helmholtzeyeinstituteРоссийский офтальмологический журналRussian Ophthalmological Journal2072-00762587-5760Real time Publishers10.21516/2072-0076-2023-16-1-77-81helmholtzeyeinstitute-1172Research ArticleКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯCLINICAL STUDIESАкустическая плотность склеры глаз с кератоконусом и ее клиническое значениеAcoustic density of the sclera of keratoconus eyes and its clinical significanceТаруттаЕ. П.TaruttaE. P.

Елена Петровна Тарутта — д-р мед. наук, профессор, начальник отдела патологии рефракции, бинокулярного зрения и офтальмоэргономики

ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, Москва, 105062

Elena P. Tarutta — Dr. of Med. Sci., professor, head of the department of refractive pathology, binocular vision and ophthalmoergonomics

14/19, SadovayaChernogryazskaya St., Moscow, 105062

ХанджянА. Т.KhandzhyanA. T.

Ануш Тиграновна Ханджян — канд. мед. наук, старший научный сотрудник отдела патологии сетчатки и зрительного нерва

ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, Москва, 105062

Anush T. Khandzhyan — Cand. of Med. Sci., senior researcher of the department of pathology of the retina and optic nerve

14/19, SadovayaChernogryazskaya St., Moscow, 105062

КиселеваТ. Н.KiselevaT. N.

Татьяна Николаевна Киселева — д-р мед. наук, профессор, начальник отдела, главный научный сотрудник отдела ультразвуковых исследований

ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, Москва, 105062

Tatyana N. Kiseleva — Dr. of Med. Sci., professor, head of the department of ultrasound research

14/19, SadovayaChernogryazskaya St., Moscow, 105062

МилашС. В.MilashS. V.

Сергей Викторович Милаш — канд. мед. наук, врач-офтальмолог, научный сотрудник отдела патологии рефракции, бинокулярного зрения и офтальмоэргономики

ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, Москва, 105062

Sergey V. Milash — Cand. of Med. Sci., researcher of the department of refractive pathology, binocular vision and ophthalmoergonomics

14/19, SadovayaChernogryazskaya St., Moscow, 105062

ИвановаА. В.IvanovaA. V.

Анастасия Владимировна Иванова — канд. мед. наук, врач-офтальмолог, научный сотрудник отдела патологии рефракции, бинокулярного зрения и офтальмоэргономики

ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, Москва, 105062

Anastasia V. Ivanova — Cand. of Med. Sci., researcher of the department of refractive pathology, binocular vision and ophthalmoergonomics

14/19, SadovayaChernogryazskaya St., Moscow, 105062

ГурьяноваО. В.GuryanovaO. V.

Ольга Владимировна Гурьянова — врач-офтальмолог, аспирант отдела патологии сетчатки и зрительного нерва

ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, Москва, 105062

Olga V. Guryanova — PhD student, department of pathology of the retina and optic nerve

14/19, SadovayaChernogryazskaya St., Moscow, 105062

dolphin2086@yandex.ruМаркосянГ. А.MarkosyanG. A.

Гаянэ Айказовна Маркосян — д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник отдела патологии рефракции, бинокулярного зрения и офтальмоэргономики

ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, Москва, 105062

Gaiyane A. Markosyan — Dr. of Med. Sci., leading researcher of the department of refractive pathology, binocular vision and ophthalmoergonomics

14/19, SadovayaChernogryazskaya St., Moscow, 105062

БедретдиновА. Н.BedretdinovA. N.

Алексей Наильевич Бедретдинов — канд. мед. наук, врач-офтальмолог, научный сотрудник отдела ультразвуковых исследований

ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, Москва, 105062

Aleksey N. Bedretdinov — Cand. of Med. Sci., researcher of the department of ultrasound research

14/19, SadovayaChernogryazskaya St., Moscow, 105062

РамазановаК. А.RamazanovaK. A.

Камилла Ахметовна Рамазанова — канд. мед. наук, заведующая отделением ультразвуковых исследований

ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19, Москва, 105062

Kamilla A. Ramazanova — Cand. of Med. Sci., head of ultrasound research unit

14/19, SadovayaChernogryazskaya St., Moscow, 105062

ФГБУ «НМИЦ глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава РоссииРоссияHelmholtz National Medical Research Center of Eye DiseasesRussian Federation2023160320231617781Copyright © Тарутта Е.П., Ханджян А.Т., Киселева Т.Н., Милаш С.В., Иванова А.В., Гурьянова О.В., Маркосян Г.А., Бедретдинов А.Н., Рамазанова К.А., 20232023Тарутта Е.П., Ханджян А.Т., Киселева Т.Н., Милаш С.В., Иванова А.В., Гурьянова О.В., Маркосян Г.А., Бедретдинов А.Н., Рамазанова К.А.Tarutta E.P., Khandzhyan A.T., Kiseleva T.N., Milash S.V., Ivanova A.V., Guryanova O.V., Markosyan G.A., Bedretdinov A.N., Ramazanova K.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://roj.igb.ru/jour/article/view/1172

Цель работы — оценка биофизических свойств склеры по ее акустической плотности в глазах с кератоконусом (КК), высокой миопией и в здоровых глазах. Материал и методы. Обследовано 34 пациента (67 глаз) 15–45 лет с КК, 15 пациентов (30 глаз) 17–28 лет с высокой миопией и 15 здоровых лиц (30 глаз) в возрасте 28–37 лет. Акустическую плотность склеры определяли в заднем полюсе (АПС-1) и в зоне экватора (АПС-2) на аппарате Voluson Е8 (GE Healthcare, США). Передне-заднюю ось (ПЗО), толщину роговицы (ТР), глубину передней камеры (ГПК), толщину хрусталика (ТХ) измеряли с помощью Galilei G6 (Ziemer Group, Швейцария) и высчитывали глубину стекловидного тела (ГСТ) по формуле: ГСТ = ПЗО – ТР – ГПК − ТХ. Результаты. При КК АПС-1 в среднем составляла 242,5 ± 7,4 у. е., АПС-2 — 234,1 ± 12,1 у. е., длина ПЗО = 24,6 ± 1,1 мм, ГСТ = 17,1 ± 0,4 мм. При высокой миопии АПС оказалась достоверно ниже: АПС-1 = 210,3 ± 15,7 у. е., АПС-2 = 201,2 ± 11,2 у. е., а ПЗО и ГСТ выше: ПЗО = 27,0 ± 0,7 мм, ГСТ = 19,2 ± 0,5 мм (p < 0,05). В здоровых глазах АПС-1 составила 247,5 ± 2,8 у. е., АПС-2 = 238,1 ± 0,6 у. е., т. е. практически не отличалась от группы КК (р > 0,05), длина ПЗО = 23,7 ± 0,6 мм, ГСТ = 16,0 ± 0,6 мм. Выявлена недостоверная тенденция к снижению АПС при КК в глазах с ПЗО ³ 25,0 мм. Вероятно, в этих случаях имеется сочетание КК с осевой миопией. Заключение. Величина АПС у пациентов с КК приближается к аналогичному показателю здоровых глаз и достоверно выше показателя глаз с высокой миопией. Разработан способ дополнительной дифференциальной диагностики КК и врожденной миопии с высокой рефракцией роговицы и астигматизмом путем анализа АПС и ГСТ.

Purpose: to assess the biophysical properties of the sclera by measuring its acoustic density in keratoconus, highly myopic, and healthy eyes. Material and methods. We examined 34 patients (67 eyes) aged 15–45 with keratoconus of various stages, 15 patients (30 eyes) aged 17–28 with high myopia and 15 people (30 eyes) aged 28–37 without ophthalmic pathology. The acoustic density of the sclera (ADS) was measured on the Voluson Е8 ultrasound device (GE Healthcare, USA) in the posterior eye pole (ADS-1) and in the equatorial area (ADS-2). The axial length (AL) of the eye, corneal thickness (CT), anterior chamber depth (ACD), and lens thickness (LT) were determined using Galilei G6 (Ziemer Group, Switzerland). The vitreal chamber depth (VCD) was calculated according to the formula: VCD = AL – СT – ACD – LT. Results. In keratoconus patients, the average ADS-1 value was 242.5 ± 7.4 conventional units (CU), ADS-2 averaged 234.1 ± 12.1 CU, AL was 24.6±1.1 mm long, and VCD was 17.1 ± 0.4 mm. In high myopia group, the average value proved to be significantly lower: ADS-1 was 210.3 ± 15.7 CU, ADS-2 — 201.2 ± 11,2 CU, while AL and VCD were higher: resp. 27.0 ± 0.7 mm and 19.2 ± 0.5 mm (p < 0,05). In the control group (healthy eyes), ADS-1 was 247.5 ± 2.8 and ADS-2 was 238.1 ± 0.6 CU, which practically showed no difference to the keratoconus group (p > 0.05). AL was 23.7 ± 0.6 mm, and VCD was 16.0 ± 0.6 mm. An insignificant tendency toward ADS drop in keratoconus eyes with AL over 25.0 mm was observed. Probably, we are dealing here with a combination of keratoconus with axial myopia. Conclusion. The acoustic density of the sclera of keratoconus patients approaches the respective parameter of healthy eyes and is significantly higher than that of highly myopic eyes. The analysis of acoustic density of the sclera and vitreal chamber depth may be considered as a method of additional differential diagnostics of keratoconus and congenital myopia with high corneal refraction and astigmatism.

роговицакератоконусврожденная миопияакустическая плотность склерыcorneakeratoconuscongenital myopiaacoustic density of the scleravitreal chamber depthReferencesSantodomingo-Rubido J., Carracedo G., Suzaki A., et al. Keratoconus: an updated review. Cont Lens Anter. Eye. 2022; 45 (3): 101559. doi: 10.1016/j. clae.2021.101559Santodomingo-Rubido J., Carracedo G., Suzaki A., et al. Keratoconus: an updated review. Cont Lens Anter. Eye. 2022; 45 (3): 101559. doi: 10.1016/j. clae.2021.101559Ihanamaki T.T., Pelliniemi L.J., Vuorio E. Collagens and collagen-related matrix components in the human and mouse eye. Prog Retin Eye Res. 2004; 23 (4): 403–34. doi: 10.1016/j.preteyeres.2004.04.002Ihanamaki T.T., Pelliniemi L.J., Vuorio E. Collagens and collagen-related matrix components in the human and mouse eye. Prog Retin Eye Res. 2004; 23 (4): 403–34. doi: 10.1016/j.preteyeres.2004.04.002Takahashi A., Nakayasu K., Okisaka S., Kanai A. [Quantitative analysis of collagen fiber in keratoconus. Nihon Ganka Gakkai Zasshi]. 1990; 94 (11): 1068–73.Takahashi A., Nakayasu K., Okisaka S., Kanai A. [Quantitative analysis of collagen fiber in keratoconus. Nihon Ganka Gakkai Zasshi]. 1990; 94 (11): 1068–73.Chaerkady R., Shao H., Scott S.G., et al. The keratoconus corneal proteome: loss of epithelial integrity and stromal degeneration. J. Proteomics. 2013; 87: 122–31. doi: 10.1016/j.jprot.2013.05.023Chaerkady R., Shao H., Scott S.G., et al. The keratoconus corneal proteome: loss of epithelial integrity and stromal degeneration. J. Proteomics. 2013; 87: 122–31. doi: 10.1016/j.jprot.2013.05.023Akhtar S., Bron A.J., Salvi S.M., et al. Ultrastructural analysis of collagen fibrils and proteoglycans in keratoconus. Acta Ophthalmol. 2008; 86 (7): 764–72. doi: 10.1111/j.1755-3768.2007. 01142.xAkhtar S., Bron A.J., Salvi S.M., et al. Ultrastructural analysis of collagen fibrils and proteoglycans in keratoconus. Acta Ophthalmol. 2008; 86 (7): 764–72. doi: 10.1111/j.1755-3768.2007. 01142.xMaatta M., Heljasvaara R., Sormunen R., et al. Differential expression of collagen types XVI11/endostatin and XV in normal, keratoconus, and scarred human corneas. Cornea. 2006; 25 (3): 341–9. doi: 10.1097/01.ico.0000178729.57435.96Maatta M., Heljasvaara R., Sormunen R., et al. Differential expression of collagen types XVI11/endostatin and XV in normal, keratoconus, and scarred human corneas. Cornea. 2006; 25 (3): 341–9. doi: 10.1097/01.ico.0000178729.57435.96Maatta M., Vaisanen T., Vaisanen M., Pihlajaniemi T., Tervo T. Altered expression of type XIII collagen in keratoconus and scarred human cornea; increased expression in scarred cornea is associated with myofibroblast transformation. Cornea. 2006; 25 (4): 448–53. doi:10.1097/01.ico.0000183537.45393.1fMaatta M., Vaisanen T., Vaisanen M., Pihlajaniemi T., Tervo T. Altered expression of type XIII collagen in keratoconus and scarred human cornea; increased expression in scarred cornea is associated with myofibroblast transformation. Cornea. 2006; 25 (4): 448–53. doi:10.1097/01.ico.0000183537.45393.1fGalatic A., Blazej A., Kubena K. Obsah pricnych vazeb v kolagenu ocni belimy a rohovky. Cesk. Oftalmol. 1983; 39 (6): 424–9.Galatic A., Blazej A., Kubena K. Obsah pricnych vazeb v kolagenu ocni belimy a rohovky. Cesk. Oftalmol. 1983; 39 (6): 424–9.Harding J.J., Crabbe M.J.C. Cross-linking sites of corneal and sclera collagens and their relationship to keratoconus and degenerative myopia. Ophthalmic Res. 1980; 12: 139–42.Harding J.J., Crabbe M.J.C. Cross-linking sites of corneal and sclera collagens and their relationship to keratoconus and degenerative myopia. Ophthalmic Res. 1980; 12: 139–42.Meek K.M., Hayes S. Corneal cross-linking — a review. Ophthalmic Physiol. Opt. 2013; 33 (2): 78–93. doi: 10.1111/opo.12032Meek K.M., Hayes S. Corneal cross-linking — a review. Ophthalmic Physiol. Opt. 2013; 33 (2): 78–93. doi: 10.1111/opo.12032Avetisov E.S., Savitskaya N.F., Vinetskaya M.I., Iomdina E.N. A study of biochemical and biomechanical qualities of normal and myopic eye sclera in humans of different age groups. Metabolic, Pediatric and Systemic Ophthalmology. 1984; 7 (4): 183–8.Avetisov E.S., Savitskaya N.F., Vinetskaya M.I., Iomdina E.N. A study of biochemical and biomechanical qualities of normal and myopic eye sclera in humans of different age groups. Metabolic, Pediatric and Systemic Ophthalmology. 1984; 7 (4): 183–8.Dische J. Biochemistry of connective tissues of the vertebrateeye. Int. Rev. Connect. Tissue Res. 1970; 5: 209–79. doi: 10.1016/b978-0-12-363705-5.50010-5Dische J. Biochemistry of connective tissues of the vertebrateeye. Int. Rev. Connect. Tissue Res. 1970; 5: 209–79. doi: 10.1016/b978-0-12-363705-5.50010-5Keeley FW., Morin J.D., Vesely S. Vesely characterization of collagen from normal human sclera. Exp. Eye Res. 1984; 39 (5): 533–42. doi: 10.1016/0014- 4835(84)90053-8Keeley FW., Morin J.D., Vesely S. Vesely characterization of collagen from normal human sclera. Exp. Eye Res. 1984; 39 (5): 533–42. doi: 10.1016/0014- 4835(84)90053-8Keeley F.W., Morin J.D., Vesely S. Characterization of collagen from normal human sclera. Exp. Eye Res. 1984; 39 (5): 533–42. doi: 10.1016/0014-4835(84)90053-8Keeley F.W., Morin J.D., Vesely S. Characterization of collagen from normal human sclera. Exp. Eye Res. 1984; 39 (5): 533–42. doi: 10.1016/0014-4835(84)90053-8Tengroth B., Rehnberg M., Amitzboll T. A comparative analysis of the collagen type and distribution in the trabecular meshwork, sclera, lamina cribrosa and the optic nerve in the human eye. Acta Ophthalmol. 1985; 173 (suppl): 91–3. doi: 10.1111/j.1755-3768.1985.tb06856.xTengroth B., Rehnberg M., Amitzboll T. A comparative analysis of the collagen type and distribution in the trabecular meshwork, sclera, lamina cribrosa and the optic nerve in the human eye. Acta Ophthalmol. 1985; 173 (suppl): 91–3. doi: 10.1111/j.1755-3768.1985.tb06856.xWatson P.G., Young R. D. Scleral structure, organization disease. A review. Exp. Eye Research. 2004; 78 (3): 609–23. doi: 10.1016/s0014-4835(03)00212-4Watson P.G., Young R. D. Scleral structure, organization disease. A review. Exp. Eye Research. 2004; 78 (3): 609–23. doi: 10.1016/s0014-4835(03)00212-4Аветисов Э.С., Хорошилова-Маслова И.П., Андреева Л.А. Ультраструктурные изменения склеры при миопии. Вестник офтальмологии. 1980; 6: 36–42.Avetisov E.S., Khoroshilova-Maslova I.P., Andreeva L.A. Ultrastructural changes in myopic sclera. Vestnik oftal’mologii. 1980; 6: 36–42 (in Russian).Винецкая М.И., Болтаева З.К., Андреева Л.Д., Иомдина Е.Н. Биохимические аспекты прогрессирующей миопии. Офтальмологический журнал. 1988; 3: 155-7.Vinetskaya M.I., Boltaeva Z.K., Andreeva L.D., Iomdina E.N. Biochemical aspects of progressive myopia. Oftal’mologicheskiy zhurnal. 1988; 3: 155–7 (in Russian).Савицкая Н.Ф., Винецкая М.И., Иомдина Е.Н. Возрастные изменения биохимических и биомеханических показателей склеры человека в норме и при миопии. Вестник офтальмологии. 1982; 4: 26–9.Savitskaya N.F., Vinetskaya M.I., Iomdina E.N. Age-related changes of biochemical and biomechanical qualities of normal and myopic human sclera. Vestnik oftal’mologii. 1982; 4: 26–29 (in Russian).Bailey A.J. Intermediate labile intermolecular cross-links collagen fibrils. Biochim. Biophys. Acta. 1968; 160 (3): 447–53. doi: 10.1016/0005- 2795(68)90216-xBailey A.J. Intermediate labile intermolecular cross-links collagen fibrils. Biochim. Biophys. Acta. 1968; 160 (3): 447–53. doi: 10.1016/0005- 2795(68)90216-xИомдина Е.Н. Биомеханические и биохимические нарушения склеры при прогрессирующей близорукости и методы их коррекции. В кн.: Аветисов С.Э., Кащенко Т.П., Шамшинова А.М., ред. Зрительные функции и их коррекция у детей. Москва: Медицина; 2005: 163–83.Iomdina E.N. Biomechanical and biochemical disorders of sclera with progressive myopia and methods of its correction. In: Avetisov S.E., Kashchenko T.P., Shamshiniva A.M., eds. Visual functions and its correction in children. Moscow: Meditsina; 2005: 163–83 (in Russian).Iomdina E.N., Daragan V.A., Ilyina E.E. Certain biomechanical properties and crosslinking of the sclera shell of the eye in progressive myopia. In: Proc. of XIVth congress on biomechanics. Paris: International Society of Biomechanics; 1993: 616–7.Iomdina E.N., Daragan V.A., Ilyina E.E. Certain biomechanical properties and crosslinking of the sclera shell of the eye in progressive myopia. In: Proc. of XIVth congress on biomechanics. Paris: International Society of Biomechanics; 1993: 616–7.Schlatter B., Beck M., Frueh B.E., Tappeiner C., Zinkernagel M. Evaluation of scleral and corneal thickness in keratoconus patients. Cataract. Refract. Surg. 2015; 41 (5): 1073–80. doi: 10.1016/j.jcrs.2014.08.035Schlatter B., Beck M., Frueh B.E., Tappeiner C., Zinkernagel M. Evaluation of scleral and corneal thickness in keratoconus patients. Cataract. Refract. Surg. 2015; 41 (5): 1073–80. doi: 10.1016/j.jcrs.2014.08.035Dhaese S.E., Kreps E.O., Consejo A. Scleral shape and its correlation with corneal parameters in keratoconus. Cont. Lens. Anterior Eye. 2021; 44 (4): 101366. doi. org/10.1016/j.clae.2020.08.010Dhaese S.E., Kreps E.O., Consejo A. Scleral shape and its correlation with corneal parameters in keratoconus. Cont. Lens. Anterior Eye. 2021; 44 (4): 101366. doi. org/10.1016/j.clae.2020.08.010Иомдина Е.Н., Тарутта Е.П., Маркосян Г.А. и др. Биомеханические показатели корнеосклеральной оболочки глаза и состояние соединительнотканной системы у детей и подростков с различными формами прогрессирующей миопии. Российская педиатрическая офтальмология. 2013; 1: 18–23.Iomdina E.N., Tarutta E.P., Markosyan G.A., et al. Biomechanical indicators of corneoscleral capsule of eye and condition of connective tissue system in children and adolescents with different forms of progressive myopia. Rossijskaya pediatricheskaya oftal’mologiya. 2013; 1: 18–23 (in Russian).Тарутта Е.П., Ханджян А.Т., Киселева Т.Н. и др. Способ дифференциальной диагностики кератоконуса и врожденной миопии с высокой рефракционной силой роговицы и астигматизмом. Патент РФ № 2765438; 2022.Tarutta E.P., Khandzhan A.T., Kiseleva T.N., et al. Method for differential diagnosis of keratoconus and congenital myopia with high refractive power of the cornea and astigmatism. Patent RF, № 2765438; 2022 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.