रेटिनल ऑक्सीमेट्री

एक नजर में मुख्य बिंदु

रेटिनल ऑक्सीमेट्री एक गैर-आक्रामक तकनीक है जो फंडस फोटोग्राफी और ऑप्टिकल विश्लेषण को मिलाकर रेटिना वाहिकाओं में ऑक्सीजन संतृप्ति (SO₂) मापती है।
स्वस्थ व्यक्तियों में धमनी SO₂ लगभग 92% और शिरा SO₂ लगभग 55% मानक माना जाता है।
डायबिटिक रेटिनोपैथी में शिरा SO₂ बढ़ जाती है, जबकि सामान्य दबाव ग्लूकोमा में धमनी SO₂ घट जाती है, जो रोग के अनुसार विशिष्ट परिवर्तन दर्शाती है।
अल्जाइमर रोग जैसी प्रणालीगत बीमारियों में भी रेटिना वाहिकाओं के SO₂ में परिवर्तन की सूचना मिली है, जो प्रणालीगत बायोमार्कर के रूप में इसकी संभावना दर्शाता है।
माप सटीकता वाहिका व्यास, मोतियाबिंद और रेटिना तंत्रिका फाइबर परत की स्थिति से प्रभावित होती है।
वर्तमान में यह मुख्य रूप से अनुसंधान उपयोग में है और सामान्य नेत्र क्लीनिकों में इसका प्रसार सीमित है।

1. रेटिनल ऑक्सीमेट्री क्या है

रेटिनल ऑक्सीमेट्री (retinal oximetry) एक गैर-आक्रामक जांच तकनीक है जो रेटिना की रक्त वाहिकाओं में ऑक्सीजन संतृप्ति (SO₂) को मापती है। इसकी विशेषता यह है कि यह रक्त निकालने या कंट्रास्ट एजेंट के उपयोग के बिना, केवल फंडस कैमरा और ऑप्टिकल विश्लेषण सॉफ्टवेयर से रक्त वाहिकाओं में ऑक्सीजन की स्थिति का मात्रात्मक मूल्यांकन कर सकती है। ¹⁾²⁾

इस तकनीक पर मौलिक शोध 1959 में हिकम एट अल. द्वारा किया गया था। ²⁾ इसके बाद, डिजिटल इमेज प्रोसेसिंग तकनीक के विकास के साथ व्यावहारिक उपयोग में प्रगति हुई, और हाल के वर्षों में AI विश्लेषण तकनीक के साथ एकीकरण से सटीकता में सुधार किया जा रहा है। ¹⁾

माप का सैद्धांतिक आधार लैम्बर्ट-बीयर नियम पर आधारित दो-तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रोस्कोपी है, जो ऑक्सीजनित हीमोग्लोबिन और डीऑक्सीजनित हीमोग्लोबिन के प्रकाश अवशोषण स्पेक्ट्रा में अंतर का उपयोग करता है (देखें तकनीकी सिद्धांत का विवरण)।

Q रेटिनल ऑक्सीमेट्री किस प्रकार की जांच है?

यह एक जांच है जिसमें फंडस कैमरा से कई तरंगदैर्ध्य का प्रकाश डाला जाता है और रेटिना की रक्त वाहिकाओं में ऑक्सीजनित हीमोग्लोबिन और डीऑक्सीजनित हीमोग्लोबिन के प्रकाश अवशोषण में अंतर से ऑक्सीजन संतृप्ति की गणना की जाती है। रक्त निकालने या कंट्रास्ट एजेंट की आवश्यकता नहीं होती है, और माप कुछ मिनटों में पूरा हो जाता है।

2. प्रत्येक रोग में मापन निष्कर्ष

स्वस्थ आंखों के लिए संदर्भ मान

स्वस्थ व्यक्तियों में रेटिना वाहिकाओं के संदर्भ मान निम्नलिखित हैं। ²⁾

स्थान	ऑक्सीजन संतृप्ति
धमनी	लगभग 92%
शिरा	लगभग 55%

धमनियों और शिराओं के बीच का अंतर (ऑक्सीजन खपत का संकेतक) लगभग 37 प्रतिशत अंक है। यह मान प्रत्येक रोग में मूल्यांकन के लिए आधार के रूप में कार्य करता है।

नेत्र रोगों में SO₂ परिवर्तन

प्रत्येक नेत्र रोग के लिए SO₂ परिवर्तन के विशिष्ट पैटर्न नीचे संक्षेप में दिए गए हैं।

रोग	धमनी	शिरा	मुख्य महत्व
मधुमेह रेटिनोपैथी	कोई परिवर्तन नहीं से हल्की वृद्धि	वृद्धि	चयापचय विकार का संकेतक
सामान्य दबाव ग्लूकोमा	कमी	कोई परिवर्तन नहीं से कमी	ऑप्टिक तंत्रिका इस्किमिया का संकेत
रेटिनल शिरा अवरोध	कोई परिवर्तन नहीं	वृद्धि	अवरोध स्थल का मूल्यांकन
आयु-संबंधित धब्बेदार अध:पतन	परिवर्तन मौजूद	परिवर्तन मौजूद	कोरॉइडल संचार अपर्याप्तता
रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा	कमी	कमी	समग्र चयापचय में कमी

डायबिटिक रेटिनोपैथी (DR) : शिरापरक SO₂ में वृद्धि विशेषता है। रेटिना के चयापचय संबंधी विकार के कारण ऑक्सीजन की खपत कम हो जाती है, जिससे शिरापरक रक्त में ऑक्सीजन का उपभोग कम होता है और शिरापरक SO₂ बढ़ जाता है। ¹⁾
सामान्य तनाव ग्लूकोमा (NTG) : धमनी SO₂ में कमी की सूचना दी गई है, जो ऑप्टिक तंत्रिका में रक्त प्रवाह की कमी और ऑक्सीजन आपूर्ति की कमी से संबंध का सुझाव देती है। ¹⁾
रेटिनल शिरा अवरोध (RVO) : अवरोध स्थल पर शिरापरक SO₂ में वृद्धि देखी जाती है। धमनी और शिरा दोनों में परिवर्तन भी हो सकते हैं। ¹⁾²⁾
आयु-संबंधित धब्बेदार अध:पतन (AMD) : कोरॉइडल परिसंचरण विकार को दर्शाने वाले परिवर्तनों की सूचना दी गई है। ¹⁾
रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा (RP) : फोटोरिसेप्टर के अध:पतन और हानि के कारण पूरे रेटिना में ऑक्सीजन की खपत कम हो जाती है, और धमनियों और शिराओं दोनों में SO₂ कम हो जाता है। ¹⁾

प्रणालीगत रोगों में SO₂ परिवर्तन

रेटिना की रक्त वाहिकाएं प्रणालीगत परिसंचरण को दर्शाती हैं, इसलिए नेत्र के बाहर की प्रणालीगत बीमारियों में भी विशिष्ट परिवर्तन देखे जाते हैं।

रोग	मुख्य निष्कर्ष
अल्ज़ाइमर रोग	धमनी SO₂ में वृद्धि (लगभग 94.2%)
सीओपीडी	धमनी-शिरा SO₂ में कमी
क्रोनिक किडनी रोग	SO₂ में परिवर्तन

अल्ज़ाइमर रोग (AD) : धमनी SO₂ का औसत 94.2% होने की सूचना है, जो स्वस्थ व्यक्तियों की तुलना में अधिक है। ¹⁾³⁾ न्यूरोडीजेनेरेशन से जुड़ी रेटिना चयापचय में कमी ऑक्सीजन खपत में कमी ला सकती है, ऐसा सुझाव दिया गया है।
सीओपीडी (क्रोनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज) : प्रणालीगत हाइपोक्सिया को दर्शाता है, जिससे रेटिना वाहिकाओं में SO₂ कम हो जाती है। ¹⁾
क्रोनिक किडनी रोग (CKD) : गुर्दे की शिथिलता से संबंधित SO₂ परिवर्तनों की सूचना दी गई है। ¹⁾

Q क्या अल्जाइमर रोग के निदान के लिए रेटिनल ऑक्सीमेट्री का उपयोग किया जा सकता है?

वर्तमान में यह अनुसंधान चरण में है और निदान उपकरण के रूप में स्थापित नहीं हुआ है। अल्ज़ाइमर रोग में धमनी SO₂ में वृद्धि की सूचना मिली है, लेकिन अकेले निदान सटीकता अपर्याप्त है और अन्य तंत्रिका संबंधी परीक्षणों के साथ संयोजन की आवश्यकता है। विस्तृत जानकारी के लिए «दृष्टिकोण» अनुभाग देखें।

3. माप सटीकता को प्रभावित करने वाले कारक

रेटिनल ऑक्सीमेट्री के माप कई कारकों से प्रभावित होते हैं। परिणामों की व्याख्या करते समय इन भ्रमित करने वाले कारकों पर विचार करना आवश्यक है।

संवहनी व्यास : मापने योग्य संवहनी व्यास की एक निचली सीमा होती है; 50 μm से कम व्यास वाली पतली रक्त वाहिकाओं का विश्वसनीय माप कठिन माना जाता है। ²⁾ वर्तमान तकनीक के साथ केशिका स्तर का माप सीमित है।
लेंस का धुंधलापन (मोतियाबिंद) : मोतियाबिंद के कारण प्रकाश का प्रकीर्णन और अवशोषण माप को प्रभावित करता है और गलत कम मान उत्पन्न कर सकता है। ¹⁾
रेटिनल तंत्रिका फाइबर परत (RNFL) की मोटाई : RNFL की मोटाई में परिवर्तन से वाहिकाओं का ऑप्टिकल वातावरण बदल जाता है, जिससे माप सटीकता प्रभावित होती है। ¹⁾²⁾ ग्लूकोमा जैसे ऑप्टिक तंत्रिका विकारों वाले रोगों में विशेष सावधानी आवश्यक है।
पुतली का व्यास और अंतःनेत्र प्रकीर्णन : अपर्याप्त पुतली फैलाव या कांच के धुंधलापन से भी माप सटीकता कम हो जाती है।
वाहिकाओं का मुड़ना और चलने का कोण : माप स्थल के चयन में अनुभव की आवश्यकता होती है।

रेटिनल ऑक्सीमेट्री के माप परिणामों की तुलना और अनुवर्ती कार्रवाई करते समय, मोतियाबिंद की प्रगति की डिग्री और RNFL मोटाई का एक साथ मूल्यांकन करने की सिफारिश की जाती है। इन भ्रमित करने वाले कारकों को ठीक किए बिना, रोग की प्रगति के कारण SO₂ में परिवर्तन और माप की स्थितियों में परिवर्तन के बीच अंतर नहीं किया जा सकता है।

4. तकनीकी सिद्धांत और उपकरण

मापन सिद्धांत: लैम्बर्ट-बीयर नियम और द्वि-तरंगदैर्ध्य विधि

रेटिनल ऑक्सीमेट्री का मूल सिद्धांत लैम्बर्ट-बीयर नियम पर आधारित द्वि-तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री है। ¹⁾²⁾

ऑक्सीहीमोग्लोबिन (oxyHb) और डीऑक्सीहीमोग्लोबिन (deoxyHb) में प्रकाश अवशोषण स्पेक्ट्रा भिन्न होता है। विशेष रूप से:

समअवशोषण बिंदु (लगभग 570 nm) : वह तरंगदैर्ध्य जिस पर oxyHb और deoxyHb का अवशोषण बराबर होता है। संदर्भ तरंगदैर्ध्य के रूप में उपयोग किया जाता है।
संवेदनशील तरंगदैर्ध्य (लगभग 600-640 nm) : वह तरंगदैर्ध्य जिस पर oxyHb और deoxyHb के अवशोषण में अंतर अधिकतम होता है। माप तरंगदैर्ध्य के रूप में उपयोग किया जाता है।

ऑक्सीजन संतृप्ति (SO₂) की गणना इन दो तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश घनत्व अनुपात (ODR) से की जाती है। ¹⁾ समीकरण का सारांश नीचे दिया गया है।

ODR = log(I_ref / I_meas_reference) / log(I_ref / I_meas_sensitive) SO₂ ∝ 1 − ODR (गुणांक उपकरण अंशांकन द्वारा निर्धारित किए जाते हैं)

यह गणना वाहिका के प्रत्येक पिक्सेल के लिए की जाती है, जिससे वाहिका के साथ SO₂ का रंग मानचित्र उत्पन्न होता है।

प्रमुख उपकरण

Oxymap T1

सारांश : एक प्रतिनिधि व्यावसायिक रेटिनल ऑक्सीमीटर।

विधि : एक गैर-मायड्रियाटिक फंडस कैमरा और दो-तरंग दैर्ध्य कैमरे का संयोजन।

विशेषताएं : FDA द्वारा अनुमोदित। कई नैदानिक अध्ययनों में उपयोग किया गया है। ¹⁾²⁾

Imedos प्रणाली

सारांश : जर्मनी की Imedos कंपनी द्वारा विकसित रेटिनल वाहिका विश्लेषण प्रणाली।

विधि : बहु-तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा रेटिना संवहनी विश्लेषण।

विशेषताएं : रक्त वाहिका व्यास और रक्त प्रवाह वेग का मापन भी संभव है। ²⁾

vis-OCT

सारांश : दृश्य प्रकाश OCT पर आधारित अगली पीढ़ी की माप तकनीक।

विधि : दृश्य प्रकाश (450-700 nm) का उपयोग करके OCT द्वारा SO₂ को उच्च स्थानिक रिज़ॉल्यूशन के साथ मापा जाता है।

विशेषता : स्तर और गहराई के अनुसार SO₂ माप संभव है, कोरॉइड में अनुप्रयोग पर भी शोध चल रहा है। ²⁾

Q पल्स ऑक्सीमीटर से यह कैसे अलग है?

पल्स ऑक्सीमीटर उंगलियों जैसे परिधीय परिसंचरण में कुल धमनी रक्त SO₂ मापता है, जबकि रेटिनल ऑक्सीमेट्री फंडस में अलग-अलग रेटिनल वाहिकाओं (धमनियों और शिराओं) की SO₂ स्थानीय रूप से मापती है। मुख्य अंतर यह है कि यह न केवल शरीर की ऑक्सीजन स्थिति बल्कि रेटिना के स्थानीय ऑक्सीजन चयापचय और संवहनी विकारों की उपस्थिति का मूल्यांकन कर सकता है।

5. उपचार निगरानी में अनुप्रयोग

रेटिनल ऑक्सीमेट्री उपचार प्रभावशीलता के मूल्यांकन उपकरण के रूप में भी शोध किया जा रहा है।

डायबिटिक रेटिनोपैथी के लिए फोटोकोएग्यूलेशन के बाद निगरानी

डायबिटिक रेटिनोपैथी के लिए रेटिनल फोटोकोएग्यूलेशन (लेजर उपचार) के बाद, शिरापरक SO₂ में कमी (सामान्यीकरण की ओर परिवर्तन) की पुष्टि हुई है।¹⁾²⁾ माना जाता है कि फोटोकोएग्यूलेशन द्वारा चयापचय संबंधी विकार वाले रेटिनल ऊतक के नष्ट होने से शेष रेटिना की ऑक्सीजन मांग बदल जाती है और शिरापरक SO₂ में सुधार होता है। इस परिवर्तन को ट्रैक करके उपचार प्रभावशीलता का वस्तुनिष्ठ मूल्यांकन अपेक्षित है।

ग्लूकोमा में कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ अवरोधक (CAI) देने के बाद निगरानी

ग्लूकोमा की दवा कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ इनहिबिटर (CAI) देने के बाद रेटिना धमनी SO₂ में परिवर्तन देखे जाने की रिपोर्ट है।¹⁾ CAI में आँख के दबाव को कम करने के अलावा रेटिना रक्त प्रवाह में सुधार का प्रभाव भी होने का सुझाव दिया गया है, और रेटिनल ऑक्सीमेट्री इस संवहनी प्रभाव का गैर-आक्रामक मूल्यांकन करने का एक उपकरण हो सकता है।

उपचार निगरानी में अनुप्रयोग वर्तमान में अनुसंधान चरण में है। माप में भिन्नता और भ्रमित करने वाले कारकों का प्रभाव बड़ा है, और प्रत्येक रोगी में उपचार प्रभावशीलता का आकलन करने के लिए अतिरिक्त सत्यापन की आवश्यकता है। इसे नैदानिक निर्णय के एकमात्र आधार के रूप में उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है।

6. मापन सिद्धांत विवरण: रेटिना की दो-प्रणाली ऑक्सीजन आपूर्ति

रेटिना को ऑक्सीजन की आपूर्ति शारीरिक रूप से भिन्न दो प्रणालियों से होती है। यह दोहरी संरचना रेटिनल ऑक्सीमेट्री की व्याख्या को जटिल बनाने वाला कारक भी है। ²⁾

रेटिना केंद्रीय धमनी तंत्र (आंतरिक परत आपूर्ति) : रेटिना की आंतरिक परतों (गैंग्लियन कोशिका परत से आंतरिक दानेदार परत तक) को ऑक्सीजन प्रदान करता है। रेटिनल ऑक्सीमेट्री द्वारा सीधे मापे जा सकने वाले वाहिकाएँ इसी तंत्र की होती हैं।
कोरॉइडल केशिका तंत्र (बाहरी परत आपूर्ति) : रेटिना की बाहरी परतों (फोटोरिसेप्टर और आरपीई) को ऑक्सीजन प्रदान करता है। कोरॉइडल परिसंचरण में रक्त प्रवाह बहुत अधिक होता है और ऑक्सीजन निष्कर्षण दर कम होती है।

फोटोरिसेप्टर नेत्रगोलक में सबसे अधिक ऑक्सीजन खपत करने वाली कोशिकाएँ हैं, लेकिन उनका ऑक्सीजन स्रोत कोरॉइड है, जिसे सामान्य फंडस कैमरे का उपयोग करके रेटिनल ऑक्सीमेट्री द्वारा सीधे नहीं मापा जा सकता। यही कारण है कि vis-OCT या गहरी OCT का उपयोग करके कोरॉइडल SO₂ माप पर शोध चल रहा है।

यह ध्यान में रखना आवश्यक है कि रेटिना की आंतरिक परतों की SO₂ सीधे फोटोरिसेप्टर की ऑक्सीजन खपत की स्थिति को नहीं दर्शाती, बल्कि आंतरिक परतों की तंत्रिका कोशिकाओं और ग्लियाल कोशिकाओं की चयापचय गतिविधि को दर्शाती है।

7. नवीनतम शोध और भविष्य की संभावनाएँ

तकनीकी प्रगति: वाइड-एंगल, बिना पुतली फैलाए, AI विश्लेषण

वर्तमान रेटिनल ऑक्सीमेट्री में माप सीमा, संचालन क्षमता और पुनरुत्पादन क्षमता में चुनौतियाँ हैं। निम्नलिखित तकनीकी विकास चल रहे हैं। ¹⁾

वाइड-एंगल ऑक्सीमेट्री : वाइड-एंगल फंडस कैमरे के साथ संयोजन से परिधीय रेटिना की SO₂ माप संभव हो रही है।
बिना पुतली फैलाए माप प्रणाली : पुतली फैलाने वाली दवा के बिना जांच वातावरण में माप सटीकता में सुधार किया जा रहा है।
AI और मशीन लर्निंग विश्लेषण : SO₂ मानचित्रों के स्वचालित विश्लेषण और रोग पैटर्न के स्वचालित वर्गीकरण के लिए एल्गोरिदम विकसित किए जा रहे हैं।

मनोभ्रंश और प्रणालीगत रोग बायोमार्कर के रूप में संभावनाएं

रेटिना केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (मस्तिष्क) के विस्तार के रूप में कार्यात्मक और शारीरिक रूप से समान है, और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के लिए एक ‘खिड़की’ के रूप में इसकी भूमिका पर ध्यान दिया जा रहा है। ¹⁾³⁾

Cheung एट अल. (2019) ने अल्जाइमर रोग, पार्किंसंस रोग और मनोभ्रंश में रेटिना के संरचनात्मक और कार्यात्मक परिवर्तनों का वर्णन किया, यह दर्शाते हुए कि रेटिना इन न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों का एक संभावित बायोमार्कर हो सकता है³⁾। रेटिनल ऑक्सीमेट्री सहित कई रेटिनल बायोमार्करों के संयोजन से मनोभ्रंश की प्रारंभिक जांच में इसके अनुप्रयोग की उम्मीद है।

अल्ज़ाइमर रोग में रेटिनल धमनी SO₂ में वृद्धि (लगभग 94.2%) की सूचना मिली है, जिसे न्यूरोडीजेनेरेशन से जुड़े ऑक्सीजन चयापचय में परिवर्तन का प्रतिबिंब माना जाता है।¹⁾हालांकि, निदान उपकरण के रूप में इसके व्यावहारिक उपयोग के लिए अनुदैर्ध्य अध्ययनों द्वारा संवेदनशीलता और विशिष्टता की स्थापना आवश्यक है।

Q क्या यह डायबिटिक रेटिनोपैथी का जल्दी पता लगाने में मदद करता है?

वर्तमान में यह अनुसंधान चरण में है। मधुमेह संबंधी रेटिनोपैथी में, नैदानिक परिवर्तन स्पष्ट होने से पहले ही शिरापरक SO₂ में वृद्धि देखी गई है, जो अति-प्रारंभिक परिवर्तनों के संकेतक के रूप में इसकी संभावना का सुझाव देती है। हालांकि, एक मानक स्क्रीनिंग परीक्षण के रूप में स्थापित होने के लिए और बड़े पैमाने पर अध्ययनों की आवश्यकता है।

8. संदर्भ

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.