Анализ изображений сетчатки глаза

Описание

На рисунке 3

ILM — внутренняя пограничная мембрана

NFL — слой нервных волокон

GCL — слой ганглионарных клеток

IPL — внутренний плексиформный слой

OPL — наружный плексиформный слой

ISOS — наружные и внутренние сегменты фоторецепторов

RPECC — пигментный эпителий и хориокапилляры

Choroid — хориоидея.

Рисунок 3. Линейная оптическая томограмма через макулярную область и схематическое изображение соответствующих слоев сетчатки здорового глаза (по Schuman J.S. с соавт.).

показано томографическое изображение сетчатки здорового глаза человека и схематическое изображение ее слоев.

Красным цветом выделен высокоотражающий слой ПЭ сетчатки и хориокапилляров. Этот задний слой теряется у границы диска зрительного нерва. Под слоем хориокапилляров относительно слабый отраженный сигнал воспринимается от глубоких слоев хориоидеи и склеры. Черный слой с минимальными отражающими свойствами, внутри от ПЭ, соответствует расположению наружных сегментов фоторецепторов. Средние отражающие свойства имеют внутренний и наружный плексиформные слои, состоящие из клеточных элементов, расположенных перпендикулярно направлению сканирующего луча. В минимальной степени на томограммах проявляют свои отражающие способности нуклеарные слои сетчатки, в которых клетки расположены параллельно направлению сканирующего луча.

Внутренняя граница сетчатки с высокими отражающими свойствами соответствует расположению слоя нервных волокон, толщина которого увеличивается по направлению от макулы к диску зрительного нерва. Сосуды сетчатки можно определить по их повышенным отражающим свойствам, а также по характерному затемнению в глубжележащих слоях ПЭ и хориоидеи.

Как уже было отмечено, современные модели томографов предлагают различные варианты протоколов сканирования, а также дают возможность самостоятельно создавать пользовательский протокол. Основные протоколы сканирования предназначены для оценки макулярной области, диска зрительного нерва и толщины слоя нервных волокон вокруг диска.

Наиболее простыми являются одиночный линейный скан (Line) и «перекрестье» (Cross Hair), представляющие собой два перпендикулярных скана, которые пересекаются в центре, образуя крест. Представление о трехмерной топографии макулы можно получить с помощью протокола «линии растра» (Raster Lines), который представляет собой серию (от 6 до 24) параллельных линейных сканов на одинаковом расстоянии друг от друга в заданной прямоугольной области сетчатки. Кроме того, для этой цели используют протокол «радиальные линии» (Radial Lines), состоящий из серии (от 6 до 24) линейных сканов, проходящих через общую центральную ось и равномерно распределенных по кругу, подобно спицам колеса.

Для создания профиля диска зрительного нерва применяют протокол Optical Disc, аналогичный схеме радиальных линий. На рисунке 4

Рисунок 4. Направления радиального сканирования через диск зрительного нерва.

показаны направления выполняемых томографом радиальных сканов. Серия радиальных томограмм через диск зрительного нерва, демонстрирующая его края и экскавацию показаны на рисунке 5.

Рисунок 5. Серия радиальных томограмм через диск зрительного нерва, соответствующая рисунку 4.

Стоит отметить, что в отличие от других диагностических приборов, при определении границ ДЗН томограф ОСТ-3 автоматически руководствуется окончанием гиперрефлективного сигнала от ПЭ. Таким образом, при использовании протоколов анализа, удается существенно повысить объективность оценки краев и экскавации ДЗН.

Толщина слоя нервных волокон в перипапиллярной области может быть важным диагностическим критерием при глаукоме и нейродегене-ративных заболеваниях. Для измерения толщины слоя нервных волокон предложено несколько комбинаций концентрических круговых сканов вокруг диска зрительного нерва:

• «пропорциональная окружность» (Proportional Circle),
• «три концентрических кольца» (Concentric 3 Rings),
• «толщина слоя нервных волокон сетчатки 3.4» (RNFL Thickness 3.4) и другие.

Направление сканирующего луча показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Направления циркулярного сканирования вокруг диска зрительного нерва

Толщина слоев нервных волокон неодинакова в перипапиллярном регионе, что отражается на томограммах. Как было отмечено выше, слой нервных волокон хорошо дифференцируется на томограммах в виде гиперрефлективной полосы во внутренних отделах сетчатки (рис. 7).

Рисунок 7. Циркулярная томограмма в перипапиллярной области.

На циркулярной томограмме перипапиллярной области заметно, что толщина слоя нервных волокон сетчатки больше в верхневисочном и нижневисочном секторах. Такое строение характерно для нормального анатомического строения этой области сетчатки. Учитывая общую толщину сетчатки, компьютерный модуль томографа обрабатывает изображения с помощью программных средств и представляет их в виде круговой диаграммы, отражающей толщину в различных секторах перипапиллярной области. Кроме того, на томограммах четко определяются границы ДЗН, диаметр и глубина экскавации, что служит основой для расчета соотношений этих параметров при контроле над течением глаукомы.

Взаимодействие света с физическими телами и, в частности, с тканями глаза основано на фундаментальных свойствах проникновения, рассеивания и отражения.

Для оценки взаимодействия света с полупрозрачными средами применяют три основных параметра:

• коэффициент абсорбции,
• коэффициент рассеивания
• и анизотропию рассеивания.

В большинстве тканей рассеивание преобладает над абсорбцией, однако абсорбция может преобладать, если в тканях содержится большое количество хроматорфоров. Анизотропия рассеивания характеризует преимущественное направление рассеивания света.

Известно, что изменения в клеточной морфологии и структуре ткани влияют на ее оптические свойства, которые могут быть оценены при сканировании. Интерпретация томограмм зависит от способности пользователя оценивать отражающие способности различных слоев тканей и умения сопоставить их с морфологической картиной в норме и при их патологических изменениях. Если разрешающая способность прибора не удовлетворяет пользователя, он может прибегнуть к диагностическому анализу получаемых томограмм с помощью программного обеспечения.

Сигнал от исследуемой ткани, воспринимаемый оптическим томографом складывается не только из ее отражающих свойств, но и поглощающих и рассеивающих свойств структур, находящихся перед ней. При диагностической оценке результатов оптической томографии важно принимать во внимание это свойство и учитывать, что на изображение сетчатки может накладывать свой отпечаток прозрачность и состояние роговицы, хрусталика, стекловидного тела, а также изменения ее структуры во внутренних слоях.

Так, картину гиперрефлективного (т.е. имеющего повышенные отражающие свойства) участка на сетчатке могут давать воспалительные инфильтраты ее слоев, рубцы, твердый экссудат, геморрагии. Твердый экссудат имеет высокие отражающие свойства и практически полностью блокирует излучение, отраженное от лежащих кнаружи от него структур сетчатки, оставляя за собой «тень» на томограмме.

Кровь в сосудах сетчатки имеет высокий коэффициент рассеивания, что также приводит к появлению «тени» за сосудами. Тонкие геморрагии, расположенные в слоях сетчатки, выглядят участками с повышенной плотностью, однако пропускают излучение, отраженное от наружных слоев сетчатки. Если толщина геморрагии превышает 200 нм, то последняя, как правило, экранирует картину внешних слоев. На рисунке 8

Рисунок 8. Плотное субгиалоидное кровоизлияние.

представлена флюоресцентная ангиограмма глаза пациентки с преретинальным кровоизлиянием, а на рисунке 9

Рисунок 9. Эпиретинальное кровоизлияние на оптической томограмме экранирует изображение от сетчатки.

— соответствующее ей изображение на оптической томограмме.

Сниженные отражающие свойства или гипорефлективность характерна для отека сетчатки, при котором накапливающаяся в сетчатке жидкость повышает коэффициент рассеивания. Кроме того, снижение отражающих свойств может быть вызвано изменениями структуры сетчатки, в частности, при гипопигментации ПЭ. Гипорефлективность морфологически измененных структур сетчатки важно дифференцировать от причин, снижающих доступ сканирующего излучения:

• помутнений хрусталика или стекловидного тела,
• астигматизма,
• неровного положения интраокулярной линзы
• или неадекватно выполненных настроек томографа.

Как правило, эти причины приводят к снижению качества изображения во всех слоях сетчатки. В отличие от артефактов, фокальное снижение отражающих свойств часто бывает обусловлено наличием экранирующих структур: кровоизлияний, экссудатов, отслойкой ПЭ сетчатки.

На основе различий в отражающих свойствах возможно дифференцировать геморрагии от твердых экссудатов и серозного субретинального содержимого. Серозная жидкость содержит мало клеточных элементов, поэтому ее отражающие свойства слабо выражены. Кровоизлияния, напротив, содержат много клеточных элементов, которые хорошо отражают и рассеивают излучение. Экссудаты выглядят на сканограммах образованиями со средними отражающими свойствами, занимая промежуточное положение по плотности окрашивания между кровью и серозной жидкостью.

Накопление интраретинальной жидкости ведет не только к изменению структуры сетчатки, но и к увеличению ее толщины. С помощью метода ОКТ можно прецизионно определять последнюю, поскольку высокая разрешающая способность аксиального скана позволяет точно определять дистанцию между гиперрефлективными внутренней (сетчатка — стекловидное тело) и наружной (ПЭ) границами сетчатки. Измерение толщины сетчатки, особенно в макулярной области, имеет большое клиническое значение, так как может служить основой для наблюдения за динамикой накопления интраретинальной жилкости при диабетическом макулярном отеке, синдроме Ирвина-Гасса, окклюзиях сосудов сетчатки и других заболеваниях.

Отслойка нейросенсорной сетчатки выглядит на томограммах в виде плоской ее элевации над оптически прозрачной полостью между задней поверхностью отслоенного фоторецепторного слоя и ПЭ. При этом хорошо дифференцируются гиперрефлективный ПЭ, а также внутренняя поверхность отслоенной сетчатки, поскольку она оказывается высококонтрастной на фоне субретинальной жидкости (рис. 10).

Рисунок 10. Линейная оптическая томограмма через область серозной отслойки нейроэпителия сетчатки.

Серозная отслойка ПЭ выглядит на томограммах как фокальная элевация его гиперрефлективного слоя ПЭ над оптически прозрачной полостью (рис. 11).

Рисунок 11. Линейная оптическая томограмма через область отслойки пигментного эпителия.

Отслоенный ПЭ выглядит на томограммах более ярким, чем в норме, как за счет более контрастного темного фона жидкости под отслойкой, так и за счет изменений в его клеточной морфологии. Кроме того, при отслойке ПЭ обладает выраженным «затеняющим» эффектом, препятствующим получению изображения от его базальной мембраны и слоя хориокапилляров. Как правило, угол, образованный прилежащей и отслоенной сетчаткой, является более острым при отслойках ПЭ, чем при отслойке нейросенсорной сетчатки. Эта особенность объясняется плотной адгезией ПЭ к базальной мембране, что ведет к относительно большему давлению жидкости на внутренней границе отслойки. Таким образом, дифференцировать отслойку ПЭ от серозной отслойки нейроэпителия сетчатки можно по отражающим свойствам тканей под отслойкой и углу ее элевации.

Геморрагическая отслойка ПЭ имеет сходные характеристики, однако отличается сопутствующим отраженным сигналом от форменных элементов крови, расположенных под ним. Вместе с ПЭ они создают гиперрефлективную область, позволяющую сигналу проникать в глубину, как правило, не дальше 100 нм.

Для фиброваскулярных отслоек ПЭ также характерна повышенная интенсивность отраженного сигнала, величина которого колеблется от средней до умеренной, позволяя при этом получать изображение хориоидеи. Аналогично проявляют себя на томограммах и вителлиеформные изменения макулы (рис. 12).

Рисунок 12. Линейная оптическая томограмма через область вителлиформного очага в макуле.

Скопления друз могут быть ошибочно приняты за отслойки ПЭ, однако, как правило, друзы не вызывают на томограммах «затенения» слоя хориокапилляров.

В норме границу ПЭ с хориоидеей дифференцировать на сканограммах сложно. При сенильной макулярной дегенерации часто возникает нарушение целостности мембраны Бруха, сопровождающееся ростом хориоидальной неоваскулярной мембраны. На ранней стадии прорастания её сложно выделить на фоне изображения хориоидеи, однако позже мембрана может хорошо дифференцироваться на томограмме в виде грибовидного или блюдцеобразного образования средней рефлективности (рис. 13).

Рисунок 13. Линейная оптическая томограмма через область субретинальной неоваскулярной мембраны.

Кроме того, при врастании неоваскулярной мембраны возникает увеличение толщины сетчатки как за счет мембраны, так и за счет перифокального отека и кровоизлияний.

В нормальных условиях граница сетчатка-стекловидное тело является высококонтрастной, а стекловидное тело выглядит оптически прозрачным. Стекловидное тело может давать участки гиперрефлективности при появлении в нем воспалительных инфильтратов, помутнений, кровоизлияний. Задняя отслойка стекловидного тела выявляется с трудом, поскольку и внутриглазная жидкость и гель стекловидного тела имеют сходные показатели преломления и не образуют контрастной границы.

Те эпиретинальные мембраны, которые потеряли плотный контакт с сетчаткой, хорошо выделяются на томограммах. От задней отслойки стекловидного тела они отличаются более высокой рефлективностью, толщиной и более плоским контуром (рис. 14).

Рисунок 14. Линейная оптическая томограмма через область эпиретинальной мембраны.

Наиболее полное представление о клинических возможностях метода, можно получить, сопоставляя томографические изображения с реальной картиной глазного дна и ФАГ, чему будет посвящены следующие главы.

—-

Статья из книги: Биомикроретинометрия | Родин А.С.