Методи візуалізації та діагностики глаукоми

Встановлено, що метою лікування глаукоми є запобігання подальшій симптоматичній втраті зору з максимальним зменшенням побічних ефектів або ускладнень після хірургічних втручань. У контексті патофізіології це означає зниження внутрішньоочного тиску до рівня, який не пошкоджує аксони гангліозних клітин сітківки.

Наразі «золотим стандартом» для визначення функціонального стану аксонів гангліозних клітин (їхнього стресу) є автоматизована статична монохроматична візуалізація поля зору. Ця інформація використовується для постановки діагнозу та оцінки ефективності лікування (прогресування процесу з пошкодженням клітин або його відсутність). Дослідження має обмеження залежно від ступеня втрати аксонів, який необхідно визначити перед проведенням дослідження, в якому виявляються зміни, ставиться діагноз та порівнюються показники для встановлення прогресування.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Аналізатор товщини сітківки

Аналізатор товщини сітківки (RTA) (Talia Technology, MevaseretZion, Ізраїль) розраховує товщину сітківки в макулі та виконує вимірювання 2D та 3D зображень.

Як працює аналізатор товщини сітківки?

При картуванні товщини сітківки для візуалізації сітківки за допомогою аналізатора товщини сітківки використовується зелений промінь He-Ne лазера з довжиною хвилі 540 нм. Відстань між перетином лазера зі склоподібно-ретинальною поверхнею та поверхнею між сітківкою та її пігментним епітелієм прямо пропорційна товщині сітківки. Виконується дев'ять сканувань з дев'ятьма окремими мішенями фіксації. При порівнянні цих сканувань охоплюється область у центральних 20° (виміряних як 6 на 6 мм) очного дна.

На відміну від ОКТ та СЛП, які вимірюють однонуклеотидну варіацію (SNV), або ГРТ та ОКТ, які вимірюють контур диска зорового нерва, аналізатор товщини сітківки вимірює товщину сітківки в області макули. Оскільки найбільша концентрація гангліозних клітин сітківки знаходиться в макулі, а шар гангліозних клітин набагато товщий за їхні аксони (з яких складається SNV), товщина сітківки в області макули може бути добрим показником розвитку глаукоми.

Коли використовувати аналізатор товщини сітківки

Аналізатор товщини сітківки корисний для виявлення глаукоми та моніторингу її прогресування.

Обмеження

Для проведення аналізу товщини сітківки потрібна зіниця розміром 5 мм. Його використання обмежене для пацієнтів з множинними плаваючими помутніннями або значними помутніннями в очних середовищах. Через короткохвильове випромінювання, що використовується в ATS, цей пристрій є чутливішим до щільної ядерної катаракти, ніж OCT, конфокальна скануюча лазерна офтальмоскопія (HRT) або SLP. Щоб перетворити отримані значення на абсолютні значення товщини сітківки, необхідно внести корекції на помилку заломлення та осьову довжину ока.

Кровотік при глаукомі

Підвищений внутрішньоочний тиск вже давно пов'язаний з прогресуванням втрати поля зору у пацієнтів з первинною відкритокутовою глаукомою. Однак, незважаючи на зниження внутрішньоочного тиску до цільових рівнів, багато пацієнтів продовжують відчувати втрату поля зору, що свідчить про наявність інших факторів.

Епідеміологічні дослідження показують, що існує зв'язок між артеріальним тиском та факторами ризику розвитку глаукоми. Наші дослідження показали, що самих лише ауторегуляторних механізмів недостатньо для компенсації та зниження артеріального тиску у пацієнтів з глаукомою. Крім того, результати досліджень підтверджують, що у деяких пацієнтів з нормотензивною глаукомою спостерігається оборотний вазоспазм.

З розвитком досліджень стає все більш очевидним, що кровотік є важливим фактором у розумінні судинної етіології глаукоми та її лікування. Було виявлено, що сітківка, зоровий нерв, ретробульбарні судини та судинна оболонка ока мають аномальний кровотік при глаукомі. Оскільки наразі не існує єдиного методу, який би міг точно дослідити всі ці ділянки, для кращого розуміння кровообігу всього ока використовується багатоінструментальний підхід.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Скануюча лазерна офтальмоскопічна ангіографія

Скануюча лазерна офтальмоскопічна ангіографія базується на флуоресцеїновій ангіографії, одній з перших сучасних вимірювальних технологій для збору емпіричних даних про сітківку. Скануюча лазерна офтальмоскопічна ангіографія долає багато недоліків традиційних фотографічних або відеоангіографічних методів, замінюючи джерело світла розжарювання малопотужним аргоновим лазером для досягнення кращого проникнення через кришталик та помутніння рогівки. Частота лазера вибирається відповідно до властивостей введеного барвника, флуоресцеїну або індоціанінового зеленого. Коли барвник досягає ока, відбите світло, що виходить із зіниці, потрапляє на детектор, який вимірює інтенсивність світла в режимі реального часу. Це створює відеосигнал, який проходить через відеотаймер і надсилається на відеореєстратор. Потім відео аналізується офлайн для отримання таких параметрів, як час артеріовенозного проходження та середня швидкість барвника.

Флуоресцентне сканування лазерним скануванням лазерна офтальмоскопічна офтальмоскопічна ангіографія з індоціаніновим зеленим

Ціль

Оцінка гемодинаміки сітківки, особливо часу артеріовенозного транзиту.

Опис

Флуоресцеїновий барвник використовується в поєднанні з низькочастотним лазерним випромінюванням для покращення візуалізації судин сітківки. Висока контрастність дозволяє побачити окремі судини сітківки у верхній та нижній частинах сітківки. При інтенсивності світла 5x5 пікселів, коли флуоресцеїновий барвник досягає тканини, виявляються ділянки з прилеглими артеріями та венами. Час артеріовенозного транзиту відповідає різниці в часі, коли барвник переходить з артерій у вени.

Ціль

Оцінка хоріоїдальної гемодинаміки, особливо порівняння перфузії диска зорового нерва та макули.

Опис

Індоціаніновий зелений барвник використовується в поєднанні з глибокопроникним лазерним випромінюванням для покращення візуалізації судинної системи судинної оболонки ока. Дві зони вибираються поблизу диска зорового нерва та чотири зони навколо макули, кожна розміром 25x25 пікселів. Під час аналізу зон розведення вимірюється яскравість цих шести зон та визначається час, необхідний для досягнення заданих рівнів яскравості (10% та 63%). Потім шість зон порівнюються одна з одною для визначення їхньої відносної яскравості. Оскільки немає потреби враховувати відмінності в оптиці, помутнінні кришталика або рух, а всі дані збираються через одну оптичну систему, при цьому всі шість зон візуалізуються одночасно, можливі відносні порівняння.

Кольорове доплерівське картування

Ціль

Оцінка ретробульбарних судин, особливо офтальмологічної артерії, центральної артерії сітківки та задніх циліарних артерій.

Опис

Кольорове доплерівське картування – це ультразвукова техніка, яка поєднує зображення у градаціях сірого B-скану з накладеним кольоровим доплерівським зображенням кровотоку зі зміщенням частоти та вимірюваннями швидкості потоку за допомогою імпульсного доплера. Для виконання всіх функцій використовується один багатофункціональний датчик, зазвичай від 5 до 7,5 МГц. Вибираються судини, а відхилення повернутих звукових хвиль використовуються для проведення доплерівських вирівнювальних вимірювань швидкості кровотоку. Дані швидкості кровотоку наносяться на графік залежності від часу, а пік з западиною визначається як пікова систолічна швидкість та кінцева діастолічна швидкість. Потім розраховується індекс опору Пурсело для оцінки низхідного судинного опору.

[ 13 ], [ 14 ]

Пульсовий очний кровотік

Ціль

Оцінка хоріоїдального кровотоку в систолу за допомогою вимірювання внутрішньоочного тиску в режимі реального часу.

Опис

Пристрій для вимірювання пульсового очного кровотоку використовує модифікований пневмотонометр, підключений до мікрокомп'ютера, для вимірювання внутрішньоочного тиску приблизно 200 разів на секунду. Тонометр прикладається до рогівки на кілька секунд. Амплітуда пульсової хвилі внутрішньоочного тиску використовується для розрахунку зміни об'єму ока. Вважається, що пульсація внутрішньоочного тиску є систолічним очним кровотоком. Передбачається, що це первинний хоріоїдальний кровотік, оскільки він становить приблизно 80% об'єму кровообігу ока. Було виявлено, що у пацієнтів з глаукомою, порівняно зі здоровими людьми, пульсовий очний кровотік значно знижений.

Лазерна доплерівська велосиметрія

Ціль

Оцінка максимальної швидкості кровотоку у великих судинах сітківки.

Опис

Лазерна доплерівська велоциметрія є попередником лазерної доплерівської сонографії сітківки та гейдельберзької ретинальної флоуметрії. У цьому приладі лазерне випромінювання низької потужності спрямовується на великі судини сітківки очного дна, і аналізуються доплерівські зсуви, що спостерігаються в розсіяному світлі рухомих клітин крові. Максимальна швидкість використовується для отримання середньої швидкості клітин крові, яка потім використовується для розрахунку параметрів потоку.

Лазерна доплерівська флоуметрія сітківки

Ціль

Оцінка кровотоку в мікросудинах сітківки.

Опис

Ретинальна лазерна доплерівська флоуметрія є проміжним етапом між лазерною доплерівською велоциметрією та Гейдельберзькою ретинальною флоуметрією. Лазерний промінь спрямовується від видимих судин для оцінки кровотоку в мікросудинах. Через випадкове розташування капілярів можна зробити лише приблизну оцінку швидкості кровотоку. Об'ємна швидкість кровотоку розраховується за допомогою частот зсуву спектру Доплера (вказують на швидкість руху клітин крові) з амплітудою сигналу кожної частоти (вказує на співвідношення клітин крові на кожній швидкості).

Гейдельберзька флоуметрія сітківки

Ціль

Оцінка перфузії в перипапілярних капілярах та капілярах диска зорового нерва.

Опис

Ретинальний флоуметр Heidelberg перевершив можливості лазерної доплерівської велосиметрії та лазерної доплерівської флоуметрії сітківки. Ретинальний флоуметр Heidelberg використовує інфрачервоне лазерне випромінювання з довжиною хвилі 785 нм для сканування очного дна. Ця частота була обрана через здатність оксигенованих та деоксигенованих еритроцитів відбивати це випромінювання з однаковою інтенсивністю. Пристрій сканує очне дно та відтворює фізичну карту значення кровотоку сітківки, не розрізняючи артеріальну та венозну кров. Відомо, що інтерпретація карт кровотоку є досить складною. Аналіз комп'ютерної програми від виробника при зміні параметрів локалізації навіть на хвилину дає велику кількість варіантів зчитування результатів. За допомогою точкового аналізу, розробленого Науково-діагностичним центром глаукоми, досліджуються великі області карти кровотоку з кращим описом. Для опису "форми" розподілу кровотоку в сітківці, включаючи перфузовані та аваскулярні зони, розроблена гістограма окремих значень кровотоку.

Спектральна ретинальна оксиметрія

Ціль

Оцінка парціального тиску кисню в сітківці та диску зорового нерва.

Опис

Спектральний ретинальний оксиметр використовує різні спектрофотометричні властивості оксигенованого та деоксигенованого гемоглобіну для визначення парціального тиску кисню в сітківці та диску зорового нерва. Яскравий спалах білого світла потрапляє на сітківку, а відбите світло проходить через роздільник зображення 1:4 на шляху назад до цифрової камери. Роздільник зображення створює чотири однаково освітлені зображення, які потім фільтруються на чотири різні довжини хвиль. Яскравість кожного пікселя потім перетворюється на оптичну щільність. Після видалення шуму камери та калібрування зображень за оптичною щільністю розраховується карта оксигенації.

Ізобестичне зображення фільтрується за частотою, на якій воно ідентично відображає оксигенований та деоксигенований гемоглобін. Киснечутливе зображення фільтрується за частотою, на якій відбиття оксигенованого кисню максимізується, та порівнюється з відбиттям деоксигенованого гемоглобіну. Щоб створити карту, що відображає вміст кисню з точки зору коефіцієнта оптичної густини, ізобестичне зображення ділиться на киснечутливе зображення. На цьому зображенні світліші ділянки містять більше кисню, а значення пікселів у вихідному вигляді відображають рівень оксигенації.