Применение электрического тока в диагностике и лечении патологии зрительного нерва и сетчатки

Читайте в новом номере

Импакт фактор - 0,584*

*пятилетний ИФ по данным РИНЦ

РМЖ «Клиническая Офтальмология» №2 от 07.05.2001 стр. 66
Рубрика: Офтальмология

Для цитирования: Шигина Н.А., Куман И.Г., Хейло Т.С., Рябцева А.А., Голубцов К.В., Крутов С.В. Применение электрического тока в диагностике и лечении патологии зрительного нерва и сетчатки // РМЖ «Клиническая Офтальмология». 2001. №2. С. 66

Shigina N., Kuman I., Heilo T., Ryabtceva A., Golubtcov K., Krutov S.

Ryabtceva A., Golubtcov K., Krutov S.
Electric current use in diagnostic and treatment of optic nerve and retinal diseases
Electroophthalmostimulation is a pathogenetic an effective method for visual function improving in the treatment of different ethiology optic nerve atrophies.
During 3–10 years follow–up period steady functional effect retains in 68% cases, in 21% cases certain decrease of positive treatment results apperars, stabilization of pathological process is observed in 11%.
Electroophthalmostimulation effect depends on damage and malfunction degree of nerve tissue, spreading of optical tract injury, ethiology and duration of pathological process.
It is expediently to administrate electroophthalmostimulation every 6–12 months for stabilization and further improving of visual function.

Способность электрического тока вызывать определенные физиологические реакции в зрительной системе привлекала внимание естествоиспытателей еще в XIX веке (Вольта, Пуркинье, Гельмгольц) и многих ученых и офтальмологов XX века (Brindlay, Clansen, Potts, Шевелев И.Н., Островский М.А.). Благодаря трудам профессоров Богословского А.И. [2] и Семеновской Е.Н. [9] электрофизиологическая диагностика стала широко использоваться в офтальмологической практике как для исследования функционального состояния нейрозрительной системы человека, так и для проведения лечебного воздействия.
Орган зрения человека предназначен для восприятия света, однако зрительные ощущения можно получить при стимуляции другими физическими факторами: механическими, химическими агентами и импульсами электрического тока, который является универсальным раздражителем живой ткани, его легко дозировать по интенсивности, частоте и длительности импульсов.
Воздействие на глаз человека импульсов тока силой всего несколько десятков микроампер (мкА) вызывает световое ощущение в виде очень слабых бесцветных или голубоватых вспышек, называемых электрическим фосфеном (греч.).
Минимальная сила тока, при которой в глазу появляется электрофосфен, определяется, как порог электрической чувствительности сетчатки (ПЭЧ).
На основании многочисленных экспериментальных работ и клинических данных [1,2,5,9,12,13,15,18] было выявлено, что ПЭЧ характеризует функциональное состояние внутренних слоев сетчатки, т.е. слоя ее ганглиозных клеток. Известно, что величина ПЭЧ сетчатки коррелирует с общей площадью патологических скотом в поле зрения: чем больше площадь дефектов поля зрения, тем выше порог электрофосфена и ниже электрическая возбудимость сетчатки. Пороговая сила тока, при которой возникают едва заметные световые мелькания, зависит от частоты подаваемых импульсов тока – при частоте 20 Гц требуется минимальная сила тока, чтобы вызвать электрофосфен в глазу [2,16].
При плавном увеличении частоты тока наступает момент, когда человек перестает ощущать электрофосфен. Этот момент обозначается, как критическая частота исчезновения мельканий электрофосфена, и является показателем функционального состояния аксиального (центрального) пучка зрительного нерва. Критическая частота исчезновения электрофосфена (лабильность) зависит от силы тока и имеет гиперболический характер (рис. 1).
Цифры на кривой обозначают кратность силы тока к пороговой его величине (по Е.Н. Семеновской, 1963 г.)
При интенсивности импульсного тока, в 3–4 раза превышающей пороговую (250–300 мкА), критическая частота исчезновения электрофосфена достигает максимальных значений – 50–55 Гц (в редких случаях у здорового человека – до 60 Гц).
У здоровых людей ПЭЧ колеблется в диапазоне 35–80 мкА, критическая частота исчезновения электрофосфена (лабильность) – 40–55 Гц. Индивидуальные различия относительно невелики. Наименьший ПЭЧ и наиболее высокая электрическая лабильность (ЭЛ) наблюдаются в возрасте 20–25 лет (рис. 2) [9,17].
У детей 6–15 лет показатели ПЭЧ увеличены, а ЭЛ снижена, что может быть связано, с одной стороны, с еще несовершенным развитием нейрозрительного аппарата и, с другой стороны, с тем, что эти тесты являются субъективными и требуют от испытуемого четкой оценки своих ощущений. При проведении обследования имеет значение общее сомато–психологическое состояние человека: возбудимость или заторможенность, утомление, уровень бодрствования.
Исследование электрической чувствительности глаза
В настоящее время в нашей стране, к сожалению, не выпускаются серийно ни электроофтальмостимуляторы, ни электроды к ним, и каждая офтальмологическая служба самостоятельно решает проблему аппаратурного обеспечения.
В ИППИ РАН Голубцовым К.В. и студии «Metesk» Крутовым С.В. разработан автоматический прибор и компьютерная программа для проведения электрофизиологического тестирования и лечебной электростимуляции органа зрения.
Исследование электрической чувствительности глаза (рис. 3) осуществляют в условиях мезопической освещенности (10–15 люкс) после предварительной 10–минутной адаптации пациента. Используемый электрод является биполярным и выглядит, как ручка с двумя изолированными полюсами. Одну часть электрода, которая заряжена положительно, пациент берет в руку, а отрицательно заряженный полюс электрода прикладывает к коже века с височной стороны глаза. Оба глаза испытуемого закрыты.
С помощью электростимулятора подают П–образный импульсный ток, частота которого фиксирована и составляет 4 Гц или 10 Гц. Длительность импульсов раздражающего тока – 10 мс. Интенсивность тока автоматически растет до тех пор, пока пациент не отметит появления световых мельканий. Скорость нарастания тока постоянна. Минимальная величина тока, при которой пациент впервые ощутил появление фосфена в глазу, фиксируется. Процедуру повторяют несколько раз для уточнения значения ПЭЧ. Затем активный электрод устанавливают с носовой стороны на закрытое верхнее веко пациента и повторяют всю процедуру исследования.
В таблице показана трактовка повышения ПЭЧ и, следовательно, снижения уровня функционального состояния клеток внутренних слоев сетчатки, которое изменяется при различной офтальмопатологии.
Принято считать, что при любой локализации активного электрода в области глаза электрический фосфен возникает в височной области поля зрения, а величина ПЭЧ не зависит от расположения электрода [2,9].
Нами было обследовано 56 здоровых испытуемых и 587 пациентов с различной офтальмопатологией и выявлено, что в норме разница ПЭЧ при расположении электрода с височной и носовой стороны глаза не превышает 10–20 мкА (13,5±1,5 мкА) и находится в пределах ошибки измерения. Такой же результат сравнения был получен у пациентов при миопии, катаракте (без патологии глазного дна), инволюционной макулодистрофии. У пациентов с глаукомой различной степени, частичной атрофией зрительного нерва сосудистого генеза, невритах зрительного нерва и при макулярных отеках наблюдали достоверное увеличение разности ПЭЧ, определяемых в двух противоположных точках глазного яблока. Она могла варьировать от 25 мкА до 260 мкА.
У пациентов с нисходящей атрофией зрительного нерва при оптохиазмальном арахноидите, поражении зрительных центров в связи с черепно–мозговой травмой разность ПЭЧ, измеренных в двух точках глазного яблока, не превышала 15–20 мкА. В этих случаях была снижена в значительной степени ЭЛ.
Вторая часть обследования с помощью электрического тока состоит в определении критической частоты слияния мельканий электрофосфена. Значение пороговой силы тока увеличивают в 2–4 раза, но не более 800 мкА, и во время тестирования она остается постоянной. Плавно увеличивают частоту следования импульсов от 1 до 60 Гц (скважность 50%) до тех пор, пока пациент перестает ощущать мелькающий электрофосфен в глазу. Критическая частота слияния мельканий по феномену электрофосфена определяется как ЭЛ. Этот тест также уточняют при повторном проведении исследования и его значение фиксируют. При любой локализации электрода на глазу ЭЛ изменяется лишь в пределах ошибки измерения (1–3 Гц) и является показателем функционального состояния зрительного нерва, в особенности его аксиального пучка.
Таким образом, в случаях, когда отмечается снижение данных ЭЛ и не выявляется значимой разницы ПЭЧ с внутренней и наружной стороны глаза, может быть предварительно диагностирована атрофия зрительного нерва нисходящего характера. Если разница ПЭЧ, измеренных при локализации электрода в противоположных углах глаза, превышает 20 мкА, то высказывается предположение о нарушениях проведения по нервным волокнам на уровне сетчатки.
Метод определения функционального состояния сетчатки и зрительного нерва с помощью электрофосфена является быстрым и патогомоничным для выявления заболеваний сетчатки и зрительного нерва. Он особенно полезен в случаях помутнения оптических сред глаза и при обследовании большого потока пациентов. Учитывая данные, полученные при электродиагностике, можно сразу определить направление дальнейшего обследования пациента и провести предварительный отбор для назначения необходимого лечения.
Метод электростимуляции
Лечение глазной патологии и, в частности, такого тяжелого заболевания, как атрофия зрительного нерва, предполагает применение целого комплекса терапевтических мероприятий, в который органически входит метод электростимуляции [6,7,8,10,11,12].
Поскольку важными являются вопросы о возможных механизмах восстановления функционального состояния зрительного нерва при его частичной атрофии, нами были проведены экспериментальные исследования совместно с кафедрой биофизики МГУ им. М.В. Ломоносова.
В серии экспериментов на зрительном нерве животных (кролики, крысы, лягушки) были созданы модели частичной атрофии с помощью механического сдавления, гематомы в области зрительного нерва, химического воздействия этиловым и метиловым спиртами.
В результате поражения нерва функционально было отмечено увеличение ПЭЧ (по данным регистрации потенциала действия нерва), снижение лабильности и скорости проведения сигнала в зрительном нерве, а также снижение микровязкости липидов в мембранах аксонов, повышение концентрации мембраносвязаного Ca2+.
После 10 сеансов импульсной электростимуляции на моделях атрофии зрительного нерва (АЗН) электрофизиологические исследования показали увеличение скорости проведения возбуждения по нерву. В экспериментах на животных удалось показать, что под влиянием электрического тока происходят физиологические и морфологические сдвиги, способствующие восстановлению функции поврежденного зрительного нерва.
В клинической практике электроофтальмостимуляция применяется уже около 25 лет [8]. В настоящей работе представлены результаты использования двух различных методов электростимуляции при лечении частичной атрофии зрительного нерва (ЧАЗН) различной этиологии: имплантационный и чрескожный [6,11].
Прямая электростимуляция зрительного нерва
Наиболее эффективным оказался способ прямой электростимуляции зрительного нерва, когда активный электрод располагали в непосредственной близости от зрительного нерва путем имплантации его в ретробульбарную область с помощью трансконъюнктивальной орбитомии или через нижне–наружную треть орбиты. Локализация второго электрода была различной: тыльная сторона предплечья, мочка уха на ипсилатеральной стороне, на коже головы в затылочной области на 2,5 см выше «инион». Результаты электростимуляции по нашим данным не зависели от места расположения второго электрода.
Курс прямой электростимуляции состоял из 10 сеансов, ее начинали проводить на следующий день после операции. Использовали импульсный П–образный ток, частота импульсов 0,5–2 Гц, длительность 10 мс. Первые 2 сеанса проводили стимуляцию пороговыми значениями тока, в последующие дни увеличивали силу тока в 3–4 раза.
Методом прямой электростимуляции было пролечено 196 пациентов (255 глаз) с атрофией зрительного нерва различной этиологии.
В результате лечения острота зрения повысилась в 2–2,5 раза. Чем выше была исходная острота зрения и чем в более ранние сроки заболевания был начат курс электростимуляции, тем выраженней был положительный эффект лечения.
Наилучшие результаты получены у больных с ЧАЗН вследствие ишемической нейропатии.
Прямая электростимуляция оказалась более эффективной у пациентов с низкой остротой зрения (до 0,09) по сравнению с результатами лечения методами магнитостимуляции и чрескожной электростимуляции у этого контингента больных с АЗН. Была отмечена зависимость результатов лечения от исходного уровня функциональных показателей зрительной системы.
По результатам исследования зрительных вызванных потенциалов (ЗВП) выявлено, что наряду с уменьшением латентных периодов компонентов ЗВП у пациентов после лечения методом прямой электростимуляции амплитуда волны Р100 паттерн–ЗВП увеличивалась в большей степени, чем амплитуда ЗВП на вспышку света, что свидетельствует о преимущественной активизации каналов пространственно–частотного анализа изображения, определяющих улучшение предметного зрения и повышение остроты зрения.
Чрескожная электроофтальмостимуляция
В основу чрескожной электроофтальмостимуляции была взята методика, разработанная Компанейцем Е.Б. и модифицированная на основании собственных исследований [5,6].
Активный электрод прикладывали к коже верхнего века пациента с назальной или темпоральной стороны в зависимости от того, где был определен более высокий ПЭЧ. Для получения лечебного эффекта подавали монополярные электрические импульсы тока от двух генераторов. Частота импульсов первого генератора была всегда меньше, чем второго, и колебалась от 1 до 800 Гц, таким образом обеспечивали пачечный режим стимуляции (частотно–временные параметры воздействия устанавливались по показаниям в зависимости от этиологии заболевания). При патологии зрительного нерва посттравматической и глаукоматозной этиологии или возникшей вследствие сосудистой недостаточности использовали негативную полярность стимулирующего электрода. При заболевании зрительного нерва воспалительной этиологии применяли положительную полярность. Величина стимулирующего тока на 30–100% превышала пороговое значение и устанавливалась в зависимости от субъективных ощущений пациента. Интенсивность тока или не менялась в течение всего сеанса или изменялась циклично в течение 1 минуты и имела П–образную форму, в виде пилы или купола. Непременным условием стимуляции была инверсия полярности тока, которая осуществлялась один раз в 10 сек импульсом длительностью 10 мс. Время сеанса стимуляции – от 6 до 10 минут. Обязательно стимулировали оба глаза. Курс лечения состоял из 10–15 сеансов.
Для электростимулирующей терапии использовали компьютерную программу и приборный комплекс, разработанный медико–технической студией «Метекс» (Крутов С.В.), выходные параметры стимулятора находились в пределах рекомендуемых Минздравом России (напряжение стимулирующих импульсов не более 50 В, сила тока импульсов не более 1 мА).
Начиная с 1989 г., методом чрескожной электроофтальмостимуляции было пролечено 1920 пациентов с заболеваниями зрительного нерва и сетчатки различной этиологии.
Применение чрескожной электростимуляции по результатам функциональных исследований и субъективных отчетов пациентов оказалось эффективным в среднем в 70% случаев. А у больных, относящихся к группе риска с начальной атрофией зрительного нерва, положительный результат лечения после 1 курса был достигнут в 100% случаев (346 человек).
При ЧАЗН (390 пациентов), развившейся на фоне атеросклероза, осложненного гипертонической болезнью, улучшение зрительных функций наблюдали в 89% случаев; при патологии сетчатки и зрительного нерва вследствие нарушения кровообращения в ветвях центральной артерии сетчатки и сосудов, питающих зрительный нерв (155 человек) – у 78% больных. Эффективность данного метода при ЧАЗН после перенесенного ретробульбарного неврита при сроках заболевания до 1,5 лет – 58%. Наименьший эффект лечения оказался в группе больных с нисходящей АЗН постинфекционной и постинтоксикационной этиологии. У таких больных улучшение зрения было отмечено лишь в 35% случаев. Повторные курсы чрескожной офтальмостимуляции применяли 2–4 раза в год.
На основании литературных данных [1,4,7,8,10,14] и по результатам собственных исследований [6,11] предполагается, что в основе улучшения зрения в результате электростимуляции у пациентов с ЧАЗН могут лежать, по крайней мере, 3 процесса. Во–первых, в результате синхронного возбуждения клеток сетчатки и их волокон восстанавливаются функции нервных элементов, которые были работоспособны, но не проводили зрительную информацию. Во–вторых, в зрительной коре и в коре смежных областей, например, теменно–височной, возникает очаг стойкой возбудимости, что приводит к восстановлению активности нервных клеток и их связей, ранее слабо функционировавших. Кроме того, при этом возникает мощный поток обратной афферентации к сетчатке. В–третьих, вследствие улучшения метаболических процессов и кровообращения создаются предпосылки к восстановлению миелиновой оболочки вокруг осевых цилиндров волокон зрительного нерва, что ведет к ускорению проведения потенциала действия и к возрождению анализа зрительной информации.
Раздражение импульсным током вызывает рефлекторную реакцию нейрозрительной системы человека, которая стимулирует, исходя из идеи нервизма П.К. Анохина (1983), механизмы оценки центральной нервной системой этой ответной реакции («акцептор действия»). Вследствие этого возникает формирование новой адекватной реакции не только нервной системы, но и целостного организма на внешнее воздействие и образование нового функционального уровня.
Эта внутренняя частичная функциональная перестройка обусловлена возникновением длительной посттетонической потенциации в зрительной коре, изменением метаболизма нервной ткани на всех уровнях нейро–зрительной системы, ростом секреции специфических биологически активных веществ, улучшением регуляции деятельности эндокринных желез, общего и регионального кровообращения, иммунными сдвигами в организме.
Длительное динамическое наблюдение за пациентами с частичной атрофией зрительных нервов различной этиологии в процессе лечения методами электроофтальмостимуляции позволяют сделать следующие выводы:
1. Электроофтальмостимуляция является патогенетически направленным и эффективным методом восстановления зрительных функций и может быть рекомендована для использования по показаниям в составе комплекса мероприятий при лечении АЗН различной этиологии.
2. При сроках наблюдения от 3 до 10 лет у 68% больных сохраняется стойкий достигнутый функциональный эффект, в 21% случаев отмечается некоторое снижение положительного результата лечения, в 11% случаев наблюдается стабилизация патологического процесса.
3. У пациентов с АЗН с остротой зрения менее 0,09 прямая стимуляция зрительных нервов оказалась более эффективной по сравнению с другими методами лечения.
4. Эффект лечебной электроофтальмостимуляции зависит от степени нарушения жизнедеятельности и функционирования нервной ткани, от количества поврежденных нервных волокон, от распространенности поражения зрительного пути и в меньшей степени – от этиологии и длительности патологического процесса.
5. Целесообразно использование повторных курсов электростимуляции один раз в 6–12 месяцев для стабилизации достигнутого эффекта и для дальнейшего улучшения зрительных функций.







Литература
1. Бабенко В.В., Крюковских О.Н. К вопросу о механизмах активации зрительной функции в результате электростимуляции глазного яблока// Сравнительная физиология ВНД человека и животных. –М., 1998.– С. 15–19
2. Богословский А. И., Ковальчук Н. А. Электрический фосфен в офтальмологии// Клиническая электрофизиология зрительной системы. «Офтальмологическая электродиагностика»– Научные труды НИИ глазных болезней им. Гельмгольца, 1980 – вып.24, С. 150–166
3. Гаджиева Н.С. Метод одномоментной сочетанной электрической и лазерной стимуляции зрительного нерва в лечении атрофий различного генеза// Автореф. дис. ... канд. мед. наук. – М.,1994.
4. Еолчиян С.А. Черепно–мозговая травма, сопровождающаяся повреждением зрительного нерва// Дис. ... канд. мед. наук.– М., 1996. – С. 182–217
5. Компанеец Е.Б., Петровский В.В., Сериков Ю.Г., Джинджихашвили С.И. Общие свойства фосфенов, вызываемых электрической стимуляцией зрительной коры // Физиология человека– 1982, Т.2 – №8. – С. 585–587
6. Линник Л.Ф., Шигина Н. А., Оглезнева О.К. и др. Восстановление зрительных функций у пациентов с частичной атрофией зрительного нерва после перенесенной нейроинфекции методом электро – и магнитостимуляции // Офтальмохирургия – 1993– №3– С. 23–30.
7. Никольский А.В., Нестеренко О.Н., Никольская И.М., Сергеев В.П., Шандурина А.Н. Динамика показателей электрической чувствительности и лабильности зрительной системы у больных, леченных способом контактных электростимуляций пораженных зрительных нервов// Вестн. офтальмологии–1986 –№2– С.59–62
8. Оковитов В.В. Методы физиотерапии в офтальмологии. М.: Медицина, 1999 – 158 с.
9. Семеновская Е. Н. Электрофизиологические исследования в офтальмологии. – М., 1963 – С. 367
10. Шандурина А. Н., Хилько В. А., Бехтерева Н. П. И др. Клинико – физиологические основы нового способа восстановления зрения путем прямой электростимуляции поврежденных зрительных нервов человека// Физиология человека. – 1984. – Т. 10–№ 5, –С. 719–746
11. Федоров С.Н., Линник Л.Ф., Шигина Н.А. и др. Функциональные показатели электростимуляции зрительного нерва при его частичной атрофии в результате сосудистой недостаточности//Офтальмохирургия.– 1989. – №3.– С.3–8
12. Delbeke J., Pins D., Micbaux G. A. et al. Electrical stimulation of Anterior Visual Pathways in Retinitis Pigmentosa// Invest. Ophthalmol and Visual Sci.– 2001. – vol. 42– P.291 – 297
13. Delbeke J., Parrini S., Andrien A. et.al. Modeling activation of visual structures through eyelid surface electrodes preliminary result.// Pfluegers Arch. Eur J Physiol. 2000, 440: R4 Abstract nr.5.
14. Gnezditsky V.V., Yeolchijan S.A., Eliseeva N.M., Serova N.K. Specificity and sensitivity of VEP in evaluation of visual funcsion in patient with optic nerve injury treated by transcutaneous electrical stimulation.// EMS J. Neurophisiology Neurosonology. Sclentifle reports international symposium on electrophysiology in neurology.– Moscow, 1998. – P. 8–13
15. Humayun M.S., Dejuan E.Jr., Dagnetic G. et.al. Visual perception elicited by electrical stimulation of retina in blind humas.// Arch. Ophthalmol.– 1996.–Vol. 114. – P. 40–46
16. Potts A.M., Jnoue J. The electrically evoked response of the visual system (EER). 3. Further contribution to the origin of the EER.// Invest. Ophthalmol. – 1970.– Vol. 9 – P.814–819
17. Repka M.X., Quigley H.A. The effect of age on normal optic nerve fiber number and diameter.// Ophthalmology. – 1989.–Vol. 96. – P. 26–32
18. Shahin M.E., Rizzo J.F., Wyatt J. et. al. Evaluation of external elektrical stimulation of the eye as a screening test for acute intraocular retinal stimulation studies (ARVO Abstract).// Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2000(4): S 860. Abstract nr. 4570


Оцените статью


Поделитесь статьей в социальных сетях

Порекомендуйте статью вашим коллегам

Предыдущая статья
Следующая статья

Авторизируйтесь или зарегистрируйтесь на сайте для того чтобы оставить комментарий.

зарегистрироваться авторизоваться
Наши партнеры
Boehringer
Jonson&Jonson
Verteks
Valeant
Teva
Takeda
Soteks
Shtada
Servier
Sanofi
Sandoz
Pharmstandart
Pfizer
 OTC Pharm
Lilly
KRKA
Ipsen
Gerofarm
Gedeon Rihter
Farmak