научная статья по теме КАК И В КАКОЙ СТЕПЕНИ ПОРОГИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗАНЫ С ЕЕ СОСТОЯНИЕМ Биология

Текст научной статьи на тему «КАК И В КАКОЙ СТЕПЕНИ ПОРОГИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗАНЫ С ЕЕ СОСТОЯНИЕМ»

СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ, 2012, том 26, № 2, с. 133-140

_ ЗРИТЕЛЬНАЯ _

СИСТЕМA

УДК 577.352.38

КАК И В КАКОЙ СТЕПЕНИ ПОРОГИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗАНЫ С ЕЕ СОСТОЯНИЕМ

© 2012 г. Е. М. Гареев

ФГБУ Всероссийский центр глазной и пластической хирургии Минздравсоцразвития РФ 450075, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Р. Зорге, 67/1 E-mail: gem46@list.ru

Поступила в редакцию 20.10.2011 г.

Кластерным анализом 196 кривых "сила - длительность" - зависимостей порога электрической чувствительности (ПЭЧ) зрительной системы (ЗС) от длительности стимула - были разделены на типологические варианты (группы). Обнаружено, что принадлежность к тому или иному типу таких кривых слабо коррелирует с категориями состояния зрения, а также возраста и пола испытуемых: для всех категорий характерна лишь большая или меньшая возможность проявления кривых любого типа и значений ПЭЧ при диагностических длительностях. Сами же эти категории и состояния оказались практически независимы друг от друга. Оценки значения ПЭЧ для дифференциальной диагностики, по-видимому, завышены. На более представительном материале подтверждено отклонение от "закона гиперболы" и независимость кривых "сила - длительность" от порядка изменения длительности стимулов.

Ключевые слова: зрительная система, порог электрической чувствительности, закон гиперболы.

ВВЕДЕНИЕ

Ранее нами (Гареев и др., 2011) была выявлена структурная неоднородность так называемых кривых "сила-длительность" или кривых Гоор-вега - Вейсса - Лапика (Уфлянд, 1941), полученных путем измерения порогов электрической чувствительности (ПЭЧ) зрительной системы (ЗС) при стимулах разной длительности. Хотя имелись основания считать, что характеристики этих кривых связаны с состоянием ЗС испытуемого, данных для анализа такой связи было недостаточно, поскольку полную программу исследования удалось выполнить лишь для 22 человек (43 глаза из них 21 с патологиями ЗС). Однако обнаруженная инвариантность характеристик кривой "сила - длительность" по отношению к способу измерения ПЭЧ позволила вернуться к разрешению вопроса об их дифференцирующей способности, используя достаточно многочисленные результаты незавершенных в полном объеме программ измерений. Задача нового этапа исследования состояла в типологизации таких

проявлений возбудимости ЗС и оценке их связи с состоянием зрительной системы, полом и возрастом испытуемых.

МЕТОДИКА

Анализу были подвергнуты кривые "сила-длительность" - численные значения порогов электрической чувствительности по фосфену (ПЭЧ в мкА) для правого и левого глаза, полученные в отличие от диагностического обследования (Шамшинова, Волков, 1999) при длительности стимулов, варьирующей от 1 мс до 200 мс. Детали методики изложены нами в предыдущей публикации (Гареев и др., 2011). Напомним лишь, что измерение ПЭЧ осуществляли с учетом методических требований (Шамшинова, Волков, 1999) при помощи микропроцессорного офтальмологического электростимулятора "Sunshine" фирмы "Комет" (г. Уфа). Референтный электрод приставляли к закрытому верхнему веку, а индифферентный крепили на предплечье. Электростимулятор гене-

рировал П-образные импульсы тока, амплитуда и частота которых могли быть плавно измены от 1 до 1000 мкА (точность ± 1 мкА) и от 1 до 60 Гц соответственно. Длительность импульсов можно было установить в диапазоне от 1 до 200 мс с точностью до 1 мс. В наших экспериментах она либо регулярно нарастала с 1 мс до 2, 3, 5, 10, 15, 20, 50, 100 и 200 мс (регулярная серия), либо те же самые длительности стимулов варьировали в случайном порядке (случайная серия). Установив заданную длительность стимула, оператор не чаще, чем раз в секунду, изменял амплитуду стимула до момента возникновения у испытуемого едва различимого неструктурированного или слабоструктурированного зрительного ощущения - фосфена (Макаров, 1973). Соответствующее значение тока считалось порогом электрической чувствительности (ПЭЧ) при данной длительности стимула. Все испытуемые, даже лица с нормальным зрением, проходили стандартную процедуру клинико-диагностического обследования, включающую измерение остроты зрения (ОЗ) по таблице Сивцева. У лиц со сниженным зрением его остроту измеряли и при коррекции аномалий оптики глаза (корригированная ОЗ).

В отличие от предыдущего этапа исследований на данном этапе были учтены и те случаи, когда оказывалась незавершенной либо регулярная, либо случайная серия измерений, что позволило увеличить массив кривых "сила-длительность" с 86 до 196. Из них 106 были получены при нормальном (по совокупности всех данных) состоянии ЗС, а 90 при её патологических состояниях, среди которых превалировали (78%) нарушения рефракции - миопия (45%) и гиперметропия (33%). У всех испытуемых со зрительными патологиями сохранялось предметное зрение (хотя бы остаточное) и отсутствовали признаки помутнения зрительных сред. Возраст испытуемых варьировал от 10 до 73 лет, причем 26% были не старше 20 лет, 57% от 20 до 30 лет и лишь 17% старше 30 лет, 33% кривых были получены при тестировании мужчин и 67% - женщин.

При помощи программного пакета "Классма-стер" массив цифровых описаний кривых "сила-длительность" был подвергнут кластерному анализу по иерархической схеме (Жамбю, 1988). В результате выделены типологические группы (варианты) кривых, которые были сопоставлены с категориальными переменными, отражающими состояние зрительной системы, способы организации стимуляции при измерении ПЭЧ и некоторые личностные характеристики. Для оценки связи этих качественных состояний и сравнения

процентных долей (относительных частот) их проявления использовались специальные непараметрические методы (Реброва, 2002).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Кластерный анализ позволил разделить кривые "сила-длительность" на пять типологических групп - вариантов зависимости ПЭЧ от длительности стимула. Первые четыре (рис. 1) различались только средним уровнем ПЭЧ при большинстве длительностей стимула и, как это было показано нами ранее (Гареев и др., 2011), наиболее точно описывались не законом гиперболы, а регрессионной моделью Вейбулла. Как видно, явные и, несомненно, достоверные различия средних уровней ПЭЧ всех групп имели место для времени стимуляции 1-5 мс. Например, в первой группе (девять случаев) оценки значений ПЭЧ при длительности стимула 1 мс могли быть получены лишь при величине электрических стимулов, сравнимых или совпадающих с верхним пределом токов, генерируемых стимулятором. Средний уровень ПЭЧ при этой длительности составил у них 993±5 мкА (пределы вариации 990 до 1000 мкА). Следствием неизбежной грубости пороговых оценок при столь низкой для данной длительности стимула электрической возбудимости ЗС этих испытуемых стала очень малая внут-ригрупповая вариация ПЭЧ.

Во второй группе (13 случаев) при той же длительности стимула средний уровень ПЭЧ составлял 912±68 мкА, что значимо (р < 0.002) меньше, чем в первой. Поскольку свободная вариация ПЭЧ первой группы при этой длительности стимула оказалась искусственно ограниченной, дополнительно провели сравнение непараметрическим критерием Манна-Уитни, который также показал, что сдвиг ПЭЧ второй группы в сторону меньших значений статистически значим (X = 2.62, р < 0.01).

В самой многочисленной (153 случая) третьей группе соответствующее значение ПЭЧ составило всего 530±140 мкА, а в четвертой (19 случаев) и того менее - 257±77 мкА (р % 0.0001). Существенные и достоверные различия средних уровней ПЭЧ первой и четвертой групп сохраняются при всех длительностях стимула, а для второй и третьей лишь до 10 мс.

При этой стандартной, используемой в диагностике патологий ЗС, длительности стимула 10 мс средний уровень ПЭЧ в первой группе так и остался максимальным (300±89 мкА, границы варь-

ирования 200-460 мкА), а в четвертой - минимальный, почти на порядок меньшим - 33±8 мкА (20-50 мкА). Во второй и третьей группах он имел значения, промежуточные между этими крайностями, весьма близкие и достоверно не различающиеся (р > 0.12): 93±35 мкА (40-150 мкА) и 75±44 мкА (20-200 мкА) соответственно. Необходимо заметить, что в практике диагностического обследования лиц старше 10 лет ПЭЧ порядка 100 мкА еще считаются вариантами нормы. ПЭЧ в диапазоне от 110 до 180 мкА рассматриваются как проявления умеренной, 180-250 мкА - значительной, а более 250 мкА - грубой патологии сетчатки и зрительного нерва (Семеновская, 1963; Богословский, Ковальчук, 1980).

При максимальной длительности стимула 200 мс средние уровни ПЭЧ первого и четвертого типологических вариантов кривых "сила-длительность" остаются максимально различающимися, полярными - 168±31 и 34±14 мкА соответственно, а для второго и третьего почти совпадающими и промежуточными - 98±38 и 95±48 мкА (р > 0.75). Следует отметить, что минимальные средние значения ПЭЧ были получены при длительности стимула 100 мс в первой группе и 50 мс во второй, третьей и четвертой. Все они значимо (р < 0.03 и менее) отличались от значений ПЭЧ при предельном времени стимуляции (200 мс). Следовательно, наблюдаемый на всех кривых подъем среднего уровня ПЭЧ при длительности стимула более 50 мс является неслучайным.

Наиболее отчетливо все это проявляется в кривых "сила-длительность", отнесенных к пятому типу и полученных на правом и левом глазу одного и того же испытуемого Ч.Л., страдающего пигментным ретинитом (рис. 2). Отличительные особенности этих кривых наглядно проявляются в сравнении с иными типологическими вариантами, например с первой группой, имеющей близкие средние значения ПЭЧ при некоторых длительностях стимула. При стимулах 1, 2 и 3 мс оценить величину ПЭЧ у испытуемого Ч.Л. фактически не удалось из-за ограничения предельных токов стимулятора величиной 1000 мкА. Это становится возможным при стимулах большей длительности. При длительности стимула 5 мс величина ПЭЧ испытуемого Ч.Л. крайне высока (880 и 990 мкА), но при длительности 10 мс приближается к среднему уровню ПЭЧ первой группы и достигает минимума при длительности 20 мс. Однако и в этом случае ПЭЧ обоих его глаз сохраняется в области значительной (250 мкА) или грубой патолог

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком