Oxymap T1
ملخص: هو مقياس أكسجة الشبكية التجاري الأكثر شيوعًا.
الطريقة: يتكون من كاميرا قاع العين غير الموسعة للحدقة مع كاميرا ثنائية الطول الموجي.
الميزات: معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. له سجل استخدام في العديد من الدراسات السريرية. 1)2)
قياس الأكسجين في شبكية العين
نقاط رئيسية في لمحة
Section titled “نقاط رئيسية في لمحة”1. ما هو قياس التأكسج الشبكي؟
Section titled “1. ما هو قياس التأكسج الشبكي؟”قياس التأكسج الشبكي (retinal oximetry) هو تقنية فحص غير جراحية لقياس تشبع الأكسجين (SO₂) في الأوعية الدموية للشبكية. يتميز بإمكانية التقييم الكمي لحالة الأكسجين داخل الأوعية باستخدام كاميرا قاع العين وبرنامج تحليل بصري فقط، دون الحاجة إلى سحب الدم أو استخدام مواد تباين. 1)2)
أُجريت الأبحاث الأساسية لهذه التقنية بواسطة Hickam وآخرين في عام 1959. 2) بعد ذلك، تقدم التطبيق العملي مع تطور تقنيات معالجة الصور الرقمية، وفي السنوات الأخيرة، تم تحسين الدقة من خلال التكامل مع تقنيات التحليل بالذكاء الاصطناعي. 1)
الأساس النظري للقياس هو قياس الطيف ثنائي الطول الموجي المستند إلى قانون لامبرت-بير، والذي يستخدم الفرق في أطياف امتصاص الضوء بين الهيموغلوبين المؤكسج والهيموغلوبين غير المؤكسج (انظر تفاصيل المبدأ التقني).
Q
ما هو فحص قياس التأكسج الشبكي؟
A
هو فحص يتم فيه تسليط ضوء بأطوال موجية متعددة من كاميرا قاع العين، ويتم حساب تشبع الأكسجين من الاختلاف في كمية امتصاص الضوء بين الهيموغلوبين المؤكسج والهيموغلوبين غير المؤكسج داخل الأوعية الدموية للشبكية. لا حاجة لسحب الدم أو مواد تباين، ويستغرق الفحص بضع دقائق.
2. نتائج القياس في كل مرض
Section titled “2. نتائج القياس في كل مرض”القيم المرجعية للعين السليمة
Section titled “القيم المرجعية للعين السليمة”القيم المرجعية للأوعية الدموية الشبكية لدى الأصحاء هي كما يلي: 2)
| الموقع | تشبع الأكسجين |
|---|---|
| الشريان | حوالي 92% |
| الوريد | حوالي 55% |
الفرق بين الشرايين والأوردة (مؤشر استهلاك الأكسجين) يبلغ حوالي 37 نقطة مئوية. هذه القيمة هي المعيار لتقييم الأمراض المختلفة.
تغيرات SO₂ في أمراض العيون
Section titled “تغيرات SO₂ في أمراض العيون”فيما يلي ملخص لأنماط التغيرات النموذجية في تشبع الأكسجين حسب أمراض العيون.
| المرض | شريان | الوريد | الأهمية الرئيسية |
|---|---|---|---|
| اعتلال الشبكية السكري | لا تغير إلى ارتفاع طفيف | ارتفاع | مؤشر اضطراب الأيض |
| الجلوكوما ذات الضغط الطبيعي | انخفاض | لا تغير إلى انخفاض | إشارة إلى نقص تروية العصب البصري |
| انسداد الوريد الشبكي | لا تغيير | ارتفاع | تقييم موقع الانسداد |
| الضمور البقعي المرتبط بالعمر | تغيير موجود | تغيير موجود | قصور الدورة الدموية المشيمية |
| التهاب الشبكية الصباغي | انخفاض | انخفاض | انخفاض عام في التمثيل الغذائي |
- اعتلال الشبكية السكري (DR): يتميز بارتفاع تشبع الأكسجين في الوريد. يُعتقد أن انخفاض استهلاك الأكسجين بسبب اضطراب التمثيل الغذائي في الشبكية يؤدي إلى صعوبة استهلاك الأكسجين في الدم الوريدي، مما يرفع تشبع الأكسجين في الوريد.1)
- الجلوكوما ذات الضغط الطبيعي (NTG): تم الإبلاغ عن انخفاض في SO₂ الشرياني، مما يشير إلى ارتباطه بنقص تدفق الدم ونقص إمدادات الأكسجين إلى العصب البصري. 1)
- انسداد الوريد الشبكي (RVO): يُلاحظ ارتفاع تشبع الأكسجين في الوريد في موقع الانسداد. قد تحدث تغيرات في كل من الشرايين والأوردة. 1)2)
- الضمور البقعي المرتبط بالعمر (AMD): تم الإبلاغ عن تغيرات تعكس اضطراب الدورة الدموية المشيمية. 1)
- التهاب الشبكية الصباغي (RP): يؤدي تنكس واختفاء المستقبلات الضوئية إلى انخفاض استهلاك الأكسجين في الشبكية بأكملها، مما يسبب انخفاض تشبع الأكسجين في كل من الشرايين والأوردة. 1)
تغيرات SO₂ في الأمراض الجهازية
Section titled “تغيرات SO₂ في الأمراض الجهازية”تعكس الأوعية الدموية في شبكية العين الدورة الدموية الجهازية، لذلك تُلاحظ تغيرات مميزة حتى في الأمراض الجهازية خارج العين.
| المرض | النتائج الرئيسية |
|---|---|
| مرض الزهايمر | ارتفاع تشبع الأكسجين الشرياني (حوالي 94.2%) |
| مرض الانسداد الرئوي المزمن | انخفاض تشبع الأكسجين الشرياني الوريدي |
| مرض الكلى المزمن | تغير في تشبع الأكسجين |
- مرض الزهايمر (AD): أظهرت التقارير أن متوسط SO₂ الشرياني يبلغ 94.2%، وهو أعلى من الأصحاء. 1)3) يُقترح أن انخفاض التمثيل الغذائي في الشبكية المرتبط بالتنكس العصبي قد يؤدي إلى انخفاض استهلاك الأكسجين.
- مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD): يعكس نقص الأكسجة الجهازي، مما يؤدي إلى انخفاض SO₂ في أوعية الشبكية. 1)
- مرض الكلى المزمن (CKD): تم الإبلاغ عن تغيرات في SO₂ مرتبطة بضعف وظائف الكلى. 1)
Q
هل يمكن استخدام قياس الأكسجة في الشبكية لتشخيص مرض الزهايمر؟
A
في الوقت الحالي، لا يزال في مرحلة البحث ولم يتم تأسيسه كأداة تشخيصية. تم الإبلاغ عن ارتفاع SO₂ الشرياني في مرض الزهايمر، لكن دقة التشخيص وحدها غير كافية، ويتطلب الجمع مع اختبارات عصبية أخرى. راجع قسم «الآفاق» للحصول على التفاصيل.
3. العوامل المؤثرة على دقة القياس
Section titled “3. العوامل المؤثرة على دقة القياس”تتأثر قياسات أكسيمترية الشبكية بعدة عوامل. عند تفسير النتائج، يجب مراعاة هذه العوامل المربكة.
- قطر الوعاء الدموي: يوجد حد أدنى لقطر الوعاء القابل للقياس، حيث يصعب القياس الموثوق للأوعية الدقيقة التي يقل قطرها عن 50 ميكرومتر. 2) قياس مستوى الشعيرات الدموية محدود بالتقنيات الحالية.
- عتامة العدسة (الساد): يؤثر تشتت وامتصاص الضوء الناتج عن الساد على القياسات، مما قد يؤدي إلى قيم منخفضة كاذبة. 1)
- سُمك طبقة الألياف العصبية الشبكية (RNFL): يؤدي تغير سُمك RNFL إلى تغيير البيئة البصرية للأوعية الدموية، مما يؤثر على دقة القياس. 1)2) يجب توخي الحذر بشكل خاص في الأمراض المصحوبة باعتلال العصب البصري مثل الجلوكوما.
- قطر الحدقة والتشتت داخل العين: يؤدي عدم كفاية توسيع الحدقة أو وجود عتامة زجاجية إلى انخفاض دقة القياس.
- انحناء الأوعية وزاوية مسارها: يتطلب اختيار موقع القياس خبرة.
4. المبدأ التقني والأجهزة
Section titled “4. المبدأ التقني والأجهزة”مبدأ القياس: قانون لامبرت-بير وطريقة الطولين الموجيين
Section titled “مبدأ القياس: قانون لامبرت-بير وطريقة الطولين الموجيين”المبدأ الأساسي لقياس أكسجة الشبكية هو قياس الطيف الضوئي ثنائي الطول الموجي بناءً على قانون لامبرت-بير. 1)2)
يختلف طيف امتصاص الضوء بين الهيموغلوبين المؤكسج والهيموغلوبين غير المؤكسج. على وجه التحديد:
- نقطة التساوي الامتصاصي (حوالي 570 نانومتر): الطول الموجي الذي تتساوى فيه امتصاصية الأوكسي هيموغلوبين والديوكسي هيموغلوبين. يُستخدم كطول موجي مرجعي.
- الطول الموجي الحساس (حوالي 600-640 نانومتر): الطول الموجي الذي يكون فيه الفرق في الامتصاصية بين الأوكسي هيموغلوبين والديوكسي هيموغلوبين أقصى ما يمكن. يُستخدم كطول موجي للقياس.
يتم حساب تشبع الأكسجين (SO₂) من نسبة الكثافة الضوئية (ODR) عند هذين الطولين الموجيين. 1) ملخص المعادلة كما يلي:
ODR = log(I_ref / I_meas_reference) / log(I_ref / I_meas_sensitive) SO₂ ∝ 1 − ODR (يتم تحديد المعاملات بواسطة معايرة الجهاز)
يتم هذا الحساب لكل بكسل من الأوعية الدموية، ويتم إنشاء خريطة ألوان لـ SO₂ على طول الوعاء.
الأجهزة الرئيسية
Section titled “الأجهزة الرئيسية”نظام Imedos
ملخص: نظام تحليل الأوعية الدموية في الشبكية طورته شركة Imedos الألمانية.
الطريقة: تحليل الأوعية الدموية في الشبكية باستخدام قياس الطيف متعدد الأطوال الموجية.
الميزات: يمكن أيضًا قياس قطر الأوعية الدموية وسرعة تدفق الدم. 2)
vis-OCT
الملخص: تقنية قياس من الجيل التالي تطبق التصوير المقطعي التوافقي البصري بالضوء المرئي.
الطريقة: قياس SO₂ بدقة مكانية عالية باستخدام OCT بالضوء المرئي (450-700 نانومتر).
الميزات: يمكن قياس SO₂ حسب الطبقة والعمق، ويجري البحث في تطبيقاته على المشيمية. 2)
Q
ما الفرق بين مقياس التأكسج النبضي ومقياس أكسجة الشبكية؟
A
يقيس مقياس التأكسج النبضي تشبع الأكسجين في الدم الشرياني للدورة الطرفية بأكملها مثل أطراف الأصابع، بينما يقيس مقياس أكسجة الشبكية تشبع الأكسجين موضعيًا في الأوعية الدموية الفردية للشبكية (الشرايين والأوردة) في قاع العين. الفرق الرئيسي هو أنه لا يقيم حالة الأكسجين العامة للجسم فحسب، بل يقيم أيضًا استقلاب الأكسجين الموضعي للشبكية ووجود اضطرابات وعائية.
5. التطبيق في مراقبة العلاج
Section titled “5. التطبيق في مراقبة العلاج”يتم البحث في قياس أكسجة الشبكية كأداة لتقييم فعالية العلاج.
المراقبة بعد التخثير الضوئي لاعتلال الشبكية السكري
Section titled “المراقبة بعد التخثير الضوئي لاعتلال الشبكية السكري”بعد إجراء التخثير الضوئي للشبكية (العلاج بالليزر) لاعتلال الشبكية السكري، تم تأكيد انخفاض تشبع الأكسجين في الوريد (تغير نحو التطبيع).1)2) يُعتقد أنه عندما يتم تدمير أنسجة الشبكية التي تعاني من اضطراب استقلابي بسبب التخثير الضوئي، يتغير الطلب على الأكسجين في الشبكية المتبقية، ويتحسن تشبع الأكسجين في الوريد. من المتوقع أن يوفر تتبع هذا التغيير تقييمًا موضوعيًا لفعالية العلاج.
مراقبة ما بعد إعطاء مثبط الأنهيدراز الكربوني (CAI) لعلاج الجلوكوما
Section titled “مراقبة ما بعد إعطاء مثبط الأنهيدراز الكربوني (CAI) لعلاج الجلوكوما”تم الإبلاغ عن ملاحظة تغيرات في تشبع الأكسجين في الشريان الشبكي بعد إعطاء مثبطات الأنهيدراز الكربونية (CAI) المستخدمة في علاج الجلوكوما. 1) تشير الأدلة إلى أن مثبطات الأنهيدراز الكربونية لها تأثير في تحسين تدفق الدم الشبكي بالإضافة إلى خفض ضغط العين، ويمكن أن يكون قياس التأكسج الشبكي أداة غير جراحية لتقييم هذا التأثير الوعائي.
6. تفصيل مبدأ القياس: إمداد الأكسجين بنظامين في الشبكية
Section titled “6. تفصيل مبدأ القياس: إمداد الأكسجين بنظامين في الشبكية”يتم تزويد شبكية العين بالأكسجين من نظامين مختلفين تشريحيًا. هذا الهيكل المزدوج هو أيضًا عامل يعقد تفسير قياس الأكسجين في شبكية العين. 2)
- نظام الشريان الشبكي المركزي (إمداد الطبقة الداخلية): يزود الطبقة الداخلية للشبكية (من طبقة الخلايا العقدية إلى الطبقة الحبيبية الداخلية) بالأكسجين. يمكن قياس الأوعية الدموية لهذا النظام مباشرة بواسطة قياس التأكسج الشبكي.
- نظام الشعيرات الدموية المشيمية (إمداد الطبقة الخارجية): يزود الطبقة الخارجية للشبكية (المستقبلات الضوئية والظهارة الصباغية الشبكية) بالأكسجين. الدورة المشيمية ذات تدفق دموي مرتفع جدًا ومعدل استخلاص أكسجين منخفض.
المستقبلات الضوئية هي الخلايا الأكثر استهلاكًا للأكسجين في العين، لكن مصدر أكسجينها هو المشيمية، ولا يمكن قياسها مباشرة بواسطة قياس التأكسج الشبكي باستخدام كاميرا قاع العين التقليدية. لهذا السبب، تتقدم الأبحاث حول قياس تشبع الأكسجين في المشيمية باستخدام التصوير المقطعي البصري المرئي والتصوير المقطعي البصري العميق.
يجب تفسير تشبع الأكسجين في الطبقة الداخلية للشبكية مع الأخذ في الاعتبار أنه لا يعكس بشكل مباشر حالة استهلاك الأكسجين للمستقبلات الضوئية، بل يعكس النشاط الأيضي للخلايا العصبية والخلايا الدبقية في الطبقة الداخلية.
7. أحدث الأبحاث والتوجهات المستقبلية
Section titled “7. أحدث الأبحاث والتوجهات المستقبلية”التقدم التقني: زاوية واسعة، بدون توسيع حدقة، وتحليل بالذكاء الاصطناعي
Section titled “التقدم التقني: زاوية واسعة، بدون توسيع حدقة، وتحليل بالذكاء الاصطناعي”قياس الأكسجين في شبكية العين الحالي يواجه تحديات في نطاق القياس، وسهولة الاستخدام، وقابلية التكرار. يجري تطوير التقنيات التالية. 1)
- قياس الأكسجين بزاوية واسعة: بالاقتران مع كاميرا قاع العين واسعة الزاوية، أصبح قياس SO₂ في شبكية العين المحيطية ممكنًا.
- نظام قياس بدون توسيع حدقة: يجري تحسين دقة القياس في بيئة فحص لا تستخدم أدوية توسيع حدقة العين.
- تحليل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي: يجري تطوير خوارزميات للتحليل التلقائي لخرائط SO₂ والتصنيف التلقائي لأنماط الأمراض.
آفاق استخدامه كمؤشر حيوي للخرف والأمراض الجهازية
Section titled “آفاق استخدامه كمؤشر حيوي للخرف والأمراض الجهازية”تعتبر الشبكية مشابهة وظيفيًا وتشريحيًا للجهاز العصبي المركزي (الدماغ) باعتبارها امتدادًا له، وتُسلط الضوء على دورها كنافذة للأمراض التنكسية العصبية. 1)3)
أشار Cheung وآخرون (2019) إلى التغيرات الهيكلية والوظيفية في شبكية العين في مرض الزهايمر ومرض باركنسون والخرف، وأظهروا أن شبكية العين يمكن أن تكون علامة حيوية محتملة لهذه الأمراض العصبية التنكسية3). من خلال الجمع بين العديد من العلامات الحيوية الشبكية بما في ذلك قياس التأكسج الشبكي، يُتوقع تطبيقها في الفحص المبكر للخرف.
في مرض الزهايمر، تم الإبلاغ عن ارتفاع SO₂ الشرياني الشبكي (حوالي 94.2%)، والذي يُعتقد أنه يعكس تغيرات في استقلاب الأكسجين المرتبطة بالتنكس العصبي. 1) ومع ذلك، لاستخدامه كأداة تشخيصية، من الضروري إجراء دراسات طولية لتحديد الحساسية والنوعية.
Q
هل يساعد في الكشف المبكر عن اعتلال الشبكية السكري؟
A
في الوقت الحالي، لا يزال هذا في مرحلة البحث. هناك تقارير تفيد بأن ارتفاع SO₂ الوريدي يُلاحظ في اعتلال الشبكية السكري حتى قبل ظهور التغيرات السريرية الواضحة، مما يشير إلى إمكانية استخدامه كمؤشر للتغيرات المبكرة جدًا. ومع ذلك، فإن إثباته كاختبار فحص قياسي يتطلب المزيد من الدراسات واسعة النطاق.
8. المراجع
Section titled “8. المراجع”- Zhang W, Tay WT, Cheng CY, et al. Retinal oximetry: new insights into ocular and systemic diseases. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2025;263:2101-2115.
- Garg アカントアメーバ角膜炎, Knight D, Lando L, et al. Advances in retinal oximetry. Trans Vis Sci Tech. 2021;10(2):5.
- Cheung CY, Ikram MK, Chen C, Wong TY. Potential retinal biomarkers for dementia. Curr Opin Neurol. 2019;32(1):82-91.