Способ диагностики атрофии зрительного нерва
Изобретение относится к медицине и предназначено для диагностики атрофии зрительного нерва. Получают изображение глазного дна. Выделяют области диска зрительного нерва и анализируют изображения диска зрительного нерва. Сравнивают полученные результаты с эталонными показателями и осуществляют диагностику атрофии зрительного нерва. Анализ изображения диска зрительного нерва осуществляют путем определения значения цветности красного компонента каждого пикселя, составляющего изображение диска зрительного нерва, и яркости каждого пикселя по серой шкале. Вычисляют коэффициент изменения цветности диска зрительного нерва, определяемого как отношение среднего показателя цветности пикселей красного цвета к среднему показателю яркости пикселя по серой шкале. Диагностику осуществляют путем сравнения значения рассчитанной величины коэффициента изменения цветности с эталонным показателем, при этом в качестве эталонного показателя патологии диска зрительного нерва принимают значение коэффициента изменения цветности здорового пациента. Способ позволяет осуществить диагностику атрофии зрительного нерва. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к медицине и может быть использовано для диагностики прогрессирования атрофии зрительного нерва.
Патология зрительного нерва признана главной причиной слабовидения и слепоты. А именно атрофия зрительного нерва глаукоматозного генеза. Традиционный интерес офтальмологов к проблеме глаукомы обусловлен многообразием клинических форм, сложностью патогенетических форм ранней диагностики и лечения, медико-социальной значимостью глаукомы. Около 17% населения после 40 лет страдает глаукомой, распространенность которой увеличивается с возрастом. Успех медикаментозного и хирургического лечения больных глаукомой во многом зависит от своевременной постановки диагноза.
Для глаукомы характерны атрофические изменения в диске зрительного нерва. Клинически они проявляются в деколорации атрофических участков диска, в расширении и деформации его экскаваций.
К морфологическим изменениям диска зрительного нерва относят деколорацию (изменение цвета) диска зрительного нерва, изменение его границ, сужение его сосудов и уменьшение их количества. Изменение цвета диска зрительного нерва является одним из наиболее диагностически значимых критериев морфологического состояния диска зрительного нерва.
Известен способ диагностики прогрессирования неглаукоматозной частичной атрофии зрительного нерва, заключающийся в определении топографических показателей головки зрительного нерва - диапазон глубины, объем головки зрительного нерва, и при уменьшении диапазона глубины более чем на 15%, а объема головки зрительного нерва более чем на 18% от исходного уровня - диагностирований прогрессирования атрофических процессов нервных волокон в зрительном нерве (см. патент РФ №2098058, МПК А 61 F 9/00, опубл. 10.12.1997 г.).
Недостаток известного способа заключается в его длительности и вычислении большого количества абсолютных показателей, которые зависят от условий съемки (освещения, аппаратуры). Это снижает диагностику патологии зрительного нерва.
Известен способ дифференциальной диагностики патологии друз диска зрительного нерва и застойного диска зрительного нерва, заключающийся в определении топографических показателей головки зрительного нерва и при площади ямки более 0,09 мм2, объеме ямки более 0,07 мм3, площади ободка менее 2,5 мм2, объеме ободка менее 0,5 мм3, отношении площади экскавации к площади головки диска зрительного нерва более 0,1 диагностируют застойный диск зрительного нерва, а при тех же показателях величиной соответственно 0,07 мм2, 0,05 мм3, 2,32 мм2, 0,36 мм3, 0,07 диагностируют друзы зрительного нерва (см. патент РФ №2203000, МПК A 61 F 9/00, опубл. 27.04.2001 г.).
Недостаток известного способа также заключается в его длительности и вычислении большого количества абсолютных показателей, которые зависят от условий съемки (освещения, аппаратуры). Это усложняет диагностику патологии зрительного нерва.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ диагностики патологии зрительного нерва, заключающийся в измерении параметров двух основных цветов. Первоначально по каждой патологии зрительного нерва подбирают изображения глазного дна с установленным диагнозом, в каждом из этих изображений локализуют границу диска зрительного нерва, разбивают локализованную зону на равные участки, измеряют яркость этих участков для каждого из трех основных цветов - красного, зеленого и синего в градациях яркости, для каждого цвета в каждой градации яркости определяют по всей локализованной зоне сумму участков, яркость которых соответствует данной градации, по полученным данным строят диаграммы распределения трех основных цветов по N градациям яркости, усредняют эти диаграммы по каждой патологии и принимают их за эталонные, затем изображения глазного дна исследуемого пациента обрабатывают аналогично, полученные диаграммы распределения трех основных цветов сравнивают с эталонными диаграммами патологий и по максимуму подобия критериев диаграмм диагностируют патологию зрительного нерва (см. патент РФ №2134054, МПК А 61 В 3/06, опубл. 10.08.1999 г.).
Недостаток известного способа заключается в вычисления большого количества абсолютных показателей, для каждого вида патологии (атрофия зрительного нерва различной этиологии - сосудистая, глаукоматозная, токсическая) составляется модель, с которой сравнивается исследуемый диск зрительного нерва. Это усложняет способ диагностики патологии зрительного нерва.
Задачей настоящего изобретения является упрощение способа диагностики.
Техническим результатом, достигаемым в результате решения поставленной задачи, является использование для оценки патологии зрительного нерва, проявляющейся в наличии и степени деколорации диска зрительного нерва, расчетного показателя, определяющего изменения цветности диска зрительного нерва, в абсолютных единицах.
Поставленная задача достигается тем, что в способе диагностики атрофии зрительного нерва, заключающемся в предварительном определении эталонных показателей патологии диска зрительного нерва, получении изображения глазного дна, выделении области диска зрительного нерва, анализе изображения диска зрительного нерва, сравнении полученных результатов с эталонными показателями и диагностировании состояния патологии зрительного нерва, согласно изобретению анализ изображения диска зрительного нерва осуществляют путем определения значения цветности красного компонента каждого пикселя, составляющего изображение диска зрительного нерва, яркости каждого пикселя по серой шкале и вычисления коэффициента изменения цветности диска зрительного нерва, определяемого как отношение среднего показателя цветности пикселей красного цвета к среднему показателю яркости пикселя по серой шкале, а диагностику осуществляют путем сравнения значения рассчитанной величины коэффициента изменения цветности с эталонным показателем, при этом в качестве эталонного показателя патологии диска зрительного нерва принимают значение коэффициента изменения цветности здорового пациента.
При значении рассчитанной величины коэффициента изменения цветности меньше, чем эталонный показатель, судят о наличии патологии зрительного нерва, в частности об атрофии зрительного нерва. При этом легкая степень атрофии диска зрительного нерва диагностируется при значении рассчитанной величины коэффициента изменения цветности, равной 1,5-1,4. Умеренная степень атрофии диска зрительного нерва диагностируется при значении рассчитанной величины коэффициента изменения цветности, равной 1,3-1,4. Выраженная степень атрофии диска зрительного нерва диагностируется при значении рассчитанной величины коэффициента изменения цветности менее 1,3.
Получение изображения глазного дна, выделение области диска зрительного нерва и анализ изображения диска зрительного нерва осуществляют с помощью компьютерного комплекса, включающего фундус-камеру "OPTON", цветную видеокамеру высокого разрешения, программно-аппаратный комплекс для преобразования видеоизображения в цифровое, программное обеспечение для анализа изображения.
Заявляемая совокупность признаков для оценки наличия и степени деколорации диска зрительного нерва дает возможность осуществить объективную оценку изменений структуры диска зрительного нерва за счет применения расчетного интегрированного показателя в абсолютных единицах, учитывающего распределение значений основных составляющих спектра и не зависящего от условий съемки.
При этом исключается трудоемкий процесс составления эталонных диаграмм, упрощается процесс диагностики.
Изобретение поясняется иллюстрациями, где на фиг.1 изображен диск зрительного нерва левого глаза; на фиг.2 - то же правого глаза; на фиг.3 изображено выделение границ диска зрительного нерва; на фиг.4 изображена гистограмма распределения значения цветности пикселей.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.
Исследование начинают с расширения зрачка, диаметр зрачка должен быть не менее 4 мм. Затем больному предлагалось зафиксировать лоб и подбородок на установке.
С помощью комплекса, включающего фундус-камеру "OPTON", цветную цифровую видеокамеру высокого разрешения, программно-аппаратный комплекс для преобразования видеоизображения в цифровое, программное обеспечение для анализа изображения, получают изображения глазного дна на мониторе компьютера.
Полученное изображение фотографируют (фиг.1 и 2). Запись изображения производят в файл в формате jpg разрешением 1024-768 точек. Каждая точка изображения диска зрительного нерва представляет собой пиксель, который состоит из красного, синего и зеленого компонентов.
При атрофии зрительного нерва наибольшему изменению подвергаются синий и зеленый компоненты цветности пикселя. Поэтому для определения степени деколорации диска зрительного нерва достаточно исключить значение красного показателя цветности пикселя из общей картины распределения цветности пикселя.
Для этого с помощью специальной компьютерной программы выделяют границы диска зрительного нерва (фиг.3) и определяют значение цветности красного компонента каждого пикселя, составляющего изображение диска зрительного нерва, и яркости каждого пикселя по серой шкале (фиг.4).
Общее число пикселей в каждом исследовании может составлять 8000-25000 в зависимости от степени разрешения файла изображения.
Затем вычисляют коэффициент изменения цветности как отношение значения среднего показателя цветности красного компонента пикселей к среднему значению яркости пикселей по серой шкале (Кд=К/С, где Кд - коэффициент изменения цветности, К - значение цветности красного компонента пикселя, С - значение яркости пикселя).
Коэффициент изменения цветности показывает, на сколько изменилась доля синего и зеленого показателя цветности пикселя в общей картине распределения цветности пикселя.
Рассчитанное значение коэффициента изменения цветности служит показателем патологии зрительного нерва.
За эталонный показатель патологии диска зрительного нерва принимают значение коэффициента изменения цветности здорового пациента. У здорового пациента значение коэффициента изменения цветности составляет более 1,5.
Затем осуществляют диагностику патологии диска зрительного нерва путем сравнения значений рассчитанного коэффициента изменения цветности с эталонным показателем.
При значении рассчитанного коэффициента изменения цветности меньше, чем эталонный показатель, можно судить о наличии патологии зрительного нерва, в частности об атрофии зрительного нерва.
При этом легкая степень атрофии зрительного нерва, которая проявляется в наличии и степени деколорации диска зрительного нерва, диагностируется при значении рассчитанного коэффициента изменения цветности, равном 1,5-1,4; умеренная степень - равном 1,3-1,4; выраженная степень - менее 1,3.
Клинические примеры
1. Пациент П. Поступил в клинику глазных болезней с диагнозом первичная открытоугольная глаукома 1а стадия обоих глаз. Проведено обследование больного с использованием общеизвестных клинических методов исследования: визометрия, кинетическая периметрия на белый и красный цвета, офтальмобиомикроскопия, суточная и трехчасовая тонометрия, тонография, гониоскопия, электрофизиологическое исследование сетчатки и диска зрительного нерва (ЭФИ), компьютерная статическая периметрия. При этом у пациента выявлены следующие изменения: сужение границ поля зрения на белый цвет с носовой стороны на 5 градусов (кинетическая периметрия), расширение слепого пятна при статической периметрии, внутриглазное давление в пределах нормы, при офтальмобиомикроскопии определяется расширение физиологической экскавации, легкие изменения в зрительных путях при ЭФИ.
Данные исследования показывают наличие у пациента патологии диска зрительного нерва. Больной наблюдается в течение 3 лет, поступил для обследования и выработки программы закапывания антиглаукоматозных препаратов (режим закапывания).
По предложенной методике проведен колориметрический анализ диска зрительного нерва с расчетом коэффициента изменения цветности. Получены следующие результаты: значение цветности красного компонента пикселя - 206,51±25,17, значение яркость пикселя по серой шкале - 141,07±22,84. Отношение цветности красного компонента пикселя к значению яркости составляет 206,51:141,07=1,46. Сравнение с коэффициентом изменения цветности здорового пациента, составляющим более 1,5, показывает, что у пациента умеренная атрофия, в частности деколорация, диска зрительного нерва. Полученные данные занесены в базу данных, что позволит объективно оценить динамику патологического процесса.
2. Пациент М. Поступил с диагнозом подозрение на глаукому. Больному проведен комплекс диагностических мероприятий, включающих стандартные клинические методы обследования больных при подозрении на глаукому: визометрия, офтальмобиомикроскопия, суточная и трехчасовая тонометрия, тонография, гониоскопия, электрофизиологическое исследование сетчатки и диска зрительного нерва (ЭФИ), статическая и кинетическая периметрия.
Выявлены следующие изменения: правый глаз - снижена острота зрения правого глаза, расширена физиологическая экскавация ДЗН, размах внутриглазного давления при трехчасовой тонометрии составил более 5 мм рт.ст., сужено поле зрения с носовой стороны на 5 градусов (на белый цвет); левый глаз - выявлено однократное повышение внутриглазного давления при суточной тонометрии. В результате проведенных методов обследования поставлен диагноз - первичная открытоугольная глаукома правого глаза, левый глаз здоров.
По предложенной методике проведен колориметрический анализ диска зрительного нерва с коэффициента изменения цветности. Получены следующие результаты: значение цветности красного компонента пикселя правого глаза - 230,65, яркость пикселя по серой шкале правого глаза - 155,82. Значение цветности красного компонента пикселя левого глаза - 226,48, яркость пикселя по серой шкале левого глаза - 150,04. Отношение цветности красного компонента пикселя к значению яркости пикселя правого глаза составляет 230,65:155,82=1,48. Отношение цветности красного компонента пикселя к значению яркости пикселя левого глаза составляет 226,48:150,04=1,51. Сравнение с коэффициентом изменения цветности здорового пациента, составляющим более 1,5, показывает, что у пациента умеренная атрофия, в частности деколорация, диска зрительного нерва правого глаза.
Заявляемый способ позволяет за счет применения интегрированного показателя в абсолютных единицах повысить степень объективности в оценке структуры диска зрительного нерва и определения его патологии. Сочетая предложенный метод с известными клиническими методами исследования, например периметрия, электрофизиологические исследования, офтальмохромоскопия, повышают эффективность комплексной диагностики ДЗН. Способ позволяет проследить за патологическим процессом в динамике, архивируя полученные показатели, что повышает эффективность дальнейшего лечения и дает возможность определить направление лечения.
Кроме того, способ позволяет осуществить раннюю диагностику атрофии зрительного нерва в амбулаторных условиях и проводить отбор (скрининг - диагностика) больных в группу риска по развитию атрофии зрительного нерва в сочетании с известными методами.
1. Способ диагностики атрофии зрительного нерва, заключающийся в предварительном определении эталонных показателей патологии диска зрительного нерва, получении изображения глазного дна, выделении области диска зрительного нерва, анализе изображения диска зрительного нерва, сравнении полученных результатов с эталонными показателями и диагностировании состояние патологии зрительного нерва, отличающийся тем, что анализ изображения диска зрительного нерва осуществляют путем определения значения цветности красного компонента каждого пикселя, составляющего изображение диска зрительного нерва, и яркости каждого пикселя по серой шкале и вычисления коэффициента изменения цветности диска зрительного нерва, определяемого как отношение среднего показателя цветности пикселей красного цвета к среднему показателю яркости пикселя по серой шкале, а диагностику осуществляют путем сравнения значения рассчитанной величины коэффициента изменения цветности с эталонным показателем, при этом в качестве эталонного показателя патологии диска зрительного нерва принимают значение коэффициента изменения цветности здорового пациента.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при значении рассчитанной величины коэффициента изменения цветности меньше, чем эталонный показатель судят о наличии патологии зрительного нерва, в частности об атрофии зрительного нерва.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что легкая степень атрофии зрительного нерва диагностируется при значении рассчитанной величины коэффициента изменения цветности, равной 1,5-1,4.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что умеренная степень атрофии зрительного нерва диагностируется при значении рассчитанной величины коэффициента изменения цветности, равной 1,3-1,4.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что выраженная степень атрофии зрительного нерва диагностируется при значении рассчитанной величины коэффициента изменения цветности менее 1,3.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение изображения глазного дна, выделение области диска зрительного нерва и анализ изображения диска зрительного нерва осуществляют с помощью компьютерного комплекса, включающего фундус-камеру "OPTON", цветную видеокамеру высокого разрешения, программно-аппаратный комплекс для преобразования видеоизображения в цифровое, программное обеспечение для анализа изображения.
