Казайкин Виктор Николаевич доктор медицинских наук, врач-офтальмохирург, заведующий витреоретинальным отделением
ул. Академика Бардина, 4а, Екатеринбург, 620149
Kazaykin Viktor N. MD, eye surgeon, Head of Vitreoretinal Department
Academician Bardin str., 4-A, Ekaterinburg, 620149
Пономарев Вячеслав Олегович врач-офтальмохирург, заведующий диагностическим отделением
ул. Академика Бардина, 4а, Екатеринбург, 620149
Ponomarev Vyacheslav O. ophthalmosurgeon, Head of Diagnostic Department
Academician Bardin str., 4-A, Ekaterinburg, 620149
Пономарев Олег Павлович доктор технических наук, профессор, заместитель генерального директора по НТР — главный конструктор
ул. Гагарина, 28, Екатеринбург, 620078
Ponomarev Oleg P. D.Sc.Eng., professor Deputy Director
Gagarin str., 28, Ekaterinburg, 620078
Дудоров Андрей Геннадиевич кандидат физико-математических наук, ведущий инженер-конструктор
ул. Гагарина, 28, Екатеринбург, 620078
Dudorov Andrey G. Cand.Sc. (Physics and Mathematics), Principal design engineer
Gagarin str., 28, Ekaterinburg, 620078
Исрафилов Константин Тельманович инженер-программист
ул. Гагарина, 28, Екатеринбург, 620078
Israfilov Konstantin T. software engineer
Gagarin str., 28, Ekaterinburg, 620078
Цель: математическое моделирование витреальной полости глазного яблока с анализом корреляционной зависимости объема витреальной полости от длины глазного яблока, разработка программного обеспечения для автоматического расчета индивидуальной дозы антибиотиков для интравитреального введения при лечении бактериального эндофтальмита.
Материалы и методы. Исследование включало 3 последовательных этапа: 1-й этап — математическое моделирование витреальной полости глаза человека на 77 факичных глазах методом наименьших квадратов на основе данных ультрасонографии (Tomey UD-8000 (Япония)), ультразвуковой биомикроскопии (VuMax Sonomed (США)); 2-й этап — исследование остаточного объема витреальной полости, свободной от силиконового масла, путем измерения объема введенного заместителя стекловидного тела у 64 артифакичных пациентов, оперированных по поводу отслойки сетчатки методом витрэктомии; 3-й этап — разработка программы ЭВМ на основании данных зависимости объема витреальной полости от длины глаза, остаточного объема витреальной полости, объема передней камеры с описанием алгоритма разведения антибиотика для интравитреального введения, исходя из требуемой концентрации.
Результаты. Витреальная полость глаза аппроксимировалась эллипсоидом. Статистический анализ показал линейную зависимость длины глазного яблока от объема витреальной полости, точность расчета объема витреальной полости не зависит от размера полости, относительная погрешность объема, рассчитанного по результатам однократного измерения координат точек поверхности полости, с вероятностью 0,866 не превышает 1 %. Cредний остаточный объем витреальной полости при силиконовой тампонаде составил 332,36 ± 0,02 мм3, средний объем передней камеры — 246,36 ± 0,06 мм3. Полученные данные были экспортированы в «ядро» программы ЭВМ.
Заключение. Разработанная оригинальная математическая модель глазного яблока позволила вычислить зависимость объема витреальной полости от длины глазного яблока и на ее основе построить градуировочные номограммы, которые дают возможность прецизионно рассчитывать индивидуальную дозу антибиотика при интравитреальном введении с обеспечением необходимой концентрации для подавления бактериальной микрофлоры и предупреждением токсического воздействия на внутренние оболочки глазного яблока.
Purpose: Mathematical modeling of the eyeball vitreous cavity and analysis of the vitreous cavity volume vs. eyeball length correlation dependence; software for automatic calculation of individual doses of antibiotics for intravitreal injection in treating bacterial endophthalmitis.
Materials and methods: The study included three sequential stages: 1st stage — mathematical modeling of the vitreous cavity of human eye based on data of 77 phakic eyes, by the least square method. The data were obtained by Tomey UD-8000 ultrasonography (Japan) and VuMax Sonomed ultrasound biomicroscopy (USA). 2nd stage — study of the vitreous cavity residual volume, free from silicon oil, by measuring a volume of vitreous body substitute injected to 64 pseudophakic patients who underwent a vitrectomy on account of detached retina. 3d stage — development of a computer program based on the data of the vitreous cavity volume vs. eyeball length dependence, vitreous cavity residual volume, and anterior chamber volume, and description of an algorithm for diluting antibiotics for intravitreal injection, based on a required concentration.
Results. Vitreous cavity of eyeball was approximated by ellipsoid. Statistical analysis has shown a linear dependence of eyeball length vs. vitreous cavity volume; vitreous cavity calculation accuracy does not depend on the cavity size, and a relative error of volume calculations that were performed from the resulting data of a single determination of the cavity surface point coordinates, with a probability of 0.866, does not exceed 1 %. Average residual volume of the vitreous cavity subjected to silicon oil tamponade was 332.36 ± 0.02 mm3, and average anterior chamber volume, 246.36 ± 0.06 mm3. The resulting data were exported to the computer program kernel.
Conclusion. The developed original mathematical model of the eyeball made it possible to calculate a vitreous cavity volume vs. eyeball length dependence and whereby to plot calibration nomograms that allow individual doses of antibiotics for intravitreal injection to be precisely calculated, thus providing a desired concentration thereof to suppress bacterial microflora and preventing toxic effect on retinae.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.