Рис. 5-1 Ошибки сегментирования в анализах макулярной сетчатки (А-В) и слоя ганглиозных клеток сетчатки с внутренним плексиформным –СГКВП (Г-Е) у пациента с тромбозом верхней ветви центральной артерии сетчатки. В зоне отека кверху от фовеа (В)наружная граница сетчатки выделена неправильно (А), в результате на схеме (Б) верхняя зона представлена резко истонченной (красного цвета). СГКВП неправильно сегментирован как с внутренней, так и с наружной стороны в фовеальной области (Е)и за счет этого резко истончен, а в верхних отделах не определяется (Г, Д). Для наглядности здесь и на рисунках 5-2, 5-5, 5-6 изменена толщина линий сегментирования.
Рис. 5-2 Ошибки сегментирования в анализах макулярной сетчатки (верхний скан) и слоя ганглиозных клеток сетчатки с внутренним плексиформным – СГКВП (нижний скан) у пациента с эпиретинальной мембраной. Внутренние границы и сетчатки, и СГКВП проложены по эпиретинальной мембране, что существенно увеличивает толщину измеряемых объектов; наружные границы сегментированы правильно.
• Несоответствие количественных результатов ОКТ клиническимданным и результатам других исследований требует проверки наналичие артефактов
• Для выявления артефактов необходимо внимательное рассмотрениене только протоколов анализа, но также и исходных материалов(B-сканов)
• Предложена рабочая классификация артефактов ОКТ, выделяющаятри основных их вида и наиболее важные причины
• Наиболее распространены ошибки сегментирования у пациентовс резко выраженными нарушениями и эпиретинальнымимембранами (фиброзом)
Термин «артефакт» наиболее распространен в археологии. Однако, и ОКТ не может обойтись без этого термина, имеющего,правда, совсем другое значение. Согласно Википедии, артефактом влабораторных исследованиях называют «эффекты, вызванные случайным … влиянием экспериментатора на ход эксперимента (лат.artefactumот arte– искусственно +factus– сделанный)»¹. При использовании в медицине методов визуализации, в частности, ОКТ, артефакты приобретают более широкое значение, включаяразнообразные факторы, в том числе случайного характера, которыемогут повлиять, прежде всего, на результаты измерений методом ОКТ. Предложено и следующее более простое и, пожалуй, более точное определение. В медицинской визуализации под артефактом понимают любое изменение, не отражающее структуру тканей, апорождаемое методикой исследования². Главное, это определениеподчеркивает, что артефакт – результат ошибки ОКТ, которая по темили иным причинам находит и измеряет то, чего на самом деле несуществует.
Своевременное распознавание артефактов играет важнуюроль, особенно при оценке количественных результатов ОКТ. В рядезарубежных работ изучались артефакты спектральной ОКТ в зависимости от используемой аппаратуры и при разных формах офтальмопатологии [3-5, 7, 9-11, 13], в то время как в отечественнойлитературе артефакты ОКТ только упоминаются в обзорных статьях[1, 2]. До настоящего времени не выработано и общепринятой классификации артефактов ОКТ. Артефакты оптической когерентной томографии
Для оценки значения артефактов ОКТ и выработки ихпрактической классификации ретроспективно были изучены данные ОКТ 112 пациентов (112 глаз). Пациентов осматривали на двухаппаратах Cirrus HD-OCT 5000 (Carl Zeiss Meditec) последовательно в течение трех дней (исследования макулярной области, 67человек) и пяти дней (исследования области ДЗН, 62 человека, втом числе 17 человек, которым проводились исследования обоихвидов). У двух человек (с катарактой и с выраженной возрастной макуло дистрофией) программному обеспечению прибора не удалось выполнить анализ слоя ганглиозных клеток с внутреннимплексиформным (СГКВП), поэтому число пациентов с даннымвидом анализа составило 65.
Рис. 5-3 Верхнее «срезание» скана макулярной области. Видно, что скан избыточно смещен кверху, в результате чего его правая часть не поместилась в окне сканирования. Как следствие, схема ETDRS (врезка) необоснованно демонстрирует в этой зоне (верхней периферической) выраженное истончение сетчатки.
Рис. 5-4 Отражение скана («зеркальный артефакт»). «Косой» скан сетчатки приподнят слишком высоко и достигает верхней границы окна сканирования. В отличие от предыдущего рисунка левая часть скана не просто срезана, а имеет вид отражения от верхней границы окна. Эта область, где сетчатка не могла быть измерена, представлена на карте толщины сетчатки (врезка) как пустая (черного цвета) зона в левом верхнем углу. В данном случае причиной артефакта является не большой размер скана, который не умещается в окне сканирования высотой 2 мм, а ошибка оператора – неправильный выбор глубины сканирования.
У всех испытуемых оценивали только один глаз, избранныйслучайным методом, или, при односторонней патологии, – глаз сналичием патологии, или, при недостаточной силе сигнала наодном глазу, – парный глаз.
Сканирование макулярной области осуществлялось по протоколу «Macular Cube 512x128», области ДЗН – по протоколу «OpticDisc Cube 200x200», включавших 128 и 200 B-сканов, соответственно.
На предмет наличия артефактов оценивали как результатысканирования (все B-сканы), так и результаты их последующегоанализа – два протокола для макулярной области – «Macular Thickness Analysis» (оценка толщины сетчатки), «Ganglion Cell Analysis»(оценка СГКВП), и протокол анализа ДЗН и пСНВС «ONH andRNFL OU Analysis».
Оценку проводили два специалиста по ОКТ, при расхождении мнений добивались консенсуса. Изменения единичных B-сканов не рассматривали как артефакт. С учетом опыта автора былипредложены следующие определения артефактов. Для макулярной сетчатки артефактом считали изменения, после коррекциикоторых в режиме редактирования толщина сетчатки в фовеальной или одной из парафовеальных зон изменялась не менее, чемна 10 µм. Для СГКВП артефактом считали изменения, не имеющиеорганического субстрата, но при этом вызывающие либо отличиесредней толщины СГКВП от парного здорового глаза не менее 4µм, либо выраженные (красного цвета) или умеренные (желтойокраски) изменения хотя бы одного количественного показателя.Для пСНВС и ДЗН артефактом считали латеральное смещениесканов в зоне измерений при движении глаз ≥75 µм или выпадениесканов при мигании, а также ошибки определения границ ДЗН≥75 µм на двух и более соседних радиальных срезах.
Описательный характер результатов не требовал их статистической обработки.
Исследование макулярной области проводили у пациентовс возрастной макулодистрофией (21), диабетической ретинопатией и макулопатией (9), эпиретинальной мембраной или фиброзом (9), катарактой (4), глаукомой (3) и другими формамипатологии (11); у 10 человек патологии не было выявлено. Исследование области ДЗН выполняли при глаукоме (22), застойном ипсевдозастойном ДЗН (3), неглаукомной частичной атрофии зрительного нерва (1) и других заболеваниях (5); на 31 глазу патологиине было выявлено.
Рис. 5-5 Ошибка определения границ ДЗН, обусловленная ошибкой программного обеспечения. Слева граница отверстия в мембране Бруха правильно отмечена маркером, в то время как справа маркер существенно смещен (кверху и кнаружи) относительно места его правильного положения, отмеченного стрелкой.
Рис. 5-6 Ошибки сегментирования как внутренней, так и наружной границ сетчатки у пациента с высокой близорукостью, приводящие к образованию фигуры причудливой формы на карте толщины сетчатки (врезка). Неправильное сегментирование наружной границы обусловлено, вероятно, депигментацией глазного дна, свойственной высокой близорукости.
На основе детального анализа выявленных артефактов и литературных данных была предложена номенклатура артефактов,приводящих к ошибкам измерений ОКТ, и их причин (табл.5-1).
Представленная номенклатура еще не является классификацией, поскольку не отражает связи между конкретными видамиартефактов и их причинами. В то же время большинство артефактов имеют основную причину или ряд причин. Например, срезание скана сверху или снизу чаще обусловлено ошибкой оператора– неправильным выбором глубины сканирования. Другой, хотя иболее редкой причиной, может быть аномалия рефракции – миопия высокой степени, при которой скан имеет косой ход и не умещается полностью в окне сканирования, что приводит к егочастичному «срезанию».
Причины из разных групп могут иметь весьма сходный эффект. Так, например, помутнение оптических сред глаза (катаракта или помутнение стекловидного тела) и типичная ошибканеопытных операторов – загрязнение объектива прибора приводят к сходному результату – ухудшению четкости изображения(его деградации) и в итоге – к ошибкам сегментирования.
Детальный анализ данных ОКТ у обследованных пациентовпозволил предложить рабочую классификацию артефактов ОКТи их причин. В отличие от представленной выше подробной номенклатуры, классификация учитывает связи между видами ипричинами артефактов и не включает их редко встречающиеся именее значимые варианты.
Данные о видах, причинах и частоте артефактов у обследованных пациентов приведены в таблице 5-2. Первые 2 столбца таблицы представляют собой предложенную рабочуюклассификацию артефактов ОКТ и их причин.
Как следует из таблицы, артефакты чаще выявлялись приисследовании макулярной области, особенно макулярногоСГКВП. Здесь преобладали ошибки сегментирования, то есть неправильное выделение (определение границ) сетчатки или ееслоев. Основной причиной таких ошибок была резко выраженнаяпатология различного характера (возрастная макулодистрофия,диабетический макулярный отек, тромбоз центральной вены сетчатки и пр.), которая препятствовала визуализации как наружнойграницы сетчатки, так и границ СГКВП (рис.5-1). Другой важнойпричиной была эпиретинальная мембрана (фиброз), которая непозволяла правильно проложить линии внутренней границы сетчатки и особенно границ СГКВП (рис.5-2).
Несмотря на достаточный опыт операторов, в ряде случаевони допускали ошибки, порождавшие артефакт «срезания скана»сверху (рис.5-3). Вероятно, в случаях очевидной патологии операторы рассматривали количественные измерения как второстепенные, и не добивались устранения такого рода артефактов, чтообычно не представляет технических трудностей.
Пример ошибки сегментирования СГКВП, обусловленнойошибкой программного обеспечения, приведен в главе 1 (рис.1-1).
Примеры некоторых других артефактов представлены нарис.5-4 – 5-6.
Таблица 5-1 Номенклатура артефактов, приводящих к ошибкам измерений ОКТ, и их причин
Таблица 5-2 Артефакты ОКТ у обследованных пациентов и их рабочая классификация (столбцы 1-2)
Согласно результатам настоящего исследования ошибкипрограммного обеспечения весьма редко являются причиной артефактов. Вместе с тем, многие потенциальные артефакты, очевидно, могут быть частично или полностью ликвидированы путемсовершенствования программного обеспечения приборов. Этовидно на примере артефактов, связанных с движениями глаз, которые были клинически значимыми только при анализе областиДЗН. Очевидно, в анализах макулярной области и СГКВП в отличие от области ДЗН, программное обеспечение прибора позволялонивелировать влияние смещения сканов, обусловленного движениями глаз. Определенным несовершенством существующегопрограммного обеспечения можно объяснить и большую частотуартефактов в анализах СГКВП. Впрочем, альтернативным объяснением может быть избыточная чувствительность предложенных критериев артефактов для анализа СГКВП.
Вопрос классификации артефактов ОКТ остается весьмаспорным. Разные авторы выделяют от трех [12] до 12 видов артефактов [11]. В отличие от номенклатуры артефактов, в предлагаемой рабочей классификации мы ограничились наиболеезначимыми видами артефактов и их причин. Например, у обследованных пациентов не встречался и не включен в таблицу 5-2мало распространенный зеркальный артефакт («отражение»скана) [9], который имеет место, когда сетчатка частично отслоенаили приподнята патологическим образованием более, чем на 2 мм(стандартная высота скана). Не включена такая причина ошибоксегментирования, как загрязнение объектива прибора, котораявстречается только у неопытных операторов. Исключены и ещеболее редкие причины артефактов – сильное сужение зрачка, выраженный синдром сухого глаза [8], сканирование не по центрузрачка [5] и др.
Представленные результаты указывают на весьма высокуючастоту различных артефактов ОКТ. В связи с этим общей рекомендацией является постоянная настороженность в отношенииартефактов, что обеспечивает их своевременное выявление. Необходимо обязательное максимально внимательное рассмотрениене только результатов анализа, но также и исходного материала(B-сканов), особенно в случаях, когда количественные результатыОКТ не соответствуют клиническим данным и результатам другихисследований.
К сожалению, приборы для ОКТ не всегда обеспечиваютвозможность корректировки выявленных артефактов в ручном режиме. Так, прибор Cirrus HD-OCT допускает коррекцию границсетчатки (часто весьма трудоемкую), однако не позволяет вноситьисправления в анализы СГКВП и пСНВС. При наличии очевидныхартефактов в таких анализах оператору следует отметить это втекстовом заключении и на самой распечатке для исключения неверной трактовки результатов исследования.
Таким образом, у неотобранных пациентов клиническизначимые артефакты ОКТ встречаются в 19-65% случаев в зависимости от анализируемых структур глазного дна. Наиболее распространены ошибки сегментирования у пациентов с резковыраженными нарушениями и эпиретинальными мембранами(фиброзом). Предложена рабочая классификация артефактов ОКТ,выделяющая три основных их вида и наиболее важные причины.
¹ https://ru.wikipedia.org/wiki/Артефакт
² Anything, especially in a histologic specimen or a graphic record, which is caused by the technique used and does not reflect the original specimen or experiment. (https://medical-dictionary.thefreedictionary.com/artifact)
