного тела [2]. Глаз не изолированная сферичная структура, у него есть ткани, которые имеют свою плотность, и у разных людей эта плотность может отличаться, а сосудистая оболочка оказывает давление, связанное с пульсацией сердечно-сосудистой системы организма.

Внутриглазное давление – это давление жидкости внутри глаза, являющееся результатом баланса между продукцией камерной влаги, трабекулярным и увеосклеральным оттоком и давлением в эписклеральных венах, поддерживающее его форму и обеспечивающее постоянство циркулирующих питательных веществ и нормальную трофику внутриглазных тканей [3].

На территории Российской федерации и стран СНГ самым используемым методом измерения ВГД является тонометрия по Маклакову, на территории США и большинства стран северной Европы, как правило, используют тонометр Гольдмана. Оба тонометра являются аппланационными [1] и относятся к категории контактных.

Роговица в большинстве случаев при проведении тонометрии является посредником между тонометром и тем давлением, которое формируется внутри глаза, и учет именно биомеханических и биометрических свойств роговицы может дать более достоверные данные. Точное определение значений офтальмотонуса практически всегда требует учета биомеханических свойств роговицы, данных анамнеза о перенесенных заболеваниях роговицы или кераторефракционных операциях, редко у кого роговица имеет абсолютно стандартные параметры, например среднюю толщину, равную 545 мкм. И. А. Бубнова в своих работах отмечает, что при ослаблении биомеханических свойств роговицы происходит снижение значений ВГД [4].

Доктор Гаути Йоханнессон и соавт. в своих научных публикациях показывают, что при увеличении кривизны роговицы показатели внутриглазного давления снижаются, особенно при измерениях контактными тонометрами [5]. Шон Маккафферти с коллегами при измерении офтальмотонуса аппланационным тонометром Гольдмана выявил, что неоднородность слезной пленки глаза на поверхности роговицы у пациентов может привести к ошибкам [6]. Доказано, что радиус роговицы имеет отрицательную корреляцию с показателями внутриглазного давления [7].

На показатели внутриглазного давления достоверно определено влияние вязкоупругих и эластических свойств роговицы, таких как гистерезис и фактор резистентности роговицы. Значения этих показателей имеют прямую положительную связь [8].

Из представленных выше примеров становится очевидным, что, как правило, выделяют отдельные параметры роговой оболочки, которые способны повлиять на точность измерения ВГД и на основании которых планируется проведение корректировки уже определенного давления. Однако не разработаны подходы определения офтальмотонуса без использования тонометра.

В большинстве случаев для измерения офтальмотонуса используются тонометры, которые механически взаимодействуют с различными частями глазного яблока. Исключением являются бесконтактные тонометры, или тонометры воздушной затяжки, которые для исследования ВГД выдают струю воздуха – при взаимодействии с роговицей поток воздуха отражается обратно, на основании чего проводится анализ. К таким тонометрам относят такие аппараты, как Keeler Pulsair EasyEye, анализаторы глазной реакции (ORA), Corvis ST [1].

Анализаторы глазной реакции (ORA) выдают три вида параметра: IOPg – значение внутриглазного давления, коррелированное с Гольдманом; CH – параметр гистерезиса роговицы; IOPcc – внутриглазное давление с компенсацией параметров роговицы, основанное на учете ее биомеханических свойств, таких как эластичность и вязкость [9][10]. Несмотря на то что аппарат учитывает гистерезис, эластичность и вязкость роговой оболочки, он все же не учитывает множество других характеристик, например ее радиус или индекс вертикальной асимметрии.

Существует бесконтактный тонометр Corvis ST, в котором реализован замер внутриглазного давления с учетом биомеханических показателей роговицы (bIOP). Такие показатели более достоверны при измерении внутриглазного давления у пациентов, перенесших рефракционную хирургию, при которой изменяется толщина роговицы [11]. В данном аппарате создатели попытались реализовать идею использования Шаймпфлюг-камеры для учета влияния биомеханических показателей до и после подачи воздушной затяжки. Но при деформации роговицы оценка ее биомеханических и топографических особенностей будет представлять определенные трудности. Так или иначе, при бесконтактных методах измерения ВГД происходит аппланация роговицы воздушным потоком. Из-за очень сложного строения трудно описать, как различные участки роговой оболочки проходят свое уплощение и как внутри сложной, многослойной, анизотропной структуры распространяется чрезвычайно быстрое искривление. Кроме того, аппланация роговицы не протекает на идеально ровной области центральной части роговицы. На этой поверхности всегда есть небольшие неровности [12]. Поэтому вопрос «качества аппланаций роговицы» как для аппарата ORA, так и для аппарата Corvis ST остается открытым [13].

Проводя литературный поиск, мы не обнаружили методик, которые позволяли бы проводить тонометрию без какой-либо механической деформации глаза. Разработка и внедрение методов определения ВГД, отличных от ныне существующих, является актуальной проблемой на сегодня.

Цель исследования – создать новую методику определения внутриглазного давления без проведения тонометрии, опираясь на показатели индивидуального профиля роговицы с ее параметрами, индексами и данными авторефрактометрии.

Исследование выполнено на кафедре офтальмологии в ФГБОУ ВО «Казанский ГМУ» Минздрава России, на клинической базе ГАУЗ «РКОБ МЗ РТ имени профессора Е. В. Адамюка», город Казань, с 01.09.2020 г. по 01.12.2022 г. Для анализа использовали данные карт 500 пациентов (1000 глаз): показатели кератотопографа, данные авторефрактометрии и соответствующие им значения измерения внутриглазного давления при тонометрии по Маклакову.

В исследование были включены лица, достигшие 18 лет. Лица женского пола составили 58 % (290 человек), лица мужского пола – 42 % (210 человек). Среди 1000 глаз были пациенты как с эмметропической рефракцией – 8 глаз (0,8 %), так и с аномалиями рефракции – 992 глаза (99,2 %), среди них 978 глаз (97,8 %) имели миопическую рефракцию, 14 (1,4 %) глаз – простой миопический астигматизм. 889 глаз (88,9 %) сочетали миопическую рефракцию с миопическим астигматизмом. Критерием исключения из выборки были любые заболевания глаз, помимо аномалий рефракции. По данным медицинских карт также были исключены пациенты, имеющие в анамнезе травмы органа зрения, рубцы роговицы, любые оперативные вмешательства на органе зрения и операции, сопровождающиеся затрагиванием роговицы, наличие подтвержденной глаукомы и другой патологии, оказывающей влияние на изменение архитектоники роговицы. В частности, были исключены пациенты с эктатическими заболеваниями фиброзной оболочки глаза (кератоконус, кератоглобус и другими) и дистрофическими болезнями роговой оболочки.

Пациенты с хроническими заболеваниями, такими как сахарный диабет I и II типа, другими заболеваниями эндокринной системы, и лица, имеющие хронические аутоиммунные и системные заболевания, были также исключены из выборки.

В течение недели перед прохождением комплексного исследования всем пациентам рекомендовали не использовать контактные линзы, в том числе ортокератологические.

Деления пациентов на какие-либо отдельные группы не проводили.

Параметры поверхности роговицы определяли на аппарате ALLEGRO Oculyzer, WaveLight Oculyzer II, Alcon (США), они представлены в табл. 1 с последующими пояснениями:

1) Rf – относится к радиусу наиболее плоской кривизны роговицы, соответствует радиусу плоского (слабого) меридиана передней поверхности роговицы, показателя K1; 2) Rs – крутой меридиан радиуса, относится к радиусу наиболее крутой кривизны роговицы, соответствует радиусу крутого (сильного) меридиана передней поверхности роговицы, показателя K2; 3) Rm – средний радиус кривизны, рассчитывается как среднее значение радиусов крутого и плоского меридианов роговицы; 4) K1 – плоский (слабый) меридиан передней поверхности роговицы, средние показатели K1 составляют 43,46 ± 1,68 дптр [14]; 5) K2 – крутой (сильный) меридиан передней поверхности роговицы, средние показатели K2 составляют 44,41 ± 1,98 дптр [14]; 6) Km – рассчитывается из средних значений радиусов крутого и плоского меридиана [15], среднее значение кератометрии в нормальной популяции составляет 43,77 дптр [16]; 7) Rper – аналогичен среднему радиусу кривизны Rm, но рассчитывает среднее значение радиуса кривизны на расстоянии 6 и 9 мм от центральной зоны роговицы [17]; 8) Astig – роговичный астигматизм, является наиболее распространенной формой аномалий рефракции глаза, при которой рефракция меняется в разных меридианах глаза в зависимости от структурных и светопреломляющих свойств роговицы [18]; 9) Rmin – значение наименьшего радиуса кривизны роговицы; значения Rmin менее 6,71 мм считаются аномальными и/или патологическими, учитывая, что средний радиус передней поверхности роговицы составляет 7,87 ± 0,27 мм [17]; 10) ISV – стандартное отклонение индивидуальных сагиттальных радиусов роговицы от средней кривизны; ISV более 41 считается патологическим [17]; 11) IVA – разница между кривизной роговицы в верхнем и нижнем квадранте, представляет собой значение симметрии кривизны относительно горизонтального меридиана как оси отражения; IVA > 0,32 является патологическим [17]; 12) KI – индекс, выражающий соотношение средних значений радиуса в верхнем и нижнем сегменте; значение KI больше 1,07 считается патологическим [17]; 13) CKI – отношение средних значений радиуса в периферийном кольце, деленное на среднее значение радиуса центрального кольца; значение CKI больше 1,03 считается патологическим [17]; 14) IHA – средняя разница между максимальным и минимальным значением высоты с горизонтальным меридианом в качестве зеркальной оси; IHA аналогичен IVA, но основан на элевации роговицы и, следовательно, более чувствителен; значение IHA больше 21 считается патологическим [17]; 15) IHD – значение децентрации данных о высоте в вертикальном направлении, которое рассчитывается на основе анализа Фурье; этот показатель обеспечивает степень децентрации в вертикальном направлении, рассчитанную в проекции кольца радиусом 3 мм; значение IHD более 0,016 считается патологическим [17]; 16) Thickness – отображает толщину роговицы в центральной области, средняя толщина равна 545 мкм [19].

Из параметров проведенного авторефрактометрического исследования (аппарат TONOREF Nidek, Япония) анализировали такие показатели, как сферический компонент (SPH) и цилиндрический компонент (CYL) рефракции глаза. Наибольшее значение для прогнозирования ВГД оказал сферический компонент рефрактометрии.

Для измерения внутриглазного давления использовался тонометр Маклакова, измерение проводили с предварительной инстилляцией оксибупрокаина 0,4 %.

Все данные были систематизированы в программе Microsoft Excel 2016 и структурированы в таблице. Для статистических вычислений нами была использована среда R 4.2.2 (R Foundation for Statistical Computing, Вена, Австрия). Для корреляционного анализа использовали коэффициент ранговой корреляции ρ Спирмена с соответствующим 95 % доверительным интервалом, для проведения регрессионного анализа – линейные регрессионные модели. Регрессоры с правосторонней асимметрией выборочного распределения включались в модели после log2-трансформации (в качестве порогового значения использовали значение коэффициента асимметрии, равное 1,96). Ассоциацию считали статистически значимой при p < 0,05.

Среди всех анализируемых параметров роговицы при статистической обработке и последующем математическом моделировании посредством программы R 4.2.2 нами были выделены параметры и индексы, коррелирующие с внутриглазным давлением, которые возможно использовать при создании математической модели для определения внутриглазного давления без использования тонометра. Таковыми оказались: IVA – индекс вертикальной асимметрии, ρ [ 95 % ДИ: –0,21; –0,09], p < 0,001; Rmin – наименьший радиус кривизны, ρ [ 95 % ДИ: –0,22; –0,10], p < 0,001; Rf – плоский меридиан радиуса, ρ [ 95 % ДИ: –0,27; –0,15], p < 0,001; CKI – центральный индекс кератоконуса, ρ [ 95 % ДИ: –0,18; –0,06], p < 0,001; Thickness – толщина роговицы, ρ [ 95 % ДИ: 0,02; 0,15], p < 0,006. При анализе параметров авфторефрактометра наибольшее значение для создания математической модели имел SPH, несмотря на то что корреляция с ВГД этого параметра была не самая значительная, ρ [ 95 % ДИ: –0,06; 0,06], p < 0,954.

В табл. 2 представлена модель для расчета Pt (тонометрическое ВГД) на основе параметров кератотопографа (ALLEGRO Oculyzer, WaveLight II), полученная с использованием пошагового исключения предикторов на основании информационного критерия Акаике (AIC). Модель характеризовалась коэффициентом детерминации R2, равным 0,09.

На основе анализа полученных данных нами создана новая методика определения внутриглазного давления без проведения тонометрии, представленная в виде математической модели:

Pt keratotopographic = 61,9–0,06 × SPH – 2,39 × Rf + 0,64 × Rmin – 0,15 × log2 (IVA) – 31,9 × CKI – 0,006 × Thickness,

где: Pt – это тонометрическое внутриглазное давление, а слово «keratotopographic» подразумевает, что данное внутриглазное давление рассчитывалось на основании параметров кератотопографа (мм рт. ст.); SPH – сферический компонент рефрактометрии (дптр); Rf – радиус плоского меридиана (мм); Rmin – наименьший радиус кривизны (мм); IVA – индекс вертикальной асимметрии; CKI – индекс центрального кератоконуса; Thickness – толщина роговицы (мкм). В данную модель были включены именно те параметры и индексы роговицы, которые имели большую значимость при создании математической модели.

Математическая модель разработана для предотвращения любых механических воздействий на орган зрения при исследовании офтальмотонуса, а также в случаях, когда использование любых тонометров противопоказано или невозможно. Модель применима перед эксимерлазерной коррекцией зрения, когда ее проведение необходимо в день предоперационной диагностики и любое механическое воздействие на роговицу будет недопустимым и приведет к неточностям в исходе операции.

В качестве примера для использования математической модели в практике можно привести клинические случаи.

Случай № 1. У пациента Н. при диагностике были получены следующие показатели:

SPH = –4,25; Rf = 7,92; Rmin = 7,71; IVA = 0,03; CKI = 1; Thickness = 530.

Сферический компонент (SPH) следует подставлять в математическую модель без знака «–», так как при создании модели в программу вносились данные без знака «–».

При подстановке параметров в математическую модель получается следующее:

Pt keratotopographic = 61,9–0,06 × 4,25–2,39 × 7,92 + 0,64 × 7,71–0,15 × log2 (0,03) – 31,9 × 1–0,006 × 530= 13,33 мм рт. ст.

Полученное давление входит в пределы физиологической нормы. При измерении ВГД у данного пациента показатель тонометрии по Маклакову составил 14,0 мм рт. ст.; при сравнительном измерении встроенным в авторефрактометр TONOREF Nidek тонометром с воздушной затяжкой ВГД было равно 12,0 мм рт. ст.; тонометром Гольдмана – 16,0 мм рт. ст.

Случай № 2. У пациента А. при диагностике были получены следующие показатели:

SPH = –2,0; Rf = 8,05; Rmin = 7,9; IVA = 0,07;

CKI = 1,0; Thickness = 513.

При подстановке параметров в математическую модель получается следующее:

Pt keratotopographic = 61,9–0,06 × 2,0–2,39 × 8,05 + 0,64 × 7,9–0,15 × log2 (0,07) – 31,9 × 1,0–0,006 × 513=13,19 мм рт. ст.

Полученное давление входит в пределы физиологической нормы. При измерении ВГД у данного пациента показатель тонометрии по Маклакову составил 13,0 мм рт. ст.; при сравнительном измерении встроенным в авторефрактометр TONOREF Nidek тонометром с воздушной затяжкой ВГД было равно 11,0 мм рт. ст.; тонометром Гольдмана – 14,0 мм рт. ст.

На основании проведенных корнеотопографических исследований роговицы нами впервые была создана математическая модель расчета внутриглазного давления без тонометрии:

Pt keratotopographic = 61,9–0,06 × SPH – 2,39 × Rf + 0,64 × Rmin – 0,15 × log2 (IVA) – 31,9 × CKI – 0,006 × Thickness.

Данная модель предоставляет нам возможность применения ее в клинической практике в тех случаях, когда использование тонометра невозможно или не рекомендовано.