Визуализация ретинального пигментного эпителия in vivo с использованием транссклеральной оптической визуализации

    

    Ретинальный пигментный эпителий (РПЭ) расположен между фоторецепторами и сосудами хориоидеи и образует внешний гематоретинальный барьер, способствующий нормальному функционированию фоторецепторных клеток. Клетки РПЭ в первую очередь поражаются при возрастной дегенерации желтого пятна, на ранних стадиях диабетической ретинопатии и заболеваниях пахихориоидного спектра.

    Гистопатологические исследования сетчатки человека выявили морфологические изменения клеток РПЭ, происходящие с возрастом, а также специфичные для начальной и прогрессирующей стадий возрастной макулярной дегенерации (ВМД) и пигментного ретинита. Однако на сегодняшний день в клинической практике нет простого и надежного способа визуализации клеток РПЭ ни для ранней диагностики, ни для последующего наблюдения за пациентами с заболеваниями сетчатки.

    Первые изображения РПЭ человека in vivo были получены с помощью сканирующего лазерного офтальмоскопа (SLO) с адаптивной оптикой (АО). Единственная коммерчески доступная АО-камера, использующая заливающее освещение анфас, обеспечивала изображения сетчатки с высоким разрешением вплоть до фоторецепторов, но плохую визуализацию клеток РПЭ. Несмотря на методологические усовершенствования, визуализация РПЭ по-прежнему затруднена из-за соображений безопасности и относительно длительного времени сбора данных. Для преодоления этих ограничений была разработана транссклеральная оптическая визуализация (TOPI). Нетрадиционное транссклеральное освещение глазного дна обеспечивает получение высококонтрастных изображений слоев сетчатки вплоть до РПЭ с клеточным разрешением и в большом поле зрения (FOV) (5°х5°). Косое освещение позволяет избежать большого фонового света, вызванного высокой отражающей способностью колбочек, и обеспечить способ получения изображений клеток РПЭ с высоким разрешением. Время сбора данных >10 секунд. Прототип аппарата использовали для визуализации клеток РПЭ в здоровых глазах с разной осевой длиной (AL) у участников разного возраста для количественной оценки морфологических особенностей РПЭ и оценки безопасности и воспроизводимости изображений TOPI.

    Материал и методы

    В исследование были включены только здоровые глаза добровольцев старше 18 лет, с эмметропией или аметропией в диапазоне от +3 до -6 дптр. Исходное обследование включало стандартное офтальмологическое обследование с определением максимально корригируемой остроты зрения (МКОЗ), внутриглазного давления (ВГД), сферического эквивалента ошибки рефракции (RE) и измерения AL, фото глазного дна, АФ-изображения глазного дна на сверхширокоугольной камере Optos, спектральной ОКТ (сОКТ). Оценка безопасности включала контрольный визит через 1–3 недели после исследования TOPI. Оно включало проверку МКОЗ, измерение ВГД, исследование глазного дна с помощью камеры Optos и сОКТ с использованием режима динамического наблюдения. Собраны демографические данные (пол и возраст).

    Визуализация РПЭ in vivo.

    Транссклеральное освещение сетчатки осуществляется с помощью 2 светодиодов NIR (длина волны λ=850 нм, пиковая мощность импульса=250 мВт на светодиод (LED), длительность импульса=8 мс, частота следования=11 Гц) расположенных на носовой и височной стороне глаза, в сочетании с петлей АО, включающей определение волнового фронта (непрерывное освещение λ=756 нм, пиковая мощность=70 мВт, максимальная продолжительность=1800 секунд), встроенной в прототип ретинальной камеры. Транссклеральное освещение обеспечивает большой косой пучок, который рассеивается глазным дном. Часть света затем возвращается к РПЭ, распространяется через нейроретинальные полупрозрачные клетки, стекловидное тело и хрусталик, и собирается через зрачок.

    Получение изображения.

    Для каждого захвата 100 необработанных изображений снимаются за 10 с (10 кадров в секунду, длительность импульса 8 мс на необработанное изображение). Затем эти изображения выравниваются и усредняются для получения одного изображения с высоким отношением сигнал/шум. Некоторые детали кажутся более или менее контрастными на изображениях в темном поле, создаваемых каждым лучом освещения; поэтому 2 транссклеральных луча используются одновременно. От каждого включенного в исследование глаза было получено 5 изображений РПЭ 5°х5°, с высоким разрешением (рис. 1A, B): 4 изображения, равноудаленные от центральной ямки с эксцентриситетом 5,37° (Z1: нижне-носовое, Z2: нижне-височное; Z3: верхне-носовое; Z4: верхне-височное) и 1 изображение с центром в фовеа (Z5). В некоторых глазах по усмотрению исследователя было сделано 1 дополнительное изображение (Z6). Одна из 6 зон была визуализирована 5 раз для оценки воспроизводимости. В общей сложности получали 10 изображений на глаз. Для каждого приобретения программное обеспечение записывает изображение радужной оболочки для проверки выравнивания глаза и инфракрасного глазного дна с косой подсветкой 30°х30° с низким разрешением для определения местоположения изображения РПЭ с высоким разрешением (рис. 1C).

    Обработка и выбор изображений РПЭ.

    Конвейер обработки изображений, закодированный на языке Matlab, представлен нарисунке 2.

    Первый шаг обработки изображения состоит из разделения каждого 5°x5° необработанного изображения (рис. 2А) на 9 субизображений FOV 1,6°x 1,6°(рис. 2В). Затем каждое субизображение обрабатывается двумя разными субконвейерами. В «субконвейере сегментации» (рис. 2C–E) коррекция плоского поля устраняет вариации интенсивности фона в подизображениях для создания изображения с фильтрацией верхних частот (рис. 2C). Коррекция плоского поля вычитает из исходного изображения изображение, преобразованное с помощью размытия по Гауссу, установленного сигма=10 пикселей. Этот фильтр размывает изображение с помощью функции Гаусса, которая устраняет детали и шум с порогом, определяемым его стандартным отклонением (SD), параметром сигма. Затем в результирующем изображении, прошедшем фильтрацию верхних частот, находят центры клеток с помощью разностного фильтра Гаусса (сигма1=5; сигма2=10). Локальные максимумы считаются центрами клеток (рис. 2D). Сегментация на основе Вороного применяется для поиска границ клеток с использованием центров клеток в качестве исходных точек (рис. 2E). «Субконвейер обнаружения сосудов и дымки» (рис. 2F–H), ранее описанный алгоритм, применяется для удаления туманных частей и сосудов. Фрагмент изображения подвергается фильтрации верхних частот с использованием коррекции плоского поля с сигмой=3,1 (рис. 2F) и фильтра Баттерворта первого порядка с частотой среза w=80 пикселей -1 (рис. 2G). Полученное изображение обрабатывается, чтобы найти части изображения, которые необходимо отфильтровать. Последний шаг состоит в удалении бинарной маски (рис. 2H) из сегментации (рис. 2E), чтобы создать окончательную маску, используемую для вычисления выходных параметров (рис. 2I).

    Критерий качества. Качество необработанных изображений сильно различалось: от плохого качества из-за шума или расфокусированных изображений до высокого качества сфокусированных изображений. В последнем случае в некоторых регионах были обнаружены высококонтрастные клетки РПЭ рядом с низкоконтрастными областями. Чтобы количественно оценить качество контраста клеток РПЭ, был установлен «критерий качества (QC)» на основе сигнатуры РПЭ в домене Фурье (рис. S3, доступно на www. ophthalmologyscience.org).

    После сегментации рассчитывали различные характеристики клеток РПЭ: плотность клеток (клеток/ мм² ), площадь клеток (μm 2 ) и количество соседних клеток. Для каждой сегментированной клетки измеренными морфологическими признаками (рис. S4, доступный на сайте www.ophthalmologyscience.org) были округлость (а.u.), удлинение (а.u.), плотность (а.u.) и коэффициент вариации межграничного расстояния (CoV). Также было рассчитано межцентровое расстояние (CCS), основанное на сигнатуре Фурье клеток.

    Для получения количественных параметров размер пикселя был скорректирован на AL и сферический эквивалент RE глаза. Размер пикселя (μm)=-a*RE + b*(AL-23,5) + 0,74, где a и b получены из линейной регрессии, основанной на моделировании оптической системы, с разными значениями RE и соответствующими им значениями оптического увеличения (Дополнительное приложение, доступное на сайте www. ophthalmologyscience.org).

    Выбор изображения

    Чтобы включить в анализ данных только изображения с хорошо контрастными клетками РПЭ, для выбора лучших изображений использовалась комбинация 4 ограниченных условий для характеристик клеток (рис. 3E, F, H, I): (1) измеримая «Плотность клеток» (>0); (2) межцентровое расстояние (CCS) > 11,8 μm, чтобы избежать выбора изображений других типов клеток или структур (рис. 3A–C); (3) критерий качества (QC) > 0,076 для удаления размытых и зашумленных изображений (рис. 3D, G); (4) «Количество соседних клеток» доступно для удаления изображений с обнаруженными только изолированными клетками или с клетками, обнаруженными на границе. Были протестированы различные пороги CCS и QC, и результаты были сравнены с ручным выбором. Пара порогов, которые давали наиболее близкий выбор к ручному выбору, была сохранена. Порог CCS 11,8 мм согласуется с опубликованными значениями междурядного расстояния.

    Анализ данных

    Чтобы изучить повторяемость измерений, изображения одной и той же области были повторно выровнены с помощью плагина Fiji «Template Matching», который корректирует переводы, а затем «TurboReg» для корректировки изображений при вращении и перемещении.

    Затем скорректированные изображения были обрезаны, чтобы получить одинаковую область на каждом изображении, обработаны стандартным конвейером и выбраны с ограниченными условиями, описанными выше, после вычисления характеристик ячеек РПЭ. CoV каждого клеточного признака рассчитывали для каждого повторения.

    Статистический анализ

    Программное обеспечение GraphPad Prism использовали для расчета описательной статистики количественных данных (характеристики глаза, средние характеристики клеток на одного испытуемого), для проверки нормального распределения переменных (возраст, AL, RE, МКОЗ, ВГД, характеристики клеток) по тестам нормальности Колмогорова – Смирнова, а также для запуска корреляционного теста Спирмена и линейных регрессий. Чтобы исследовать влияние AL, возраста и эксцентриситета, было выполнено множественное сравнение переменных (участников, глаз и особенностей клеток) между эксцентриситетами и группами участников (мужчины против женщин; возраст < 50 лет против > 50 лет) с помощью множественного теста Манна – Уитни, скорректированного методом Холма Шидака. Этот непараметрический тест, основанный на распределении ранжированных значений в каждой группе, не требует одинакового размера выборки. Для всех статистических тестов значение P <0,05 считалось значимым.

    Результаты

    Выбор изображения. В это исследование были включены 49 глаз с хорошей остротой зрения от 29 здоровых добровольцев (19 мужчин и 10 женщин) со средним возрастом 37,1±13,3 года (диапазон от 21 до 70 лет). Данные об участниках и глазах, собранные при первом посещении, включая скрининг и исследование TOPI, а также при повторном посещении для оценки безопасности, обобщены в таблице S1 (доступно на сайте www. ophthalmologyscience.org). Во время обследований TOPI не было зарегистрировано ни одного нежелательного явления, связанного с процедурой. Сравнение МКОЗ и ВГД между обоими посещениями не выявило статистических различий (Манн – Уитни P=0,2917 и 0,4419 соответственно). Мультимодальная визуализация, осмотр щелевой лампой, глазное дно и сОКТ не выявили каких-либо изменений в структурах сетчатки до и после исследования TOPI(таб. S1).

    Всего было получено 580 необработанных изображений, что означает, что было обработано 5220 субизображений. После автоматического выбора изображения, сохранившего 1553 части изображения, при ручной проверке были удалены 47 других частей изображения, в том числе в центре изображения фовеа (Z5), поскольку в этом месте не было видно клеток РПЭ (рис. 1B, увеличение Z5) и чтобы избежать смещения измерения в (0°, 0°). Окончательный проанализированный набор данных включал 1506 высококачественных и хорошо контрастных изображений клеток РПЭ, что составляет 29% от общего количества необработанных субизображений.

    Статистика по средним характеристикам клеток РПЭ. Таблица S2

    (доступна на сайте www. ophthalmologyscience.org) суммирует количество субизображений, выбранных для каждого участника и эксцентриситета. Три группы участников были определены на основе пригодных для использования фовеальных изображений и частоты пригодных для использования перифовеальных изображений.

    Фовеа была отобрана между 1,6° и 2,9° у 10 участников (группа 1. Перифовеа последовательно отбирали от 3° до 8° у 15 участников (10 в группе 1; 5 в группе 2) и беспорядочно у 14 участников (группа 3;). Кроме того, были получены изображения периферии сетчатки от 8° до 16,3° на усмотрение исследователя у 10 участников (7 в 1-й группе, 2 во 2-й группе, 1 в 3-й группе).

    Эффект эксцентриситета. Для исследования влияния эксцентриситета на плотность клеток учитывались только данные, собранные при общих эксцентриситетах 15 участников из групп 1 и 2. Множественные сравнения средней плотности на каждом радиальном эксцентриситете (нижняя, верхняя, носовая и височная стороны) не выявили статистических различий, демонстрируя, что плотность клеток РПЭ постоянна в перифовеа (рис. S5, доступен на сайте www.ophthalmologyscience. org). Учитывая радиальную симметрию вокруг фовеа, влияние эксцентриситета на характеристики клеток РПЭ в перифовеа исследовали только в зависимости от радиального эксцентриситета. Линейная регрессия характеристик клеток РПЭ в зависимости от эксцентриситета в перифовеа показала отсутствие влияния эксцентриситета на плотность клеток, площадь, межцентрового расстояния и округлость, а также то, что клетки имеют число соседей, близкое к 5,7, что подтверждает регулярность клеток РПЭ между 3° и 8°. Удлинение морфологических признаков (R2=5,20%, P=0,0316), межграничное расстояние CoV (R2=5,38%, P=0,0287) и плотность (R2=6,17%, P=0,0189) показали небольшую корреляцию с эксцентриситетом.

    Корреляция между возрастом, характеристиками глаза и особенностями клеток. Учитывая, что эксцентриситет мало влияет на характеристики клеток ПЭС в этом узком диапазоне эксцентриситетов, были проанализированы данные, рассчитанные по 1397 субизображениям от 29 участников между 3° и 8°, чтобы исследовать взаимосвязь между возрастом, характеристиками глаз и особенностями клеток. Тест на нормальность показал, что непрерывные переменные, относящиеся к характеристикам пациента и глаза, не подчиняются нормальному распределению. Поэтому для измерения корреляции между возрастом участников, данными о глазах и особенностями клеток РПЭ использовался непараметрический коэффициент Спирмена. Матрица Спирмена показывает, что морфологические особенности клеток РПЭ коррелируют между собой. Например, увеличение удлинения (среднее) и граничного расстояния CoV (среднее и стандартное отклонение) коррелирует с уменьшением округлости (среднее значение и стандартное отклонение), плотностью (среднее значение и стандартное отклонение), количеством соседних клеток и плотностью, а также с увеличением площади клетки (среднее значение и стандартное отклонение). Среднее количество соседних клеток (5,7±0,11; диапазон 5,3–5,8) остается постоянным независимо от возраста и пола участника и длинны глаза. Распределение числа соседей подтвердило, что подавляющее большинство клеток РПЭ имеют треугольную структуру упаковки.

    Эффект аксиальной длины глаза. Как и ожидалось, AL коррелировал с RE (Rs=-0,563; P=0,001). Учитывая скорректированный размер пикселя, плотность клеток уменьшилась с AL (Rs=-0,746; P <0,0001). Это коррелировало с увеличением площади клеток (Rs=0,668; P <0,0001) без изменения округлости (рис. 4А; Rs=-0,111; P=0,565). Линейные регрессии соответствовали этим выводам. На рисунках 4B и C показано одно изображение самого короткого глаза (женщина, 25 лет) по сравнению с самым длинным глазом (мужчина, 29 лет). Морфологические параметры показывают более крупные клетки в длинном глазу с геометрией, сходной с таковой в коротком глазу. Среднее значение AL у женщин (n=10 участников, 23,44±0,88 мм) было значительно ниже, чем у мужчин (n=19 участников, 24,34±0,80 мм; P=0,0055). Множественные сравнения показали, что ни одна из переменных (возраст, AL и особенности клеток РПЭ) не отличалась значимо между мужчинами и женщинами.

    Эффект возраста. Выявлено значительное снижение плотности клеток с возрастом (рис. 5А; Rs=-0,391; P=0,036), что подразумевает увеличение средней площади клеток (Rs=0,454; P=0,013). Форма клеток РПЭ также менялась с возрастом, о чем свидетельствуют рассчитанные коэффициенты Спирмена и связанные с ними значения P, для округлости (показано на рисунке 5A; Rs=-0,569; P=0,0013), удлинения (Rs=0,562; P=0,001), плотность (Rs=-0,406; P=0,028) и среднее значение CoV расстояния до границы (Rs=0,580; P=0,001). Этот результат проиллюстрирован сравнением 1-го молодого участника с 1-м из самых старых добровольцев. Он показывает менее круглые, менее симметричные, удлиненные и более крупные клетки на изображении более старого глаза(рис. 5B, C). Чтобы оценить влияние возраста на эти независимые переменные, когорта была разделена на 2 группы: участники <50 лет и лица >50 лет. Множественный непараметрический тест показал, что характеристики клеток РПЭ, которые значительно различались в течение 50 лет, включали округлость (среднее), граничное расстояние CoV (среднее), удлинение (среднее), площадь (среднее) и плотность (таблица). Среднее количество соседних клеток не отличалось между группами, но распределение среднего количества соседей на субизображении зависело от возрастной группы участников, как показано на рисунке S6B (доступно на www.ophthalmologyscience.org). В среднем 5,8 соседей были обнаружены на 35% изображений для участников <50 лет, тогда как этот показатель составлял только 20% для участников >50 лет. Это предполагает перестройку клеток РПЭ с возрастом.

    Повторяемость приобретаемых изображений. Для проверки воспроизводимости настроек один оператор в тех же условиях получал изображения одной и той же области с интервалом в несколько минут. В анализ были включены хорошо контрастные изображения РПЭ, от 25 глаз 17 участников (10 мужчин, 7 женщин; возраст 35,9±13,8 лет, диапазон 25–70 лет). Повторы проводились в нижне-носовой области (Z1) для 24 глаз и в нижне-височной области (Z2) для 1 глаза. Среднее количество выбранных изображений составляло 4,7±1,4 на человека. После повторного выравнивания, сегментации и анализа изображений были вычислены характеристики клеток. Для каждого признака средний CoV был <4%.

    Обсуждение

    Используя TOPI, безопасно визуализирован РПЭ в 49 глазах 29 здоровых добровольцев в возрасте от 21 до 70 лет на расстоянии от 1,6° до 16,3° эксцентриситета от центральной ямки. Во всех тестируемых глазах со средней AL 24,03±0,93 мм (диапазон 21,9–26,7 мм) для анализа были получены изображения РПЭ с высоким разрешением. Проводился выбор хорошо контрастных клеток, удаление области сосудов, а также размытые и низкоконтрастные области на клетках РПЭ. В идеале одна клетка РПЭ выглядит как однородная черная центральная область, окруженная яркой границей. Центральная область с неравномерным распределением интенсивности или с интенсивностью, значительно отличающейся от интенсивности соседних клеток, может привести к плохой визуализации границ клеток. Это объясняет, почему картина клеток РПЭ в некоторых областях даже на высококачественных изображениях не была хорошо визуализирована. Причина этого может быть двоякой: (1) Плотность меланиновых пигментов в гранулах колеблется, и последние случайным образом распределяются в апикальном слое клеток, а также между соседними ячейками, что приводит к неоднородной случайной контрастной картине, что может привести к неоднозначному различению границ ячеек; и (2) трансиллюминация может нарушаться или ослабляться сосудами или гранулами меланина в хориоидальных слоях, изменяя распределение света, проецируемого на РПЭ, и искажая контрастность изображения. Текущий прототип TOPI не позволяет визуализировать клетки РПЭ в центре центральной ямки. Причина более низкого качества изображения в фовеальном центре еще не до конца ясна. Возможно, из-за неоптимальной фокусировки или из-за более сильного возмущения механизмов трансиллюминации, присущих нашему методу в фовеальной области. Эта гипотеза подтверждается более высокой плотностью сосудов в хориокапиллярах и концентрацией гранул меланина в сосудистой оболочке позади ямки.

    Выбрана только одна треть из полученных субизображений из-за низкого контраста на границе клеток РПЭ в некоторых областях, а также из-за строгих критериев, применяемых для сохранения только высококачественных данных для использования алгоритма Вороного. Большинство высококачественных субизображений располагались между 3° и 8° эксцентриситетами. Полученные диаграммы Вороного представляли собой сотовую мозаику, которая согласуется с мозаикой здоровых клеток РПЭ, что позволяет диаграммам оценить морфологические особенности клеток. При использовании диаграмм для вычисления числа соседей вокруг каждой клетки РПЭ получено значение 5,68±0,11 (диапазон 5,3–5,8), что похоже на значение, указанное Ortolan и соавт. для макулярной области (5,56±0,35) в сетчатке человека ex vivo. Распределение числа соседей также согласуется с исследованиями, в которых Вороной использовался для определения формы клеток.

    Среднее значение CoV всех клеточных признаков, измеренное в областях, визуализируемых несколько раз, составило <4%, что свидетельствует о хорошей воспроизводимости TOPI изображений. Анализ литературы показывает, что в зависимости от метода визуализации in vivo, гистологических методов, популяции и расположения сетчатки результаты плотности клеток РПЭ человека могут значительно различаться. Принимая это во внимание, в перифовеа плотности РПЭ, которые измерены, были ниже, чем некоторые измерения in vivo и ex vivo, но согласуются с предыдущими данными исследователей и данными Morgan и соавт. На периферии измеренная плотность ниже некоторых измерений in vivo и ex vivo и согласуется с полученными in vivo Morgan и соавт. и Granger и соавт.; ex vivo Panda-Jonas и соавт. и Ach и соавт. Измеренные расстояния между клетками РПЭ согласуются с ранее опубликованными значениями.

    Морфологические особенности РПЭ коррелировали с эксцентриситетом, возрастом и AL. Результаты подтвердили закономерность мозаики РПЭ в узком диапазоне эксцентриситетов в макуле и показали вариабельность характеристик РПЭ между участниками, связанную с широким диапазоном AL и возрастом добровольцев, включенных в исследование. Удлинение глаза было в значительной степени связано со снижением плотности клеток РПЭ (подразумевая увеличение площади клеток) без морфологических изменений. Эти результаты не согласуются с исследованиями ex vivo Jonas и соавт., которые сообщили, что осевое удлинение связано со снижением плотности клеток РПЭ от экватора или кзади от него, тогда как плотность РПЭ в макулярной области не зависит от AL. Существует много факторов, которые могли бы объяснить изменение размера макулярных клеток РПЭ, в том числе механический стресс, возникающий в результате активности волокон субфовеолярных гладкомышечных клеток, участвующих в процессе фокализации. Наблюдаемые изменения плотности клеток РПЭ в больших глазах являются новым открытием, которое необходимо подтвердить в глазах с высокой миопией (<-6 D) и в большей популяции.

    Влияние возраста. В предыдущем исследовании у 35 из 11 здоровых добровольцев более молодого возраста (28±9 лет) авторы сообщили о более высокой средней плотности РПЭ, уменьшающейся с возрастом (R2=34%). Настоящее исследование, проведенное на большем количестве участников старшего возраста, подтверждает, что старение незначительно, но статистически связано со снижением плотности клеток желтого пятна РПЭ, и также показывает, что оно связано с изменением морфологии клеток. Опубликованные результаты о влиянии старения на плотность клеток РПЭ в макуле нормальных человеческих глаз, а также данные из крупных выборок, полученных на посмертных донорских глазах, сильно различаются. Результаты настоящего исследования, касающиеся распределения среднего числа соседей на субизображение, показали снижение распространенности 5,8 ближайших соседей с 35% ( <50 лет) до 20% ( >50 лет), подтверждая перестройку клеток РПЭ с возрастом. Полученные результаты согласуются с данными Bhatia и соавт., которые описали снижение плотности клеток РПЭ с возрастом в здоровой макуле у 10 доноров в возрасте от 29 до 80 лет, а также изменения морфометрии клеток РПЭ. Они рассчитали факторы формы и эксцентриситета, которые можно сравнить с полученными коэффициентами CoV округлости и межграничного расстояния соответственно, и сообщили, что макулярные клетки РПЭ имели бОльшую площадь, более вытянутую форму и были менее симметричными с возрастом. Вместе с измерениями повторяемости результаты свидетельствуют о надежности метода.

    Системы на основе адаптивной оптики -SLO могут отображать РПЭ с помощью различных модальностей, таких как темное поле, ОКТ, автофлуоресценция (AF) в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR) и усиление индоцианина зеленого. Гибкость, предлагаемая этими методами, позволяет рассматривать мозаику РПЭ с разных точек зрения в зависимости от механизмов контраста, основанных на отражательной способности или флуоресценции. Наклонное заливающее освещение, используемое в TOPI, использует другой механизм контраста, а именно трансиллюминацию, генерируемую обратным рассеянием, для изображения клеток РПЭ, тем самым предлагая новую перспективу клеток и их окружения. По сравнению с системами AO-SLO конструкция нашего прибора TOPI имеет аналогичное поперечное разрешение, но обеспечивает большее поле зрения (5°x 5°), что соответствует наибольшему полю обзора, которое система АО может получить за одно сканирование. Более того, для TOPI требуется более низкая радиационная экспозиция, чем для систем AO-SLO. Это важное преимущество нового метода, учитывая тревожные данные об опасностях при визуализации в NIR-диапазоне при экспозициях, в 4–5 раз ниже существующих пределов безопасности, о чем свидетельствует долгосрочное снижение NIR-AF.

    В настоящем исследовании есть несколько ограничений. Во-первых, не измерялась стабильность фиксации, не исследовались различия между предпочтительным местонахождением сетчатки и анатомическими фовеальными ориентирами. В проводимом исследовании фиксация участников и визуализация глазного дна с низким разрешением в прототипе TOPI позво-лили локализовать центральную ямку и соответственно проверить приблизительный эксцентриситет. Во-вторых, измерения, проведенные с прототипом, протестированным в этом исследовании, позволили получить только одну треть высококонтрастных изображений клеток РПЭ и не отображали фовеальные клетки РПЭ с достаточной точностью. Ожидается, что улучшения в аппаратном и программном обеспечении следующей версии камеры, улучшат контраст на клетках РПЭ и получат изображения клеток в центре фовеа. Еще одним ограничением является относительно небольшое количество участников.

    Поскольку TOPI позволяет быстро получать изображения и удобен для пользователя, он должен дать новое представление о клетках РПЭ в нормальных условиях, выявить ранние изменения РПЭ, которые могут предрасполагать к заболеваниям сетчатки, и идентифицировать объективные суррогатные морфологические маркеры РПЭ для тестирования новых методов лечения дегенеративных заболеваний сетчатки.

    

    Kowalczuk L, Dornier R, Kunzi M, Iskandar A, Misutkova Z, Gryczka A, Navarro A, Jeunet F, Mantel I, Behar-Cohen F, Laforest T, Moser Ch. In Vivo retinal pigment epithelium imaging using transscleral optical imaging in healthy eyes. Ophthalmol Sci. 2023;1(3): 1–17.

    

    Материал в рубрику «Фундаментальные исследования в офтальмологии» подготовила врач-офтальмохирург, к.м.н. Михайлова Т.Н.