CC BY
133
УДК 617.731-07
А.Ю. САфОНЕНКО1, Е.Э. иОЙлЕВА12
1МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова МЗ РФ, 127486, г. Москва, Бескудниковский бульвар, д. 59а
2Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова, 127473, г. Москва, ул. Делегатская, д. 20, стр. 1
Современные технологии визуализации в диагностике патологии зрительного нерва
Контактная информация:
Сафоненко александра Юрьевна — аспирант 1 года очной формы обучения, тел. +7-926-870-87-86, e-mail: [email protected]
иойлева Елена Эдуардовна — доктор медицинских наук, ученый секретарь, профессор кафедры глазных болезней, тел. (499) 488-85-24,
e-mail: [email protected]
К современным методам визуализации зрительного нерва относятся МРТ орбит, УЗИ, OCT, СОКТ, HRT. В последние годы СОКТ прочно утвердилась в качестве одного из ведущих методов визуализации в офтальмологии, позволяющего диагностировать заболевания зрительного нерва и сетчатки. В статье рассматриваются современные технологии визуализации зрительного нерва, в частности данные исследования патологии зрительного нерва методом OCT-A. Необходимы дальнейшие исследования для оценки потенциала новой технологии OCT-A в диагностике заболеваний зрительного нерва.
Ключевые слова: ОКТ, ОКТ-А, спектральная оптическая когерентная томография-ангиография, атрофия зрительного нерва, диск зрительного нерва.
A.Yu. SAFONENKO1, E.E. IOYLEVA12
1S. Fyodorov Eye Microsurgery Federal State Institution, 59a Beskudnikovsky Blvd., Moscow, Russian Federation, 127486
2A.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, 20/1 Delegatskaya Str., Moscow, Russian Federation, 127473
Modern visualization technologies in diagnosing the optic nerve pathologies
Contact information:
Ioyleva E.E. — D. Med. Sc., Scientific Secretary, Professor of the Ophthalmology Department, tel. (499) 488-85-24, e-mail: [email protected] Safonenko A.Yu. — postgraduate student, tel. +7-926-870-87-86, e-mail: [email protected]
The modern methods of the optic nerve visualization include MRI of orbit, ultrasound, OCT, SOCT, HRT. In the recent year, SOCT has become one of the leading methods of visualization in ophthalmology, enabling to diagnose the optic nerve and retina diseases. The article considers the modern methods of the optic nerve visualization, in particular, the results of the optic nerve pathology investigation with OCT-A. Further research is required to estimate the potential of the new OCT-A technology in diagnosing the optic nerve diseases.
Key words: OCT, OCT-A, spectral-domain optical coherence tomography, optic nerve atrophy, optic nerve head.
К современным методам визуализации зрительного нерва относятся магнитно-резонансная томография орбит (МРТ), ультразвуковая диагностика (УЗИ), оптическая когерентная томография (OCT), спектральная оптическая когерентная томография (СОКТ), спектральная оптическая когерентная томография высокого разрешения, гейдельбергская
ретинальная томография (HRT). OCT является не-инвазивным оптическим методом визуализации, который обеспечивает высокое разрешение in vivo в поперечном сечении зрительного нерва, перипа-пиллярной сетчатки и макулы [1]. В последние годы спектральная оптическая когерентная томография (СОКТ) прочно утвердилась в качестве ведущего
метода визуализации в офтальмологии, позволяющего диагностировать заболевания зрительного нерва и сетчатки. Возможности метода постоянно расширяются по мере внедрения новых программ (методов анализа) и совершенствования аппаратуры для OCT [2].
Большинство исследователей считают ретиналь-ные сосуды уникальным объектом для изучения, так как артерии и вены глазного дна отражают системные сосудистые изменения в других органах, предоставляют информацию о факторах риска и являются индикаторами сосудистых заболеваний сердца, мозга, почек и глаза [3]. Существует множество методов исследования микроциркуляции глаза, позволяющих оценивать нарушение кровообращения в глазном яблоке. Самые распространенные неинвазивные способы диагностики — это лазерные и ультразвуковые методы.
Цветовое допплеровское картирование (ЦДК) дает возможность визуализировать кровоток в орбитальных сосудах, а именно в глазной артерии и ее ветвях (ЦАС, ЗКЦА и др.), и получать данные о состоянии венозного оттока. Энергетическое допплеровское картирование (ЭДК) используется для визуализации мелких сосудов и измерения низкоскоростного кровотока [3].
Лазерная допплеровская велосиметрия (ЛДВ) исследует кровоток в крупных сосудах сетчатки. Лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ) позволяет исследовать кровоток в капиллярах, питающих ДЗН [4]. Многочисленные публикации свидетельствуют о снижении кровотока в ДЗН у лиц с ПОУГ с использованием метода лазерной допплеровской флоуметрии [5, 6].
В 2006 году Японские ученые создали высокоскоростную OCT и применили ее для сканирования сосудов сетчатки [7], а в 2007 году для визуализации хориоидальной микроциркуляции [8]. Развитие современной технологии OCT дало возможность получить послойную информацию об ангиоархитекто-нике ДЗН (от поверхностных сосудов до решетчатой пластинки), оценить перипапиллярный кровоток и неинвазивно количественно оценить гемоперфузию ДЗН, что до появления оптической когерентной томографии с функцией ангиографии (OCT-A) было невозможно [9]. OCT-А — новый неинвазивный метод визуализации сосудов в офтальмологии. В настоящее время функциями OCT-A оснащены устройства: XR-Avanti (Optovue, Inc., USA), Triton и Atlantis (Topcon, Japan), Cirrus HD (Carl Zeiss Meditec, Inc., USA), Spectralis (Heidelberg Engineering, Germany) и RS-3000 (Nidek Co, Japan) [10].
В сравнении с флуоресцентной ангиографией (ФАГ) и ангиографией с индоцианином зеленым, OCT-А проводится в течение нескольких секунд и не требует выполнения внутривенной инъекции, что может вызвать осложнения, в особенности анафилактическую реакцию [11]. Однако, одним из ограничений данного метода является затухание OCT-сигнала и сигнала потока в крупных сосудах вследствие эффекта подавления интерференции, из-за очень большой скорости кровотока. Поэтому индекс кровотока и плотность сосудов в пределах ДЗН не являются надежными показателями. При сканировании диска зрительного нерва, индекс кровотока и плотность сосудов вычисляются для перипапиллярной сетчатки. Перипапиллярная зона определяется как эллиптическое кольцо, тянущееся от границ диска зрительного нерва [12]. В США в 2012 году для метода OCT-А разработали новый
алгоритм трехмерной ангиографии SSADA для количественного определения кровотока в диске зрительного нерва [13]. По результатам исследования 12 пациентов полностью визуализировать радиальные перипапиллярные и глубокие капиллярные сети методом ФАГ не представлялось возможным, в отличие от OCT-А [14].
К настоящему времени имеются сведения, в которых при сравнении исследуемых субъектов с контрольной группой были получены показатели для соматически здоровых лиц. В контрольной группе было неоднородное распределение значений индекса кровотока ДЗН на разных уровнях сегментации, что, по мнению авторов, обусловлено анатомическими особенностями его кровоснабжения. Наличие у здоровых лиц свободных от перфузии участков объясняется неравномерностью распределения кровотока в ткани ДЗН, а также значительной вариабельностью его ангиоархитектоники [9]. По результатам другого исследования имелась прямая корреляционная связь между плотностью микроциркуляторного русла в височном и нижневисочном секторах перипапиллярной сетчатки и диастолической скоростью кровотока в височных ЗКЦА. Иными словами, чем выше был регионарный кровоток, тем менее визуализировались сосуды ми-кроциркуляторнго русла в ДЗН и перипапиллярной сетчатки по данным OCT-A. Это может быть ответной реакцией на избыточный приток кроки к ДЗН [15]. Достоверной корреляции между параметрами OCT-A и ЦДК, морфометрическими показателями и венозным кровотоком выявлено не было, однако была выявлена высокая взаимосвязь между диа-столической скоростью кровотока в ЗКЦА и толщиной RNFL в нижне-височном секторе, а так же во всех секторах макулярной области у здоровых обследуемых. Кроме того, была обнаружена высокая корреляция между параметрами ПЭРГ и показателями кровотока во всех ретробульбарных сосудах, и высокую корреляционную зависимость между показателями ПЭРГ и параметрами OCT-A в макуле, и между диастолической скоростью кровотока в ЗКЦА и толщиной сетчатки во всех секторах макулярной области [16]. По мнению данных авторов, метод OCT-A позволяет получить информацию о дефиците ретинального кровотока в условиях начинающейся атрофии нервной ткани. Однако в исследовании группы американских и немецких ученых никакой корреляции между индексом потока, возрастом, rim area, C/D area ratio, or NFL thickness у соматически здоровых пациентов найдено не было [17].
В зарубежной литературе наиболее многочисленны публикации, посвященные изучению параметров кровотока ДЗН [15, 17-19], макулярной зоны [19] у пациентов с глаукомой. В экспериментальном исследовании в 2012 году четырех пациентов [13], количественно оценив микроциркуляцию капилляров в области всего ДЗН и отдельно в темпоральном отделе ДЗН, обнаружили, что в ранней стадии глаукомы происходит снижение параметров микрососудистого потока ДЗН раньше, чем во всем ДЗН. Однако исследование ограничивалось использованием двумерных ангиограмм, которые измеряли поверхностные и глубокие сосудистые слои вместе [13]. Имеется исследование, в котором 3 испытуемых из 24 использовали системные анти-гипертензивные препараты. Использование любых системных АГ препаратов не оказало существенного влияния на индекс потока ДЗН, как определи авторы. Однако требуются дальнейшие исследова-
ния, чтобы исключить влияние медикаментов на кровоток ДЗН [17].
Известны работы российских авторов в изучении информативности метода OCT-A ДЗН [9, 15] и макулярной зоны [16] в диагностике первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ). Исследования проводились с применением алгоритма sSAda на спектральном оптическом когерентном томографе Optovue RTVue Avanti XR с функцией AngioVue (США). Авторы пришли к выводу, что индекс кровотока ДЗН у ПОУГ снижается [9, 15], плотность сосудистого русла в перипапиллярной сетчатке и внутри ДЗН уменьшается [15], а площадь неперфузируе-мых зон ДЗН увеличивается [9]. Так же были выявлены статистически достоверные корреляционные связи между параметрами OCT-A ДЗН и допплеро-графическими характеристиками глазной артерии, центральной артерии сетчатки и задних коротких цилиарных артерий и центральной вены сетчатки [15] для ПОУГ. Установлено, что индикатором начала глаукомного процесса является значение объединенного показателя плотности микроцир-куляторной сети в ДЗН и перипапиллярной сетчатки (Whole Image Disc Vessel Density) ниже 54% и значение плотности микроциркуляторного русла в нижне-височном секторе перипапиллярной сетчатки (Peripapillary Vessel Density Inferior Temporalis) ниже 53% [15], а для фовеа и парафовеа значением показателя плотности микроциркуляции (Whole En Face Image Vessel Density Superficial) 49,3%, для OCT пороговые значения — СНВС <94,5 мкм, ГКС <92,5 мкм, для ПЭРГ амплитуда t-ПЭРГ Р50 ниже 3,9 мкВ и s-s ПЭРГ ниже 2,2 мкВ [16]. Напротив, зарубежный ученый [19] используя прибор PLEX Elite 9000 (Carl Zeiss Meditec, Inc.) не обнаружил различий в плотности сосудов в макулярной зоне между группами и ее корреляции с толщиной ганглиоз-ных клеток внутреннего синаптического слоя. При исследовании с помощью прибора DRI OCT Triton, Topcon (сканы 4,5x4,5 мм) так же было идентифицировано регионарное выпадение микроциркуляции в перипапиллярной области в 117 глазах из 150 с ПОУГ [20]. Таким образом, снижение параметров кровотока и нарушение перфузии у субъектов с установленным диагнозом глаукома методом OCT-A было выявлено всеми исследователями.
Метод OCT-A позволяет так же диагностировать наличие друз ДЗН, определить их положение и отличить их от сосудов [21] (положительное решение по заявке №2017124958 приоритет от 13.07.2017).
В литературе встречаются публикации, в которых изучали микроциркуляцию перипапиллярной поверхности сетчатки при неартериитной передней ишемической оптической нейропатии [22] методом OCT-A (AngioVue, Optovue). Выявлено снижение плотности сосудов в перипапиллярной поверхности сетчатки и в ДЗН по сравнению с контрольной группой.
Существуют публикации, в которых одним из факторов риска ишемических осложнений сетчатки и зрительного нерва была предложена мигрень. Кроме того, в ряде работ установлена связь с возникающими острыми и хроническими изменениями перфузии глаз у пациентов, страдающих мигренью, а именно окклюзиями ветвей и центральной артерии сетчатки и вен [23, 24]; возникновением передней и задней ишемических нейропатий [25, 26].
В 2017 года американские авторы [27] обследовали перфузию макулы и зрительного нерва у пациентов с мигренью, с аурой (15 чел.) и без
ауры (12 чел.) по сравнению с здоровым контролем (22 чел.) методом OCT-A на RTVue XR Avanti (Optovue, Inc., Fremont, CA, USA) 3x3 мм макулы и ДЗН.
Как известно, оптическая нейропатия имеет совершенно другой механизм развития, в отличие от оптических нейропатий сосудистой, травматической и токсической этиологии [28]. Исследований микроциркуляции внутри глазного яблока с помощью метода OCT-A при атрофии неглаукоматозного характера в литературе крайне мало.
В последнее время появились работы, посвященные изучению перфузии в глазах с атрофией зрительного нерва после неартериитной передней ишемической оптической нейропатии [29, 30] свидетельствуют о снижении плотности сосудов пери-папиллярной зоны у таких пациентов, в отличие от парафовеальной зоны. В другом клиническом случае демонстрируется корреляция между сниженной плотностью сосудов в перипапиллярной и макуляр-ной зоне с истончением слоя нервных волокон и комплекса ганглиозных клеток сетчатки [30].
В современных условиях уровень развития и практического использования перспективных технологий становится во многом решающим фактором, определяющим уровень жизни населения и значимость государства на международной арене. Таким образом, необходимы дальнейшие исследования для оценки потенциала новой технологии OCT-A в диагностике заболеваний зрительного нерва.
ЛИТЕРАТУРА
1. Huang D., Swanson E.A., Lin C.P. et al. Optical coherence tomography // Science. - 1991. - Vol. 254. - P. 1178-1181.
2. Шпак А.А. Спектральная оптическая когерентная томография высокого разрешения.
3. Киселева Т.Н., Аджемян Н.А. Методы оценки глазного кровотока при сосудистой патологии глаза. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. — Т. 14, №4 (56).
4. Barry R. Masters. Noninvasive Diagnostic Techniques in Ophthalmology. — Springer-Verlag New York Inc., 1990. — P. 390409.
5. Piltz-seymour J.R., Grunwald J.E., Hariprasad S.M., Dupont J. Optic nerve blood flow is diminished in eyes of primary open-angle glaucoma suspects // Am. J. Ophthalmol. — 2001 Jul. — 132 (1). — P. 63-9.
6. Hafez A.S., Bizzarro R.L., Lesk M.R. Evaluation of optic nerve head and peripapillary retinal blood flow in glaucoma patients, ocular hypertensives, and normal subjects // Am. J. Ophthalmol. — 2003 Dec. — 136 (6). — P. 1022-31.
7. Makita S., Hong Y., Yamanari M., et al. Optical coherence angiography // Opt. Express. — 2006 Aug 21. — Vol. 14, Issue 17. — P. 7821-40.
8. Yasuno Y., Hong Y., Makita S., et al. In vivo high-contrast imaging of deep posterior eye by 1-microm swept source optical coherence tomography and scattering optical coherence angiography // Opt. Express. — 2007. — 15. — P. 6121-6139.
9. Александров А.А. Оценка функционального русла диска зрительного нерва в ранней диагностике первичной открытоугольной глаукомы: автореф. — Уфа, 2016.
10. Adam Wylegala, Slaxomir Teper, Dariusz Dobrowolski, and Edward Wyl^gaia Optical coherence angiography. — Medicine (Baltimore). — 2016 Oct. — 95 (41). — e4907. Published online 2016 Oct 14. doi: 10.1097/MD.0000000000004907
11. Lopez-Saez M. Fluorescein-induced allergic reaction // Annals of Allergy, Astma and Immunology. — 1998. — 81. — P. 428-30.
12. Lumbroso B., Huang D., Jia Y., et al. Clinical Guide to Angio-OCT: Non Invasive, Dyeless OCT Angiography. — 2017.
13. Yali Jia, John C. Morrison, Jason Tokayer, et al. Quantitative OCT angiography of optic nerve head blood flow // Biomed Opt. Express. — 2012 Dec 1. — 3 (12). — P. 3127-3137. Published online 2012 Nov 7. doi: 10.1364/BOE.3.003127
14. Spaide R.F., Klancnik J.M., Cooney M.J. Retinal vascular layers imaged by fluorescein angiography and optical coherence tomography angiography // JAMA Ophthalmol. — 2015. — 133. — P. 45.
15. Маслова Е.В. Исследование роли и места ОКТ-ангиографии в диагностике глаукомы: автореф. — М., 2016.
16. Трубилина А.В. Исследование макулярного кровотока при первичной открытоугольной глаукоме: автореф. — М., 2017.
17. Yali Jia, Eric Wei, Xiaogang Wang, et al. Optical Coherence Tomography Angiography of Optic Disc Perfusion in Glaucoma // Ophthalmology. - 2014 Jul. - 121 (7). - P. 1322-1332. Published online 2014 Mar 12. doi: 10.1016/j.ophtha.2014.01.021
18. Kerr J., Nelson P., O'Brien C. A comparison of ocular blood flow in untreated primary open-angle glaucoma and ocular hypertension // Am. J. Ophthalmol. - 1998. - 126 (1). - P. 42-51. 10.1016/S0002-9394(98)00074-9
19. Giacinto Triolo, Alessandro Rabiolo, Nathan D. Shemonski, et al. Optical Coherence Tomography Angiography Macular and Peripapillary Vessel Perfusion Density in Healthy Subjects, Glaucoma Suspects, and Glaucoma Patients. Peripapillary and Macular OCT-A in Glaucoma // IOVS. - Nov. 2017. - Vol. 58, №13. - P. 5714.
20. Eun Ji Lee, Tae-Woo Kim, Ji-Ah Kim, and Jeong-Ah Kim. Parapapillary Deep-Layer Microvasculature Dropout in Primary Open-Angle Glaucoma Eyes With a Parapapillary c-Zone // IOVS. — Nov. 2017. — Vol. 58, №13. — P. 5674.
21. Ioyleva E., Kabanova E., Pismenskaya V., Gadysheva V. Diagnostics of the optic nerve drusen by OCT-angiography // Neuro-Ophthalmology. — 2017. — Vol. 41. — Suppl. 1. — P. 28. DOI:10.1080/01658107.2017.1353798.
22. Song Y., Min J.Y., Mao L., Gong Y.Y. Microvasculature dropout detected by the optical coherence tomography angiography in nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy // Lasers Surg. Med. — 2017 Oct 7. — doi: 10.1002/lsm.22712.
23. Beversdorf D., Stommel E., Allen C., et al. Recurrent branch retinal infarcts in association with migraine // Headache. — 1997. — 37. — P. 396-399.
24. Lee A.G., Brazis P.W., Miller N.R. Posterior ischemic optic
neuropathy associated with migraine // Headache. — 1996. — 36. — P. 506-510.
25. Foroozan R., Marx D.P., Evans R.W. Posterior ischemic optic neuropathy associated with migraine // Headache. — 2008. — 48. — P. 1135-1139.
26. Arnold A.C., Costa R.M., Dumitrascu O.M. The spectrum of optic disc ischemia in patients younger than 50 years (an Amercian Ophthalmological Society thesis) // Trans. Am. Ophthalmol. Soc. — 2013. — 111. — P. 93-118.
27. Melinda Y. Chang, Nopasak Phasukkijwatana, Sean Garrity Foveal and Peripapillary Vascular Decrement in Migraine With Aura Demonstrated by Optical Coherence Tomography Angiography // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. — 2017 Oct. — 58 (12). — P. 5477-5484. doi: 10.1167/iovs.17-22477.
28. Зеленцов К.С., Иойлева Е.Э., Зеленцов С.Н., Дугинов А.Г. Спектральная оптическая когерентная томография в диагностике травматической оптической нейропатии // Вестник ТГУ. — 2016. — Т. 21, вып. 4. DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21-4-1541-1543.
29. Chun-Hsiu Liu, Ling-Yuh Kao, Ming-Hui Sun, et al. Retinal Vessel Density in Optical Coherence Tomography Angiography in Optic Atrophy after Nonarteritic Anterior Ischemic Optic Neuropathy // J. Ophthalmol. — 2017. — 9632647. Published online 2017 Feb 19. doi: 10.1155/2017/9632647.
30. Higashiyama T1, Ichiyama Y1, Muraki S1, Nishida Y2, Ohji M. Optical Coherence Tomography Angiography in a Patient with Optic Atrophy After Non-arteritic Anterior Ischaemic Optic Neuropathy // Neuroophthalmology. — 2016 Apr 4. — 40 (3). — P. 146-149. eCollection 2016 Jun.
