История офтальмоскопии светом различного спектрального состава - офтальмохромоскопия
Попытки исследовать дно глаза как в монохроматическом, так и в полихроматическом свете были предприняты уже через несколько лет после того, как Helmholtz (1851) предложил офтальмоскоп.
Большинство подобных опытов было произведено с целью выявления на дне глаза таких деталей, о существовании которых было известно на основании патологоанатомических, биохимических или других исследований. но которые при офтальмоскопии не обнаруживались.
Так, Boll, по-видимому, один из первых применивший в 1877 г. для исследования дна глаза свет различного спектрального состава, пытался обнаружить таким образом зрительный пурпур. Цветное освещение Boll получал, вводя в пламя горелки щелочные земли, щелочи и частично пользуясь светофильтрами.
С той же целью Bezold и Engelhard (1877) спроецировали спектр, полученный при помощи призмы, на дно глаза, чтобы изучить эффект от одновременного освещения дна глаза различными участками спектра.
Вначале исследование проводилось так, что на дне глаза получалось изображение всего спектра. Несколько позже авторы отказались от этой методики и начали направлять в глаз монохроматические лучи света, полученные также при помощи призмы.
Было отмечено, что сосуды при этом приобретают различный цвет. При освещении красной частью спектра они имеют лишь немного более интенсивную окраску, чем дно, в оранжевой части спектра они почти незаметны, а в зеленой кажутся черными и имеют четкие очертания.
Монохроматический свет для офтальмоскопии применил в 1878 г. Kuhne. Он отметил, что в желтом свете сосуды кажутся черными. Kuhne также надеялся офтальмоскопическим путем обнаружить зрительный пурпур.
В 1881 г. Valentin (цит. по Vogt, 1933) применил для исследования дна глаза цветным светом различные источники монохроматического и относительно монохроматического света, в частности свет, излучаемый при нагревании, такими элементами, как натрий, калий, таллий, барий и кальций. Для получения смешанного цветного освещения он применил светофильтры.
Светофильтрами для получения цветного офтальмоскопического света пользовался и Neuschiiler (1897), который нашел, что в красном свете артерии в отличие от вен становятся невидимыми.
В 1903 г. Мауои (цит. по Kornerup, 1947) сообщил о применении ртутной лампы как источника света для офтальмоскопии. Особенностью излучаемого ею света было значительное ослабление красного компонента спектра. Свет этой лампы несколько приближался к тому свету, который 10 лет спустя получил Vogt (1913) при помощи светофильтров. Мауои отметил, что в свете ртутной лампы дно становится зеленым, а сосуды пурпурными.
Ртутную лампу в качестве источника света для исследования дна глаза использовал и Gullstrand (1906) с целью обнаружения желтого пятна. Он намеренно использовал источник света, почти лишенный красных лучей, однако из-за малой мощности примененной им лампы не увидел желтого цвета макулы и пришел к выводу, что на дне глаза нет желтого пятна. В то же время он подробно описал картину дна глаза и, в частности, отметил, что сосуды и кровоизлияния в свете, лишенном красных лучей, приобретают черный цвет.
Эти наблюдения подтвердил Dimmer (1906), который в поисках метода, позволявшего прижизненно выявить желтое пятно, производил исследования не только в свете ртутной лампы, но и с помощью дневного света.
Helmbold (1910) использовал оптическую скамью фирмы Цейсс с источником света и призмой, дающей широкую спектральную полосу. Пациента усаживали рядом с призмой, а врач офтальмоскопом направлял выбранный участок спектра на дно глаза. Смещая оптическую скамью, можно было менять цвет освещения. Судя по описанию, этот способ идентичен второму варианту методики, которую применили Bezold и Engelhard.
Результаты исследования Helmbold изложил в нескольких строках, которые мы приводим дословно: «Мои длившиеся в течение нескольких недель исследования касаются небольшого числа пациентов. Мне бросилось в глаза, что при применении, например, зеленого света тончайшие кровеносные сосуды становятся видимыми, тогда как при обычном методе исследования они не видны. Так же ясно отличаются от фона мельчайшие кровоизлияния. Хориоидальные очаги обозначаются в самой ранней стадии».
Следует полагать, что о предыдущих исследованиях дна глаза спектральным светом Helmbold не знал, так как он не упоминает ни одного автора, а в заключение пишет, что необходимо испробовать различные пучки света изолированно и в комбинациях друг с другом. Впрочем, исследованиями в этом направлении, насколько нам удалось установить, Helmbold больше не занимался, хотя после опубликования работ Vogt им был поднят вопрос о приоритете (Helmbold, 1932).
Ginestous (1911) предложил использовать зеленый и красный свет при офтальмоскопии, в частности, для того, чтобы отдифференцировать в неясных случаях мелкие кровоизлияния от глыбок пигмента. Он отметил, что эти элементы в зеленом и красном свете ведут себя по-разному. Кровоизлияния в зеленом свете становятся черными, а в красном теряют темный цвет, в то время как пигмент в красном свете выглядит более темным, а в зеленом тускнеет.
Перечисленные работы не привлекли к себе должного внимания. Новый период в применении света различного спектрального состава для офтальмоскопии начинается с 1913 г., когда Vogt продемонстрировал методику офтальмоскопии в свете, лишенном красных лучей, на Международном конгрессе офтальмологов в Гейдельберге. В том же году им была опубликована работа под довольно своеобразным с современной точки зрения названием «Создание желто-синего фильтрата света, в котором центральная макула in vivo выглядит желтой, становятся видимыми волокна и другие мелкие детали сетчатки, а также может быть определена степень желтой окраски хрусталика».
Поставив перед собой задачу получить офтальмоскопический свет, лишенный красных лучей, Vogt нашел единственно подходящий в то время для этих целей источник света в виде угольной дуги и разработал рецептуру светофильтров, полностью поглощавших красное излучение дуговой лампы.
Разрабатывая методику офтальмоскопии в свете, лишенном красных лучей, Vogt имел в виду выяснить возможность прижизненного обнаружения желтого пятна. Однако, обнаружив на дне глаза желтое пятно, он решил, что оно не имеет отношения к желтой лаковой краске сетчатки, обнаруживаемой на препарате, т. е. является не истинным желтым пятном, а лишь результатом избирательного поглощения света пигментом и красящими веществами крови в центральной области дна глаза. Только в последующих работах Vogt (1917, 1918, 1925) приходит к выводу, что видимое в бескрасном свете желтое пятно обусловлено наличием в центральной области сетчатки желтого красящего вещества.
При офтальмоскопии в бескрасном свете Vogt и его ученики Affolter (1916, 1917) и Eidenbenz (1932) обнаружили на дне нормальных и патологически измененных глаз большое количество деталей, которые не были видны при обычной офтальмоскопии. Именно это обеспечило офтальмоскопии в бескрасном свете популярность и способствовало дальнейшей разработке этого вопроса другими авторами. Однако большинство последующих работ по офтальмоскопии в бескрасном свете было посвящено не столько изучению клинических возможностей офтальмоскопии в бескрасном свете, сколько усовершенствованию самой методики исследования.
Авторы ряда работ пытались сделать дуговой аппарат более удобным для практического применения, устранив его громоздкость и плохую мобильность, затруднявшие офтальмоскопию (Dobson, 1928- Franceschetti u. Muller, 1930- Green a. Green, 1923- Lauber, 1922- Metzger, 1922). Другая серия работ была посвящена замене угольной дуги другим источником света (Haselmann u. Schmidt, 1951- Lauber, 1929—1931). Наконец, еще ряд работ касался вопросов замены жидких светофильтров другими светофильтрами (Muller u. Franceschetti, 1933- Olsho, 1925- Nakaizumi, 1930).
Офтальмоскопия в бескрасном свете нашла отражение и в отечественной литературе. А. Я. Самойлов (1924) смонтировал первую в СССР установку для бескрасной офтальмоскопии. В том же году в «Русском офтальмологическом журнале» был опубликован обзор литературы по этому вопросу Н. А. Плетневой, а в 1925 г. — более краткий обзор JT. А. Дымшиц. Н. А. Плетнева (1928) изучала также значение метода бескрасной офтальмоскопии в распознавании изменений в рисунке нервных волокон сетчатки при хронических воспалениях придаточных полостей носа. Она подтвердила данные Vogt, что при ретробульбарных невритах в бескрасном свете можно обнаружить изменения рисунка нервных волокон сетчатки, особенно в папилло-макулярном пучке.
Возможнссти использования лампы накаливания вместо угольной дуги была посвящена работа Г. Г. Абдулаева, замене жидких светофильтров желатиновыми — работа А. А. Колена (1935), аппаратуре, светофильтрам и методике — работа П. Е. Кисина (1938).
После работ Vogt наряду со статьями, посвященными офтальмоскопии в бескрасном свете [Koby, 1920, 1923- Heydt (цит. по Vogt, 1925)- Birchhauser, 1919], в печати время от времени появлялись работы, в которых освещался вопрос об исследовании дна глаза в свете, имеющем другой спектральный состав.
Heine (1918) для этих целей использовал офтальмоскоп Мортона, отбрасывая им спектр на дно глаза. Среди других особенностей глазного дна, видимых при освещении различными участками спектра, Heine заметил, что сосуды сетчатки видны отчетливо в зеленом свете и плохо в красном.
Friedenwald (1924, 1925) предложил пользоваться для усиления контраста между сосудами и дном глаза не бескрасным, а желто-зеленым светом. Он рекомендовал применить светофильтр, состоящий из раствора анилиновой краски, — зеленый нафтол Б. В других работах, посвященных конструкции электроофтальмоскопа, Friedenwald (1927, 1928) возвращается к вопросу об использовании офтальмоскопического света с ограниченным спектральным рядом для улучшения различимости деталей офтальмоскопической картины. Он предложил применять для офтальмоскопии относительно узкие полосы монохроматического света (шириной не более 70 ммк), чтобы уменьшить влияние хроматической аберрации глаза и тем самым улучшить четкость изображения некоторых деталей на дне глаза. В сконструированном им офтальмоскопе Friedenwald применил стеклянные светофильтры и изучал с интересовавшей его точки зрения картину дна глаза в красном, зеленом, желтом свете. Он нашел, что для лучшего выявления мелких деталей больше всего подходит исследование в желтом свете.
Впервые спектральный желтый свет, очевидно, применил Tscherning (цит. по Kornerup, 1947).
Преимущества желтого света для выявления мелких сосудистых ветвей подтвердил Kugelberg (1932). Исследования глаза в желтом свете нашли отражение в работах Kleefeld (1935, 1936), Pavia (1941), Ballantyne (1940), Serr (1937).
Среди других видов света различного спектрального состава, примененных для исследования глаз, следует отметить смешанный свет, состоящий из крайних (красного и сине-голубого) участков спектра.
Впервые применил светофильтр, поглощающий среднюю часть спектра, Valentin (1881). В дальнейшем светофильтры с подобными свойствами для различных целей применили Helmholtz (1910), Rossler (1930), Kleefeld (1960, 1964).
В связи с работами Kugelberg (1937,1940), особенно его диссертацией «Офтальмоскопические исследования в монохроматическом, последовательно изменяющемся свете» (1937), возникло и ответвилось новое направление в использовании спектрального света. Это направление связано с проведением при помощи монохроматических лучей света количественных измерений как на дне, так и в переднем отрезке глаза.
Этот метод представляет собой своеобразное соединение офтальмоскопии и спектроскопии глаза. Попытки непосредственного спектроскопического изучения живого глаза, сделанные Henocque (1897), Коерре (1922), Baurmann (1931), Koby (1923), дали незначительный результат. Kugelberg (1937) объясняет это особенностями структуры глаза и его тканей. Для того чтобы получить спектр поглощения какого-либо прозрачного или полупрозрачного тела, необходимо пропустить свет сквозь это тело, т. е. вести исследование в проходящем свете. Если же источник света и наблюдатель находятся на одной й той же стороне предмета, то необходимо создать такие условия, при которых свет может пройти сквозь изучаемый объект и, отразившись от какого-либо рефлектора, возвратиться к наблюдателю. Хотя склеру и можно рассматривать как рефлектор, но ткани дна глаза, находящиеся перед ней, являются далеко не гомогенной средой, и свет в них в значительной степени рассеивается. Выяснить при этих условиях спектральные особенности каких-либо деталей на дне глаза нельзя, так как спектр лучей, вышедших из глаза, имеет особенности, характерные для любой ткани, содержащей кровь. Такие же, например, особенности были отмечены А. А. Ильиной при спектроскопии кожи человека. Изучение спектра изолированного пучка света, отраженного каким-либо объектом на дне глаза, например очагом или единичным сосудом, технически невыполнимо. Это, по-видимому, станет возможным в будущем при усовершенствовании телевизионной офтальмоскопии.
Несколько иначе подошел к решению этого вопроса Kugelberg (1937). Вместо того чтобы вышедший из глаза свет расчленить на спектральные составляющие, он применил для освещения дна глаза монохроматический свет, длина волны которого постепенно и последовательно изменяется. Наблюдая за изменениями цвета отдельных деталей на дне глаза, он мог изучать некоторые спектральные свойства наблюдаемой детали. Например, если какой-либо объект при смене освещения приобретает черный цвет, то это означает, что лучи данной длины йолны абсорбируются этим объектом. Этот метод является в какой-то мере дальнейшим развитием методики исследования при помощи призмы, которую применили Bezold и Engelhard, Helmbold, Heine. Однако если этих исследователей интересовала в первую очередь качественная сторона дела, то Kugelberg поставил перед собой задачу решить вопросы изменения цвета деталей не в качественном, а в количественном плане. Предыдущие исследователи констатировали изменения в цвете и контрастности каких-либо деталей на дне глаза, применяя широкие полосы спектрального света или свет, состоящий из нескольких спектральных полос. Они не анализировали точно, при какой именно длине волны изменяется цвет наблюдаемой детали. В то же время именно определение длины волны, при которой происходит изменение цвета наблюдаемого объекта, является основой метода, который предложил Kugelberg.
Для получения монохроматического, последовательно изменяющегося света Kugelberg применил монохроматор фирмы Цейсс. Монохроматор состоит из угольной дуги (источник света) и спектрального аппарата, представляющего собой спектроскоп с вращающейся призмой Аббе. Поворот призмы обеспечивает получение на выходе спектроскопа монохроматического пучка лучей, длина волны которых обозначена на микрометрическом винте прибора. При офтальмоскопии пучок света, выходящий из монохроматора, отражается офтальмоскопом в глаз пациента.
Если при помощи этого аппарата осветить дно глаза монохроматическим зеленым светом, то в зависимости от длины волны сосуды сетчатки приобретают темный или почти черный цвет. Если теперь увеличивать длину волны, переметая спектр по направлению к его красному концу, то наблюдаемый сосуд будет становиться все менее темным и менее контрастным по отношению ко дну глаза. Наконец, наступит такой момент, когда при какой-то длине волны сосуд будет отражать такое же количество монохроматического света, что и дно глаза. В этот момент сосуд становится неразличимымна фоне глазного дна.
Длину волны, при которой сосуд или другой объект становится неразличимым на фоне дна, Kugelberg назвал «Д-значением» (L-Wert). Такое название дано было им потому, что Д-значение получается при движении в длинноволновую (Langwellige) сторону спектра. Если после уточнения Д-значения или, другими словами, после фиксации длины волны, при которой объект стал неразличимым, поворачивать призму монохроматора в противоположную сторону, то дно будет освещаться светом со все более короткой длиной волны. При какой-то определенной длине волны сосуд или другой объект вновь станут видны. Эту длину волны, при которой объект вновь появляется на фоне дна, он назвал «К-значением» (К-Wert), так как это значение длины волны получается при смещении в сторону коротковолновых лучей (Kurzwellige).
При статистической обработке результатов измерений выяснилось, что более точным значением для каждого объекта является среднее арифметическое из упомянутых двух значений. Объясняется это тем, что ошибки при измерении Д- и К-значений имеют противоположный знак и при определении среднего арифметического влияние ошибок в известной мере нейтрализуется. Среднее из Д- и К-значений Kugelberg назвал ДК-значением. Это значение было им найдено для многих деталей нормального глазного дна и являлось, таким образом, количественной характеристикой исследованных объектов. ДК-значение оказалось стабильным для большинства видимых деталей нормального глазного дна, как-то: артерии сетчатки, сосудов сосудистой оболочки, центральных световых полосок на сосудах, пигмента сетчатки, темного пятнышка в центральной ямке.
На основании указанных наблюдений Kugelberg подтвердил, что различие в отражении света сосудами дна глаза, т. е., в конечном итоге, различие в цвете сосудов, зависит от степени насыщения протекающей в них крови кислородом. Иными словами, цвет артерий сетчатки обусловлен спектром поглощения оксигемоглобина, цвет вен сетчатки обусловлен спектром поглощения редуцированного гемоглобина. Кроме того, он пришел к выводу, что по насыщенности кислородом вены сосудистой оболочки стоят ближе к артериям сетчатки, чем к венам сетчатки. Таким образом, в венах сосудистой оболочки течет артериальная кровь.
Изучая центральные световые полоски сосудов сетчатки в монохроматическом свете, Kugelberg отметил, что при смещении освещения в сторону длинных волн световые полоски начинают расширяться и при длине волны 599,6 ммк световая полоска на артериях занимает всю ширину сосуда. Это дало ему основание утверждать, что свет, образующий эти полоски, состоит из двух частей. Одна часть (коротковолновая) отражается от передней поверхности сосуда, другая (длинноволновая) — от задней его стенки. При освещении дна глаза длинноволновыми лучами коротковолновый компонент световой полоски исчезает и остается только длинноволновый. Благодаря диффузии длинноволнового света в кровь полоска в этом свете занимает весь диаметр сосуда.
Исследованиями в монохроматическом свете Kugelberg подтвердил, что цвет дна глаза зависит от спектральных свойств крови. Он установил также, что диффузия длинноволнового света в тканях дна глаза обусловлена диффузией этого света в артериальном слое крови сосудистой оболочки.
Kornerup (1946, 1954, 1958) опубликовал результаты исследования ДК-значения для сосудов глаза при патологических условиях. Изучались сосуды не только дна, но и переднего отдела глаза. Он обратил особое внимание на перикорнеальную инъекцию при проникающих ранениях. Он также изучал возможность применения измерений ДК-значений в физиологии, дерматологии и стоматологии.
Kornerup (1958) установил, что увеличение ДК-значения при проникающих ранениях соответствует ухудшению клинического течения раневого процесса в глазу, а уменьшение ДК-значения — улучшению в течении заболевания. Он считает, что изменение ДК-значения может предшествовать клиническому проявлению улучшения или ухудшения заболевания. В связи с этим в тех случаях, когда воспалительный процесс длится свыше 2 недель, определение ДК-значения помогает решить вопрос о том, необходима ли энуклеация или можно еще выждать, не опасаясь возможности возникновения симпатической офтальмии.
Kornerup (1947) в опытах на моделях показал, что вариации ДК-значения для сосудов обусловлены степенью насыщения крови кислородом. Низкому ДК-значению соответствует высокая насыщенность крови кислородом и наоборот.
При исследовании измененных сосудов дна глаза у больных, страдающих гипертонией или диабетом, Kornerup (1947) установил, что ДК-значение этих сосудов в большинстве случаев отклонено от нормы. Он объясняет это патологическими отложениями в стенках сосудов, что изменяет обычные условия поглощения и отражения света сосудом.
Учитывая, что монохроматор как источник монохроматического света совершенно не пригоден для практической работы, Kornerup (1952) предложил другую аппаратуру, которую затем более обстоятельно описали Hultin и Kornerup (1954). Описание этой аппаратуры приводят также Sundmark (1954) и Colombi (1958).
Новая аппаратура для получения монохроматического, постепенно изменяющегося света основана на применении интерференционных светофильтров. Интерференционный светофильтр пропускает определенную полосу монохроматического света при условии, что на него падают параллельные лучи. Если наклонить фильтр по отношению к падающему пучку света так, чтобы лучи света упали на него не под прямым углом, то длина волны пропущенного фильтром света будет укорочена. Поворачивая фильтр в пределах до 30°, можно при помощи одного светофильтра получить на каком-то небольшом участке спектра монохроматический, последовательно изменяющийся свет. Располагая набором светофильтров, можно практически получить любую длину волны. В дальнейшем, в связи с выпуском более совершенных интерференционных светофильтров, оказалось возможным заменить набор этих светофильтров одним, выполненным в риде клина. Этот интерференционный клин дает возможность получить монохроматический, последовательно изменяющийся свет при перемещении его перед щелью осветительной системы. Kornerup предложил использовать этот светофильтр совместно со щелевой лампой. Такое приспособление к щелевой лампе было изготовлено фирмой Цейсс. Одновременно Jaeger (1957) применил интерференционный светофильтр совместно с электрическим офтальмоскопом.
