Глаукома — это оптическая нейропатия, характеризующаяся прогрессирующей потерей ганглиозных клеток сетчатки (RGC) и их аксонов. Методы визуализации, которые объективно регистрируют и количественно оценивают структурные изменения диска зрительного нерва (ONH), перипапиллярной RNFL и макулы, являются важными инструментами, дополняющими клиническое обследование и периметрию2)3).
Структурные изменения часто предшествуют функциональным изменениям (дефектам поля зрения)3). Сообщается, что выявление структурных изменений с помощью ОКТ опережает появление дефектов поля зрения примерно на 2 года1). Существует три типа методов визуализации2).
Оптическая когерентная томография (ОКТ): SD-OCT и SS-OCT
Сканирующая лазерная поляриметрия (SLP): GDx
В систематических обзорах способность различать глаукомные и нормальные глаза была сопоставима для этих методов2). Однако аномальный результат (выходящий за пределы нормы) не обязательно означает заболевание2)3). Критерии нормальных баз данных различаются между приборами, и выход за пределы нормы может быть вызван другими причинами, кроме глаукомы.
QМожно ли диагностировать глаукому только с помощью визуализации?
A
Нет. Визуализация является вспомогательным инструментом клинической диагностики, и ее не следует использовать отдельно для диагностики глаукомы4)5). Результат ОКТ «выход за пределы нормы» может быть ложноположительным; необходимо интегрировать всю информацию, включая клинические данные и периметрию. Чувствительность и специфичность программ автоматической диагностики составляют около 80%.
Стереоскопическая цветная фотография глазного дна является установленным методом качественной регистрации внешнего вида диска зрительного нерва 2)3). Бескрасное освещение полезно для оценки дефектов слоя нервных волокон сетчатки (RNFL). Серийные снимки могут использоваться для выявления изменений диска зрительного нерва с течением времени 5).
Однако при далеко зашедшей глаукоматозной экскавации остается мало нервной ткани для оценки, что затрудняет выявление прогрессирующих изменений с помощью стереофотографии 2). Когда форма диска чашеобразная и сосуды скудны, топография на фотографии плохо различима, и требуется дополнительная зарисовка с помощью щелевой лампы.
HRT (Heidelberg Retina Tomograph, Heidelberg Engineering) — это устройство, которое сканирует диодный лазер (670 нм) для измерения трехмерной топографии диска зрительного нерва 1). Он количественно определяет топографию поверхности диска и также используется для выявления изменений с течением времени 4).
Регрессионный анализ Мурфилдса (MRA) выполняет статистическую оценку площади нейроретинального пояска на основе площади диска 1). Оценка вероятности глаукомы (GPS) не требует референтной плоскости или ручной установки края диска оператором; это автоматическая классификация на основе машинного обучения 1).
Ограничением HRT является то, что определение края диска на плоскости глазного дна не основано на анатомических ориентирах. Эта проблема была решена с помощью подхода, использующего отверстие мембраны Бруха (BMO) в ОКТ в качестве референтной точки 1). Производство HRT было прекращено в 2020-х годах, и в клинической практике доминирует ОКТ 1).
GDx (Carl Zeiss Meditec) — это устройство, которое измеряет фазовую задержку, используя свойства двойного лучепреломления RNFL1). Микротрубочки в аксонах RNFL являются основной причиной двойного лучепреломления, и оно коррелирует с толщиной RNFL1). Технология усиленной корнеальной компенсации (ECC) корректирует двойное лучепреломление роговицы.
Однако было показано, что он уступает SD-OCT в продольном выявлении глаукомы 1), и с распространением ОКТ его использование прекратилось.
ОКТ (оптическая когерентная томография)
Принцип : Визуализация поперечного сечения сетчатки с помощью низкокогерентной интерферометрии 4)5)
TD-OCT : Ранняя ОКТ. Метод, при котором A-сканы накладываются в одном аксиальном направлении для получения поперечного изображения, с длительным временем исследования и низким разрешением. В настоящее время почти не используется.
SD-OCT: обеспечивает высокую скорость и высокое разрешение за счет спектрального анализа. Позволяет быстро анализировать диск зрительного нерва, слой нервных волокон сетчатки (RNFL) и макулу со скоростью более 26 000 A-сканов/сек. Существует несколько моделей, таких как Cirrus OCT и Spectralis OCT.
SS-OCT: использует источник с перестройкой длины волны. Благодаря высокой глубине проникновения применяется также для анализа решетчатой пластинки и сосудистой оболочки. Существуют такие модели, как DRI OCT Triton (Topcon).
Основные анализируемые параметры ОКТ
Толщина RNFL: измеряет толщину слоя нервных волокон сетчатки по окружности диаметром 3,46 мм вокруг диска зрительного нерва 1). Это наиболее широко используемый параметр.
BMO-MRW: трехмерное измерение минимальной ширины ободка от отверстия мембраны Бруха 1). Использует анатомически точную точку отсчета и демонстрирует лучшую диагностическую способность по сравнению с традиционным измерением площади ободка.
GCC/GC-IPL: измеряет толщину комплекса ганглиозных клеток (GCC) или внутреннего плексиформного слоя ганглиозных клеток (GC-IPL) в макуле 6). Эффект «пола» наступает позже, чем для RNFL, даже на поздних стадиях 5).
Карта отклонений: отображает отклонение каждого параметра от нормальной базы данных с цветовой кодировкой. Рекомендуется оценивать как количественные значения, так и карту отклонений 5).
Важность качества изображения: высококачественное исходное изображение необходимо 4). Ошибки сегментации и артефакты особенно часто встречаются при высокой миопии и наклонном диске зрительного нерва 5).
Совместимость между моделями: значения измерений не взаимозаменяемы между разными моделями ОКТ 4)5). Для наблюдения в динамике обязательно использование одной и той же модели.
Ограничения нормальной базы данных: состав базы данных различается в зависимости от модели. Необходимо оценить, соответствует ли распределение возраста, расы и рефракции пациенту 1).
Интерпретация в особых ситуациях
Миопический глаз: толщина RNFL зависит от степени миопии 1). При миопии перипапиллярная атрофия и изменения положения отверстия мембраны Бруха влияют на измерение ОКТ. Желательна коррекция по длине оси (формула Литтманна и др.).
Размер диска: при больших дисках высокое соотношение C/D может быть нормальным. BMO-MRW менее подвержен влиянию размера диска и демонстрирует лучшую диагностическую способность, чем традиционные методы, как для больших, так и для малых дисков 1).
Расовые различия: Большинство нормативных баз данных составлены для определенной расы (в основном белых), и у других рас могут возникать ложноположительные и ложноотрицательные результаты 1)
Параметр
Место измерения
Преимущество
Ограничение
Толщина RNFL
Перипапиллярно
Широко проверено
Ранний эффект пола
BMO-MRW
Край диска
Мало зависит от размера диска
Ограниченные приборы
GCC/GC-IPL
Макула
Поздний эффект пола
Подвержено влиянию макулярных заболеваний
QВзаимозаменяемы ли измерения ОКТ между разными приборами?
A
Нет, они не взаимозаменяемы. Технические характеристики, программное обеспечение и базы данных нормы различаются между приборами ОКТ, поэтому прямое сравнение измерений невозможно 4)5). Для наблюдения обязательно использование одного и того же прибора и одного и того же протокола.
QКак интерпретировать результаты ОКТ при миопии?
A
При миопии толщина RNFL изменена, поэтому требуется осторожность 1). Перипапиллярная атрофия, наклонный диск и смещение положения BMO могут вызывать ошибки сегментации и артефакты. Рекомендуется применение коррекции аксиальной длины и проверка сегментации на B-сканах.
Выявление структурных изменений с помощью ОКТ может предшествовать появлению дефектов поля зрения 3). Исследования показывают, что ОКТ имеет опережение примерно в 2 года по сравнению с обнаружением дефектов поля зрения 1). Однако существуют изменения поля зрения без структурной прогрессии и структурные изменения без прогрессии поля зрения; согласованность между ними частичная и умеренная 4).
Как структурная, так и функциональная оценка необходимы для ведения пациентов и должны использоваться взаимодополняющим образом 2)3).
Большинство коммерческих ОКТ-приборов оснащены программным обеспечением для анализа прогрессирования, позволяющим количественно оценить скорость прогрессирования 4)5). Однако из-за вариабельности измерений и влияния неглаукомных изменений (например, старения) требуется осторожная интерпретация 4). Многие коммерческие программы не проводят коррекцию на возраст, поэтому статистически значимый наклон не обязательно означает глаукомную прогрессию 4).
При далеко зашедшей глаукоме толщина RNFL достигает «дна» и дальнейшая прогрессия не отражается в изменениях толщины 5). Макулярные параметры (GCC/GC-IPL) имеют более поздний эффект пола, чем толщина RNFL, поэтому они полезны для оценки поздних стадий 1)5). Сосудистая плотность по ОКТ-А также может иметь более поздний эффект пола, чем RNFL, на поздних стадиях 1).
Зеленая болезнь: состояние, при котором ОКТ показывает «в пределах нормы (зеленый)» по сравнению с базой данных нормы, но на самом деле имеются глаукомные изменения. Это часто происходит вне охвата базы данных нормы (большой диск, высокая миопия, определенные расы и т.д.) 1).
Красная болезнь: состояние, при котором ОКТ показывает «вне нормы (красный)», но на самом деле глаукомы нет. Причиной могут быть физиологические индивидуальные различия или особенности, не включенные в базу данных нормы (маленький диск, определенные расовые различия и т.д.) 1).
Эти явления показывают ограничения статистической оценки ОКТ, и необходима интеграция с клиническими данными и полем зрения4)5).
QЧто такое Green disease и Red disease?
A
Это концепции, иллюстрирующие ограничения цветовой кодовой оценки на основе нормальной базы данных ОКТ. Green disease — это состояние, при котором ОКТ оценивает как «нормальный (зеленый)», но на самом деле имеется глаукома, а Red disease — состояние, при котором ОКТ оценивает как «аномальный (красный)», но на самом деле оно нормальное1). Оба показывают необходимость интерпретации результатов ОКТ в интеграции с клиническими данными и исследованием поля зрения.
ОКТ-А — это метод визуализации микрососудов сетчатки и диска зрительного нерва без использования контрастного вещества1). При глаукоме сообщалось о снижении перипапиллярной и макулярной сосудистой плотности. Воспроизводимость хорошая1), но клиническая роль еще не установлена4).
Хориоидальное микрососудистое выпадение (MvD) связано с прогрессирующим истончением RNFL при глаукоме с папиллярным кровоизлиянием1) и может быть предиктором развития глаукомы нормального давления1). Однако изменения сосудистой плотности не специфичны для глаукомы и также сообщались при гипертонии, диабете, болезни Альцгеймера и рассеянном склерозе1).
PS-OCT — это метод трехмерного измерения двулучепреломляющих свойств RNFL1). Расположение микротрубочек в аксонах является основной причиной двулучепреломления, и разрушение микротрубочек или незначительная потеря аксонов могут быть обнаружены как снижение двулучепреломления до уменьшения толщины RNFL1).
Его можно добавить как к SD-OCT, так и к SS-OCT, и он позволяет получать трехмерные параметры поляризации параллельно с данными отражательной способности традиционного ОКТ1). Диагностическая способность при ранней глаукоме эквивалентна толщине RNFL, но превосходство на сверхранней стадии в настоящее время показано только в экспериментах на животных1).
ОКТ видимого света (VL-OCT) : использует видимый свет вместо традиционного ближнего инфракрасного. Может обнаруживать зависящие от длины волны изменения отражательной способности RNFL до изменений толщины RNFL. Однако существуют проблемы для клинического применения, такие как дискомфорт пациента и влияние катаракты1).
Анализ оптической текстуры RNFL (ROTA) : новый метод, анализирующий паттерны микроструктуры RNFL, а не ее толщину. Показывает отличную точность в выявлении ранних повреждений папилломакулярного пучка. Реальные клинические данные в настоящее время недостаточны1).
Визуализация решетчатой пластинки : SS-OCT и EDI (улучшенная визуализация глубины) позволяют оценить морфологию решетчатой пластинки (глубину, искривление, толщину, дефекты). Заднее искривление решетчатой пластинки связано со скоростью ухудшения поля зрения 1). Дефекты решетчатой пластинки часто встречаются при глаукоме нормального давления 1).
Адаптивная оптика (АО) : Это технология, которая корректирует оптические аберрации, позволяя наблюдать отдельные ГКС и морфологию пор решетчатой пластинки in vivo с высоким разрешением 1). Ожидается ее применение для ранней диагностики глаукомы.
Глубокое обучение (CNN) показывает высокую точность в выявлении глаукомы по фотографиям глазного дна и изображениям ОКТ 1). Разрабатываются модели прогнозирования прогрессирования, объединяющие несколько модальностей данных (поле зрения, объемное ОКТ-сканирование, ОКТ-А) 1).
ИИ также способствует повышению точности сегментации, что, как ожидается, улучшит воспроизводимость измерений. Однако остаются проблемы конфиденциальности данных, стандартизации и валидации алгоритмов 1). В качестве меры против «черного ящика» требуется разработка объяснимых моделей ИИ.
