Optik Koherens Tomografi Anjiyografi ile Ölçülen Maküler Perfüzyon Yoğunluğuna Kılcal ve Diğer Damar Katkılarının Değerlendirilmesi

Retina dolaşımı, katkısı farklı retina tabakalarının oksijen ihtiyaçlarını karşılamak için değişebilen arteriyolar, kılcal ve venüler akışın birleşimidir. Bu dolaşım otonom sinir sistemi regülasyonuna bağlı değildir ve geleneksel olarak retina damarlarını tanımlamak için intravenöz kontrast kullanan invaziv bir yöntem olan floresein anjiyografi ile değerlendirilmiştir. Sıralı fotoğraflar, retina damar hastalıklarında arteriyel, arteriyolar, venüler ve venöz dolaşımın yanı sıra kılcal hasar bölgelerinin değerlendirilmesine olanak ^sağlar1.

Maküler dolaşımı ölçmek için güncel bir yöntem, retinal görüntüler elde etmek için interferometri kullanan ve kılcal damarları ve daha büyük retinal damarları özetleyebilen optik koherens tomografi anjiyografisidir (OCTA^). Floresein anjiyografiden farklı olarak, OCTA görüntüleme makula ksantofil pigment gölgelemesinden etkilenmez ve makula kılcal damarlarının üstün görüntülenmesini ^sağlar3. OCTA'nın floresein anjiyografiye göre diğer avantajları noninvazivliği ve daha yüksek ^{çözünürlüğüdür4}.

OCTA cihazları parafoveadaki yüzeysel kılcal pleksusu fovea merkezine eş merkezli 3 x 3 mm'lik bir haritada ölçer (Şekil 1). Ekipman, damar uzunluğu yoğunluğunu (ölçülen alanda dolaşımı olan kılcal damarların uzunluğu) ve kılcal damarlardan daha büyük damarlarınkini içeren perfüzyon yoğunluğunu (ölçülen alanın dolaşım yüzdesi) otomatik olarak ölçer (Şekil 2)⁵. Damar yoğunluğunun fizyolojik koşullar altında perfüzyon yoğunluğuna önemli bir katkısı vardır. Bazı cihazlar damar yoğunluğunu "iskeletleşmiş vasküler yoğunluk" ve perfüzyon yoğunluğunu "damar / vasküler yoğunluk" olarak ölçer. Cihazdan bağımsız olarak, genellikle uzunluk için bir ölçüm (mm / ^mm2 veya ^mm-1 cinsinden ölçülür) ve otomatik olarak üretilen sirkülasyonlu alan için (% cinsinden ölçülür) başka bir ölçüm vardır.

Sağlıklı insanlarda damar yoğunluğu, karanlık, titreşen ^ışık6 veya kafeinli ^içeceklere7 maruz kaldığında değişebilir, çünkü yüzeysel, orta ve derin kılcal pleksuslar arasındaki kan akışını en yüksek aktiviteye sahip retina tabakasına göre yeniden dağıtan nörovasküler eşleşme nedeniyle. Bu yeniden dağılımın neden olduğu damar yoğunluğundaki herhangi bir azalma, uyaran durduktan sonra temel değerlere geri döner ve ^diyabet8 veya arteriyel hipertansiyon9 gibi vasküler hastalıklarda retinopati ortaya çıkmadan önce bildirilen patolojik bir değişiklik olan kılcal kaybı temsil etmez^.

Kılcal damarlardaki azalma kısmen arteriyolar vazodilatasyon ile telafi edilebilir. Sadece bir yüzde veya perfüze alanın ölçülmesi, kılcal damarlar minimum eşiğe ulaştığında ortaya çıkabilecek vazodilatasyon olup olmadığına dair herhangi bir fikir vermez. Damar yoğunluğunun ölçülmesi, vazodilatasyondan kaynaklanan artan bir dolaşım alanını tespit etmeye yardımcı olmaz. Arteriyolar dolaşımın perfüzyon yoğunluğuna katkısı, damar yoğunluğu ile perfüzyon yoğunluğu arasındaki belirleme katsayısı kullanılarak ve kılcal damarlara veya diğer damarlara karşılık gelen dolaşımlı alanın yüzdesini tanımlayarak dolaylı olarak tahmin edilebilir.

Bu tekniğin arkasındaki mantık, regresyon analizinin, bağımsız bir sayısal değerin değişikliklerinin bağımlı bir sayısal değerin değişmesine ne ölçüde yol açtığını tanımlayabilmesidir. OKTA kullanılarak yapılan makula damarı görüntülemesinde, kılcal dolaşım, değerlendirilen bölgede az sayıda daha büyük damar bulunduğundan, dolaşımı olan alanı etkileyen bağımsız bir değişkendir. Bununla birlikte, parafovea, mevcut otomatik OCTA metrikleri tarafından doğrudan tanımlanamayan sirkülasyonlu alanın yüzdesini genişletebilen ve değiştirebilen daha büyük kaplara sahiptir. Bir belirleme katsayısı kullanmanın avantajı, iki tane daha üretmek için mevcut iki metrik arasındaki ilişkiyi ölçmesidir: kılcal damarlara karşılık gelen dolaşımlı alanın yüzdesi ve diğer damarlara karşılık gelen yüzde. Her iki yüzde de görüntüleme yazılımına sahip bir piksel sayısı kullanılarak doğrudan ölçülebilir. Bununla birlikte, bir numune için belirleme katsayısı, OCTA cihazlarının otomatik olarak ürettiği sayılarla ^{hesaplanabilir10,11}.

Pathak ve ark., yapay bir sinir ağı kullanarak demografik ve antropometrik ölçümlerden yağsız kas ve yağ kütlesini tahmin etmek için bir belirleme katsayısı kullandılar. Çalışmaları, modellerinin bağımlı değişkenlerinin büyük bir kısmının değişkenliğini açıklayan 0.92'lik bir R2 değerine sahip olduğunu ^bulmuştur12. O'Fee ve meslektaşları, ölümcül olmayan miyokard enfarktüsünü tüm nedenlere ve kardiyovasküler mortalite için bir vekil olarak dışlamak için bir kararlılık katsayısı kullandılar, çünkü 0.01 ila ^{0.21 arasında bir R2} buldular. Bu sonuçlar, bağımsız değişkenin, taşıyıcı annelik kriteri olarak belirlenen bağımlı değişkenlerin değişikliklerinin% 80'inden azını açıkladığını göstermiştir (^R2 = 0.8)¹³.

Belirleme katsayısı, bir değişkenin, bir grup değişkenin veya bir modelin değişikliklerinin bir sonuç değişkeninin değişiklikleri üzerindeki etkisini değerlendirmek için kullanılır. 1 ve ^R2 değeri arasındaki fark, diğer değişkenlerin sonuç değişkeninin değişikliklerine katkısını temsil eder. Farkı tek bir değişkene atfetmek nadirdir, çünkü genellikle sonuca katkıda bulunan ikiden fazla vardır. Bununla birlikte, dolaşımı olan makula alanının oranı sadece kılcal damarların kapladığı alandan ve daha büyük damarların kapladığı alandan kaynaklanabilir, çünkü daha büyük damarlar kılcal damarlardan daha fazla genişler. Dahası, reaktif vazodilatasyonun büyük olasılıkla retinal arteriollerden kaynaklandığı düşünülmektedir, çünkü azalmış kılcal dolaşım oksijen tedarikini azaltabilir.

Sadece iki kaynak, makulada dolaşımı olan alanın bir yüzdesine katkıda bulunur: kılcal damarlar ve onlardan daha büyük damarlar. Damar yoğunluğu ve perfüzyon yoğunluğu arasındaki belirleme katsayısı, kılcal damarların dolaşımı olan alana katkısını belirler ve kalan değişiklikler (1 ile ^R2 değeri arasındaki fark), dolaşımı olan bir alanı (daha büyük retinal damarlar içindeki) temsil eden diğer tek değişkenin katkısını temsil eder. Bu yazıda sağlıklı insanlarda (grup 1) bu katkının ölçülme yöntemi ve retinal vasküler hastalıkları olan hastalarda nasıl değiştiği açıklanmaktadır: hipertansif retinopati olmadan arteriyel hipertansiyon (grup 2) ve diyabetik retinopati olmadan diabetes mellitus (grup 3).

Bu protokol Sala Uno'nun insan araştırmaları etik komitesi tarafından onaylandı. Bölüm 1 ve 2 için Video 1'e ve bu çalışmada kullanılan ekipmanlarla ilgili ayrıntılar için Malzeme Tablosu'na bakınız.

1. OCTA cihazında retina analizi

1. OCTA cihazında retina analizi için menüyü seçin.
2. 3 x 3 mm retinal harita seçin; OCTA cihazı farklı kılcal pleksusları ölçüyorsa yüzeysel seçin.
3. Damar uzunluğu yoğunluğunu (veya eşdeğerini, örneğin iskeletleştirilmiş vasküler yoğunluğu) seçin.
4. 3 x 3 mm retinal haritada damar uzunluğu yoğunluğunu ^mm-1 cinsinden ölçün.
   NOT: Harita iki bölgeye ayrılmıştır: merkez (1 mm'lik bir daire içinde, foveal merkeze eşmerkezli) ve iç (1 mm'lik merkez çemberin dışında, Şekil 3). Ekipman ayrıca tam yoğunluğu (3 mm'lik daire içinde) ölçer ve iç bölgeyi dört alana ayırır: üstün, aşağı, zamansal ve nazal (Şekil 4). Her bölge, kap uzunluğu yoğunluklarının otomatik olarak ölçülmesi için belirtilir. Aletler merkez, iç ve tam yoğunluklar ve iç yoğunluğun üst, zamansal, alt ve nazal alanları için değerleri gösterir.
5. Retina analizi için menüye dönün.
6. 3 x 3 mm retinal harita seçin; OCTA cihazı farklı kılcal pleksusları ölçüyorsa yüzeysel seçin.
7. Perfüzyon yoğunluğunu (veya eşdeğerini, örneğin damar yoğunluğunu) seçin.
8. Perfüzyon yoğunluğunu 3 x 3 mm retinal haritada % olarak ölçün.
   NOT: Harita iki bölgeye ayrılmıştır: merkez (1 mm'lik bir daire içinde, foveal merkeze eşmerkezli) ve iç (1 mm'lik merkez çemberin dışında). Ekipman ayrıca tam yoğunluğu ölçer (3 mm'lik daire içinde) ve iç bölgeyi dört alana ayırır: üstün, aşağı, zamansal ve nazal. Her bölge, perfüzyon yoğunluklarının otomatik olarak ölçülmesi için belirtilir. Aletler merkez, iç ve tam yoğunluklar ve iç yoğunluğun üst, zamansal, alt ve nazal alanları için değerleri gösterir.
9. Yoğunluk haritalarının sinyal gücünün 7 > doğrulayın; ardından haritalarda eserlerden veya göz hareketlerinden kaynaklanan ölçüm hataları olmadığını doğrulayın.
10. Merkez damar uzunluğu yoğunluğu, merkez perfüzyon yoğunluğu, iç damar uzunluğu yoğunluğu, iç perfüzyon yoğunluğu, üstün damar uzunluğu yoğunluğu, üstün perfüzyon yoğunluğu, alt damar uzunluğu yoğunluğu, inferior perfüzyon yoğunluğu, temporal damar uzunluğu yoğunluğu, temporal perfüzyon yoğunluğu, nazal damar uzunluğu yoğunluğu ve nazal perfüzyon yoğunluğu değerlerini bir tabloya kaydedin.

2. Bir elektronik tablo kullanarak belirleme katsayılarının hesaplanması

1. Değerlendirilecek değişkenleri seçin (örneğin, merkez damar uzunluğu yoğunluğu ve merkez perfüzyon yoğunluğu). Tanımlanmış bir grup için her iki değişkenin değerlerini seçin (örneğin, grup 1).
2. Araç çubuğunda, ekle'ye tıklayın.
3. Grafikler bölümündeki önerilen grafikler düğmesine tıklayın. Dağılım grafiğinin pencerede öneri olarak görünmesini bekleyin. Öneriyi kabul etmek için Tamam düğmesini tıklatın.
4. Verilerin dağılım grafiğini inceleyin. Bir seçenekler menüsü görüntülemek için seriye sağ tıklayın.
5. Eğilim çizgisi ekle seçeneğini belirleyin. Grafiğe doğrusal bir eğilim çizgisi eklenmesini ve ekranın sağ tarafında bir menü olmasını bekleyin.
6. Grafikte R-kare değerini görüntüle seçeneğini bulmak için menüyü aşağı doğru değiştirin. Grafikte R-kare değerini görüntülemek için bu seçeneği belirleyin. R-karesi değerini seçin.
7. Araç çubuğunda Ana Sayfa'yı seçin ve ardından kopyala düğmesine tıklayın.
8. Yeni bir sayfada belirleme katsayılarının bir çizelgesini hazırlayın.
9. Bir hedef hücre seçin (örneğin, grup 1 için belirleme merkezi katsayısı). Farenin sağ tuşuna tıklayın. Kaynak biçimlendirmesini koru ile yapıştır'ı seçin.
10. Damar yoğunluğundaki değişikliklerle açıklanan perfüzyon yoğunluğu değişikliklerinin yüzdesini göstermek için yeni bir grafik hazırlayın.
11. Önceki grafikte belirleme katsayısına sahip hücreyi seçin. Farenin sağ tuşuna tıklayın. Kopyala'yı seçin.
12. Yeni grafikte bir hedef hücre seçin (örneğin, grup 1'de ortala). Farenin sağ tuşuna tıklayın. Yapıştır'ı seçin.
13. Yapıştırılan değere sahip hücreyi seçin; ardından araç çubuğunda, sayı menüsünde ana sayfa | yüzde stilini seçin.
14. Sayı menüsünde ondalık sayıyı artır'ı seçin ve bir kez tıklatın.
    NOT: Elde edilen sayı, damar yoğunluğundaki değişikliklerle açıklanan perfüzyon yoğunluğundaki değişikliklerin yüzdesidir.
15. Kılcal damarlardan daha büyük damarlardaki değişikliklerle açıklanan perfüzyon yoğunluğunun yüzdesini göstermek için başka bir tablo hazırlayın.
16. Bir hedef hücre seçin (örneğin, grup 1'de ortala). Son sonucu 1'den çıkarın.
17. Bu hücreyi seçin. Araç çubuğunda ana sayfa'yı seçin.
18. Sayı menüsünde yüzde stilini seçin.
19. Sayı menüsünde ondalık sayıları artır seçeneğine bir kez tıklayın.
20. Kılcal damarların (damar yoğunluğu) ve kılcal damarlardan daha büyük kapların perfüzyon yoğunluğundaki değişikliklere katkısını göstermek için çizelgeleri biçimlendirin.
21. Grup 3'te iç damar/perfüzyon yoğunlukları ve üst, inferior, temporal ve nazal damar/perfüzyon yoğunluklarının değerlerini elde etmek için prosedürü tekrarlayın.

3. Belirleme katsayılarının karşılaştırılması

1. Belirleme katsayılarını üç grupta karşılaştırın: 1, sağlıklı insanlar; 2, hipertansif retinopatisi olmayan arteriyel hipertansiyonu olan hastalar; ve 3, diyabetik retinopatisi olmayan tip 2 diabetes mellituslu hastalar. Grup 3'te, alanlar arasındaki belirleme katsayılarını da karşılaştırın: üstün, aşağı, zamansal ve nazal.

4. Kılcal damarların ve kılcal damarlardan daha büyük damarların perfüzyon yoğunluğuna, gruplar arasındaki ve grup 3'teki alanlar arasındaki katkılarındaki yüzde farklılıklarını karşılaştırın.

Grup 1'de 45, grup 2'de 18 ve grup 3'te 36 denek vardı. Tablo 1 , yaş ve yoğunlukların gruplara göre dağılımını göstermektedir; grup 1'de sadece damar ve perfüzyon yoğunlukları grup 2'ye göre daha düşüktü. Merkez damar ve perfüzyon yoğunluklarının tayin katsayıları Şekil 5'te gösterilmiştir. Gruplar arasında anlamlı fark saptanmadı.

İç damar ile perfüzyon yoğunlukları arasındaki belirleme katsayısı grup 1'de 0.818, grup 2'de 0.974 ve grup 3'te 0.836 idi. Kılcal damarlardan daha büyük damarların katkısı sağlıklı bireylerde .2, arteriyel hipertansiyonlu hastalarda %2.6 ve diyabetli hastalarda .4 olarak bulunmuştur (Şekil 6).

Grup 3'te damar ve perfüzyon yoğunluğu arasındaki belirleme katsayıları üst alanda 0.722, alt alanda 0.793, temporal alanda 0.666 ve nazal alanda 0.862 idi. Perfüzyon yoğunluğunun ,4'ünü oluşturan kılcal damarlardan daha büyük damarların iç bölgeye katkısı olmasına rağmen, bu katkı üst alanda ',8, alt alanda ,7, temporal alanda 3,4 ve nazal alanda ,8 idi (Şekil 7).

Resim 1: Sağ gözün optik koherens tomografisinin 3 x 3 mm yoğunluk haritasının dağılımı. Harita foveada ortalanmıştır ve çapı 3 mm'dir; merkez metrikleri 1 mm çapında bir bölgeye karşılık gelir. İç metrikler, merkezi 1 mm ve 3 mm çaplı daireler arasındaki halkaya karşılık gelir. Tam metrikler, harita sınırları içindeki tüm alana karşılık gelir. İç halka alanlara ayrılmıştır: üst, zamansal, aşağı ve nazal; sol göz haritası temporal ve nazal alanların konumlarını değiştirir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Resim 2: Yüzeyel makula kılcal pleksusunun 3 x 3 mm optik koherens tomografi anjiyografi yoğunluk haritası. Cihaz, mm-1 cinsinden damar uzunluğu yoğunluğunu ve % cinsinden perfüzyon yoğunluğunu ölçmek için retinal damarların temsilini kullanır. Gemi uzunluğu yoğunluğu, harita sınırları içinde dolaşımı olan gemilerin uzunluğunun toplamına karşılık gelir; perfüzyon yoğunluğu, makulanın dolaşımdaki yüzde alanına karşılık gelir. Daha geniş damarlar, kılcal damarlardan daha büyük olan ve perfüzyon yoğunluğuna daha yüksek katkısı olan arteriollere ve venüllere karşılık gelir. Dikey macenta ve yatay çizgiler, haritayı ortalamak için kullanılan taramanın referanslarıdır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Resim 3: Gemi uzunluğu yoğunluk haritaları. OCT cihazı, dolaşımı olan alanı (sol üst görüntü), retinal yapıyı (sol alt görüntü), retina yüzeyini (sağ üst görüntü) ana hatlarıyla belirtir ve ölçümleri otomatik olarak oluşturur (sağ alt görüntü). (A) sağlıklı bir bireyin ve (B) retinopatisi olmayan diyabetik bir hastanın haritaları. Yüzeysel kılcal pleksus seviyesindeki damarlar sol üst görüntülerde beyaz renkte gösterilir; A'da B'den daha fazla sayıda gemi vardır, bu fark tüm yoğunluklarda, özellikle merkez yoğunluğunda bir azalma olarak doğrulanır. İnterna = iç yoğunluk; completa = tam yoğunluk. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Retinopatisi olmayan diyabetik bir hastada damar uzunluğu yoğunluk haritası, alana göre analiz edildi. Sol üstteki resim, dolaşımı olan alanı özetler; sol alt görüntü retinal yapıyı gösterir; sağ üst görüntü retina yüzeyini gösterir; sağ alttaki resimde otomatik olarak oluşturulan metrikler gösterilmektedir. Şekil sol göze karşılık gelir ve sol üst görüntüdeki iç yoğunluğun üst, zamansal, alt ve nazal alanları için otomatik ölçümleri gösterir. Kısaltmalar: S = superior; T = zamansal; I = aşağı; N = nazal. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Üç grupta merkez damar (mm-1) ve perfüzyon (%) yoğunlukları arasındaki belirleme katsayılarının karşılaştırılması. Merkez bölgede az sayıda kılcal damar vardır ve kılcal damarlardan daha büyük damarlar neredeyse hiç yoktur, bu da gruplar arasındaki küçük farklılıkları açıklar. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6: Üç grupta iç damar (mm-1) ve perfüzyon (%) yoğunlukları arasındaki belirleme katsayılarının karşılaştırılması. Kılcal damarlardan daha büyük damarların perfüzyon yoğunluğuna katkısı arteriyel hipertansiyonlu hastalarda daha düşüktü ve diyabetli hastalarda sağlıklı deneklere göre değişmedi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 7: Grup 3'te damar (mm-1) ve perfüzyon (%) yoğunlukları arasındaki belirleme katsayısının alana göre karşılaştırılması. Kılcal damarlardan daha büyük damarların katkısı, nazal alandan yüzde 20 puan daha yüksek olan temporal alanda daha büyüktü. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 1: Değişken dağılımının gruba göre karşılaştırılması (standart hata ± ortalama). *Tek yönlü varyans analizi.

Video 1: Bir elektronik tablo kullanarak değişkenler arasındaki belirleme katsayılarının hesaplanması ve karşılaştırılması. Bu videoyu indirmek için lütfen tıklayınız.

Yazarlar, açıklayacakları herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.