Name: Um fluxo de trabalho para determinar quantitativamente variações específicas da lesão de degeneração macular relacionada à idade na autofluorescência do fundo de olho (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-05-26T12:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 54 s
Description: Aprenda a medir autofluorescência quantitativa em regiões específicas da retina para investigar a degeneração macular relacionada à idade. Este método revela diferenças regionais cruciais para diagnósticos mais precisos.

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Este trabalho foi financiado pela bolsa da Sociedade Alemã de Oftalmologia (DOG) para estudantes de doutorado (MW) e pelo NIH/NEI 1R01EY027948 (TA).

Explorando a autofluorescência quantitativa na degeneração macular relacionada à idade

<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 relata ter recebido pagamentos da Heidelberg Engineering. Merten Mallwitz não relata divulgações financeiras. Kenneth R. Sloan também não relata divulgações financeiras. Frank G. Holz relata consultoria/pagamentos pessoais para 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 reporta consultoria/pagamentos pessoais para Bayer, Apellis, Roche e Novartis.

Este fluxo de trabalho fornece um guia passo a passo para usar ferramentas de plug-in FIJI de código aberto para determinar e comparar FA de lesões específicas da DMRI. Os plug-ins fornecem modelos fáceis de usar, que não requerem nenhum conhecimento de codificação e podem ser aplicados por médicos sem suporte técnico27. Até onde sabemos, essas ferramentas são únicas para a quantificação da FA específica da lesão.
Os valores de QAF variam naturalmente ao longo da retina, com valores sendo maiores na periferia e menores na mácula devido à distribuição desigual de lipofuscina e melanolipofuscina dentro da retina, baixa FA dos vasos e distribuição desigual de pigmentos maculares. Devido à alta variação dos níveis naturais de QAF na retina, analisar diretamente os valores absolutos de QAF das lesões não é uma abordagem promissora. Por exemplo, uma lesão hipoautofluorescente na periferia ainda pode ter valores absolutos de QAF mais elevados do que os níveis fisiológicos de fluorescência da mácula. O uso de um StandardRetina e o uso de escores z para medir os níveis de fluorescência de drusen corrigem para esta variância natural dos valores de QAF.
Um escore z é uma medida numérica da relação de um valor de região de interesse com a média no StandardRetina. Ele é calculado subtraindo-se a média de um indivíduo da média do Retina Padrão no mesmo local e, em seguida, dividindo-se o resultado pelo desvio padrão. Essa padronização permite a comparação de diferentes imagens do QAF, pois o escore z indica quantos desvios-padrão um valor difere da média. Um escore z positivo indica que o valor está acima da média, enquanto um escore z negativo indica que está abaixo da média.
É importante notar que pode haver armadilhas potenciais que devem ser consideradas. Embora esse método seja responsável pela quantidade variável de níveis de FA ao longo do fundo, ainda pode não ser a maneira mais precisa de medir e comparar a FA de uma PSE. Os indivíduos apresentam diferentes níveis e topografia do pigmento lúteo macular, e as lesões podem afetar também a translucência da retina sobrejacente28,29. Portanto, é plausível que a FA reduzida medida em áreas de SDDs (ver resultados representativos) seja uma consequência de efeitos de sombreamento em vez de fluoróforos diminuídos no PSE30,31,32.
Atualmente, estamos trabalhando em um fluxo de trabalho para contabilizar a refletividade da retina, espessura e pigmento macular quantificado (usando AF verde e azul) com modelos mistos lineares. Além disso, até o momento, o QAF usa um fator de correção dependente da idade para explicar a opacificação lenticular que desconsidera as diferenças interindividuais na opacificação lenticular de participantes de idade semelhante33. Portanto, estamos atualmente trabalhando em um fluxo de trabalho para um fator de correção personalizado de autofluorescência lenticular e opacificação. Para extrair de forma confiável informações de FA de pequenas lesões, é necessária a confiabilidade teste-reteste adequada das imagens QAF. Para diferenciar ainda mais as imagens QAF onde a análise mais detalhada é viável, estamos investigando "índices de confiabilidade da imagem QAF" que podem predizer a confiabilidade teste-reteste das imagens QAF. No estágio atual, a abordagem prudente é adquirir imagens duplicadas e investigar a confiabilidade do reteste da FA lesional-específica.
O método apresentado de análise adicional dos isocascos das lesões foi tecnicamente difícil de implementar, pois os isocascos das lesões vizinhas se fundem. Áreas de isocascos fundidos podem ser caracterizadas distintamente dependendo de qual lesão é considerada. Nossa solução foi considerar todas as lesões de um tipo como uma lesão e analisar sua periferia como um isocasco articular. Este método, no entanto, reduz drasticamente a capacidade de medir os isocascos de drusas individuais e pode ser considerado uma armadilha adicional desta técnica. Métodos tecnicamente mais sofisticados para explicar a fusão de isocascos ou o relato suspenso de FA em áreas de isocascos fundidos poderiam facilitar a análise de FA na circunferência das lesões no futuro.
Utilizamos a DMRI como doença modelo para este estudo. O fluxo de trabalho pode ser adaptado para estudar lesões em outras doenças também. Até o momento, o QAF tem sido usado em muitas doenças coriorretinianas, incluindo doença de Stargardt recessiva, doenças associadas à Bestrophin-1, várias formas de retinose pigmentar, retinopatia externa oculta zonal aguda, pseudoxantoma elástico e outras 17,33,34,35,36,37. Como esse fluxo de trabalho usa software de código aberto, encorajamos outros a duplicar esse trabalho na determinação da FA específica da lesão e expandir nosso conhecimento sobre distúrbios da retina. Em resumo, apresentamos um fluxo de trabalho para determinar e comparar os níveis de FA de diferentes lesões retinianas ao longo da mácula. Esse fluxo de trabalho abre caminho para uma análise mais aprofundada da FA e pode facilitar o desenvolvimento de novos biomarcadores na AMD e além.

A imagem de autofluorescência do fundo de olho (FAF) fornece um mapeamento não invasivo dos fluoróforos naturais e patológicos do fundo ocular1. A autofluorescência (FA) azul (excitação de 488 nm) mais comum excita lipofuscina e grânulos de melanolipofuscina do epitélio pigmentar da retina (EPR)2,3,4. A distribuição e o aumento/diminuição dos grânulos desempenham um papel central no envelhecimento normal e em várias doenças retinianas, incluindo a degeneração macular relacionada à idade (DMRI)5.
Um desenvolvimento adicional da FAF, a autofluorescência quantitativa de fundo de olho (QAF), agora permite a determinação precisa das intensidades de FA retiniana resolvidas topograficamente 4,6. Ao incorporar uma referência na via óptica do dispositivo de imagem FAF, as intensidades de FA podem ser comparadas entre dispositivos, pontos de tempo e indivíduos. Essa técnica resultou em uma mudança de paradigma em relação a um suposto fator patogênico na DMRI, que por muito tempo foi especulado como sendo devido ao acúmulo excessivo de lipofuscina nas células doEPR7. A quantificação histológica e clínica da FA, entretanto, revelou uma diminuição da FA na DMRI (devido à redistribuição e perda de lipofuscina autofluorescente e grânulos de melanolipofuscina), em vez do aumento proposto na FA 8,9,10.
O monitoramento da FA tem implicações clínicas. Von der Emde e col. e outros mostraram que a FA não apenas diminui, mas também diminui ainda mais no curso da DMRI em olhos de DMRI intermediários de alto risco 8,9. Além disso, estudos histológicos sugerem que a maioria das células de EPR afetadas pela DMRI apresenta um comportamento característico com agregação e extrusão de grânulos antes da perda de células de EPR por subducção, descamação, migração ou atrofia13,14,15,16. Isso indica ainda que a perda de FA pode ser um gatilho ou um sinal substituto de progressão iminente da doença.
Os estudos QAF até o momento avaliaram a FA globalmente apenas no polo posterior usando sistemas de coordenadas polares pré-fabricadas (por exemplo, QAF8/Delori Grid)17. O uso de grades pré-fabricadas para medir FA resulta em múltiplos valores de FA em áreas predeterminadas por olho de um indivíduo. Investigar os valores de FA dessa forma pode perder alterações locais em áreas com FA patologicamente alterada, por exemplo, na DMRI no topo ou perto de depósitos drusenoides (SDDs) drusenoides sub-retinianos. Drusen, e em um grau mais alto SDDs, estão associados a um alto risco de desenvolver DMRI tardia e perda de visão. Drusen, em particular, têm um ciclo típico de aumento de tamanho ao longo de muitos anos e podem se deteriorar rapidamente antes da atrofia. É concebível que, por exemplo, a FA global diminua na DMRI, mas aumente ou seja ainda mais reduzida dentro e ao redor dessas lesões focais específicas relacionadas à doença.
Diferentes padrões locais de FA também podem ter relevância prognóstica para a progressão da doença. Por exemplo, os níveis de autofluorescência podem ser usados para avaliar se as drusas estão aumentando de tamanho ou se já estão em regressão à atrofia. Já foi demonstrado que padrões perilesionais alterados de FA na atrofia geográfica afetam amplamente a progressão da atrofia ao longo dotempo18. Além disso, padrões locais de autofluorescência poderiam revelar mais detalhes sobre a saúde do EPR. Muitas vezes, a tomografia de coerência óptica (OCT) mostra hiper-refletância para o coriocapilar, embora a camada de EPR pareça intacta. Uma abordagem multimodal combinando valores locais de QAF e OCT pode ajudar a diferenciar lesões com alto risco de ruptura do EPR e atrofia iminente.
Uma razão pela qual análises espacialmente resolvidas em estudos não têm sido realizadas é porque o software do fabricante mais comumente usado não fornece uma ferramenta para esses tipos de análise. As propriedades da FA de diferentes lesões dependentes do estágio da doença da DMRI poderiam explicar melhor a patogênese da DMRI. Portanto, uma ferramenta para medir FA regional específica da lesão seria desejável. Para comparar com precisão as lesões localizadas ao longo da retina, o fluxo de trabalho necessita de uma maneira de explicar os diferentes graus de FA no fundo de olhohumano19. Mais centralmente, a FA é caracteristicamente menor devido aos efeitos de sombreamento do pigmento macular e à diferença na contagem de grânulos20,21.
A FA atinge seu pico em ~9° (distância da fóvea em todas as direções) e diminui em maior extensão perifericamente4. Portanto, se comparássemos os valores absolutos dos níveis de FA a partir de drusas moles (localizadas na fóvea e parafovea em áreas de baixa FA) e SDDs (localizadas paracentralmente em áreas de FA altas), os resultados não seriam comparáveis22. Inspirada no trabalho de Pfau e col. e no conceito de perda de sensibilidade (correção da sensibilidade medida na DMRI para o monte da visão [diminuição da sensibilidade retiniana com a distância à fóvea] de controles saudáveis) para a perimetria controlada por fundo, a FA é comparada com valores padronizados de FA em toda amácula23,24. Os resultados são apresentados como z-scores (medida numérica da relação de um valor de região de interesse com a média).
O objetivo deste estudo é avaliar o uso de uma nova ferramenta para medir os níveis locais de QAF em diferentes tipos de lesões em pacientes com DMRI. Esta ferramenta foi projetada para medir os níveis de autofluorescência de lesões identificadas em exames de OCT. Isso permite a avaliação dos níveis de autofluorescência local em lesões, como drusas moles ou SDDs, e permite rastrear as alterações da FA das lesões ao longo do tempo. A utilidade potencial dessa ferramenta é possibilitar um novo biomarcador estrutural que estime a saúde do EPR e possa ter valor prognóstico para as lesões investigadas.

<table><tbody><tr><td>Plug-in BatchStandardRetina</td> n.a.n.a.n.a.FIJI <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>(Imagem J)</td><td>n.a.n.a.n.a.Mark_Bscans_OCT</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>plug-in</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><td></td></tr> <tr><td>plug-in</td><td>n.a.n.a.Register_OCT_2</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>plug-in</td><td>n.a.</td><td>n.a.</td><td>n.a.</td></tr><tr><td>Spectralis</td><td>Heidelberg Engineering</td><td>n.a.QAF</td><td></td></tr> <tr><td>extensão StandardRetina plugin</td> n.a.n.a.n.a<td></td><td></td><td>.</td></tr></tbody></table>

um fluxo de trabalho para determinar quantitativamente variações específicas da lesão de degeneração macular relacionada à idade na autofluorescência do fundo de olho

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

A imagem de autofluorescência do fundo de olho (FAF) permite o mapeamento não invasivo dos fluoróforos intrínsecos do fundo ocular, particularmente do epitélio pigmentado da retina (EPR), agora quantificável com o advento da autofluorescência quantitativa baseada em oftalmoscopia confocal a laser (QAF). Demonstrou-se que a QAF está geralmente diminuída no polo posterior na degeneração macular relacionada à idade (DMRI). A relação entre QAF e várias lesões de DMRI (drusen, depósitos drusenoides sub-retinianos) ainda não está clara.
Este artigo descreve um fluxo de trabalho para determinar QAF específico de lesão na DMRI. Uma abordagem de imagem in vivo multimodal é usada, incluindo, mas não limitado a, tomografia de coerência óptica de domínio espectral (SD-OCT), varredura de volume macular e QAF. Usando plug-ins FIJI personalizados, a imagem QAF correspondente é alinhada com a imagem infravermelha próxima da varredura SD-OCT (pontos de referência característicos; ou seja, bifurcações de vasos). A fóveola e a borda da cabeça do nervo óptico são marcadas nas imagens de OCT (e transferidas para a imagem QAF registrada) para o posicionamento preciso das grades de análise.
As lesões específicas da DMRI podem então ser marcadas em BScans individuais da OCT ou na própria imagem QAF. Mapas QAF normativos são criados para levar em conta a média e o desvio padrão variáveis dos valores de QAF ao longo do fundo de olho (imagens QAF de um grupo representativo de AMD foram calculadas em média para construir mapas normativos padrão de QAF AMD retiniana). Os plug-ins registram as coordenadas X e Y, z-score (medida numérica que descreve o valor do QAF em relação à média dos mapas AF em termos de desvio padrão da média), valor de intensidade média, desvio padrão e número de pixels marcados. Os instrumentos também determinam escores z a partir da zona de borda das lesões marcadas. Esse fluxo de trabalho e as ferramentas de análise melhorarão a compreensão da fisiopatologia e da interpretação clínica da imagem de FA na DMRI.

Exibindo a saída Para analisar adequadamente e tirar conclusões dos resultados, é importante entender o arquivo de saída de Mark_Bscans_OCT. As três primeiras colunas são rotuladas após o ID do caso, a lateralidade do arquivo e a modalidade de imagem escolhida. A quarta coluna é referida por modo e é rotulada como z-score. Note que, no momento em que escrevo este texto, Mark BScans só pode calcular todas as lesões de uma só vez; As linhas referem-se a cascos iso, cujas distâncias da borda externa da lesão são especificadas nas colunas inferior e superior da planilha. As isocascos medem a FA em escores z (no caso de QAF) em uma circunferência especificada ao redor da lesão. Observe que o valor mínimo de um pixel em um casco isológico pode ser encontrado nas colunas rotuladas min, as colunas rotuladas mediana, max, média e stdev, respectivamente contêm a mediana, o máximo, a média e o desvio padrão da média dos valores de pixel em umisocasco. A coluna n contém o número total de pixels em um isocasco. A Figura 1 mostra uma única drusa mole marcada de um paciente masculino de 84 anos com degeneração macular relacionada à idade intermediária (DMRIi).
A Figura 2 mostra o olho esquerdo de um paciente representativo com DDS marcado com a ferramenta QAF-Workflow (Figura 3). Os DDS nesse paciente foram associados à redução da FA (escore-z = -0,4 ± 0,2). Da mesma forma, os isocascos ao redor do SDD demonstraram AF reduzida (por exemplo, isocasco mais próximo = -0,3 ± 0,3) em comparação com o StandardRetina. Uma explicação plausível para esse fenômeno pode ser o efeito de sombreamento (redução da translucidez) das lesões de SDD sobre o PSE. O uso de SDDs foi exemplar. A ferramenta permite a avaliação dos níveis locais de FA também em outras lesões, como drusas. Além disso, a ferramenta permite rastrear as alterações da FA das lesões ao longo do tempo.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65238/65238fig01.jpg"> Figura 1: Um único drusen mole marcado de um paciente masculino de 84 anos com degeneração macular relacionada à idade intermediária (iAMD). ( A) A imagem QAF de um olho esquerdo com o druso marcado. (B) Close-up do druso: centro marrom representando o druso marcado e faixas coloridas representando os isocascos circundantes. A tabela abaixo mostra o arquivo de saída. Os valores de QAF drusen são comparados com os valores correspondentes de QAF da excentricidade correspondente do StandardRetina. Isso resulta em escores z que representam desvio da média das áreas não afetadas. A caixa azul mostra da esquerda para a direita: o ID do caso, a lateralidade do olho, a modalidade usada e a saída desejada (neste caso, escores z). As colunas dentro da caixa laranja mostram os limites da área medida em milímetros (inferior = limite inferior, superior = limite superior). A caixa verde rotula as colunas que mostram as medidas QAF. Da esquerda para a direita, eles contêm o mínimo, mediana, máximo, número de pixels, média e desvio padrão da média. Cada linha representa um isocasco, linhas dentro da caixa azul representam valores dentro da lesão, e linhas dentro da caixa roxa mostram os isocascos ao redor de cada lesão (de cima para baixo com o aumento da distância até a lesão). Barra de escala = 1 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65238/65238fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65238/65238fig02.jpg"> Figura 2: DDS marcados em uma imagem QAF de uma paciente de 80 anos com DMRI precoce. A mesma imagem QAF é mostrada com anotações impressas de SDDs. (B) Ao redor de cada lesão marcada, os isocascos são representados com codificação de cores (verde claro, verde escuro e vermelho). (C) Uma versão ampliada do retângulo azul. A borda externa de cada SDD é marcada em azul. Abreviações: QAF = autofluorescência quantitativa; DMRI = degeneração macular relacionada à idade; SDD = depósito drusenóide sub-retiniano. Barra de escala = 1 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65238/65238fig02large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65238/65238fig03.jpg"> Figura 3: Fluxo de trabalho para determinação da FA das lesões. Esta figura visualiza os plug-ins de software necessários para determinar a FA específica da lesão. (A) A imagem mostra uma imagem QAF codificada por cores que pode ser usada para visualizar a distribuição dos valores de QAF, mas não deve ser usada para análise posterior. (B) Uma imagem QAF em primeiro plano, com a imagem infravermelha da varredura SD-OCT em segundo plano é mostrada. Supõe-se que isso visualize o alinhamento usando bifurcações de vasos. Isso pode ser feito usando o plug-in Register_OCT_2. (C) Um StandardRetina que é usado para medir os valores de escore z das lesões. StandardRetinas pode ser criado usando StandardRetina/BatchStandardRetina. (D) Uma BScan com setas azuis apontando para SDDs, que são destacadas por linhas amarelas (nota: as lesões são sempre marcadas abaixo da PSE independente da localização na direção z) é representada. (E) Todas as lesões marcadas são vistas impressas em uma imagem QAF (ver Figura 1). As duas últimas etapas são feitas usando o plug-in Mark_BScans_OCT. Abreviações: AF = autofluorescência; QAF = autofluorescência quantitativa; SDD = depósito drusenóide sub-retiniano; IR = infravermelho; PSE = epitélio pigmentado da retina; SD-OCT = tomografia de coerência óptica de domínio espectral. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65238/65238fig03large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

Esta pesquisa descreve um fluxo de trabalho para determinar e comparar os níveis de autofluorescência de regiões individuais de interesse (por exemplo, drusas e depósitos drusenoides sub-retinianos na degeneração macular relacionada à idade [DMRI]) enquanto contabiliza os níveis variáveis de autofluorescência em todo o fundo.

Um fluxo de trabalho para determinar quantitativamente variações específicas da lesão de degeneração macular relacionada à idade na autofluorescência do fundo de olho

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

Até o momento, a análise quantitativa por autofluorescência ou QAF limitou-se a grades pré-fabricadas que analisam a autofluorescência global do polo posterior do olho. Nosso protocolo permite a medição e comparação de intensidades de autofluorescência de regiões específicas de interesse. O QAF revelou intensidades reduzidas de autofluorescência na degeneração macular relacionada à idade.De fato, esse importante achado contrariou a visão histórica do acúmulo patológico de lipofuscina na DMRI. Atualmente, os achados clínicos podem ser bem confirmados por novos dados histológicos sobre o epitélio pigmentado da retina em nível celular. Os níveis característicos de autofluorescência do fundo de olho apresentam fortes diferenças regionais.Parece haver uma forte relação entre autofluorescência e densidade de fotorreceptores de bastonetes. Para uma comparação precisa da autofluorescência, é preciso levar em conta as diferenças regionais, o que é um desafio. Pudemos mostrar pela primeira vez que as lesões típicas de DMRI, como drusen, mostram intensidades de autofluorescência ainda mais reduzidas, além dos níveis geralmente reduzidos de autofluorescência nesses pacientes.Atualmente, estamos nos concentrando na análise espectral da luz emitida por fluoróforos do epitélio pigmentado da retina em ambientes in vivo e ex vivo. Com esta abordagem, esperamos obter melhores informações sobre a fisiologia e fisiopatologia dos fotorreceptores e do epitélio pigmentar da retina em olhos saudáveis e falecidos.

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Research

JoVE Journal

Medicine

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