ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2023.3.284ivm-1142Research ArticleХИРУРГИЯSURGERYВоздействие низкочастотного ультразвука на функциональное и морфологическое состояние сетчатки кроликовThe effect of low-frequency ultrasound on the functional and morphological state of the retina of rabbitshttps://orcid.org/0000-0002-0541-3248ВафиевА. С.VafievA. S.

ст. лаборант каф. офтальмологии с курсом ИДПО, мл. науч. сотр.

senior laboratory assistant, junior research assistant

a.s.vafiev@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3912-1590КонцеваяС. Ю.KontsevayaS. Y.

д.-р вет. н., проф. каф. незаразной патологии

doctor of veterinary sciences, Professor of the department

https://orcid.org/0000-0003-1796-8248АзнабаевБ. М.AznabaevB. M.

д-р. мед. н., проф. каф. офтальмологии с курсом ИДПО, ген. директор 

doctor of medical sciences, Professor of the department, General manager

https://orcid.org/0000-0003-1237-9284МусинаЛ. А.MusinaL. A.

д-р .биол. н., вед. науч. сотр. науч.-морф. лаб. института фунд. медицины

https://orcid.org/0000-0001-5582-5155ПрусаковА. В.PrusakovA. V.

д-р .вет. н., зав. каф. внутренних болезней

doctor of veterinary sciences, Head of the Department

https://orcid.org/0000-0002-7448-6037ДибаевТ. И.DibaevT. I.

к. мед. н., доц. каф. офтальмологии с курсом ИДПО, зав. отд. коорд. науч. исследований 

PhD of medical science, Associate Professor, Head of the Research Coordination Department

ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет»; ЗАО «Оптимедсервис»РоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "BSMU"; ZAO "Optimedservice"Russian FederationФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет»РоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "BelSAU"Russian FederationФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет»РоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "BSMU"Russian FederationФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет ветеринарной медицины»РоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "SPbSUVM"Russian Federation20231610202303284292Copyright © Вафиев А.С., Концевая С.Ю., Азнабаев Б.М., Мусина Л.А., Прусаков А.В., Дибаев Т.И., 20232023Вафиев А.С., Концевая С.Ю., Азнабаев Б.М., Мусина Л.А., Прусаков А.В., Дибаев Т.И.Vafiev A.S., Kontsevaya S.Y., Aznabaev B.M., Musina L.A., Prusakov A.V., Dibaev T.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vetjournal.spbguvm.ru/jour/article/view/1142

В настоящее время тремя группами ученых ведутся разработки по внедрению и использованию низкочастотного ультразвука в хирургию сетчатки и стекловидного тела. Отсутствует достаточно данных и работ по изучению воздействия данного вида энергии на функциональную активность и структурное состояние сетчатки. В связи с этим нами были проведены экспериментальные и диагностические исследования с помощью современных и объективных методов. Цель исследования состояла в проведение анализа показателей электроретинограммы сетчатки кролика и сопоставление с гистологическими данными после удаления стекловидного тела с помощью низкочастотного ультразвука и механического воздействия. Были проведены эксперименты на кроликах породы Шиншилла (n=40). В экспериментальной группе (n=20) удаление стекловидного тела происходило с помощью низкочастотного ультразвука, в контрольной (n=20) с помощью гильотинного механизма. На 1, 7, 14 и сутки проводилась запись параметров а- и b- волны электроретинограммы. Также производили оценку структурного состояния сетчатки на гистологических срезах. На 1 сутки после оперативного вмешательства в обеих группах исследования происходило снижение всех параметров электроретинограммы, оценка гистологических данных показала наличие отека в большинстве слоев сетчатки. На 7 и 14 сутки параметры а- и b- волны восстанавливались, но не приходили в норму в обеих группах, на гистологических препаратах наблюдалось уменьшение отека во всех слоях сетчатки. На 30 сутки показатели а- и b- волны приходили в норму, что говорит о восстановлении функциональных свойств фоторецепторных клеток, биполярных и клеток Мюллера в обеих группах, на гистологических срезах слои сетчатки визуализировались четко без признаков отека. Анализ показателей электроретинограммы и гистологические данные показали, что использование низкочастотного ультразвука для удаления стекловидного тела может считаться безопасным и перспективным для дальнейшего развития.

Currently, three groups of scientists are developing the introduction and use of lowfrequency ultrasound in retinal and vitreous surgery. There is not enough data and work to study the effects of this type of energy on the functional activity and structural state of the retina. In this regard, we conducted experimental and diagnostic studies using modern and objective methods. The main purpose of this article is analyzing the parameters of the electroretinogram of the rabbit retina and compare it with histological data after removal of the vitreous body using low-frequency ultrasound and mechanical action. Experiments were conducted on Chinchilla rabbits (n=40). In the experimental group (n=20), vitreous removal was performed using low-frequency ultrasound, in the control group (n=20) using a guillotine mechanism. On the 1st, 7th, 14th and 14th days, the parameters of the a- and b-waves of the electroretinogram were recorded. The structural state of the retina was also evaluated on histological sections. On the 1st day after surgery in both study groups there was a decrease in all parameters of the electroretinogram, the evaluation of histological data showed the presence of edema in most layers of the retina. On days 7 and 14, the parameters of the a- and b-waves were restored, but did not return to normal in both groups, a decrease in edema in all layers of the retina was observed on histological preparations. On day 30, the a- and b-wave indicators returned to normal, which indicates the restoration of the functional properties of photoreceptor cells, bipolar and Muller cells in both groups, the retinal layers were clearly visualized on histological sections without signs of edema. Analysis of electroretinogram parameters and histological data showed that the use of low-frequency ultrasound for vitreous removal can be considered safe and promising for further development.

электроретинограмманизкочастотный ультразвуксетчаткагильотинный механизмelectroretinogramlow-frequency ultrasoundretinaguillotine mechanismReferencesBringmann, A. Morphology of partialthickness macular defects: presumed roles of Müller cells and tissue layer interfaces of low mechanical stability / A. Bringmann, J. D. Unterlauft, R. Wiedemann, M. Rehak, P. Wiedemann // Int. J. Retina Vitreous. – 2020. – № 6. – P. 28. – DOI: 10.1186/s40942-020-00232-1.Bringmann A, Unterlauft JD, Wiedemann R, Rehak M, Wiedemann P. Morphology of partial-thickness macular defects: presumed roles of Müller cells and tissue layer interfaces of low mechanical stability. Int. J. Retina Vitreous, 2020, № 6, p. 28, doi: 10.1186/s40942-020-00232-1.Saxena, S. Vitreoretinal surgery / S. Saxena, C.H. Meyer, M. Ohji, L. Akduman // London: Jaypee Brothers Medical Publishers. 2012. – 442 р.Saxena S, Meyer CH, Ohji M, Akduman L. Vitreoretinal surgery / S. Saxena, C.H. Meyer, M. Ohji, L. Akduman. London: Jaypee Brothers Medical Publishers. 2012. – 442 р.Pavlidis, M. Two-Dimensional Cutting (TDC) Vitrectome: In vitro flow assessment and prospective clinical study evaluating core vitrectomy efficiency versus standard vitrectome / M. Pavlidis // Hindawi Journal of Ophthalmology. – 2016. – P. 1–6. – DOI: 10.1155/2016/3849316.Pavlidis M. Two-Dimensional Cutting (TDC) Vitrectome: In vitro flow assessment and prospective clinical study evaluating core vitrectomy efficiency versus standard vitrectome. Hindawi Journal of Ophthalmology, 2016, p. 1–6, doi: 10.1155/2016/3849316.Mohamed, S. Review of Small Gauge Vitrectomy: Progress and Innovations / S. Mohamed, C. Claes, C.W. Tsang // Hindawi Journal of Ophthalmology. – 2017. – Р. 1–9. – DOI: 10.1155/2017/6285869.Mohamed S. Claes C, Tsang C.W. Review of Small Gauge Vitrectomy: Progress and Innovations. Hindawi Journal of Ophthalmology, 2017, p. 1–9, doi: 10.1155/2017/6285869.Pastor-Idoate, S. Ultrastructural and histopathologic findings after pars plana vitrectomy with a new hypersonic vitrector system. Qualitative preliminary report / S. PastorIdoate, R. Bonshek, L. Irion, I. Zambrano, P. Carlin, A. Mironov et al. // PLOS one. – 2017. – № 4. – Р. 1–16. DOI: 10.1371/journal.pone.0173883.Pastor-Idoate S, Bonshek R, Irion L, Zambrano I, Carlin P, Mironov A. Ultrastructural and histopathologic findings after pars plana vitrectomy with a new hypersonic vitrector system. Qualitative preliminary report. PLOS one, 2017, № 4, p. 1–16, doi: 10.1371/journal.pone.0173883.Aznabaev, B.M. Twenty-five gauge ultrasonic vitrectomy: experimental and clinical performance analysis / B.M. Aznabaev, T.I. Dibaev, T.R. Mukhamadeev, A.S. Vafiev, I. Kh. Shavaliev // Retina. – 2020. – № 7. – Р. 1443–1450. – DOI: 10.1097/IAE.0000000000002863.Aznabaev BM, Dibaev TI, Mukhamadeev TR, Vafiev AS, Shavaliev Ikh. Twenty-five gauge ultrasonic vitrectomy: experimental and clinical performance analysis. Retina, 2020, № 7, p. 1443–1450, doi: 10.1097/IAE.0000000000002863.Stanga, P.E. Performance analysis of a new hypersonic vitrector system / P.E. Stanga, S. Pastor-Idoate, I. Zambrano, P. Carlin, D. McLeod // Plos One. – 2017. – № 12. – Р. 1–15. DOI: 10.1371/journal.pone.0178462.Stanga PE, Pastor-Idoate S, Zambrano I, Carlin P, McLeod D. Performance analysis of a new hypersonic vitrector system. Plos One. 2017, № 12, p. 1–15, doi: 10.1371/journal.pone.0178462.Wuchinich, D. Ultrasonic vitrectomy instrument / D. Wuchinich // Physics Procedia. 2015. – № 63. – Р. 217–222. – DOI: 10.1016/j.phpro.2015.03.035.Wuchinich D. Ultrasonic vitrectomy instrument. Physics Procedia. 2015, № 63, p. 217–222, doi: 10.1016/j.phpro.2015.03.035.Азнабаев, Б.М. Ультразвуковая витрэктомия: исследование скорости удаления стекловидного тела в эксперименте и клинике / Б.М. Азнабаев, Т.И. Дибаев, Т.Р. Мухамадеев, А.С. Вафиев, И.Х. Шавалиев // Практическая медицина. – 2018. – № 6(4). – Р. 56–62.Aznabaev BM, Dibaev TI, Mukhamadeev TR, Vafiev AS, Shavaliev Ikh. Ultrasonic vitrectomy: performance evaluation in experimental and clinical conditions. Practical Medicine. 2018, № 6(4), Р. 56–62.Zueva, M.V. Fundamental ophthalmology: the role of electrophysiological research / M.V. Zueva // Bulletin of ophthalmology. 2014. – № 6. – Р. 28–29.Zueva MV. Fundamental ophthalmology: the role of electrophysiological research. Bulletin of ophthalmology. 2014, № 6, р. 28 –29.Hubschman, J.P. Effect of cutting phases on flow rate in 20-, 23- and 25-gauge vitreous cutters / J.P. Hubschman, J.L. Bourges, I. Tsui et al. // Retina. – 2009. – Vol. 29. – № 9. – P.1289-1293. DOI: 10.1097/IAE.0b013e3181acd3a9.Hubschman, J.P. Effect of cutting phases on flow rate in 20-, 23- and 25-gauge vitreous cutters / J.P. Hubschman, J.L. Bourges, I. Tsui et al. // Retina. – 2009. – Vol. 29. – № 9. – P.1289-1293. DOI: 10.1097/IAE.0b013e3181acd3a9.Thompson, D.A. ISCEV extended protocol for the dark-adapted red flash ERG / D.A. Thompson et al. // Doc. Ophthalmol. – 2018. – Vol. 136. – № 3. – P.191–197.Thompson, D.A. ISCEV extended protocol for the dark-adapted red flash ERG / D.A. Thompson et al. // Doc. Ophthalmol. – 2018. – Vol. 136. – № 3. – P.191–197.Hassankarimi, H. Analysis of pattern electroretinogram signals of early primary open-angle glaucoma in discrete wavelet transform coefficients domain / H. Hassankarimi, S.M.R. Noori, E. Jafarzadehpour, S. Yazdani et al. // Int. Ophthalmol. – 2019. – Vol. 39. – № 10. – P. 2373–2383.Hassankarimi, H. Analysis of pattern electroretinogram signals of early primary open-angle glaucoma in discrete wavelet transform coefficients domain / H. Hassankarimi, S.M.R. Noori, E. Jafarzadehpour, S. Yazdani et al. // Int. Ophthalmol. – 2019. – Vol. 39. – № 10. – P. 2373–2383.Fukuo, M. Screening for diabetic retinopathy using new mydriasis-free, full-field flicker ERG recording device / M. Fukuo, M. Kondo, A. Hirose, H. Fukushima et al. // Sci. Rep. – 2016. – Vol. 6. – P. 36591.Fukuo, M. Screening for diabetic retinopathy using new mydriasis-free, full-field flicker ERG recording device / M. Fukuo, M. Kondo, A. Hirose, H. Fukushima et al. // Sci. Rep. – 2016. – Vol. 6. – P. 36591.Miyata, R. Supernormal flicker ergs in eyes with central retinal vein occlusion: clinical characteristics, prognosis, and effects of Anti-VEGF agent / R. Miyata, M. Kondo, K. Kato, M. Sugimoto et al. // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. – 2018. – Vol. 59, № 15. – P. 5854–5861.Miyata, R. Supernormal flicker ergs in eyes with central retinal vein occlusion: clinical characteristics, prognosis, and effects of Anti-VEGF agent / R. Miyata, M. Kondo, K. Kato, M. Sugimoto et al. // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. – 2018. – Vol. 59, № 15. – P. 5854–5861.Вафиев, А.С. Функциональное состояние сетчатки кроликов после воздействия низкочастотного ультразвука: анализ показателей электроретинограммы / А.С. Вафиев // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина. 2022. Т. 26. No 1. С. 62–68. DOI: 10.22363/2313-0245-2022-26-1-62-68.Вафиев, А.С. Функциональное состояние сетчатки кроликов после воздействия низкочастотного ультразвука: анализ показателей электроретинограммы / А.С. Вафиев // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина. 2022. Т. 26. No 1. С. 62–68. DOI: 10.22363/2313-0245-2022-26-1-62-68.

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