Phân tích Kết cấu Quang học Lớp sợi thần kinh võng mạc (ROTA) là một thông số phân tích hình ảnh mới được phát triển. Nó thu thập cả độ dày và độ phản xạ của RNFL từ bản quét OCT tiêu chuẩn để tính toán dấu hiệu kết cấu quang học.
Để phát hiện tổn thương cấu trúc trong glôcôm, đo độ dày RNFL bằng OCT và chụp ảnh red-free đã được sử dụng tiêu chuẩn2)3). Tuy nhiên, độ chính xác đo của OCT còn hạn chế và không thể phân biệt hoàn toàn glôcôm với bình thường1). ROTA có tiềm năng khắc phục những hạn chế của các phương pháp thông thường này.
Mục
Phân tích RNFLOCT thông thường
ROTA
Đối tượng đánh giá
Chỉ độ dày RNFL
Độ dày + độ phản xạ
Phạm vi phân tích
Chu vi quanh gai thị
Quét raster diện rộng
Ưu điểm của ROTA là có thể làm rõ đường đi của các bó sợi hình cung, bó sợi gai thị-hoàng điểm và bó sợi xuyên tâm mũi cùng với kết cấu quang học trên một vùng rộng. Hơn nữa, thuật toán ROTA có thể phân biệt mạch máu võng mạc và RNFL.
Vì có thể phân tích bằng các phép đo thu được từ thiết bị OCT thương mại, nên có thể dễ dàng áp dụng vào thực hành lâm sàng hiện tại.
QROTA khác với phân tích OCT truyền thống như thế nào?
A
Phân tích OCT truyền thống tập trung vào đo lường định lượng độ dày RNFL, so sánh các giá trị thu được từ quét vòng quanh đĩa thị với cơ sở dữ liệu bình thường 2)3). ROTA tích hợp độ phản xạ (mật độ quang) ngoài độ dày RNFL và tính toán nó như một dấu hiệu kết cấu quang học. Điều này cho phép hình dung các mô hình đường đi của bó sợi trục trên diện rộng bao gồm bó sợi hình cung và bó sợi gai thị-hoàng điểm, giúp phát hiện các khiếm khuyết RNFL tinh vi khó phát hiện bằng các phương pháp truyền thống.
Thu được bản quét raster bao phủ vùng quanh đĩa thị và hoàng điểm bằng OCT
Phân đoạn ranh giới trước và sau của RNFL
Tính toán dấu hiệu kết cấu quang học (Sxy) từ các phép đo độ phản xạ và độ dày RNFL
Tạo bản đồ phân tích kết cấu, và thuật toán học máy phát hiện bất thường RNFL
Dấu hiệu kết cấu quang học được tính toán bằng cách sử dụng các phép đo mật độ quang tại vị trí võng mạc (x, y) và độ sâu (z). Các tham số như hàm biến đổi gamma, hàm hiệu chỉnh gamma và hằng số định sẵn tỷ lệ với độ dày mô RNFL được sử dụng.
Đánh giá diện rộng: Có thể đánh giá toàn diện đường đi của các bó sợi hình cung, bó sợi gai thị-hoàng điểm và bó sợi xuyên tâm mũi cùng với kết cấu quang học.
Phân biệt mạch máu và sợi thần kinh: Mạch máu võng mạc và bó sợi trục có dấu hiệu kết cấu quang học riêng, do đó ROTA có thể phân biệt chúng.
Hiệu chỉnh chiều dài trục: Thuật toán hiệu chỉnh chiều dài trục mắt, giảm dương tính giả ở mắt cận thị.
Tính khả thi: Có thể phân tích dữ liệu từ máy OCT thương mại, không cần thiết bị mới.
Hạn chế của ROTA
Đục môi trường quang học: Ở mắt có đục môi trường quang học như đục thủy tinh thể, chất lượng hình ảnh giảm.
Giả tạo do chuyển động: Chuyển động trong khi chụp OCT ảnh hưởng đến độ chính xác phân tích.
Giải thích chủ quan: Giải thích khiếm khuyết RNFL chứa yếu tố chủ quan, tương tự như chụp ảnh đỏ.
Đang trong quá trình triển khai lâm sàng: Việc triển khai trên phần mềm thương mại chưa phổ biến.
Hiện nay, SD-OCT và SS-OCT được sử dụng rộng rãi để đánh giá RNFL1)2)3). Ba nhóm thông số được đo: độ dày RNFL quanh gai thị, đầu thần kinh thị giác và lớp trong hoàng điểm2)3).
Kết quả OCT được phân loại thành ba mức: “trong giới hạn bình thường”, “ranh giới” và “ngoài giới hạn bình thường”3). Tuy nhiên, kết quả ngoài giới hạn bình thường không nhất thiết có nghĩa là glôcôm; cần giải thích trong bối cảnh lâm sàng2)3). Ở mắt cận thị nặng hoặc đĩa thị nghiêng, giả tạo và lỗi phân đoạn thường xảy ra2)3)5).
Vì sự tương ứng giữa đánh giá cấu trúc và kiểm tra thị trường chỉ là một phần, nên tránh chẩn đoán glôcôm chỉ dựa trên một xét nghiệm duy nhất2)3)4)5).
QROTA có được sử dụng rộng rãi trong lâm sàng không?
A
ROTA hiện là công nghệ đang trong giai đoạn nghiên cứu, chưa được triển khai rộng rãi trên phần mềm OCT thương mại. Tuy nhiên, thuật toán ROTA hoạt động trên dữ liệu tiêu chuẩn thu được từ máy OCT thương mại, do đó về mặt kỹ thuật có thể đưa vào môi trường lâm sàng hiện có. Việc thương mại hóa phần mềm và tích lũy các nghiên cứu xác nhận sẽ là chìa khóa cho sự phổ biến lâm sàng trong tương lai.
Trong bệnh glôcôm, xảy ra mất RNFL (lớp sợi thần kinh võng mạc) cùng với tổn thương tế bào hạch võng mạc1). Khoảng 50% tổng số tế bào hạch võng mạc tập trung ở vùng trung tâm 20° của hoàng điểm, và ngay cả trong glôcôm giai đoạn sớm, khoảng 50% tế bào hạch võng mạc đã biến mất.
Các lớp mục tiêu để đánh giá RNFLbao gồm ba lớp: RNFL, lớp tế bào hạch (GCL) và lớp đám rối trong (IPL), được gọi chung là phức hợp tế bào hạch (GCC) 6). Một số thiết bị sử dụng phức hợp GCL+IPL (GCIPL) làm thông số chẩn đoán.
Độ dày RNFL quanh gai thị (cpRNFL): Đo độ dày RNFL bằng cách quét vòng tròn quanh đĩa thị giác. Được hiển thị trên biểu đồ TSNIT, và ở mắt bình thường cho thấy mô hình hai đỉnh ở hướng trên và dưới 1).
Bản đồ độ dày (thickness map): Hiển thị bản đồ độ dày RNFL quanh gai thị từ quét raster. Có độ nhạy cao nhất để phát hiện các vùng mỏng cục bộ của RNFL.
Bản đồ ý nghĩa (significance map): Hiển thị các vùng bất thường bằng mã màu dựa trên so sánh với cơ sở dữ liệu bình thường. Cần chú ý đến dương tính giả (bệnh đỏ).
BMO-MRW: Đánh giá chiều rộng vành dựa trên lỗ màng Bruch. Có độ tái lập tuyệt vời.
Lưu ý khi đo
Hiệu ứng sàn (floor effect): Trong glôcôm giai đoạn tiến triển, các giá trị đo OCT không còn thay đổi. Các thông số hoàng điểm cho thấy hiệu ứng sàn muộn hơn so với độ dày RNFL3)6).
Thay đổi do tuổi tác: Độ dày RNFL mỏng đi khoảng 0,5 μm/năm khi lão hóa. Hầu hết phần mềm thương mại không thực hiện hiệu chỉnh tuổi 2)3).
Tương thích giữa các thiết bị: Không có sự tương thích về giá trị đo giữa các thiết bị OCT khác nhau 1)2)3).
Ảnh hưởng của cận thị: Ở mắt cận thị nặng, độ dày RNFL bị đánh giá thấp do hiệu ứng phóng đại, dễ dẫn đến dương tính giả 1).
ROTA có thể bổ sung cho các hạn chế của các phương pháp thông thường này bằng cách tích hợp thông tin phản xạ ngoài độ dày RNFL. Đặc biệt, chức năng hiệu chỉnh chiều dài trục được kỳ vọng sẽ giảm dương tính giả ở mắt cận thị, và việc hình dung các đường đi của bó sợi thần kinh trên diện rộng cho phép phân tích ít bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng sàn.
Trong một nghiên cứu đa mắt, ROTA, OCT và chụp ảnh red-free được so sánh trên 531 mắt của 363 bệnh nhân có khuyết tật RNFL và 315 mắt của 177 người khỏe mạnh. Độ nhạy phát hiện glôcôm của ROTA là 98,9% (KTC 95%: 95,4–100,0%), vượt trội so với chụp ảnh red-free là 79,3%. Độ đặc hiệu của ROTA là 94,3% (KTC 95%: 91,3–97,2%), cao hơn độ dày RNFL quanh gai thị (87,9%) và GC-IPL (78,1%).
Trong nghiên cứu của Su và cộng sự, 600 mắt của bệnh nhân tăng nhãn áp đã được đánh giá. Khám lâm sàng đĩa thị giác và phân tích OCT không cho thấy khuyết tật RNFL, nhưng phân tích ROTA phát hiện khuyết tật RNFL ở 10,8% trường hợp. Vị trí khuyết tật phổ biến nhất là bó sợi hình cung trên. Tuổi cao và độ lệch chuẩn mẫu cao có liên quan đáng kể đến khuyết tật RNFL trên ROTA.
Sự tham gia của bó hoàng điểm-gai thị trong glôcôm giai đoạn đầu
Trong một nghiên cứu khác của Leung và cộng sự, 204 mắt bị glôcôm giai đoạn sớm (MD ≥ −6 dB) đã được kiểm tra. 71,6% có khiếm khuyết RNFL liên quan đến bó sợi thần kinh gai thị-hoàng điểm, và 17,2% có khiếm khuyết RNFL liên quan đến bó sợi thần kinh gai thị-hố trung tâm. Khiếm khuyết RNFL không giới hạn ở một nửa võng mạc mà còn liên quan đến hố trung tâm và hoàng điểm, và ROTA đã phát hiện tổn thương thần kinh lan rộng này.
Phân biệt với bệnh thần kinh thị giác không do glôcôm
ROTA có thể mô tả sự biến mất của các bó sợi RNFL tương ứng với vùng nhạt màu của bờ đĩa thị giác. Vì bệnh thần kinh thị giác thiếu máu cục bộ trước không do viêm động mạch (NAION) và viêm dây thần kinh thị giác có các kiểu nhạt màu bờ đĩa đặc trưng, ROTA được kỳ vọng sẽ giúp phân biệt với glôcôm. Ngay cả trong các trường hợp có drusen đĩa thị giác hoặc phù RNFL, ROTA vẫn có thể xác định khiếm khuyết RNFL.
Xác nhận giá trị ngoại của khả năng chẩn đoán ROTA thông qua các nghiên cứu đa trung tâm quy mô lớn
Triển khai thuật toán ROTA vào phần mềm OCT thương mại
Đánh giá khả năng phát hiện tiến triển glôcôm thông qua các nghiên cứu dọc
Tích hợp với chẩn đoán tự động dựa trên AI
QROTA có hiệu quả ở mắt cận thị không?
A
Thuật toán ROTA có chức năng hiệu chỉnh chiều dài trục, giúp giảm dương tính giả ở mắt cận thị, vốn là vấn đề trong phân tích OCT thông thường. Trong đo độ dày RNFL thông thường, dương tính giả dễ xảy ra ở cận thị nặng do hiệu ứng phóng đại 1), nhưng đã có báo cáo rằng ROTA làm giảm phát hiện dương tính giả của khiếm khuyết RNFL và bất thường GC-IPL thông qua hiệu chỉnh chiều dài trục. Tuy nhiên, nếu có đục môi trường khúc xạ, độ chính xác sẽ bị ảnh hưởng do chất lượng hình ảnh giảm.
