Методика исследования с помощью оптической когерентной томографии

25 Октября в 8:37 2834 0


Исследования проводятся в условиях циклоплегии. Обязательным условием для проведения оптической когерентной томографии является прозрачность оптических сред. ОСТ не может быть качественно выполнена при наличии значительных помутнений роговицы, хрусталика и стекловидного тела. Так же важным условием проведения исследования является необходимость фиксации взора исследуемого. Размашистые движения глаз большой амплитуды значительно ухудшают четкость изображения. Если пациенту накануне проводилась офтальмоскопия с использованием панфундусскопа, линзы Гольдмана либо гониоскопия, проведение ОСТ возможно только после вымывания контактной среды из конъюнктивальной полости. 

Прецизионность данного вида исследования позволяет рассмотреть и оценить состояние роговицы, радужки, преретинальной части стекловидного тела и практически всех слоев сетчатки. Информация о состоянии ткани, получаемая с помощью ОСТ, является прижизненной, т.е. отражает не только структуру, но и ее функциональные особенности. Особенно важна информация о структуре сетчатки, которую крайне сложно получить другими методами. 

На рис. 1 видно, что высокая степень светового отражения характерна для слоя нервных волокон, пигментного эпителия сетчатки, хориокапилляров, низкая — для стекловидного тела и фоторецепторов. Наружный край сетчатки при ОСТ ограничен высоко фоторефлектирующим ярко-красным слоем, который представляет собой единый комплекс пигментного эпителия сетчатки и слоя хориокапилляров, однако под фовеа, где пигментация наиболее насыщена, отмечается диссоциация этих слоев.

Нормальная томограмма сетчатки макулярной зоны (1 - слой фоторецепторов, 2 - слой нервных волокон, 3 - пигментный эпителий сетчатки, 4 - слой хориокапилляров, 5 - биполярные клетки, 6 — хориоидея).
Рис. 1. Нормальная томограмма сетчатки макулярной зоны (1 - слой фоторецепторов, 2 - слой нервных волокон, 3 - пигментный эпителий сетчатки, 4 - слой хориокапилляров, 5 - биполярные клетки, 6 — хориоидея).

Надо отметить, что in vivo толщина слоя хориокапилляров больше, чем это определяется при гистологических исследованиях, так как посмертное прекращение кровотока в сосудах и нарушение обменных процессов в тканях приводит к их истончению. Более темная полоса, определяемая на томограмме непосредственно перед комплексом ПЭС/хориокапилляры, представлена фоторецепторами. Резкий контраст между ними позволяет проводить измерение толщины ретинальной ткани. В центре желтого пятна она составляет в среднем 150 мкм, у края макулы - около 250 мкм. Ярко-красная линия на внутренней поверхности сетчатки соответствует слою нервных волокон. Стекловидное тело в норме оптически прозрачно и на томограмме имеет черный цвет.

Кроме исследования сетчатки оптическая когерентная томография позволяет достаточно объективно оценить и состояние ДЗН. Для этого применяются методики как радиального, так и кругового сканирования. 

Радиальные сканы через ДЗН позволяют получить изображение диска в поперечном сечении и оценить его структуру, степень экскавации, толщину слоя нервных волокон в перипапиллярной зоне, а так же угол наклона нервных волокон относительно поверхности ДЗН и сетчатки. 

Циркулярный скан вокруг ДЗН позволяет измерить толщину слоя нервных волокон в различных участках вокруг диска и оценить их структуру (рис. 2). Томограмма представляется в «развернутом виде», в виде плоского линейного снимка. Толщина слоя нервных волокон и сетчатки автоматически может быть обработана компьютером и представляется на экране как усредненная величина всего скана, отдельного квадранта (верхнего, нижнего, височного, носового), или заданного меридиана. Это позволяет выявлять как локальные дефекты, так и диффузное поражение, что очень важно для объективной диагностики и мониторинга патологических процессов при нейродегенеративных заболеваниях. 

Кольцевая томограмма диска зрительного нерва и перипапиллярной области сетчатки (диаметр 3,4 мм). Дифференцируются: слой нервных волокон, слой фоторецепторов и слой ПЭС/хориокапилляры. В нижнем и верхнем сегментах (соответственно сосудистым аркадам) видно утолщение слоя нервных волокон и сетчатки. Для оценки толщины слоя нервных волокон и сетчатки использован компьютерный алгоритм. Оценка производится относительно границ слоев сетчатки на передней поверхности сетчатки (белый), заднем крае слоя нервных волокон и пигментном эпителии (черный).
Рис. 2. Кольцевая томограмма диска зрительного нерва и перипапиллярной области сетчатки (диаметр 3,4 мм). Дифференцируются: слой нервных волокон, слой фоторецепторов и слой ПЭС/хориокапилляры. В нижнем и верхнем сегментах (соответственно сосудистым аркадам) видно утолщение слоя нервных волокон и сетчатки. Для оценки толщины слоя нервных волокон и сетчатки использован компьютерный алгоритм. Оценка производится относительно границ слоев сетчатки на передней поверхности сетчатки (белый), заднем крае слоя нервных волокон и пигментном эпителии (черный). 

Толщина слоя нервных волокон в норме составляет 134±4 мкм. Наибольшая ее величина выявляется в верхних и нижневисочных отделах. При дистрофических процессах происходит истончение слоя нервных волокон вокруг ДЗН, коррелирующее с потерей нейроглии и изменениями показателей поля зрения. 

Технически оптическая когерентная томография осуществляется следующим образом. После ввода данных пациента (номер карты, имя, фамилия, дата рождения) приступают к исследованию. 

При высокой остроте зрения пациент фиксирует взгляд на мигающем объекте в линзе фундус-камеры. Камера приближается к глазу пациента до тех пор, пока изображение сетчатки не отобразится на мониторе. После этого следует зафиксировать камеру нажатием кнопки фиксатора и отрегулировать четкость изображения. Если острота зрения низкая и пациент не видит мигающий объект, то следует использовать внешнюю подсветку, а пациент должен не мигая смотреть прямо перед собой. Оптимальное расстояние между исследуемым глазом и линзой камеры — 9 мм. 

Исследование проводится в режиме Perform scans (выполнение сканирования) и контролируются с помощью панели управления, представляющей собой регуляторные кнопки и манипуляторы, разделенные на следующие шесть функциональных групп. 

1. Сигнал (signal) позволяет регулировать следующие действия: 
  • уровень мощности светодиода (SLD power level); 
  • порог шума (noise threshold), 
  • контроль контрастности видеомонитора (video gain). 
Используя, манипулятор, расположенный ниже кнопки можно увеличивать, или уменьшать эти параметры. 

2. Режим фиксации (fixation mode) обеспечивает два режима фиксации: 
2.1. Режим — «макула». При взгляде пациента на зеленую метку - фовеа будет отражена в центре экрана монитора. Клавиши позиционирования, расположенные ниже, позволяют выбирать точку фиксации. 
2.2. Режим - «диск». При взгляде пациента на зеленую метку на мониторе будет отражен диск зрительного нерва. 

3. Тип сканирования (scan pattern). Изменяет длину скана и угол его наклона при линейном сканировании. При радиальном сканировании изменяет радиус скана. 

4. Действие/остановка и сохранение (live/freeze & save). 
Кнопка «действие/остановка» осуществляет переход от «живого» изображения к его остановке — «замораживанию». В процессе действия можно производить непрерывную коррекцию образца сканирования в реальном времени. При «замораживании» сканирование останавливается после завершения текущего цикла. На мониторе будет отражено полученное изображение (фундус-камера в это время не активна). Режим - «сохранение» активируется только после нажатия кнопки «действие/остановка». При этом полученные изображения и их параметры загружаются в базу данных компьютера. 

5. Ориентир/скан/замок/способ сканирования (landmark/scan/ lock/rate). 
5.1. Кнопка «ориентир». В этом режиме, при вращении трекбола смещается точка фиксации взора (параметры смещения численно отображены на мониторе компьютера). 
5.2. Кнопка «скан». В этом режиме, при вращении трекбола смещается линия скана (параметры смещения также численно отображены на мониторе компьютера). 
5.3. Кнопка «замок». В этом режиме при вращении трекбола точка фиксации и линия скана смещаются вместе. 
5.4. Кнопка «скорость сканирования» позволяет выбирать либо быстрый, либо медленный способ сканирования.


6. Интерферометр (interferometer) позволяет оптимизировать силу сигнала ОСТ. 

Тип сканирования выбирается после ввода данных пациента, с помощью кнопки «Сканирование» (Scan), расположенной в нижней левой части окна. При ее нажатии появляется список образцов сканирования: 
  • Линейный скан (Single Line) 
  • Группа линейных сканов (Line Group) 
  • Кольцевой скан (Single Circle) 
  • Группа кольцевых сканов (Circle Group) 
  • Растр из 6 линий (Raster 6 Lines)
  • Радиальные линии (Radial Lines) 
  • Перекрещенные линии (Cross Hair) 
Кольцевые сканы на фиксированном расстоянии (1.5; 1.73; 2.0 mm) от центра ДЗН (Nerve Head 1.5 R mm, Nerve Head 2.0 R mm, Nerve Head 1.73 R mm). 

Сканирование в режиме повтора (Repeat) позволяет провести серию сканов в идентичных участках исследуемой ткани при повторных контрольных исследованиях. Полученное изображение сохраняется в компьютерной базе данных. 

После проведенного исследования осуществляется анализ выполненных сканов - «Анализ сканирования» (Analyze Scan). На мониторе появляется список всех выполненных сканов пациента. Ниже списка отображены две кнопки «Процесс» (Process) и «Измерение» (Measure), содержащие в себе команды, применимые к изображению, выбранному из списка. 

Кнопка - «Процесс» (Process) содержит следующие команды: 

1. Нормализация (Normalize) - эта функция отображает данные, полученные при сканировании, очищенные от помех — «оптических шумов», возникающих при разных типах и условиях сканирования. 
2. Выравнивание (Align) - данная функция позволяет выровнять изображения, полученные при совершении мелких движений глазами пациента. 

Выравнивание и нормализация (Align & Normalize) - совмещает вышеуказанные функции (рис. 3). 

Выровненное и нормализованное изображение макулярной сетчатки.
Рис. 3. Выровненное и нормализованное изображение макулярной сетчатки.

Гауссово сглаживание (Gaussian Smoothing) - одна из двух функций сглаживания, используемых для усреднения шумов. Сглаживание может быть полезным для более полной оценки масштабных данных. Его недостаток — потеря мелких деталей (рис. 4). 

Тот же скан обработан с помощью Гауссова сглаживания. Оптические «шумы» удалены.
Рис. 4. Тот же скан обработан с помощью Гауссова сглаживания. Оптические «шумы» удалены.

Среднее сглаживание (Median Smoothing) — подобно Гауссову сглаживанию, но его преимущество в том, что оно удаляет «шум», сохраняя мелкие детали (рис. 5).

Тот же скан. Изображение сетчатки макулярной зоны, полученное с помощью среднего сглаживания (по сравнению с предыдущим изображение более четкое).
Рис. 5. Тот же скан. Изображение сетчатки макулярной зоны, полученное с помощью среднего сглаживания (по сравнению с предыдущим изображение более четкое). 

Кнопка — «Измерение» (Measure) содержит следующие опции: 

1. Толщина сетчатки (Retinal Thickness) - опция активна при любых типах линейного сканирования. Измерение проводится после обработки данных при нажатии секции Track, выбранной из меню. После чего с помощью «мыши» компьютера указательный курсор наводится на интересующую область обработанного изображения скана (рис. 6), ниже автоматически отображаются графические данные (рис. 7), а числовое значение, в микронах, появляется в разделе «Толщина» (Thickness), расположенная в правом нижнем углу монитора. 

Изображение макулярной области, обработанное для расчета толщины сетчатки (выделена белыми линиями).
Рис. 6. Изображение макулярной области, обработанное для расчета толщины сетчатки (выделена белыми линиями). 

Графическое отображение толщины сетчатки выбранной области.
Рис. 7. Графическое отображение толщины сетчатки выбранной области. 

Карта сетчатки (Retinal Мар) — эта опция активируется при использовании сканирования шестью радиальными линиями. Толщина сетчатки рассчитывается для каждой линии, и полученные данные используются для построения двухмерной карты толщины сетчатки макулярной зоны. Результаты отображаются в двух формах (рис. 8). Одна - кодированная цветная карта, разделенная на секторы, в которых цвета более яркие указывают на большую толщину, другая - числовая карта, также поделенная на секторы, в которых отображены числовые значения (средняя толщина для сектора в микронах). 

Кодированная цветная и числовая карты, отображающие толщину сетчатки макулярной области по секторам.
Рис. 8. Кодированная цветная и числовая карты, отображающие толщину сетчатки макулярной области по секторам. 

Толщина слоя нервных волокон вокруг диска зрительного нерва (Retinal Nerve Fiber Layer (RNFL) Thickness) — опция активна при любых типах кругового сканирования (вокруг ДЗН). Измерение также проводится после обработки данных (рис. 9) при нажатии секции Track, выбранной из меню. Числовые показатели отображаются ниже, на круговых графиках, разбитых на квадранты и часы (рис. 10). 

Изображение сетчатки вокруг диска зрительного нерва, обработанное для расчета толщины слоя нервных волокон (выделен черной и белой полосами).
Рис. 9. Изображение сетчатки вокруг диска зрительного нерва, обработанное для расчета толщины слоя нервных волокон (выделен черной и белой полосами). 

Графическое отображение толщины слоя нервных волокон вокруг ДЗН в развернутом виде и по секторам.
Рис. 10. Графическое отображение толщины слоя нервных волокон вокруг ДЗН в развернутом виде и по секторам.

2. Профиль сканирования (Scan Profile) - при использовании этой опции на мониторе отображается профиль сканирования. 

Полученные количественные измерения можно сравнивать со стандартными нормальными значениями или значениями, полученными во время предыдущих обследований и сохраненных в памяти компьютера.

Оптическая когерентная томография в офтальмологии
под ред. А.Г. Щуко, В.В. Малышева
Похожие статьи
показать еще
 
Офтальмология