Transpalpebral Rheoophthalmography as a Method for Evaluating the Effectiveness of Sclera-Strengthening and Trophic Treatment of Progressive Myopia

Purpose: to evaluate, using transpalpebral rheoophthalmography (TP ROG), the effectiveness of sclera-strengthening and trophic treatment of progressive myopia with a new biologically active chitosan-containing transplant. Patients and methods. 40 children and adolescents with moderate or high progressive myopia, averagely aged 12.6 ± 0.38 years, were examined after receiving low invasive sclera-strengthening surgery on one eye with a biologically active chitosan-containing transplant. The initial refraction of the operated eye was — 6.25 ± 0.23 D, while that of the fellow eye was — 5.85 ± 0.28 D. The yearly gradient of myopia progression averaged 1.10 ± 0.04 D. Hemodynamic parameters were measured using TP ROG) prior to intervention, then 1, 6 and 12 months after intervention. At the same time points, scleral acoustic density (SAD) was determined by analyzing tissue histograms obtained with a multipurpose ultrasound device, VOLUSON 730 Pro «GE». Results. One year after sclera-strengthening treatment, a 4.4-fold reduction of myopia progression rate on the operated eye was noted, supplemented by a 2.2-fold reduction of same on the fellow eye. Stabilization of refraction was accompanied by an increase of SAD: 6 months after the surgery, SAD was averagely 19.7 conventional units higher than the original figure in the posterior pole of the operated eye, and 16.2 conventional units higher in the equatorial area. One year after the surgery, the figures were, respectively, 15.9 (p < 0.05) and 14.0 conventional units (p < 0.01). The rheographic index of TP ROG increased with regard to the initial value by 139 % after one month, by 69.8 % after 6 months, and by 34.6 % after 1 year. On fellow eyes, the index also tended to increase: by 123.3 % after 1 month, by 65.2 after 6 months, and by the end of the follow-up period it exceeded the original value by 28.7 %, which is an evidence of a pronounced trophic effect of sclera-strengthening myopia treatment with chitosan not only on the operated eye but also (to a lesser extent) on the fellow eye. Conclusion. TP ROG is an effective evaluation method of sclera-strengthening treatment of progressive myopia. This method can also be used to study eye hemodynamics in a variety of ophthalmic pathologies, including those managed in pediatric clinical practice. 

1. Тарутта Е.П. Возможности профилактики прогрессирующей и осложненной миопии в свете современных знаний о ее патогенезе. Вестник офтальмологии. 2006;122(1):43–47 [Tarutta E.P. Potentialities of preventing progressive and complicated myopia in the light of present-day knowledge. Annals of Ophtalmology = Vestnik Oftal’mologii. 2006;122(1):43–47 (In Russ.)].

2. Аветисов Э.С. Близорукость. М.: Медицина, 1999. 288 с. [Avetisov E.S. Myopia. Moscow: Medicine, 1999. 288 p. (In Russ.)].

3. Иомдина 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. М.: Медицина, 2005. С. 163–183 [Iomdina E.N. Biomechanical and biochemical disorders of the sclera in progressive myopia and methods of their correction. In: Avetisov S.E., Kashchenko T.P., Shamshinova A.M. (eds) Visual functions and their correction in children. Moscow: Medicine, 2005. P. 163–183 (In Russ.)].

4. Гндоян И.А., Петраевский А.В. Влияние некоторых местных лекарственных препаратов на гемоперфузию переднего сегмента глаза при миопии. Российская педиатрическая офтальмология. 2015;2:5–9 [Gndoyan I.A., Petraevskiy A.V. The influence of some local medicinal drugs on the hemoperfusion of the eye anterior segment in myopia. Russian Pediatric Ophthalmology = Rossiiskaya Pediatricheskaya Oftal’mologia. 2015;2:5–9 (In Russ.)].

5. Тарутта Е.П., Кушнаревич Н.Ю. Участие биомеханического и гемодинамического факторов в генезе хориоретинальных дистрофий при миопии. Вестник офтальмологии. 1997;113(4):21–23 [Tarutta E.P., Kushnarevich N.Yu. Biomechanical and hemodinamic factors to the genesis of chorioretinal dystrophies in myopia. Annals of Ophtalmology = Vestnik Oftalmologii. 1997;113(4):21–23 (In Russ.)].

6. Тарутта Е.П. Склероукрепляющее лечение и профилактика осложнений прогрессирующей близорукости. В кн.: Аветисов С.Э., Кащенко Т.П., Шамшинова А.М. (ред.) Зрительные функции и их коррекция у детей. М.: Медицина, 2005. С. 191–202 [Tarutta E.P. Sclera reinforcement treatment and prevention of complication of progressive myopia. In: Avetisov S.E., Kashchenko T.P., Shamshinova A.M. (eds) Visual functions and their correction in children. Moscow: Medicine, 2005. P. 191–202 (In Russ.)].

7. Либман Е.С., Беляев В.С., Мелкумянц Т.С., Бочкарева З.Г. Клинико-функциональное состояние глаз с высокой осложненной близорукостью после операций склеропластики. Вестник офтальмологии. 1980;6:32–36 [Libman E.S., Belyaev V.S., Melkumyants T.S., Bochkareva Z.G. Clinico-functional state of the eyes with a high complicated myopia after scleroplasty. Annals of Ophtalmology = Vestnik Oftal’mologii. 1980;6:32–36 (In Russ.)].

8. Мухамадиев Р.О. Состояние гемодинамики глаза и эффективность склеропластических операций ксенотрансплантатом при прогрессирующей миопии. Региональное кровообращение и микроциркуляция. 2004;3(11):36–40 [Mukhamadiev R.O. The ocular haemodynamics and effictiveness of surgery using ksenotransplantate in progressive myopia. Regional Haemodynamics and Microcirculation = Regionarnoe krovoobrashenie i microcirculatsia. 2004;3(11):36–40 (In Russ.)].

9. Тарутта Е.П., Шамхалова Э.Ш., Вальский В.В. Анализ отдаленных результатов склеропластики при прогрессирующей близорукости. Офтальмологический журнал. 1989;4:204–207 [Tarutta E.P., Shamkhalova E.Sh., Valsky V.V. Analysis of remote results of scleroplasty in progressive myopia. Journal of Ophthalmology = Oftalmologicheskii zhurnal. 1989;4:204–207 (In Russ.)].

10. Zhu Z., Ji X., Zhang J., Ke G. Posterior scleral reinforcement in the treatment of macular retinoschisis in highly myopic patients. Clin Exp Ophthalmol. 2009;37(7):660–663.

11. Иомдина Е.Н., Тарутта Е.П., Андреева Л.Д., Иващенко Ж.Н., Маркосян Г.А., Шкуренко С.И. Экспериментальное обоснование склероукрепляющего лечения прогрессирующей близорукости биологически активным синтетическим трансплантатом. Рефракционная хирургия и офтальмология. 2005;5(4):19–23 [Iomdina E.N., Tarutta E.P., Andreeva L.D., Ivashenko Zh.N., Markossian G.A., Shkurenko S.I. An experimental validation of sclera strengthening treatment of progressive myopia with a biologically active synthetic transplant. Refractive Surgery and Ophthalmology = Refraccionnaya khirurgia i oftal’mologiya. 2005;5(4):19–23 (In Russ.)].

12. Тарутта Е.П., Иомдина Е.Н., Кружкова Г.В., Маркосян Г.А. Отдаленные результаты склерореконструктивного лечения прогрессирующей миопии.

13. Российский офтальмологический журнал. 2011;4(1):71–75 [Tarutta E.P., Iomdina E.N., Kruzhkova G.V., Markossian G.A. Long-term results of sclera reconstructive surgery of progressive myopia. Russian Ophthalmological Journal = Rossijskij oftal’mologicheskij zhurnal. 2011;4(1):71–75 (In Russ.)].

14. Лазаренко В.И., Осипова О.В., Большаков И.Н. Коллаген-хитозановый комплекс в лечении дегенеративной миопии. Красноярск, 2014 [Lazarenko V.I., Osipova O.V., Bolshakov I.N. Collagen-chitosan complex in the treatment of degenerative myopia. Krasnoyarsk, 2014 (In Russ.)].

15. Лобзина Н.В., Большаков И.Н., Лазаренко В.И. Свойства хитозана и его применение в офтальмологии. Сибирское медицинское обозрение. 2015;5:5–13 [Lobzina N.V., Bolshakov I.N., Lazarenko V.I. Properties of chitosan and its using in ophthalmology. Siberian Medical Review = Sibirskoe medicinskoe obozrenie. 2015;5:5–13 (In Russ.)].

16. Скрябин К.Г., Вихирева Г.А., Варламов В.П. (ред.) Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение. М.: Наука, 2002 [Skryabin K.G., Vikhireva G.A., Varlamov V.P. (eds) Chitin and chitosan. Obtaining, properties and application. Moscow: Nauka, 2002 (In Russ.)].

17. Корниловский И.М. Патогенетические аспекты стабилизации миопии после склеропластических операций. Офтальмологический журнал. 1987;6:343–347 [Kornilovsky I.M. Pathogenetic aspects of stabilization of myopia after scleroplastic operations. Journal of Ophthalmology = Oftal’mologicheskii zhurnal. 1987;6:343–347 (In Russ.)].

18. Бунин А.Я. Гемодинамика глаза и методы ее исследования. М., 1971 [Bunin A.Ya. Eye hemodynamics and methods of its study. Moscow: Medicine, 1971 (In Russ.)].

19. Schmetterer L. Ocular blood flow. New York: Springer, 2012.

20. Киселева Т.Н., Котелин В.И., Лосанова О.А., Луговкина К.В. Неинвазивные методы оценки гемодинамики переднего сегмента глаза: перспективы применения в клинической практике. Офтальмология. 2017;15(4):283–290 [Kiseleva T.N., Kotelin V.I., Losanova O.A., Lugovkina K.V. Noninvasive Methods Assessment Blood Flow in Anterior Segment and Clinical Application Perspective. Ophthalmology in Russia = Oftalmologia 2017;15(4):283–290 (In Russ.)]. DOI: 10.18008/1816-5095-2017-4-283-290

21. Котляр К.Е. Методы исследования гемодинамики глаза. В кн.: Шамшинова А.М. (ред.) Клиническая физиология зрения. М.: МБН, 2006. С. 639–740 [Kotliar K.E. Methods of eye hemodynamics study. In: Shamshinova A.M. (ed.) Clinical eye physiology. Moscow: MBN, 2006. P. 639–740 (In Russ.)].

22. Кацнельсон Л.А. Реография глаза. М.: Медицина, 1977 [Katsnelson L.A. Ocular reography. Moscow: Medicine, 1977 (In Russ.)].

23. Кацнельсон Л.А., Фарафонова Т.И., Бунин А.Я. Сосудистые заболевания глаз. М.: Медицина, 1990 [Katsnelson L.A., Farafonova T.I., Bunin A.Ya. Vascular eyes diseases. Moscow: Medicine, 1990 (In Russ.)].

24. Лужнов П.В., Парашин В.Б., Шамаев Д.М. Анализ особенностей применения методов реоофтальмографии. Биомедицинская радиоэлектроника. 2011;10:39–41 [Luzhnov P.V., Parashin V.B., Shamaev D.M. Аnalysis of Using Features of Rheoophtalmographic Method. Biomedicine Radioengineering = Biomedicinskaya Radioelektronika. 2011;10:39–41(In Russ.)].

25. Иомдина Е.Н., Лужнов П.В., Шамаев Д.М., Тарутта Е.П., Киселева Т.Н., Маркосян Г.А., Рамазанова К.А., Напылова О.А., Курылева И.М., Шамкина Л.А. Оценка транспальпебральной реоофтальмографии как нового метода исследования кровоснабжения глаза при миопии. Российский офтальмологический журнал. 2014;4(4):20–24 [Iomdina E.N., Luzhnov P.V., Shamaev D.M., Tarutta E.P., Kiseleva T.N., Markossian G.A., Ramazanova K.A., Napylova O.A., Kuryleva I.M., Shamkina L.A. An evaluation of transpalpebral rheoophthalmography as a new method of studying the blood supply to the eye in myopia. Russian Ophthalmological Journal = Rossijskij oftal’mologicheskij zhurnal. 2014;4(4):20–24 (In Russ.)].

26. Иомдина Е.Н., Лужнов П.В., Шамаев Д.М., Тарутта Е.П., Маркосян Г.А., Шамкина Л.А., Сианосян А.А. Устройство крепления электродов для проведения транспальпебральной реоофтальмографии: Патент RU 153338 от 10.07.2015. Бюл. № 19 [Iomdina E.N., Luzhnov P.V., Shamaev D.M., Tarutta E.P., Markossian G.A., Shamkina L.A., Sianosyan A.A. Electrode attachment device for transpalpebral rheoophthalmography: Patent RU 153338U1, 10.07.2015 (In Russ.)].

27. Лазаренко В. И. Функциональная реография глаза. Красноярск: Растр, 2000 [Lazarenko V.I. Functional ocular reography. Krasnoyarsk: Rastr, 2000 (In Russ.)].

28. Бушуева Н.Н. Отдаленные результаты различных методов склероукрепляющих операций у детей и подростков, страдающих прогрессирующей близорукостью. Офтальмологический журнал. 1989;4:194–198 [Bushueva N.N. Remote results of different methods of sclera reinforcement operations in children and adolescents with progressive myopia. Journal of Ophthalmology = Oftal’mologicheskii zhurnal. 1989;4:194–198 (In Russ.)].

29. Тарутта Е.П. Выбор метода склеропластики при прогрессирующей близорукости у детей. Вестник офтальмологии. 1992;108(2):10–13 [Tarutta E.P. A choice of scleroplastic’s method in progressive myopia in children. Annals of Ophtalmology = Vestnik Oftal’mologii. 1992;108(2):10–13 (In Russ.)].

30. Curtin B.J., Whitmore W.G. Long-term results of scleral reinforcement surgery. Am J Ophthalmol. 1987;103:544–548.

31. Лужнов П.В., Шамаев Д.М., Иомдина Е.Н., Тарутта Е.П., Маркосян Г.А., Шамкина Л.А., Сианосян А.А. Транспальпебральная тетраполярная реоофтальмография в задачах оценки параметров системы кровообращения глаза. Вестник Российской академии наук. 2015;70(3):372–377 [Luzhnov P.V., Shamaev D.M., Iomdina E.N., Tarutta E.P., Markossian G.A., Shamkina L.A., Sianosyan A.A. Transpalpebral Tetrapolar Reoophtalmography in the Assessment of Parameters of the Eye Blood Circulatory System. Annals of the Russian Academy of Medical Sciences = Vestnik Rossiiskoi Akademii Meditsinskikh Nauk. 2015;70(3):372–377 (In Russ.)]. DOI: 10.15690/vramn.v70i3.1336

32. Лужнов П.В., Парашин В.Б., Шамаев Д.М., Иомдина Е.Н., Маркосян Г.А., Напылова О.А. Использование тетраполярной методики при реоофтальмографии для оценки кровоснабжения глаза. Биомедицинская радиоэлектроника. 2012; 10:18–21 [Luzhnov P.V., Parashin V.B., Shamaev D.M., Iomdina E.N., Markosyan G.A., Napylova O.A. Use of tetrapolar methods of rheoophtalmography for an estimation of eye blood supply. Biomedicine Radioengineering = Biomedicinskaya Radioelektronika. 2012;10:18–21 (In Russ.)].

33. Киселева Т.Н., Тарутта Е.П., Тарасова Н.А. Исследование показателей гемодинамики в сосудах глаза на фоне комплексного функционального лечения близорукости. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2013;12(4):20–23 [Kiseleva T.N., Tarutta E.P., Tarasova N.A. Ocular hemodynamic changes after complex non-surgical treatment of myopia. Regional Haemodynamics and Microcirculation = Regionarnoe krovoobrashenie i microcirculatsia. 2013;12(4):20–23 (In Russ.)].

34. Свирин А.В., Антипова О.А., Серебрякова Т.В. Модификация операции введения взвеси гомоткани в теноново пространство при высокой прогрессирующей близорукости. Вестник офтальмологии. 1984;4:31–33 [Svirin F.V., Antipova O.A., Serebryakova T.V. The administration of a homogenated tissue suspension into the Tenon’s space of patients with high progressive myopia. Annals of Ophtalmology = Vestnik Oftal’mologii. 1984;4:31–33 (In Russ.)].

35. Зуева М.В., Слепова О.С., Гундорова Р.А., Цапенко И.В., Вериго Е.Н., Черноокова В.А., Макаров П.В., Илуридзе С.В. Классификация окулоокулярных реакций при тяжелой механической травме глаза по данным электрофизиологических иммунологических исследований. Рефракционная хирургия и офтальмология. 2007;7(1):35–41 [Zueva M.V., Slepova O.S., Gundorova R.A., Tsapenko I.V., Verigo E.N., Chernookova V.A., Makarov P.V., Iluridze S.V. The classification of oculoocular reactions after severe mechanical ocular trauma by the data of electrophysiological and immunological examinations. Refractive Surgery and Ophthalmology = Refraccionnaya khirurgia i oftalmologiya. 2007;7(1):35–41 (In Russ.)].

36. Клейман А.П., Киселева О.А., Иомдина Е.Н., Бессмертный А.М., Лужнов П.В., Шамаев Д.М. Значение транспальпебральной реоофтальмографии как нового метода ранней диагностики первичной открытоугольной глаукомы. Медицинский вестник Башкортостана. 2016;1:69–71 [Kleyman A.P., Kiseleva O.A., Iomdina E.N., Bessmertniy A.M., Luzhnov P.V., Shamaev D.M. The value of transpalpebral rheoophthalmography as a new method of early diagnosis of primary open-angle glaucoma. Medical Annals of Bashkortostan = Medicinskii Vestnik Bashkortostana. 2016;1:69–71 (In Russ.)].