CC BY
373
УДК 617.7-07
М.А. АНИКИНА1, Т.Ю. МАТНЕНКО12, О.И. ЛЕБЕДЕВ12
1Омский государственный медицинский университет, 644099, г. Омск, ул. Ленина, д. 12 2Клиническая офтальмологическая больница им. В.П. Выходцева, 644024, г. Омск, ул. Лермонтова, д. 60
Оптическая когерентная томография-ангиография: перспективный метод в офтальмологической диагностике
Контактная информация:
Аникина Мария Александровна — студентка 5 курса педиатрического факультета, тел. +7-913-623-14-32, e-mail: [email protected]
Матненко Татьяна Юрьевна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры офтальмологии, тел. (3812) 30-23-83, e-mail: [email protected] Лебедев Олег Иванович — доктор медицинских наук, профессор кафедры офтальмологии, тел. (3812) 30-23-83, e-mail: [email protected]
В данной статье представлено описание ОКТ-ангиографии — современного неинвазивного метода визуализации микрососудистого русла в офтальмологии, успешно применяющегося для диагностики таких заболеваний как глаукома, диабетическая ретинопатия, посттромботическая ретинопатия, возрастная макулярная дегенерация, центральная серозная хориоретинопатия и ряда прочих патологий. Дана историческая справка о появлении и развитии метода ОКТА. Статья содержит информацию о высокоскоростной и высококонтрастной технологии под названием SSADA, ставшей ключевой в усовершенствовании томографов и сыгравшей значимую роль в развитии ОКТ-ангиографии. Также представлены описания современного оборудования: томографов с функцией ОКТ-ангиографии, разобраны преимущества данного метода над прочими методами исследования микрососудистого русла и рассмотрены направления, в которых данный метод диагностики может быть применен. Ключевые слова: ОКТА, SSADA, ангиография, диагностика.
М. A. ANIKINA1, T.Yu. MATNENKO12, O.I. LEBEDEV12
1Omsk State Medical University, 12 Lenin St., Omsk, Russian Federation, 644099 2Clinical Ophthalmology Hospital named after P.V. Vykhodtsev, 60 Lermontov Str., Omsk, Russian Federation, 644024
Optical coherence tomography — angiography: a promising method in the ophthalmological diagnostics
Contact information:
Anikina M.A. — the 5th year student of the pediatric faculty, tel. +7-913-623-14-32, e-mail: [email protected]
Matnenko T.Yu. — Cand. Med. Sc., Associate Professor of the Ophthalmology Department, tel. (3812) 30-23-83, e-mail: [email protected]
Lebedev O.I. — D. Med. Sc., Professor of the Ophthalmology Department, tel. (3812) 30-23-83, e-mail: [email protected]
This article contains the description of optical coherence tomography angiography (OCTA) — the modern noninvasive method of imaging microvascular flow in ophthalmology, which is successfully used to diagnose diseases such as glaucoma, diabetic retinopathy, post-thrombotic retinopathy, age-related macular degeneration, central serous chorioretinopathy and a number of other pathologies. The article contains information on high-speed and high-contrast technology called SSADA, which has become key in the development of tomography and has played a significant role in the development of OCTA. Also, descriptions of modern equipment are presented: tomographs with the function of OCT angiography; the advantages of this method over other methods of studying the microvascular bed are analyzed and the directions in which this diagnostic method can be applied are examined.
Key words: OCTA, SSADA, angiography, diagnostics.
За последнее 10-летие в связи с научно-техническими достижениями в широкую практику внедрены новые методы исследования, а в частности методы исследования глазного дна, позволяющие выявлять и измерять патологические изменения на ранних стадиях заболевания.
Оптическая когерентная томография с ангиографией (ОКТ-ангиография, ОКТА, ангиоОКТ) — новый неинвазивный метод визуализации сосудов в офтальмологии, появившийся в результате усовершенствования метода оптической когерентной томографии, впервые предложенного еще в 1995 году американскими учеными-офтальмологами Джеймсом Фуджимото, Эриком Свонсоном и Карменом Пулиафито. Уже через 2 года в американских офтальмологических центрах появились первые приборы для ОКТ сетчатки, чуть позже практика их использования распространилась по всему миру, сделав оптическую когерентную томографию одним из самых эффективных и широко используемых методов визуализации в офтальмологии, позволяющим оценить на гистологическом уровне морфологию тканей и их составных частей, а также проследить динамику патологического процесса на фоне лечения, что несомненно улучшило качество диагностики и лечения офтальмологических заболеваний [1]. Принцип работы оптической когерентной томографии: физический принцип работы ОКТ аналогичен ультразвуковому принципу, с той лишь разницей, что в когерентной томографии для зондирования биоткани применяются не акустические (звуковые) волны, а оптическое излучение ближнего инфракрасного диапазона (843 нм). При помощи ОСТ возможно исследование поражения зрительного нерва, глаукомы (по толщине слоя нервных волокон), ретиношизиса, центральной серозной хориоретинопатии, макулярного отека, эпиретти-нальной мембраны, сенильной макулодистрофии, субретинальной неоваскулярной мембраны [2].
Первоначально для визуализации и измерения параметров кровотока исследовалась методика Допплер-ОКТ, но поскольку данный метод чувствителен только к движению, параллельному направлению зондирующего луча, ее информативность при оценке кровообращения сетчатки и сосудистой оболочки ограничена, так как в таких тканях кровоток в основном имеет перпендикулярное зондирующему лучу направление. Постоянное усовершенствование технологии ОКТ привела к появлению в 2014 г. нового метода исследования в офтальмологии, оказавшегося информативнее Допплер-ОКТ, изобретенного исследователями из Орегонского университета здоровья и науки — ОКТ-ангиографии (ОКТ-А), позволяющей с одинаковой чувствительностью регистрировать поперечный и аксиальный кровоток на всей глубине сканирования. ОКТ-А объединяет возможности ОКТ с высоким разрешением с методикой неинвазивной ангиографии [3-5]. В ОКТ-ангиографии применяется метод, основанный на оценке амплитуды и получивший название ангиографии с разделением спектра и амплитудной де-корреляцией (split-spectrum amplituded ecorrelation angiography, SSADA). Алгоритм SSADA позволяет оценить кровоток в просвете сосуда, измеряя колебания амплитуды отраженного сигнала ОКТ между последовательными поперечными срезами. Декко-реляция — это математическая функция, при помощи которой происходит количественная оценка изменения сигнала без учета его средней силы [5]. Новизна метода SSADA заключается в способе об-
работки ОКТ-сигнала, который позволяет повысить чувствительность к кровотоку и уменьшить шум, вызываемый аксиальным движением крови. Алгоритм SSADA раскладывает ОКТ-изображение на различные спектральные полосы, увеличивая тем самым количество кадров обрабатываемого изображения. Каждый новый кадр характеризуется более низким осевым разрешением и менее чувствителен к аксиальным движениям глаза, вызванным ретро-бульбарной пульсацией [5]. Каждая спектральная имеет свой паттерн спектра и несет независимую информацию о кровотоке. При создании изображение комбинируется множество спектральных полос, проводится декорреляция амплитуды и усиливается сигнал кровотока. При SSADA используется четырехкратное разделение спектра, посредством чего отношение сигнал/шум повышается вдвое, что эквивалентно уменьшению времени сканирования вчетверо, притом более современные вариации метода SSADA осуществляют более чем четырехкратное разделение и еще более повышают соотношение сигнал/шум [5]. Применение послойного 3D EnFace анализа отслоек пигментного эпителия и нейросенсорной сетчатки, ретиношизиса, эпирети-нальных мембран позволяет проводить оценку поверхностного и глубокого капиллярного сплетений, наружных слоев сетчатки и хориокапилляров [6]. Технология SSDAобеспечивает одинаковую чувствительность в осевом и поперечном лучу направлении. Скорость сканирования составляет 70000 сканов в секунду. Программа позволяет получать ОКТ-ангиограммы размером 2x2 мм, 3x3 мм, 6x6 мм и 8x8 мм с разрешением 304x304 пикселя и автоматическую сегментацию сканов сетчатки на «поверхностные», «глубокие» слои внутренней сетчатки; наружную сетчатку и хориокапиллярный слой [6]. Слой «superficial» (поверхностный) ОКТ-ангиограммы внутренней сетчатки включает сосуды поверхностного сосудистого плексуса сетчатки (в слое ганглиозных клеток) и сосудистую сеть в слое нервных волокон сетчатки, начинаясь с 3 мкм ниже поверхности внутренней пограничной мембраны и до уровня 15 мкм нижевнутреннего плек-сиформного слоя (ВПС). Слой «deep» расположен от уровня 15 мкм ВПС до уровня 70 мкм ниже ВПС. В этот слой попадают сосуды глубокого сосудистого плексуса, расположенные преимущественно во внутренним ядерном слое и вблизи его границы с наружным плексиформным слоем. Слой наружной сетчатки, «outerRetina», располагается от уровня 70 мкм ниже ВПС до уровня 30 мкм ниже поверхности пигментного эпителия сетчатки — ПЭС. «Choroid Cap» — слой хороидальных капилляров, расположен между уровнями 30 и 60 мкм ниже поверхности ПЭС. Специальная программа, основанная на расчёте индекса кровотока и плотности сосудистой сети, делает возможным не только качественный, но и количественный анализ сосудистых изменений [6].
ОКТ-ангиография является неинвазивной трехмерной альтернативой обычной ангиографии по информативности сопоставимой с флюоресцентной ангиографией, но в отличие от ФАГ не требующей введения флюоресцеина и индоцианина зеленого, позволяющего получить информацию лишь о поверхностных слоях. К преимуществам метода относятся быстрота проведения исследования (занимает 6 секунд), недорогая цена (около 2500 рублей), неинвазивность данного метода, возможность применять данный метод исследования многократно, отсутствие необходимости применения флуорес-
центных красителей, получение трехмерного изображения, а также возможность измерения глазного кровотока в сосудах в количественном выражении.
Также ОКТ-ангиография позволяет не только визуализировать комплекс сосудов, но и измерить его площадь, определить форму (кружевные, коралловидные, «спицы колеса», медузоподобные, зонтикоподобные, «мертвое дерево»), ветвистость, наличие анастомозов и петель [6]. К недостаткам ОКТ-ангиографии относят свойственное ей небольшое аксиальное разрешение, что не позволяет идентифицировать сосуды мелкого калибра, и малую зону сканирования, которая ограничивает выявление ишемии на периферии. При ОКТ-ангиографии вероятны такие артефакты, как наложение двух капиллярных сплетений друг на друга или теней крупных сосудов поверхностного сплетения на глубокую капиллярную сеть [7].
Для проведения ОКТ-ангиографии используются спектральные оптические когерентные томографы OptovueAvanti (Ор^ие, г. Фремонт, Калифорния, США) с режимами АпдюЯейпа и AngioDisc, ЯТУие ХЯ Avanti (Ор^ие, г. Фремонт, Калифорния, США), ЯТУие-ЮО ХЯ (Ор^ие, США).
Оптический когерентный томограф ЯТУие-100 ХЯ (Optovue, США) предназначен для получения двух- и трехмерных изображений сетчатки и диска зрительного нерва, а также структур переднего отрезка глаза. Прибор разработан в 2006 году с максимальным учетом клинических потребностей. Благодаря ультравысокой скорости сканирования, повышенной разрешающей способности, режимом DualTrack, позволяющим автоматически компенсировать микродвижения глаз во время исследования, а также расширенным диагностическим протоколам ЯТУие-ЮО позволяет значительно повысить точность оценки состояния структур глазного дна. Современные спектральные оптические когерентные томографы позволяют производить расчет оптической силы и радиусов кривизны поверхностей роговицы, что имеет значение при рефракционной и оптико-реконструктивной хирургии. Также с их помощью возможно построение карты плотности сосудистой сети, автоматическое измерение площади зон неперфузии, автоматическое измерение площади неоваскулярной мембраны, анализ прогрессии сосудистых изменений при повторных визитах.
Метод оптической когерентной томографии с ангиографией успешно применяется для диагностики таких заболеваний как глаукома, диабетическая ретинопатия, посттромботическая ретинопатия, возрастная макулярная дегенерация, центральная серозная хориоретинопатия и ряда прочих патологий. ОКТ-ангиография позволяет диагностировать классический и скрытый типы хориоидальной не-оваскуляризации у пациентов с неоваскулярной формой возрастной макулярной дегенерации (метод имеет чувствительность 89,2% и специфичность 93,3%). Для классических неоваскулярных мембран характерна древовидная сеть с четкой визуализацией и локализацией преимущественно над пигментным эпителием. Скрытые ХНВ отличаются неоваскулярной сетью петлевидной формы, располагающейся под пигментным эпителием [8]. С помощью ОКТ-ангиографии возможна оценка динамики площади неоваскулярного комплекса на фоне проводимой анти-VEGF-терапии, а также возможно изучение формы, плотности и характера ветвления новообразованных сосудов [9, 10].
Также метод ОКТА применяется при выявлении полипов (в 75% случаев) глаз: узелковый гиперрефлективный очаг верифицирован в 33,3% глаз, гиперрефлективное кольцо — в 41,7%, кластер узелковых очагов — в 25% глаз. Специфическими ОКТ-признаками ПХВ являются куполообразная отслойка пигментного эпителия, симптомы «шарика», «двойного слоя», топографическая «выемка», утолщение хориоидеи. Характерны расширения хориои-дальных сосудов в проекции локализации полипов.
На настоящий момент в научной литературе пока редко встречаются описания исследований с применением ОКТА для диагностики глаукомы, но уже было выявлено достоверное снижение как плотности сосудов в перипапиллярной области, так и индекса кровотока в ней у больных глаукомой по сравнению со здоровыми обследуемыми аналогичного возраста [il, 12]. Полученные в этом исследовании результаты продемонстрировали более выраженную корреляцию периметрических индексов с показателями ОКТА, чем с морфометрическими показателями, характеризующими изменения в сетчатке и ДЗН [13]. Возможную роль ОКТА в диагностике и мониторинге глаукомы показали в своем недавнем исследовании Wang X. с соавторами. Ими высказано предположение: снижение индекса кровотока и плотности сосудов в перипапиллярной области могут служить прогностическим критерием истончения GCC [14]. Pechauer с соавторами выявили снижение как индекса кровотока (на 8,87±3,09%), так и показателя плотности сосудов (2,61±1,50%) в условиях гипероксии при глаукоме [15, 16].
Заключение
ОКТ-ангиография обладает огромным потенциалом в диагностике многих заболеваний глаз. ОКТА обладает целым рядом преимуществ над другими методами, такими как неинвазивность, быстрота проведения исследования, недорогая цена, отсутствие необходимости использования контрастного вещества, а также возможность измерения глазного кровотока в сосудах в количественном выражении, что делает этот метод диагностики одним из самых информативных скрининговых методов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Матненко Т.Ю., Лебедев О.И. Гемодинамика глаз больных первичной открытоугольной глаукомой в зависимости от состояния брахиоцефальных артерий и уровня артериального давления // Глаукома. - 2003. - №1. - С. 3.
2. Степанова Е.А., Лебедев О.И., Матненко Т.Ю. Оценка кровоснабжения сосудов глаза и орбиты при различных вариантах течения глаукомы // Глаукома. — 2005. — №1. — С. 13.
3. Шаимов Т.Б., Панова И.Е., Шаимов Р.Б., и др. Оптическая когерентная томография-ангиография в диагностике неоваску-лярной формы возрастной макулярной дегенерации // Вестник офтальмологии. — 2015. — Т. 131, №5. — С. 4-13.
4. Захарова М.А., Куроедов А.В. Оптическая когерентная томография: технология, ставшая реальностью // ФКУ «Медицинский учебно-научный клинический центр им. П.В. Мандрыка» МО РФ. — 2015. — №4. — C. 204-211.
5. Бруно Лумбросо, Дэвид Хуанг, Чинг Дж. Чен и др. ОКТ-ангиография. Клинический атлас / Перевод с англ. — М.: Издательство Панфилова, 2017. — 208 с.: илл.
6. Маслова Е.В. Исследование роли и места ОКТ-ангиографии в диагностике глаукомы: дис. ... канд. мед. наук. — 2016.
7. Тульцева С.Н., Астахов Ю.С., Руховец А.Г., Титаренко А.И. Информативность ОКТ-ангиографии в сочетании с исследованиями регионарной гемодинамики при окклюзии вен сетчатки // Офтальмологические ведомости. — 2017. — Т. 10, №2. — С. 40-48.
8. Фабрикантов О.Л., Попова Н.В., Гойдин А.П. Диагностические возможности оптической когерентной томографии-ангиографии при хориоидальной неоваскуляризации (обзор клинических случаев) // Медицина. — 2017. — Т. 5, №2 (18). — С. 55-63.
9. Александров А.А., Азнабаев Б.М., Мухамадеев Т.Р., и др. Первый опыт применения ОКТ-ангиографии в диагностике глаукомы // Современные технологии в офтальмологии. — 2015. — №3. — С. 9-10.
10. Александров А.А. ОКТ-ангиография: количественная и качественная оценка микрососудистого русла заднего сегмента глаза // Катарактальная и рефракционная хирургия. — 2015. — Т. 15, №3. — С. 4-9.
11. Курышева Н.И., Маслова Е.В., Трубилина А.В., Лагутин М.Б. Роль оптической когерентной томографии с функцией ангиографии в ранней диагностике и мониторинге глаукомы // Национальный журнал глаукома. — 2016. — Т. 15, №4. — С. 20-31.
12. Курышева Н.И., Маслова Е.В. Оптическая когерентная томография с функцией ангиографии в диагностике глаукомы // Вестник офтальмологии. — 2016. — Т. 132, №5. — С. 98-102.
13. Jia Y. Optical coherence tomography angiography of optic disc perfusion in glaucoma / Y. Jia et al. // Ophthalmology. — 2014. — Vol. 121. — Р. 1322-1332.
14. Wang Y. In vivo total retinal blood flow measurement by Fourier domain Doppler optical coherence tomography / Y. Wang et al. // Opt. — 2007. — Vol. 12, №4. — 041215.
15. Pechauer A. Optical Coherence Tomography Angiography of Peripapillary Retinal Blood Flow Response to Hyperoxia / A. Pechauer et al. // Invest. Ophthalmol Vis Sci. — 2015. — Vol. 56. — Р. 3287-3291.
16. Курышева Н.И., Маслова Е.В., Паршунина О.А. и др. Оптическая когерентная томография с функцией ангиографии и ультразвуковая допплерография в диагностике глаукомы // Новости глаукомы. — 2016. — Т. 37, №1. — С. 137-140.
WWW.PMARCHIVE.RU
САЙТ ЖУРНАЛА «ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА»
