Name: Un flusso di lavoro per determinare quantitativamente le variazioni specifiche della lesione della degenerazione maculare legata alletà nellautofluorescenza del fondo oculare (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-05-26T12:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 54 s
Description: Scopri un metodo per misurare e confrontare l'autofluorescenza quantitativa in regioni specifiche della retina nella degenerazione maculare legata all'età. Questo approccio rivela differenze regionali critiche per la diagnosi.

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Questo lavoro è stato finanziato dalla sovvenzione della Società Oftalmologica Tedesca (DOG) per studenti di dottorato (MW) e dal NIH/NEI 1R01EY027948 (TA).

Esplorazione dell'autofluorescenza quantitativa nella degenerazione maculare legata all'età

<ol><li>Schmitz-Valckenberg, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundus+autofluorescence+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Retinal+and+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">Fundus autofluorescence imaging.</a> Progress in Retinal and Eye Research. 81, 100893(2021).</li>
<li>Bermond, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autofluorescent+granules+of+the+human+retinal+pigment+epithelium%3A+phenotypes%2C+intracellular+distribution%2C+and+age-related+topography%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Autofluorescent granules of the human retinal pigment epithelium: phenotypes, intracellular distribution, and age-related topography.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 61 (5), 35(2020).</li>
<li>Bermond, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autofluorescent+organelles+within+the+retinal+pigment+epithelium+in+human+donor+eyes+with+and+without+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Autofluorescent organelles within the retinal pigment epithelium in human donor eyes with and without age-related macular degeneration.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 63 (1), 23(2022).</li>
<li>Delori, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+measurements+of+autofluorescence+with+the+scanning+laser+ophthalmoscope%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Quantitative measurements of autofluorescence with the scanning laser ophthalmoscope.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 52 (13), 9379-9390 (2011).</li>
<li>Fleckenstein, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Disease+Primers%22%5BJournal%5D)">Age-related macular degeneration.</a> Nature Reviews Disease Primers. 7 (1), 31(2021).</li>
<li>Greenberg, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+in+healthy+eyes%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence in healthy eyes.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 54 (8), 5684-5693 (2013).</li>
<li>Sparrow, J. R., Boulton, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RPE+lipofuscin+and+its+role+in+retinal+pathobiology%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">RPE lipofuscin and its role in retinal pathobiology.</a> Experimental Eye Research. 80 (5), 595-606 (2005).</li>
<li>vonder Emde, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural+history+of+quantitative+autofluorescence+in+intermediate+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Retina%22%5BJournal%5D)">Natural history of quantitative autofluorescence in intermediate age-related macular degeneration.</a> Retina. 41 (4), 694-700 (2021).</li>
<li>Reiter, G. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal+changes+in+quantitative+autofluorescence+during+progression+from+intermediate+to+late+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Retina%22%5BJournal%5D)">Longitudinal changes in quantitative autofluorescence during progression from intermediate to late age-related macular degeneration.</a> Retina. 41 (6), 1236-1241 (2021).</li>
<li>Gliem, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+in+early+and+intermediate+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence in early and intermediate age-related macular degeneration.</a> JAMA Ophthalmology. 134 (7), 817-824 (2016).</li>
<li>Hussain, R. M., Gregori, N. Z., Ciulla, T. A., Lam, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharmacotherapy+of+retinal+disease+with+visual+cycle+modulators%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opinion+on+Pharmacotherapy%22%5BJournal%5D)">Pharmacotherapy of retinal disease with visual cycle modulators.</a> Expert Opinion on Pharmacotherapy. 19 (5), 471-481 (2018).</li>
<li>Ammar, M. J., Hsu, J., Chiang, A., Ho, A. C., Regillo, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+macular+degeneration+therapy%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">Age-related macular degeneration therapy: a review.</a> Current Opinion in Ophthalmology. 31 (3), 215-221 (2020).</li>
<li>Ach, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipofuscin+redistribution+and+loss+accompanied+by+cytoskeletal+stress+in+retinal+pigment+epithelium+of+eyes+with+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Lipofuscin redistribution and loss accompanied by cytoskeletal stress in retinal pigment epithelium of eyes with age-related macular degeneration.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 56 (5), 3242-3252 (2015).</li>
<li>Zanzottera, E. C., Messinger, J. D., Ach, T., Smith, R. T., Curcio, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subducted+and+melanotic+cells+in+advanced+age-related+macular+degeneration+are+derived+from+retinal+pigment+epithelium%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Subducted and melanotic cells in advanced age-related macular degeneration are derived from retinal pigment epithelium.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 56 (5), 3269-3278 (2015).</li>
<li>Cao, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperreflective+foci%2C+optical+coherence+tomography+progression+indicators+in+age-related+macular+degeneration%2C+include+transdifferentiated+retinal+pigment+epithelium%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Hyperreflective foci, optical coherence tomography progression indicators in age-related macular degeneration, include transdifferentiated retinal pigment epithelium.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 62 (10), 34(2021).</li>
<li>Zanzottera, E. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Project+MACULA+retinal+pigment+epithelium+grading+system+for+histology+and+optical+coherence+tomography+in+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">The Project MACULA retinal pigment epithelium grading system for histology and optical coherence tomography in age-related macular degeneration.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 56 (5), 3253-3268 (2015).</li>
<li>Sparrow, J. R., Duncker, T., Schuerch, K., Paavo, M., de Carvalho, dR. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lessons+learned+from+quantitative+fundus+autofluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Retinal+and+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">Lessons learned from quantitative fundus autofluorescence.</a> Progress in Retinal and Eye Research. 74, 100774(2020).</li>
<li>Schmitz-Valckenberg, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+between+the+area+of+increased+autofluorescence+surrounding+geographic+atrophy+and+disease+progression+in+patients+with+AMD%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Correlation between the area of increased autofluorescence surrounding geographic atrophy and disease progression in patients with AMD.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 47 (6), 2648-2654 (2006).</li>
<li>Ach, T., Bermond, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autofluorescence+of+the+human+retinal+pigment+epithelium+in+normal+aging+and+in+age-related+macular+degeneration%3A+histology+and+clinical+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22Klinische+Monatsblatter+Fur+Augenheilkunde%22%5BJournal%5D)">Autofluorescence of the human retinal pigment epithelium in normal aging and in age-related macular degeneration: histology and clinical correlation.</a> Klinische Monatsblatter Fur Augenheilkunde. 236 (5), 672-681 (2017).</li>
<li>Pollreisz, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualizing+melanosomes%2C+lipofuscin%2C+and+melanolipofuscin+in+human+retinal+pigment+epithelium+using+serial+block+face+scanning+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">Visualizing melanosomes, lipofuscin, and melanolipofuscin in human retinal pigment epithelium using serial block face scanning electron microscopy.</a> Experimental Eye Research. 166, 131-139 (2018).</li>
<li>Bernstein, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((meso-zeaxanthin%3A+The+basic+and+clinical+science+underlying+carotenoid-based+nutritional+interventions+against+ocular+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Retinal+and+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">meso-zeaxanthin: The basic and clinical science underlying carotenoid-based nutritional interventions against ocular disease.</a> Progress in Retinal and Eye Research. 50, 34-66 (2016).</li>
<li>Göbel, A. P., Fleckenstein, M., Heeren, T. F. C., Holz, F. G., Schmitz-Valckenberg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In-vivo+mapping+of+drusen+by+fundus+autofluorescence+and+spectral-domain+optical+coherence+tomography+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Graefe%27s+Archive+for+Clinical+and+Experimental+Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">In-vivo mapping of drusen by fundus autofluorescence and spectral-domain optical coherence tomography imaging.</a> Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 254 (1), 59-67 (2016).</li>
<li>Pfau, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesopic+and+dark-adapted+two-color+fundus-controlled+perimetry+in+geographic+atrophy+secondary+to+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Retina%22%5BJournal%5D)">Mesopic and dark-adapted two-color fundus-controlled perimetry in geographic atrophy secondary to age-related macular degeneration.</a> Retina. 40 (1), 169-180 (2020).</li>
<li>vonder Emde, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesopic+and+dark-adapted+two-color+fundus-controlled+perimetry+in+choroidal+neovascularization+secondary+to+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Vision+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Mesopic and dark-adapted two-color fundus-controlled perimetry in choroidal neovascularization secondary to age-related macular degeneration.</a> Translational Vision Science and Technology. 8 (1), 7(2018).</li>
<li>Aumann, S., Donner, S., Fischer, J., Müller, F. Optical coherence tomography (OCT): principle and technical realization. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAumann%2C+S+%22High+Resolution+Imaging+in+Microscopy+and+Ophthalmology%3A+New+Frontiers+in+Biomedical+Optics%22">High Resolution Imaging in Microscopy and Ophthalmology: New Frontiers in Biomedical Optics</a>. , Cham (CH), Springer. 59-85 (2019).</li>
<li>Schindelin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FIJI%3A+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">FIJI: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li>
<li>Kleefeldt, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence%3A+advanced+analysis+tools%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Vision+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence: advanced analysis tools.</a> Translational Vision Science and Technology. 9 (8), 2(2020).</li>
<li>Hong, I. H., Jung, W. H., Lee, J. H., Chang, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macular+pigment+optical+density+in+the+Korean+population%3A+a+cross+sectional+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Korean+Medical+Science%22%5BJournal%5D)">Macular pigment optical density in the Korean population: a cross sectional study.</a> Journal of Korean Medical Science. 35 (5), e30(2020).</li>
<li>Putnam, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+imaging+of+macular+pigment+optical+density+and+spatial+distribution%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+and+Experimental+Optometry%22%5BJournal%5D)">Clinical imaging of macular pigment optical density and spatial distribution.</a> Clinical and Experimental Optometry. 100 (4), 333-340 (2017).</li>
<li>Zweifel, S. A., Spaide, R. F., Curcio, C. A., Malek, G., Imamura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reticular+pseudodrusen+are+subretinal+drusenoid+deposits%5BTitle%5D)+AND+%22Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">Reticular pseudodrusen are subretinal drusenoid deposits.</a> Ophthalmology. 117 (2), 303-312 (2010).</li>
<li>Curcio, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subretinal+drusenoid+deposits+in+non-neovascular+age-related+macular+degeneration%3A+morphology%2C+prevalence%2C+topography%2C+and+biogenesis+model%5BTitle%5D)+AND+%22Retina%22%5BJournal%5D)">Subretinal drusenoid deposits in non-neovascular age-related macular degeneration: morphology, prevalence, topography, and biogenesis model.</a> Retina. 33 (2), 265-276 (2013).</li>
<li>Spaide, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Outer+retinal+atrophy+after+regression+of+subretinal+drusenoid+deposits+as+a+newly+recognized+form+of+late+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Retina%22%5BJournal%5D)">Outer retinal atrophy after regression of subretinal drusenoid deposits as a newly recognized form of late age-related macular degeneration.</a> Retina. 33 (9), 1800-1808 (2013).</li>
<li>Reiter, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+lens+opacities+and+cataract+severity+on+quantitative+fundus+autofluorescence+as+a+secondary+outcome+of+a+randomized+clinical+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Influence of lens opacities and cataract severity on quantitative fundus autofluorescence as a secondary outcome of a randomized clinical trial.</a> Scientific Reports. 11 (1), 12685(2021).</li>
<li>Gliem, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+in+pseudoxanthoma+elasticum%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence in pseudoxanthoma elasticum.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 58 (14), 6159-6165 (2017).</li>
<li>Burke, T. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+in+recessive+Stargardt+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence in recessive Stargardt disease.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 55 (5), 2841-2852 (2014).</li>
<li>Armenti, S. T., Greenberg, J. P., Smith, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+for+the+evaluation+of+retinal+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence for the evaluation of retinal diseases.</a> Journal of Visualized Experiments. (109), 53577(2016).</li>
<li>Pröbster, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+in+the+developing+and+maturing+healthy+eye%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Vision+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence in the developing and maturing healthy eye.</a> Translational Vision Science and Technology. 10 (2), 15(2021).</li>
<li>Duncker, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+and+optical+coherence+tomography+in+PRPH2%2FRDS-+and+ABCA4-associated+disease+exhibiting+phenotypic+overlap%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence and optical coherence tomography in PRPH2/RDS- and ABCA4-associated disease exhibiting phenotypic overlap.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 56 (5), 3159-3170 (2015).</li>
</ol>

Leon von der Emde riferisce di aver ricevuto pagamenti da Heidelberg Engineering. Merten Mallwitz non riporta alcuna divulgazione finanziaria. Anche Kenneth R. Sloan non riporta alcuna divulgazione finanziaria. Frank G. Holz si occupa di consulenze/pagamenti personali per Acucela, Alcon (C), Gyroscope Allergan Apellis, Bayer Bioeq/Formycon, CenterVue, Roche/Genentech, Geuder, Ivericbio, NightStarX, Novartis, Optos, Oxurion, Pixium Vision, Stealth BioTherapeutics, Zeiss e GRADE Reading center. Thomas Ach si occupa di consulenze/pagamenti personali per Bayer, Apellis, Roche e Novartis.

Questo flusso di lavoro fornisce una guida passo passo per l'utilizzo di strumenti plug-in FIJI open source per determinare e confrontare la fibrillazione atriale di lesioni specifiche per AMD. I plug-in forniscono modelli facili da usare che non richiedono alcuna conoscenza di codifica e possono essere applicati da medici senza supporto tecnico27. Per quanto ne sappiamo, questi strumenti sono unici nel loro genere per la quantificazione della fibrillazione atriale specifica per lesione.
I valori di QAF variano naturalmente attraverso la retina, con valori più alti alla periferia e più bassi nella macula a causa della distribuzione irregolare della lipofuscina e della melanolipofuscina all'interno della retina, della bassa AF dei vasi e della distribuzione irregolare del pigmento maculare. A causa dell'elevata variazione dei livelli naturali di QAF nella retina, l'analisi diretta dei valori assoluti di QAF delle lesioni non è un approccio promettente. Ad esempio, una lesione ipoautofluorescente in periferia potrebbe ancora avere valori QAF assoluti più elevati rispetto ai livelli di fluorescenza fisiologica della macula. L'uso di una retina standard e l'uso di z-score per misurare i livelli di fluorescenza delle drusen correggono questa varianza naturale dei valori QAF.
Uno z-score è una misura numerica della relazione tra il valore di una regione di interesse e la media nella retina standard. Viene calcolato sottraendo la media di un individuo dalla media della Retina standard nella stessa posizione e quindi dividendo il risultato per la deviazione standard. Questa standardizzazione consente il confronto di diverse immagini QAF, poiché lo z-score indica quante deviazioni standard un valore differisce dalla media. Un punteggio z positivo indica che il valore è superiore alla media, mentre un punteggio z negativo indica che è inferiore alla media.
È importante notare che potrebbero esserci potenziali insidie che dovrebbero essere considerate. Sebbene questo metodo tenga conto della quantità variabile di livelli di FA in tutto il fondo oculare, potrebbe non essere ancora il modo più accurato per misurare e confrontare la FA di un RPE. Gli individui hanno diversi livelli e topografia del pigmento luteale maculare e le lesioni possono influenzare anche la traslucenza della retina sovrastante28,29. È quindi plausibile che la riduzione della fibrillazione atriale misurata nelle aree di SDD (vedi risultati rappresentativi) sia una conseguenza degli effetti di ombreggiamento piuttosto che della diminuzione dei fluorofori nell'RPE30,31,32.
Attualmente stiamo lavorando a un flusso di lavoro per tenere conto della riflettività retinica, dello spessore e del pigmento maculare quantificato (utilizzando l'AF verde e blu) con modelli misti lineari. Inoltre, finora, QAF utilizza un fattore di correzione dipendente dall'età per tenere conto dell'opacizzazione lenticolare che non tiene conto delle differenze interindividuali nell'opacizzazione lenticolare di partecipanti di età similea 33 anni. Stiamo quindi lavorando a un flusso di lavoro per un fattore di correzione personalizzato dell'autofluorescenza lenticolare e dell'opacizzazione. Per estrarre in modo affidabile le informazioni sulla fibrillazione atriale da piccole lesioni, è necessaria un'adeguata affidabilità del test-retest delle immagini QAF. Per differenziare ulteriormente le immagini QAF in cui è possibile un'analisi più dettagliata, stiamo studiando gli "indici di affidabilità delle immagini QAF" in grado di prevedere l'affidabilità del test-retest delle immagini QAF. Allo stato attuale, l'approccio prudente consiste nell'acquisire immagini duplicate e studiare l'affidabilità del retest della fibrillazione atriale specifica per la lesione.
Il metodo presentato di analizzare ulteriormente gli iso-gusci delle lesioni era tecnicamente difficile da implementare, poiché gli iso-gusci delle lesioni vicine si fondono. Le aree di iso-scafi fusi potrebbero essere caratterizzate in modo distinto a seconda della lesione considerata. La nostra soluzione è stata quella di considerare tutte le lesioni di un tipo come un'unica lesione e di analizzare la loro periferia come un iso-scafo articolare. Questo metodo, tuttavia, riduce drasticamente la capacità di misurare gli iso-scafi delle singole drusen e potrebbe essere considerato un'ulteriore insidia di questa tecnica. Metodi tecnicamente più sofisticati per tenere conto delle iso-scafi fusi o della segnalazione sospesa della FA nelle aree di iso-scafi fusi potrebbero facilitare l'analisi della FA nella circonferenza delle lesioni in futuro.
Abbiamo usato AMD come malattia modello per questo studio. Il flusso di lavoro può essere adattato per studiare le lesioni anche in altre malattie. Finora, il QAF è stato utilizzato in molte malattie corioretiniche, tra cui la malattia recessiva di Stargardt, le malattie associate alla bestrofina-1, varie forme di retinite pigmentosa, la retinopatia esterna occulta zonale acuta, lo pseudoxantoma elastico e altri 17,33,34,35,36,37. Poiché questo flusso di lavoro utilizza un software open-source, incoraggiamo altri a duplicare questo lavoro nella determinazione della fibrillazione atriale specifica per lesione e ad ampliare la nostra conoscenza dei disturbi della retina. In sintesi, presentiamo un flusso di lavoro per determinare e confrontare i livelli di fibrillazione atriale di diverse lesioni retiniche in tutta la macula. Questo flusso di lavoro apre la strada a un'analisi più approfondita della FA e potrebbe facilitare lo sviluppo di nuovi biomarcatori nell'AMD e oltre.

L'imaging con autofluorescenza del fondo oculare (FAF) fornisce una mappatura non invasiva dei fluorofori del fondo oculare presenti in modo naturale e patologico1. L'autofluorescenza (AF) blu più comune (eccitazione a 488 nm) eccita i granuli di lipofuscina e melanolipofuscina dell'epitelio pigmentato retinico (RPE)2,3,4. La distribuzione e l'aumento/diminuzione dei granuli svolgono un ruolo centrale nel normale invecchiamento e in varie malattie della retina, tra cui la degenerazione maculare legata all'età (AMD)5.
Un ulteriore sviluppo della FAF, l'autofluorescenza quantitativa del fondo oculare (QAF), consente ora la determinazione accurata delle intensità di fibrillazione atriale retinica topograficamente risolte 4,6. Incorporando un riferimento nel percorso ottico del dispositivo di imaging FAF, è possibile confrontare le intensità AF tra dispositivi, punti temporali e soggetti. Questa tecnica ha comportato un cambio di paradigma per quanto riguarda un presunto fattore patogenetico nell'AMD, che per molto tempo si è ipotizzato fosse dovuto all'eccessivo accumulo di lipofuscina nelle cellule RPE7. La quantificazione istologica e clinica della fibrillazione atriale, tuttavia, ha rivelato una diminuzione della fibrillazione atriale nella DMLE (a causa della ridistribuzione e della perdita di lipofuscina autofluorescente e dei granuli di melanolipofuscina), invece dell'aumento proposto della fibrillazione atriale 8,9,10.
Il monitoraggio della fibrillazione atriale ha implicazioni cliniche. Von der Emde et al. e altri hanno dimostrato che la fibrillazione atriale non solo diminuisce, ma diminuisce ulteriormente nel corso dell'AMD negli occhi ad alto rischio e intermedidi AMD 8,9. Inoltre, gli studi istologici suggeriscono che la maggior parte delle cellule RPE affette da AMD mostrano un comportamento caratteristico con l'aggregazione e l'estrusione dei granuli prima della perdita delle cellule RPE attraverso la subduzione, lo sloughing, la migrazione o l'atrofia13,14,15,16. Ciò indica inoltre che la perdita di fibrillazione atriale potrebbe essere un fattore scatenante o un segnale surrogato dell'imminente progressione della malattia.
Finora gli studi QAF hanno valutato l'AF solo globalmente al polo posteriore utilizzando sistemi di coordinate polari a griglia prefabbricata (ad esempio, QAF8/Delori Grid)17. L'utilizzo di griglie prefabbricate per misurare l'AF produce più valori AF su aree predeterminate per occhio di un soggetto. L'analisi dei valori di FA in questo modo potrebbe non rilevare i cambiamenti locali nelle aree con FA patologicamente alterata, ad esempio, nell'AMD in cima o vicino alle drusen o ai depositi di drusenoidi sottoretinici (SDD). I Drusen e, in misura maggiore, gli SDD sono associati a un alto rischio di sviluppare AMD tardiva e perdita della vista. I drusi, in particolare, hanno un tipico ciclo di aumento delle dimensioni nel corso di molti anni e possono deteriorarsi rapidamente prima dell'atrofia. È ipotizzabile che, ad esempio, la fibrillazione atriale globale diminuisca nell'AMD, ma aumenti o si riduca ulteriormente all'interno e intorno a queste specifiche lesioni focali correlate alla malattia.
Diversi pattern locali di FA potrebbero anche avere rilevanza prognostica per la progressione della malattia. Ad esempio, i livelli di autofluorescenza potrebbero essere utilizzati per valutare se le drusen stanno aumentando di dimensioni o sono già in regressione all'atrofia. È già stato dimostrato che i pattern perilesionali alterati della FA nell'atrofia geografica hanno un impatto significativo sulla progressione dell'atrofia nel tempo18. Inoltre, i modelli di autofluorescenza locale potrebbero rivelare ulteriori dettagli sullo stato di salute dell'RPE. Spesso, la tomografia a coerenza ottica (OCT) mostra iperriflettanza nella coriocapillare, sebbene lo strato RPE appaia intatto. Un approccio multimodale che combina i valori locali di QAF e l'OCT potrebbe aiutare a differenziare le lesioni con un alto rischio di interruzione dell'RPE e atrofia imminente.
Uno dei motivi per cui non sono state eseguite analisi spazialmente risolte negli studi è perché il software del produttore più comunemente utilizzato non fornisce uno strumento per questo tipo di analisi. Le proprietà della FA di diverse lesioni dipendenti dallo stadio della malattia AMD potrebbero spiegare ulteriormente la patogenesi dell'AMD. Pertanto, sarebbe auspicabile uno strumento per misurare la fibrillazione atriale regionale specifica per lesione. Per confrontare con precisione le lesioni che si trovano in tutta la retina, il flusso di lavoro ha bisogno di un modo per tenere conto dei vari gradi di fibrillazione atriale nel fondo oculare umano19. Più centralmente, la fibrillazione atriale è tipicamente più bassa a causa degli effetti di ombreggiatura del pigmento maculare e del diverso numero di granuli20,21.
La fibrillazione atriale raggiunge il suo picco a ~9° (distanza dalla fovea in tutte le direzioni) e diminuisce in misura maggiore perifericamente4. Pertanto, se si confrontassero i valori assoluti dei livelli di AF delle drusen morbide (situate in corrispondenza della fovea e della parafovea nelle aree a bassa AF) e delle SDD (situate paracentralmente nelle aree ad alta AF), i risultati non sarebbero comparabili22. Ispirato dal lavoro di Pfau et al. e dal concetto di perdita di sensibilità (correzione della sensibilità misurata in AMD per la collina della visione [diminuzione della sensibilità retinica con la distanza dalla fovea] di controlli sani) per la perimetria controllata dal fondo oculare, la fibrillazione atriale viene confrontata con i valori standardizzati di fibrillazione atriale in tutta la macula23,24. I risultati sono riportati come z-score (misurazione numerica della relazione tra una regione del valore di interesse e la media).
Lo scopo di questo studio è quello di valutare l'uso di un nuovo strumento per misurare i livelli locali di QAF in diversi tipi di lesioni in pazienti con AMD. Questo strumento è progettato per misurare i livelli di autofluorescenza delle lesioni identificate nelle scansioni OCT. Ciò consente la valutazione dei livelli di autofluorescenza locale nelle lesioni, come le drusen morbide o le SDD, e consente di monitorare i cambiamenti della fibrillazione atriale dalle lesioni nel tempo. La potenziale utilità di questo strumento è quella di abilitare un nuovo biomarcatore strutturale che stima lo stato di salute dell'RPE e può avere un valore prognostico per le lesioni indagate.

<table><tbody><tr><td>BatchStandardRetina plugin</td> n.a.n.a.n.a.FIJI <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>(Image J)</td><td>n.a.n.a.n.a.n.a.Mark_Bscans_OCT</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>plugin</td> n.a.n.a.n.a.Microspft <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>office</td><td>Microsoft</td><td>n.a.n.a.QAF_xml_reader</td> plugin <td></td></tr><tr><td></td> n.a.n.a.n.a.Register_OCT_2 <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>plugin</td><td>n.a.</td><td>n.d.</td><td>n.d.</td></tr><tr><td>Spectralis</td><td>Heidelberg Engineering</td><td>n.a.Estensione</td> <td>QAF</td></tr><tr><td>Plugin StandardRetina</td><td>n.a.n.a.n.a</td><td></td><td>.</td></tr></tbody></table>

un flusso di lavoro per determinare quantitativamente le variazioni specifiche della lesione della degenerazione maculare legata all'età nell'autofluorescenza del fondo oculare

A Workflow to Quantitatively Determine Age-Related Macular Degeneration Lesion-Specific Variations in Fundus Autofluorescence

L'imaging con autofluorescenza del fondo oculare (FAF) consente la mappatura non invasiva dei fluorofori intrinseci del fondo oculare, in particolare dell'epitelio pigmentato retinico (RPE), ora quantificabile con l'avvento dell'autofluorescenza quantitativa (QAF) basata sull'oftalmoscopia laser a scansione confocale. È stato dimostrato che la QAF è generalmente ridotta al polo posteriore nella degenerazione maculare legata all'età (AMD). La relazione tra QAF e varie lesioni AMD (drusen, depositi di drusenoidi sottoretinici) non è ancora chiara.
Questo documento descrive un flusso di lavoro per determinare la QAF specifica per la lesione nell'AMD. Viene utilizzato un approccio di imaging multimodale in vivo , tra cui, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, la tomografia a coerenza ottica nel dominio spettrale (SD-OCT), la scansione del volume maculare e la QAF. Utilizzando plug-in FIJI personalizzati, l'immagine QAF corrispondente viene allineata con l'immagine nel vicino infrarosso della scansione SD-OCT (punti di riferimento caratteristici, ad esempio biforcazioni dell'imbarcazione). La foveola e il bordo della testa del nervo ottico vengono contrassegnati nelle immagini OCT (e trasferiti all'immagine QAF registrata) per un posizionamento accurato delle griglie di analisi.
Le lesioni specifiche per AMD possono quindi essere marcate sui singoli OCT BScan o sull'immagine QAF stessa. Le mappe QAF normative sono create per tenere conto della media variabile e della deviazione standard dei valori QAF in tutto il fondo oculare (le immagini QAF di un gruppo rappresentativo di AMD sono state mediate per costruire mappe QAF AMD retiniche standard normative). I plug-in registrano le coordinate X e Y, z-score (una misura numerica che descrive il valore QAF in relazione alla media delle mappe AF in termini di deviazione standard dalla media), il valore medio dell'intensità, la deviazione standard e il numero di pixel contrassegnati. Gli strumenti determinano anche i punteggi z dalla zona di confine delle lesioni marcate. Questo flusso di lavoro e gli strumenti di analisi miglioreranno la comprensione della fisiopatologia e dell'interpretazione delle immagini cliniche della FA nell'AMD.

Visualizzazione dell'output Per analizzare e trarre conclusioni adeguate dai risultati, è importante comprendere il file di output di Mark_Bscans_OCT. Le prime tre colonne sono etichettate in base all'ID del caso, alla lateralità del file e alla modalità di imaging scelta. La quarta colonna è indicata in base alla modalità ed è etichettata z-score. Si noti che al momento della stesura di questo testo, Mark BScans può calcolare tutte le lesioni solo in una volta sola; Le righe si riferiscono agli iso-scafi, le cui distanze dal bordo esterno della lesione sono specificate nelle colonne inferiore e superiore del foglio di calcolo. Gli iso-gusci misurano la fibrillazione atriale in z-score (in caso di QAF) in una circonferenza specificata che circonda la lesione. Si noti che il valore minimo di un pixel in un iso-scafo può essere trovato nelle colonne etichettate min, le colonne etichettate mediana, max, media e stdev, contengono rispettivamente la mediana, il massimo, la media e la deviazione standard della media dei valori dei pixel in uniso-scafo. La colonna n contiene il numero totale di pixel in un iso-scafo. La Figura 1 mostra una singolare drusen molle marcata di un paziente maschio di 84 anni con degenerazione maculare senile intermedia (iAMD).
La Figura 2 mostra l'occhio sinistro di un paziente rappresentativo con SDD contrassegnato con lo strumento QAF-Workflow (Figura 3). Le SDD in questo paziente sono state associate a una riduzione della fibrillazione atriale (z-score = -0,4 ± 0,2). Allo stesso modo, gli iso-scafi intorno all'SDD hanno dimostrato una riduzione dell'AF (ad esempio, l'iso-scafo più vicino = -0,3 ± 0,3) rispetto allo StandardRetina. Una spiegazione plausibile per questo fenomeno potrebbe essere l'effetto di shadowing (ridotta traslucenza) delle lesioni SDD sull'RPE. L'uso degli SDD è stato esemplare. Lo strumento consente di valutare i livelli locali di fibrillazione atriale anche in altre lesioni, come le drusen. Inoltre, lo strumento consente di monitorare i cambiamenti della fibrillazione atriale dalle lesioni nel tempo.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65238/65238fig01.jpg"> Figura 1: Una singolare drusen molle marcata di un paziente maschio di 84 anni con degenerazione maculare senile intermedia (iAMD). (A) L'immagine QAF di un occhio sinistro con le drusen marcate. (B) Primo piano delle drusen: centro marrone che rappresenta le drusen marcate e bande colorate che rappresentano gli iso-scafi circostanti. La tabella seguente illustra il file di output. I valori di drusen QAF vengono confrontati con i corrispondenti valori QAF dell'eccentricità corrispondente di StandardRetina. Ciò si traduce in punteggi z che rappresentano la deviazione dalla media delle aree non interessate. Il riquadro blu mostra da sinistra a destra: l'ID del caso, la lateralità dell'occhio, la modalità utilizzata e l'output desiderato (in questo caso, z-score). Le colonne all'interno del riquadro arancione mostrano i confini dell'area misurata in millimetri (inferiore = limite inferiore, superiore = limite superiore). La casella verde etichetta le colonne che mostrano le misurazioni QAF. Da sinistra a destra, questi contengono il minimo, la mediana, il massimo, il numero di pixel, la media e la deviazione standard della media. Ogni riga rappresenta un iso-guscio, le righe all'interno del riquadro blu rappresentano i valori all'interno della lesione e le righe all'interno del riquadro viola mostrano gli iso-gusci che circondano ciascuna lesione (dall'alto verso il basso con l'aumentare della distanza dalla lesione). Barra della scala = 1 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65238/65238fig01large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65238/65238fig02.jpg"> Figura 2: SDD marcati in un'immagine QAF di una paziente di 80 anni con AMD precoce. (A) Gli SDD possono essere visti nell'immagine QAF. La stessa immagine QAF è mostrata con annotazioni stampate di SDD. (B) Intorno a ciascuna lesione marcata, gli iso-scafi sono raffigurati con una codifica a colori (verde chiaro, verde scuro e rosso). (C) Una versione ingrandita del rettangolo blu. Il bordo esterno di ogni SDD è contrassegnato in blu. Abbreviazioni: QAF = autofluorescenza quantitativa; AMD = degenerazione maculare legata all'età; SDD = deposito di drusenoidi sottoretinici. Barra della scala = 1 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65238/65238fig02large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65238/65238fig03.jpg"> Figura 3: Flusso di lavoro per determinare la fibrillazione atriale delle lesioni. Questa figura mostra i plug-in software necessari per determinare la fibrillazione atriale specifica per lesione. (A) L'immagine mostra un'immagine QAF codificata a colori che può essere utilizzata per visualizzare la distribuzione dei valori QAF, ma non deve essere utilizzata per ulteriori analisi. (B) Viene mostrata un'immagine QAF in primo piano, con l'immagine a infrarossi della scansione SD-OCT sullo sfondo. Questo dovrebbe visualizzare l'allineamento utilizzando le biforcazioni dei vasi. Questa operazione può essere eseguita utilizzando il plug-in Register_OCT_2. (C) Una retina standard che viene utilizzata per misurare i valori z-score delle lesioni. Le retine standard possono essere create utilizzando StandardRetina/BatchStandardRetina. (D) Viene raffigurato un BScan con frecce blu che puntano agli SDD, evidenziati da linee gialle (nota: le lesioni sono sempre contrassegnate sotto l'RPE indipendentemente dalla posizione nella direzione z). (E) Tutte le lesioni marcate sono visibili impresse su un'immagine QAF (vedere la Figura 1). Gli ultimi due passaggi vengono eseguiti utilizzando il plug-in Mark_BScans_OCT. Abbreviazioni: AF = autofluorescenza; QAF = autofluorescenza quantitativa; SDD = deposito di drusenoidi sottoretinici; IR = infrarossi; RPE = epitelio pigmentato retinico; SD-OCT = tomografia a coerenza ottica a dominio spettrale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65238/65238fig03large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

Questa ricerca descrive un flusso di lavoro per determinare e confrontare i livelli di autofluorescenza da singole regioni di interesse (ad esempio, drusen e depositi di drusenoidi sottoretinici nella degenerazione maculare legata all'età [AMD]) tenendo conto dei diversi livelli di autofluorescenza in tutto il fondo oculare.

Un flusso di lavoro per determinare quantitativamente le variazioni specifiche della lesione della degenerazione maculare legata all'età nell'autofluorescenza del fondo oculare

Fundus autofluorescence (FAF) imaging allows the noninvasive mapping of intrinsic fluorophores of the ocular fundus, particularly the retinal pigment ...

Finora, l'analisi quantitativa dell'autofluorescenza o QAF era limitata a griglie prefabbricate che analizzavano l'autofluorescenza globale del polo posteriore dell'occhio. Il nostro protocollo consente la misurazione e il confronto delle intensità di autofluorescenza di specifiche regioni di interesse. QAF ha rivelato una riduzione dell'intensità di autofluorescenza nella degenerazione maculare legata all'età.In effetti, questa importante scoperta contraddiceva la visione storica degli accumuli patologici di lipofuscina nell'AMD. Oggi, i risultati clinici possono essere ben confermati da nuovi dati istologici sull'epitelio pigmentato retinico a livello cellulare. I livelli caratteristici di autofluorescenza del fondo oculare mostrano forti differenze regionali.Sembra esserci una forte relazione tra l'autofluorescenza e la densità dei fotorecettori dei bastoncelli. Per un confronto accurato dell'autofluorescenza, è necessario tenere conto delle differenze regionali, il che è impegnativo. Abbiamo potuto mostrare per la prima volta che le lesioni tipiche dell'AMD come le drusen mostrano un'intensità di autofluorescenza ulteriormente ridotta in aggiunta ai livelli di autofluorescenza generalmente ridotti in questi pazienti.Attualmente ci stiamo concentrando sull'analisi spettrale della luce emessa dai fluorofori dell'epitelio pigmentato retinico sia in vivo che ex vivo. Con questo approccio, speriamo di ottenere migliori informazioni sulla fisiologia e la fisiopatologia dei fotorecettori e dell'epitelio pigmentato retinico in occhi sani e deceduti.

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