تحليل النسيج البصري لطبقة الألياف العصبية الشبكية (ROTA) هو معلمة تحليل صور جديدة تم تطويرها. يجمع كلًا من سمك RNFL وانعكاسيته من مسح OCT القياسي لحساب التوقيع النسيجي البصري.
للكشف عن الضرر البنيوي في الجلوكوما، يُستخدم قياس سمك RNFL بواسطة OCT والتصوير الفوتوغرافي بالضوء الأحمر بشكل قياسي2)3). ومع ذلك، فإن دقة قياس OCT محدودة ولا يمكنها التمييز تمامًا بين الجلوكوما والطبيعي1). قد يتغلب ROTA على حدود هذه الطرق التقليدية.
ميزة ROTA هي أنها يمكن أن تكشف عن مسار الحزم الليفية المقوسة، والحزمة الليفية الحليمية البقعية، والحزمة الليفية الشعاعية الأنفية بالإضافة إلى النسيج البصري في منطقة واسعة. علاوة على ذلك، يمكن لخوارزمية ROTA التمييز بين الأوعية الدموية الشبكية وطبقة الألياف العصبية الشبكية.
نظرًا لأنه يمكن تحليلها باستخدام القياسات التي تم الحصول عليها من أجهزة التصوير المقطعي التوافقي البصري المتاحة تجاريًا، يمكن تطبيقها بسهولة في الممارسة السريرية الحالية.
Qكيف يختلف ROTA عن تحليل التصوير المقطعي التوافقي البصري التقليدي؟
A
يركز تحليل التصوير المقطعي التوافقي البصري التقليدي على القياس الكمي لسمك طبقة الألياف العصبية الشبكية، ومقارنة القيم التي تم الحصول عليها من المسح المحيطي حول القرص بقاعدة بيانات طبيعية 2)3). يدمج ROTA الانعكاسية (الكثافة البصرية) بالإضافة إلى سمك طبقة الألياف العصبية الشبكية ويحسبها كتوقيع نسيج بصري. وهذا يتيح تصور أنماط مسار حزم الألياف المحورية واسعة النطاق بما في ذلك الحزمة الليفية المقوسة والحزمة الليفية الحليمية البقعية، مما يجعل من الممكن اكتشاف العيوب الدقيقة في طبقة الألياف العصبية الشبكية التي يصعب اكتشافها بالطرق التقليدية.
الحصول على مسح شبكي يغطي محيط القرص البصري والبقع باستخدام التصوير المقطعي التوافقي البصري
تقسيم الحدود الأمامية والخلفية لطبقة الألياف العصبية الشبكية
حساب التوقيع النسيجي البصري (Sxy) من قياسات الانعكاسية والسمك لطبقة الألياف العصبية الشبكية
توليد خريطة تحليل النسيج، وتكتشف خوارزمية التعلم الآلي تشوهات طبقة الألياف العصبية الشبكية
يتم حساب التوقيع النسيجي البصري باستخدام قياسات الكثافة البصرية عند موضع الشبكية (x, y) والعمق (z). يتم استخدام معلمات مثل دالة تحويل جاما، ودالة تصحيح جاما، وثابت محدد مسبقًا يتناسب مع سمك أنسجة طبقة الألياف العصبية الشبكية.
تقييم واسع النطاق: يمكن تقييم مسار الحزم الليفية المقوسة، والحزمة الليفية الحليمية البقعية، والحزمة الليفية الشعاعية الأنفية بالإضافة إلى النسيج البصري بشكل شامل.
التمييز بين الأوعية الدموية والألياف العصبية: تمتلك الأوعية الدموية الشبكية وحزم الألياف المحورية بصمات نسيجية بصرية فريدة، مما يسمح لـ ROTA بالتمييز بينهما.
تصحيح طول المحور البصري: تقوم الخوارزمية بتصحيح طول المحور البصري، مما يقلل من النتائج الإيجابية الكاذبة في العيون قصيرة النظر.
إمكانية التطبيق: يمكن تحليل البيانات من أجهزة OCT التجارية، ولا حاجة لشراء أجهزة جديدة.
قيود ROTA
عتامة الوسائط البصرية: في العيون التي تعاني من عتامة الوسائط البصرية مثل إعتام عدسة العين، تنخفض جودة الصورة.
القطع الأثرية الناتجة عن الحركة: تؤثر الحركة أثناء تصوير OCT على دقة التحليل.
التفسير الذاتي: تفسير عيوب RNFL يحتوي على عناصر ذاتية، كما هو الحال مع التصوير بالضوء الأحمر.
قيد التطبيق السريري: لم يتم بعد تنفيذ البرنامج التجاري على نطاق واسع.
حاليًا، يُستخدم كل من SD-OCT و SS-OCT على نطاق واسع لتقييم RNFL1)2)3). يتم قياس ثلاث مجموعات من المعلمات: سمك RNFL حول القرص البصري، رأس العصب البصري، والطبقات الداخلية للبقعة2)3).
يتم تصنيف نتائج OCT إلى ثلاث فئات: “ضمن النطاق الطبيعي”، “حدودي”، و”خارج النطاق الطبيعي”3). ومع ذلك، فإن النتيجة خارج النطاق الطبيعي لا تعني بالضرورة وجود الجلوكوما، بل يجب تفسيرها في السياق السريري2)3). في العيون شديدة قصر النظر أو ذات الأقراص البصرية المائلة، تكون القطع الأثرية وأخطاء التقسيم شائعة2)3)5).
نظرًا لأن التطابق بين التقييم البنيوي واختبار المجال البصري جزئي، يجب تجنب تشخيص الجلوكوما بناءً على اختبار واحد فقط2)3)4)5).
Qهل يُستخدم ROTA على نطاق واسع في الممارسة السريرية؟
A
ROTA حاليًا تقنية في مرحلة البحث، ولم يتم تنفيذها على نطاق واسع في برامج OCT التجارية. ومع ذلك، تعمل خوارزمية ROTA على البيانات القياسية التي يتم الحصول عليها من أجهزة OCT التجارية، لذا فهي قابلة للتطبيق تقنيًا في البيئات السريرية الحالية. سيكون التسويق التجاري للبرنامج وتراكم دراسات التحقق مفتاحًا لانتشاره السريري في المستقبل.
في الجلوكوما، يحدث فقدان في طبقة الألياف العصبية الشبكية (RNFL) نتيجة لتلف الخلايا العقدية الشبكية1). حوالي 50% من جميع الخلايا العقدية الشبكية تتركز في منطقة 20 درجة مركزية من البقعة، وحتى في الجلوكوما المبكرة، يكون حوالي 50% من الخلايا العقدية الشبكية قد اختفت.
تشمل الطبقات المستهدفة لتقييم RNFL ثلاث طبقات: RNFL، طبقة الخلايا العقدية (GCL)، والطبقة الضفيرية الداخلية (IPL)، ويطلق على هذه الطبقات معًا اسم معقد الخلايا العقدية (GCC) 6). بعض الأجهزة تستخدم مركب GCL+IPL (GCIPL) كمعامل تشخيصي.
مبدأ وتقييدات تقييم RNFL باستخدام التصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT)
سمك RNFL المحيط بالقرص (cpRNFL): يتم قياس سمك RNFL عبر مسح دائري حول القرص البصري. يُعرض على رسم بياني TSNIT، ويظهر نمطًا ثنائي الذروة في الاتجاهين العلوي والسفلي في العيون الطبيعية 1).
خريطة السمك (thickness map): يتم عرض سمك RNFL حول القرص البصري من مسح خطي. يتمتع بأعلى حساسية للكشف عن المناطق الموضعية الرقيقة في RNFL.
خريطة الدلالة (significance map): يتم عرض المناطق غير الطبيعية بالألوان بالمقارنة مع قاعدة بيانات طبيعية. يجب الحذر من النتائج الإيجابية الكاذبة (مرض الأحمر).
BMO-MRW: تقييم عرض الحافة استنادًا إلى فتحة غشاء بروخ. يتمتع بقابلية تكرار ممتازة.
ملاحظات القياس
تأثير الأرضية (floor effect): في الجلوكوما المتقدمة، تتوقف قياسات OCT عن التغير. معاملات البقعة تظهر تأثير أرضية متأخرًا مقارنة بسمك RNFL3)6).
التغيرات المرتبطة بالعمر: يترقق سمك RNFL بحوالي 0.5 ميكرومتر/سنة مع التقدم في العمر. معظم البرامج التجارية لا تقوم بتصحيح العمر 2)3).
التوافق بين الأجهزة: لا يوجد توافق في القياسات بين أجهزة OCT المختلفة 1)2)3).
تأثير قصر النظر: في العيون شديدة قصر النظر، يتم التقليل من سمك RNFL بسبب تأثير التكبير، مما يؤدي إلى نتائج إيجابية كاذبة بسهولة 1).
قد يكمل ROTA حدود هذه الطرق التقليدية من خلال دمج معلومات الانعكاسية بالإضافة إلى سمك RNFL. على وجه الخصوص، من المتوقع أن تقلل وظيفة تصحيح طول المحور من النتائج الإيجابية الكاذبة في العيون قصيرة النظر، وأن يتيح تصور مسارات الألياف العصبية على نطاق واسع تحليلًا أقل تأثرًا بتأثير الأرضية.
في دراسة متعددة العيون، تمت مقارنة ROTA و OCT وتصوير الحقل الأحمر في 531 عينًا من 363 مريضًا يعانون من عيوب في طبقة الألياف العصبية الشبكية (RNFL) و 315 عينًا من 177 شخصًا سليمًا. بلغت حساسية ROTA للكشف عن الجلوكوما 98.9% (فاصل ثقة 95%: 95.4–100.0%)، متجاوزة بشكل كبير حساسية تصوير الحقل الأحمر البالغة 79.3%. كانت خصوصية ROTA 94.3% (فاصل ثقة 95%: 91.3–97.2%)، وهي أعلى من خصوصية سمك RNFL حول القرص البصري (87.9%) و GC-IPL (78.1%).
في دراسة Su وآخرين، تم تقييم 600 عين من مرضى ارتفاع ضغط العين. لم يُظهر الفحص السريري للقرص البصري وتحليل OCT أي عيوب في RNFL، لكن تحليل ROTA كشف عن عيوب في RNFL في 10.8% من الحالات. كان الموقع الأكثر شيوعًا للعيوب هو الحزمة الليفية المقوسة العلوية. ارتبط التقدم في العمر والانحراف المعياري النمطي المرتفع بشكل كبير مع عيوب RNFL في ROTA.
مشاركة الحزمة البقعية الحليمية في الجلوكوما المبكرة
في دراسة أخرى أجراها ليونغ وآخرون، تم فحص 204 عينًا مصابة بالجلوكوما المبكرة (MD ≥ −6 dB). وُجد أن 71.6% منها تعاني من عيوب في طبقة الألياف العصبية الشبكية (RNFL) تشمل الحزمة الحليمية البقعية، و17.2% تعاني من عيوب في RNFL تشمل الحزمة الحليمية النقيرية. لم تقتصر عيوب RNFL على نصف الشبكية بل شملت النقيرة والبقع، وكشف تحليل ROTA عن هذا الضرر العصبي الواسع.
التفريق بين الاعتلال العصبي البصري غير الجلوكوماتي
يمكن لتحليل ROTA تصوير اختفاء حزم الألياف العصبية الشبكية المقابلة لمنطقة شحوب حافة القرص البصري. نظرًا لأن الاعتلال العصبي البصري الإقفاري الأمامي غير الشرياني (NAION) والتهاب العصب البصري لهما أنماط شحوب حافة قرص بصري مميزة، فمن المتوقع أن يساعد ROTA في التفريق بينها وبين الجلوكوما. حتى في حالات وجود دروزن القرص البصري أو وذمة RNFL، يمكن لـ ROTA تحديد عيوب RNFL.
التحقق من الصلاحية الخارجية للقدرة التشخيصية لـ ROTA من خلال دراسات متعددة المراكز واسعة النطاق
تنفيذ خوارزمية ROTA في برامج التصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT) التجارية
تقييم القدرة على اكتشاف تقدم الجلوكوما من خلال الدراسات الطولية
التكامل مع التشخيص الآلي القائم على الذكاء الاصطناعي
Qهل ROTA فعال في العيون قصيرة النظر؟
A
تمتلك خوارزمية ROTA وظيفة تصحيح طول المحور البصري، مما يقلل من النتائج الإيجابية الكاذبة في العيون قصيرة النظر التي تمثل مشكلة في تحليل OCT التقليدي. في قياس سمك RNFL التقليدي، تحدث نتائج إيجابية كاذبة بسهولة في حالات قصر النظر الشديد بسبب تأثير التكبير 1)، ولكن تم الإبلاغ أن ROTA يقلل من الكشف الإيجابي الكاذب لعيوب RNFL و GC-IPL من خلال تصحيح طول المحور البصري. ومع ذلك، في حالة وجود عتامة في الوسائط الانكسارية، تتأثر الدقة بسبب انخفاض جودة الصورة.
