Сравнительный анализ прямой и содружественной реакций зрачков на действие света



Введение. Нейроофтальмология является разделом медицины, изучающим широкий круг проблем функционирования зрительной системы при заболеваниях нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной и других систем организма. Наиболее часто обращение больных к нейроофтальмологу или направление к нему пациентов врачами других специальностей связаны с заболеваниями центральной нервной системы, в которые вовлечены структуры зрительной системы. Хорошо известна важность нейроофтальмологического обследования больных и контроля за их состоянием при многих нейрохирургических заболеваниях и, в особенности, при опухолях в области турецкого седла, желудочков мозга, шишковидной железы, травмах ЦНС. Поскольку многие заболевания эндокринной системы также сопровождаются нарушением функций зрения, то нейроофтальмологическое заключение о состоянии зрения у пациентов с заболеваниями гипоталамо-гипофизарной области мозга, шишковидной, щитовидной желез, островкового аппарата поджелудочной железы (сахарный диабет) имеет важное значение не только в диагностике, но и выборе методов лечения этих больных и оценке их эффективности [1, c. 125].

Исследование зрачков начинается с оценки их размера в обоих глазах. В нормальных условиях зрачки равновелики, округлой формы. Однако при патологических состояниях зрачки могут становиться овальными, фестончатыми, эксцентрично расположенными (ирит, частичное отсутствие или атрофия радужной оболочки). Кроме того, овально-горизонтальная форма зрачков указывает на недостаточное кровоснабжение мозга и может быть симптомом, предшествующим инсульту [2, с. 254].

При обычной освещённости днём диаметр зрачка составляет около 2,4 мм. В условиях яркого освещения диаметр зрачка у взрослого человека может уменьшиться до 1,8 мм, а в темноте он приобретает максимальный размер — около 7,5 мм [3, с. 553]. При наблюдении за зрачком через лупу или в щелевой лампе в условиях слабого не изменяющегося уровня освещения можно видеть, что зрачки «дышат» — их размер постоянно колеблется с небольшой амплитудой. Такие колебания носят название флуктуации и отражают нормальную реакцию зрачка на постоянно следующие к его мышцам регуляторные сигналы со стороны центров симпатической и парасимпатической нервной системы. Определённый размер зрачка при постоянном уровне освещённости зависит от достигнутого баланса сигналов, посылаемых к его мышцам (m. sphincter et dilatator pupillae) обоими отделами автономной нервной системы [4, с. 1378]. Однако у больных менингитом, церебральными кровоизлияниями, опухолями, эпилепсией, параличами глазодвигательного аппарата может наблюдаться патологическое усиление таких колебаний, которое в литературе упоминается как гиппус.

У здоровых людей размеры зрачков зависят от возраста, уровня внимания, степени утомления. Велика роль боли и психоэмоциональных факторов.

Оценка состояния реакций зрачков на действие света исследуется при наблюдении прямого и содружественного (консенсусного, согласительного) зрачковых рефлексов обоих глаз и ближней рефлекторной триады, проявляющейся миозом — сужением зрачков, увеличением выпуклости хрусталика, конвергенцией глазных яблок. Рефлекторная триада является одним из механизмов приспособления зрения для получения на сетчатке чёткого изображения предметов, расположенных вблизи.

Для наблюдения за реакцией зрачков на свет испытуемого просят фиксировать глаза на визуальном объекте, расположенного примерно на расстоянии 3 м, с последующим освещением одного глаза, приближая свет слегка снизу. Такое направление источника света уменьшает вероятность осуществления пациентом попытки взглянуть на источник света, что могло бы вызвать реакцию «ближней триады» и, таким образом, нежелательную констрикцию зрачка. Засвечивая попеременно правый и левый глаз, можно исследовать состояние как прямого, так и содружественного рефлексов каждого глаза [5, с. 98].

Материалы иметоды. Исследование проведено на 30 добровольцах (всего 60 глаз), в возрасте 18–20 лет, с использованием сконструированного на кафедре нормальной физиологии устройства для видеозаписи реакций зрачков на световые вспышки светодиодов (рисунок 4). Запись реакций проводилась видеокамерой в условиях подсветки глаз инфракрасными светодиодами. Испытуемые находились в темноте до и во время записи зрачковых реакций для исключения влияния внешнего освещения на размеры зрачков. Исследование проводилось в спокойной обстановке с целью минимизации влияния психоэмоциональных факторов. Для регистрации содружественной реакции камера устанавливалась над одним глазом, а вспышка света подавалась на противоположный. В эксперименте использовалась постоянная яркость и продолжительность светового воздействия на зрачок с целью более точного измерения латентного периода, амплитуды и продолжительности сужения, которые могут изменяться в зависимости от яркости засветки и её продолжительности.

Для характеристики прямой и содружественной реакций видеозапись разбивалась на отдельные кадры с помощью программы VirtualDub. На рис. 1 представлены видеокадры зрачка испытуемого до светового воздействия и в условиях максимального сужения зрачка после воздействия света.

Рис. 1. Кадры из программы VirtualDub

С учётом калибровки размеров зрачка и скорости видеозаписи (60 кадров в сек.) рассчитывались следующие параметры: латентный период, продолжительность сужения зрачка и восстановления его размеров, а также диаметр до и после светового воздействия. Статистический анализ (расчёт средних значений, среднеквадратичных отклонений, достоверностей) проводился с использованием программы Microsoft Office Excel.

Результаты иих обсуждение. Полученные нами величины, характерные для выбранной возрастной группы, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты измерений параметров зрачковых реакций испытуемых

	Исходный диаметр зрачка, мм	Продолжи-тельность латентного периода (∆tл)	Амплитуда сужения (Асуж), мм	Продолжите-льность сужения (∆tсуж), сек.	Продолжи-тельность восстанов-ления (∆tвосст), сек.
Прямая реакция	6,58±1	0,1586±0,04	1,6±0,24	0,32±0,066	4,5±1,56
Содружест-венная реакция	6,46±1	0,1568±0,04	1,51±0,26	0,3±0,072	3,52±1,81

Как видно из таблицы 1, исходные диаметры зрачков испытуемых варьируются в широких пределах. У всех испытуемых визуально и при сравнении размеров зрачков на видеокадрах оценивалась форма и равновеликость зрачков. Зрачки всех испытуемых оказались правильной округлой формы. Кроме того, не было обнаружено испытуемых с наличием анизокории.

Выявленное отсутствие различий между латентными периодами прямой и содружественной реакций оказалось несколько неожиданным, поскольку структуры нейронных цепочек этих рефлексов различны. Рефлекторная цепочка содружественной реакции включает дополнительные звенья, в частности проведение нервных импульсов в этой цепи возможно через chiasma opticus либо через commissura cerebri posterior. Таким образом, объяснить отсутствие различий в продолжительности латентных периодов прямой и содружественной реакций можно либо одинаковым количеством синапсов, участвующих в передаче нервного импульса, либо незначительной синаптической задержкой.

Сравнение амплитуд сужения зрачков при прямой и содружественной реакциях не показало достоверных отличий. Для прямой амплитуда сужения составила 24,3 % от исходного диаметра, а для содружественной — 23,4 %.

Выявлены достоверные отличия времени восстановления размеров зрачков к исходному диаметру при прямой и содружественной реакциях. Для прямой реакции это время составило (4,497±1,56 сек), для содружественной — (3,52±1,81 сек), достоверность — p=0,05. Для обеих реакций продолжительность восстановления размеров зрачка была значимо большей, чем продолжительность сужения.

Нами была проанализирована возможная зависимость продолжительности сужения зрачков от амплитуды зрачковой реакции. Для этого испытуемые были разделены на 3 подгруппы по амплитуде сужения: первая — 1,1–1,375 мм; вторая — 1,375–1,9 мм; третья — 1,9–2,2 мм. Амплитуда сужения каждой из подгрупп сопоставлялась с продолжительностью реакции. Значимой зависимости продолжительности сужения от амплитуды зрачковой реакции не выявлено.

При анализе зависимости амплитуды сужения зрачка от его исходного диаметра оказалось, что величина сужения зависит от исходных размеров зрачка. Данная закономерность представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Зависимость амплитуды сужения от исходного диаметра зрачка

Обнаружена также зависимость продолжительности восстановления от амплитуды сужения для прямой и содружественной реакций. Выявленная зависимость отражена на графике, приведенном на рисунке 3.

Рис. 3. Зависимость длительности восстановления от амплитуды сужения

Из приведенных графиков видно, что амплитуда сужения зависит от исходного диаметра зрачка, а продолжительность восстановления — от амплитуды сужения. Как на первом, так и на втором графике наблюдается практически параллельный ход кривых.

Кроме перечисленных выше показателей, характеризующих реакции зрачков на свет, был проведён вариационный анализ исходного диаметра зрачков. Для этого испытуемые были разделены на 3 подгруппы в зависимости от исходного диаметра зрачка перед прямой реакцией: первая — исходный диаметр 3,6–5,1 мм; вторая — 5,1–6,6 мм; третья — 6,6–8,1 мм. При этом оказалось, что количество глаз с размером зрачка ±1 сигма от среднего исходного значения для первой подгруппы составило 50 %, а для второй и третьей — 23 и 33 % соответственно.

На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:

1. Полученные нами данные по латентному периоду, амплитуде сужения, продолжительности реакции соизмеримы с показателями, известными из литературы (для прямой реакции: ∆tл = 0,25±0,03; Асуж = 1,53±0,34; ∆tсуж=0,33±0,2). [22,23,24] Это свидетельствует о точности применённых нами методов видеорегистрации и количественной оценки показателей зрачковых реакций. Имеющиеся небольшие различия могут объясняться различиями яркости и продолжительности источника света, использованного при исследовании.
2. Полученные данные по продолжительностям латентного периода и реакции сужения, амплитуде сужения и продолжительности восстановления могут быть использованы для характеристики нормальных различий зрачковых реакций у лиц молодого возраста. Однако, поскольку количество глаз с размером зрачка ±1 сигма от среднего исходного значения составляет 23, 33 и 50 %, то для установления более точных нормативных данных об исходных (до реакции) значениях диаметра зрачков в темноте и более корректного использования этих данных в качестве нормативных, необходимо измерение размеров зрачков у большего количества испытуемых.
3. Поскольку латентный период, амплитуда и продолжительность сужения зависят от яркости засветки, то исследование зрачковых реакций на действие света необходимо проводить в контролируемых стандартных условиях.

Литература:

1. Кубарко А. И. Зрение (нейрофизиологические и нейроофтальмологические аспекты). — Минск: БГМУ, 2007. — Т. 1. — 210 с.
2. Leight, R. J. The neurology of eye movementes. — 3. –New York: Oxford University Press, 1999. — 342 p.
3. Karseras A. Ophtalmology and general medicine // Postgrad. Med. J. — 2000. — Vol. 75. — P. 551–554.
4. Nyman J. S. Pupillary examination // J. Am. Optom. Assoc. — 1997. — Vol. 48. — P. 1375–1380.
5. Боброва В. И. Значение измерений зрачков в диагностике неврологических нарушений // Медицина неотложных состояний. — 2006. — № 4. — С. 96–99.