Измерение толщины слоя нервных волокон сетчатки

Age and axial length on peripapillary retinal nerve fiber layer thickness measured by optical coherence tomography in nonglaucomatous Taiwanese participants
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5464663/

Конкурирующие интересы: авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Концептуализация: MLK.

Продолжительность данных: MLK WSW.

Формальный анализ: WSW.

Получение финансирования: MLK.

Расследование: MLK.

Методология: SYH.

Администрирование проекта: MLK.

Ресурсы: PHP.

Программное обеспечение: WSW.

Надзор: MLK.

Проверка: MLK.

Визуализация: MLK.

Письмо — исходный проект: PHP.

Написание — просмотр и редактирование: PHP.

В этом исследовании исследуется влияние возраста и осевой длины (AL) на толщину слоя перивапилярного нервного волокна (RNFL), измеренную оптической когерентной томографией (ОКТ).

Были набраны здоровые пациенты, посетившие глазную клинику в больнице округа. Все участники прошли всесторонние офтальмологические обследования, а их сетчатки были отсканированы с использованием 3D OCT-1000. Всего было включено 223 пациента с 446 глазами. Средний возраст и AL составили 42,07 ± 13,16 (21-76) лет и 25,38 ± 1,73 (21,19-30,37) мм соответственно.

Средняя толщина RNFL уменьшилась на 2,71 мкм за каждые 10-летнее возрастание возраста (P 27 мм, -0,16 мкм / год) или с коротким AL (

При интерпретации результатов следует учитывать факторы возраста и AL. Значительно возрастное прореживание RNFL было обнаружено у участников старше 41 года. AL. Уменьшение толщины RNFL с возрастом не повлияло на AL. Топографические изменения в истончении RNFL наблюдались в том, что максимальное снижение толщины RNFL с возрастающим возрастом в верхнем квадранте, тогда как с удлинением AL в нижнем квадранте.

Все соответствующие данные содержатся в документе и его файлах вспомогательной информации.

Глаукома, специфическая форма оптической невропатии с необратимой визуальной потерей, поражает миллионы людей во всем мире. Прогрессирующая потеря перипапиллярного слоя нервных волокон сетчатки (RNFL) и более глубокая и большая чашка оптического диска распознаются как патологические изменения глаукомы. Поэтому оценка RNFL играет важную роль в диагностике и наблюдении за глаукомой [1, 2]. По сравнению с обычной фотографией с красной фотографией оптическая когерентная томография (OCT), которая измеряет толщину RNFL, основанную на изменениях отражательной способности между соседними тканями, обеспечивает мгновенную и количественную информацию о толщине RNFL. Однако эффективность OCT может быть скомпрометирована несколькими факторами, такими как качество изображения [3], точность центрирования круга сканирования [4] и влияние миопии [5, 6].

Частота миопии в азиатских странах чрезвычайно высока [7], в том числе Тайвань [8]. Удлинение осевой длины (AL) происходит из-за того, что повышенная отрицательная преломляющая способность и некоторые особенности оптического диска близоруких глаз влияют на точность работы OCT [9-11]. Сообщаемые ассоциации между толщиной AL и RNFL варьируются в зависимости от разных популяций исследования, инструментов OCT и зависит от того, будет ли увеличено окулярное увеличение. Некоторые исследования показали, что средняя толщина RNFL обратно коррелирует с AL или отрицательной преломляющей способностью [2, 12, 13]. Напротив, в некоторых исследованиях сообщалось о положительной зависимости между толщиной AL и RNFL [14, 15].

Хотя большинство исследований согласуются с тем, что толщина RNFL уменьшалась с возрастом [2, 13, 16, 17], различение между истончением, вызванным возрастами или глаукомой RNFL, по-прежнему остается проблемой на данный момент. Продольное исследование, охватывающее 4 года на 192 глазах, выявило приблизительно 0,2% в год прореживания, связанного с возрастом, в циркумпапиллярном и макулярном RNFL [18]. 3D OCT-1000 представляет собой центр развертывания спектра в области спектра, который использует шаблоны растрового сканирования с высоким разрешением и разработан без коррекции для увеличения возраста и окуляра. Информация о демографических и окулярных параметрах, которые влияют на измерение RNFL с помощью 3D OCT-1000, ограничена. Дальнейшее знание факторов, способствующих ошибочным выводам ОКТ, имеет решающее значение, поскольку определение глаукоматозного повреждения OCT заключается в сравнении наших данных с нормативной базой данных, разработанной производителями. Изучены эффекты возраста и преломления при измерении толщины перипапиллярного RNFL с помощью 3D OCT-1000. Аналогичным образом оценивали топографический профиль толщины RNFL в близоруких глазах.

Здоровые пациенты были приглашены для участия в исследовании, когда они посетили глазную клинику в окружной больнице с апреля по декабрь 2011 года. Номер IRB (HCGH99IRB-8) был специально одобрен комиссией по обзору учреждения общей больницы Синь-Чу. Информированное согласие было получено от каждого участника, и соблюдались положения Хельсинкской декларации. Подробные офтальмологические исследования, включая измерение рефракционной ошибки, проводимое с использованием кератометра Autoref RC-5000 (Tomey Co. Nagoya, Япония), исследование щелевой лампы, измерение внутриглазного давления (IOP) с использованием бесконтактного тонометра NT-530 (Nidex Co., Gamagori , Япония), фондоскопия и тест визуального поля (VF) с использованием Octopus Visual Field Analyzer (Interzeag AG, Berne, Switzerland). Измерения AL были получены с использованием IOL Master (Carl Zeiss MEDITEC, Дублин, США). Участников, которые были противопоказаны для расширения зрачков или недопустимы для местного анестетика или мидриатики, были исключены. Для анализа анализировались только парные глаза участников, если у кого-либо из глаз не было никаких заболеваний роговицы, сетчатки или зрительного нерва, лучшая скорректированная острота зрения менее 0,6, IOP ≥ 22 мм рт. Ст. Или ненадежные результаты VF (ложноположительные и ложно-отрицательная ставка> 15%, потери фиксации> 20%). Проведен сканирование сетчатки 3D OCT-1000 (Topcon, Япония) с протоколом быстрого сканирования 512 × 128, который использовал круг диаметром 3,4 мм вокруг головки зрительного нерва и покрыл область 6 × 6 мм2. Объем изображения состоит из 128 кадров с 512 линиями A. Для обработки и анализа данных сканирование оптических дисков было сегментировано с использованием алгоритма сегментации верхней границы сегмента (TABS) в FastMapTM 8.11. Короче говоря, из наборов данных 3D-объема было извлечено циркумпапиллярное кольцо с радиусом 1,7 мм для создания измерений толщины НФЛ сетчатки, соответствующих общему кругу, а также к отдельным временным, верхним, носовым и нижним квадрантам. Все просмотры оптических дисков были автоматически центрированы для циркумпапиллярного анализа. Чтобы избежать ошибок центрирования, два опытных специалиста проверили и скорректировали положения сканирования, разместив прозрачную пластиковую пластину с несколькими концентрическими кольцами на изображениях с красным свободным дном. Глаза также были исключены, если качество изображения OCT меньше 45 или любые ошибки линии алгоритма. Были представлены трехмерные данные для генерации измерений RNFLT, соответствующих общему кругу, отдельные квадранты (временные, верхние, носовые, нижние) и 12 часов.

Чтобы определить точку останова, с которой RNFL показал значительное снижение с возрастом, сравнивали показатели истончения до и после этого возраста (начинались с 21 года и выше) до тех пор, пока не была раскрыта существенная разница.

Статистический анализ проводился с помощью программного обеспечения R. Линейная модель обобщенного оценивающего уравнения (GEE) была использована для изучения связи между толщиной RNFL и возрастом AL и сферическим эквивалентом (SE), и была учтена корреляция между глазами. Значение P

Исследовательская популяция состояла из 223 здоровых участников (446 глаз) в возрасте 21-79 лет. Из этих участников 104 (42,1%) были мужчинами. В таблице 1 показаны клинические характеристики исследуемой популяции. Правые глаза более близорукие, чем левые глаза (p = 0,01).

aSD, стандартное отклонение.

bSE, сферический эквивалент.

cAL, осевая длина.

В соответствии с большинством предыдущих исследований наши результаты показали, что средняя толщина RNFL снижалась с возрастом. В целом, за каждые 10-летнее возрастание возраста, средняя толщина RNFL уменьшалась в размере 2,71 мкм (P

aOU, двусторонние глаза

БПК, правый глаз

cOS, левый глаз

dCI, доверительный интервал

eNS, никакого значения

Изученные глаза были дополнительно разделены на три группы в соответствии с AL: короткая ( 27 мм) группа AL. Скорости возрастной редукции толщины RNFL в этих трех группах составляли -0,22 (короткая группа AL), -0,19 (средняя группа AL) и -0,16 (длинная группа AL) мкм / год соответственно (рис. 1). Geepack используются для моделей GEE в R. Нет существенных различий между следующими двумя группами: длинными и короткими AL-группами (P = 0,86), длинными и средними AL-группами (P = 0,84) и короткой и средней AL-группами ( P = 0,53).

Модель Liner была применена для изучения взаимосвязи между AL и уровнями утончения RNFL, связанных с возрастом. (A) Короткая группа AL с AL 27 мм. Никакой существенной разницы не было показано ни в одной из этих групп. AL, осевая длина; T, толщина слоя нервного волокна сетчатки.

В таблице 3 показаны результаты в отношении возраста, когда была замечена значительная корреляция с толщиной часов RNFL часов. Для правого глаза раннее возрастное разжижение RNFL было найдено через 35 лет в 1-2 часа (1,89 мкм / год, 97,5% ДИ, 0,67-3,11, P = 0,003). Кроме того, в этот час-час была установлена ​​максимальная скорость разжижения RNFL, связанного с возрастом. В других регионах, где наблюдалось значительное возрастание RNFL, возрастное возращение составляло 12-1 (после 44 лет со скоростью прореживания 0,49 мкм / год, 97,5% ДИ, 0,01-0,96, P = 0,044), 8-9 (после 40 лет со скоростью прореживания 0,77 мкм / год, 97,5% ДИ от 0,05 до 1,49, P = 0,037) и 11-12 часов (после 39 лет со скоростью прореживания 0,74 мкм / год, 97,5% ДИ, 0,11 до 1,37, P = 0,021) соответственно. Для левого глаза более раннее возрастное снижение RNFL было обнаружено через 38 лет в 12-1 ч (0,83 мкм / год, 97,5% ДИ от 0,01 до 1,65, Р = 0,048). Другие регионы, демонстрирующие значительное истончение RNFL в виде прогрессирования возраста, составляли 1-2 (после 41 года с нормой 0,69 мкм / год, 97,5% ДИ от 0,02 до 1,36, P = 0,044), 2-3 (после возраста 55 со скоростью прореживания 0,29 мкм / год, 97,5% ДИ от 0,02 до 0,57, P = 0,038), 4-5 (после 48 лет со скоростью прореживания 0,45 мкм / год, 97,5% ДИ от 0,04 до 0,87, P = 0,034) и 11-12 часов (после 49 лет со скоростью прореживания 0,45 мкм / год, 97,5% ДИ от 0,02 до 0,88, P = 0,041) соответственно. Месторождения RNFL в часах были согласованы с результатами квадрантного анализа.

Средняя толщина RNFL уменьшалась с удлинением глазного яблока в размере 1,78 мкм на 1 мм увеличение AL (P

Сферический эквивалент был сильно коррелирован с AL (R2 = 0,863 в этом исследовании); поэтому мы рассматривали только эффекты AL на толщину RNFL в этом исследовании.

В текущем исследовании использовался 3D OCT-1000 для измерения толщины RNFL, мы обнаружили, что средняя толщина RNFL уменьшалась с увеличением AL, а также с возрастом, особенно после 46 лет. Величина уменьшения толщины RNFL с возрастом была сходной в глазах с более длинным или коротким AL. Между тем, прореживание RNFL с AL и возраст не происходило однородным образом вокруг оптического диска.

Разрастающиеся измерения RNFL, проводимые OCT, связанные с возрастающим возрастом, изучались широко. За каждые 10-летнее возрастание возраста снижение средней толщины RNFL варьировалось от 1,5 до 2,5 мкм [2, 13, 16, 17]. Гистологические данные также показали потерю волокон зрительного нерва с возрастом [19, 20]. Приблизительно 4000-5000 волокон оптического нерва теряются в год [20]. Уменьшение толщины RNFL с увеличением возраста было обусловлено главным образом уменьшением нейронных и глиальных элементов, а не от сосудистых компонентов, что было предложено в недавнем морфологическом исследовании [21]. Наши результаты также показали, что возрастная частота разжижения RNFL была статистически значимой, когда пациенты достигли определенного возраста. Этот вывод согласуется с данным, опубликованным Parikh et al. [16]. В своем исследовании 187 участников (один глаз каждого участника был выбран для анализа) были разделены по возрасту на 4 группы: 5-20, 20-35, 35-50 и> 50 лет, и авторы сообщили, что связанные с возрастом Прореживание RNFL было наиболее заметным после 50 лет. Quigley et al. предоставили гистологические данные о том, что скорость истончения RNFL была быстрее после 50 лет (приблизительно 2500 волокон оптического нерва терялись в год до 50 лет и 7500 человек погибло в год после 50 лет), хотя авторы исследовали только 5 человек глаза [22]. Возможные причины того, почему наши результаты значительного возрастного RNFL-истончения моложе (41 год), чем предыдущие два исследования, могут быть обусловлены дальнейшим подробным статистическим анализом на каждый год и критериями отбора изученной популяции (ошибка рефракции в пределах ± 5 диоптрии сфера и 3 диоптрийного цилиндра от Parikh et al. [16]. В клинической практике Feuer et al. предположили, что для подтверждения потери RNFL, вызванного глаукомой, скорость изменения должна быть быстрее ожидаемой нормы из 95% доверительного интервала в определенном месте [17].

В соответствии с другими исследованиями, наши результаты также показали топографическую вариацию в отношении RNFL, связанного с возрастом [13, 16, 17]. Исследования показали, что максимальная скорость распада в RNFL была в превосходном квадранте, тогда как нижняя область оказалась наиболее устойчивым сектором для потери RNFL [16, 17]. Настоящее исследование согласуется с точки зрения превосходного сектора, имеющего максимальное уменьшение толщины RNFL, и что это был самый ранний регион, проявляющий прореживание RNFL (в возрасте 35 лет). Причина топографической разницы в истончении RNFL, связанного с возрастом, остается неизвестной. Jonas et al. обнаружили, что возрастные потери аксонов особенно влияют на малые аксоны нервных волокон [20]. Недавно Фитцгиббон ​​и Тейлор упоминали, что аксоны сетчатой ​​ганглиозной клетки в нижнем и носовом секторах в среднем больше, чем в верхнем и / или временном квадрантах [23]. Дополнительные доказательства необходимы для подтверждения того, являются ли небольшие аксоны нерва в верхнем квадранте более уязвимыми к возрастному истончению. Настоящее исследование также показало разницу старения в среднем RNFL между обоими глазами. Различия между глазами одного и того же человека обычно отмечаются в клинике, например, рефракционная ошибка, стадия катаракты, внутриглазное давление и кровоток. Доминирующий глаз может потреблять больше кислорода, чем другой глаз, из-за более интенсивной работы и отправки более визуальных сообщений в мозг. Эти различные факторы могут влиять на разницу старения между обоими глазами. Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения и выяснения патологических механизмов.

Сообщалось о положительной или отрицательной корреляции между средней толщиной RNFL и AL, измеренной OCT. По умолчанию AL в TOPCON 3D-OCT составляет 24,39 мм, а средняя ошибка преломления азиатских субъектов для нормативной базы данных составляет -0,66 ± 1,70 D (диапазон: от -5,75 до 2,88 D). В настоящем исследовании среднее значение AL и преломляющая ошибка составляют 25,36 мм и -4,68 ± 4,16 D (диапазон: от -17,5 до +4,25 D) соответственно. Из-за значительной доли близоруких глаз в нашей популяции исследования средняя толщина RNFL (88,17 ± 10,61 мкм) ниже, чем в других исследованиях здоровых китайских глаз (107,02 мкм в исследовании Hsu и 96,04 мкм в исследовании Qu [15, 24]. В результате, чтобы избежать чрезмерной диагностики глаукомы, знание эффектов AL на RNFL оправдано, особенно для высоких близоруких глаз. Увеличение AL приводит к большей поверхности сетчатки, в то время как при неизменном количестве клеток ганглиозных сетчатки аксоны могут вызывать тоньше RNFL, измеренный OCT, связан с увеличением AL. На сегодняшний день не было представлено никаких анатомических доказательств, показывающих, что дегенерация ганглиозных клеток / аксонов связана с удлинением AL.

Несмотря на то, что оба фактора возраста и AL влияют на измерение RNFL с помощью ОКТ, глаза с более длинным AL не показывают более высокую скорость утолщения RNFL, связанного с возрастом, чем у более коротких AL. Другим моментом является то, что RNFL довольно тонкий в пожилых людей с высокой близорукостью; однако их результаты VF остаются в нормальном диапазоне. Дальнейшие исследования любых воздействий уменьшенной толщины RNFL на визуальные функции необходимы для определения.

В дополнение к уменьшению средней толщины RNFL в близоруких глазах сообщалось о изменении профиля RNFL с увеличением AL [5, 14, 15, 25]. Исследование включало 115 глаз 115 здоровых участников (75 глаз с высокой близорукостью и 40 с близорукостью с низкой до умеренной степени), и сообщалось, что наиболее частый ненормальный сектор толщины RNFL находился в положении 2 часа 5, которое отличалось от наше исследование и, таким образом, показали, что влияние AL на толщину RNFL было более выраженным в нижнем квадранте. В исследовании Ким и др. Из 48 пациентов с миопией они сообщили о более худших RNFL в группе более высокой миопии, чем в группах с низкой и умеренной миопией в невременных квадрантах; однако в то время как во временном квадранте более толстые RNFL связаны с более высокой группой миопии [25]. В настоящем исследовании, хотя мы не обнаружили существенной корреляции между AL и RNFL в временном квадранте, RNFL уменьшался с увеличением AL в невременных квадрантах. Вариации в составе выборки могут нести ответственность за эти несоответствия.

Это исследование имеет ряд ограничений, и, таким образом, необходимы дополнительные всесторонние исследования. Во-первых, участники были набраны из клиники; поэтому отклонение выбора нельзя отрицать. Во-вторых, в рамках ограничений конструкции поперечного сечения наши результаты могут быть неточными при оценке продольных изменений RNFL.

В заключение, толщина RNFL, измеренная 3D OCT-1000, снижается на 2,71 мкм в десятилетие с прогрессированием возраста и на 1,78 мкм на 1 мм увеличение AL. Снижение толщины RNFL значительно превышает возраст 41 года. Превосходный квадрант показывает как ранний, так и максимальный уклон разжижения RNFL, связанного с возрастом. С другой стороны, наиболее сильный RNFL-истончение с увеличением AL наблюдается в нижнем квадранте. Скорости укорачивания RNFL, связанные с возрастом, не отличаются в глазах с длинным или коротким AL. Дальнейшие исследования необходимы для изучения причин учета региональных вариаций снижения уровня RNFL по возрасту и АЛ.

Это исследование (HcH -2-990001) было поддержано грантом Национальной больницы Тайваньского университета, Отделом Синь Чу. Номер IRB (HCGH99IRB-8) был одобрен комиссией по обзору учреждения Госпиталя Синь-Чу. В соответствии с институциональными изменениями в июле 2011 года Госпиталь Синь-Чу в Департаменте здравоохранения был переименован в Синь-Чуский филиал Национальной университетской больницы Тайваня (NTUH). Мы высоко ценим профессора Генри Х.С. Лу за его бесценные советы и поддержку по статистическим методов анализа в этом исследовании.