Doppler Optical Coherence Tomography der retinalen Zirkulation

Insgesamt retinalen Blutflusses wird durch Doppler optische Kohärenztomographie und halbautomatische Grading-Software gemessen.

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist die Messung des gesamten retinalen Blutflusses mit Hilfe der optischen Doppler-Kohärenztomographie (OCT) und einer halbautomatischen Bewertungssoftware. Dies wird erreicht, indem der Patient zunächst mit einer Doppler-OCT nach einem Doppelwinkelprotokoll gescannt wird. Der zweite Schritt besteht darin, die Qualität der OCT-Bilder automatisch zu bewerten und Blutgefäße in den Bildern zu erkennen.

Als nächstes beurteilen und überarbeiten die Bewerter die Position, den Durchmesser und den Typ des Gefäßes anhand von OCT-Bildern und einem Farbfoto der Papille. Der letzte Schritt besteht darin, das Dopplersignal und den Dopplerwinkel der detektierten Netzhautvenen zu berechnen und den Blutfluss und die Geschwindigkeit in jeder Vene abzuschätzen. Letztendlich wird die gesamte Durchblutung der Netzhaut erreicht, indem der Blutfluss in allen Venen um die Sehnervenscheibe herum summiert wird.

Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden, wie z. B. Laser-Doppler-Techniken und Ultraschall-Farbdoppler-Bildgebung, besteht darin, dass sie Messungen des gesamten Blutflusses der Netzhaut anhand von Scans ermöglicht, die in nur zwei Sekunden aufgenommen werden. Die Videodemonstration dieses Masters ist von entscheidender Bedeutung, da die Schritte schwer zu erlernen sind und die Genauigkeit des Ergebnisses von der Bildqualität und der subjektiven Begrüßung der Schiffsposition abhängt. Der Augenarzt Janis Van Norman wird das Scanverfahren vorführen.

Für dieses Protokoll sollten die Patienten mit einer RT-Ansicht für Ihr optisches Kohärenztomographie- oder OCT-System gescannt werden, wobei ein zirkumpapilläres doppelkreisförmiges Scanmuster verwendet wird. Ein 3D-OCT-Scan der Papille ist ebenfalls erforderlich. Das doppelkreisförmige Scanmuster besteht aus zwei konzentrischen Kreisen um den Sehnervenkopf mit einem inneren Ringdurchmesser von 3,4 Millimetern und einer Unze Ringdurchmesser von 3,75 Millimetern.

Dieses Muster durchschneidet alle verzweigten retinalen Arterien und Venen, die vom Kopf des Sehnervs ausgehen. Das Muster wird sechsmal hintereinander über zwei Sekunden durchgeführt, so dass die Blutflussmessung über etwa zwei Herzzyklen gemittelt werden kann. Die Doppler-Scans werden nach einem Zweiwinkelprotokoll durchgeführt, bei dem drei Scans mit dem OCT-Strahl durch den SUP-Nasenteil der Pupille und drei Scans durch den unteren nasalen Teil der Pupille durchgeführt werden.

Dies ermöglicht Durchflussmessungen mit zwei Einfallswinkeln an jedem Gefäß der OCT-Maschine. Nach jedem Scan werden die Bildqualitätsindizes automatisch berechnet, es werden nur Scans von akzeptabler Qualität aufbewahrt. Die Echtzeit-Qualitätsprüfung erhöht die Wahrscheinlichkeit valider Durchflussmessungen.

Führen Sie als Nächstes den 3D-Scan der optischen Disc durch. Dabei handelt es sich um einen Rasterscan, der einen sechs mal sechs Millimeter großen Bereich um die Papille herum abdeckt. Dies liefert ein detailliertes Bild dieses Bereichs.

Importieren Sie auch ein Farbfoto der Papille, um Arterien und Venen besser unterscheiden zu können. Um mit der Analyse zu beginnen, übertragen Sie zunächst die Doppler-OCT-Bilder, die 3D-Disc, die OCT-Bilder und die Farb-Disc-Fotografie an das Blutflussbewertungszentrum, wo die Grad-Klasse die Doctor C-Software verwendet, um die Blutflussgeschwindigkeit der Netzhaut und die Gefäßfläche im Befundungszentrum zu messen. Die größere erste stuft die Daten jedes Auges entweder als gut oder schlecht ein.

Entsprechend der durchschnittlichen Augenbewegung und Signalstärke der wiederholten Scans werden nur die Scans mit guter Qualität als akzeptable Scans eingestuft. Wenden Sie einen automatisierten Segmentierungsalgorithmus an, um die Frames auf demselben Kreis zu registrieren und jedes OCT-Bild für die Schiffserkennung zu segmentieren. Wenden Sie dann einen automatisierten Algorithmus an, der Gefäße abgleicht, um dasselbe Gefäß in jedem Frame zu lokalisieren.

Zur Übersicht projizieren Sie das detektierte Gefäß als Liniensegment auf das aus dem 3D-Disc-Scan berechnete Fundusbild der FFA. Lassen Sie die Bewerter jedes Gefäß auf einem kleinen Teil des gemittelten inneren und äußeren Ringrahmens überprüfen, der mit einem Kreis überlagert ist, der das Ergebnis der automatisierten Segmentierung darstellt. Der Sortierer sollte beurteilen, ob der Standort, der Behälter, der Durchmesser und der Behältertyp korrekt mit dem Behälter auf den beiden Ringen übereinstimmen.

Entsprechend dem OCT-Bild auf dem FOT-Bild und dem Disc-Foto desselben Auges ist dem Grader zu erlauben, einen der oben genannten Werte zu ändern, wenn dies für notwendig erachtet wird. Jedem Schiff wird automatisch ein Konfidenzwert von null bis fünf zugewiesen, basierend auf der Dopplersignalstärke im Gefäßbereich. Der Grader korrigiert dies dann manuell auf der Grundlage der Stärke des Dopplersignals, der Regelmäßigkeit der Übereinstimmung der Behältergrenzen zwischen inneren und äußeren Ringen der Gefäßgröße und der Vorzeichenübereinstimmung der Dopplerverschiebung zwischen dem inneren und äußeren Ring.

Der Konfidenzwert wird für den gewichteten Mittelungsfluss zwischen Scans verwendet. Nachdem alle Gefäße überprüft und korrigiert wurden, wenden Sie einen automatisierten Algorithmus an, um den Blutfluss S-Bereich und die Geschwindigkeit jeder Vene zu berechnen. Die Grading-Qualitäten und der gesamte retinale Blutfluss, die Venen- und Arterienbereichsgeschwindigkeit werden berechnet.

Die Details der Algorithmen sind in diesem Flussdiagramm dargestellt. Integrieren Sie zunächst das Dopplersignal über den Gefäßbereich und mittelnieren Sie es dann über alle Frames. Berechnen Sie dann den Dopplerfluss als summiertes Dopplersignal dividiert durch den Dopplerwinkel.

Die Behälterfläche wird auch für jedes Schiff auf die Spanten gemittelt. Der Blutfluss wird auf der Grundlage eines gewichteten Durchschnitts aus den gültigen Scans berechnet. Die Validität wird durch den zuvor berechneten subjektiven Konfidenzscore und eine objektive Bewertung der Reliabilität des Dopplerwinkels bestimmt.

Die Gewichtung der validen Scans wird durch die Stärke des summierten Dopplersignals und die Variation des Dopplerwinkels bestimmt. Berechnen Sie die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit, indem Sie die Strömungen in den gültigen Venen summieren und durch die summierte Fläche dieser Venen dividieren. Die Schiffe ohne gültige Scans.

Schätzen Sie den Fluss anhand der Gefäßfläche und der durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit aus gültigen Venen. Addieren Sie den berechneten Fluss für alle Venen, um den gesamten retinalen Blutfluss zu bestimmen. Bewerten Sie die Zuverlässigkeit der Messung des gesamten retinalen Blutflusses auf der Grundlage des gültigen Prozentsatzes der Augenbewegung und der Signalstärke des Venenbereichs.

Berechnen Sie als Nächstes den Blutfluss der oberen und unteren Hemisphäre. Erhalten Sie auch den venösen Bereich und den gesamten arteriellen Bereich, indem Sie die Gefäßbereiche aller Venen und aller Arterien hinzufügen. Unter der Annahme, dass der gesamte retinale Blutfluss in Arterien und Venen gleich ist, berechnen Sie die arteriellen und venösen Geschwindigkeiten, indem Sie den Gesamtblutfluss durch den arteriellen Bereich und den venösen Bereich dividieren.

Die Ergebnisse wurden in die zentrale Datenbank von Doctor C eingegeben. Forscher können das Ergebnis online überprüfen. Die Ergebnisse bestehen aus zwei Teilen, den Sortierqualitäten und den Messungen.

Die Ergebnisse können auch als Tabelle heruntergeladen werden. Hier sehen wir den gesamten Blutfluss der Netzhaut, wie er von zwei Graditoren mit der Doctor Z-Software bestimmt wurde. Die Messungen des gesamten retinalen Blutflusses von jedem Grader sind ähnlich und ähneln den Flussraten, die vom anderen Grader mit Hilfe der manuellen Software und Literatur bestimmt wurden.

Die Ausbeute mit dem Single-Angle-Protokoll liegt bei etwa 65 %, kann aber mit dem Dual-Angle-Protokoll und der Echtzeit-Bildqualitätskontrolle für drei Grader auf 80 % verbessert werden. Es besteht eine gute Korrelation zwischen dem Gesamtblutfluss und dem Muster der Standardabweichung aus den Gesichtsfeldtests, dem Glaukom bis zu den Augen für alle Grader. Die Reproduzierbarkeit des Integrators, gemessen anhand des Variationskoeffizienten, ist sowohl für glaukomatöse als auch für normale Augen ähnlich.

Ebenso sind die Reproduzierbarkeitsmessungen für die beiden Methoden, Dr.C und die manuelle Software, ähnlich. Sobald das Dual-Angle-Protokoll gemeistert ist, kann es in wenigen Minuten durchgeführt werden und die Begrüßung kann in etwa 20 Minuten durchgeführt werden. Bei der Durchführung eines Doper-OCT-Scans ist es wichtig, daran zu denken, das Dual-Angle-Protokoll zu befolgen und die Bildqualität für jeden Scan zu überprüfen.

Diese Technik hat breite Anwendungen bei Erkrankungen des Sehnervs und der Netzhaut wie Glaukom und diabetischer Retinopathie.