Возможности оптической когерентной томографии переднего отрезка в режиме ангио (AS-OCTA) в диагностике и тактике хирургического лечения заболеваний роговицы

    

    Актуальность

    Прозрачность роговицы – результат ее сложной высокоорганизованной ультраструктуры, характеризующейся отсутствием кровеносных и лимфатических сосудов [1]. Неоваскуляризация роговицы – патологическое проникновение кровеносных сосудов в роговицу из-за нарушения баланса между проангиогенными и антиангиогенными факторами роста [2].

    Неоваскуляризация роговицы является угрожающим для зрения состоянием, которое приводит к помутнению роговицы и прогрессирующей потере зрительных функций. В исследовании P. Lee и соавт. сообщалось о предполагаемом уровне заболеваемости в 1,4 млн человек в год, 12% из которых впоследствии понесли потерю зрения [3]. Наиболее распространенными причинами неоваскуляризации роговицы являются: врожденные (аниридия) и приобретенные, к которым относятся воспалительные (синдром Стивена – Джонсона, отторжение трансплантата и др.), инфекционные (вирусные, бактериальные, грибковые, паразитарные), дегенеративные (краевая дегенерация Терьена, птеригиум и др.), гипоксические (использование контактных линз), травматические (ожоги и др.) [4].

    Васкуляризация роговицы ухудшает результаты приживления трансплантата после пересадки роговицы. По данным ряда авторов, наличие неоваскуляризации роговицы перед операцией на 30% повышает вероятность отторжения трансплантата [5]. Наличие сосудов в ложе реципиента в 2 и более квадрантах, особенно с глубоко расположенными сосудами, заходящими, по крайней мере, на 2 мм в строму, является фактором риска, связанным с высокой вероятностью развития реакции тканевой несовместимости [6], наличие сосудов в четырех квадрантах удваивает риск отторжения, увеличивая тяжесть иммунной реакции [5]. По данным отчета Австралийского реестра трансплантации роговицы (ACGR), в 2012 г. в 31% случаев сквозной кератопластики (СКП) исследователи наблюдали васкуляризацию ложа реципиента [6].

    Наиболее простым и доступным способом диагностики васкуляризации переднего отрезка глаза является биомикроскопия при помощи щелевой лампы. Однако данный способ имеет существенные недостатки, включая отсутствие количественной оценки сосудистой сети, сложность визуализации при наличии помутнений, неточность при определении глубины залегания сосудов [7].

    Ангиография роговицы при помощи индоцианинового зеленого и флуоресцеина позволяет детально визуализировать множественные сосуды и оценить кровоток даже при наличии множественных рубцов. Однако для выполнения ангиографии необходимо внутривенное введение красителей, которые могут спровоцировать ряд нежелательных реакций, а также имеют противопоказания у лиц с болезнями почек, системными заболеваниями и у беременных [7–11].

    В связи с вышеперечисленными недостатками появилась необходимость в поиске неинвазивного метода диагностики и визуализации сосудов роговицы, позволяющего качественно и количественно их оценить. В последние годы все больший интерес представляет оптическая когерентная томография (ОКТ) с функцией ангиографии переднего отрезка глаза (AS-ОCTА), в особенности при исследовании состояния микроциркуляторного русла [12–16]. AS-OCTA позволяет проводить бесконтактное прицельное наблюдение за сосудами в определенной области роговицы, объективный мониторинг прогрессирования и регресса васкуляризации до и после лечения [17, 18]. Кроме того, при помощи AS-OCTA возможно выявление мелких коллатеральных сосудов, которые в случаях диффузного и тотального помутнения роговицы не визуализируются другими неинвазивными методами диагностики [12].

    Цель

    Оценить возможности использования AS-OCTA в диагностике и выборе тактики хирургического лечения заболеваний роговицы.

    Материал и методы

    Исследование роговицы выполнялось на оптическом когерентном томографе Avanti xR (Optovue Inc., США) с применением сканов Cornea Line и Cornea Cross Line с длиной скана до 8 мм и аксиальным разрешением 5 мкм. Сканирование центральной части роговицы и лимбальной области выполнялось с применением модуля роговицы и передней камеры. Также с помощью EnFace-изображений анализировались 3D-сканы роговицы с размером зоны сканирования до 8×8 мм. Толщина EnFace-слоя обычно выбиралась в диапазоне от 30 до 50 мкм для обеспечения оптимальной контрастности и детализации изображения. Перемещение EnFace-слоя в аксиальном направлении позволяло детализировать структуры с разной глубиной расположения.

    Визуализация новообразованных сосудов роговицы выполнялась в режимах «ОКТ» и «Ангио-ОКТ» с использованием программы AngioVue (версия ПО SW 2018.1.1.63) и алгоритма SSADA. Сканирование центральной части роговицы и лимбальной области в режиме «Ангио-ОКТ» выполнялось без применения модуля роговицы и передней камеры. Использовался скан AngioRetina с размером зоны сканирования на сетчатке 3×3 мм. Разрешение скана составляло 304×304 пикселей. Скорость сканирования томографа – 70 000 А-сканов/сек. Сканирование осуществлялось с выключенными автоматическими настройками, в ручном режиме. Регулировки Z-Motor и Focus устанавливались в крайнее правое положение на 15 делений и на –20D соответственно, поляризация (P-Motor) – на 100 делений. Фокусировка реализовывалась изменением расстояния сканирующей головки томографа относительно глаза пациента. На расстоянии оптимальной фокусировки при значении параметра Focus, равном –20D, рабочая 3×3 мм зона скана AngioRetina соответствовала зоне 7×7 мм на роговице. Пациенты инструктировались фиксировать взгляд прямо и неподвижно. Последовательно выполнялось перекрестное сканирование в X- и Y-направлениях в режиме MCT (Motion Correction Technology). Для послойной визуализации патологических сосудов применялась ручная регулировка положения и толщины слоя EnFace в настройке Custom. Используя функцию редактирования (Edit Bnd), проводили ручную коррекцию границ слоя EnFace для обеспечения конгруэнтности его границ с передней поверхностью роговицы. Также проводилась регулировка его толщины с целью получения максимально контрастного и информативного изображения. Перемещение EnFace-слоя в аксиальном направлении позволяло детализировать сосуды с разной глубиной расположения. Положение (Offset) слоя EnFace относительно передней поверхности роговицы и его толщина определялись имеющимися в программе AngioRetina стандартными опциями.

    Клинический случай № 1

    В клинику обратился мужчина 35 лет с жалобами на снижение остроты зрения левого глаза (OS) в течение 3 лет. Из анамнеза известно, что ухудшение появилось после перенесенной герпесвирусной инфекции и длительного системного применения ацикловира. При биомикроскопии роговицы левого глаза отмечался ее утолщенный срез, по всей площади задних слоев роговицы, визуализировалась дистрофия по типу «изломанных линий» или напоминала запустевшие кровеносные сосуды. На 7 часах отмечалось врастание единичного сосуда, распространяющегося до парацентральной части роговицы в ее центральных слоях (рис. 1а). По результатам обследования максимальная корригированная острота зрения (МКОЗ) OS была равна 0,3. Первоначально перед хирургом стоял выбор между выполнением передней послойной кератопластики или СКП. Для уточнения тактики была выполнена AS-OCTA. Полученные сканы были обработаны – проведена коррекция границ слоев EnFace и проведен EnFace-анализ с «шагом» в 30 мкм (рис. 1б).

    По данным сканов AS-OCTA, в глубоких слоях стромы на глубине 510–600 мкм визуализируется сосуд стволового типа с множественными разветвлениями на 7 часах, который частично затрагивает десцеметову мембрану. Исходя из полученных данных диагностики, стало ясно, что проведение послойной кератопластики будет нецелесообразным, в связи с чем пациенту была выполнена СКП.

    В послеоперационном периоде на 5-е сутки эпителизация полная, трансплантат прозрачный, адаптирован, круговой обвивной шов состоятелен. На 7 часах на границе трансплантата и роговицы реципиента визуализируется выход элементов крови из сосудистого русла (рис. 1в).

    Через 3 недели после СКП МКОЗ OS составила 0,05 sph +2,25 = 0,1.

    Спустя 5 месяцев после СКП: трансплантат адаптирован, прозрачный, швы адаптированы. Неоваскуляризация роговицы отсутствует. МКОЗ OS: 0,3 sph +3,0 = 0,6.

    Клинический случай № 2

    Пациент, мужчина 65 лет, обратился в клинику с жалобами на стойкое снижение остроты зрения правого глаза (OD) за последние несколько лет. Из анамнеза известно, что на оба глаза в 1991 г. была выполнена радиальная кератотомия по поводу миопии высокой степени, а в 2017 г. – факоэмульсификация катаракты с имплантацией интраокулярной линзы (ФЭК + ИОЛ) совместно с фоторефракционной кератэктомией. Через год после операции на OD пациент заметил помутнение в центральной части роговицы и отметил ухудшение остроты зрения. При биомикроскопии OD визуализируются 8 радиальных кератотомических гипертрофических рубцов, роговица уплощена в центральной части. В центральной оптической зоне – фиброплазия эпителия с локальным помутнением, с врастанием сосуда из лимбальной области на 13 часах(рис. 2а). ИОЛ центрирована в просвете зрачка. МКОЗ до операции: 0,5 cyl +1,5 ax 10 = 0,7 Для оценки глубины и архитектоники новообразованных сосудов роговицы была также использована AS-OCTA. Анализировались полученные с «шагом» в 50 мкм EnFace-изображения (рис. 2б). По данным ОКТ в режиме Cornea Cross Line, толщина роговицы в зоне фиброплазии существенно увеличена (рис. 2в).

    По полученным данным, большая часть сосудов располагалась на глубине 100–300 мкм. Стоит также отметить, что при биомикроскопии уверенно визуализировались только единичные сосуды, в то время как после проведения AS-OCTA удалось рассмотреть целую сосудистую сеть. Первоначально рассматривалось проведение СКП, но в связи с поверхностным расположением большинства сосудов было принято решение о поверхностной скарификации фиброваскулярной ткани. Через 3 недели после операции МКОЗ OD: 0,7 сyl +1,0 ax 10 = 0,8. Спустя 6 месяцев МКОЗ OD: 0,7 sph –0,5 cyl +1,25 ax 80 = 0,9. При этом новообразованных сосудов роговицы отмечено не было.

    Однако через год после операции пациент вновь отметил снижение остроты зрения, был выявлен рецидив фиброплазии и помутнения в оптической зоне роговицы без неоваскуляризации (рис. 2г). Рекомендовано выполнение сквозной кератопластики.

    Клинический случай № 3

    Пациентка, 38 лет, обратилась в клинику в 2018 г. с жалобами на снижение остроты зрения, слезотечение, периодически возникающую светобоязнь на OS. Из анамнеза известно, что в 1997 г. на OS был ожог соляной кислотой, после чего пациентка неоднократно проходила курсы консервативного лечения, которые давали временное улучшение. По месту жительства в 2013 г. была выполнена СКП OS. В послеоперационном периоде отмечалась замедленная эпителизация, а через год пациентка отметила вновь снижение остроты зрения и возобновление симптомов. Из системных заболеваний известно, что у пациентки имеется сахарный диабет 2-го типа (компенсированный), выставленный в 2010 г. по месту жительства. В 2018 г. пациентке была выполнена бесклеевая простая лимбальная эпителиальная трансплантация с биологическим покрытием роговицы криоконсервированной человеческой амниотической мембраной (GSLET) [19]. В течение года после операции наблюдалась стойкая эпителизация роговицы, однако в 2020 г. при биомикроскопии OS (рис. 3а)трансплантат диффузно помутнен, эпителий рыхлый, имеется множественная поверхностная и глубокая васкуляризация. При окраске низкомолекулярным флуоресцеином (нмФЛ) выявлялся смешанный паттерн окрашивания по типу завитка или вихря («vortex pattern staining») с местами точечной эпителиопатии. Радужка субатрофична, хрусталик помутнен во всех слоях. Острота зрения: счет пальцев у лица. Для объективной оценки неоваскуляризации роговицы использовали AS-OCTA. С целью максимально полной визуализации новообразованных сосудов толщину слоя EnFace выбрали близкой к толщине роговицы (рис. 3б).

    По данным предоперационной AS-OCTA, отчетливо визуализируется множественное врастание сосудов в трансплантат. Их глубина расположения – от 120 до 400 мкм. В 2021 г. пациентке выполнили повторную СКП OS. В послеоперационном периоде эпителизация роговицы наступила к 12-му дню. Были назначены длительная инстилляция увлажняющих средств и кортикостероидная терапия. Через 6 месяцев при биомикроскопии видна полная эпителизация роговицы, прозрачный трансплантат адаптирован, швы состоятельны, новообразованные сосуды отсутствуют (рис. 3в). Через год после операции швы пациентке были сняты. Планируется ФЭК + ИОЛ на OS.

    Результаты

    В описанных клинических случаях использование ASOCTA позволяет достаточно точно оценить глубину залегания сосудов, их площадь и ангиоархитектонику, а также помогает определить тактику хирургического лечения при выборе метода кератопластики. Однако к недостаткам данной методики стоит отнести относительную сложность, появление большого количества артефактов даже при минимальном движении глаз пациентов и определенные временные затраты для ручной коррекции границ слоев в режиме EnFace. В то же время, при наличии квалифицированного оператора и при должном взаимодействии с пациентом, возможно получение ценных диагностических данных.

    Обсуждение

    На сегодняшний день в клинической практике при оценке васкуляризации важно определить глубину залегания сосудов, что позволит оценить дальнейшую тактику ведения и планирования хирургического вмешательства. A. Nanji и соавт. провели исследование, в котором использовали AS-OCTA для точной оценки глубины залегания сосудов при различных патологиях роговицы и разделили васкуляризацию на поверхностную (в передних 25% толщины роговицы), срединную (в 25–75% толщины роговицы) и глубокую (в 75–100% толщины роговицы). В результате исследования авторы при помощи AS-OCTA выявили наиболее частую глубину залегания сосудов при кератитах (от 16 до 60% от толщины роговицы в зависимости от этиологии), при отторжении трансплантата (в среднем 41% от толщины роговицы), птеригиуме (в среднем 19% от толщины роговицы), нейротрофической язве (в среднем 78% от глубины) и других видах патологий [13]. При использовании AS-OCTA возможен подсчет площади васкуляризации и плотности сосудов, путем конвертации цветных сканов в черно-белые, дальнейшей обработки и математических расчетов, которые позволяют оценивать степень васкуляризации у пациентов с течением времени [20].

    Однако сложности при выполнении AS-OCTA заключаются в ограниченном поле сканирования (7×7 мм), которое не захватывает всю поверхность роговицы, а также в появлении артефактов изображений при движении глаз пациента в момент исследования. Для сканирования всей поверхности появляется необходимость в повторном выполнении данной методики в различных квадрантах [21].

    Таким образом, AS-ОCTА имеет потенциал стать важным методом оценки сосудистой сети переднего сегмента, а именно в диагностике васкуляризации роговицы различного генеза и в предоперационном хирургическом планировании, например для определения глубины питающего сосуда перед диатермокоагуляцией, выбора оптимального вида кератопластики, оценки эффективности терапевтических методов лечения васкуляризации роговицы а также прогнозирования, например, раннего дефицита лимбальных стволовых клеток [12, 21, 22].

    Заключение

    Наше исследование является первым в РФ, показывающим возможности применения AS-OCTA для визуализации сосудистой сети роговицы и предоставляющим алгоритм выполнения AS-OCTA на оптическом когерентном томографе Avanti xR. В данном предварительном исследовании мы расцениваем полученные результаты использования AS-OCTA перспективными для неинвазивной визуализации сосудов и определения тактики хирургического лечения.

    

    Информация об авторах

    Борис Эдуардович Малюгин, д.м.н., профессор, boris.malyugin@gmail.com, https://orcid.org/0000-0001-5666-3493

    Светлана Юрьевна Калинникова, врач-офтальмолог, аспирант, svkalinnikova@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-9109-2400

    Руслан Сражудинович Исабеков, врач-офтальмолог, аспирант, isabekov-99@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-9918-0459

    Ольга Павловна Антонова, к.м.н., врач-офтальмолог, antonova.mntk@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-7414-0511

    Алексей Валентинович Фомин, директор по клиническим испыта-ниям, favlaser@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-7302-9574

    Information about the authors

    Boris E. Malyugin, Doctor of Sciences in Medicine, Professor, boris.malyugin@gmail.com, https://orcid.org/0000-0001-5666-3493

    Svetlana Yu. Kalinnikova, Ophthalmologist, PhD Student, svkalinnikova@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-9109-2400

    Ruslan S. Isabekov, Ophthalmologist, PhD Student, isabekov-99@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-9918-0459

    Olga P. Antonova, Ophthalmologist, PhD, antonova.mntk@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-7414-0511

    Alexey V. Fomin, Director of Clinical Trials, favlaser@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-7302-9574

    Вклад авторов в работу:

    Б.Э. Малюгин: существенный вклад в концепцию и дизайн работы, окончательное утверждение версии, подлежащей публикации.

    С.Ю. Калинникова: сбор, анализ и обработка материала, статистическая обработка данных, написание текста.

    Р.С. Исабеков: сбор, анализ и обработка материала, написание текста.

    О.П. Антонова: сбор, анализ и обработка материала, написание текста.

    А.В. Фомин: существенный вклад в концепцию и дизайн работы, редактирование, окончательное утверждение версии, подлежащей публикации.

    Authors' contribution:

    B.E. Malyugin: significant contribution to the concept and design of the work, final approval of the version to be published.

    S.Yu. Kalinnikova: collection, analysis and processing of material, statistical data processing, writing.

    R.S. Isabekov: collection, analysis and processing of material, writing.

    O.P. Antonova: collection, analysis and processing of material, writing.

    A.V. Fomin: significant contribution to the concept and design of the work, editing, final approval of the version to be published.

    Финансирование: Авторы не получали конкретный грант на это исследование от какого-либо финансирующего агентства в государственном, коммерческом и некоммерческом секторах.

    Согласие пациента на публикацию: Письменного согласия на публикацию этого материала получено не было. Он не содержит никакой личной идентифицирующей информации.

    Конфликт интересов: Отсутствует.

    Funding: The authors have not declared a specific grant for this research from any funding agency in the public, commercial or not-for-profit sectors.

    Patient consent for publication: No written consent was obtained for the publication of this material. It does not contain any personally identifying information.

    Conflict of interest: Тhere is no conflict of interest.

    Поступила: 25.03.2023

    Переработана: 17.04.2023

    Принята к печати: 15.05.2023

    Originally received: 25.03.2023

    Final revision: 17.04.2023

    Accepted: 15.05.2023