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Évaluation de la contribution capillaire et d’autres vaisseaux à la densité de perfusion maculaire mesurée par angiographie par tomographie par cohérence optique

Published: February 18, 2022 doi: 10.3791/63033
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1
1Retina Department, Sala Uno Opthalmology Clinic

Summary

Nous décrivons l’évaluation d’un coefficient de détermination entre la densité du vaisseau et de la perfusion du plexus capillaire superficiel parafvéal afin d’identifier la contribution des vaisseaux plus grands que les capillaires à la densité de perfusion.

Abstract

La circulation parafovéale du plexus capillaire rétinien superficiel est généralement mesurée avec la densité des vaisseaux, qui détermine la longueur des capillaires avec circulation, et la densité de perfusion, qui calcule le pourcentage de la zone évaluée qui a une circulation. La densité de perfusion tient également compte de la circulation des vaisseaux plus grands que les capillaires, bien que la contribution de ces vaisseaux au premier ne soit généralement pas évaluée. Comme les deux mesures sont générées automatiquement par des dispositifs d’angiographie par tomographie par cohérence optique, cet article propose une méthode pour estimer la contribution des vaisseaux plus grands que les capillaires en utilisant un coefficient de détermination entre les densités des vaisseaux et de perfusion. Cette méthode peut révéler un changement dans la proportion de densité de perfusion des vaisseaux plus grands que les capillaires, même lorsque les valeurs moyennes ne diffèrent pas. Ce changement pourrait refléter la vasodilatation artérielle compensatoire en réponse à l’abandon capillaire dans les premiers stades des maladies vasculaires rétiniennes avant l’apparition de la rétinopathie clinique. La méthode proposée permettrait d’estimer les changements dans la composition de la densité de perfusion sans avoir besoin d’autres dispositifs.

Introduction

La circulation rétinienne est la combinaison d’un écoulement artériolaire, capillaire et veinulaire, dont la contribution peut varier pour répondre aux besoins en oxygène des différentes couches rétiniennes. Cette circulation ne dépend pas de la régulation autonome du système nerveux et a été traditionnellement évaluée avec l’angiographie à la fluorescéine, une méthode invasive qui utilise le contraste intraveineux pour délimiter les vaisseaux rétiniens. Les photographies séquentielles permettent d’évaluer la circulation artérielle, artériolaire, veinulienne et veineuse, ainsi que les sites de lésions capillaires dans les maladies vasculaires rétiniennes1.

Une méthode actuelle pour mesurer la circulation maculaire est l’angiographie par tomographie par cohérence optique (OCTA), qui utilise l’interférométrie pour obtenir des images rétiniennes et peut délimiter les capillaires et les vaisseaux rétiniens plus grands2. Contrairement à l’angiographie à la fluorescéine, l’imagerie OCTA n’est pas influencée par l’ombrage pigmentaire maculaire de la xanthophylle, ce qui permet une imagerie supérieure des capillaires maculaires3. D’autres avantages de l’OCTA par rapport à l’angiographie à la fluorescéine sont sa non-invasivité et sa résolution plus élevée4.

Les dispositifs OCTA mesurent le plexus capillaire superficiel au niveau de la parafovea sur une carte de 3 x 3 mm, concentrique au centre fovéal (Figure 1). L’équipement mesure automatiquement la densité de la longueur des vaisseaux (la longueur des capillaires avec circulation dans la zone mesurée) et la densité de perfusion (le pourcentage de la surface mesurée avec circulation), qui comprend celle des vaisseaux plus grands que les capillaires (figure 2)5. La densité des vaisseaux a une contribution substantielle à la densité de perfusion dans des conditions physiologiques. Certains appareils mesurent la densité des vaisseaux en tant que « densité vasculaire squelettée » et la densité de perfusion en tant que « densité vasculaire / vasculaire ». Quel que soit l’appareil, il existe généralement une mesure de longueur (mesurée en mm/mm2 ou mm-1) et une autre pour la zone de circulation (mesurée en %), qui sont générées automatiquement.

La densité des vaisseaux peut changer chez les personnes en bonne santé lorsqu’elles sont exposées à l’obscurité, à la lumière vacillante6 ou aux boissons contenant de la caféine7 en raison du couplage neurovasculaire qui redistribue le flux sanguin entre les plexus capillaires superficiels, moyens et profonds en fonction de la couche rétinienne ayant la plus forte activité. Toute diminution de la densité des vaisseaux causée par cette redistribution revient aux valeurs de base après l’arrêt du stimulus et ne représente pas une perte capillaire, un changement pathologique signalé avant l’apparition de la rétinopathie dans les maladies vasculaires telles que le diabète8 ou l’hypertension artérielle9.

La diminution des capillaires pourrait être compensée en partie par une vasodilatation artériolaire. La mesure d’un pourcentage ou d’une zone perfusée ne permet pas de savoir s’il y a vasodilatation, qui peut apparaître lorsque les capillaires atteignent un seuil minimum. La mesure de la densité des vaisseaux n’aiderait pas à détecter une augmentation de la zone de circulation résultant de la vasodilatation. La contribution de la circulation artériolaire à la densité de perfusion peut être estimée indirectement en utilisant un coefficient de détermination entre la densité des vaisseaux et la densité de perfusion, et en définissant le pourcentage de la zone de circulation qui correspond aux capillaires ou à d’autres vaisseaux.

La raison d’être de cette technique est que l’analyse de régression peut identifier la mesure dans laquelle les changements d’une valeur numérique indépendante entraînent des changements d’une valeur numérique dépendante. Dans l’imagerie des vaisseaux maculaires à l’aide de l’OCTA, la circulation capillaire est une variable indépendante qui influence la zone de circulation car il y a peu de vaisseaux plus grands dans la région évaluée. Cependant, la parafovea a des vaisseaux plus gros qui peuvent se dilater et modifier le pourcentage de la zone de circulation, qui ne peut pas être identifié directement par les mesures OCTA automatisées actuelles. L’avantage d’utiliser un coefficient de détermination est qu’il mesure une relation entre deux métriques existantes pour en produire deux autres : le pourcentage de la surface de circulation qui correspond aux capillaires, et le pourcentage qui correspond aux autres navires. Les deux pourcentages peuvent être mesurés directement à l’aide d’un nombre de pixels avec un logiciel d’imagerie. Cependant, le coefficient de détermination peut être calculé pour un échantillon avec les nombres que les dispositifs OCTA génèrent automatiquement10,11.

Pathak et al. ont utilisé un coefficient de détermination pour estimer la masse musculaire et grasse maigre à partir de mesures démographiques et anthropométriques à l’aide d’un réseau de neurones artificiels. Leur étude a révélé que leur modèle avait une valeur R2 de 0,92, ce qui expliquait la variabilité d’une grande partie de leurs variables dépendantes12. O’Fee et ses collègues ont utilisé un coefficient de détermination pour exclure l’infarctus du myocarde non mortel comme substitut de la mortalité toutes causes confondues et cardiovasculaire, car ils ont trouvé un R2 de 0,01 à 0,21. Ces résultats ont montré que la variable indépendante expliquait moins de 80% des changements des variables dépendantes, définies comme critère de la maternité de substitution (R2 = 0,8)13.

Le coefficient de détermination est utilisé pour évaluer l’effet des changements d’une variable, d’un groupe de variables ou d’un modèle sur les changements d’une variable de résultat. La différence entre 1 et la valeur R2 représente la contribution d’autres variables aux changements de la variable de résultat. Il est rare d’attribuer la différence à une seule variable, car il y en a généralement plus de deux qui contribuent au résultat. Cependant, la proportion de la zone maculaire qui a une circulation ne peut provenir que de la zone couverte par les capillaires et de celle couverte par des vaisseaux plus gros, car les plus gros vaisseaux se dilatent plus que les capillaires. De plus, la vasodilatation réactive est considérée comme provenant très probablement d’artérioles rétiniennes, car une circulation capillaire réduite pourrait diminuer l’apport en oxygène.

Seules deux sources contribuent à un pourcentage de la surface circula dans la macula: les capillaires et les vaisseaux plus grands qu’eux. Le coefficient de détermination entre la densité des vaisseaux et la densité de perfusion détermine la contribution des capillaires à la zone de circulation, et les changements restants (la différence entre 1 et la valeur R2 ) représentent la contribution de la seule autre variable qui représente une zone de circulation (celle à l’intérieur des grands vaisseaux rétiniens). Cet article décrit la méthode de mesure de cette contribution chez les personnes en bonne santé (groupe 1) et son évolution chez les patients atteints de maladies vasculaires rétiniennes: hypertension artérielle sans rétinopathie hypertensive (groupe 2) et diabète sucré sans rétinopathie diabétique (groupe 3).

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Protocol

Ce protocole a été approuvé par le comité d’éthique de la recherche humaine de Sala Uno. Voir la vidéo 1 pour les sections 1 et 2 et la Table des matériaux pour plus de détails sur l’équipement utilisé dans cette étude.

1. Analyse rétinienne dans le dispositif OCTA

  1. Sélectionnez le menu pour l’analyse rétinienne dans le périphérique OCTA.
  2. Sélectionnez une carte rétinienne de 3 x 3 mm; sélectionnez superficiel si le dispositif OCTA mesure différents plexus capillaires.
  3. Sélectionnez la densité de longueur du vaisseau (ou son équivalent, par exemple, la densité vasculaire squelettée).
  4. Mesurer la densité de la longueur des vaisseaux en mm-1 dans une carte rétinienne de 3 x 3 mm.
    REMARQUE: La carte est divisée en deux régions: centre (à l’intérieur d’un cercle de 1 mm, concentrique au centre fovéal) et intérieur (à l’extérieur du cercle central de 1 mm, Figure 3). L’équipement mesure également une densité complète (dans le cercle de 3 mm) et subdivise la région interne en quatre champs : supérieur, inférieur, temporel et nasal (figure 4). Chaque région est spécifiée de manière à ce que les densités de longueur du navire soient mesurées automatiquement. Les instruments affichent les valeurs des densités centrales, internes et complètes et des champs supérieurs, temporels, inférieurs et nasaux de la densité interne.
  5. Revenez au menu pour l’analyse rétinienne.
  6. Sélectionnez une carte rétinienne de 3 x 3 mm; sélectionnez superficiel si le dispositif OCTA mesure différents plexus capillaires.
  7. Sélectionnez la densité de perfusion (ou son équivalent, par exemple, la densité des vaisseaux).
  8. Mesurer la densité de perfusion en % dans une carte rétinienne de 3 x 3 mm.
    REMARQUE: La carte est divisée en deux régions: centre (à l’intérieur d’un cercle de 1 mm, concentrique au centre fovéal) et intérieur (à l’extérieur du cercle central de 1 mm). L’équipement mesure également une densité complète (dans le cercle de 3 mm) et subdivise la région interne en quatre champs: supérieur, inférieur, temporel et nasal. Chaque région est spécifiée de manière à ce que les densités de perfusion soient mesurées automatiquement. Les instruments affichent les valeurs des densités centrales, internes et complètes et des champs supérieurs, temporels, inférieurs et nasaux de la densité interne.
  9. Vérifiez que les cartes de densité ont une intensité de signal > 7 ; ensuite, vérifiez que les cartes ne présentent aucune erreur de mesure résultant d’artefacts ou de mouvements oculaires.
  10. Enregistrez les valeurs de la densité de longueur du vaisseau central, de la densité de perfusion centrale, de la densité de longueur du vaisseau interne, de la densité de perfusion interne, de la densité de longueur de vaisseau supérieure, de la densité de perfusion supérieure, de la densité de longueur de vaisseau inférieure, de la densité de perfusion inférieure, de la densité de longueur de vaisseau temporal, de la densité de perfusion temporelle, de la densité de longueur de vaisseau nasal et de la densité de perfusion nasale dans une feuille de calcul.

2. Calcul des coefficients de détermination à l’aide d’une feuille de calcul

  1. Sélectionnez les variables à évaluer (p. ex., densité de longueur du vaisseau central et densité de perfusion centrale). Sélectionnez les valeurs des deux variables pour un groupe défini (par exemple, le groupe 1).
  2. Dans la barre d’outils, cliquez sur insérer.
  3. Cliquez sur le bouton Tableaux recommandés dans la section graphiques . Attendez qu’un nuage de points apparaisse sous forme de suggestion dans une fenêtre. Cliquez sur le bouton OK pour accepter la suggestion.
  4. Inspectez le nuage de points des données. Cliquez avec le bouton droit de la souris sur la série pour afficher un menu d’options .
  5. Sélectionnez l’option Ajouter une courbe de tendance . Attendez qu’une courbe de tendance linéaire soit ajoutée au graphique et qu’un menu se trouve sur le côté droit de l’écran.
  6. Déplacez le menu vers le bas pour trouver l’option Afficher la valeur R au carré sur le graphique . Sélectionnez cette option pour afficher la valeur R au carré sur le graphique. Sélectionnez la valeur R-carré.
  7. Sélectionnez Accueil dans la barre d’outils, puis cliquez sur le bouton copier .
  8. Préparez un tableau des coefficients de détermination sur une nouvelle page.
  9. Sélectionnez une cellule de destination (par exemple, coefficient central de détermination pour le groupe 1). Cliquez sur le bouton droit de la souris. Sélectionnez Coller avec conserver la mise en forme de la source.
  10. Préparez un nouveau graphique pour montrer le pourcentage de changements de densité de perfusion expliqués par les changements de densité des vaisseaux.
  11. Sélectionnez la cellule avec le coefficient de détermination dans le graphique précédent. Cliquez sur le bouton droit de la souris. Sélectionnez Copier.
  12. Sélectionnez une cellule de destination dans le nouveau graphique (par exemple, centrer dans le groupe 1). Cliquez sur le bouton droit de la souris. Sélectionnez Coller.
  13. Sélectionnez la cellule avec la valeur collée ; puis, dans la barre d’outils, sélectionnez accueil | style de pourcentage dans le menu numérique .
  14. Sélectionnez augmenter la décimale dans le menu numérique et cliquez dessus une fois.
    REMARQUE: Le nombre résultant est le pourcentage de changements dans la densité de perfusion expliqués par les changements dans la densité des vaisseaux.
  15. Préparez un autre tableau pour montrer le pourcentage de densité de perfusion expliqué par les changements dans les vaisseaux plus gros que les capillaires.
  16. Sélectionnez une cellule de destination (par exemple, centre dans le groupe 1). Soustrayez le dernier résultat de 1.
  17. Sélectionnez cette cellule. Sélectionnez accueil dans la barre d’outils.
  18. Sélectionnez le style de pourcentage dans le menu numérique .
  19. Cliquez une fois sur augmenter les décimales dans le menu des nombres .
  20. Mettez en forme les graphiques pour afficher la contribution des capillaires (densité des vaisseaux) et des vaisseaux plus grands que les capillaires aux changements de densité de perfusion.
  21. Répétez la procédure pour obtenir les valeurs des densités internes des vaisseaux / perfusion et supérieures, inférieures, temporales et nasales / densités de perfusion dans le groupe 3.

3. Comparaison des coefficients de détermination

  1. Comparez les coefficients de détermination dans trois groupes : 1, personnes en bonne santé; 2, les patients atteints d’hypertension artérielle sans rétinopathie hypertensive; et 3, les patients atteints de diabète sucré de type 2 sans rétinopathie diabétique. Dans le groupe 3, comparez également les coefficients de détermination entre les champs : supérieur, inférieur, temporel et nasal.

4. Comparer les différences en pourcentage de la contribution des capillaires et des vaisseaux plus grands que les capillaires à la densité de perfusion, entre les groupes et entre les champs du groupe 3

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Representative Results

Il y avait 45 sujets dans le groupe 1, 18 dans le groupe 2 et 36 dans le groupe 3. Le tableau 1 montre la répartition de l’âge et des densités par groupe; seules les densités des vaisseaux et de perfusion dans le groupe 1 étaient inférieures à celles du groupe 2. Les coefficients de détermination des densités des vaisseaux centraux et de perfusion sont illustrés à la figure 5. Il n’y avait pas de différence significative entre les groupes.

Le coefficient de détermination entre les densités du vaisseau interne et de la perfusion était de 0,818 dans le groupe 1, de 0,974 dans le groupe 2 et de 0,836 dans le groupe 3. La contribution des vaisseaux plus gros que les capillaires représentait 18,2 % chez les sujets sains, 2,6 % chez les patients souffrant d’hypertension artérielle et 16,4 % chez les patients diabétiques (Figure 6).

Dans le groupe 3, les coefficients de détermination entre la densité du vaisseau et de la perfusion étaient de 0,722 dans le champ supérieur, de 0,793 dans le champ inférieur, de 0,666 dans le champ temporel et de 0,862 dans le champ nasal. Bien que la région interne ait eu une contribution de vaisseaux plus grands que les capillaires qui représentaient 16,4 % de la densité de perfusion, cette contribution était de 27,8 % dans le champ supérieur, de 20,7 % dans le champ inférieur, de 33,4 % dans le champ temporel et de 13,8 % dans le champ nasal (figure 7).

Figure 1
Figure 1 : Distribution d’une tomographie par cohérence optique 3 x 3 mm de carte de densité de l’œil droit. La carte est centrée dans la fovéa et mesure 3 mm de diamètre; les métriques centrales correspondent à une région de 1 mm de diamètre. Les métriques internes correspondent à l’anneau entre les cercles centraux de 1 mm et de 3 mm de diamètre. Les mesures complètes correspondent à l’ensemble de la zone dans les limites de la carte. L’anneau interne est divisé en champs: supérieur, temporel, inférieur et nasal; la carte de l’œil gauche change les positions des champs temporel et nasal. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : Carte de densité d’angiographie par tomographie par cohérence optique de 3 x 3 mm du plexus capillaire maculaire superficiel. Le dispositif utilise la représentation des vaisseaux rétiniens pour mesurer la densité de longueur des vaisseaux en mm-1 et la densité de perfusion en %. La densité de longueur des navires correspond à la somme de la longueur des navires circulant dans les limites de la carte; la densité de perfusion correspond à la zone de pourcentage de la macula avec circulation. Les vaisseaux plus larges correspondent aux artérioles et aux veinules, qui sont plus grandes que les capillaires et ont une contribution plus élevée à la densité de perfusion. Les lignes magenta verticales et horizontales sont des références du scan utilisé pour centrer la carte. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : Cartes de densité de longueur de navire. L’appareil OCT décrit la zone avec la circulation (image en haut à gauche), la structure rétinienne (image en bas à gauche), la surface rétinienne (image en haut à droite) et génère automatiquement les mesures (image en bas à droite). Cartes de (A) un individu en bonne santé et (B) un patient diabétique sans rétinopathie. Les vaisseaux au niveau du plexus capillaire superficiel sont représentés en blanc dans les images en haut à gauche; il y a un plus grand nombre de vaisseaux dans A que dans B, une différence qui est confirmée comme une réduction de toutes les densités, en particulier de la densité centrale. Interna = densité interne; completa = pleine densité. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : Carte de densité de la longueur des vaisseaux chez un patient diabétique sans rétinopathie, analysée par champ. L’image en haut à gauche décrit la zone de circulation; l’image en bas à gauche montre la structure rétinienne; l’image en haut à droite montre la surface rétinienne; l’image en bas à droite montre les métriques générées automatiquement. La figure correspond à l’œil gauche et montre les mesures automatiques pour les champs supérieurs, temporaux, inférieurs et nasaux de la densité interne dans l’image en haut à gauche. Abréviations : S = supérieur ; T = temporel; I = inférieur; N = nasal. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : Comparaison des coefficients de détermination entre les densités des vaisseaux centraux (mm-1) et de perfusion (%) dans les trois groupes. Il y a peu de capillaires dans la région centrale et presque aucun vaisseau plus grand que les capillaires, ce qui explique les légères différences entre les groupes. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 6
Figure 6 : Comparaison des coefficients de détermination entre les densités des vaisseaux internes (mm-1) et de perfusion (%) dans les trois groupes. La contribution des vaisseaux plus grands que les capillaires à la densité de perfusion était plus faible chez les patients souffrant d’hypertension artérielle et n’a pas changé chez les patients diabétiques, par rapport aux sujets sains. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 7
Figure 7 : Comparaison du coefficient de détermination entre les densités de vaisseaux (mm-1) et de perfusion (%) par champ, dans le groupe 3. La contribution des vaisseaux plus gros que les capillaires était plus importante dans le champ temporel, qui était de 20 points de pourcentage plus élevée que celle du champ nasal. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Variable Groupe 1 (n= 45) Groupe 2 (n=18) Groupe 3 (n= 36) p*
Âge 57.16±1.01 55,89±1,82 55.33±1.16 0.495
Densité du récipient central (mm-1) 8,86±0,44 8,12±0,79 8,66±0,59 0.713
Densité interne du récipient (mm-1) 21.14±0.29 19,84±0,91 20,52±0,27 0.116
Densité supérieure du récipient (mm-1) 20 h 98±0,35 20,33±0,82 20,27±0,34 0.392
Densité inférieure du récipient (mm-1) 21.18±0.32 19 h 31±1,17 20,64±0,31 0.057
Densité des vaisseaux temporels (mm-1) 21.06±0.31 19,95±0,91 20 h 50±0,30 0.229
Densité des vaisseaux nasaux (mm-1) 21 h 36±0 h 30 19,72±0,99 20,69±0,36 0.076
Densité de perfusion centrale (%) 15,74±0,77 14 h 54±1 h 40 15.13±1.02 0.734
Densité de perfusion interne (%) 39.12±0.48 38,85±1,58 37,95±0,49 0.108
Densité de perfusion supérieure (%) 38,54±0,62 37,72±1,40 37,59±0,58 0.578
Densité de perfusion inférieure (%) 39,38±0,56 35,57±2,11 37,95±0,57 0.026
Densité de perfusion temporale (%) 39,05±0,61 37,99±1,36 38.19±0.61 0.561
Densité de perfusion nasale (%) 39,53±0,55 35,99±1,96 38,10±0,77 0.049

Tableau 1 : Comparaison de la distribution des variables par groupe (moyenne ± erreur-type). *Analyse unidirectionnelle de la variance.

Vidéo 1 : Calcul et comparaison des coefficients de détermination entre les variables, à l’aide d’une feuille de calcul. Veuillez cliquer ici pour télécharger cette vidéo.

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Discussion

La contribution des vaisseaux plus gros que les capillaires aux changements de densité de perfusion dans les maladies vasculaires rétiniennes avant le développement de la rétinopathie. Il a diminué dans la région interne des patients atteints d’hypertension artérielle et a varié d’un domaine à l’autre chez les patients diabétiques. Il existe des méthodes directes pour mesurer la réactivité vasculaire dans la rétine, qui dépendent de l’exposition à un stimulus14,15. La mesure proposée dans le présent document utilise deux mesures, générées automatiquement par les dispositifs OCTA, pour estimer la contribution des vaisseaux plus grands que les capillaires au pourcentage de la zone évaluée avec circulation.

L’étape critique de la méthode consiste à obtenir des mesures adéquates des densités de vaisseaux et de perfusion dans la carte de 3 x 3 mm. Les images dont la force du signal est > 7 et sans artefacts produisent des nombres fiables à utiliser dans un nuage de points. Bien qu’il existe des protocoles pour corriger les erreurs de segmentation dans les mesures OCTA16, cette étude n’a fonctionné qu’avec des images de haute qualité, sans artefacts ni erreurs de mesure. Le coefficient de détermination est calculé à l’aide d’une feuille de calcul habituelle ou de tout autre progiciel statistique; la contribution des vaisseaux plus grands que les capillaires ne nécessite qu’une soustraction et une conversion en pourcentage d’expression.

Une limite de la technique est qu’elle n’évalue actuellement que des échantillons car elle nécessite plusieurs sujets pour évaluer la dispersion des changements dans la variable de résultat. D’autres études devraient porter sur les points de coupure qui permettent l’utilisation de l’information chez un patient ou un œil individuel. L’importance des résultats de cette méthode est qu’elle peut être utile pour détecter les grappes de population présentant une altération particulière de la circulation rétinienne, qui peut ensuite être évaluée avec des méthodes directes, plus coûteuses ou invasives.

La variation de la contribution en pourcentage des vaisseaux plus grands que les capillaires peut refléter un événement compensatoire lorsqu’une diminution des capillaires perméables induit une dilatation artériolaire. Il a été rapporté que les capillaires se dilatent de 1 % et les artérioles jusqu’à 6 % en réponse à la stimulation par la lumière scintillante17. Cependant, les patients souffrant d’hypertension artérielle peuvent ne pas présenter la même dilatation en raison de l’augmentation de la constriction artériolaire, ce qui pourrait expliquer la réduction de la contribution des vaisseaux plus grands que les capillaires à la densité de perfusion, qui a été trouvée dans ce groupe.

Les changements compensatoires dans les vaisseaux plus gros que les capillaires n’ont pas reçu la même attention que la densité capillaire dans les maladies vasculaires rétiniennes. Cependant, ils peuvent présenter une condition où la réduction de la densité capillaire est critique et où l’hypoxie locale nécessite une autre source de flux sanguin. Les données sont insuffisantes pour définir si ce résultat peut se produire simultanément à la perte du couplage neurovasculaire, rapporté tôt chez les patients diabétiques sans rétinopathie18.

Les changements trouvés dans cette étude peuvent ne pas s’appliquer à tous les patients souffrant d’hypertension artérielle ou de diabète. Bien que l’estimation proposée soit indirecte, elle a révélé des différences qui valent la peine d’être comparées aux méthodes directes et qui montrent la composition de la circulation parafovéale à un moment donné. L’application potentielle de cette mesure est l’identification future de valeurs seuils de décrochage capillaire qui induisent une dilatation artériolaire à différents stades des maladies vasculaires rétiniennes. Ces seuils n’ont pas été rapportés et pourraient être utiles comme biomarqueurs de la progression de la maladie et des réponses aux traitements.

En conclusion, une méthode est proposée pour évaluer la contribution des vaisseaux plus grands que les capillaires, qui ne nécessite que les mesures habituelles que les dispositifs OCTA produisent et qui peuvent passer inaperçues avec les métriques automatiques. Les changements observés chez les personnes atteintes de maladies vasculaires avant l’apparition de la rétinopathie suggèrent une vasodilatation réactive, ce qui peut être utile pour évaluer les interventions thérapeutiques sans utiliser d’autres équipements.

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Disclosures

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.

Acknowledgments

Les auteurs tiennent à remercier Zeiss Mexico pour le soutien sans restriction apporté à l’utilisation du Cirrus 6000 avec l’équipement AngioPlex.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Cirrus 6000 with Angioplex Carl Zeiss Meditec Inc., Dublin CA N/A 3 x 3 vessel and perfusion density maps
Excel Microsoft N/A spreadsheet
Personal computer Generic N/A for running the calculations on the spreadsheet

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References

  1. Ong, J. X., Fawzi, A. A. Perspectives on diabetic retinopathy from advanced retinal vascular imaging. Eye. , (2022).
  2. Tan, A. C. S., et al. An overview of the clinical applications of optical coherence tomography angiography. Eye. 32 (2), 262-286 (2018).
  3. Elnahry, A. G., Ramsey, D. J. Optical coherence tomography angiography imaging of the retinal microvasculature is unimpeded by macula xanthophyll pigment. Clinical and Experimental Ophthalmology. 48 (7), 1012-1014 (2020).
  4. Elnahry, A. G., Ramsey, D. J. Automated image alignment for comparing microvascular changes detected by fluorescein angiography and optical coherence tomography angiography in diabetic retinopathy. Seminars in Ophthalmology. 36 (8), 757-764 (2021).
  5. Rosenfeld, P. J., et al. Zeiss AngioPlex spectral domain optical coherence tomography angiography: technical aspects. Developments in Ophthalmology. 56, 18-29 (2016).
  6. Nesper, P. L., et al. Hemodynamic response of the three macular capillary plexuses in dark adaptation and flicker stimulation using optical coherence tomography angiography. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 60 (2), 694-703 (2019).
  7. Zhang, Y. S., Lee, H. E., Kwan, C. C., Schwartz, G. W., Fawzi, A. A. Caffeine delays retinal neurovascular coupling during dark to light adaptation in healthy eyes revealed by optical coherence tomography angiography. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 61 (4), 37 (2020).
  8. Barraso, M., et al. Optical coherence tomography angiography in type 1 diabetes mellitus. Report 1: Diabetic Retinopathy. Translational Vision Science and Technology. 9, 34 (2020).
  9. Xu, Q., Sun, H., Huang, X., Qu, Y. Retinal microvascular metrics in untreated essential hypertensives using optical coherence tomography angiography. Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 259 (2), 395-403 (2021).
  10. Yeh, R. Y., Nischal, K. K., LeDuc, P., Cagan, J. Written in blood: applying grammars to retinal vasculatures. Translational Vision Science & Technology. 9, 36 (2020).
  11. Corvi, F., Sadda, S. R., Staurenghi, G., Pellegrini, M. Thresholding strategies to measure vessel density by optical coherence tomography angiography. Canadian Journal of Ophthalmology. 55 (4), 317-322 (2020).
  12. Pathak, P., Panday, S. B., Ahn, J. Artificial neural network model effectively estimates muscle and fat mass using simple demographic and anthropometric measures. Clinical Nutrition. 41 (1), 144-152 (2022).
  13. OFee, K., Deych, E., Ciani, O., Brown, D. L. Assessment of nonfatal myocardial infarction as a surrogate for all-cause and cardiovascular mortality in treatment or prevention of coronary artery disease: a meta-analysis of randomized clinical trials. JAMA Internal Medicine. 181 (12), 1575-1587 (2021).
  14. Kushner-Lenhoff, S., Ashimatey, B. S., Kashani, A. H. Retinal vascular reactivity as assessed by optical coherence tomography angiography. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (157), e60948 (2020).
  15. Sousa, D. C., et al. A protocol to evaluate retinal vascular response using optical coherence tomography angiography. Frontiers in Neuroscience. 13, 566 (2019).
  16. Falavarjani, K. G., et al. Effect of segmentation error correction on optical coherence tomography angiography measurements in healthy subjects and diabetic macular oedema. British Journal of Ophthalmology. 104 (2), 162-166 (2020).
  17. Warner, R. L., et al. Full-field flicker evoked changes in parafoveal retinal blood flow. Scientific Reports. 10 (1), 16051 (2020).
  18. Zhang, Y. S., et al. Reversed neurovascular coupling on optical coherence tomography is the earliest detectable abnormality before clinical diabetic retinopathy. Journal of Clinical Medicine. 9 (11), 3523 (2020).

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Médecine numéro 180
Évaluation de la contribution capillaire et d’autres vaisseaux à la densité de perfusion maculaire mesurée par angiographie par tomographie par cohérence optique
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Macouzet-Romero, F. J.,… More

Macouzet-Romero, F. J., Ochoa-Máynez, G. A., Pérez-García, O., Pérez-Aragón, B. J., Lima-Gómez, V. Evaluation of Capillary and Other Vessel Contribution to Macular Perfusion Density Measured with Optical Coherence Tomography Angiography. J. Vis. Exp. (180), e63033, doi:10.3791/63033 (2022).

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