Oxymap T1
خلاصه: یک اکسیمتر شبکیهای تجاری پیشرو است.
روش: ترکیبی از دوربین فوندوس غیرمیدریاتیک با دوربین دو طول موج.
ویژگی: تأیید شده توسط FDA. در بسیاری از مطالعات بالینی استفاده شده است.1)2)
اکسیمتری شبکیه
نکات کلیدی در یک نگاه
Section titled “نکات کلیدی در یک نگاه”1. اکسیمتری شبکیه چیست
Section titled “1. اکسیمتری شبکیه چیست”اکسیمتری شبکیه (retinal oximetry) یک تکنیک تصویربرداری غیرتهاجمی برای اندازهگیری اشباع اکسیژن (SO₂) در عروق شبکیه است. ویژگی آن این است که میتوان وضعیت اکسیژن داخل عروق را بدون نیاز به خونگیری یا استفاده از مواد حاجب، تنها با دوربین فوندوس و نرمافزار تحلیل نوری به صورت کمی ارزیابی کرد.1)2)
تحقیقات پایهای این تکنیک در سال ۱۹۵۹ توسط Hickam و همکاران انجام شد.2) پس از آن، با توسعه فناوری پردازش تصویر دیجیتال، کاربرد عملی آن پیشرفت کرد و در سالهای اخیر با ادغام فناوری تحلیل هوش مصنوعی، دقت آن بهبود یافته است.1)
مبنای نظری اندازهگیری، روش طیفسنجی دو طول موج بر اساس قانون لامبرت-بیر است که از تفاوت طیف جذب نوری هموگلوبین اکسید شده و هموگلوبین کاهش یافته استفاده میکند (به جزئیات اصول فنی مراجعه کنید).
Q
اکسیمتری شبکیه چه نوع آزمایشی است؟
A
این آزمایش با استفاده از دوربین فوندوس، نور با چندین طول موج به شبکیه تابانده و با تفاوت جذب نور بین هموگلوبین اکسیژندار و بدون اکسیژن در عروق شبکیه، اشباع اکسیژن را محاسبه میکند. نیازی به خونگیری یا ماده حاجب نیست و اندازهگیری در چند دقیقه انجام میشود.
2. یافتههای اندازهگیری در بیماریهای مختلف
Section titled “2. یافتههای اندازهگیری در بیماریهای مختلف”مقادیر مرجع در چشم سالم
Section titled “مقادیر مرجع در چشم سالم”مقادیر مرجع عروق شبکیه در افراد سالم به شرح زیر است.2)
| ناحیه | اشباع اکسیژن |
|---|---|
| شریان | حدود ۹۲٪ |
| ورید | حدود 55% |
تفاوت بین شریان و ورید (شاخص مصرف اکسیژن) حدود 37 درصد نقطه است. این مقدار مبنای ارزیابی در هر بیماری است.
تغییرات SO₂ در بیماریهای چشمی
Section titled “تغییرات SO₂ در بیماریهای چشمی”الگوهای تغییرات SO₂ معمول برای هر بیماری چشمی در زیر خلاصه شده است.
| بیماری | شریانی | وریدی | اهمیت اصلی |
|---|---|---|---|
| رتینوپاتی دیابتی | بدون تغییر تا افزایش خفیف | افزایش | شاخص اختلال متابولیک |
| گلوکوم با فشار طبیعی | کاهش | بدون تغییر تا کاهش | نشاندهنده ایسکمی عصب بینایی |
| انسداد ورید شبکیه | بدون تغییر | افزایش | ارزیابی محل انسداد |
| دژنراسیون ماکولای وابسته به سن | تغییر دارد | تغییر دارد | نارسایی گردش خون مشیمیه |
| دژنراسیون رنگدانهای شبکیه | کاهش | کاهش | کاهش کلی متابولیسم |
- رتینوپاتی دیابتی (DR): افزایش SO₂ وریدی مشخصه آن است. به دلیل اختلال متابولیک شبکیه، مصرف اکسیژن کاهش یافته و اکسیژن خون وریدی کمتر مصرف میشود که منجر به افزایش SO₂ وریدی میگردد. 1)
- گلوکوم با فشار طبیعی (NTG): کاهش SO₂ شریانی گزارش شده است که با نارسایی جریان خون و کمبود اکسیژنرسانی به عصب بینایی مرتبط است. 1)
- انسداد ورید شبکیه (RVO): افزایش SO₂ وریدی در محل انسداد مشاهده میشود. ممکن است تغییرات در هر دو شریان و ورید دیده شود. 1)2)
- دژنراسیون ماکولا وابسته به سن (AMD): تغییرات منعکسکننده اختلال گردش خون مشیمیه گزارش شده است. 1)
- رتینیت پیگمانتوزا (RP): با تحلیل و ناپدید شدن گیرندههای نوری، مصرف اکسیژن در کل شبکیه کاهش یافته و SO₂ در هر دو شریان و ورید کاهش مییابد. 1)
تغییرات SO₂ در بیماریهای سیستمیک
Section titled “تغییرات SO₂ در بیماریهای سیستمیک”از آنجایی که عروق شبکیه منعکسکننده گردش خون سیستمیک هستند، تغییرات مشخصی در بیماریهای سیستمیک خارج از چشم نیز مشاهده میشود.
| بیماری | یافته اصلی |
|---|---|
| بیماری آلزایمر | افزایش SO₂ شریانی (حدود 94.2%) |
| COPD | کاهش SO₂ شریانی-وریدی |
| بیماری مزمن کلیوی | تغییر در SO₂ وجود دارد |
- بیماری آلزایمر (AD): گزارش شده است که میانگین SO₂ شریانی 94.2% است که نسبت به افراد سالم بالاتر است. 1)3) کاهش متابولیسم شبکیه به دلیل تخریب عصبی ممکن است منجر به کاهش مصرف اکسیژن شود.
- COPD (بیماری مزمن انسدادی ریه): منعکسکننده هیپوکسی سیستمیک است و SO₂ عروق شبکیه کاهش مییابد. 1)
- بیماری مزمن کلیه (CKD): تغییرات SO₂ مرتبط با اختلال عملکرد کلیه گزارش شده است. 1)
Q
آیا میتوان از اکسیمتری شبکیه برای تشخیص بیماری آلزایمر استفاده کرد؟
A
در حال حاضر، این روش در مرحله تحقیقاتی است و به عنوان یک ابزار تشخیصی تثبیت نشده است. در بیماری آلزایمر، افزایش SO₂ شریانی گزارش شده است، اما دقت تشخیصی به تنهایی کافی نیست و نیاز به ترکیب با سایر آزمایشهای عصبی دارد. برای جزئیات بیشتر به بخش «چشمانداز» مراجعه کنید.
3. عوامل مؤثر بر دقت اندازهگیری
Section titled “3. عوامل مؤثر بر دقت اندازهگیری”مقادیر اندازهگیری شده در اکسیمتری شبکیه تحت تأثیر عوامل متعددی قرار میگیرد. در تفسیر نتایج باید این عوامل مخدوشکننده را در نظر گرفت.
- قطر عروق: حداقل قطر قابل اندازهگیری وجود دارد و در عروق نازک با قطر کمتر از 50 میکرومتر، اندازهگیری قابل اعتماد دشوار است. 2) اندازهگیری در سطح مویرگها با فناوری فعلی محدود است.
- کدورت عدسی (آب مروارید): پراکندگی و جذب نور ناشی از آب مروارید بر مقادیر اندازهگیری تأثیر میگذارد و ممکن است باعث کاهش کاذب شود. 1)
- ضخامت لایه فیبرهای عصبی شبکیه (RNFL): تغییر ضخامت RNFL محیط نوری عروق را تغییر داده و بر دقت اندازهگیری تأثیر میگذارد. 1)2) در بیماریهای همراه با آسیب عصب بینایی مانند گلوکوم باید احتیاط ویژهای کرد.
- قطر مردمک و پراکندگی داخل چشمی: در صورت گشاد نشدن کافی مردمک یا وجود کدورت زجاجیه، دقت اندازهگیری کاهش مییابد.
- خمیدگی و زاویه عروق: انتخاب محل اندازهگیری نیاز به تجربه دارد.
4. اصول فنی و دستگاه
Section titled “4. اصول فنی و دستگاه”اصل اندازهگیری: قانون لامبرت-بیر و روش دو طول موج
Section titled “اصل اندازهگیری: قانون لامبرت-بیر و روش دو طول موج”اصل اساسی اکسیمتری شبکیه، روش اسپکتروفتومتری دو طول موج بر اساس قانون لامبرت-بیر است. 1)2)
هموگلوبین اکسیژندار (oxyHb) و هموگلوبین بدون اکسیژن (deoxyHb) طیف جذب نوری متفاوتی دارند. به طور خاص:
- نقطه همجذبی (حدود 570 نانومتر): طول موجی که در آن جذب نوری oxyHb و deoxyHb برابر است. به عنوان طول موج مرجع استفاده میشود.
- طول موج حساس (حدود 600 تا 640 نانومتر): طول موجی که در آن اختلاف جذب نوری بین oxyHb و deoxyHb حداکثر است. به عنوان طول موج اندازهگیری استفاده میشود.
اشباع اکسیژن (SO₂) از نسبت چگالی نوری (ODR) در این دو طول موج محاسبه میشود. 1) خلاصه فرمول به شرح زیر است.
ODR = log(I_ref / I_meas_reference) / log(I_ref / I_meas_sensitive) SO₂ ∝ 1 − ODR (ضرایب توسط کالیبراسیون دستگاه تعیین میشود)
این محاسبه برای هر پیکسل از رگ انجام میشود و یک نقشه رنگی از SO₂ در طول رگ تولید میکند.
دستگاههای اصلی
Section titled “دستگاههای اصلی”سیستم Imedos
خلاصه: سیستم تحلیل عروق شبکیه توسعهیافته توسط شرکت Imedos آلمان.
روش: تحلیل عروق شبکیه با استفاده از طیفسنجی چند طول موج.
ویژگی: امکان اندازهگیری قطر عروق و سرعت جریان خون نیز وجود دارد. 2)
vis-OCT
خلاصه: فناوری اندازهگیری نسل بعدی با استفاده از OCT نور مرئی.
روش: اندازهگیری SO₂ با وضوح فضایی بالا با استفاده از OCT با نور مرئی (۴۵۰-۷۰۰ نانومتر).
ویژگی: امکان اندازهگیری SO₂ به صورت لایهای و عمقی، و کاربرد در مشیمیه در دست بررسی است. 2)
Q
تفاوت آن با پالساکسیمتر چیست؟
A
پالساکسیمتر SO₂ خون شریانی را در کل گردش خون محیطی مانند نوک انگشت اندازهگیری میکند، اما رتینالاکسیمتری SO₂ را به صورت موضعی در رگهای خونی شبکیه (شریان و ورید) اندازهگیری میکند. تفاوت عمده در این است که علاوه بر وضعیت اکسیژن کل بدن، میتوان متابولیسم اکسیژن موضعی شبکیه و وجود اختلالات عروقی را ارزیابی کرد.
۵. کاربرد در پایش درمان
Section titled “۵. کاربرد در پایش درمان”اکسیمتری شبکیه به عنوان ابزاری برای ارزیابی اثربخشی درمان نیز در حال مطالعه است.
پایش پس از انعقاد نوری برای رتینوپاتی دیابتی
Section titled “پایش پس از انعقاد نوری برای رتینوپاتی دیابتی”پس از انجام انعقاد نوری شبکیه (لیزر درمانی) برای رتینوپاتی دیابتی، کاهش SO₂ وریدی (تغییر به سمت نرمال) مشاهده شده است.1)2) تصور میشود که انعقاد نوری با تخریب بافت شبکیه دچار اختلال متابولیک، نیاز اکسیژن شبکیه باقیمانده را تغییر داده و SO₂ وریدی را بهبود میبخشد. پیگیری این تغییرات میتواند ارزیابی عینی اثربخشی درمان را فراهم کند.
پایش پس از تجویز مهارکننده کربنیک آنهیدراز (CAI) برای گلوکوم
Section titled “پایش پس از تجویز مهارکننده کربنیک آنهیدراز (CAI) برای گلوکوم”گزارشهایی وجود دارد که پس از تجویز مهارکننده کربنیک آنهیدراز (CAI) که داروی درمان گلوکوم است، تغییراتی در SO₂ شریان شبکیه مشاهده شده است. 1) نشان داده شده است که CAI علاوه بر کاهش فشار داخل چشم، ممکن است جریان خون شبکیه را بهبود بخشد و اکسیمتری شبکیه میتواند ابزاری غیرتهاجمی برای ارزیابی این اثر عروقی باشد.
6. جزئیات اصل اندازهگیری: تأمین اکسیژن دوگانه شبکیه
Section titled “6. جزئیات اصل اندازهگیری: تأمین اکسیژن دوگانه شبکیه”تأمین اکسیژن به شبکیه از دو سیستم آناتومیکی متفاوت انجام میشود. این ساختار دوگانه عاملی است که تفسیر اکسیمتری شبکیه را پیچیده میکند. 2)
- سیستم شریان مرکزی شبکیه (تأمین لایه داخلی): اکسیژن را به لایه داخلی شبکیه (لایه سلولهای گانگلیونی تا لایه گرانولار داخلی) تأمین میکند. اکسیمتری شبکیه میتواند مستقیماً عروق این سیستم را اندازهگیری کند.
- سیستم مویرگی مشیمیه (تأمین لایه خارجی): اکسیژن را به لایه خارجی شبکیه (گیرندههای نوری و RPE) تأمین میکند. گردش خون مشیمیه دارای جریان خون بسیار بالا و نرخ استخراج اکسیژن پایین است.
گیرندههای نوری پراکندهترین سلولهای مصرفکننده اکسیژن در چشم هستند، اما منبع اکسیژن آنها مشیمیه است و با افتالموسکوپی معمولی قابل اندازهگیری مستقیم نیست. به همین دلیل تحقیقات اندازهگیری SO₂ مشیمیه با استفاده از vis-OCT و OCT عمیق در حال پیشرفت است.
SO₂ لایه داخلی شبکیه مستقیماً وضعیت مصرف اکسیژن سلولهای گیرنده نوری را منعکس نمیکند، بلکه باید با در نظر گرفتن این که فعالیت متابولیکی سلولهای عصبی و گلیال لایه داخلی را نشان میدهد تفسیر شود.
7. تحقیقات جدید و چشمانداز آینده
Section titled “7. تحقیقات جدید و چشمانداز آینده”پیشرفتهای فنی: زاویه عریض، بدون گشاد کردن مردمک، و تحلیل هوش مصنوعی
Section titled “پیشرفتهای فنی: زاویه عریض، بدون گشاد کردن مردمک، و تحلیل هوش مصنوعی”اکسیمتری شبکیه فعلی با چالشهایی در محدوده اندازهگیری، قابلیت اجرا و تکرارپذیری مواجه است. توسعه فناوریهای زیر در حال انجام است. 1)
- اکسیمتری زاویه عریض: با ترکیب با دوربین فوندوس زاویه عریض، اندازهگیری SO₂ در شبکیه محیطی به تدریج امکانپذیر میشود.
- سیستمهای اندازهگیری بدون گشادکننده مردمک: دقت اندازهگیری در محیطهای بدون استفاده از قطرههای گشادکننده مردمک بهبود یافته است.
- تحلیل هوش مصنوعی و یادگیری ماشین: توسعه الگوریتمها برای تحلیل خودکار نقشههای SO₂ و طبقهبندی خودکار الگوهای بیماری در حال پیشرفت است.
چشمانداز به عنوان نشانگر زیستی برای زوال عقل و بیماریهای سیستمیک
Section titled “چشمانداز به عنوان نشانگر زیستی برای زوال عقل و بیماریهای سیستمیک”شبکیه از نظر عملکردی و آناتومیکی مشابه سیستم عصبی مرکزی (مغز) است و به عنوان «پنجرهای» به سوی بیماریهای نورودژنراتیو مورد توجه قرار گرفته است. 1)3)
Cheung و همکاران (2019) تغییرات ساختاری و عملکردی شبکیه در بیماری آلزایمر، پارکینسون و زوال عقل را مرور کردند و نشان دادند که شبکیه میتواند یک بیومارکر بالقوه برای این بیماریهای تخریبکننده عصبی باشد3). با ترکیب چندین بیومارکر شبکیه از جمله اکسیمتری شبکیه، انتظار میرود که این روش برای غربالگری زودهنگام زوال عقل کاربرد داشته باشد.
در بیماری آلزایمر، افزایش SO₂ شریان شبکیه (حدود 94.2%) گزارش شده است که تصور میشود منعکسکننده تغییرات متابولیسم اکسیژن همراه با تخریب عصبی باشد1). با این حال، برای استفاده عملی به عنوان یک ابزار تشخیصی، نیاز به مطالعات طولی برای تعیین حساسیت و ویژگی است.
Q
آیا برای تشخیص زودهنگام رتینوپاتی دیابتی مفید است؟
A
در حال حاضر، این روش در مرحله تحقیقاتی قرار دارد. گزارش شده است که در رتینوپاتی دیابتی، افزایش SO₂ وریدی قبل از آشکار شدن تغییرات بالینی مشاهده میشود که نشاندهنده پتانسیل آن به عنوان شاخص تغییرات بسیار زودهنگام است. با این حال، برای تثبیت آن به عنوان یک آزمایش غربالگری استاندارد، تحقیقات گستردهتری لازم است.
8. منابع
Section titled “8. منابع”- 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.