Персонализированная оценка площади фовеальной аваскулярной зоны с помощью оптической когерентной томографии-ангиографии

    Актуальность

    Оптическая когерентная томография-ангиография (ОКТ-А) является новым неинвазивным методом, позволяющим получить послойную визуализацию сосудистых структур глазного дна. Одной из наиболее важных клинически областей применения ОКТ-А является анализ микроциркуляторного русла сетчатки. По данным ОКТ-А можно выделить поверхностное (сосудистая сеть слоя нервных волокон и слоя ганглиозных клеток) и глубокое сосудистые сплетения (сосудистая сеть внутреннего ядерного слоя, которая может дополнительно разделяться на срединное и глубокое сосудистые сплетения) сетчатки, каждое из которых имеет самостоятельное патофизиологическое значение [1]. Наиболее практически значимыми показателями являются плотность поверхностного и глубокого сосудистых сплетений, а также форма и площадь фовеальной аваскулярной зоны (ФАЗ) [2-4]. Область ФАЗ ограничена концевыми ветвями капилляров глубокого сосудистого сплетения, залегающих во внутреннем ядерном слое (ВЯС), и её морфометрический анализ (в первую очередь, оценка площади) наиболее часто используется для оценки тяжести и динамики ретинопатий сосудистого генеза [5, 6]. Хотя увеличение площади ФАЗ показано при диабетической ретинопатии и окклюзии ветвей центральной вены сетчатки, существенным препятствием для практического применения анализа площади ФАЗ является широкий разброс (достигающий 10-кратного) нормы этого показателя [7, 8]. В связи с этим представляет интерес разработка метода персонализированной оценки площади ФАЗ (определяющего норму для каждого пациента) на основании изучения взаимоотношений ФАЗ с гистологическими ориентирами фовеальной области. Поскольку глубокое сосудистое сплетение, формирующее контур ФАЗ, является пластичной структурой, можно ожидать, что его изменения будут предшествовать стойким морфологическим изменениям гистологических ориентиров сетчатки в фовеоле, в том числе атрофии внутреннего ядерного слоя. Мы предлагаем оценивать топическое взаимоотношение границ ФАЗ относительно ВЯС, который в норме содержит сосуды глубокого сплетения на всём протяжении, поскольку площадь зоны отсутствия ВЯС должна соответствовать площади ФАЗ.

    Цель

    Разработать высокочувствительный метод оценки изменений площади фовеальной аваскулярной зоны. Задачами исследования были: (1) Определить площадь ФАЗ у здоровых пациентов и у пациентов с диабетической ретинопатией (ДРП) по данным ОКТА. (2) Определить площадь зоны ФАЗ-ВЯС в норме и при ДРП. (3) Определить соотношение площади ФАЗ и ФАЗ-ВЯС в исследуемых группах. (4) Определить показатели работоспособности исследуемых методов оценки площади ФАЗ.

    Материал и методы

    В исследование включили пациентов с ДРП и группу здоровых добровольцев сходного возраста. После стандартного офтальмологического обследования всем пациентам была выполнена ОКТ на спектральном оптическом когерентном томографе Coperniсus REVO (Optopol, Польша) по протоколу Retinal Angiography, 3×3 мм, включающему 2 серии по 200 B-сканов, каждый из которых получен на основании 1024 А-сканов. Формирование изображения ОКТ-А происходит следующим образом. Движение клеточных компонентов крови вызывает изменение ОКТ-сигнала. Определение наличия кровотока рассчитывается путём выявления изменения ОКТ-сигнала в одной и той же точке с течением времени, в то время как в области отсутствия кровотока сигнал не меняется. Этот принцип позволяет программному обеспечению томографа реконструировать рисунок сосудистой сети по результатам сравнения двух последовательных B-сканов (программа вычисляет различия сигналов между двумя сканами и расценивает эти различия как движение крови в сосудах). Для анализа было выбрано анфас изображение размером 3×3 мм, так как данный размер изображения позволяет с наибольшей точностью визуализировать микроциркуляторное русло фовеолы. Критериями исключения были: миопия более 3,0 дптр или гиперметропия более 2,0 дптр, сниженная прозрачность оптических сред, наличие отёка в центре макулярной области, изменения витреоретинального интерфейса в макулярной области, наличие артефактов сканирования. Площадь ФАЗ определяли вручную в режиме «Deep», в программе ImageJ, данные представлены в мм2. Определение площади зоны ФАЗ-ВЯС проводили с использованием линий автоматической сегментации, так как это позволяет проводить анализ взаимоотношения площади ФАЗ-ВЯС и площади ФАЗ непосредственно в программном обеспечении томографа. Для анализа использовали линии автоматической сегментации внутренней пограничной мембраны (ВПМ) и границы раздела внутреннего плексиформного/внутреннего ядерного слоёв, определяемых на негативном цветном B-скане. На 25 мкм смещали линию сегментации ВПМ в направлении границ ВЯС (в норме расстояние между границей ВЯС и ВПМ составляет 25-35 мкм (данные не опубликованы)). После этого в направлении ВПМ на 5 мкм смещали линию сегментации границы раздела внутреннего плексиформного/внутреннего ядерного слоёв. Взаимное смещение линий сегментации формировало на анфас-изображении зону отсутствия сигнала (так как алгоритм ОКТ-А «вычитает» из изображения все сигналы в зоне пересечения линий сегментации, использованных для получения анфас-изображения). Оценку площади ФАЗ и ФАЗ-ВЯС производили в режиме «Superficial» в программе ImageJ, данные представлены в мм2. Для исследуемых групп определяли соотношение площадей зоны, свободной от ВЯС и ФАЗ. Для статистического анализа использовали программный пакет MedCalc 18.4.1 (MedCalc Software). Статистическую значимость различий площади ФАЗ, ФАЗ-ВЯС и отношения ФАЗ/ФАЗ-ВЯС оценивали с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Корреляцию площади ФАЗ и ФАЗ-ВЯС оценивали с помощью коэффициента корреляции Спирмена. Оценку работоспособности диагностических критериев проводили с помощью ROC-анализа. Порогом статистической значимости считали p<0,05.

    Результаты

    В исследование включили 31 здорового добровольца (31 глаз), 19 женщин и 12 мужчин, средний возраст 40,3±18,2 лет. Группа испытуемых с ДРП включила 9 чел. (13 глаз), 5 мужчин и 4 женщины, средний возраст 68,3±6,5 лет. Среднее значение площади ФАЗ в норме и в группе пациентов с ДРП составило 0,32±0,15 и 0,49±0,21 мм2 соответственно (p<0,001, ANOVA). Среднее значение площади ФАЗ-ВЯС в норме и в группе пациентов с ДРП составило 0,28±0,12 и 0,25±0,09 соответственно (p=0,54, ANOVA). Анализ корреляции площади ФАЗ с площадью ФАЗ-ВЯС показало сильную положительную связь между данными показателями в норме (r=0,97, p<0,001). Соотношение площади ФАЗ/ФАЗ-ВЯС в норме и в группе пациентов с ДРП составило 0,87±0,1 и 0,54±0,2 соответственно (p<0,001, ANOVA). ROC-анализ показал, что площадь ФАЗ обладает 87,5% чувствительностью и 58,3% специфичностью в диагностике ДРП с площадью под кривой 0,76. В то же время соотношение площади ФАЗ/ФАЗ-ВЯС обладает 97% чувствительностью и 83% специфичностью в диагностике ДРП с площадью под кривой 0,94.

    Заключение

    Несмотря на то, что большое количество исследований показали информативность оценки площади ФАЗ в диагностике ДРП и постокклюзионных ретинопатий, категоризация этого показателя между нормой и патологией в отдельных случаях может вызывать затруднения. Это объясняется значительным разбросом нормальных значений этого показателя. Таким образом, площадь ФАЗ в большей степени подходит для оценки динамических изменений (увеличение площади ФАЗ при прогрессировании заболевания) и хуже – для первичной диагностики. Данное исследование показало, что оценка отношения площади ФАЗ к площади ФАЗ по границам ВЯС обладает лучшими показателями работоспособности для первичной диагностики и может использоваться в клинической практике. Дополнительным преимуществом этого показателя может быть возможность его применения при начальных изменения ФАЗ, когда увеличение площади незначительно и не выходит за рамки нормальных значений.