Е.В. Коблова*, Т.Г. Каменских*, А.Н. Башкатов**, В.В. Тучин**,
Е.А. Генина**
*Кафедра глазных болезней Саратовского Государственного Медицинского Университета, г. Саратов, Российская Федерация.
**Кафедра оптики и биомедицинской физики Саратовского Государственного Университета, г. Саратов, Российская Федерация.
Актуальность. В настоящее время многие диагностические критерии дистрофических, дегенеративных и воспалительных заболеваний радужной оболочки глаза основаны на описательных, относительных и, во многом, субъективных критериях, к которым относится и наблюдаемое при этих заболеваниях изменение цвета радужной оболочки глаза [3,6,7]. Количественная оценка содержания меланина в радужной оболочке может служить объективным критерием при ряде патологических состояний.
Цель работы: количественная оценка содержания меланина в радужной оболочке глаза человека по ее цветовым характеристикам в норме и при первичной открытоугольной глаукоме.
Материалы и методы. Исследование проводилось на базе Клиники глазных болезней СГМУ и кафедры оптики и биомедицинской физики СГУ. In vitro содержание меланина оценивается путем регистрации спектров отражения, полученных при помощи оптического многоканального анализатора ЛЕСА-5 (“БиоСпек”, Россия) с помощью волоконно-оптического зонда в спектральной области 450-1000 нм. Диаметр осветительного и приемных волокон составляет 200 мкм, расстояние между центрами волокон – 290 мкм. Средняя глубина зондирования порядка 150 мкм. Исследования in vitro проводились на бычьих и кроличьих радужных оболочках.
Цветовые характеристики радужной оболочки определялись по цветным изображениям глаза человека, полученным in vivo с помощью цифрового фотоаппарата Olimpus C-5060. Для регистрации цифровых изображений радужных оболочек глаза человека была создана установка, которая позволяла фиксировать голову пациента, обеспечивала постоянные условия освещенности и делала возможной ручную фокусировку. За основу был взят штативный столик от щелевой лампы. В работе анализировались изображения 20 радужных оболочек глаза человека, при этом из каждого изображения для дальнейшей обработки были взяты участки, соответствующие разным оттенкам радужной оболочки от голубого до темно-коричневого. Всего было проанализировано порядка 480 участков разной окраски.
С целью выявления корреляции между содержанием пигмента меланина в образцах и их цветовыми характеристиками, были проведены модельные измерения цветовых характеристик растворов меланина. Цветовые характеристики определялись по измеренным в диапазоне длин волн от 400 до 780 нм спектрам пропускания и спектрам отражения водных растворов меланинового геля (Melasyn, The vitiligo solution) разной концентрации. Для придания растворам рассеивающих свойств, в исследуемый образец добавлялось одинаковое количество молока [1,2]. Измерения спектров пропускания и отражения осуществлялось при помощи волоконно-оптического датчика и спектрометра ЛЭСА-6м. Источником белого света служила галогеновая лампа мощностью 200 Вт.
Модельная среда представляла собой плоский слой толщиной 450 мкм, что соответствует реальным геометрическим параметрам радужки. Предполагалось, что доминирующими рассеивателями являются мелкие частицы с фактором анизотропии рассеяния g порядка 0,2. Все изменения в спектрах рассеивающих свойств модельной среды связывались с данным спектром, который выступал в роли репера ( 0). В качестве исходного спектра поглощения модельной среды ( 0) взят спектр поглощения феомеланина при значении его концентрации в среде, равном 1 мг/мл [4,5].
Результаты. Прежде всего, необходимо отметить хорошую корреляцию результатов, полученных из спектров пропускания и преломления. Далее, полученные цветовые координаты располагаются в тех же областях цветовых диаграмм, что и цветовые координаты радужных оболочек. Наконец, увеличение концентрации меланина приводит к смещению точек от белого цвета к спектральному локусу в случае системы ( ) и удалению их от начала координат в случае системы , что также соответствует результатам, полученным для радужных оболочек.
Определенные закономерности в изменении расположения точек на диаграммах цветности при увеличении концентрации меланина в исследуемых образцах дают основание для более детального анализа концентрационных зависимостей цветовых параметров в системе , которая позволяет количественно сравнивать разные цвета.
По результатам цифрового анализа цветных изображений радужной оболочки глаза человека концентрация меланина в норме составила 2.6±0.4 mg/cm3 для голубых глаз, 3.0±1.7 mg/cm3 для карих глаз и 2.4±0.4 mg/cm3 для зеленых глаз. У пациентов страдающих первичной открытоугольной глаукомой данные значения составили 2.5±0.6, mg/cm3 для голубых глаз, 2.2±0.2, mg/cm3 для карих глаз, 1.6±0.4, mg/cm3 для зеленых глаз.
Выводы. Цветные изображения радужной оболочки глаза человека позволяют оценивать содержание меланина в радужной оболочке как для светлых оттенков (серо-голубые), так и для темных (желто-коричневых). Имеется существенная разница в содержании меланина у здоровых лиц и у пациентов страдающих первичной открытоугольной глаукомой, что может быть критерием диагностики и стабильности данного заболевания.
Список литературы:
1. Синичкин, Ю.П. In vivo отражательная и флуоресцентная спектроскопия кожи человека / Ю.П. Синичкин, С.Р. Утц. – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2001.
2. Долотов, Л.Е. Компьютерная визуализация пространственного распределения хромофоров кожной ткани / Л.Е. Долотов, Д.А. Зимняков, Ю.П. Синичкин // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. - 2004. - №5-6. - С. 89-95.
3. Вельховер, Е.С. Иридология: теория и методы / Е.С. Вельховер, В.Ф. Ананин. М.: Изд-во Рос. Ун-та дружбы народов: Биомединформ, 1992.
4. Jacques, S. Published on the personal web-site: www.omlc.ogi.edu.
5. Optical properties of ocular fundus tissues – an in vitro study using the double-integrating-sphere technique and inverse Monte Carlo simulation / M. Hammer, A. Roggan, D. Schweitzer, G. Muller // Phys. Med. Biol. – 1995. - №40. – Р. 963-978.
6. Водовозов, А.М. Исследование радужной оболочки глаза в трансформированном свете / А.М. Водовозов, А.А. Рыбников. - М., 1992.
7. Шульпина, Н.Б. Биомикроскопия глаза / Шульпина, Н.Б. - М, 1972. | 
