Рис. 1. A. – Быстрое сканирование макулы (25 сканов), выполненное на аппарате Spectralis (SD-OCT) с модулем увеличенной глубины изображения (EDI). B. – Ручное определение границ хориоидеи на аппарате Spectralis SD-OCT – верхняя линия расположена на границе пигментного эпителия сетчатки (RPE) и мембраны Бруха (BM), нижняя линия расположена на границе между хориоидеей и склерой. C. – 9 сегментов исследования макулы ETDRS, включая фовеа (1 мм, R1), кольцо диаметром 3 мм: внутренний темпоральный (T1), внутренний верхний (S1), внутренний назальный (N1) и внутренний нижний (I1) сегменты; кольцо диаметром 6 мм: внешний темпоральный (T2), внешний верхний (S2), внешний назальный (N2) и внешний внутренний (I2) сегменты, где измерения проводились с помощью Spectralis SD-OCT. D. – 3D-сканирование макулярной области, выполненное на аппарате DRI-Triton SS-OCT. E. – Автоматическое определение границ хориоидеи – верхняя линия расположена на границе RPE и BM, нижняя линия расположена на границе между хориоидеей и склерой. F. – 9 сегментов исследования макулы ETDRS, включая фовеа (1 мм, R1), кольцо диаметром 3 мм: T1, S1, N1 и I1; кольцо диаметром 6 мм: T2, S2, N2 и I2, где измерения проводились с помощью DRI-Triton SS-OCT
Рис. 2. A. – Распределение объема хориоидеи, измеренного на аппаратах Spectralis («X») и DRI-Triton («Y»). Общий объем соответствует уравнению: DRI-Triton SS-OCT общий CV (мм3)=0,75 + 0,82 * Spectralis SD-OCT общий CV (мм3). B. – Распределение субфовеальной толщины хориоидеи, измеренной на аппаратах Spectralis («X») и DRITriton («Y»). Субфовеальная толщина хориоидеи соответствует уравнению: DRI-Triton SS-OCT субфовеальная CT (мкм)=60,40 + 0,72 * Spectralis SD-OCT субфовеальная CT (мкм). Значение R2 для этих двух измерений достигло 0,804
В первых аппаратах ОСТ визуализация хориоидеи была ограничена. Однако модуль увеличенной глубины изображения (enhanced depth imaging, EDI) спектральной SD-OCT позволил уменьшить сигнал от стекловидного тела и улучшить изображение сосудистой оболочки в макулярной зоне вплоть до границы «склера-хориоидея» (Spaide R.F. et al., 2008). SD-OCT позволяет визуализировать более глубокие структуры за счет «переворачивания» изображения (inverted image). Swept source OCT (SS-OCT) способна визуализировать еще более глубокие ткани за счет использования большей длины волны (1080 нм), которая проникает через меланин пигментного эпителия сетчатки. Однако большие длины волн в большей степени поглощаются водой, а при освещении сетчатки и сосудистой оболочки дают спектр с асимметричным профилем – это уменьшает полосу пропускания света и снижает чувствительность метода в более глубоких структурах (Mrejen S. et al., 2013). Поэтому новейшие системы SS-ОСТ работают с некоторыми компромиссами: аксиальное разрешение улучшается за счет уменьшения глубины изображения; латеральное разрешение улучшается за счет сужения поля зрения; чувствительность снижается за счет более высокой скорости А-сканирования; кроме того, латеральное разрешение улучшается за счет более короткой длины волны, хотя это и увеличивает рассеяние света на мелких частицах ткани и средах. На аппаратах SD-OCT хориоидея может быть измерена и картирована вручную, а на аппаратах SS-ОСТ – автоматически. Согласно целому ряду публикаций оба метода продемонстрировали высокую воспроизводимость (Koay C.L. et al., 2017).
Оценка состояния хориоидеи и симметричности кровотока в обоих глазах необходима как для изучения здоровых глаз, так и для диагностики и мониторинга различных заболеваний глазного дна или глаукомы. Ранее для изучения кровотока, васкуляризации и толщины хориоидеи использовалась ангиография с индоцианином зеленым, ультрасонография или лазерная допплеровская флоуметрия, однако совершенствование метода ОСТ позволило лучше изучить структуру хориоидеи и прояснить многие спорные вопросы.
В большинстве проведенных ранее исследований толщина хориоидеи (choroidal thickness, CT) и объем хориоидеи (choroidal volume, CV) определялись с помощью метода SD-OCT. Их результаты были опубликованы до появления метода SS-OCT. В небольших выборках авторы показали, что значения толщины макулы или хориоидеи, полученные на разных устройствах, не всегда совпадают (Tan C.S. et al., 2016).
Цель настоящего исследования – оценить объем и толщину хориоидеи у здоровых субъектов на аппаратах SD-OCT и SS-OCT, сравнить значения, полученные каждым устройством, и найти корреляцию между их измерениями.
Материал и методы
Исследование проводилось в офтальмологическом отделении Lozano Blesa University Hospital of Zaragoza, Испания. В исследование были включены 150 здоровых взрослых людей (150 глаз). Участники являлись медицинскими работниками Школы оптометрии; у них не было системной патологии, включая артериальную гипертензию или сосудистые заболевания. Исследование было проведено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации и было одобрено локальным этическим комитетом.
Критерии включения: монокулярная острота зрения, измеренная по таблицам ETDRS, равна или превышает +0,1 LogMAR (20/25 по таблице Снеллена); сферический эквивалент ≤ 8,5 Дптр; внутриглазное давление (ВГД) по Гольдману менее 21 мм рт. ст.; отсутствие аномалий сетчатки или диска зрительного нерва и информированное согласие.
Критерии исключения: любые офтальмологические заболевания, включая амблиопию или глазную гипертензию; любые заболевания сетчатки, включая миопическую ретинопатию; и любые системные заболевания, включая сосудистые или неврологические заболевания.
Офтальмологическое обследование
Всем пациентам было проведено полное офтальмологическое обследование, включавшее сбор анамнеза, измерение монокулярной остроты зрения по таблицам ETDRS с контрастностью 100%, 2,5% и 1,25% на расстоянии 4 м; осмотр за щелевой лампой; аппланационную тонометрию Гольдмана и исследование глазного дна. Для измерения осевой длины глаза (axial length, AL) использовался оптический биометр (IOLMaster; Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA, США). Для определения рефракции глаз использовался автокераторефрактометр (WAM-5500, Grand Seiko, Hiroshima, Япония).
Рис. 3. A. – График Бланда-Альтмана, показывающий различия в измерениях субфовеальной толщины хориоидеи в мкм между аппаратами Spectralis SD-OCT и DRI Triton SS-OCT. Горизонтальная ось отражает среднюю субфовеальную толщину хориоидеи, а вертикальная ось отражает разницу в измерениях толщины между аппаратами для одного и того же пациента. B. – График Бланда-Альтмана, показывающий различия в измерениях общего объема хориоидеи в мм3 между аппаратами Spectralis SD-OCT и DRI Triton SS-OCT. Горизонтальная ось отражает средний общий объем хориоидеи, а вертикальная ось отражает разницу в измерениях объема между аппаратами для одного и того же пациента
Таблица 1. Объем и толщина хориоидеи 150 здоровых глаз при измерении на оптических когерентных томографах Spectralis и DRI-Triton. Статистически значимые отличия выявляются во всех сегментах EDTRS
Статистический анализ
Для статистического анализа использовалось программное обеспечение (SPSS 22.0, SPSS, Chicago, Illinois, USA). Нормальное распределение значений исследовали с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. При отсутствии нормального распределения для сравнения толщины и объема хориоидеи использовали непараметрический критерий Вилкоксона. Значение p < 0,05 считалось статистически значимым. Для оценки уровня согласия между измерениями использовали линейную регрессию и рассчитывали ранговый коэффициент Спирмена. Уровень согласия между двумя аппаратами отображался на графике Бланда-Альтмана.
Результаты
В исследование были включены 150 здоровых взрослых людей (150 глаз) – 54 мужчины и 96 женщин. Средний возраст участников – 34,11 ± 11,41 года (от 21 до 68 лет). Средняя острота зрения составила -0,113 ± 0,097 logMAR (20/16 по таблице Снеллена) по таблицам со 100% контрастностью, + 0,021 ± 0,193 logMAR (20/20 по таблице Снеллена) по таблицам с 2,5% контрастностью и + 0,32 ± 0,178 (20/40 по таблице Снеллена) по таблице с контрастностью 1,25%. Средняя ошибка рефракции составила -0,94 ± 1,83 Дптр (в диапазоне от -8,25 Дптр до +4,50 Дптр). Среднее значение AL составляло 23,33 ± 1,18 мм (в диапазоне от 20,66 до 26,30 мм), а средняя глубина передней камеры (anterior chamber depth, ACD) составляла 3,42 ± 0,31 мм (в диапазоне от 2,65 до 4,07 мм).
Значения толщины хориоидеи, измеренные на аппарате Spectralis SD-OCT с ручной сегментацией, были статистически значимо выше, чем значения, полученные на аппарате DRI-Triton SS-OCT с автоматической сегментацией для всех исследуемых областей, включая толщину хориоидеи в субфовеальной зоне, 9 сегментах и общий объем хориоидеи.
Толщина хориоидеи CT в субфовеальной области для аппаратов Spectralis и DRI-Triton составила в среднем 336,47 ± 81,54 мкм и 303,48 ± 73,27 мкм соответственно (p = 0.001). Общий объем хориоидеи CV для аппаратов Spectralis и DRI-Triton составил 8,65 ± 1,94 мм3 и 7,88 ± 1,77 мм3 соответственно (p < 0,001). Эти различия были характерны для всех сегментов и сильно коррелировали между собой (р > 0,82, р < 0,001), что показано в таблице 1.
Мы попытались установить линейную корреляцию между аппаратами Spectralis и DRI-Triton в отношении значений объема хориоидеи CV. Корреляция может быть выражена следующим уравнением: DRI-Triton SS-OCT общий CV (мм3) = 0,75 + 0,82 * Spectralis SD-OCT общий CV (мм3). Корреляция по объему хориоидеи между двумя аппаратами достигла значения R2 0,813 (рис. 2A).
Таблица 2. Демографические данные, ошибки рефракции, глубина передней камеры и осевая длина глаза пациентов. 150 участников исследования разделены на две группы в зависимости от объема хориоидеи: в VGroup 1 (n = 79) объем хориоидеи <8,65 мм3, а в VGroup 2 (n = 71) – объем хориоидеи ≥ 8,65 мм3. D – диоптрии; ACD – глубина передней камеры (мм); AL – осевая длина (мм)
Таблица 3. Объем и толщина хориоидеи 150 здоровых глаз при измерении на оптических когерентных томографах Spectralis и DRI-Triton. 150 участников исследования разделены на две группы в зависимости от объема хориоидеи: в VGroup 1 (n = 79) объем хориоидеи <8,65 мм3, а в VGroup 2 (n = 71) – объем хориоидеи ≥ 8,65 мм3. В правом столбце показаны различия между аппаратами по значениям толщины в каждом сегменте (значения выражены в мкм). Статистически значимые отличия выявляются во всех сегментах EDTRS (*)
Далее мы стали искать различия, которые могли бы зависеть от CV или AL. С этой целью исследуемая популяция была разделена на две группы с учетом среднего значения общего объема хориоидеи CV, измеренного Spectralis. В группу VGroup 1 (n = 79) вошли пациенты с общим CV < 8,65 мм3, в группу VGroup 2 (n = 71) вошли пациенты с общим CV ≥ 8,65 мм. Между группами не оказалось различий по возрасту или глубине передней камеры. Однако мы обнаружили статистически значимые различия между группами по показателям рефракции и осевой длине глаза. В группе с меньшим CV наблюдалась более высокая степень миопии и большее значение AL: -1,03 ± 2,35 Дптр vs -0,94 Дптр ± 1,83 Дптр и 23,83 ± 2,35 мм vs 23,33 ± 1,18 мм в VGroup 1 и 2 соответственно (таблица 2).
Различия измерений объема хориоидеи во всех сегментах между двумя аппаратами сохранялись в обеих группах с высокой степенью значимости различий (таблица 3).
Кроме того, мы разделили исследуемую популяцию еще на две группы с учетом среднего значения аксиальной длины глаза AL: в группу ALGroup 1 вошли пациенты с AL < 23,56 мм, а в группу ALGroup 2 вошли пациенты с AL ≥ 23,56 мм. Между группами имелись различия по аметропии (-0,04 ± 1,55 vs -1,91 ± 2,01 Дптр, p <0,001), глубине передней камеры (ACD 3,21 ± 0,33 vs 3,51 ± 0,32 мм, p = 0,038) и AL (22,71 ± 0,6 vs 24,45 ± 0,79 мм, p <0,001, соответственно), как показано в таблице 4.
В группе ALGroup 1 различия в значениях хориоидеи между двумя аппаратами сохранялись во всех областях, за исключением внешнего назального сегмента N2. В группе ALGroup 2, которая характеризовалась более высокой AL (AL ≥ 23,56 мм), различий между аппаратами по общему объему хориоидеи и толщине в центральной субфовеальной области (R1) не было. У субъектов с большей длиной глаза значительных различий между двумя аппаратами по измерениям во внешнем и внутреннем темпоральных сегментах (T1, T2) или в нижнем внутреннем сегменте (I1) выявлено не было (табл. 5).
Обсуждение
В данном исследовании мы сравнили визуализацию хориоидеи на двух разных аппаратах ОСТ (spectral-domain и swept-source) и оценили соответствие их измерений. Оказалось, что определить абсолютные значения толщины хориоидеи сложно даже для здоровых глаз. В качестве альтернативы для сравнения можно использовать гистологические срезы глаз, но процесс фиксации также может повлиять на истинные значения. В предыдущих гистологических исследованиях было показано, что толщина сосудистой оболочки с возрастом уменьшается. Это подтвердили Coleman D.J. et al. (2004), проведя высокочастотное ультразвуковое исследование, которое дает одно значение в центральной зоне, но, как сообщают авторы, гарантии попадания ультразвука именно в субфовеальную зону у данного метода нет. Основываясь на описанных в литературе исследованиях, какие-либо нормативные значения для каждого из этих методов установить трудно, так же как и определить корреляцию между ними.
Как было отмечено ранее, значения толщины хориоидеи во многом зависят от устройства, на котором проводится измерение. Самая большая толщина хориоидеи определяется в субфовеальной области (R1). В парафовеальных сегментах (T1, S1, N1 и I1) хориоидея становится тоньше, а в перифовеальных областях (T2, S2, N2 и I2) – еще тоньше, причем N2 является самым тонким. Толщина хориоидеи больше в верхних сегментах и меньше в носовых сегментах (R1>S1>I1>T1>N1>S2>I2>T2>N2). Еще одно наблюдение, которое согласуется с данными других авторов, заключается в том, что для глаз с близорукостью и большей аксиальной длиной характерны меньшие значения толщины хориоидеи (Sanchez-Cano A. et al., 2014).
Наше исследование показало, что между значениями хориоидеи, даваемыми двумя аппаратами, существуют статистически значимые различия. Эти различия были менее выражены для глаз с большей аксиальной длиной, для которых характерны меньшие толщина и объем хориоидеи. Однако несмотря на различия значений, предоставляемых обоими аппаратами, корреляция между этими измерениями высока и может быть представлена уравнением линейной корреляции. В то же время предыдущие исследователи не всегда получали сопоставимые результаты. Это может быть связано с тем, что они использовали разные наборы данных и обследовали пациентов разного возраста с разными ошибками рефракции и разной длиной глаза. Поскольку толщина хориоидеи с возрастом уменьшается, мы включили в исследуемую популяцию только молодых субъектов.
Matsuo Y. et al. (2013) сообщили о более высоких значениях толщины хориоидеи в субфовеальной области при измерении с помощью DRI-OCT-1 Atlantis (DRI SS-OCT Topcon) по сравнению с измерениями, выполненными Spectralis и Topcon SD-OCT. Они обследовали 35 глаз здоровых молодых японцев (средний возраст 32,5 ± 6,5 лет) с более высокой степенью миопии, чем в нашем исследовании (-2,6 ± 1,8 Дптр). Значение толщины хориоидеи, полученное Matsuo Y. et al. на Spectralis SD-OCT, составило 273,2 мкм, а на DRI SS-OCT Topcon – 280,5 мкм. В нашим исследовании мы получили более высокие значения толщины хориоидеи – 336,47 ± 81,54 мкм и 303,48 ± 73,27 мкм на Spectralis и Triton соответственно (p < 0,001). Matsuo Y. et al. изучили субфовеальную толщину хориоидеи, проведя одно носовое и одно височное измерение; все значения были выше при использовании DRI SS-OCT. Различия с нашими результатами могут быть связаны с этнической принадлежностью исследуемой популяции и более высокой степенью миопии. Yamashita T. et al. (2012) сравнивали три аппарата SD-OCT и отметили хорошую корреляцию между ними, получив практически идентичные значения толщины хориоидеи у молодых японцев с высокой степенью миопии. Они сообщили о меньших значениях толщины хориоидеи в субфовеальной зоне, измеренной на Spectralis, чем мы получили в нашем исследовании (271,31 ± 61,21 мкм). Они также отметили, что при толщине хориоидеи более 500 мкм сложно осуществить ручную разметку границ сосудистой оболочки на аппарате SD-OCT, хотя в своем исследовании мы не столкнулись с подобной проблемой.
Таблица 4. Демографические данные, ошибки рефракции, глубина передней камеры и осевая длина глаза пациентов. 150 участников исследования разделены на две группы в зависимости от осевой длины глаза (AL): в ALGroup 1 (n = 75) AL <23,56 мм, а в ALGroup 2 (n = 75) – AL ≥23,56 мм. D – диоптрии; ACD – глубина передней камеры (мм); AL – осевая длина (мм)
Таблица 5. Объем и толщина хориоидеи 150 здоровых глаз при измерении на оптических когерентных томографах Spectralis и DRI-Triton. 150 участников исследования разделены на две группы в зависимости от осевой длины глаза (AL): в ALGroup 1 (n = 75) AL <23,56 мм, а в ALGroup 2 (n = 75) – AL ≥23,56 мм. В правом столбце показаны различия между аппаратами по значениям толщины в каждом сегменте (значения выражены в мкм). Статистически значимые отличия отмечены (*) (p<0,05)
Между двумя аппаратами есть важные различия. В устройствах ОСТ за глубину изображения отвечает центральная длина волны. Свет с большей длиной волны меньше подвержен рассеянию, поэтому он достигает более глубоких тканей. Системы ОСТ с большей длиной волны, такие как Triton с длиной волны 1050 нм, имеют большую проникающую способность по сравнению с системой Spectralis, имеющую центральную длину волны 820 нм. Для глаз с высокими оптическими рассеивающими свойствами (при наличии катаракты, кровоизлияний, высокой пигментации сосудистой оболочки) лучше использовать системы с большей длиной волны. Осевое разрешение аппарата увеличивается по мере увеличения центральной длины волны, пропускающей способности источника света и рефракционного индекса. Осевое разрешение системы визуализации влияет на возможность разграничения слоев. Осевое разрешение оптики Spectralis составляет 7 мкм, а цифровое разрешение – 3,9 мкм/пиксель, в то время как осевое разрешение Triton составляет 8 мкм, а цифровое разрешение – 2,6 мкм/пиксель. Низкое или среднее качество изображений может усложнять проведение ручной или автоматической сегментации. Глубина визуализации Spectralis (1,9 мм) и Triton (2,6 мм) и их осевое разрешение являются связанными рабочими параметрами. Глубина, на которую может проникать свет, часто ограничивается эффектами рассеяния и оптического поглощения тканями глаза. Коэффициент рассеяния уменьшается с увеличением длины волны в ближнем инфракрасном спектре. Использование более длинных волн обеспечивает более глубокое проникновение света в ткани.
A-Scan – это одиночный профиль глубины (глубина в зависимости от интенсивности). В системах SD-OCT скорость A-сканирования определяется высокоскоростной камерой со спектрометром, которая одновременно измеряет световые эхо-сигналы от всех временных задержек (Spectralis 40 000 Герц или А-сканов в секунду), а в системах SS-OCT – перестраиваемым источником лазерного излучения (Triton 100 000 Герц или A-сканов в секунду). Более высокая частота A-сканирования обычно приводит к более низкой чувствительности. Чувствительность аппарата – это максимальное ослабление сигнала, разрешенное в пределах выборки, которое можно отличить от шума.
Наши измерения были выполнены с высокой чувствительностью, что позволило получить более контрастные изображения: для получения изображений с наивысшей чувствительностью для Spectralis было использовано отношение сигнал / шум более 62,5% (25/40 дБ), а для Triton – отношение сигнал / шум более 75% (75/100).
Свойства линз, используемых аппаратом для сканирования, определяются шириной и глубиной поля зрения. Поле зрения и боковое разрешение для аппаратов Triton (20 мкм) и Spectralis A-Scan (14 мкм) обратно пропорциональны: чем шире поле зрения, тем меньше боковое разрешение. Следовательно, боковые различия между SD-OCT и SS-OCT можно объяснить техническими различиями между устройствами, калибровкой размера пикселя и различными протоколами сканирования, которые включали разную скорость сканирования и разное качество изображений.
В заключение следует отметить, что значения толщины и объема хориоидеи, полученные с помощью SD-OCT и SS-OCT с использованием описанных протоколов, статистически значимо отличаются, но хорошо коррелируют друг с другом. Значения объема и толщины, измеренные аппаратом SD-OCT, выше, чем измеренные аппаратом SS-OCT, независимо от того, тонкая или толстая сосудистая оболочка у обследуемого пациента. Различия между двумя системами становятся меньше при измерениях в глазах с большей длиной глаза. Этот факт следует учитывать при использовании различных устройств для оценки сосудистой оболочки.
Isabel Pinilla, Ana Sanchez-Cano, Gema Insa, Isabel Bartolome, Lorena Perdices, Elvira Orduna
Curr Eye Res. 2021;46(2): 239–247. doi: 10.1080/02713683.2020.1795883
