Сравнительная количественная оценка расположения и интенсивности коагулятов при лазерном лечении диабетического макулярного отека | Замыцкий Е.А., Золотарев А.В., Карлова Е.В., Ильясова Н.Ю., Широканев А.С.

Актуальность

Значительный рост числа пациентов с сахарным диабетом (СД) привел к увеличению частоты встречаемости его осложнений. Диабетическая ретинопатия — наиболее социально значимое осложнение СД, а диабетический макулярный отек (ДМО), который может развиться на любой ее стадии, является одной из основных причин необратимой слепоты и слабовидения у пациентов с СД [1–3].

Несмотря на активное использование фармакологического лечения ДМО, лазеркоагуляция сетчатки остается широко применяемым и доступным методом [4]. Однозначного представления о механизме лечебного эффекта лазеркоагуляции в настоящий момент нет. 

Принято считать, что гибель части фоторецепторов при коагуляционном некрозе тканей в месте нанесения коагулятов снижает потребность сетчатки в кислороде и уменьшает ишемию, вызванную диабетическим поражением микроциркуляторного русла. Это приводит к снижению выработки ангиогенных факторов, основным из которых является эндотелиальный фактор роста сосудов (Vascular endothelial growth factor — VEGF), а также провоспалительных цитокинов, что уменьшает проницаемость сосудистой стенки и позволяет купировать ДМО [5].

Кроме того, распространение тепла от лазеркоагулята на окружающую сетчатку формирует коллатеральную зону субпорогового термического воздействия. Тепловая активация пигментного эпителия увеличивает выработку фактора роста пигментного эпителия (pigment epithelium derived factor — PEDF), который обладает важным нейротрофическим действием и является антагонистом VEGF [6].

Неизбежное при лазеркоагуляции повреждение сетчатки в макулярной области приводит к появлению центральных скотом [4]. Для минимизации повреждения фоторецепторов сетчатки необходимо снижать интенсивность лазерного воздействия, но это приведет к снижению эффективности лечения из-за недостаточного угнетения выработки VEGF и стимулирования продукции PEDF [5]. В то же время коагуляция сверх необходимой не даст пропорциональной прибавки площади термоактивированной сетчатки и приведет к преобладанию повреждающего эффекта над терапевтическим [7].

Необходимый баланс между количеством коагулируемой и термоактивированной ткани сетчатки, а следовательно, баланс между VEGF и PEDF, будет соблюдаться в случае нанесения коагулятов, оптимальных как по интенсивности, так и по расположению [7].

В настоящее время существует два основных метода коагуляции. В моноимпульсном режиме коагуляты наносятся по одному с индивидуальным позиционированием лазерного луча на сетчатке. При паттерн-коагуляции одномоментно наносится по несколько коагулятов в виде фигуры правильной формы — паттерна (квадрат, круг, треугольник, дуга).

Цель исследования: провести сравнительную количественную оценку интенсивности и адекватности расположения коагулятов при моноимпульсной и паттерн-лазеркоагуляции ДМО.

Материал и методы

Материалом для исследования стали снимки глазного дна 83 пациентов (121 глаз). Критерием включения стали снимки глазного дна, полученные сразу после впервые выполненной лазеркоагуляции сетчатки по поводу ДМО. Критерием исключения явилось недостаточное качество снимков для оценки интенсивности и расположения коагулятов. К I группе отнесли снимки 63 глаз пациентов, лечение которых проходило с использованием паттерн-коагуляции, а ко II группе — снимки 58 глаз пациентов, лечение которых проводилось путем моноимпульсной лазеркоагуляции в навигационном режиме на лазерной установке Navilas (OD-OS, ФРГ). Данная система объединяет лазеркоагулятор и фундус-камеру с функцией трекинга, в результате чего возможно проводить прецизионную лазеркоагуляцию (как в моноимпульсном, так и в паттерн-режиме), располагая коагуляты не «вручную», а автоматически, с гарантированной привязкой к заранее намеченной точке сетчатки. Также имеется возможность оценить состояние сетчатки точно в зоне нанесенного коагулята, даже если он не виден. Все это позволяет провести сравнительную количественную оценку существующих методов лазеркоагуляции с учетом всех нанесенных коагулятов независимо от их визуализации.

Для определения количества технически оптимальных коагулятов оценивали их основные параметры: интенсивность и расположение. Оптимальными с точки зрения интенсивности считали коагуляты II степени по классификации L’Esperance (1985). Используемая лазерная установка позволила определить количество коагулятов 0-й степени, которые наносились в соответствии с предварительным планом расположения коагулятов, но обнаружить их на послеоперационном снимке не удалось из-за отсутствия видимого ожога сетчатки вследствие недостаточной энергии лазерного излучения.

При ручном позиционировании неизбежно попадание части коагулятов на ретинальные геморрагии, сосуды и «твердый» экссудат, где эффективная лазеркоагуляция невозможна. Кроме того, часть коагулятов может оказаться в зоне интактной сетчатки. Такие коагуляты оценивались нами как неоптимальные по расположению.

Для оценки равномерности расположения коагулятов с помощью программы ImageJ измеряли в пикселях длину отрезков, соединяющих центры соседних коагулятов. При этом использовался принцип триангуляции Делоне, когда в окружность, проведенную через центры трех соседних коагулятов, не попадают другие коагуляты. Вычисляли среднее расстояние между коагулятами и стандартное отклонение от среднего расстояния. Меньшие значения стандартного отклонения свидетельствуют о более равномерном расположении коагулятов в зоне лечения.

Статистический анализ проводили с определением нормальности распределения рядов данных по критерию Шапиро — Уилка и их сравнением с использованием дисперсионного анализа Краскела — Уоллиса, предназначенного для сравнения двух независимых выборок в непараметрической статистике. Данные представлялись с указанием медианы и межквартильного размаха, Me (Q1-Q3).

Результаты исследования

Анализ распределения лазеркоагулятов по степени интенсивности (табл. 1) показал, что при паттерн-коагуляции отмечается преобладание оптимальных коагулятов (II степени интенсивности), доля которых была наибольшей и составила 31,85%. При использовании моноимпульсного режима доля таких коагулятов составила лишь 25,15%. При этом обращает на себя внимание значительное количество коагулятов 0-й степени интенсивности (32,5%), полученных при моноимпульсной коагуляции, в то время как при паттерн-коагуляции таких коагулятов было 9,5%. Доля коагулятов, избыточных по интенсивности (III и IV степени), существенно выше при паттерн-коагуляции (21,17% и 14,4% соответственно), чем при моноимпульсной коагуляции (15,52% и 9,2% соответственно).

При анализе расположения коагулятов (табл. 2) было также выявлено существенное различие между рассматриваемыми методиками. Так, если при паттерн-коагуляции технически неэффективными (попавшими на ретинальные геморрагии, сосуды и очаги «твердого» экссудата) оказались 11,45% всех коагулятов, то при моноимпульсной коагуляции их было лишь 1,29%. Количество избыточных коагулятов (попавших в зону интактной сетчатки) составило 12,89% и 6,69% для паттерн- и моноимпульсной методики соответственно.

Анализ равномерности расположения лазеркоагулятов, основанный на сравнении стандартного отклонения от среднего расстояния между коагулятами с использованием принципа Делоне, показал отсутствие статистически значимых различий между исследуемыми методиками (p=0,0591). При этом равномерность расположения коагулятов оказалась несколько ниже в группе моноимпульсной лазеркоагуляции: стандартное отклонение от среднего расстояния между коагулятами составляло 8,44 (7,82–9,21) пикселя, в то время как при паттерн-коагуляции — 8,16 (6,95–8,9) пикселя.

Обсуждение

Полученные результаты демонстрируют преимущества и недостатки двух основных методов лазеркоагуляции, применяющихся для лечения ДМО. Использование паттерн-режима приводит к более жесткой коагуляции сетчатки: наносится в 1,5–2 раза больше избыточных по интенсивности коагулятов по сравнению с моноимпульсным режимом (35,57% и 24,72% соответственно). При этом количество оптимальных по интенсивности коагулятов также оказывается выше (31,5% по сравнению с 25,15% при моноимпульсном режиме). Моноимпульсный режим приводит к более щадящей и, возможно, менее эффективной коагуляции. Это может объясняться тем, что моноимпульсный режим позволяет при необходимости корректировать мощность после каждого импульса, а паттерн-режим — только после группы импульсов, что может провоцировать хирурга на применение избыточных параметров для получения видимого результата.

Помимо интенсивности коагулятов важную роль в обеспечении эффективности лечения играет их расположение: при попадании коагулятов в зону интактной сетчатки происходит ее избыточное повреждение, коагуляция в зонах ретинальных геморрагий, сосудов и очагов «твердого» экссудата не может обеспечить необходимого лечебного эффекта из-за блокирования излучения.

В группе паттерн-коагуляции было выявлено 24,34% неоптимальных по расположению коагулятов. Это, вероятно, является следствием ограниченного выбора стандартных паттернов, которые зачастую не соответствуют индивидуальным особенностям расположения анатомических структур сетчатки в области отека и его границам. Моноимпульсная лазеркоагуляция позволяет более точно располагать коагуляты, что является ее несомненным преимуществом: лишь 7,99% коагулятов оказались неоптимальными по расположению.

Таким образом, моноимпульсная методика обеспечивает бóльшую безопасность коагуляции за счет меньшего повреждения сетчатки, но может быть недостаточно эффективной. Паттерн-коагуляция может давать бóльшую эффективность, но менее точна.

Заключение

При лечении ДМО паттерн-коагуляция более предпочтительна по сравнению с моноимпульсной в обеспечении достаточной интенсивности коагулятов. Моноимпульсный режим при этом обеспечивает более точное размещение коагулятов. Однако обе общепринятые методики, как оказалось, недостаточно эффективны в силу присущих им недостатков: существенное количество коагулятов оказывается неоптимальным или по интенсивности, или по расположению. В реальной практике эти недостатки в значительной степени компенсируются мастерством и опытом лазерных хирургов. Запланированное точное размещение коагулятов на сетчатке и внедрение способов более четкой превентивной коррекции энергии для каждого коагулята могут существенно упростить получение максимально возможного эффекта от лазеркоагуляции при лечении ДМО. Дальнейшие исследования в направлении персонализированной прецизионной лазеркоагуляции позволят существенно повысить качество и эффективность лечения макулярных отеков.

Сведения об авторах:

¹Замыцкий Евгений Андреевич — аспирант кафедры офтальмологии, ORCID iD 0000-0002-0258-165X;

¹Золотарев Андрей Владимирович — д.м.н., заведующий кафедрой офтальмологии, ORCID iD 0000-0002-9107-5221;

¹Карлова Елена Владимировна — д.м.н., доцент кафедры офтальмологии, ORCID iD 0000-0003-4929-8832;

²Ильясова Наталья Юрьевна — д.т.н., доцент, старший научный сотрудник, ORCID iD 0000-0003-3027-1963;

²Широканев Александр Сергеевич — младший научный сотрудник, ORCID iD 0000-0002-0413-3391.

¹ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России. 443099, Россия, г. Самара, ул. Чапаевская, д. 89.

²ИСОИ — филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН. 443001, Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 151.

Контактная информация: Карлова Елена Владимировна, e-mail: karlova@inbox.ru. Источники финансирования: работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 19–29–01135. Никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует. Статья поступила 23.03.2021.

About the authors:

¹Evgeniy A. Zamytskiy — postgraduate student of the Department of Ophthalmology, ORCID iD 0000-0002-0258-165X;

¹Andrey V. Zolotarev — Doct. of Sci. (Med.), Head of the Department of Ophthalmology, ORCID iD 0000-0002-9107-5221;

¹Elena V. Karlova — Doct. of Sci. (Med.), Associate Professor of the Department of Ophthalmology, ORCID iD 0000-0003-4929-8832;

²Natal’ya Yu. Il’yasova — Doct. of Sci. (Tech.), Associate Professor, Senior Researcher, ORCID iD 0000-0003-3027-1963;

²Aleksandr S. Shirokanev — Junior Researcher, ORCID iD 0000-0002-0413-3391.

¹Samara State Medical University. 89, Chapaevskaya str., Samara, 443099, Russian Federation. 

²Image Processing Systems Institute — Branch of the Federal Scientific Research Centre “Crystallography and Photonics” of RAS. 151, Molodogvardeiskaia str., Samara, 443001, Russian Federation.

Contact information: Elena V. Karlova, e-mail: karlova@inbox.ru. Financial Disclosure: the study is supported by RFBR, research project No. 19–29–01135. No authors have a financial or property interest in any material or method mentioned. There is no conflict of interests. Received 23.03.2021.