helmholtzeyeinstituteРоссийский офтальмологический журналRussian Ophthalmological Journal2072-00762587-5760Real time Publishers10.21516/2072-0076-2024-17-2-38-46helmholtzeyeinstitute-1488Research ArticleКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯCLINICAL STUDIESНовый способ количественной оценки параметров аккомодации на основе объективной динамической аккомодометрииA new method for quantifying accommodation parameters based on objective dynamic accommodometryhttps://orcid.org/0000-0002-8864-4518ТаруттаЕ. 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, Sadovaya-Chernogryazskaya St., Moscow, 105062

ЛужновП. В.LuzhnovP. V.

Петр Вячеславович Лужнов — канд. техн. наук, доцент кафедры «Медико-технические информационные технологии» 

ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1, Москва, 105005

Petr V. Luzhnov — Cand. of Tech. Sci., associate professor of chair of medical and technical information technologies 

5, Bldg. 1, 2nd Bauman St., Moscow, 105005

https://orcid.org/0000-0002-3164-4306ТарасоваН. А.TarasovaN. A.

Наталья Алексеевна Тарасова — канд. мед. наук, старший научный сотрудник отдела патологии рефракции, бинокулярного зрения и офтальмоэргономики  

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

Natalia A. Tarasova — Cand. of Med. Sci., senior researcher of the department of refractive pathology, binocular vision and ophthalmoergonomics 

14/19, Sadovaya-Chernogryazskaya St., Moscow, 105062

tar221@yandex.ruМаркосянГ. А.MarkossianG. 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

Gayane A. Markossian  — Cand. of Med. Sci., leading researcher of the department of refractive pathology, binocular vision and ophthalmoergonomics 

14/19, Sadovaya-Chernogryazskaya St., Moscow, 105062

https://orcid.org/0000-0002-6522-5310КондратоваС. Э.KondratovaS. E.

Светлана Эдуардовна Кондратова — научный сотрудник  

ул. Фотиевой, д. 10, стр. 1, Москва, 119333

Svetlana E. Kondratova — researcher 

10, Bldg.1, Fotieva St., Moscow, 119333

ШамкинаЛ. А.ShamkinaL. A.

Людмила Андреевна Шамкина — канд. техн. наук, сотрудник кафедры «Медико-технические информационные технологии» 

ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1, Москва, 105005

Liudmila A. Shamkina — Cand. of Tech. Sci., researcher of chair of medical and technical information technologies 

5, Bldg. 1, 2nd Bauman St., Moscow, 105005

ФГБУ «НМИЦ глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава РоссииРоссияHelmholtz National Medical Research Center of Eye DiseasesRussian FederationМГТУ им. Н.Э. БауманаРоссияBauman Moscow State Technical UniversityRussian FederationНИИ педиатрии и охраны здоровья детей РНЦХ им. Б.В. ПетровскогоРоссияResearch Institute of Pediatrics and Child Health Protection of the Petrovsky National Research Centre of SurgeryRussian Federation2024280620241723846Copyright © Тарутта Е.П., Лужнов П.В., Тарасова Н.А., Маркосян Г.А., Кондратова С.Э., Шамкина Л.А., 20242024Тарутта Е.П., Лужнов П.В., Тарасова Н.А., Маркосян Г.А., Кондратова С.Э., Шамкина Л.А.Tarutta E.P., Luzhnov P.V., Tarasova N.A., Markossian G.A., Kondratova S.E., Shamkina L.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/1488

Цель работы — разработка способа объективной многофакторной оценки параметров аккомодации, включая ее устойчивость и микрофлюктуации (МФ), и оценка его диагностической ценности. Материал и методы. Динамический монокулярный аккомодационный ответ (МАО) измеряли на аппарате WAM-5500 (Grand Seiko, Япония) на промежутке времени от 10 до 60 с с частотой регистрации не менее 6 Гц, вычисляли аппроксимирующий кубический сплайн и оценивали вид тренда сигнала во временной области. Указанным способом оценен в динамике МАО 46 глаз 23 пациентов в возрасте 8–12 лет с приобретенной миопией от -0,87 до -5,75 дптр (в среднем -2,96 дптр). Результаты. В обследованных глазах частота МФ варьировала от 0,4 до 2,3 Гц (в среднем 1,4 Гц), а максимальный размах амплитуды — от 0,4 до 2,47 дптр (в среднем 1,2 дптр). Тренд (тенденция изменений) МАО в процессе исследования оставался постоянным в 10 глазах, повышался от 0,17 до 0,47 дптр (в среднем 0,29 дптр) в 8 и снижался от 0,1 до 1,53 дптр (в среднем 0,35 дптр) в 28 глазах. МАО варьировал от 0,79 до 2,63 дптр (в среднем 1,8 дптр). Выявлена корреляция минимального МАО и размаха сигнала с уровнем тренда (r = 0,29 и r = 0,4 соответственно) и слабая — частоты МФ с размахом сигнала (r = 0,2). Выделен комплекс критериев неустойчивости аккомодации: убывающий тренд более 0,35 дптр, частота МФ более 1,4 в секунду и/или максимальный размах сигнала более 1,2 дптр. Заключение. Разработан способ объективной многофакторной оценки параметров аккомодации, включая ее устойчивость и МФ, в реальном времени и пространстве.

Purpose: to develop a technique for an objective multifactorial assessment of accommodation parameters, including accommodation stability and microfluctuations (MF), and an assessment of the diagnostic value of the technique. Material and methods. The dynamic monocular accommodative response (MAR) was measured using a WAM-5500 device (Grand Seiko, Japan) over a period of 10 to 60 seconds with a recording frequency of at least 6 Hz. The approximating cubic spline was calculated, and the temporal change of signal trend was assessed. The developed technique was used to evaluate the dynamics of MAR for 46 eyes of 23 patients aged 8–12 years with acquired myopia from -0.87 to -5.75 D (ave. -2.96 D). Results. In the examined eyes, the MF frequency varied from 0.4 Hz to 2.3 Hz (ave. 1.4 Hz), and the maximum amplitude ranged from 0.4 D to 2.47 D (ave. 1.2 D). Over the research period, the MAR trend remained constant in 10 eyes, increased from 0.17 to 0.47 (ave. 0.29 D) in 8, and decreased from 0.1 to 1.53 D (ave. 0.35 D) in 28 eyes. MAR varied from 0.79 to 2.63 (ave. 1.8 D). A correlation was found between the minimum MAR and the signal range with the trend level (r= 0.29 and r=0.4, respectively) and a weak correlation was revealed between the MF frequency and the signal range (r=0.2). A set of criteria for accommodation instability was identified: a decreasing trend of more than 0.35 D, a MF frequency of more than 1.4 per second and/or a maximum signal span of more than 1.2 D. Conclusion. The developed technique or objective multifactorial assessment of accommodation parameters, including stability and MF, in real time and space proves to be useful for the diagnosing of accommodation disorders.

аккомодациямикрофлюктуациимонокулярный аккомодационный ответкритерии неустойчивости аккомодацииaccommodationmicrofluctuationsmonocular accommodative responsecriteria for accommodation instabilityReferencesЖаров В.В., Никишин Р.А., Егорова А.В. и др. Клиническая оценка состояния аккомодации с помощью метода компьютерной аккомодографии. В кн.: Ерошевские чтения. Самара, 2007: 437–40.Zharov V.V., Nikishin R.A., Egorova A.V., et al. Clinical assessment of the state of accommodation using the method of computer accommodation. In: Eroshevskie chtenija. Samara, 2007: 437–40 (In Russ.).Ершова Р.В., Бржеский В.В., Соколов В.О., Кравченко Е.А. Характеристика основных показателей компьютерной аккомодографии у школьников с миопией и эмметропией. Российская педиатрическая офтальмология. 2017; 12 (3): 133–8. http://dx.doi.org/10.18821/1993-1859-2017-12-3-133-138Ershova R.V., Brzheskiy V.V., Sokolov V.O., Kravchenko E.A. The characteristic of the main parameters of computed accommodography for the school children presenting with myopia and emmetropia. Rossiyskaya pediatricheskaya oftal‘mologiya. 2017; 12 (3): 133–8 (In Russ.). http://dx.doi.org/10.18821/1993-1859-2017-12-3-133-138Махова М.В., Страхов В.В. Взаимосвязь аккомодографических и субъективных диагностических критериев различных нарушений аккомодации. Российский офтальмологический журнал. 2019; 12 (3): 13–9. https://doi.org/10.21516/2072-0076-2019-12-3-13-19Makhova M.V., Strakhov V.V. Interaction of accommodative and subjective diagnostic criteria of accommodation disorders. Russian ophthalmological journal. 2019; 12 (3): 13–9 (In Russ.). https://doi.org/10.21516/2072-0076-2019-12-3-13-19Тарутта Е.П., Тарасова Н.А., Арутюнян С.Г., Максимова М.В. Сравнительный анализ величины дистантного и ленсиндуцированного объективного аккомодационного ответа у пациентов с различной рефракцией. Вестник офтальмологии. 2017; 133 (4): 37–41. https://doi.org/10.17116/oftalma2017133437-41Tarutta E.P., Tarasova N.A., Arutyunyan S.G., Maksimova M.V. А Comparative analysis of the magnitude of the distance and lens-induced objective accommodative response in patients with different refraction. Vestnik oftal’mologii. 2017; 133 (4): 37–41 (In Russ.). https://doi.org/10.17116/oftalma2017133437-41Collins M, David B, Wood J. Microfluctuations of steady-state accommodation and the cardiopulmonary system. Vision Res. 1995; 35: 2491–502. https://doi.org/10.1016/0042-6989(95)00024-0Collins M, David B, Wood J. Microfluctuations of steady-state accommodation and the cardiopulmonary system. Vision Res. 1995; 35: 2491–502. https://doi.org/10.1016/0042-6989(95)00024-0Campbell FW, Robson JG, Westheimer G. Fluctuations of accommodation under steady viewing conditions. J Physiol (London). 1959; 145: 579–94. doi: 10.1113/jphysiol.1959.sp006164Campbell FW, Robson JG, Westheimer G. Fluctuations of accommodation under steady viewing conditions. J Physiol (London). 1959; 145: 579–94. doi: 10.1113/jphysiol.1959.sp006164Harb E, Thorn F, Troilo D. Characteristics of accommodative behavior during sustained reading in emmetropes and myopes. Vision Res. 2006; 46: 2581–92. https://doi.org/10.1167/iovs.02-0264Harb E, Thorn F, Troilo D. Characteristics of accommodative behavior during sustained reading in emmetropes and myopes. Vision Res. 2006; 46: 2581–92. https://doi.org/10.1167/iovs.02-0264Seidel D, Gray LS, Heron G. Retinotopic accommodation responses in myopia. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2003; 44: 1035–41. https://doi.org/10.1167/iovs.02-0264Seidel D, Gray LS, Heron G. Retinotopic accommodation responses in myopia. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2003; 44: 1035–41. https://doi.org/10.1167/iovs.02-0264Langaas T, Riddell PM, Svarverud E, et al. Variability of the accommodation response in early onset myopia. Optom Vis Sci. 2008 Jan; 85 (1): 37–48. doi: 10.1097/OPX.0b013e31815ed6e9Langaas T, Riddell PM, Svarverud E, et al. Variability of the accommodation response in early onset myopia. Optom Vis Sci. 2008 Jan; 85 (1): 37–48. doi: 10.1097/OPX.0b013e31815ed6e9Day M, Strang FC, Seidel D, Gray LS, Mallen EAH. Refractive group differences in accommodation microfluctuations with changing accommodation stimulus. Ophthalmic Physiol Opt. 2006 Jan; 26 (1): 88–96. doi: 10.1111/j.1475-1313.2005.00347.xDay M, Strang FC, Seidel D, Gray LS, Mallen EAH. Refractive group differences in accommodation microfluctuations with changing accommodation stimulus. Ophthalmic Physiol Opt. 2006 Jan; 26 (1): 88–96. doi: 10.1111/j.1475-1313.2005.00347.xSreenivasan V, Irving EL, Bobier WR. Effect of near adds on the variability of accommodative response in children. Ophthalmic Physiol Opt. 2011 Mar; 31 (2): 145–54. doi: 10.1111/j.1475-1313.2010.00818.xSreenivasan V, Irving EL, Bobier WR. Effect of near adds on the variability of accommodative response in children. Ophthalmic Physiol Opt. 2011 Mar; 31 (2): 145–54. doi: 10.1111/j.1475-1313.2010.00818.xIwasaki T, Kurimoto S. Objective evaluation of eye strain using measurements of accommodative oscillation. Ergonomics. 1987; 30: 581–7. https://doi.org/10.1080/00140138708969747Iwasaki T, Kurimoto S. Objective evaluation of eye strain using measurements of accommodative oscillation. Ergonomics. 1987; 30: 581–7. https://doi.org/10.1080/00140138708969747Gray LS, Gilmartin B, Winn B. Accommodation microfluctuations and pupil size during sustained viewing of visual display terminals. Ophthalmic Physiol Opt. 2000; 20: 5–10. PMID: 10884926Gray LS, Gilmartin B, Winn B. Accommodation microfluctuations and pupil size during sustained viewing of visual display terminals. Ophthalmic Physiol Opt. 2000; 20: 5–10. PMID: 10884926Kajita M, Ono M, Suzuki S, Kato K. Accommodative microfluctuation in asthenopia caused by accommodative spasm. Fukushima J Med Sci. 2001 Jun; 47 (1): 13–20. doi: 10.5387/fms.47.13Kajita M, Ono M, Suzuki S, Kato K. Accommodative microfluctuation in asthenopia caused by accommodative spasm. Fukushima J Med Sci. 2001 Jun; 47 (1): 13–20. doi: 10.5387/fms.47.13Jeng WD, Ouyang Y, Huang TW, et al. Research of accommodative microfluctuations caused by visual fatigue based on liquid crystal and laser displays. Applied Opt. 2014 Oct 10; 53 (29): H76–84. doi: 10.1364/AO.53.000H76Jeng WD, Ouyang Y, Huang TW, et al. Research of accommodative microfluctuations caused by visual fatigue based on liquid crystal and laser displays. Applied Opt. 2014 Oct 10; 53 (29): H76–84. doi: 10.1364/AO.53.000H76Alpern M. Variability of accommodation during steady fixation at various levels of illuminance. J Opt Soc Am. 1958 Mar; 48 (3): 193–7. doi: 10.1364/josa.48.000193Alpern M. Variability of accommodation during steady fixation at various levels of illuminance. J Opt Soc Am. 1958 Mar; 48 (3): 193–7. doi: 10.1364/josa.48.000193Charman WN, Heron G. Fluctuations in accommodation: a review. Ophthalmic Physiol Opt. 1988; 8 (2): 153–64. doi: 10.1111/j.1475-1313.1988.tb01031.xCharman WN, Heron G. Fluctuations in accommodation: a review. Ophthalmic Physiol Opt. 1988; 8 (2): 153–64. doi: 10.1111/j.1475-1313.1988.tb01031.xCharman WN, Heron G. Microfluctuations in accommodation: an update on their characteristics and possible role. Ophthalmic and Physiological Optics. 2015; 35 (5): 476–99. https://doi.org/10.1111/opo.12234Charman WN, Heron G. Microfluctuations in accommodation: an update on their characteristics and possible role. Ophthalmic and Physiological Optics. 2015; 35 (5): 476–99. https://doi.org/10.1111/opo.12234Gray LS, Winn B, Gilmartin B. Accommodative microfluctuations and pupil diameter. Vision Res. 1993 Oct; 33 (15): 2083–90. doi: 10.1016/0042-6989(93)90007-jGray LS, Winn B, Gilmartin B. Accommodative microfluctuations and pupil diameter. Vision Res. 1993 Oct; 33 (15): 2083–90. doi: 10.1016/0042-6989(93)90007-jStark LR, Atchison DA. Pupil size, mean accommodation response and the fluctuations of accommodation. Ophthalmic Physiol Opt. 1997 Jul; 17 (4): 316–23. PMID: 9390376Stark LR, Atchison DA. Pupil size, mean accommodation response and the fluctuations of accommodation. Ophthalmic Physiol Opt. 1997 Jul; 17 (4): 316–23. PMID: 9390376Gambra E., Sawides L., Dorronsoro C., Marcos S. Accommodative lag and fluctuations when optical aberrations are manipulated. J Vision. 2009 Jun 9; 9 (6): 4.1–15. doi: 10.1167/9.6.4Gambra E., Sawides L., Dorronsoro C., Marcos S. Accommodative lag and fluctuations when optical aberrations are manipulated. J Vision. 2009 Jun 9; 9 (6): 4.1–15. doi: 10.1167/9.6.4Gambra E, Ortiz S, Perez-Merino P, et al. Static and dynamic crystalline lens accommodation evaluated using quantitative 3-D OCT. Biomed Opt Express. 2013 Aug 8; 4 (9): 1595–609. doi: 10.1364/BOE.4.001595Gambra E, Ortiz S, Perez-Merino P, et al. Static and dynamic crystalline lens accommodation evaluated using quantitative 3-D OCT. Biomed Opt Express. 2013 Aug 8; 4 (9): 1595–609. doi: 10.1364/BOE.4.001595Van der Heijde GL, Beers HPA, Dubbelman M. Microfluctuations of steady-state accommodation measured with ultrasonography. Ophthalmic Physiol Opt. 1996 May; 16 (3): 216–21. doi: 10.1046/j.1475-1313.1996.95000518.xVan der Heijde GL, Beers HPA, Dubbelman M. Microfluctuations of steady-state accommodation measured with ultrasonography. Ophthalmic Physiol Opt. 1996 May; 16 (3): 216–21. doi: 10.1046/j.1475-1313.1996.95000518.xCandy TR, Bharadwaj SR. The stability of steady state accommodation in human infants. J Vision. 2007 Aug 17; 7 (11): 4.1–16. doi: 10.1167/7.11.4Candy TR, Bharadwaj SR. The stability of steady state accommodation in human infants. J Vision. 2007 Aug 17; 7 (11): 4.1–16. doi: 10.1167/7.11.4Lohmann AW, Paris DP. Influence of longitudinal vibrations on image quality. Applied Opt. 1965; 4: 393–7. https://opg.optica.org/ao/abstract.cfm?URI=ao-4-4-393Lohmann AW, Paris DP. Influence of longitudinal vibrations on image quality. Applied Opt. 1965; 4: 393–7. https://opg.optica.org/ao/abstract.cfm?URI=ao-4-4-393Iskander DR. Signal processing in visual optics. IEE Signal Processing Magazine. 2014; 31: 155–8. doi: 10.1109/MSP.2014.2312072Iskander DR. Signal processing in visual optics. IEE Signal Processing Magazine. 2014; 31: 155–8. doi: 10.1109/MSP.2014.2312072Auto Refract-Keratometer ACOMOREF 2 K-Model. User manual, RIGHT MFG.CO., LTD. 1-47-3, Maeno-cho, Itabashi-ku, Tokyo, 174-8633 Japan; 2018.Auto Refract-Keratometer ACOMOREF 2 K-Model. User manual, RIGHT MFG.CO., LTD. 1-47-3, Maeno-cho, Itabashi-ku, Tokyo, 174-8633 Japan; 2018.Игнатьев С.А., Корнюшина Т.А., Шаповалов С.Л., Милявская Т.И. Зрительное утомление при работе с видеодисплейными терминалами и современные методы его профилактики. Москва: Мик; 2013: 44–5.Ignatiev S.A., Kornyushina T.A., Shapovalov S.L., Milyavskaya T.I. Visual fatigue when working with video display terminals and modern methods of its prevention. Moscow: Mic; 2013: 44–5 (In Russ.).Тарутта Е.П., Филинова О.Б. Способ исследования запасов и устойчивости относительной аккомодации. Патент на изобретение RU 2367385, 2009.Tarutta E.P., Filinova O.B. A method for studying stocks and stability of relative accommodation. Patent RU 2367385, 2009 (In Russ.).Тарутта Е.П., Лужнов П.В., Тарасова Н.А. и др. Способ диагностики неустойчивости аккомодации. Патент РФ № 2809454 от 11.12.2023.Tarutta E.P., Luzhnov P.V., Tarasova N.A., et al. Method for diagnosing instability of accommodation. Patent RU 2809454, 11.12.2023 (In Russ.).Беляев К.Р., Кузьминых Н.Ю. Методы выделения дыхательного паттерна в системах неинвазивного мониторинга параметров центральной гемодинамики. Биомедицинская радиоэлектроника. 1999; 3: 33–45.Belyaev K.R., Kuzminykh N.Yu. Methods of respiratory pattern isolation in systems of noninvasive monitoring of central hemodynamic parameters. Biomedical radioelectronics. 1999; 3: 33–45 (In Russ.).Жукова А.В., Егорова А.В. Компьютерная аккомодография. В кн.: Аккомодация. Руководство для врачей. Москва: Апрель; 2012: 63–6.Zhukova A.V., Egorova A.V. Computer accommodography. In: Accommodation. A Guide for Doctors. Moscow: April; 2012: 63–6 (In Russ.).

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