RU2312581C1 - Способ диагностики патологии макулярной области - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к офтальмологии и предназначено для диагностики макулярной патологии. Проводят офтальмоскопию и с помощью фундус-камеры получают цифровое изображение глазного дна. С помощью программ растровой графики производят трансформацию цветного изображения в ахроматический режим. Далее определяют оптическую плотность пикселей, составляющих макулярную область, используя серую шкалу, содержащую 256 значений яркости распределения ахроматических цветов. При максимальных значениях, составляющих 73 отн. ед. и больше, диагностируют наличие патологии макулярной области. Способ позволяет количественно оценить состояние макулярной области у здоровых субъектов, степень макулярных изменений, производить раннюю диагностику патологии макулярной области, что весьма полезно при скрининг-осмотрах населения.

Description

Предлагаемое изобретение относится к офтальмологии и предназначено для объективной диагностики различных патологических процессов, локализованных в макулярной области.

В практической деятельности офтальмолога для диагностики патологических изменений в макулярной области наиболее доступным методом исследования является офтальмоскопия. Суть метода описана во многих учебниках и монографиях, и сводится к описательной методике увиденных врачом изменений на глазном дне, в частности в области макулы (Сомов Е.Е. Руководство по клинической офтальмологии. Ч.1. - СПб. - 1999. - Стр.21). Естественно такая методика, в основном, субъективна, целиком зависит от опыта врача, в некоторой степени трудна при ранней диагностики макулярной области, когда пациенты еще не предъявляют никаких жалоб, и совсем не приемлема для количественного анализа увиденных изменений.

Для осуществления квантитативных измерений необходимо получение изображения глазного дна, что достигается в настоящее время в основном с помощью цифрового фотографирования глазного дна на фундус-камере с получением цифрового изображения. Данная методика общепризнана, описана во многих руководствах и широко используется с целью выполнения количественного анализа изображений макулярной области.

Известен «Способ оценки динамики лечения патологии глазного дна» (RU 2255647, 10.07.2005), в котором осуществляют фотосъемку глазного дна с помощью фундус-камеры, оснащенной цифровым фотоаппаратом до- и после лечения. Количественный анализ изображения заключается в следующем: в локализованной области выбирают точку на изображении (точка интереса), которая может менять цвет в процессе лечения. Она определяется видом патологии и характером предстоящего лечения. Для выбранной точки интереса измеряют распределение яркости трех основных цветов по компьютерной кодировке цвета в системе R, G, В (от 0 до 255) - компонентам и затем определяют степень корреляции измеренного распределения яркости R, G, В - компонент каждой точки изображения с компонентами выбранной точки интереса по предлагаемой авторами формуле, затем формируют новое цифровое изображение, в котором показатели яркости пропорциональны степени корреляции, и на этом изображении определяют долю площади, как сумму всех точек изображения, с максимальной яркостью по отношению ко всей выделенной площади интересующей области, а по соотношению долей площадей до, после и в процессе лечения судят о динамике лечения патологий глазного дна.

В данном способе динамику лечения патологий глазного дна оценивают лишь по соотношению долей площадей до- и после лечения, для чего применяют довольно сложное технологическое решение, связанное с определением яркости по каналам RGB каждой точки изображения глазного дна и определения степени корреляции изменений этих яркостей в сравниваемых изображениях для каждой точки до- и после лечения. Это также трудоемко осуществить на практике, поскольку в одном дюйме цифрового изображения с разрешением экрана монитора 800×600 оказывается 480 тыс. точек, а анализировать такой массив данных весьма проблематично.

Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является «Способ диагностики патологии макулярной области (RU 2271138, 26.05.2004), заключающийся в получении изображения глазного дна макулярной области сетчатки посредством фундус-камеры, измерении параметров составляющих основных цветов, построении диаграмм распределения указанных цветов в изображении глазного дна исследуемого пациента в 256 градациях яркости, при этом авторы определяют минимум, максимум, моду и медиану красного цвета, и диапазон зеленого цвета, затем полученные диаграммы распределения основных цветов сравнивают с эталонными диаграммами по максимуму критериев подобия и, если минимум красного цвета больше 126, максимум красного цвета больше 177, мода красного цвета больше 138, медиана красного цвета больше 145, а диапазон зеленого цвета меньше 31, то диагностируют патологию макулярной области.

Недостатком способа является, во-первых, необходимость осуществления анализа большого количества цифровых значений цветного изображения, которое, как известно, складывается из более 16,7 млн значений по 256 градациям яркости в системе RGB в режиме True Color, и в связи с этим подбором довольно большого количества диагностических критериев. Технический недостаток способа обусловлен необходимостью сравнения диаграмм распределения каналов RGB каждого в отдельности, яркости трех основных цветов исследуемых снимков с "эталонными" диаграммами распределения для каждой отдельной патологии. Кроме этого, все это придает исследованию излишнюю трудоемкость и невозможность проведения ранней диагностики патологии макулярной области, которая еще не сопровождается какими-либо жалобами пациентов и изменением зрительных функций.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа количественного анализа изображений макулярной области, который позволяет производить эффективную и быструю объективную диагностику патологических процессов в макулярной области, осуществлять скрининг-контроль переходных состояний, когда клинически еще не выражены признаки макулярной патологии.

Техническим результатом предлагаемого способа являются упрощение с соответствующей возможностью проведения скрининг-исследований и повышение точности диагностики при ранних проявлениях макулярной патологии с проведением обоснованного своевременного лечения.

Технический результат достигается за счет определения только оптической плотности в каждой точке цифрового изображения макулярной области с использованием ее критериального значения величиной 73 относительной единицы.

Известно, что морфологические изменения, происходящие в клеточных и субклеточных структурах макулярной области, обусловливающие возникновение различных патологических процессов, проявляющихся на глазном дне, могут быть зафиксированы с помощью фотографирования. Однако, как было сказано выше, количественный анализ изображений по трем цветовым каналам в системе RGB довольно трудоемкий, поскольку информация о цвете имеет более 16,7 млн значений яркости. Мы считаем, что анализ может быть существенно облегчен. В предлагаемом нами способе используется ахроматический режим представления изображения. Известен метод количественного анализа степени почернения фотографической эмульсии на фотопленке, который осуществлялся с помощью прибора фотометра путем определения так называемой оптической плотности (optical density) изображений и получивший название денситометрии, числовые значения которой выражают в относительных единицах (RU 2166277, 04.06.1999). До применения компьютерной техники аналоговая денситометрия широко применялась в таких областях медицины, как рентгенология и офтальмология. Достижения электронно-вычислительной техники на базе созданных шкал ахроматических цветов и атласов цветов позволили осуществлять денситометрию на качественно ином уровне, обогатив эти исследования автоматизацией проводимых работ, когда исследователю представляется только конечный результат измерений. Различные методы компьютерной денситометрии были разработаны и апробированы в клинических исследованиях при изучении состояния структур переднего отдела глаза, включая роговицу и хрусталик, при различных заболеваниях глаза (Макаров И.А. Объективные квантитативные математические методы анализа изображений в диагностике заболеваний переднего отдела глаза. // Дисс. ... доктора мед. наук, М., 2003, 297 с.). На большом клиническом материале была показана высокая информативность метода точечной денситометрии, осуществляемого путем измерения оптической плотности каждого пикселя изображения в исследуемой области и отбор для сравнительного анализа максимальных значений оптической плотности пикселей изучаемых изображений. Однако ранее анализ оптической плотности макулярной области в ахроматическом режиме для диагностики не использовался.

Способ осуществляется следующим образом. Пациенту перед обследованием производят двукратную, с интервалом через 5 минут, инстилляцию в конъюнктивальную полость исследуемого глаза мидриатического средства (0,5% раствор мидриацила). Через 30-40 минут после достижения необходимого для исследования расширения зрачка (не менее 6 мм в диаметре) производят цифровую фотосъемку глазного дна, например, на фундус-камере TRC-50 EX фирмы «Торсоп» (Япония). При этом всегда используют стандартные условия фотографирования: одна и та же модель фундус-камеры, угол обзора 30° при фотографировании, одинаковый уровень освещения, фокусировка на центр макулярной области. Далее приступают к анализу изображения, который осуществляют, например, в компьютерной программе растровой графики Photoshop® компании Adobe Systems (США). Производят трансформацию цветного изображения в ахроматический режим, получая черно-белое изображение. В макулярной области методом точечной денситометрии по серой шкале производят определение оптической плотности по 256 градациям яркости распределения ахроматических цветов. При максимальной величине оптической плотности, равной или более 73 отн. ед., диагностируют патологию макулярной области. В зависимости от результатов исследования диагностируют различные состояния макулярной области.

Денситометрический анализ изображений макулярной области применен нами на 68 пациентах (105 глаз) с диагнозом: возрастная макулярная дистрофия. Возраст пациентов составил 53-78 лет, из них 29 мужчин и 39 женщин. У 18 пациентов (20 глаз) при обследовании офтальмоскопическая картина центральной зоны сетчатки соответствовала норме и характеризовалась ослаблением или отсутствием макулярного и фовеолярного рефлексов, стушеванностью границ макулы, сглаженностью и уплощением рельефа макулы. Острота зрения у данной группы пациентов составила 1,0. По данным флуоресцентной ангиографии макула без патологических изменений. При применении предлагаемого способа были определены максимальные значения оптической плотности изображений макулярной области, которые составили до 73 отн. ед. Эти показатели были приняты за параметры возрастной нормы, когда у пациентов не определяется какая-либо патология макулярной области, что полностью соответствует клинической картине.

У 37 пациентов (69 глаз) были обнаружены признаки начальной возрастной макулодистрофии: при офтальмоскопии определяли перераспределение пигмента в макулярной области, деструкция пигментного эпителия, друзы. Пациенты не предъявляли каких-либо жалоб. Острота зрения в данной группе исследуемых варьировала от 0,8 до 1,0. При этом офтальмоскопическую картину глазного дна дополнили данные флюоресцентной ангиографии, подтверждающие диагноз начальной макулодистрофии: дефекты пигментного эпителия, друзы. При применении предлагаемого способа диагностики были определены максимальные значения оптической плотности изображений макулярной области, которые составили у этих пациентов более 73 отн. ед. Эти показатели характеризовали наличие у пациентов начальной макулодистрофии.

У 13 пациентов (16 глаз) диагностировали развитую стадию заболевания, характеризующуюся полиморфными очагами атрофии пигментного эпителия и хориокапиллярного слоя или серозной отслойкой пигментного и/или нейроэпителия. В большинстве случаев пациенты жаловались на ухудшение зрения, затуманивание зрения и/или искажение изображения. Острота зрения у пациентов была ниже 0,8, в ряде случаев выявлены относительные скотомы и абсолютные в центральном поле зрения. На флюоресцентной ангиографии картина развитой стадии макулодистрофии: обширные зоны гипер- и гипофлюоресценции, указывающие на грубые дегенеративные изменения пигментного эпителия и нарушения целостности мембраны Бруха. При применении предлагаемого способа диагностики были определены максимальные значения оптической плотности изображений макулярной области, которые составили в данной группе пациентов более 73 отн. ед. Эти показатели были приняты нами за параметры, характеризующие наличие у пациентов развитой стадии макулодистрофии.

Предлагаемый способ изобретения может быть проиллюстрирован конкретными примерами.

Пример 1. Пациентка В., 56 лет, обследована в клинике на предмет наличия возрастной макулодистрофии. Жалоб на момент осмотра не предъявляет. Острота зрения правого глаза 1,0. Оптические среды прозрачны. При офтальмоскопии: диск зрительного нерва бледно-розовый, границы четкие, сосуды неравномерного калибра. Границы макулярной области стушеваны. Диагностика представляет сложности. Проведено фотографирование глазного дна на фундус-камере TRC-50 EX фирмы «Topcon» (Япония) с соблюдением стандартных условий фотографирования. Далее в программе растровой графики Adobe Photoshop произведена трансформация цветного изображения в ахроматический режим. По 256 градациям яркости по серой шкале определена максимальная оптическая плотность в макулярной области, которая составила 72 отн. ед. Это значение соответствует верхней границе нормы, что по существу указывает на возрастные изменения макулярной области у данной пациентки и отсутствие патологии макулярной области. Таким образом, проведенный комплекс обследования не выявил признаков макулярной патологии, но, учитывая пограничные результаты денситометрии, обнаруженные путем использования в диагностике данного способа изобретения, пациентке было рекомендовано динамическое наблюдение и повторное обследование через 1 год. В качестве профилактической меры рекомендованы витаминно-минеральный комплекс и ретинопротектор.

Пример 2. Пациентка С., 52 года. Жалоб на момент осмотра не предъявляет. Острота зрения правого глаза 1,0. При биомикроскопии оптические среды прозрачны. При офтальмоскопии: диск зрительного нерва бледно-розовый, границы четкие, ангиосклероз сетчатки. Границы макулярной области не определяются, отсутствуют макулярный и фовеолярный рефлексы. Диагностика затруднена. Проведено фотографирование глазного дна на фундус-камере TRC-50 ЕХ фирмы «Topcon» (Япония) с соблюдением стандартных условий фотографирования. Далее в программе растровой графики Adobe Photoshop произведена трансформация цветного изображения в черно-белое. По 256 градациям яркости по серой шкале определена максимальная оптическая плотность в макулярной области, которая составила 89 отн. ед., что указывает на наличие возрастной макулодистрофии. Проведено патогенетическое лечение: сосудистые препараты, антиоксиданты, ангио- и ретинопротекторы.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет оценить состояние макулярной области у здоровых субъектов, произвести квантитативную оценку степени макулярных изменений, произвести раннюю диагностику патологии макулярной области, что весьма полезно при скрининг-осмотрах населения.

Claims (1)

1. Способ диагностики патологии макулярной области, включающий получение цифрового изображения глазного дна при 256 значениях яркости, отличающийся тем, что используют ахроматический режим и определяют оптическую плотность в каждой точке изображения макулярной области, и при максимальной величине оптической плотности, равной или больше 73 относительных единиц, диагностируют наличие патологии макулярной области.