Analiza cyfrowa kanałografii fluoresceinowej w czasie operacji Ab-Interno kanalotomii w ludzkich oczach

Podsumowanie

To studium przedstawia standaryzowany otwarty proces pracy do ilościowego określania kanałów fluoresceinowych w czasie operacji ab-interno kanalotomii, który może być stosowany do oceny wzorców odpływu płynu ocznego i potencjalnie przewidywania wyniku pooperacyjnego w odniesieniu do ciśnienia śródgałkowego.

Streszczenie

Chirurgia glaukomowa ab-interno (AbiC) to minimalnie inwazyjna operacja glaukomowa zaprojektowana w celu zwiększenia fizjologicznego odpływu soku wodnistego poprzez okólne rozszerzenie kanału Schlemm’a. Podczas gdy fluoroscenografię kanałową stosowano do obrazowania dróg odpływu podczas operacji kanałowej ab-externo, jej ilościowa aplikacja podczas AbiC nie została jeszcze oceniona. Niniejsze badanie wprowadza standaryzowany proces do ilościowej analizy fluoroscenografii kanałowej podczas AbiC, w celu oceny wzorców odpływu soku wodnistego i ich potencjalnej wartości predykcyjnej dla wyników operacji. W tym celu AbiC wykonano z użyciem fluoroscenowej substancji lepkiej, a wczesne i późne fazy obrazowania kanałowskiego były zdobywane podczas operacji. Opracowano krokową procedurę analizy obrazów przy użyciu oprogramowania do analizy obrazów dostępnego na zasadach open source w celu ilościowej oceny podrzewowej barwienia fluorosceny. Zastosowano trzy uzupełniające się podejścia: pomiar okólnej intensywności barwienia za pomocą koncentrycznych kółek wokół rogówki, analizę segmentowego barwienia w oparciu o kwardraty oraz jakościową ocenę ogniskowego wzorca barwienia odpowiadającego możliwym miejscom zmian siatki trabekuliarnej. Przykładowe przypadki sugerują, że rozległe i jednolite barwienie fluorosceny na kwardratach było związane z utrzymującym się obniżeniem ciśnienia wewnątrzgałkowego i niezależnością od leków, podczas gdy ograniczone i niejednorodne barwienie obserwowano w oczach o mniej korzystnych wynikach. Proces ten umożliwia więc powtarzalną, ilościową ocenę odpływu soku wodnistego podczas AbiC bez konieczności specjalistycznej wiedzy w dziedzinie analizy obrazów i może być stosowany do przewidywania sukcesu minimalnie inwazyjnej chirurgii glaukomowej.

Wprowadzenie

Jaźwa jest chorobą wieloczynnikową z progresywną neuropatią nerwu wzrokowego i jedną z najczęstszych przyczyn ślepoty na świecie^1,2. Zidentyfikowano różne czynniki przyczyniające się do patogenezy jaźwy - w tym strukturalną podatność blaszki sitowatej, upośledzoną perfuzję oka, genetykę i procesy autoimmunologiczne - ale jedynym modyfikowalnym czynnikiem ryzyka pozostaje podwyższone ciśnienie wewnątrzgałkowe (IOP)^3,4,5,6,7,8. Najczęstszy podtyp, pierwotna jaźwa kątowa (POAG), charakteryzuje się zwiększoną rezystancją odpływu prowadzącą do zmniejszonego odpływu moku i tym samym długotrwałego wzrostu IOP⁹. Prowadzi to do utraty włókien nerwowych siatkówki i defektów w polu widzenia w miarę postępu choroby.

Dostępne są różne strategie leczenia, które są wybierane w zależności od ciężkości i długości trwania jaźwy oraz zmieranej wartości IOP. Jeśli miejscowa terapia obniżająca IOP za pomocą kropel do oczu nie jest skuteczna lub nie jest tolerowana przez pacjenta, można wykonać zabiegi laserowe lub interwencje chirurgiczne^10,11. Oprócz tradycyjnych operacji przesiewających, takich jak trabekulektomia, istnieje teraz różnorodność mniej ryzykownych, minimalnie inwazyjnych operacji jaźwy (MIGS)¹². Obejmują one m.in. kanaloplastykę ab-interno (AbiC), która, w przeciwieństwie do kanaloplastyki ab-externo, nie wymaga nacięcia twardówki ani tworzenia klapki¹³. Podejście ab-interno oferuje znacznie mniej inwazyjny zabieg, w którym nie pozostaje żadna szyjąca jako materiał obcy. Wykazano również, że efekt odpowiada efektowi podejścia ab-externo, z znacznie prostszą obsługą i mniejszą liczbą powikłań^14,15. Dodatkową zaletą AbiC jest to, że tkanki spojówkowe są zachowane na przyszłe interwencje, jeśli to konieczne.

W tym zabiegu, po ocenie komory przedniej przez nacięcie rogówki, za pomocą goniokopu wprowadza się mikrokateter do kanału Schlemma, naciętego siatki trabekularnej i przechodzącego przez nią w 360° kółko. Substancja wiskoelastyczna rozszerza kanał Schlemma i ostia kanałów kolektorowych i może wywołać ogniskowe mikro pęknięcia siatki trabekularnej¹⁶. Uważa się, że efekty te ułatwiają odpływ moku poprzez zmniejszenie rezystancji w konwencjonalnej drodze odpływu, zgodnie z anatomią i fizjologią oka, poprzez poprawę dostępu do kanałów kolektorowych, chociaż dokładne mechanizmy nie są jeszcze w pełni zrozumiałe¹⁷. Ponadto AbiC można łączyć z operacją zaćmy, co zapewnia dodatkowe obniżenie IOP. W tym kontekście, wizualizację dróg odpływu w czasie operacji może dostarczyć pośrednich informacji o stanie funkcjonalnym siatki trabekularnej i dystalnego systemu odpływu.

Kanaloplastyka ab-externo została już połączona z kanalografią operacyjną z fluoresceiną w celu wizualizowania dróg odpływu^18,19,20. Oczy z większymi zabarwionymi obszarami twardówki, a zatem lepszym odpływem moku, wykazały niższe IOP rok po zabiegu. Kanalografia operacyjna może zatem być wykorzystywana do przewidywania efektu operacji¹⁹. Na naszą wiedzę, czy dotyczy to również AbiC, nie zostało jeszcze zbadane. Celem niniejszego badania jest zatem ocena przepływu pracy dla analizy kanalografii operacyjnej podczas AbiC. Opracowaliśmy ten przepływ pracy w celu sprecyzowania intensywności i zakresu podwiązania fluoresceiną wcześnie i późno. Jest to pierwsza ocena wpływu fluoresceinowanego wiskoelastycznego na AbiC.

Następnie można zbadać, czy istnieje korelacja między ilością zabarwionych obszarów a stopniem indywidualnego odpływu moku oraz zmniejszeniem IOP lub stosowanych w pooperacyjnie leków obniżających IOP. Przypuszcza się, że silniejsze zabarwienie, a zatem widocznie większy odpływ moku, oznaczałoby również większe obniżenie IOP i stosowanie leków. Podział na ćwiartki zostanie wykorzystany do sprawdzenia, czy odpływ jest istotnie zmieniony w zależności od lokalizacji anatomicznej.

Na dłuższą metę przedstawiony przepływ pracy zostanie wykorzystany do wyjaśnienia, czy sukces AbiC można przewidzieć na podstawie zabarwienia fluoresceiną i czy może być również wykorzystany do innych niezbędnych zabiegów chirurgicznych.

Protokół

Oświadczenie etyczne:

Niniejsze badanie przeprowadzono zgodnie z Deklaracją Helsińską. Zostało uznane za nieinterwencyjne, ponieważ było retrospektywną analizą danych pacjentów zebranych w ramach zwykłej praktyki lekarskiej. Nie stosowano żadnych perspektyw terapeutycznych, a wszystkie leczenie było rutynowe w ramach standardowej opieki. Komitet Etyczny w Bonn przeanalizował protokół badania i uznał, że ze względu na nieinterwencyjny charakter (nr 2026-220) badania nie jest konieczne uzyskanie pisemnej zgody pacjenta. Dane pacjentów zostały anonimizowane przed analizą.

1. AbiC i kanałografia intraoperative

UWAGA: Przeprowadź AbiC w każdym oku z wykorzystaniem systemu kanałowoplastyki opartego na mikrokatedrze. Poniższy opis obejmuje zastosowanie tego urządzenia. Przeprowadź AbiC jako samodzielną procedurę lub na końcu nieskomplikowanej operacji zaćmy przez phakoemulsyfikację.

1. Umieść kleszcze tak, aby jak największa część tkanki skleralnej była widoczna do dalszej analizy.
2. Zastosuj znieczulenie miejscowe, takie jak chlorowodorek proksymetakainy. Dezynfekuj oko przed zabiegiem jodyną. Podaj środki znieczulające parabulbarnie.
3. Ustandardyzuj ustawienia mikroskopu dla wszystkich pacjentów.
   UWAGA: W przypadku AbiC ustaw mikroskopu na 20% światła LED, 100% odbicia fundusowego i 0% światła otoczenia. W przypadku kanałowografii ustaw mikroskopu na 100% światła LED, 0% odbicia fundusowego i 100–0% światła otoczenia.
4. Zastosuj ustawienia do Zeiss Lumera (mikroskop chirurgiczny okulistyczny). Ustawienia mogą się różnić w przypadku innych modeli mikroskopu.
   UWAGA: Stosuj podejście skroniowe, niezależnie od tego, czy zabieg jest przeprowadzany samodzielnie, czy w połączeniu.
5. Stwórz jedną lub dwie 1,0 mm paracentezy 2 godziny zegara od pozycji szyjki słonecznej, około 1 mm w kierunku czystej rogówki.
6. Wypełnij komorę przednią śluzem chirurgicznym.
7. Przechyl głowę pacjenta od strony chirurga pod kątem około 30°. Przechyl mikroskopu pod kątem około 30°. Skoncentruj się na obwodowym tkance tęczówki i wprowadź kąt komory przedniej w widok.
8. Wymieszaj śluz chirurgiczny z barwnikiem fluoresceinowym.
   1. Bardzo powoli zasysaj 0,05 ml fluoresceiny do śluzu chirurgicznego za pomocą sterylnej kaniuły, aby wewnątrz śluzu chirurgicznego powstała jedna jasna przestrzeń.
   2. Pozwól fluoresceinie dyfundować przez 5-10 minut.
   3. Powoli naciśnij tłoczek strzykawki z śluzem chirurgicznym, aby całkowicie wycisnąć jasną przestrzeń wypełnioną fluoresceiną.
9. Wypełnij urządzenie mikrokatedry śluzem chirurgicznym z dodatkiem barwnika fluoresceinowego.
10. Przetestuj urządzenie, przesuwając mikrokatedrę za końcówkę urządzenia do wstrzykiwania.
11. Nanieś hydroksymetylocelulozę na rogówkę. Wsuń mikrokatedrę AbiC do komory przedniej przez paracentezę. Umieść goniopryzm, takich jak soczewka goniopryzmu Swan-Jacob, na rogówce.
12. Użyj końcówki urządzenia, aby naciąć siatkę trabekularną. Użyj niebieskiego aktuatora na urządzeniu, aby przesunąć mikrokatedrę do kanału Schlemm.
13. Przesuń mikrokatedrę 360° przez kanał Schlemm, jednocześnie dostarczając dwunastu 2,5 μL bolusów wybarwionego śluzu chirurgicznego, obracając wstrzykiwacz śluzu chirurgicznego.
14. Dostarcz jeden 2,5 μL bolus na godzinę zegara.
15. Wycofaj mikrokatedrę powoli o 360°, jednocześnie dostarczając dwunastu 2,5 μL bolusów śluzu chirurgicznego.
16. Usuń mikrokatedrę z komory przedniej. Usuń goniopryzm z powierzchni oka.
17. Wyrównaj głowę pacjenta i mikroskopu w pozycji prostą, aby zapewnić zstandardyzowany, prosty widok oka. Spłucz rogówkę, aby usunąć barwnik i hydroksymetylocelulozę.
    UWAGA: Jeśli to konieczne, użyj wacika, aby usunąć wszelkie plamy na powierzchni, aby uniknąć niewłaściwej interpretacji powierzchownego przebarwienia.
18. Przełącz się na filtr światła niebieskiego. Nagraj wczesną fazę kanałowografii za pomocą wideo lub serii zdjęć.
19. Oddal się, aby zwizualizować jak najwięcej tkanki skleralnej i upewnić się, że obraz jest w ognisku.
20. Gdy skończysz, wyłącz filtr światła niebieskiego.
    UWAGA: Użyj dwóch sond do irygacji/aspirowania, aby usunąć śluz chirurgiczny z komory przedniej. Zapobiegnij refluksowi krwi, utrzymując komorę przednią pod irygacją słoną fizjologiczną do momentu nawodnienia paracentezy.
21. Wstrzyknij cefuroksym do komory przedniej.
22. Przełącz się z powrotem na filtr światła niebieskiego. Nagraj późną fazę kanałowografii za pomocą wideo lub serii zdjęć około 2 minuty po zdjęciu wczesnej fazy.
23. Oddal się, aby zwiz

Wyniki

Do analizy włączono pacjentów w wieku powyżej 18 lat z rozpoznaniem jaskry, którzy przeszli AbiC, albo jako samodzielne zabieg, albo w połączeniu z operacją zaćmy. Ponadto, obrazy z kanałografii musiały być dostępne przynajmniej we wczesnej lub późnej fazie. Wcześniejsza selektywna laserowa trabekuloplastika nie była kryterium wykluczającym, w przeciwieństwie do innych zabiegów chirurgicznych w jaskrze. Dodatkowo, żadnych pacjentów z zaawansowanymi uszkodzeniami związanymi z jaskrem nie włączono do badania.

Dyskusja

Ten przepływ pracy zapewnia krok po kroku przewodnik do użycia oprogramowania do analizy obrazów o otwartym kodzie źródłowym w celu określenia ilości odpływu płynu mózgowo-rdzeniowego po AbiC. Funkcje oprogramowania do analizy obrazów o otwartym kodzie źródłowym zapewniają łatwe w użyciu szablony, które nie wymagają znajomości kodowania i mogą być stosowane przez lekarzy bez wsparcia technicznego. To podejście pomoże w ocenie odpływu płynu mózgowo-rdzeniowego po AbiC w celu oceny jego potencjalnej wartości predykcyjnej d...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Balanced Salt Solution	Bausch & Lomb	Ref.: BL705004
Bi-manual irrigation/aspiration probes	Zeiss	Ref.: 303060-0165-000
Cefuroxim	Laboratoires Thééa	PZN: 09755705	Pre-mixed by the pharmacy
Dexamethasone	Dr. Winzer	PZN: 02192162
FIJI (ImageJ)	n/a	n/a	Open-source image analysis software
Fluorescein dye	Alcon	PZN: 01467007
Healon Pro Viscoelastic	Johnson & Johnson	Ref.: 10-3100-12
Hydroxymethylcellulose	Johnson & Johnson	Ref.: 10310012
Iodine solution	Mundipharma	PZN: 03930490
iPrism S gonioprism lens	Glaukos	Ref.: OTB/LH-2
iTrack Advance Canaloplasty System	Nova Eye Medical	Ref.: Track-ADS	Microcatheter-based canaloplasty system
Lumera 700 Surgical Microscope + Calysto	Zeiss	Ref.: 6726521526	Ophthalmic surgical microscope
Proxymetacaine hydrochloride	PUREN Pharma GmbH & Co. KG	PZN: 11055866
Sterile cannula	Braun	Ref.: 4657683