Рис. Слева направо каждый столбец соответствует ранней (A) и поздней (B) фазе флуоресцентной ангиографии (ФАГ), поверхностному (C, E, G, I, M) и глубокому (D, F, H, L, N) капиллярному сплетению Spectralis OCTA, PlexElite, RTVue XR Avanti, AngioPlex и DRI OCT Triton соответственно. Каждой микроаневризме (МА), обнаруженной с помощью ФАГ и ангио-ОСТ, присваивается буквенное обозначение. Зелеными кружками обозначены отдельные МА, обнаруженные и на ангио-OCT, и на ФАГ. Оранжевыми кружками обозначены отдельные МА, обнаруженные на ангио-OCT, но не на ФАГ. Красными кружками обозначены отдельные МА, обнаруженные на ФАГ, но не на ангио-OCT
Таблица 1 Аппараты ангио-ОСТ
Один из ранних симптомов диабетической ретинопатии – микроаневризмы. В гистопатологических исследованиях микроаневризмы описываются как дилатированные капилляры, располагающиеся в основном в центральной части сетчатки; источником формирования большинства микроаневризм становятся глубокое капиллярное сплетение (deep capillary plexus, DCP) и внутренний ядерный слой сетчатки (Stitt A.W. et al., 1995; Spaide R.F. et al., 2018). Образование микроаневризм является следствием утолщения базальной мембраны, потери перицитов и дисфункции эндотелиальных клеток капилляров. Вследствие просачивания жидкости через стенки микроаневризм и нарушения гематоретинального барьера с повышением концентрации цитокинов формируется диабетический макулярный отек. Раннее обнаружение микроаневризм является важным диагностическим критерием для постановки диагноза и определения стадии ДР.
Исторически, стандартным диагностическим методом обнаружения микроаневризм, применявшимся как в повседневной практике, так и в клинических исследованиях, были цветные фотографии глазного дна (Klein R. et al., 1995). Однако на снимках микроаневризмы выглядят как красные точки – их сложно дифференцировать с микрогеморрагиями глазного дна. По этой причине золотым стандартом для выявления микроаневризм считается флюоресцентная ангиография (ФАГ). На снимках ФАГ микроаневризмы выглядят как гиперфлуоресцентные точки, появляющиеся в раннюю фазу исследования (Hellstedt T. et al., 1996).
Оптическая когерентная томография с функцией ангиографии (ангио-ОСТ) – это относительно новый диагностический метод, который позволяет визуализировать отдельные капилляры сетчатки и сосудистой оболочки без необходимости введения красителя (Spaide R.F. et al., 2015). Этот метод чаще всего применяется для выявления хориоидальной неоваскуляризации, но может быть полезен и при диагностике ряда других заболеваний сетчатки (Inoue M. et al., 2016). При ДР методом ангио-ОСТ можно определить зоны отсутствия перфузии сетчатки, выявить нарушения хориоидального кровотока, ретинальную неоваскуляризацию и обнаружить микроаневризмы (Liu G. et al., 2018).
В наши дни ангио-ОСТ широко используется в клинических исследованиях по ДР. Однако на мировом офтальмологическом рынке доступны несколько аппаратов ангио-ОСТ, в работе которых используются разные алгоритмы, длины волн и паттерны сканирования. Чтобы оценить сопоставимость разных устройств в отношении количественных показателей сосудистой сети, необходимо проведение дополнительных исследований. Уже были проведены исследования, в которых сопоставлялись данные нескольких ОСТ-ангиографов по плотности сосудов сетчатки и хориоидеи, размеру отдельных сосудов и бессосудистой зоны в фовеа у здоровых добровольцев, а также по количественным параметрам хориоидальной неоваскуляризации (Corvi F. et al., 2018; Corvi F. et al., 2019). Целью данного исследования стало сравнение данных ФАГ и пяти различных аппаратов ангио-OCT, а также проверка воспроизводимости данных при оценке микроаневризм сосудов сетчатки.
Методы
Исследование проводилось в Luigi Sacco Hospital, University of Milan с 1 апреля по 31 мая 2019 г. Протокол исследования был одобрен локальным этическим комитетом и соответствовал принципам Хельсинкской декларации.
Участниками исследования стали пациенты с ДР. Критериями включения были (1) возраст старше 18 лет и (2) наличие признаков ДР на глазном дне. Критериями исключения были (1) микроаневризмы, вторичные по отношению к другим заболеваниям, кроме ДР, (2) хориоидальная неоваскуляризация, (3) центральная серозная хориоретинопатия, (4) окклюзия вены сетчатки, (5) диффузный макулярный отек (определяемый как увеличение толщины сетчатки > 350 мкм) и (6) выраженная непрозрачность оптических сред, которая могла бы снизить качество изображения.
Пациентам было проведено полное офтальмологическое обследование, включая определение максимальной корригированной остроты зрения (МКОЗ), измерение внутриглазного давления (ВГД), биомикроскопию за щелевой лампой и исследование глазного дна с широким зрачком.
В один и тот же день каждому пациенту дополнительно проводились следующие исследования: цветная фотография глазного дна на аппарате DRI OCT Triton (Topcon, Tokyo, Japan), спектральная оптическая когерентная томография (Spectralis October-2, Heidelberg Engineering, Heidelberg, Germany), ФАГ (Spectralis HRA 2, Heidelberg Engineering) и ангио-ОСТ на пяти различных аппаратах – прототип Spectralis OCTA (version SP 6.9a; Spectralis, Heidelberg Engineering), прототип PlexElite (version 1.7.1.31492; Carl Zeiss Meditec, Dublin, California, USA), RTVue XR Avanti (2017.1.0.150; Optovue, Fremont, California, USA), AngioPlex (version 11.0.0.29946; Cirrus 5000 HD-OCT, Carl Zeiss Meditec) и DRI OCT Triton (IMAGEnet6 version 1.24.1; Topcon) (Table 1).
Анализ изображений
Таблица 2 Демографические данные
Таблица 3 Микроаневризмы, выявленные различными аппаратами ангио-ОСТ и ФАГ
Для получения изображений поверхностного капиллярного сплетения (superficial capillary plexus, SCP) и DCP по умолчанию проводилась автоматическая сегментация. Все артефакты проекции были удалены с применением функции «по умолчанию» для каждого устройства. Оценка микроаневризм проводилась двумя специалистами (FC и SP) в формате «слепого» исследования. Микроаневризмами считались мешочковидные, веретенообразные или очаговые выпуклости, исходящие из сосудов сетчатки (Moore J. et al., 1999). В случае разногласий между специалистами учитывалось мнение независимого старшего специалиста (GS). ФАГ считается золотым стандартом для оценки наличия микроаневризм. Поэтому для подтверждения наличия микроаневризм изображения ангио-ОСТ накладывались на снимки ранней фазы ФАГ (в течение 1 мин после введения красителя). Снимки поздней фазы ФАГ (через 10 минут после введения красителя) оставались необходимы для выявления просачивания из микроаневризм. Каждой идентифицированной микроаневризме присваивалось имя и определялась степень ее выраженности для того, чтобы было легче распознать, где она располагается (в SCP, DCP или обоих сплетениях), а также выяснить, какую из них не видно на снимках, полученных с других аппаратов (рис. 1).
Статистический анализ
Статистические расчеты были выполнены с использованием программного обеспечения Statistical Package for the Social Sciences (v.22.0, IBM Corp, Armonk, New York, USA). Данные были выражены как Среднее ± Стандартное отклонение. Чувствительность, специфичность, положительная прогностическая ценность (positive predictive value, PPV) и отрицательная прогностическая ценность (negative predictive value, NPN) были рассчитаны для каждого аппарата ангио-ОСТ.
Чувствительность рассчитывалась как количество истинных положительных результатов / (количество истинных положительных результатов + количество ложных отрицательных результатов). Специфичность рассчитывалась как количество истинных отрицательных результатов / (количество истинных отрицательных результатов + количество ложных положительных результатов). PPV рассчитывалась как количество истинных положительных результатов / (количество истинных положительных результатов + количество ложных положительных результатов). NPV рассчитывалась как количество истинных отрицательных результатов / (количество истинных отрицательных результатов + количество ложных отрицательных результатов).
Сравнение между различными аппаратами проводилось в отношении наличия или отсутствия каждой микроаневризмы с использованием критерия Q Кокрана с последующим апостериорным анализом с использованием поправки Мак-Немара для множественных сравнений и оценки общего количества микроаневризм с использованием критерия Вилкоксона. Чтобы оценить влияние просачивания жидкости на видимость микроаневризм на изображениях ангио-OCT, был проведен бинарный логистический регрессионный анализ. Выбранный уровень статистической значимости – p <0.05. Для количественной оценки согласия между специалистами по каждому аппарату был рассчитан каппа-коэффициент Коэна.
Результаты
В исследование были включены в целом 30 глаз 15 пациентов с ДР. Из этих 30 глаз 10 глаз были исключены из-за плохого качества изображения или наличия артефактов, по крайней мере, на одном аппарате ангио-OCT. Таким образом, в конечном счете в анализ были включены 20 глаз. Демографические характеристики пациентов представлены в таблице 2. Количество микроаневризм в SCP и DCP для каждого аппарата и для ФАГ указано в таблице 3. На изображениях ФАГ оказалось наибольшее количество микроаневризм со значительной разницей по сравнению со всеми аппаратами ангио-OCT (р <0,0001). Бинарный логистический регрессионный анализ не показал взаимосвязи между просачиванием жидкости и видимостью микроаневризм на изображениях ангио-OCT.
И в SCP, и в DCP, на аппарате Spectralis OCTA визуализировалось значительно большее количество микроаневризм по сравнению с PlexElite, RTVue XR Avanti, AngioPlex и DRI OCT Triton (p <0,0001). При этом значимых различий между аппаратами PlexElite, RTVue XR Avanti, AngioPlex и DRI OCT Triton обнаружено не было (p >0,05).
В SCP различия были статистически значимы для Spectralis OCTA по сравнению с RTVue XR Avanti и DRI OCT Triton (p = 0,002 и p = 0,001, соответственно), для PlexElite по сравнению с RTVue XR Avanti и DRI OCT Triton (p <0,0001 и p = 0,001 соответственно), а также для AngioPlex по сравнению с DRI OCT Triton (p = 0,013). Все остальные различия между аппаратами ангио-OCT были статистически не значимы (p >0,05). В DCP различия между аппаратами ангио-OCT были статистически значимыми (p <0,05), за исключением сравнения аппаратов RTVue XR Avanti и DRI OCT Triton (p = 0,858).
Затем мы оценили каждую микроаневризму как отдельную единицу и сравнили изображения каждой микроаневризмы на снимках ФАГ и различных аппаратах ангио-ОСТ с учетом SCP и DCP.
В SCP и DCP статистически значимые различия были обнаружены при сравнении Spectralis OCTA с другими устройствами (p <0,0001) и при сравнении PlexElite по с AngioPlex и DRI OCT Triton (p = 0,02 и p = 0,031, соответственно). В SCP различия были статистически значимыми при сравнении DRI OCT Triton со Spectralis OCTA, PlexElite и AngioPlex (p <0,0001, p <0,0001 и p = 0,001, соответственно), а также при сравнении RTVue XR Avanti со Spectralis OCTA, PlexElite и AngioPlex (p <0,0001, p <0,0001 и p = 0,013 соответственно). В DCP различия были статистически значимыми при сравнении всех аппаратов ангио-ОСТ (p <0,05), за исключением сравнения RTVue XR Avanti и DRI OCT Triton (p = 0,863). Кроме того, в таблице 4 представлены рассчитанные нами чувствительность, специфичность, PPV и NPV с 95% доверительными интервалами для каждого аппарата ангио-OCT.
Каппа-коэффициент Коэна, рассчитанный для количественной оценки согласия между специалистами, составил по каждому аппарату: ФАГ k = 0,98, Spectralis OCT-A k = 0,95, PlexElite k = 0,93, RTVue XR Avanti k = 0,89, AngioPlex k = 0,90, DRI OCT Тритон k = 0,88.
Обсуждение
Ангио-OCT – это важный инструмент в каждодневной работе специалистов по сетчатке. Благодаря неинвазивности и высокому качеству визуализации сосудов сетчатки и хориоидеи, ангио-ОСТ играет особенно важную роль при проведении клинических исследований (Matsunaga D. et al., 2014). Безусловно, интересно, может ли ангио-ОСТ помочь в диагностике диабетической ретинопатии. В данной статье описываются возможности пяти аппаратов ангио-ОСТ в обнаружении микроаневризм и сравнение их данных с данными ФАГ.
ФАГ показала наилучшие результаты в обнаружении микроаневризм по сравнению со всеми аппаратами ангио-ОСТ; кроме того, этот метод исследования позволяет идентифицировать и утечку красителя, связанную с повышенной проницаемостью сосудистой стенки. В частности, методом ФАГ удалось выявить 550 микроаневризм – это количество значительно выше, чем при обследовании на любом из пяти аппаратов ангио-ОСТ. Наши результаты аналогичны данным других исследователей (Schreur V. et al., 2018; Couturier A. et al., 2015). Известно, что возможность обнаружения кровотока методом ангио-ОСТ зависит от скорости кровотока, турбулентности кровотока внутри микроаневризмы, а также от промежутка времени между сканированиями (время между двумя В-сканами) (Nakao S. et al., 2018). Если скорость кровотока очень мала, то сигнал может не быть зарегистрирован. Время между сканированиями также играет очень важную роль. Чем больше промежуток между сканированиями, тем более медленный кровоток может обнаружить прибор. Возможно, более низкая выявляемость микроаневризм методом ангио-ОСТ связана с малой скоростью кровотока или турбулентностью кровотока в микроаневризмах. Ангио-ОСТ может не регистрировать турбулентность, которая связана с изменением тока плазмы или эритроцитов. Это означает, что даже при обследовании одного и того же пациента на одном и том же приборе результаты обнаружения микроаневризм могут быть вариабельными (Nakao S. et al., 2018). Мы также выяснили, что просачивание жидкости через сосудистую стенку не влияет на выявляемость микроаневризм методом ангио-ОСТ независимо от модели аппарата. Наши находки отличаются от данных Schreur V. et al. (2018), которые отметили, что микроаневризмы лучше выявляются методом ангио-ОСТ в зонах очагового просачивания или макулярного отека. В то же время в отличие от других авторов мы не включали в исследование пациентов с явным макулярным отеком.
При оценке общего количества микроаневризм как в поверхностном, так и в глубоком капиллярных сплетениях наблюдалось значительное преимущество аппарата Spectralis OCTA над остальными устройствами ангио-ОСТ, между которыми значимых различий отмечено не было. Аналогичным образом, рассматривая отдельные микроаневризмы, мы обнаружили значительные различия между Spectralis OCTA и другими устройствами, между PlexElite и AngioPlex, между PlexElite и DRI OCT Triton как в SCP, так и в DCP. Эти результаты можно объяснить различной сегментацией слоев сетчатки: для дифференциации сосудистых слоев сетчатки Spectalis использует сигнал потока, а другие аппараты – структурные слои ОСТ.
В данном контексте необходимо рассмотреть распределение микроаневризм в капиллярных сплетениях сетчатки. При обследовании на аппаратах Spectralis OCTA, RTVue XR и DRI OCT Triton более 55% выявленных микроаневризм располагались в DCP, в то время как при обследовании на аппаратах PlexElite и AngioPlex более 65% выявленных микроаневризм располагались в SCP. Couturier A. et al. (2015) оценивали визуализацию микроаневризм на аппарате RTVue XR Avanti и методом ФАГ. Они обнаружили, что методом ангио-ОСТ визуализировалось меньше микроаневризм, чем методом ФАГ, а также, что большинство микроаневризм были расположены в DCP. Hasegawa N. et al. (2016) при обследовании на аппарате RTVue XR Avanti отметили, что в глазах без макулярного отека в DCP располагались 77,3% всех микроаневризм, а в глазах с макулярным отеком >400 мкм – до 91,3% всех микроаневризм.
В нашем исследовании аппараты PlexElite и AngioPlex выявили большее количество микроаневризм в SCP, а аппараты Spectralis OCTA, RTVue XR Avanti и DRI OCT Triton – в DCP. Возможным объяснением этих различий могут быть различия при сегментации границ между SCP и DCP разными аппаратами. Однако после выполнения одинаковой сегментации границ на всех снимках и применения одинакового алгоритма декорреляции различия между устройствами все равно сохранялись. Другие возможные факторы, которые могли бы объяснить полученные различия, включают разное количество B-сканов и разное количество повторных B-сканов в протоколе исследования на разных аппаратах. Количество В-сканов может влиять на визуализацию капилляров и соответственно микроаневризм. Наконец, нельзя исключить роль алгоритма создания сигнала от потока, а также порогового значения сигнала от потока для каждого устройства. Различия в визуализации микроаневризм могут быть связаны с сочетанием всех этих аспектов, включая различия в длинах волн, схемах сбора данных, алгоритмах декорреляции и постобработки данных.
Все устройства ангио-OCT имели одинаковую положительную прогностическую ценность. Это означает, что вероятность того, что микроаневризма, обнаруженная на снимке ангио-ОСТ, соответствует истинной микроаневризме, обнаруженной на снимке ФАГ, близка к 80%. Анализируя чувствительность и специфичность метода, мы обнаружили, что Spectralis OCTA обладает большей чувствительностью по сравнению с другими аппаратами и немного меньшей специфичностью. С другой стороны, аппарат DRI OCT Triton продемонстрировал более высокую специфичность и PPV. Это означает, что аппарат Spectralis OCTA позволяет обнаружить большее количество микроаневризм, хотя некоторые из них являются ложноположительными. Насколько нам известно, мы впервые провели надежный анализ выявляемости микроаневризм на разных аппаратах ангио-ОСТ. В других описанных в литературе исследованиях четко не указан процент микроаневризм, обнаруживаемых на ФАГ и ангио-ОСТ; данные варьируют в большом диапазоне от 34% до 84% (Couturier A. et al., 2015; Kaizu Y. et al., 2020).
Ограничениями нашего исследования являются относительное малое количество участников и отсутствие повторных изображений с одного и того же устройства. Повторные изображения теоретически могли бы повысить выявляемость микроаневризм благодаря возможности выбора изображений с более высоким качеством, однако получение повторных изображений требует терпения пациентов и занимает больше времени.
Таким образом, мы сравнили способности пяти различных аппаратов ангио-ОСТ и традиционной ФАГ обнаруживать микроаневризмы сетчатки. Spectralis OCTA смог выявить больше микроаневризм по сравнению с другими аппаратами, вероятно, благодаря большему количеству B-сканирований в исследуемой области, а также благодаря большему количеству повторных B-сканирований. Лучшим методом визуализации микроаневризм сетчатки оказалась ФАГ. Разные аппараты выявляли разное количество микроаневризм в SCP и в DCP. В клинической практике, так же как и при проведении клинических исследований. следует учитывать высокую вариабельность между аппаратами ангио-OCT.
Salvatore Parrulli, Federico Corvi, Mariano Cozzi, Davide Monteduro, Federico Zicarelli, Giovanni Staurenghi. Microaneurysms visualisation using five different optical coherence tomography angiography devices compared to fluorescein angiography. Br J Ophthalmol. 2020. doi:10.1136/bjophthalmol-2020-316817
