ข้ามไปยังเนื้อหา
จอประสาทตาและวุ้นตา

การวัดออกซิเจนในจอตา

การวัดออกซิเจนในจอประสาทตา (retinal oximetry) เป็นเทคนิคการตรวจวัดความอิ่มตัวของออกซิเจน (SO₂) ในหลอดเลือดจอประสาทตาแบบไม่รุกล้ำ ลักษณะเด่นคือสามารถประเมินปริมาณออกซิเจนภายในหลอดเลือดได้โดยใช้กล้องถ่ายภาพจอประสาทตาและซอฟต์แวร์วิเคราะห์เชิงแสงเท่านั้น โดยไม่ต้องเจาะเลือดหรือใช้สารทึบรังสี 1)2)

การวิจัยพื้นฐานของเทคนิคนี้ดำเนินการโดย Hickam และคณะในปี 1959 2) ต่อมา การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติได้ก้าวหน้าขึ้นพร้อมกับการพัฒนาเทคโนโลยีการประมวลผลภาพดิจิทัล และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความแม่นยำได้รับการปรับปรุงผ่านการบูรณาการกับเทคโนโลยีการวิเคราะห์ด้วย AI 1)

พื้นฐานทางทฤษฎีของการวัดคือสเปกโทรสโกปีแบบสองความยาวคลื่นตามกฎของแลมเบิร์ต-เบียร์ ซึ่งใช้ความแตกต่างของสเปกตรัมการดูดกลืนแสงระหว่างฮีโมโกลบินที่มีออกซิเจนและฮีโมโกลบินที่ไม่มีออกซิเจน (ดู รายละเอียดหลักการทางเทคนิค)

Q การวัดออกซิเจนในจอประสาทตาเป็นการตรวจแบบใด
A

เป็นการตรวจที่ใช้แสงหลายความยาวคลื่นจากกล้องถ่ายภาพจอประสาทตา และคำนวณความอิ่มตัวของออกซิเจนจากความแตกต่างของปริมาณการดูดกลืนแสงระหว่างฮีโมโกลบินที่มีออกซิเจนและฮีโมโกลบินที่ไม่มีออกซิเจนในหลอดเลือดจอประสาทตา ไม่ต้องเจาะเลือดหรือใช้สารทึบรังสี และใช้เวลาไม่กี่นาทีจึงเสร็จสิ้น

ค่าอ้างอิงของหลอดเลือดจอประสาทตาในคนปกติมีดังนี้: 2)

ตำแหน่งความอิ่มตัวของออกซิเจน
หลอดเลือดแดงประมาณ 92%
หลอดเลือดดำประมาณ 55%

ความแตกต่างระหว่างหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำ (ตัวบ่งชี้การใช้ออกซิเจน) อยู่ที่ประมาณ 37 จุดเปอร์เซ็นต์ ค่านี้เป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการประเมินในโรคต่างๆ

ด้านล่างนี้เป็นสรุปรูปแบบการเปลี่ยนแปลงของ SO₂ ที่เป็นลักษณะเฉพาะของโรคตาแต่ละชนิด

โรคหลอดเลือดแดงหลอดเลือดดำความสำคัญหลัก
จอประสาทตาเสื่อมจากเบาหวานไม่เปลี่ยนแปลงถึงเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเพิ่มขึ้นตัวบ่งชี้ความผิดปกติของเมตาบอลิซึม
ต้อหินความดันปกติลดลงไม่เปลี่ยนแปลงถึงลดลงบ่งชี้ภาวะขาดเลือดของประสาทตา
โรคหลอดเลือดดำจอประสาทตาอุดตันไม่มีการเปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้นประเมินตำแหน่งที่อุดตัน
จอประสาทตาเสื่อมตามอายุมีการเปลี่ยนแปลงมีการเปลี่ยนแปลงการไหลเวียนเลือดคอรอยด์ไม่เพียงพอ
จอประสาทตาเสื่อมชนิดสีผงลดลงลดลงการเผาผลาญโดยรวมลดลง
  • โรคจอประสาทตาเสื่อมจากเบาหวาน (DR): มีลักษณะเด่นคือค่า SO₂ ในหลอดเลือดดำสูงขึ้น สันนิษฐานว่าความผิดปกติของเมตาบอลิซึมของจอประสาทตาทำให้การใช้ออกซิเจนลดลง ส่งผลให้ออกซิเจนในเลือดดำถูกใช้น้อยลง ทำให้ค่า SO₂ ในหลอดเลือดดำสูงขึ้น1)
  • โรคต้อหินความดันปกติ (NTG): มีรายงานการลดลงของ SO₂ ในหลอดเลือดแดง ซึ่งบ่งชี้ถึงความสัมพันธ์กับการไหลเวียนเลือดที่ไม่เพียงพอและการขาดออกซิเจนไปยังเส้นประสาทตา 1)
  • ภาวะหลอดเลือดดำจอประสาทตาอุดตัน (RVO): พบระดับ SO₂ ในหลอดเลือดดำเพิ่มขึ้นบริเวณที่อุดตัน อาจพบการเปลี่ยนแปลงทั้งในหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำ 1)2)
  • จอประสาทตาเสื่อมตามอายุ (AMD): มีรายงานการเปลี่ยนแปลงที่สะท้อนถึงความผิดปกติของการไหลเวียนเลือดในคอรอยด์ 1)
  • จอประสาทตาเสื่อมชนิดสี (RP): การเสื่อมและการสูญเสียเซลล์รับแสงทำให้การใช้ออกซิเจนของจอประสาทตาทั้งหมดลดลง ส่งผลให้ SO₂ ในทั้งหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำลดลง 1)

หลอดเลือดจอประสาทตาสะท้อนการไหลเวียนของระบบ ดังนั้นจึงพบการเปลี่ยนแปลงที่มีลักษณะเฉพาะในโรคทางระบบนอกตาได้เช่นกัน

โรคผลการตรวจที่สำคัญ
โรคอัลไซเมอร์SO₂ ในหลอดเลือดแดงเพิ่มขึ้น (ประมาณ 94.2%)
โรคปอดอุดกั้นเรื้อรังSO₂ ในหลอดเลือดแดงและดำลดลง
โรคไตเรื้อรังมีการเปลี่ยนแปลงของ SO₂
  • โรคอัลไซเมอร์ (AD): มีรายงานว่า SO₂ ในหลอดเลือดแดงเฉลี่ย 94.2% ซึ่งสูงกว่าคนปกติ 1)3) มีการเสนอว่าการเผาผลาญจอประสาทตาที่ลดลงซึ่งสัมพันธ์กับความเสื่อมของระบบประสาทอาจทำให้การใช้ออกซิเจนลดลง
  • โรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD): สะท้อนภาวะขาดออกซิเจนทั่วร่างกาย ทำให้ SO₂ ในหลอดเลือดจอประสาทตาลดลง 1)
  • โรคไตเรื้อรัง (CKD): มีรายงานการเปลี่ยนแปลงของ SO₂ ที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของไตบกพร่อง 1)
Q สามารถใช้การวัดออกซิเจนในจอประสาทตาเพื่อวินิจฉัยโรคอัลไซเมอร์ได้หรือไม่?
A

ปัจจุบันยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและยังไม่ได้รับการยอมรับเป็นเครื่องมือวินิจฉัย มีรายงานการเพิ่มขึ้นของ SO₂ ในหลอดเลือดแดงในโรคอัลไซเมอร์ แต่ความแม่นยำในการวินิจฉัยเพียงอย่างเดียวยังไม่เพียงพอ และจำเป็นต้องใช้ร่วมกับการตรวจทางระบบประสาทอื่นๆ ดูรายละเอียดในหัวข้อ «แนวโน้มในอนาคต»

ค่าการวัดออกซิเจนในจอประสาทตาได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย ในการแปลผล จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยรบกวนเหล่านี้

  • เส้นผ่านศูนย์กลางหลอดเลือด: มีขีดจำกัดล่างของเส้นผ่านศูนย์กลางหลอดเลือดที่วัดได้ การวัดที่เชื่อถือได้ทำได้ยากในหลอดเลือดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 50 ไมโครเมตร 2) การวัดในระดับเส้นเลือดฝอยมีข้อจำกัดด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน
  • ความขุ่นของเลนส์ (ต้อกระจก): การกระเจิงและการดูดซับแสงจากต้อกระจกส่งผลต่อค่าการวัด อาจทำให้เกิดค่าต่ำเทียม 1)
  • ความหนาของชั้นใยประสาทจอตา (RNFL): การเปลี่ยนแปลงความหนาของ RNFL ทำให้สภาพแวดล้อมทางแสงของหลอดเลือดเปลี่ยนไป ส่งผลต่อความแม่นยำในการวัด 1)2) ต้องระวังเป็นพิเศษในโรคที่มีความผิดปกติของเส้นประสาทตา เช่น ต้อหิน
  • ขนาดรูม่านตาและการกระเจิงภายในลูกตา: การขยายม่านตาไม่เพียงพอหรือมีความขุ่นของวุ้นตาก็ลดความแม่นยำในการวัด
  • ความโค้งและมุมเดินของหลอดเลือด: การเลือกตำแหน่งวัดต้องอาศัยประสบการณ์

หลักการวัด: กฎของแลมเบิร์ต-เบียร์และวิธีสองความยาวคลื่น

หัวข้อที่มีชื่อว่า “หลักการวัด: กฎของแลมเบิร์ต-เบียร์และวิธีสองความยาวคลื่น”

หลักการพื้นฐานของการวัดค่าออกซิเจนในจอประสาทตาคือการวัดสเปกโตรโฟโตเมตรีแบบสองความยาวคลื่นตามกฎของแลมเบิร์ต-เบียร์ 1)2)

ฮีโมโกลบินที่มีออกซิเจน (oxyHb) และฮีโมโกลบินที่ไม่มีออกซิเจน (deoxyHb) มีสเปกตรัมการดูดกลืนแสงที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะ:

  • จุดไอโซเบสติก (ประมาณ 570 นาโนเมตร): ความยาวคลื่นที่ค่าการดูดกลืนของ oxyHb และ deoxyHb เท่ากัน ใช้เป็นความยาวคลื่นอ้างอิง
  • ความยาวคลื่นไว (ประมาณ 600–640 นาโนเมตร): ความยาวคลื่นที่ความแตกต่างของการดูดกลืนระหว่าง oxyHb และ deoxyHb สูงสุด ใช้เป็นความยาวคลื่นวัด

ความอิ่มตัวของออกซิเจน (SO₂) คำนวณจากอัตราส่วนความหนาแน่นเชิงแสง (ODR) ที่ความยาวคลื่นทั้งสองนี้ 1) สรุปสมการดังนี้:

ODR = log(I_ref / I_meas_reference) / log(I_ref / I_meas_sensitive) SO₂ ∝ 1 − ODR (ค่าสัมประสิทธิ์กำหนดโดยการสอบเทียบเครื่องมือ)

การคำนวณนี้ทำสำหรับแต่ละพิกเซลของหลอดเลือด และสร้างแผนที่สีของ SO₂ ตามแนวหลอดเลือด

Oxymap T1

ภาพรวม: เครื่องวัดออกซิเจนในจอประสาทตาเชิงพาณิชย์ที่เป็นตัวแทน

วิธีการ: ประกอบด้วยกล้องถ่ายภาพจอประสาทตาแบบไม่ขยายม่านตาร่วมกับกล้องสองความยาวคลื่น

คุณสมบัติ: ได้รับการรับรองจาก FDA มีประวัติการใช้งานในการศึกษาทางคลินิกจำนวนมาก 1)2)

ระบบ Imedos

ภาพรวม: ระบบวิเคราะห์หลอดเลือดจอประสาทตาที่พัฒนาโดย Imedos ประเทศเยอรมนี

วิธีการ: วิเคราะห์หลอดเลือดจอประสาทตาด้วยการวัดสเปกโทรสโกปีแบบหลายความยาวคลื่น

คุณลักษณะ: สามารถวัดเส้นผ่านศูนย์กลางหลอดเลือดและความเร็วการไหลเวียนเลือดได้ด้วย 2)

vis-OCT

สรุป: เทคโนโลยีการวัดรุ่นต่อไปที่ประยุกต์ใช้ OCT แสงที่มองเห็นได้

วิธีการ: วัด SO₂ ด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่สูงโดยใช้ OCT แสงที่มองเห็นได้ (450–700 นาโนเมตร)

คุณลักษณะ: สามารถวัด SO₂ แยกตามชั้นและความลึก และกำลังวิจัยเพื่อประยุกต์ใช้กับคอรอยด์ 2)

Q เครื่องวัดออกซิเจนในเลือดชนิดปลายนิ้วกับเครื่องวัดออกซิเจนในจอประสาทตาต่างกันอย่างไร?
A

เครื่องวัดออกซิเจนในเลือดชนิดปลายนิ้ววัด SO₂ ของเลือดแดงในระบบไหลเวียนส่วนปลายทั้งหมด เช่น ปลายนิ้ว ในขณะที่เครื่องวัดออกซิเจนในจอประสาทตาวัด SO₂ เฉพาะที่ในหลอดเลือดจอประสาทตาแต่ละเส้น (ทั้งหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำ) ที่อวัยวะรับภาพ ความแตกต่างหลักคือไม่เพียงแต่ประเมินสถานะออกซิเจนทั่วร่างกาย แต่ยังประเมินเมแทบอลิซึมของออกซิเจนเฉพาะที่ของจอประสาทตาและการมีอยู่ของความผิดปกติของหลอดเลือดด้วย

การวัดออกซิเจนในจอประสาทตากำลังถูกวิจัยในฐานะเครื่องมือประเมินผลการรักษา

การติดตามหลังการจี้แสงสำหรับจอประสาทตาเสื่อมจากเบาหวาน

หัวข้อที่มีชื่อว่า “การติดตามหลังการจี้แสงสำหรับจอประสาทตาเสื่อมจากเบาหวาน”

หลังจากทำการจี้แสงจอประสาทตา (การรักษาด้วยเลเซอร์) สำหรับจอประสาทตาเสื่อมจากเบาหวาน ได้รับการยืนยันว่ามีการลดลงของ SO₂ ในหลอดเลือดดำ (การเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางปกติ)1)2) เชื่อกันว่าเมื่อเนื้อเยื่อจอประสาทตาที่มีความผิดปกติของเมแทบอลิซึมถูกทำลายโดยการจี้แสง ความต้องการออกซิเจนของจอประสาทตาที่เหลือจะเปลี่ยนไป และ SO₂ ในหลอดเลือดดำจะดีขึ้น การติดตามการเปลี่ยนแปลงนี้คาดว่าจะให้การประเมินประสิทธิผลของการรักษาอย่างเป็นกลาง

การติดตามผลหลังการให้ยับยั้งเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮเดรส (CAI) สำหรับโรคต้อหิน

หัวข้อที่มีชื่อว่า “การติดตามผลหลังการให้ยับยั้งเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮเดรส (CAI) สำหรับโรคต้อหิน”

มีรายงานว่าพบการเปลี่ยนแปลงของ SO₂ ในหลอดเลือดแดงจอประสาทตาหลังจากให้ยับยั้งเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮเดรส (CAI) ซึ่งใช้รักษาโรคต้อหิน 1) มีข้อเสนอแนะว่า CAI มีฤทธิ์ในการเพิ่มการไหลเวียนเลือดที่จอประสาทตานอกเหนือจากฤทธิ์ลดความดันลูกตา และการวัดออกซิเจนในจอประสาทตาอาจเป็นเครื่องมือที่ไม่รุกล้ำในการประเมินผลต่อหลอดเลือดนี้

6. รายละเอียดหลักการวัด: การให้ออกซิเจนสองระบบของจอประสาทตา

หัวข้อที่มีชื่อว่า “6. รายละเอียดหลักการวัด: การให้ออกซิเจนสองระบบของจอประสาทตา”

การส่งออกซิเจนไปยังจอประสาทตานั้นมาจากสองระบบที่แตกต่างกันทางกายวิภาค โครงสร้างคู่นี้ยังเป็นปัจจัยที่ทำให้การตีความค่าออกซิเมตรีของจอประสาทตามีความซับซ้อน 2)

  • ระบบหลอดเลือดแดงจอประสาทตาส่วนกลาง (การส่งเลือดชั้นใน): ส่งออกซิเจนไปยังชั้นในของจอประสาทตา (ตั้งแต่ชั้นเซลล์ปมประสาทถึงชั้นแกรนูลชั้นใน) การวัดออกซิเจนในจอประสาทตาสามารถวัดหลอดเลือดของระบบนี้ได้โดยตรง
  • ระบบเส้นเลือดฝอยคอรอยด์ (การส่งเลือดชั้นนอก): ส่งออกซิเจนไปยังชั้นนอกของจอประสาทตา (เซลล์รับแสงและเยื่อบุผิวรงควัตถุจอประสาทตา) การไหลเวียนของคอรอยด์มีอัตราการไหลของเลือดสูงมากและอัตราการสกัดออกซิเจนต่ำ

เซลล์รับแสงเป็นเซลล์ที่ใช้ออกซิเจนมากที่สุดในลูกตา แต่แหล่งออกซิเจนของมันคือคอรอยด์ และไม่สามารถวัดได้โดยตรงด้วยการวัดออกซิเจนในจอประสาทตาโดยใช้กล้องถ่ายภาพจอประสาทตาทั่วไป นี่คือสาเหตุที่การวิจัยเกี่ยวกับการวัด SO₂ ของคอรอยด์โดยใช้ vis-OCT และ OCT แบบลึกกำลังก้าวหน้า

SO₂ ของชั้นในจอประสาทตาไม่ได้สะท้อนสถานะการใช้ออกซิเจนของเซลล์รับแสงโดยตรง แต่สะท้อนกิจกรรมเมแทบอลิซึมของเซลล์ประสาทและเซลล์เกลียในชั้นใน ควรคำนึงถึงสิ่งนี้เมื่อตีความ

ความก้าวหน้าทางเทคนิค: มุมกว้าง, ไม่ต้องขยายม่านตา, และการวิเคราะห์ด้วย AI

หัวข้อที่มีชื่อว่า “ความก้าวหน้าทางเทคนิค: มุมกว้าง, ไม่ต้องขยายม่านตา, และการวิเคราะห์ด้วย AI”

การวัดออกซิเจนในจอประสาทตาในปัจจุบันมีข้อท้าทายในด้านช่วงการวัด ความสะดวกในการใช้งาน และความสามารถในการทำซ้ำ การพัฒนาเทคโนโลยีต่อไปนี้กำลังดำเนินการอยู่ 1)

  • การวัดออกซิเจนแบบมุมกว้าง: เมื่อรวมกับกล้องถ่ายภาพจอประสาทตามุมกว้าง การวัด SO₂ ในจอประสาทตาส่วนรอบเริ่มเป็นไปได้
  • ระบบวัดแบบไม่ต้องขยายม่านตา: ความแม่นยำในการวัดในสภาพแวดล้อมการตรวจที่ไม่ใช้ยาขยายม่านตากำลังได้รับการปรับปรุง
  • การวิเคราะห์ด้วย AI และการเรียนรู้ของเครื่อง: อัลกอริทึมสำหรับการวิเคราะห์แผนที่ SO₂ โดยอัตโนมัติและการจำแนกรูปแบบโรคโดยอัตโนมัติกำลังอยู่ระหว่างการพัฒนา

แนวโน้มในการใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับภาวะสมองเสื่อมและโรคทางระบบ

หัวข้อที่มีชื่อว่า “แนวโน้มในการใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับภาวะสมองเสื่อมและโรคทางระบบ”

จอประสาทตามีความคล้ายคลึงทั้งในด้านหน้าที่และกายวิภาคกับระบบประสาทส่วนกลาง (สมอง) ในฐานะที่เป็นส่วนต่อขยาย และบทบาทของมันในฐานะ ‘หน้าต่าง’ สำหรับโรคความเสื่อมของระบบประสาทกำลังได้รับความสนใจ 1)3)

Cheung และคณะ (2019) ได้สรุปการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและการทำงานของจอประสาทตาในโรคอัลไซเมอร์ โรคพาร์กินสัน และภาวะสมองเสื่อม และแสดงให้เห็นว่าจอประสาทตาสามารถเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่มีศักยภาพสำหรับโรคทางระบบประสาทเสื่อมเหล่านี้3) การรวมตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของจอประสาทตาหลายชนิดรวมถึงการวัดออกซิเจนในจอประสาทตา คาดว่าจะนำไปประยุกต์ใช้ในการคัดกรองภาวะสมองเสื่อมในระยะเริ่มต้นได้

ในโรคอัลไซเมอร์ มีรายงานการเพิ่มขึ้นของ SO₂ ในหลอดเลือดแดงจอประสาทตา (ประมาณ 94.2%) ซึ่งเชื่อว่าสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงของการเผาผลาญออกซิเจนที่เกี่ยวข้องกับความเสื่อมของระบบประสาท 1) อย่างไรก็ตาม เพื่อใช้เป็นเครื่องมือวินิจฉัย จำเป็นต้องมีการศึกษาระยะยาวเพื่อกำหนดความไวและความจำเพาะ

Q สิ่งนี้ช่วยในการตรวจหาโรคจอประสาทตาจากเบาหวานในระยะเริ่มต้นหรือไม่?
A

ปัจจุบันยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัย ในโรคจอประสาทตาเสื่อมจากเบาหวาน มีรายงานว่าพบการเพิ่มขึ้นของ SO₂ ในหลอดเลือดดำก่อนที่การเปลี่ยนแปลงทางคลินิกจะชัดเจน ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพในการเป็นตัวบ่งชี้การเปลี่ยนแปลงในระยะเริ่มต้นมาก อย่างไรก็ตาม การกำหนดให้เป็นการตรวจคัดกรองมาตรฐานจำเป็นต้องมีการศึกษาในวงกว้างเพิ่มเติม


  1. 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.
  2. 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.
  3. Cheung CY, Ikram MK, Chen C, Wong TY. Potential retinal biomarkers for dementia. Curr Opin Neurol. 2019;32(1):82-91.

คัดลอกข้อความบทความแล้ววางในผู้ช่วย AI ที่คุณต้องการใช้