הערכה של נימי ותרומת כלי שיט אחרים לצפיפות זלוף מקולרית נמדדת עם טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית אנגיוגרפיה

Summary

אנו מתארים את ההערכה של מקדם של קביעה בין כלי וצפיפות זלוף של מקלעת נימי שטחית parafoveal כדי לזהות את תרומתם של כלי גדול יותר נימים לצפיפות זלוף.

Abstract

מחזור parafoveal של מקלעת נימי רשתית שטחית נמדדת בדרך כלל עם צפיפות כלי, אשר קובע את אורך נימים עם מחזור, וצפיפות זלוף, אשר מחשב את האחוז של האזור המוערך שיש לו מחזור. צפיפות זלוף גם רואה את זרימת כלי גדול יותר מאשר נימים, אם כי התרומה של כלי אלה הראשון אינו מוערך בדרך כלל. כמו שתי המדידות נוצרות באופן אוטומטי על ידי התקני אנגיוגרפיה טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית, מאמר זה מציע שיטה להערכת התרומה של כלי גדול יותר נימים באמצעות מקדם של קביעה בין צפיפות כלי ו זלוף. שיטה זו יכולה לחשוף שינוי בחלק היחסי של צפיפות זלוף מכלים גדולים יותר נימים, גם כאשר הערכים הממוצעים אינם שונים. שינוי זה יכול לשקף vasodilatation עורקי מפצה כתגובה לנשירה נימית בשלבים הראשוניים של מחלות כלי דם ברשתית לפני רטינופתיה קלינית מופיעה. השיטה המוצעת תאפשר הערכה של השינויים בהרכב של צפיפות זלוף ללא צורך במכשירים אחרים.

Introduction

זרימת הדם ברשתית היא שילוב של עורקים, נימים, וזרימה ורידית, שתרומתם יכולה להשתנות כדי לענות על צרכי החמצן של שכבות הרשתית השונות. מחזור זה אינו תלוי בוויסות מערכת העצבים האוטונומית והוערך באופן מסורתי עם אנגיוגרפיה פלואורסצ'ין, שיטה פולשנית המשתמשת בניגוד תוך ורידי כדי לסמן כלי רשתית. תצלומים רציפים מאפשרים הערכה של מחזור עורקים, עורקים, ורידים, כמו גם אתרים של נזק נימי במחלות כלי דם ^{ברשתית1}.

שיטה נוכחית למדידת זרימת הדם המקולרית היא אנגיוגרפיה טומוגרפית קוהרנטיות אופטית (OCTA), המשתמשת באינטרפרומטריה כדי להשיג תמונות רשתית ויכולה לתאר נימים וכלי רשתית גדולים ^יותר2. שלא כמו אנגיוגרפיה פלואורסצ'ין, הדמיית OCTA אינה מושפעת על ידי צל פיגמנט קסנטופיל מקולרי, המאפשר הדמיה מעולה של נימים ^{מקולריים3}. יתרונות אחרים של OCTA על פני אנגיוגרפיה פלואורסצ'ין הם אי הפולשניות שלה ורזולוציה גבוהה ^יותר4.

מכשירי OCTA מודדים את מקלעת הנימים השטחית בפרפובה במפה של 3 x 3 מ"מ, קונצנטרית למרכז הגומה (איור 1). הציוד מודד באופן אוטומטי את צפיפות אורך כלי השיט (אורך הנימים עם מחזור הדם באזור הנמדד) ואת צפיפות הזלוף (אחוז השטח הנמדד במחזור), הכולל את זה של כלי שיט גדולים יותר מהנימים (איור 2)⁵. לצפיפות כלי הדם יש תרומה משמעותית לצפיפות זלוף בתנאים פיזיולוגיים. התקנים מסוימים מודדים את צפיפות כלי הדם כ"צפיפות כלי דם שלד" וצפיפות זלוף כ"צפיפות כלי דם/כלי דם". ללא קשר להתקן, בדרך כלל יש מדידה לאורך (נמדדת במ"מ/מ^{"מ 2} או מ"^מ-1) ועוד אחת עבור האזור עם זרימת הדם (נמדדת ב%), הנוצרים באופן אוטומטי.

צפיפות כלי הדם יכולה להשתנות אצל אנשים בריאים כאשר הם נחשפים לחשיכה, אור ^הבהוב6 או משקאות המכילים ^קפאין7 בגלל צימוד הנוירווסקולרי המפיץ מחדש את זרימת הדם בין מקלעות נימיות שטחיות, אמצעיות ועמוקות על פי שכבת הרשתית עם הפעילות הגבוהה ביותר. כל ירידה בצפיפות כלי הדם הנגרמת על ידי חלוקה מחדש זו חוזרת לערכים בסיסיים לאחר שהגירוי נפסק ואינו מייצג אובדן נימי, שינוי פתולוגי שדווח לפני רטינופתיה מופיעה במחלות כלי דם כגון ^סוכרת8 או יתר לחץ דם ^עורקי9.

הירידה בנימים יכולה להיות מפוצה חלקית על ידי vasodilatation arteriolar. מדידת אחוז או אזור מזוגג בלבד אינה מספקת כל תובנה אם יש vasodilatation, אשר יכול להופיע כאשר נימים להגיע לסף מינימלי. מדידת צפיפות כלי השיט לא תעזור לזהות אזור מחזור מוגבר הנובע vasodilatation. התרומה של זרימת הדם arteriolar לצפיפות זלוף ניתן להעריך בעקיפין באמצעות מקדם של קביעה בין צפיפות כלי הדם וצפיפות זלוף, ולהגדיר את אחוז האזור עם זרימת הדם המתאים נימים או כלי אחרים.

הרציונל מאחורי טכניקה זו הוא כי ניתוח רגרסיה יכול לזהות את המידה שבה שינויים של ערך מספרי עצמאי לגרום לשינויים של ערך מספרי תלוי. בהדמיית כלי מקולרי באמצעות OCTA, זרימת נימים היא משתנה בלתי תלוי המשפיע על האזור עם זרימת הדם כי יש כמה כלי גדול יותר באזור המוערך. עם זאת, parafovea יש כלי גדול יותר שיכול להרחיב ולשנות את אחוז השטח עם מחזור, אשר לא ניתן לזהות ישירות על ידי מדדי OCTA האוטומטיים הנוכחיים. היתרון של שימוש במקדם קביעה הוא שהוא מודד קשר בין שני מדדים קיימים כדי לייצר שני מדדים נוספים: אחוז השטח עם מחזור המתאים נימים, ואת האחוז המתאים לכלים אחרים. ניתן למדוד את שני האחוזים ישירות באמצעות ספירת פיקסלים עם תוכנת הדמיה. עם זאת, ניתן לחשב את מקדם הקביעה עבור מדגם עם המספרים שמכשירי OCTA מייצרים באופן אוטומטי ^10,11.

Pathak et al. השתמש במקדם של נחישות כדי להעריך שריר רזה ומסת שומן מאמצעים דמוגרפיים ואנתרופומטריים באמצעות רשת עצבית מלאכותית. המחקר שלהם מצא כי המודל שלהם היה ערך ^R2 של 0.92, אשר הסביר את השונות של חלק גדול של המשתנים התלויים ^שלהם12. או'פי ועמיתיו השתמשו במקדם של נחישות כדי לשלול אוטם שריר לב לא קטלני כפונדקאית לכל סיבה ותמותה לב וכלי דם כי הם מצאו ^R2 של 0.01 עד 0.21. תוצאות אלה הראו כי המשתנה הבלתי תלוי הסביר פחות מ -80% מהשינויים של המשתנים התלויים, שנקבעו כקריטריון לפונדקאות (^R2 = 0.8)¹³.

מקדם הקביעה משמש להערכת ההשפעה של שינויים של משתנה, קבוצת משתנים או מודל על פני השינויים של משתנה תוצאה. ההפרש בין 1 לערך ^R2 מייצג את תרומתם של משתנים אחרים לשינויים של משתנה התוצאה. נדיר לייחס את ההפרש למשתנה יחיד מכיוון שבדרך כלל יש יותר משני תורמים לתוצאה. עם זאת, חלקו היחסי של האזור המקולרי שיש לו מחזור יכול לנבוע רק מהאזור המכוסה בנימים וממנו המכוסה על ידי כלי שיט גדולים יותר, שכן כלי שיט גדולים יותר מתרחבים יותר מאשר נימים. יתר על כן, התרחבות כלי דם תגובתי נחשבת ככל הנראה שמקורה בעורקי רשתית, מכיוון שזרימת נימים מופחתת עלולה להקטין את אספקת החמצן.

רק שני מקורות תורמים לאחוז מהשטח עם מחזור הדם במקולה: נימים וכלי דם גדולים מהם. מקדם הקביעה בין צפיפות כלי הדם לצפיפות הזלוף קובע את תרומתם של נימים לאזור עם מחזור הדם, והשינויים הנותרים (ההפרש בין 1 לערך ^R2 ) מייצגים את תרומתו של המשתנה הנוסף היחיד המייצג אזור עם מחזור הדם (זה בתוך כלי רשתית גדולים יותר). מאמר זה מתאר את השיטה למדידת תרומה זו אצל אנשים בריאים (קבוצה 1) וכיצד היא משתנה בחולים עם מחלות כלי דם ברשתית: יתר לחץ דם עורקי ללא רטינופתיה יתר לחץ דם (קבוצה 2) וסוכרת ללא רטינופתיה סוכרתית (קבוצה 3).

Protocol

פרוטוקול זה אושר על ידי ועדת האתיקה של המחקר האנושי של סאלה אונו. ראה וידאו 1 עבור סעיפים 1 ו -2 ואת טבלת החומרים לקבלת פרטים על הציוד המשמש במחקר זה.

1. ניתוח רשתית במכשיר OCTA

1. בחר את התפריט לניתוח רשתית בהתקן OCTA.
2. בחר מפת רשתית 3 x 3 מ"מ; בחר שטחי אם התקן OCTA מודד מקלעות נימיות שונות.
3. בחר צפיפות אורך כלי (או שווה ערך שלה, למשל, צפיפות כלי דם שלד).
4. מדוד את צפיפות אורך כלי השיט במ"^מ-1 במפת רשתית של 3 x 3 מ"מ.
   הערה: המפה מחולקת לשני אזורים: מרכז (בתוך עיגול של 1 מ"מ, קונצנטרי למרכז הגומה) ופנימי (מחוץ לעיגול המרכזי של 1 מ"מ, איור 3). הציוד גם מודד צפיפות מלאה (בתוך העיגול של 3 מ"מ) ומחלק את האזור הפנימי לארבעה שדות: מעולה, נחות, זמני ואף (איור 4). כל אזור מצוין כך שצפיפות אורך כלי השיט נמדדת באופן אוטומטי. המכשירים מציגים את הערכים עבור צפיפות מרכז, פנימית ומלאה ועבור שדות עליונים, זמניים, נחותים ואף של הצפיפות הפנימית.
5. חזור לתפריט לניתוח רשתית.
6. בחר מפת רשתית 3 x 3 מ"מ; בחר שטחי אם התקן OCTA מודד מקלעות נימיות שונות.
7. בחר צפיפות זלוף (או שווה ערך, למשל, צפיפות כלי הדם).
8. מדוד את צפיפות הזלוף ב- % במפת רשתית של 3 x 3 מ"מ.
   הערה: המפה מחולקת לשני אזורים: מרכז (בתוך עיגול 1 מ"מ, קונצנטרי למרכז הגומה) ופנימי (מחוץ לעיגול המרכזי של 1 מ"מ). הציוד גם מודד צפיפות מלאה (בתוך עיגול 3 מ"מ) ומחלק את האזור הפנימי לארבעה שדות: מעולה, נחות, זמני, ואף. כל אזור מצוין כך שצפיפויות הזלוף נמדדות באופן אוטומטי. המכשירים מציגים את הערכים עבור צפיפות מרכז, פנימית ומלאה ועבור שדות עליונים, זמניים, נחותים ואף של הצפיפות הפנימית.
9. ודא שלמפות הצפיפות יש עוצמת אות > 7; לאחר מכן, ודא שלמפות אין שגיאות מדידה הנובעות מממצאים או מתנועות עיניים.
10. רשום את הערכים של צפיפות אורך כלי השיט המרכזי, צפיפות זלוף במרכז, צפיפות אורך כלי הדם הפנימית, צפיפות זלוף פנימית, צפיפות אורך כלי דם מעולה, צפיפות זלוף מעולה, צפיפות אורך כלי נחותה, צפיפות זלוף נחותה, צפיפות אורך כלי הטמפורלי, צפיפות אורך כלי הטמפורלי, צפיפות אורך כלי האף וצפיפות זלוף האף בגיליון אלקטרוני.

2. חישוב מקדמי הקביעה באמצעות גיליון אלקטרוני

1. בחר את המשתנים שיש להעריך (לדוגמה, צפיפות אורך כלי השיט המרכזי וצפיפות זלוף במרכז). בחר את הערכים של שני המשתנים עבור קבוצה מוגדרת (לדוגמה, קבוצה 1).
2. בסרגל הכלים, לחץ על הוסף.
3. לחץ על לחצן התרשימים המומלצים במקטע גרפים . המתן עד שתרשים פיזור יופיע כהצעה בחלון. לחץ על לחצן אישור כדי לקבל את ההצעה.
4. בדוק את תרשים הפיזור של הנתונים. לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על הסידרה כדי להציג תפריט אפשרויות .
5. בחר באפשרות הוסף קו מגמה . המתן להוספה של קו מגמה ליניארי לתרשים ולתפריט בצד ימין של המסך.
6. הזז את התפריט כלפי מטה כדי למצוא את האפשרות הצג ערך R בריבוע בתרשים . בחר באפשרות זו כדי להציג את ערך R בריבוע בתרשים. בחר את ערך R בריבוע.
7. בחר בית בסרגל הכלים ולאחר מכן לחץ על לחצן העתק .
8. הכנת תרשים של מקדמי קביעה בדף חדש.
9. בחר תא יעד (לדוגמה, מקדם קביעה מרכזי עבור קבוצה 1). לחץ על לחצן העכבר הימני. בחר הדבק עם שמור על עיצוב המקור.
10. הכן תרשים חדש כדי להציג את אחוז השינויים בצפיפות הזלוף המוסברים על ידי שינויים בצפיפות כלי הדם.
11. בחר את התא עם מקדם הקביעה בתרשים הקודם. לחץ על לחצן העכבר הימני. בחר עותק.
12. בחר תא יעד בתרשים החדש (לדוגמה, מרכז בקבוצה 1). לחץ על לחצן העכבר הימני. בחר הדבקה.
13. בחר את התא עם הערך המודבק; לאחר מכן, בסרגל הכלים, בחר סגנון בית | אחוזים בתפריט מספר .
14. בחר הגדל עשרוני בתפריט מספר ולחץ עליו פעם אחת.
    הערה: המספר המתקבל הוא אחוז השינויים בצפיפות הזלוף המוסבר על ידי השינויים בצפיפות כלי הדם.
15. הכן טבלה נוספת כדי להראות את אחוז צפיפות הזלוף מוסבר על ידי השינויים בכלי גדול יותר נימים.
16. בחר תא יעד (לדוגמה, מרכז בקבוצה 1). הפחת את התוצאה האחרונה מ- 1.
17. בחר תא זה. בחר בית בסרגל הכלים.
18. בחר סגנון אחוזים בתפריט מספר .
19. לחץ פעם אחת על הגדלה עשרונית בתפריט מספר .
20. עצב את התרשימים כך שיוצגו התרומה של נימים (צפיפות כלי שיט) וכלי שיט גדולים יותר מנימים לשינויים בצפיפות הזלוף.
21. חזור על ההליך כדי לקבל את הערכים של צפיפות כלי פנימי / זלוף מעולה, נחות, טמפורל, כלי האף, צפיפות האף / זלוף בקבוצה 3.

3. השוואת מקדמי הקביעה

1. השווה את מקדמי הנחישות בשלוש קבוצות: 1, אנשים בריאים; 2, חולים עם יתר לחץ דם עורקי ללא רטינופתיה יתר לחץ דם; ו -3, חולים עם סוכרת מסוג 2 ללא רטינופתיה סוכרתית. בקבוצה 3, השווה גם את מקדמי הקביעה בין שדות: עליון, נחות, זמני ואף.

4. השווה את הפרשי האחוזים בתרומתם של נימים וכלי שיט הגדולים מנימים לצפיפות זלוף, בין קבוצות ובין שדות בקבוצה 3

Results

היו 45 נבדקים בקבוצה 1, 18 בקבוצה 2, ו -36 בקבוצה 3. טבלה 1 מציגה את התפלגות הגיל והצפיפות לפי קבוצה; רק צפיפות כלי שיט וזלוף בקבוצה 1 הייתה נמוכה יותר מאשר בקבוצה 2. מקדמי הקביעה של צפיפות כלי השיט והזלוף במרכז מוצגים באיור 5. לא היה הבדל משמעותי בין הקבוצות.

מקדם הקביעה בין כלי הדם הפנימי לבין צפיפות הזלוף היה 0.818 בקבוצה 1, 0.974 בקבוצה 2 ו-0.836 בקבוצה 3. תרומתם של כלי דם גדולים יותר מנימים היוותה 18.2% בנבדקים בריאים, 2.6% בחולים עם יתר לחץ ...

Discussion

תרומתם של כלי דם גדולים יותר נימים לשינויים בצפיפות הזלוף במחלות כלי דם ברשתית לפני התפתחות רטינופתיה. זה ירד באזור הפנימי של חולים עם יתר לחץ דם עורקי ומגוון בין תחומים בחולים עם סוכרת. ישנן שיטות ישירות למדידת תגובתיות כלי דם ברשתית, אשר תלויות בחשיפה לגירוי14,15. המדידה המוצעת במאמר זה משתמשת בשני מדדים, הנוצרים באופן אוטומטי על ידי מכשירי OCTA, כדי להעריך את תרומתם של כלי שיט גדולים יותר נימים לאחוז האזור המוערך עם מחזור הדם.

השלב ...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cirrus 6000 עם Angioplex	Carl Zeiss Meditec Inc., Dublin CA	N/A	3 x 3 מפות צפיפות כלי וזילוף
גיליון אלקטרוני	Excel	Microsoft	N/A
מחשב אישי	Generic	N/A	להפעלת החישובים בגיליון האלקטרוני