Оптический текстурный анализ слоя нервных волокон сетчатки (ROTA) — это новый разработанный параметр анализа изображений. Он собирает как толщину, так и отражательную способность RNFL из стандартного ОКТ-скана и вычисляет оптическую текстурную сигнатуру.
Для выявления структурных повреждений при глаукоме стандартно используются измерение толщины RNFL с помощью ОКТ и бескрасная фотография2)3). Однако точность измерений ОКТ имеет ограничения и не позволяет полностью отличить глаукому от нормы1). ROTA обладает потенциалом преодолеть ограничения этих традиционных методов.
Параметр
Традиционный ОКТ-анализ RNFL
ROTA
Оцениваемый параметр
Только толщина RNFL
Толщина + отражательная способность
Область анализа
Перипапиллярная окружность
Обширное растровое сканирование
Преимущество ROTA заключается в том, что она позволяет визуализировать ход дугообразных пучков волокон, папилломакулярного пучка и носовых радиальных пучков, а также их оптическую текстуру на обширной области. Кроме того, алгоритм ROTA может различать сосуды сетчатки и слой нервных волокон сетчатки (RNFL).
Поскольку анализ возможен с использованием измерений, полученных с помощью коммерческих ОКТ-устройств, его можно легко внедрить в существующую клиническую практику.
QЧем ROTA отличается от традиционного ОКТ-анализа?
A
Традиционный ОКТ-анализ сосредоточен на количественном измерении толщины RNFL, сравнивая значения, полученные при перипапиллярном круговом сканировании, с нормативной базой данных 2)3). ROTA дополнительно интегрирует отражательную способность (оптическую плотность) с толщиной RNFL и вычисляет ее как оптическую текстурную сигнатуру. Это позволяет визуализировать паттерны хода аксональных пучков на обширной области, включая дугообразные пучки и папилломакулярный пучок, и обнаруживать тонкие дефекты RNFL, которые трудно выявить традиционными методами.
Получение растрового сканирования, охватывающего область вокруг диска зрительного нерва и макулы, с помощью ОКТ
Сегментация передней и задней границ RNFL
Вычисление оптической текстурной сигнатуры (Sxy) на основе измерений отражательной способности и толщины RNFL
Генерация карты текстурного анализа и обнаружение аномалий RNFL с помощью алгоритма машинного обучения
Оптическая текстурная сигнатура вычисляется с использованием измерений оптической плотности в каждом положении (x, y) и глубине (z) сетчатки. Используются такие параметры, как функция гамма-преобразования, функция гамма-коррекции и предустановленная константа, пропорциональная толщине ткани RNFL.
Обширная оценка: Позволяет комплексно оценить ход и оптическую текстуру дугообразных пучков волокон, папилломакулярного пучка и носовых радиальных пучков.
Отличие от сосудов: Сетчаточные сосуды и пучки аксонов имеют собственную оптическую текстурную сигнатуру, поэтому ROTA различает их.
Коррекция осевой длины: Алгоритм корректирует осевую длину, что снижает количество ложноположительных результатов при миопии.
Осуществимость: Данные коммерческих ОКТ-устройств могут быть проанализированы без необходимости в новом оборудовании.
Ограничения ROTA
Помутнения оптических сред: При помутнениях, таких как катаракта, качество изображения ухудшается.
Артефакты движения: Движения во время ОКТ-съемки влияют на точность анализа.
Субъективная интерпретация: Интерпретация дефектов RNFL содержит субъективные элементы, как и при бескрасной фотографии.
Клиническое внедрение в процессе: Внедрение в коммерческое программное обеспечение еще не получило широкого распространения.
В настоящее время для оценки RNFL широко используются SD-OCT и SS-OCT1)2)3). Измеряются три группы параметров: перипапиллярная толщина RNFL, диск зрительного нерва и внутренние слои макулы2)3).
Результаты ОКТ классифицируются на три категории: «в пределах нормы», «пограничные» и «вне нормы»3). Однако результат вне нормы не обязательно означает глаукому; необходима интерпретация в клиническом контексте2)3). При высокой миопии или наклонном диске зрительного нерва часто возникают артефакты и ошибки сегментации2)3)5).
Согласованность между структурной оценкой и исследованием поля зрения частичная, поэтому диагноз глаукомы не должен основываться только на одном исследовании2)3)4)5).
QШироко ли используется ROTA в клинической практике?
A
ROTA в настоящее время является технологией на стадии исследований и еще не получила широкого внедрения в коммерческое программное обеспечение ОКТ. Однако алгоритм ROTA работает со стандартными данными, получаемыми с коммерческих ОКТ-устройств, поэтому технически он может быть внедрен в существующую клиническую практику. В будущем коммерциализация программного обеспечения и накопление валидационных исследований станут ключом к клиническому распространению.
6. Патофизиология и детальные механизмы патогенеза
При глаукоме повреждение ганглиозных клеток сетчатки приводит к потере их аксонов — RNFL1). Около 50% всех ганглиозных клеток сетчатки сосредоточено в центральной области макулы диаметром 20°, и даже при ранней глаукоме около 50% ганглиозных клеток сетчатки уже утрачено.
Оцениваемые слои RNFL включают RNFL, слой ганглиозных клеток (GCL) и внутренний плексиформный слой (IPL), которые вместе называются комплексом ганглиозных клеток (GCC)6). Некоторые приборы используют комплекс GCL+IPL (GCIPL) в качестве диагностического параметра.
Толщина cpRNFL : измерение толщины RNFL с помощью кругового сканирования вокруг диска зрительного нерва. Отображается на графике TSNIT, в норме имеет бимодальный паттерн в верхнем и нижнем направлениях1)
Карта толщины : картографическое отображение перипапиллярной толщины RNFL на основе растрового сканирования. Наиболее высокая чувствительность выявления локальных участков истончения RNFL
Карта значимости : цветовое кодирование аномальных участков при сравнении с нормальной базой данных. Следует остерегаться ложноположительных результатов (red disease)
BMO-MRW : оценка ширины ободка на основе отверстия мембраны Бруха. Отличная воспроизводимость
Меры предосторожности при измерении
Эффект пола : при далеко зашедшей глаукоме показатели ОКТ перестают изменяться. Макулярные параметры демонстрируют более позднее наступление эффекта пола по сравнению с толщиной RNFL3)6)
Возрастные изменения : толщина RNFL уменьшается с возрастом примерно на 0,5 мкм/год. Большинство коммерческого программного обеспечения не проводит возрастную коррекцию2)3)
Совместимость между приборами : показатели измерений несовместимы между различными моделями ОКТ1)2)3)
Влияние миопии : при высокой миопии толщина RNFL занижается из-за эффекта увеличения, что легко приводит к ложноположительным результатам1)
ROTA может дополнить ограничения этих традиционных методов, интегрируя не только толщину RNFL, но и информацию об отражательной способности. В частности, функция коррекции длины оси снижает ложноположительные результаты при миопии, а визуализация хода пучков волокон на большой площади обещает анализ, менее подверженный эффекту пола.
В исследовании с участием нескольких глаз сравнивались 531 глаз 363 пациентов с дефектами RNFL и 315 глаз 177 здоровых лиц с помощью ROTA, ОКТ и бескрасной фотографии. Чувствительность ROTA для выявления глаукомы составила 98,9% (95% ДИ: 95,4–100,0%), что значительно превышает 79,3% бескрасной фотографии. Специфичность ROTA составила 94,3% (95% ДИ: 91,3–97,2%), что выше, чем у перипапиллярной толщины RNFL (87,9%) и GC-IPL (78,1%).
В исследовании Su и соавт. были оценены 600 глаз пациентов с глазной гипертензией. При клиническом осмотре диска зрительного нерва и анализе ОКТ ни в одном случае не было выявлено дефекта RNFL, однако анализ ROTA выявил дефект RNFL в 10,8% случаев. Наиболее частым местом дефекта был верхний дугообразный пучок. Пожилой возраст и высокое стандартное отклонение паттерна были значимо связаны с дефектом RNFL по данным ROTA.
Вовлечение папилломакулярного пучка при начальной глаукоме
В другом исследовании Leung и соавт. были обследованы 204 глаза с начальной глаукомой (MD ≥ −6 дБ). В 71,6% случаев был выявлен дефект слоя нервных волокон сетчатки (СНВС) с вовлечением папилломакулярного пучка, в 17,2% — дефект СНВС с вовлечением папиллофовеолярного пучка. Дефекты СНВС не ограничивались полуретиной, а также затрагивали фовеа и макулу, и ROTA выявила это обширное повреждение нервов.
Дифференциальная диагностика с неглаукомными оптическими нейропатиями
ROTA может визуализировать исчезновение пучков волокон СНВС, соответствующих области бледности края диска зрительного нерва. Неартериитная передняя ишемическая оптическая нейропатия (NAION) и оптический неврит имеют характерные паттерны бледности края диска, поэтому ожидается их дифференциация от глаукомы с помощью ROTA. Даже в случаях друз диска зрительного нерва или отека СНВС ROTA может выявить дефекты СНВС.
Валидация внешней обоснованности диагностической способности ROTA в крупных многоцентровых исследованиях
Внедрение алгоритма ROTA в коммерческое программное обеспечение ОКТ
Оценка способности выявления прогрессирования глаукомы в продольных исследованиях
Интеграция с автоматической диагностикой на основе ИИ
QЭффективна ли ROTA при миопических глазах?
A
Алгоритм ROTA имеет функцию коррекции осевой длины, что позволяет снизить количество ложноположительных результатов при миопии, что является проблемой при традиционном анализе ОКТ. В то время как традиционное измерение толщины СНВС склонно к ложноположительным результатам при высокой миопии из-за эффекта увеличения 1), сообщается, что ROTA уменьшает ложноположительное выявление дефектов СНВС и аномалий ГК-ВПС благодаря коррекции осевой длины. Однако при помутнении оптических сред точность может снижаться из-за ухудшения качества изображения.
