Мачехин В.А.

Тамбовский филиал ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Рассказовское шоссе, 1, Тамбов, 392000, Российская Федерация; ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина», Медицинский институт, ул. Советская, 93, Тамбов, 392000, Российская Федерация

Фабрикантов О.Л.

Тамбовский филиал ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Рассказовское шоссе, 1, Тамбов, Российская Федерация, 392000; ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина», Медицинский институт, ул. Советская, 93, Тамбов, Российская Федерация, 392000

Львов В.А.

Тамбовский филиал ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Рассказовское шоссе, 1, Тамбов, 392000, Российская Федерация

Возможности оптической когерентной томографии при глаукоме

Журнал: Вестник офтальмологии. 2019;135(2): 130-137

Просмотров : 301

Загрузок : 15

Как цитировать

Мачехин В. А., Фабрикантов О. Л., Львов В. А. Возможности оптической когерентной томографии при глаукоме. Вестник офтальмологии. 2019;135(2):130-137.
Machekhin V A, Fabrikantov O L, L’vov V A. Applications of optical coherence tomography in glaucoma. Vestnik Oftalmologii. 2019;135(2):130-137.
https://doi.org/10.17116/oftalma2019135021130

Авторы:

Мачехин В.А.

Тамбовский филиал ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Рассказовское шоссе, 1, Тамбов, 392000, Российская Федерация; ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина», Медицинский институт, ул. Советская, 93, Тамбов, 392000, Российская Федерация

Все авторы (3)

Практически до 90-х годов прошлого века оценка слоя нервных волокон сетчатки носила чисто описательный характер, и лучшим методом для выявления дефектов в слое нервных волокон сетчатки был фотографический метод. Однако фотографии давали только двухмерную информацию, которая оставалась по сути описательным методом.

Между тем в начале 90-х годов прошлого века появился совершенно новый метод неинвазивной диагностики патологических изменений в тканях глаза, получивший название «оптическая когерентная томография» (ОКТ), а в 1995—1996 гг. компания «Carl Zeiss Meditec» (США) создала соответствующий прибор, который получил название Stratus OCT.

Первые публикации по использованию прототипов ОКТ на небольшом клиническом материале [1—3] показали, что применение новой технологии низкокогерентной интерферометрии и ультразвукового сканирования дают возможность получить изображения глубоких микроструктур сетчатки с высокой разрешающей способностью.

Было проведено сравнительное исследование результатов ОКТ у пациентов с нормальной анатомией сетчатки, показавшее, что данный метод позволяет увидеть поперечную морфологическую структуру фовеа и оптического диска, прилежащую структуру сетчатки, нормальные анатомические вариации в толщине сетчатки и нервных волокон сетчатки с глубиной разрешения 10 мкм [2].

Используя прототип ОКТ, который давал изображение 3-mm-deep ×100-pixel-wide в течение 2,5 с, было проведено исследование 11 нормальных и 10 глаукомных глаз у 21 пациента [3, 4]. Авторы отметили высокую воспроизводимость полученных измерений толщины нервных волокон (NFL) и толщины сетчатки при оптимальном диаметре перипапиллярной области, равном 3,4 мм. Эти данные были заметно лучше применяемых в то время приборов, производимых различными фирмами: Glaucoma-Scope («Ophthalmic Imaging Systems», США), Confocal scanning laser ophthalmoscopes («Laser Diagnostic Technologies», США) и др. Отличие ОКТ от вышеуказанных технологий заключалось в получении поперечных изображений сетчатки, что позволяло измерить непосредственно NFL сетчатки, а компьютерная программа проводила измерение NFL по квадрантам и 12-часовым поясам.

Впервые был проведен анализ 6 глаз у 6 больных с хронической первичной открытоугольной глаукомой (ПОУГ) с использованием ОКТ первого поколения («Zeiss-Humphrey», San Leandro, США) [5], который показал, что в парных здоровых глазах толщина сетчатки составила в среднем 240 мкм, в то время как в глаукомных глазах она была заметно меньше — 171 мкм. Был сделан вывод, что ОКТ позволяет не только демонстрировать срез сетчатки, но и проводить измерения толщины слоя нервных волокон сетчатки (RNFL), позволяя выявить даже небольшие локальные изменения. С этих пор стало появляться много работ, касающихся использования ОКТ в диагностике глаукомы и ее сравнения с данными гейдельбергской ретинотомографии (HRT) при обследовании больных глаукомой, с подозрением на глаукому и лиц со здоровыми глазами. В большинстве работ указывалось на одинаковые диагностические возможности обоих методов, несмотря на то что величины параметров в цифровом выражении отличались друг от друга [6—12].

Сравнение различных моделей ОКТ

G. Wollstein и соавт. [13] c помощью прототипа ОКТ и коммерческого оборудования OКT 2000 (ОКТ 2) провели ретроспективный анализ перипапиллярной сетчатки и толщины RNFL на 64 глазах (37 пациентов) с глаукомой и подозрением на глаукому под контролем компьютерной периметрии в течение 4,7 года (медиана) с периодичностью каждые 6 мес. Прогрессированием поля зрения считалось, если МD увеличивалось по сравнению с предыдущим на 2 dB, а толщина RNFL уменьшалась на 2 мкм. Различия между линейной регрессией параметров в глаукомных глазах и при подозрении на глаукому не было выявлено, однако статистический анализ по методу Каплана—Мейера выявил более высокую скорость прогрессии по данным ОКТ, чем по данным поля зрения. В 66% глаз в течение всего срока наблюдения не было отмечено изменений, в 22% — выявлена динамика только по данным ОКТ, в 9% — только по данным компьютерной периметрии (КП) и в 3% — по данным ОКТ и КП.

V. Guedes и соавт. [14] на большом материале (534 глаза, 367 пациентов), разделенном на группы нормы, с подозрением на глаукому, с начальной и выраженной глаукомой, с помощью прототипа ОКТ и коммерческого ОКТ 1 («Zeiss-Humphrey», Ирландия, США) провели исследование макулы и RNFL на одних и тех же глазах в один и тот же день. Было выявлено, что и макула, и RNFL имеют высокую статистически выраженную корреляцию с глаукомой, хотя RNFL показала более сильную связь. При этом выявлено хорошее соответствие по данным коммерческого образца и прототипа ОКТ. Одновременно авторы ссылаются на проведенные ранее подробные морфологические исследования макулярной области на глазах обезьян [15—18].

F. Medeiros и соавт. [19] на 183 нормальных и глаукомных глазах пациентов провели сравнение трех коммерчески доступных для офтальмологов аппаратов: сканирующего лазерного поляриметра (GDx VCC), конфокального сканирующего лазерного офтальмоскопа (HRT 2, Heidelberg Retina Tomograph) и оптического когерентного томографа Stratus OCT («Carl Zeiss Meditec, Inc», Ирландия, США). Все три метода выявили статистически достоверное различие между параметрами нормальных и глаукомных глаз, а также отсутствие различий, по данным ROC-анализа, между лучшими параметрами, которые составили: для индикатора нервных волокон GDx VCC — 0,91; RNFL в нижнем секторе, по данным Stratus OCT, — 0,92 и для линейной дискриминантной функции, по данным HRT 2, — 0,86.

S. Arthur и соавт. [20] провели сравнение горизонтального и вертикального диаметров диска зрительного нерва (ДЗН) у пациентов с нормальными и глаукомными глазами, полученных с помощью субъективного (стереофотографирование) и объективных методов исследования (HRT 2 и Stratus OCT). Как и следовало ожидать, были получены разные результаты, связанные с особенностями методов определения этих параметров. Так, наибольшая величина горизонтального и вертикального диаметров ДЗН в нормальных глазах была получена с помощью прибора Stratus OCT — 0,50 и 0,43 мкм соответственно; по данным HRT 2 размеры диаметров были меньше — 0,43 и 0,26 мкм, по данным стереофотографирования — 0,32 и 0,33 мкм.

R. Abe и соавт. [21] отметили, что начальная версия технологии ОКТ была названа time-domain OCT (TD-OCT) (Stratus OCT, «Carl Zeiss Meditec Inc», Ирландия, США). Этот прибор позволял получить 400 сканов в 1 с с разрешающей продольной способностью 8—10 мкм и поперечной — около 20 мкм. В отличие от него, последующие приборы типа spectral domain OCT (SD-OCT) — Cirrus SD-OCT, RTVue SD-OCT, Fourier domen OCT, Swept-source OCT — обладают скоростью сканирования в 50—100 раз быстрее. Большим недостатком TD-OCT было то, что измерение RNFL через какое-то время часто производилось не в тех положениях, что в начальном исследовании. Значительное повышение скорости и разрешающей способности SD-OCT существенно улучшило возможности регистрации изображения при повторных исследованиях, т. е. анатомические знаки позволили более точно определить то же самое изображение, как и при предыдущих измерениях. Хотя метод расчета различных параметров подобен расчетам на всех приборах ОКТ, каждый прибор обладает своей уникальной нормативной базой, и имеется большое различие в клинической характеристике глаз, включенных в базу данных.

Во многих работах уделяется большое внимание не только RNFL, но и новому параметру, получившему название «комплекс ганглиозных клеток» (GCC), который определяется как комбинация нервных волокон, ганглиозных клеток и внутреннего плексиформного слоя сетчатки. Практически во всех работах утверждается, что эти параметры были лучшими для выявления глаукомы по сравнению с параметрами ДЗН [22—26]. Исследования также показали, что SD-OCT позволяет анализировать такие параметры, как GCC макулы в целом, а также в верхней и нижней половине макулы, процент локальных и глобальных потерь GCC, и обладает лучшими возможностями в диагностике глаукомы по сравнению с TD-OCT, имея высокую скорость сканирования, более высокую разрешающую способность и уменьшая артефакты получаемых изображений, связанных с саккадическим движением глаз.

Однако следует отметить, что все эти выводы делаются только на основании ROC-анализа. Например [26]: «измерения макулярной области по данным FD-OCT показали большую диагностическую значимость по сравнению с TD-OCT, поскольку ROC-анализ соответственно составил 0,90 и 0,85». В другой статье [22]: «лучшие показатели ДЗН были для Rim area в целом (0,768), в нижнем секторе (0,812), в то время как для среднего значения RNFL он составил 0,879». В [23]: «AUC для различия между здоровыми и глаукомными глазами была для среднего значения RNFL лучше, чем для rim area (0,957 и 0,871), а в то же время по цифровой таблице было видно, что для указанных и других параметров степень статистического различия была одинаковой (р=0,001)».

В других исследованиях, проводивших сравнение диагностической точности измерения толщины RNFL с помощью Spectralis-ОСТ, Cirrus ОСТ, RTVue-ОСТ и TD-OCT, было отмечено, что, несмотря на различие в разрешающей способности технологий и скорости сканирования, диагностические возможности всех приборов были идентичны для выявления глаукомы.

Однако следует отметить, что это заключение делалось только на основании ROC-анализа и не было представлено в цифровом сравнении, которое, по данным ряда авторов, разнится для каждого прибора [27—32].

Исследуя информативность параметров GCC в группах нормы, периметрической и препериметрической глаукомы с помощью RTVue-100 ОСТ [33], авторы показали, что индексы, характеризующие перипапиллярный слой нервных волокон сетчатки (RNFL), толщину GCC, объем глобальной потери ганглиозных клеток (GLV) и объем фокальной потери ганглиозных клеток (FLV) достоверно различаются только при сравнении нормальных и глаукомных глаз.

Группа японских авторов [34—36] для выявления ранней стадии глаукомы с помощью Cirrus HD OCT провели анализ параметра GCC, сравнив его с толщиной RNFL в перипапиллярной области. Исследования показали, что по эффективности оба параметра мало различаются между собой; может быть, с небольшим преимуществом GCC. Авторы считают, что комбинация обоих параметров может помочь более раннему выявлению глаукомы в препериметрической стадии.

К такому же выводу пришли и другие авторы [37, 38], проведя исследование RNFL, параметров ДЗН и GCC с помощью прибора Cirrus HD OCT. Они установили, что диагностические возможности GCC при явной глаукоме ничем не отличаются от RNFL и параметров ДЗН (rim area, cup/disc area и cup vol), но при препериметрической глаукоме этот показатель значительно ниже (табл. 1).

Таблица 1. RОС-анализ по данным HRT 3 (Rim area) и OКT (RNFL и GCC)

Авторы объясняют это тем, что в макулярной области, которую дает возможность исследовать Cirrus HD OCT, имеется только 50% ганглиозных клеток, в перипапиллярной же области располагаются волокна от всей сетчатки.

Было проведено многоцентровое исследование 788 пациентов (1329 глаз), разделенных на три группы — норма, подозрение на глаукому и глаукома — с использованием четырех различных аппаратов [39]. Установлено, что параметр RNFL был лучшим для FD-OCT, TD-OCT и сканирующего лазерного поляриметра (GDx VCC), а для HRT более точным является измерение параметра rim area, повторяемость которого была сравнима с показателями повторяемости RNFL на других приборах. Авторы делают вывод о том, что все указанные методы исследования могут быть использованы и имеют большое практическое значение для выявления глаукомы среди населения.

ОКТ и HRT

Проведено исследование 79 глаукомных и 76 нормальных глаз с помощью Spectralis OCT и HRT 3 [40]. Применив RОС-анализ на основе категориальной классификации (норма, пограничное состояние и вне границ нормы) в целом и в 6 секторах ДЗН, авторы отмечают слабую корреляцию результатов HRT 3 (k=0,30) по сравнению с ОКТ (k=0,53) в большинстве секторов. Это же относится и к результатам ROC-анализа. Хотя результат ROC-анализа для RNFL в целом по данным ОКТ составил 0,978, а для нейроретинального пояска (НРП) в целом по данным HRT 3 — 0,905, делается вывод о более высокой чувствительности метода ОКТ по сравнению с HRT 3.

В другой работе [41] было представлено сравнительное исследование параметров ДЗН с помощью приборов HRT 3 и HD-OCT у 913 китайских пациентов (913 здоровых глаз) в возрасте 40 лет и старше. При этом было выявлено полное совпадение площади ДЗН по данным обоих методов (1,98 мм2), но значительное расхождение в определении rim area (1,29 мм2 по данным ОКТ и 1,46 мм2 по данным HRT). Все остальные, связанные с экскавацией, параметры были значительно больше у HD-OCT, чем у HRT 3. Авторы ссылались на другие исследования, которые проводили сравнение границ диска по данным HRT и Stratus OCT [42, 43] и показали связь полученных результатов, зависящих от особенностей используемых методов определения границ ДЗН (мануальный при HRT и автоматический при ОКТ). Но главное, на наш взгляд, возникает другой вопрос: почему при совершенно одинаковой площади диска его внутренние параметры при разных методах имеют значительное отличие?

Примером может служить и следующая работа, в которой было проведено исследование на 182 нормальных глазах и 156 глазах с глаукомой с использованием HRT 3 и Cirrus OCT [44]. Обращает на себя внимание тот факт, что при практически одинаковых площади диска и площади НРП в нормальных глазах наблюдается значительное различие параметра C/D (табл. 2).

Таблица 2. Анализ параметров ДЗН по данным OКT и HRT 3

Авторы делают вывод, что эквивалентные параметры ДЗН по данным Cirrus OCT и HRT 3 различны и не могут использоваться взаимозаменяемо. Параметры ДЗН, измеренные с помощью ОКТ, дали, по мнению авторов, немного лучшую диагностическую эффективность. Площадь под ROC-кривой для rim area по данным ОКТ составила 0,966, а для HRT — 0,905; соответственно для параметра сup/disc area — 0,980 и 0,942.

Имеются и другие публикации, которые отражают противоречия между данными ОКТ и HRT, касающиеся величины (площади) ДЗН, анализа структур внутри диска. Так, в серии публикаций А.А. Шпак и соавт. [45—47] проводилось сравнение результатов исследования RNFL в перипапиллярной области (Cirrus SD-OCT) и параметров ДЗН по данным HRT у больных с начальной глаукомой. Не приводя конкретных реальных цифровых значений параметров, авторы отметили, что интраиндивидуальные коэффициенты вариации показали наилучшие значения для RNFL (в среднем 1,86), в то время как для лучших параметров HRT — площади нейроретинального пояска и средней глубины экскавации — они составили соответственно 5,35 и 6,25. ROC-анализ показал, что по данным ОКТ информативность оказалась лучшей для средней толщины слоя нервных волокон сетчатки (0,892), а по данным HRT лучшими оказались параметры cup/disc area (0,749) и площадь экскавации (0,737). Делается вывод о том, что Cirrus HD-OCT обладает существенно более высокой информативностью по сравнению с HRT в диагностике начальной глаукомы.

Как бы в противовес этому заключению другие авторы отметили одинаковые возможности для раннего выявления глаукомы у больных с псевдоэксфолиативным синдромом (ПЭС), с повышенным уровнем внутриглазного давления по результатам анализа rim area и C/D area (HRT 3) и толщины слоя нервных волокон по данным ОКТ [48, 49]. А слабая корреляция результатов измерения RNFL методом HRT по сравнению с ОКТ и поляриметрии объясняется тем, что RNFL по технологии HRT представляет только часть поверхности сетчатки, в то время как технология ОКТ позволяет измерять все основные слои сетчатки [50].

E. Lai и соавт. [51] провели анализ точности результатов автоматической оценки границ ДЗН с помощью Stratus OCT (software version A1.0; «Carl Zeiss Meditech», США) у 31 пациента с перипапиллярной атрофией. Результаты автоматической оценки границ ДЗН сравнивались с мануальной при помощи аппарата HRT 2. Было выявлено значительное различие в размерах диска: ОКТ — 2,45 мм2 и HRT — 1,99 мм2; rim area соответственно — 1,35 и 1,11 мм2 и rim vol. — 0,17 и 0,17 мм3. В то же время авторы указали на хорошее согласие между двумя методами: интраиндивидуальная корреляция, равная 0,71—0,94, и площадь под ROC-кривой были идентичны для всех параметров при обоих методах. Авторы делают вывод, что автоматическая оценка границ ДЗН с помощью ОКТ может проводиться при наличии перипапиллярной атрофии, однако в каждом индивидуальном случае желательно сравнивать с результами мануальной техники.

Судя по представленным рисункам, мануальный метод оценки границ ДЗН был более точен, чем автоматический.

Подобный вывод делается и в другой аналогичной работе, которая показала, что ОКТ позволяет четко различать нормальные глаза и глаукомные, но во многих случаях требуется использованиe мануальной техники. Цифровые же значения параметров ДЗН значительно отличаются между HRT и ОКТ [51, 52].

M. Iliev и соавт. [53] провели сравнение диагностических возможностей Stratus Optical Coherence Tomograph (OCT) Disc mode и Heidelberg Retina Tomograph (HRT 2) на 49 глазах пациентов с офтальмогипертензией, подозрением на глаукому и глаукомой.

Главной целью было определить точность границ ДЗН по данным обоих методов. В 53% глаз автоматически определяемые границы ДЗН по данным ОКТ не совпадали с таковыми по результатам HRT 2 и при повторной мануальной оценке границ диска на OКT. Это хорошо видно из представленной табл. 3, которая

Таблица 3. Сравнение параметров ДЗН по данным OКT и HRT 3
показывает заметно большую величину ДЗН по данным ОКТ в сравнении с HRT.

Как указывают авторы статьи, чаще всего это наблюдается в миопических глазах, а также при наличии перипапиллярной атрофии. Авторы делают вывод, что Stratus OCT хорошо дифференцирует здоровый и глаукомный диски, но сравнивать цифровые значения величины ДЗН и его параметров с данными HRT нельзя. Этот вывод полностью согласуется и с результатами последних публикаций, анализа ДЗН по технологии современных SD-OCT и HRT 3 [53—56].

Заключение

Н.И. Курышева и О.А. Паршунина в серии своих обзорных статей, касающихся глаукомной оптической нейропатии [57, 58], сформулировали следующую точку зрения:

«Длительное время исследования ДЗН путем офтальмоскопии или методом ретинальной томографии являлись основными в ранней диагностике глаукомы. Несмотря на имеющийся в настоящее время приоритет определения параметров RNFL и макулярной области, диагностическая ценность исследования ДЗН при глаукоме все еще сохраняет свою актуальность. SD-OCT способен обеспечить измерения не только площади ДЗН, но и площади и объема нейроретинального пояска, а также площади и объема экскавации. В целом же надежность параметров ДЗН, выявленных с помощью SD-OCT для ранней диагностики глаукомы, на сегодня вызывает сомнения».

Мы абсолютно согласны с этой точкой зрения, поскольку проведенный нами анализ литературы показал, что в 50% случаев площадь ДЗН, полученная после определения его границ по технологии ОКТ и HRT, заметно различается. Но главное в другом — полностью нарушена внутренняя структура ДЗН нормальных (здоровых) глаз, сложившаяся десятилетиями, при которой площадь экскавации в большинстве случаев была меньше, чем площадь нейроретинального пояска. Это различие можно четко видеть на графиках [59] (см. рисунок).

Графики параметров диска зрительного нерва, полученные по данным ОКТ (синий цвет) и HRT (желтый цвет).

Утверждение, что автоматическая оценка границ диска, «по единому мнению исследователей, лучше отражает анатомию ДЗН» по сравнению с мануальной (ручной), трудно принять как аксиому [51—53]. Ведь ориентир в обоих случаях один — это склеральное кольцо Эльшнига, которое глаз опытного оператора в большинстве случаев прекрасно видит на 3D-изображении, и программное обеспечение HRT позволяет в любое время перепроверить правильность установленных границ, что не предусмотрено в программном обеспечении ОКТ.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Мачехин Владимир Александрович — д-р мед. наук, главный научный консультант Тамбовского филиала ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза», профессор кафедры офтальмологии медицинского института

e-mail: mntk@mntk-tambov.ru; https://orcid.org/0000-0002-5449-2413

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail