Введение
Зрение основано на многих типах ганглиозных клеток сетчатки (ГКС), каждая из которых настроена на различные сигналы цвета или контраста. Стандартные тесты поля зрения используют бело-на-белые (ахроматические) стимулы и измеряют общую чувствительность, но ранние или избирательные повреждения при таких заболеваниях, как глаукома, могут быть скрыты за нормальными результатами полного поля зрения. Специализированные периметрические тесты теперь исследуют специфические пути с помощью стимулов цвета или временного контраста. Например, сине-желтая периметрия (автоматизированная периметрия коротковолнового диапазона, SWAP) представляет яркую синюю мишень на желтом фоне для изоляции короткововолнового (синего) колбочкового пути и его малых бистратифицированных ГКС (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Аналогично, красно-зеленые (хроматические) тесты направлены на длинно- / средневолновые колбочковые пути (парвоцеллюлярная система), а тесты на мерцание / временные тесты (например, периметрия с удвоением частоты или высокочастотное мерцание) акцентируют внимание на больших зонтичных (магноцеллюлярных) ГКС. Таким образом, разделяя зрительные функции, клиницисты надеются выявить повреждения в определенных подтипах ГКС раньше или точнее, чем при стандартном тестировании.
В этой статье рассматриваются эти методы цветовой и контраст-специфической периметрии и их связь с глаукомой и заболеваниями зрительного нерва. Мы обсудим, что сине-желтая и красно-зеленая периметрия могут рассказать о дисфункции путей, как периметрия мерцания исследует обработку временного контраста, и как эти функциональные потери соотносятся со структурной визуализацией (ОКТ) и метриками кровотока (ОКТ-ангиография). Мы также рассмотрим данные о том, предсказывают ли такие целевые тесты последующее ухудшение стандартных полей, и предложим практические протоколы тестирования, которые максимизируют диагностическую ценность, не перегружая пациентов.
Цветовая и контраст-специфическая периметрия
Сине-желтая (SWAP) периметрия
Сине-желтая периметрия (SWAP) является хорошо известным цветовым тестом. Он использует большой, узкополосный синий стимул (около 440 нм), представленный на ярком желтом фоне (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Поле высокой яркости желтого цвета адаптирует красные и зеленые колбочки, так что в основном реагирует оставшийся путь – коротковолновые (синие) колбочки и их малые бистратифицированные ГКС. По сути, SWAP «изолирует» сине-колбочковый канал. Ранняя глаукома часто поражает эти малые бистратифицированные клетки, поэтому SWAP может выявить потерю поля зрения раньше, чем обычное тестирование (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Действительно, исследования показывают, что SWAP может обнаруживать дефекты поля зрения у пациентов с подозрением на глаукому или на ранних стадиях глаукомы до того, как стандартная периметрия покажет потери, что свидетельствует о более высокой чувствительности к ранним повреждениям (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Например, одно исследование показало, что дефицит SWAP сильно коррелирует с истончением слоя нервных волокон сетчатки (r≈0.56 в нижнем квадранте) у пациентов с глаукомой (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), что указывает на соответствие потери SWAP структурному повреждению.
Однако SWAP имеет практические ограничения. Он чувствителен к помутнению хрусталика (катаракта делает результаты ненадежными) и обычно требует более длительного тестирования (для преодоления эффектов адаптации). Клинически SWAP часто использует алгоритм «SITA-SWAP» для сокращения времени, но пациенты все равно могут легко уставать. В исследованиях поля SWAP показали больший средний дефицит, чем поля бело-на-белого цвета у пациентов с подозрением на глаукому (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), но воспроизводимость может быть проблемой. Другой подход, основанный на SWAP, измеряет зрачковые реакции (пупиллография) на синие и желтые стимулы, отражая функцию меланопсиновых ганглиозных клеток. Одно исследование показало, что зрачковые тесты на синем свевете выявили ранние потери немного лучше, чем стимулы желтого света при легкой глаукоме, что намекает на то, что тестирование синего пути может выявить раннее повреждение (openresearch-repository.anu.edu.au).
Учитывая сильные и слабые стороны SWAP, он в основном используется, когда клиницисты подозревают раннюю глаукому или оптическую невропатию, несмотря на нормальные стандартные поля зрения. Многие специалисты по глаукоме используют шведский интерактивный пороговый алгоритм сине-на-желтого света (SITA SWAP) в подозрительных случаях.
Красно-зеленая (парвоцеллюлярная) периметрия
Красно-зеленый путь (парвоцеллюлярная система) передает сигналы высокого разрешения и цветового противодействия и также может быть исследован психофизически. На практике, изоляция этого канала требует тщательного дизайна (часто с использованием изолюминесцентных красных против зеленых стимулов). Широко используемой коммерческой «красно-зеленой периметрии» не существует, но исследовательские тесты показали интересные результаты. Например, исследования с использованием тестирования красно-зеленого противодействия показали, что у некоторых глаз с глаукомой парвоцеллюлярный путь так же уязвим – или даже более уязвим – чем ахроматический путь. Одно классическое исследование показало, что у подмножества глаз с ранней глаукомой были большие потери для красно-зеленого цветового контраста, чем для бело-на-белого зрения (www.sciencedirect.com). Это предполагает, что парвоцеллюлярные (L/M колбочковые) ганглиозные клетки могут быть избирательно повреждены. В этом исследовании пороговые значения красно-зеленого контраста у некоторых пациентов были неожиданно хуже, чем предсказывалось общей чувствительностью, что подразумевает отход от обычного предположения о том, что крупные магноцеллюлярные волокна будут показывать равную или большую потерю (www.sciencedirect.com).
Поскольку истинная изолюминесцентная красно-зеленая периметрия сложна, некоторые клиники пробовали более простые варианты. Например, тест «зеленый-на-желтом» (использование зеленой мишени на желтом фоне) имитирует тест красно-зеленого контраста с желтым фоном, подавляющим синие колбочки. Недавнее исследование показало, что поля «зеленый-на-желтом» хорошо согласуются с традиционными полями «синий-на-желтом», с аналогичной чувствительностью и специфичностью для обнаружения глаукомы (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). На практике это означает, что клиницисты могут исследовать парвоцеллюлярную функцию, изменяя длину волны стимула, но с современным оборудованием это встречается редко. Однако это подчеркивает, что цветопротивоположные дефициты (как красно-зеленые, так и сине-желтые) предоставляют дополнительную информацию: SWAP тестирует кониоцеллюлярный (S-колбочковый) путь, а зелено-желтый тест исследует L/M (парвоцеллюлярный) путь.
Временная (мерцательная) контрастная периметрия
Чувствительность к временному контрасту – способность обнаруживать быстрое мерцание или движение – в значительной степени обеспечивается магноцеллюлярным (M-клеточным) путем. Тесты, измеряющие восприятие мерцания (мерцательная периметрия) или использующие иллюзию «удвоения частоты», оба нагружают эти быстрые пути. В мерцательной периметрии пациенты обнаруживают чередование света/темноты на различных частотах и контрастах. В периметрии по технологии «удвоения частоты» (FDT) решетка мерцает с высокой частотой (например, 25 Гц), создавая иллюзию удвоенной пространственной частоты; это преимущественно стимулирует зонтичные (M) ганглиозные клетки сетчатки.
Исследования показали, что глаукома влияет на чувствительность к высокочастотному мерцанию. Ранняя работа Тайлера показала, что многие пациенты с глаукомой (и глазной гипертензией) имели дефицит быстрого мерцания (webeye.ophth.uiowa.edu). Более поздние обзоры отмечали, что старение также снижает зрение при высокочастотном мерцании, но даже с учетом возраста пациенты с глаукомой демонстрируют значительное снижение чувствительности к мерцанию (webeye.ophth.uiowa.edu). Примечательно, что периметрия критической частоты слияния мерцаний (CFF) – которая определяет наивысшую частоту обновления, которую может обнаружить человек, – оказалась превосходящей стандартную бело-на-белую периметрию в обнаружении глаукомного повреждения (webeye.ophth.uiowa.edu). Другими словами, проверка того, как быстро свет может мерцать, прежде чем слиться в постоянный свет, может выявить потерю функции, которую пропускают обычные поля зрения.
Периметрия FDT уже используется в клиниках для скрининга глаукомы. Корреляционные исследования показывают, что результаты FDT умеренно согласуются со структурной потерей: один анализ выявил значительную корреляцию между чувствительностью FDT и толщиной слоя нервных волокон сетчатки (RNFL), измеренной ОКТ (Спирмен r≈0.65 для всех пациентов с глаукомой) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). На практике FDT быстр (скрининговый тест занимает несколько минут на глаз) и продемонстрировал хорошую способность к раннему выявлению.
Более новые устройства «Matrix FDT» используют полное пороговое тестирование и могут отслеживать прогрессирование. Проспективное исследование наблюдало за глазами с глазной гипертензией/подозрением на глаукому в течение ~3 лет с использованием Matrix FDT и обычной периметрии. Было обнаружено, что дефекты поля зрения развивались чаще при FDT (8,0%), чем при стандартном тестировании (6,2%) (jamanetwork.com). Важно отметить, что исследование пришло к выводу, что FDT часто выявлял дефекты, которые не были очевидны при SAP во время тех же визитов (jamanetwork.com). Таким образом, тесты на временной контраст (мерцание/CFF/FDT) чувствительны к ранней глаукоме и предоставляют дополнительный взгляд на потерю зрения.
Сопоставление функциональных потерь со структурой (ОКТ/ОКТ-ангиография)
Структурная ОКТ-визуализация сетчатки и зрительного нерва произвела революцию в лечении глаукомы. Толщина слоя нервных волокон сетчатки (RNFL) и комплекс ганглиозных клеток (GCC) в макуле (ганглиозные клетки + внутренний плексиформный слой) тесно связаны с функциональными потерями. Исследования, сравнивающие цветовую периметрию с измерениями ОКТ, показывают последовательное соответствие структуры и функции. Например, у глаз с глаукомой толщина слоя нервных волокон сетчатки значительно коррелировала с результатами SWAP – особенно в нижнем квадранте – а общее истончение RNFL сопровождалось снижением сине-желтой чувствительности (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). В одной серии исследований средняя толщина RNFL имела более сильную корреляцию со средним отклонением SWAP (r≈0.39, p=0.001), чем с бело-на-белой периметрией (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Это предполагает, что потеря, выявленная при тестировании SWAP (синий путь), соответствует измеримой потере нервных волокон. Аналогично, потеря FDT была связана с истончением RNFL, подтверждая, что повреждение зонтичных клеток проявляется в структуре ОКТ.
Оптическая когерентная томография-ангиография (ОКТ-А) предоставляет карты плотности кровеносных сосудов под сетчаткой и вокруг зрительного нерва. Глаукома влияет на кровоток в сетчатке; многие исследования показывают снижение капиллярной плотности в глазах с глаукомой. Фактически, плотность сосудов широкого поля, измеренная в слое RNFL (перипапиллярная ОКТ-А), была столь же диагностической для глаукомы, как и сама толщина RNFL (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Для различения глаукомы от здоровых глаз одно исследование показало, что плотность сосудов RNFL «всего изображения» дала AUC ~0,94, что аналогично AUC=0,92 для средней толщины RNFL (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Иными словами, как структурные потери, так и сосудистые потери рассказывают аналогичную историю. Однако плотность сосудов макулы (N-флюэнси во внутренней сетчатке) кажется менее прогностической, чем толщина макулы: одно крупное исследование показало, что толщина GCIPL превосходит плотность сосудов макулы, измеренную ОКТ-А, для отделения глаз с глаукомой от нормальных (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Клинические специалисты могут объединить эти данные: фокальные потери поля зрения при специфической цветовой периметрии часто соответствуют фокальному истончению или снижению перфузии на изображениях. Например, нижний аркообразный дефект при SWAP обычно соответствует истончению верхней части слоя нервных волокон сетчатки (RNFL) при ОКТ. ОКТ-А может добавить дополнительные детали – области выпадения капилляров часто совпадают с наиболее поврежденными секторами нерва. В целом, отклонения целевой периметрии указывают на области, которые следует тщательно изучить на ОКТ.
Прогнозирование снижения стандартного поля зрения
Ключевой вопрос заключается в том, могут ли эти специализированные тесты предсказывать будущие потери на обычных бело-на-белых полях. Если да, то они были бы особенно полезны при подозрении на глаукому. Данные противоречивы. Несколько долгосрочных исследований изучали, опережает ли SWAP или FDT стандартную автоматизированную периметрию (SAP) в конверсии в глаукому. Одно 5-летнее исследование глазной гипертензии показало, что SWAP предшествовал конверсии SAP примерно в 37% случаев, был одновременным в 29% и не приводил к конверсии в 34% (www.dovepress.com). На практике авторы пришли к выводу, что SWAP и SAP выявляют различные подмножества ранней глаукомы, поэтому использование обоих методов может улучшить обнаружение. Другое гораздо более крупное голландское исследование (7–10-летнее наблюдение более 400 глаз) показало, что SWAP почти никогда не опережал SAP: только 2 из 24 глаз показали более раннюю конверсию SWAP, тогда как SAP был равным или более ранним в остальных случаях (output.eyehospital.nl). Авторы пришли к выводу, что SWAP, как правило, не предсказывал дефекты SAP, и что SAP оставался по крайней мере столь же чувствительным для конверсии (output.eyehospital.nl). Эти результаты показывают, что SWAP может выявить некоторые ранние случаи (особенно в краткосрочной перспективе), но это не гарантированное раннее предупреждение для большинства глаз.
Для периметрии мерцания данные немного более обнадеживающие. В проспективном исследовании Matrix FDT новые дефекты поля зрения появлялись на FDT немного чаще, чем на SAP (8,0% против 6,2% глаз) в течение 3,4 лет (jamanetwork.com). Авторы отметили, что FDT действительно выявил некоторые дефекты, еще не видимые при SAP (jamanetwork.com). Другими словами, FDT выявил несколько случаев немного раньше. С другой стороны, долгосрочные прогностические исследования периметрии с удвоением частоты ограничены. Один небольшой анализ показал, что быстрое ухудшение при FDT-периметрии было связано с более быстрым снижением SAP, но это еще не окончательно.
В итоге: целевые цветовые тесты и тесты на мерцание иногда могут сигнализировать о проблеме до стандартных полей. SWAP может выявить некоторые ранние потери, особенно в краткосрочной перспективе, но он не всегда опережает SAP у всех пациентов (www.dovepress.com) (output.eyehospital.nl). FDT может выявить небольшое количество более ранних дефектов (jamanetwork.com) (jamanetwork.com). Следовательно, эти тесты лучше рассматривать как взаимодополняющие. Если целевой тест становится аномальным, это вызывает беспокойство, даже если бело-на-белый тест все еще нормален. Но нормальный цветовой/мерцательный тест не гарантирует стабильности. Продольные исследования показывают, что по возможности следует использовать оба подхода, а изменения поля зрения подтверждать несколькими тестами (www.dovepress.com).
Практические протоколы тестирования
Поскольку эти специализированные тесты могут быть продолжительными или утомительными, протоколы должны сочетать тщательность с комфортом пациента. Ключевые стратегии включают ограничение количества тестов за посещение, использование более быстрых алгоритмов и настройку области исследования. На практике, врачи часто чередуют тесты между визитами, чтобы избежать перегрузки пациентов. Например, тест SWAP или FDT для одного глаза может быть проведен в один день, а для другого – в отдельный день. Даже в этом случае клиницисты обычно ограничивают сеансы двумя полями (либо два глаза по одному типу теста, либо один глаз по двум модальностям) и рекомендуют подождать не менее недели перед повторным тестированием того же глаза другим тестом (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Такое распределение помогает избежать путаницы из-за усталости или эффектов обучения.
Современные периметры предлагают более быстрые алгоритмы (например, стратегии SITA), которые могут использоваться для цветовой периметрии, сокращая время тестирования вдвое. По возможности использование пороговой стратегии вместо шаблона полного порога сокращает продолжительность теста. Ограничение области тестирования также может помочь: если у пациента есть известный дефицит (например, верхний дефект), фокусировка дополнительных цветных стимулов в этой области сэкономит время по сравнению с повторным тестированием всего поля. Большие размеры стимулов (Goldmann размер V) часто используются в тестах SWAP или на мерцание для повышения надежности и скорости (webeye.ophth.uiowa.edu).
Факторы пациента также важны: хорошая прозрачность хрусталика необходима для цветовых тестов (катаракта может сделать SWAP/GYP недействительными), поэтому многие протоколы требуют оценки состояния хрусталика или исключают пациентов с продвинутой катарактой. Пациенты должны быть хорошо отдохнувшими и внимательными; назначение этих обследований на время дня, когда пациент внимателен, может снизить усталость.
В итоге, эффективный протокол может выглядеть следующим образом: Исходный уровень – бело-на-белая периметрия и ОКТ. При подозрении или пограничном состоянии назначьте цветовую или мерцательную периметрию (используя SITA или режим короткого обследования). Проводите не более двух полей за посещение и делайте недельный перерыв между различными тестами для одного глаза (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Если целевой тест показывает подозрительный дефект, продолжите с ОКТ/ОКТ-А визуализацией этой области или более сфокусированной периметрией на следующем приеме. Для скрининга или в загруженных клиниках может быть практично чередовать специализированные тесты – например, проводить SWAP в один год, FDT в следующий – вместо всех тестов каждый год. Цель состоит в том, чтобы собрать данные, специфичные для пути, не удваивая количество посещений клиники и не перегружая пациента.
Заключение
Цветовая (сине-желтая, красно-зеленая) и контрастная (мерцающая) периметрия обогащают наше представление о зрительной функции, исследуя парвоцеллюлярные, кониоцеллюлярные и магноцеллюлярные пути ганглиозных клеток сетчатки отдельно. Сине-желтая (SWAP) тестирует S-колбочковый/бистратифицированный путь и часто выявляет раннюю глаукомную потерю, коррелирующую с истончением слоя нервных волокон сетчатки (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Красно-зеленое тестирование (реже используемое в клинике) может выявить дефицит пути L/M-колбочек (карликовых); исследования обнаружили случаи, когда снижение красно-зеленого цветового зрения было неожиданно хуже, чем ахроматические потери (www.sciencedirect.com). Временная/мерцательная периметрия нацелена на зонтичную (М-клеточную) систему и доказала свою чувствительность для начинающейся глаукомы, иногда превосходя стандартные тесты (webeye.ophth.uiowa.edu) (jamanetwork.com).
Структурная ОКТ и ОКТ-А предоставляют анатомическую карту для сопоставления этих функциональных данных. Области цветоспецифической потери поля зрения, как правило, совпадают с истончением соответствующих слоев сетчатки и с микрососудистым выпадением (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Хотя цветовые и мерцательные тесты могут предсказывать некоторые надвигающиеся потери поля зрения при бело-на-белом тестировании, их эффективность не всегда совершенно последовательна: некоторые долгосрочные исследования показали, что SWAP редко предшествовал стандартной потере поля зрения, тогда как мерцательная периметрия демонстрировала небольшое опережение во многих случаях (output.eyehospital.nl) (jamanetwork.com). На практике, разумное использование этих тестов – распределение их по времени, сосредоточение на проблемных областях и подтверждение любых дефицитов – позволяет клиницистам выявлять ранние или специфические для пути повреждения без чрезмерной тестовой нагрузки (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Включение цветовой и контрастной периметрии наряду со структурной ОКТ/ОКТ-А предлагает мультимодальный подход. Для пациентов это означает, что проблемы могут быть обнаружены тестами цветового или мерцательного зрения, даже если стандартное зрение все еще кажется нормальным. Для клиницистов задача состоит в выборе правильного теста для каждого случая и управлении дополнительным временем тестирования. Следуя протоколам, которые ограничивают утомление и избыточность, можно достичь специфичности этих тестов, сохраняя при этом практичность обследований. В конечном итоге, SWAP, красно-зеленые контрастные тесты и мерцательная периметрия – это инструменты, и, как и все инструменты, они работают лучше всего, когда используются как часть общей диагностической стратегии, которая включает визуализацию и регулярное наблюдение.