Oxymap T1
ภาพรวม: เครื่องวัดออกซิเจนในจอประสาทตาเชิงพาณิชย์ที่เป็นตัวแทน
วิธีการ: ประกอบด้วยกล้องถ่ายภาพจอประสาทตาแบบไม่ขยายม่านตาร่วมกับกล้องสองความยาวคลื่น
คุณสมบัติ: ได้รับการรับรองจาก FDA มีประวัติการใช้งานในการศึกษาทางคลินิกจำนวนมาก 1)2)
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)
เป็นการตรวจที่ใช้แสงหลายความยาวคลื่นจากกล้องถ่ายภาพจอประสาทตา และคำนวณความอิ่มตัวของออกซิเจนจากความแตกต่างของปริมาณการดูดกลืนแสงระหว่างฮีโมโกลบินที่มีออกซิเจนและฮีโมโกลบินที่ไม่มีออกซิเจนในหลอดเลือดจอประสาทตา ไม่ต้องเจาะเลือดหรือใช้สารทึบรังสี และใช้เวลาไม่กี่นาทีจึงเสร็จสิ้น
ค่าอ้างอิงของหลอดเลือดจอประสาทตาในคนปกติมีดังนี้: 2)
| ตำแหน่ง | ความอิ่มตัวของออกซิเจน |
|---|---|
| หลอดเลือดแดง | ประมาณ 92% |
| หลอดเลือดดำ | ประมาณ 55% |
ความแตกต่างระหว่างหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำ (ตัวบ่งชี้การใช้ออกซิเจน) อยู่ที่ประมาณ 37 จุดเปอร์เซ็นต์ ค่านี้เป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการประเมินในโรคต่างๆ
ด้านล่างนี้เป็นสรุปรูปแบบการเปลี่ยนแปลงของ SO₂ ที่เป็นลักษณะเฉพาะของโรคตาแต่ละชนิด
| โรค | หลอดเลือดแดง | หลอดเลือดดำ | ความสำคัญหลัก |
|---|---|---|---|
| จอประสาทตาเสื่อมจากเบาหวาน | ไม่เปลี่ยนแปลงถึงเพิ่มขึ้นเล็กน้อย | เพิ่มขึ้น | ตัวบ่งชี้ความผิดปกติของเมตาบอลิซึม |
| ต้อหินความดันปกติ | ลดลง | ไม่เปลี่ยนแปลงถึงลดลง | บ่งชี้ภาวะขาดเลือดของประสาทตา |
| โรคหลอดเลือดดำจอประสาทตาอุดตัน | ไม่มีการเปลี่ยนแปลง | เพิ่มขึ้น | ประเมินตำแหน่งที่อุดตัน |
| จอประสาทตาเสื่อมตามอายุ | มีการเปลี่ยนแปลง | มีการเปลี่ยนแปลง | การไหลเวียนเลือดคอรอยด์ไม่เพียงพอ |
| จอประสาทตาเสื่อมชนิดสีผง | ลดลง | ลดลง | การเผาผลาญโดยรวมลดลง |
หลอดเลือดจอประสาทตาสะท้อนการไหลเวียนของระบบ ดังนั้นจึงพบการเปลี่ยนแปลงที่มีลักษณะเฉพาะในโรคทางระบบนอกตาได้เช่นกัน
| โรค | ผลการตรวจที่สำคัญ |
|---|---|
| โรคอัลไซเมอร์ | SO₂ ในหลอดเลือดแดงเพิ่มขึ้น (ประมาณ 94.2%) |
| โรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง | SO₂ ในหลอดเลือดแดงและดำลดลง |
| โรคไตเรื้อรัง | มีการเปลี่ยนแปลงของ SO₂ |
ปัจจุบันยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและยังไม่ได้รับการยอมรับเป็นเครื่องมือวินิจฉัย มีรายงานการเพิ่มขึ้นของ SO₂ ในหลอดเลือดแดงในโรคอัลไซเมอร์ แต่ความแม่นยำในการวินิจฉัยเพียงอย่างเดียวยังไม่เพียงพอ และจำเป็นต้องใช้ร่วมกับการตรวจทางระบบประสาทอื่นๆ ดูรายละเอียดในหัวข้อ «แนวโน้มในอนาคต»
ค่าการวัดออกซิเจนในจอประสาทตาได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย ในการแปลผล จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยรบกวนเหล่านี้
หลักการพื้นฐานของการวัดค่าออกซิเจนในจอประสาทตาคือการวัดสเปกโตรโฟโตเมตรีแบบสองความยาวคลื่นตามกฎของแลมเบิร์ต-เบียร์ 1)2)
ฮีโมโกลบินที่มีออกซิเจน (oxyHb) และฮีโมโกลบินที่ไม่มีออกซิเจน (deoxyHb) มีสเปกตรัมการดูดกลืนแสงที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะ:
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)
เครื่องวัดออกซิเจนในเลือดชนิดปลายนิ้ววัด SO₂ ของเลือดแดงในระบบไหลเวียนส่วนปลายทั้งหมด เช่น ปลายนิ้ว ในขณะที่เครื่องวัดออกซิเจนในจอประสาทตาวัด SO₂ เฉพาะที่ในหลอดเลือดจอประสาทตาแต่ละเส้น (ทั้งหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำ) ที่อวัยวะรับภาพ ความแตกต่างหลักคือไม่เพียงแต่ประเมินสถานะออกซิเจนทั่วร่างกาย แต่ยังประเมินเมแทบอลิซึมของออกซิเจนเฉพาะที่ของจอประสาทตาและการมีอยู่ของความผิดปกติของหลอดเลือดด้วย
การวัดออกซิเจนในจอประสาทตากำลังถูกวิจัยในฐานะเครื่องมือประเมินผลการรักษา
หลังจากทำการจี้แสงจอประสาทตา (การรักษาด้วยเลเซอร์) สำหรับจอประสาทตาเสื่อมจากเบาหวาน ได้รับการยืนยันว่ามีการลดลงของ SO₂ ในหลอดเลือดดำ (การเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางปกติ)1)2) เชื่อกันว่าเมื่อเนื้อเยื่อจอประสาทตาที่มีความผิดปกติของเมแทบอลิซึมถูกทำลายโดยการจี้แสง ความต้องการออกซิเจนของจอประสาทตาที่เหลือจะเปลี่ยนไป และ SO₂ ในหลอดเลือดดำจะดีขึ้น การติดตามการเปลี่ยนแปลงนี้คาดว่าจะให้การประเมินประสิทธิผลของการรักษาอย่างเป็นกลาง
มีรายงานว่าพบการเปลี่ยนแปลงของ SO₂ ในหลอดเลือดแดงจอประสาทตาหลังจากให้ยับยั้งเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮเดรส (CAI) ซึ่งใช้รักษาโรคต้อหิน 1) มีข้อเสนอแนะว่า CAI มีฤทธิ์ในการเพิ่มการไหลเวียนเลือดที่จอประสาทตานอกเหนือจากฤทธิ์ลดความดันลูกตา และการวัดออกซิเจนในจอประสาทตาอาจเป็นเครื่องมือที่ไม่รุกล้ำในการประเมินผลต่อหลอดเลือดนี้
การส่งออกซิเจนไปยังจอประสาทตานั้นมาจากสองระบบที่แตกต่างกันทางกายวิภาค โครงสร้างคู่นี้ยังเป็นปัจจัยที่ทำให้การตีความค่าออกซิเมตรีของจอประสาทตามีความซับซ้อน 2)
เซลล์รับแสงเป็นเซลล์ที่ใช้ออกซิเจนมากที่สุดในลูกตา แต่แหล่งออกซิเจนของมันคือคอรอยด์ และไม่สามารถวัดได้โดยตรงด้วยการวัดออกซิเจนในจอประสาทตาโดยใช้กล้องถ่ายภาพจอประสาทตาทั่วไป นี่คือสาเหตุที่การวิจัยเกี่ยวกับการวัด SO₂ ของคอรอยด์โดยใช้ vis-OCT และ OCT แบบลึกกำลังก้าวหน้า
SO₂ ของชั้นในจอประสาทตาไม่ได้สะท้อนสถานะการใช้ออกซิเจนของเซลล์รับแสงโดยตรง แต่สะท้อนกิจกรรมเมแทบอลิซึมของเซลล์ประสาทและเซลล์เกลียในชั้นใน ควรคำนึงถึงสิ่งนี้เมื่อตีความ
การวัดออกซิเจนในจอประสาทตาในปัจจุบันมีข้อท้าทายในด้านช่วงการวัด ความสะดวกในการใช้งาน และความสามารถในการทำซ้ำ การพัฒนาเทคโนโลยีต่อไปนี้กำลังดำเนินการอยู่ 1)
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
ปัจจุบันยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัย ในโรคจอประสาทตาเสื่อมจากเบาหวาน มีรายงานว่าพบการเพิ่มขึ้นของ SO₂ ในหลอดเลือดดำก่อนที่การเปลี่ยนแปลงทางคลินิกจะชัดเจน ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพในการเป็นตัวบ่งชี้การเปลี่ยนแปลงในระยะเริ่มต้นมาก อย่างไรก็ตาม การกำหนดให้เป็นการตรวจคัดกรองมาตรฐานจำเป็นต้องมีการศึกษาในวงกว้างเพิ่มเติม