Слои сетчатки при оптической когерентной томографии
Файзрахманов Р.Р., Гильманшин Т.Р., Кудашева З.А.
Оптическая когерентная томография (ОКТ) является методом, позволяющим получить изображение слоёв сетчатки, наиболее близкое к гистологическому. Совершенствование метода ОКТ, создание и внедрение в практику новых его модификаций с высоким разрешением и высокой степенью визуализации мелких объектов (spectral-domain OCT – SD-OCT и swept-source OCT – SS-OCT) способствуют постоянному расширению знаний о строении заднего отрезка глаза, совершенствованию трактовки данных ОКТ [1–3]. Современные методики ОКТ обеспечивают хорошую визуализацию низко- и высокоэхогенных структур и позволяют детально визуализировать структуру сетчатки в норме и при различных патологических процессах. В 2014 году Международной комиссией по номенклатуре (International Nomenclature for Optical Coherence Tomography Panel) предложен уточнённый вариант трактовки нормальной ОКТ анатомии сетчатки.
Современный вариант послойного ОКТ-картирования включает следующие ретинальные структуры:
пигментный эпителий сетчатки (Retinal Pigment Epithelium, RPE) с мембраной Бруха (Bruch membrane), отделяющие хориоидею от наружных ретинальных слоёв;
наружные сегменты фоторецепторов (outer segments of photoreceptors – OS);
наружный ядерный слой (Outer Nuclear Layer, ONL), соответствующий ядрам фоторецепторов;
наружный плексиформный слой (Outer Plexiform Layer, OPL), соответствующий синапсам биполярных клеток с фоторецепторами;
внутренний ядерный слой (Inner Nuclear Layer, INL), образован ядрами биполярных клеток, а также амакриновых, горизонтальных и мюллеровских клеток;
внутренний плексиформный слой (Inner Plexiform Layer, IPL), содержит синапсы между аксонами биполярных клеток и дендритами ганглиозных и амакриновых клеток;
cлой ганглиозных клеток (Ganglion Cell Layer, GCL);
cлой нервных волокон (Retinal Nerve Fiber Layer, RNFL), представляет собой аксоны ганглиозных клеток;
внутренняя пограничная мембрана (Internal Limiting Membrane, ILM) [1, 2].
Наружная сетчатка представлена слоями между внутренней поверхностью наружного ядерного слоя и внутренней поверхностью слоя пигментного эпителия.
Ядерные слои сетчатой оболочки обычно гипорефлективны, а плексиформные слои – гиперрефлективны, причём как в наружной, так и во внутренней сетчатке.
Cогласно OКТ с высоким поперечным (до 15 мкм) и продольным (между 4 и 7 мкм) разрешением, в области наружной сетчатки визуализируются четыре зоны, представляющие на В-сканах 4 гиперрефлективные линии. К ним относятся:
1. Наружная пограничная мембрана (External Limiting Membrane, ELM), которая располагается на границе между наружным ядерным слоем и отростками фоторецепторов и представляет собой соединительные кластеры между клетками Мюллера и фоторецепторами.
2. Эллипсоидная зона (Ellipsoid Zone, EZ), ранее называемая линией соединения между наружными (OS) и внутренними (IS) сегментами фоторецепторов (IS/OS junction), формируется митохондриями, расположенными в наружной части внутренних сегментов фоторецепторов. По мнению большинства авторов [3, 4], именно митохондрии обеспечивают высокую оптическую плотность данного участка фоторецептора.
3. Зона сочленения колбочек с пигментным эпителием (мембрана Вирхова), которая состоит из плотных соединений между клетками пигментного эпителия и наружными сегментами фоторецепторов.
4. Комплекс «пигментный эпителий – мембрана Бруха».
Зона фовеолярного углубления отличается особой архитектоникой ретинальных слоёв. По направлению к центру фовеолы наблюдается увеличение толщины наружного ядерного слоя и постепенное исчезновение внутренних слоев нейроэпителия сетчатки. Расстояние между пигментным эпителием, мембраной Вирхова и линией IS/OS в центре фовеа увеличено за счёт большей длины наружных сегментов колбочек. Гиперэхогенная линия эллипсоидной зоны в зоне центральной ямки удаляется от линии пигментного эпителия и принимает форму треугольной крыши (рис.).
Толщина фовеального комплекса «наружный сегмент – пигментный эпителий» (FOSPET) представляет собой расстояние между внутренней границей линии эллипсоидной зоны и наружной границей линии пигментного эпителия сетчатки в фовеоле.
Питание внутренней и наружной сетчатки осуществляется из разных источников: её внутренние шесть слоёв кровоснабжаются за счёт ретинальных капиллярных сплетений из системы центральной артерии сетчатки, а наружные слои – из хориокапиллярного слоя собственно сосудистой оболочки [4, 5].
Ретинальная патология часто сопровождается изменениями наружной сетчатки. Так, толщина наружных ретинальных слоёв уменьшается при многих дистрофических состояниях сетчатки, а увеличивается при её отёке разной этиологии. При этом утрачивается нормальная архитектура ретинальных пластов, сетчатка утрачивает свою структуру и её дифференциация становится крайне затруднительной или даже невозможной. В наружных ретинальных слоях часто аккумулируется жидкость при воспалительном и диабетическом макулярном отёке, или при таковых, вызванных сосудистой патологией, например окклюзией вен или неоваскуляризацией. Такие распространённые заболевания, как диабетическая ретинопатия, окклюзия ретинальных сосудов, возрастная макулярная дегенерация, эпиретинальная мембрана и (или) витреомакулярный тракционный синдром, миопические изменения, центральная серозная хороретинопатия и др., в 85% случаев вызывают изменения структур наружной сетчатки, особенно её эллипсоидной зоны и наружной пограничной мембраны, что сопровождается ухудшением остроты зрения. Разнообразные изменения в наружных ретинальных структурах имеют явную прямую корреляцию с функциональным состоянием органа зрения. В частности, многочисленные исследования показали статистически значимую (p<0,05) ассоциацию тяжести поражения наружной сетчатки с ухудшением остроты зрения [6–8].
Наиболее значительная такая корреляция связана с состоянием эллипсоидной зоны и наружной пограничной мембраны. Выявлено, что острота зрения в наибольшей степени зависит от сохранности эллипсоида при диабетическом макулярном отёке (ДМО) и тромбозе ретинальных вен. Так, ухудшение состояние слоя IS/OS сопровождается снижением остроты зрения, и наоборот, восстановление данной структуры обусловливает восстановление функции зрения [6, 9, 10]. Причинами обширного поражения фоторецепторов являются диабетическая и лучевая ретинопатия, гипертоническая ретинопатия, макулярная дегенерация, венозная окклюзия, макулярная телеангиэктазия. Причинами ограниченных изменений фоторецепторов с частым формированием полостей в наружных слоях сетчатки могут являться: острый ретинит или эпителиит, солнечная ретинопатия, синдром множественных исчезающих белых точек, острая зональная оккультная ретинопатия и другие заболевания. Наиболее типичными вариантами изменения наружного контура сетчатки являются друзы пигментного эпителия, атрофия или отслойка пигментного эпителия, куполообразная макула, задняя стафилома склеры при миопии, отслойка сетчатки [2, 9].
Качественная оценка ОКТ основана на анализе морфологии, структуры, эхогенности сетчатки. В ходе количественной её оценки получают информацию о размерах, топографии, толщине и объёме ретинальных структур. Основными видами нарушений гиперрефлективных линий как морфологических составляющих наружной сетчатки на В-сканах ОКТ являются их истончение, прерывистость, искривление, снижение эхогенности и наличие патологических образований. Возможны другие патологические изменения, включающие утрату их структуры или полное разрушение. Наличие указанных изменений линии IS/OS и наружной пограничной мембраны может по праву трактоваться в качестве надёжных маркеров дисфункции или повреждения фоторецепторов. Наиболее чувствительным индикатором состояния фоторецепторов считается эллипсоидная зона, менее подвержена влиянию патологических процессов наружная пограничная мембрана. При поражении фоторецепторов линия эллипсоидной зоны может выглядеть размытой, нечёткой, разорванной, прерывистой, исчезать на ограниченном участке или отсутствовать вообще. Другим примером может служить исчезновение гладкости и деградация концов наружных сегментов отслоенных фоторецепторов при серозной отслойке сетчатки (на фоне увеличения эхогенности и появления неровности и грануляций) [2, 7, 11].
Нарушение линии эллипсоидной зоны можно классифицировать по степени её сохранности:
степень 0 – интактная линия эллипсоидной зоны без нарушений,
степень 1 – слабые нарушения (<400 мкм),
степень 2 – умеренные нарушения (>400 мкм, но <1400 мкм)
степень 3 – значительные нарушения (>1400 мкм или полное её отсутствие) [12].
Ядерные и сетчатые слои необходимо оценивать на предмет толщины, эхогенности и наличия патологических образований. При выявлении аномалии необходимо выявить соотношение толщины отдельных слоёв сетчатки. Оценка текстуры слоя становится важной составляющей анализа ОКТ, например, исследуемая зона может быть зернистой, гранулярной, грубой, волнистой, морщинистой, шероховатой, мелкой, туманной, мутной, гладкой, мелкозернистой, шелковистой, атласной, фиброзной, фиброваскулярной [2, 13].
Стандартный мониторинг сетчатки и макулярной области должен включать в себя также анализ изображений «en face». Данная технология позволяет получить трёхмерные фронтальные срезы, адаптированные под нужную глубину и интересующий исследователя слой. При заболеваниях наружных слоёв сетчатки срез адаптируется в плоскости пигментного эпителия. В данном режиме целесообразно тщательно исследовать различные характеристики: форму, размеры, толщину и некоторые другие параметры патологических образований [2, 14].
Оценка структур наружной сетчатки по сканам ОКТ наиболее точна при отсутствии изменений во внутренних слоях сетчатки, способных экранировать световой пучок и ослаблять визуализацию (ретинальный отёк, интраретинальные геморрагии или помутнения внутриглазных оптических сред, сосуды сетчатки и др.). Экранирующие элементы обычно одиночные, но иногда могут группироваться [3, 6].
Таким образом, современные технологии оптической когерентной томографии позволяют чётко визуализировать, точно и детально интерпретировать в норме и при патологии состояние структур наружной сетчатки, изменение которых являются надёжным маркером и предиктором функционального состояния органа зрения.
Источник
Практически все заболевания глаз, в зависимости от тяжести течения, способны оказывать негативное влияние на качество зрения. В связи с этим самым важным фактором, определяющим успех лечения – это своевременная диагностика. Основной причиной, частичной или полной потери зрения при таких офтальмологических заболеваниях, как глаукома или различные поражения сетчатки, является отсутствие или слабое проявление симптомов.
Благодаря возможностям современной медицины, обнаружение такой патологии на ранней стадии, позволяет избежать возможных осложнений и остановить прогрессирование болезни. Однако необходимость ранней диагностики, подразумевает проведение обследования условно здоровых людей, которые не готовы подвергаться изнурительным или травматичным процедурам.
Появление оптической когерентной томографии (ОКТ) не только помогло решить вопрос о выборе универсальной диагностической методики, но и изменило мнение офтальмологов о некоторых глазных заболеваниях. На чем основан принцип работы ОКТ, что это такое и каковы его диагностические возможности? Ответ на эти и другие вопросы можно найти в статье.
Принцип действия
Оптическая когерентная томография представляет собой диагностический лучевой метод, применяемый преимущественно в офтальмологии, позволяющий получить структурное изображение тканей глаза на клеточном уровне, в поперечном сечении и с высоким разрешением. Механизм получения информации в ОКТ объединяет в себе принципы двух основных диагностических методик – УЗИ и рентгеновской КТ.
Если обработка данных осуществляется по принципам, сходным с компьютерной томографией, регистрирующей разницу интенсивности проходящего сквозь тело рентгеновского излучения, то при выполнении ОКТ, регистрируют количество отраженного от тканей инфракрасного излучения. Такой подход имеет некоторое сходство с УЗИ, где измеряют время прохождения ультразвуковой волны от источника до обследуемого объекта и обратно к регистрирующему устройству.
Используемый в диагностике пучок инфракрасного излучения, имеющий длину волны от 820 до 1310 нм, фокусируют на объекте исследования, а затем замеряют величину и интенсивность отраженного светового сигнала. В зависимости от оптических характеристик различных тканей, часть луча рассеивается, а часть отражается, позволяя получить представление о структуре обследуемой зоны на различной глубине.
Полученная интерференционная картина, с помощью компьютерной обработки, приобретает вид изображения, на котором, в соответствии с предусмотренной шкалой, зоны, характеризующиеся высокой отражающей способностью, окрашиваются в цвета красного спектра (теплые), а низкой – в диапазон от синего до черного (холодные). Самой высокой отражающей способностью отличается слой пигментного эпителия радужки глаза и нервных волокон, плексиформный слой сетчатки обладает средней отражающей способностью, а стекловидное тело абсолютно прозрачно для инфракрасных лучей, поэтому на томограмме оно окрашено в черный цвет.
Важно! Короткая длина инфракрасной волны, используемой в ОКТ, не позволяет проводить исследование глубокорасположенных органов, а также тканей, имеющих значительную толщину. В последнем случае, можно получить информацию, лишь о поверхностном слое исследуемого объекта, например, слизистой.
Болевой синдром — показание для проведения оптико-когерентной томографии
Виды
В основе всех видов оптико-когерентной томографии лежит регистрация интерференционной картины, создаваемой двумя лучами, испускаемыми из одного источника. В связи с тем, что скорость, световой волны, столь велика, что не может быть зафиксирована и измерена, используют свойство когерентных световых волн создавать эффект интерференции.
Для этого луч, испускаемый суперлюминисцентным диодом, расщепляют на 2 части, при этом первый направляют на область исследования, а второй на зеркало. Обязательным условием необходимым для достижения эффекта интерференции, является равное расстояние от фотодетектора до объекта и от фотодетектора до зеркала. Изменения интенсивности излучения, позволяют охарактеризовать структуру каждой конкретной точки.
Существует 2 вида ОКТ, применяемых для исследования орбиты глаза, качество результатов которых, существенно разнятся:
- Time-dоmаin ОСТ (методика Михельсона);
- Sресtral ОСТ (спектральная ОКТ).
Time-dоmаin ОСТ – наиболее распространенный, до недавнего времени, способ сканирования, разрешающая способность которого составляет около 9 мкм. Для получения 1 двухмерного скана определенной точки, врач должен был вручную перемещать подвижное зеркало, располагающееся на опорном плече, до достижения равного расстояния между всеми объектами. От точности и быстроты перемещения, зависело время сканирования и качество получаемых результатов.
Спектральная ОКТ. В отличие от Time-dоmаin ОСТ, в спектральной ОКТ в качестве излучателя использовался широкополосный диод, позволяющий получить сразу несколько световых волн различной длины. Кроме того, он был снабжен высокоскоростной ССD камерой и спектрометром, которые одновременно фиксировали все составные части отраженной волны. Таким образом, для получения нескольких сканов не требовалось вручную перемещать механические части прибора.
Основной проблемой получения максимально качественной информации, является высокая чувствительность оборудования к незначительным движениям глазного яблока, вызывающим определенные погрешности. Поскольку, одно исследование на Time-dоmаin ОСТ занимает 1,28 секунды, за это время, глаз успевает совершить 10–15 микроперемещений (движения называемые «микросаккадами»), что вызывает затруднения в чтении результатов.
Спектральные томографы позволяют получить вдвое больший объем информации за 0,04 секунды. За это время глаз не успевает сместиться, соответственно, конечный результат не содержит искажающих артефактов. Основным преимуществом ОКТ можно считать возможность получения трехмерного изображения исследуемого объекта (роговица, головка зрительного нерва, фрагмент сетчатки).
Принцип получения изображения, широко используемый в офтальмологии
Показания
Показаниями к оптической когерентной томографии заднего отрезка глаза, являются диагностика и мониторинг результатов лечения следующих патологий:
- дегенеративные изменения сетчатки;
- глаукома;
- макулярные разрывы;
- макулярный отек;
- атрофия и патологии диска зрительного нерва;
- отслойка сетчатки;
- диабетическая ретинопатия.
Патологии переднего отрезка глаза, требующие проведения ОКТ:
- кератиты и язвенные повреждения роговицы;
- оценка функционального состояния дренажных устройств при глаукоме;
- оценка толщины роговицы перед проведением лазерной коррекции зрения методом LАSIК, заменой хрусталика и установкой интраокулярных линз (ИОЛ), кератопластикой.
Подготовка и проведение
Оптическая когерентная томография глаза не требует подготовки. Однако, в большинстве случаев, при обследовании структур заднего отрезка, применяют препараты для расширения зрачка. В начале обследования пациента просят смотреть в линзу фундус-камеры на мигающий там объект, и зафиксировать на нем взгляд. Если пациент не видит объекта, вследствие низкой остроты зрения, то он должен смотреть прямо перед собой не моргая.
Затем, камеру перемещают по направлению к глазу, пока на компьютерном мониторе не появится четкое изображение сетчатки. Расстояние между глазом и камерой, позволяющее получить оптимальное по качеству изображение, должно быть равно 9 мм. В момент достижения оптимальной видимости, камеру фиксируют с помощью кнопки и регулируют изображение, добиваясь максимальной четкости. Управление процессом сканирования, осуществляют с помощью регуляторов и кнопок, расположенных на панели управления томографа.
Следующий этап процедуры – это выравнивание изображения и удаление со скана артефактов и помех. После получения окончательных результатов, все количественные показатели сравнивают с показателями здоровых людей аналогичной возрастной группы, а также с показателями пациента, полученными в результате проведенных ранее обследований.
Важно! ОКТ не проводят после офтальмоскопии или гониоскопии, так как применение смазочной жидкости, необходимой для осуществления вышеуказанных процедур, не позволит получить качественное изображение.
Проведение сканирования занимает не более четверти часа
Интерпретация результатов
Интерпретация результатов компьютерной томографии глаза основывается на анализе полученных снимков. В первую очередь, обращают внимание на следующие факторы:
- наличие изменений внешнего контура тканей;
- взаиморасположение их различных слоев;
- степень светоотражения (наличие посторонних включений, усиливающих отражение, появление очагов или поверхностей с пониженной или повышенной прозрачностью).
С помощью количественного анализа можно выявить степень уменьшения или увеличения толщины изучаемой структуры или ее слоев, оценить размеры и изменения всей осматриваемой поверхности.
Исследование роговицы
При исследовании роговицы, самое важное – это точно определить зону имеющихся структурных изменений и зафиксировать их количественные характеристики. Впоследствии можно будет объективно оценить наличие положительной динамики от применяемой терапии. ОКТ роговицы, является наиболее точным методом, позволяющим определить ее толщину без непосредственного контакта с поверхностью, что особенно актуально при ее повреждениях.
Исследование радужки
В связи с тем, что радужка состоит из трех слоев, имеющих разную отражающую способность, визуализировать с равной четкостью все слои практически невозможно. Наиболее интенсивные сигналы поступают от пигментного эпителия – заднего слоя радужки, а наиболее слабые – от переднего пограничного слоя. С помощью ОКТ можно с высокой точностью диагностировать ряд патологических состояний, не имеющих на момент обследования каких-либо клинических проявлений:
- синдром Франк-Каменецкого;
- синдром пигментной дисперсии;
- эссенциальная мезодермальная дистрофия;
- псевдоэксфолиативный синдром.
Исследование сетчатки
Оптическая когерентная томография сетчатки позволяет дифференцировать ее слои, в зависимости от светоотражающей способности каждого. Слой нервных волокон обладает самой высокой отражающей способностью, слой плексиформного и ядерного слоев – средней, а слой фоторецепторов абсолютно прозрачен для излучения. На томограмме, внешний край сетчатки ограничен, окрашенным в красный цвет, слоем хориокапилляров и ПЭС (пигментного эпителия сетчатки).
Фоторецепторы отображаются в виде затемненной полосы, находящейся непосредственно перед слоями хориокаппиляров и ПЭС. Нервные волокна, расположенные на внутренней поверхности сетчатки, окрашены в ярко-красный цвет. Сильно выраженный контраст между цветами, позволяет производить точные замеры толщины каждого слоя сетчатки.
Томография сетчатки глаза позволяет выявить макулярные разрывы, на всех этапах развития – от предразрыва, для которого характерна отслойка нервных волокон при сохранении целостности остальных слоев, до полного (ламеллярного) разрыва, определяющегося появлением дефектов внутренних слоев при сохранении целостности слоя фоторецепторов.
Важно! Степень сохранности слоя ПЭС, степень дегенерации тканей вокруг разрыва, являются факторами, определяющими степень сохранения зрительных функций.
Томография сетчатки покажет даже макулярный разрыв
Исследование зрительного нерва. Нервные волокна, являющиеся основными строительным материалом зрительного нерва, имеют высокую отражающую способность и четко определяются среди всех структурных элементов глазного дна. Особенно информативно, трехмерное изображение диска зрительного нерва, получить которое, можно выполнив серию томограмм, в различных проекциях.
Все параметры, определяющие толщину слоя нервных волокон, автоматически подсчитываются компьютером и подаются в виде количественных значений каждой проекции (височной, верхней, нижней, носовой). Такие измерения позволяют определять как наличие локальных поражений, так и диффузные изменения зрительного нерва. Оценка отражающей способности диска зрительного нерва (ДЗН) и сравнение полученных результатов с предыдущими, позволяет оценить динамику улучшений или прогрессирование заболевания при гидратации и дегенерации ДЗН.
Спектральная оптическая когерентная томография предоставляет врачу чрезвычайно обширные диагностические возможности. Однако каждый новый метод диагностики требует разработки различных критериев для оценки основных групп заболеваний. Разнонаправленность результатов, получаемых при проведении ОКТ у пожилых людей и детей, значительно повышает требования к квалификации офтальмолога, что становится определяющим фактором при выборе клиники, где делать обследование.
Сегодня многие специализированные клиники имеют новые модели ОК-томографов, на которых работают специалисты, закончившие курсы дополнительного образования, и получившие аккредитацию. Значительную лепту в повышении квалификации врачей, внес международный центр «Ясный взор», предоставляющий возможность офтальмологам и оптометристам повысить уровень знаний без отрыва от работы, а также получить аккредитацию.
Источник
