הערכה של נימי ותרומת כלי שיט אחרים לצפיפות זלוף מקולרית נמדדת עם טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית אנגיוגרפיה

Summary

אנו מתארים את ההערכה של מקדם של קביעה בין כלי וצפיפות זלוף של מקלעת נימי שטחית parafoveal כדי לזהות את תרומתם של כלי גדול יותר נימים לצפיפות זלוף.

Abstract

מחזור parafoveal של מקלעת נימי רשתית שטחית נמדדת בדרך כלל עם צפיפות כלי, אשר קובע את אורך נימים עם מחזור, וצפיפות זלוף, אשר מחשב את האחוז של האזור המוערך שיש לו מחזור. צפיפות זלוף גם רואה את זרימת כלי גדול יותר מאשר נימים, אם כי התרומה של כלי אלה הראשון אינו מוערך בדרך כלל. כמו שתי המדידות נוצרות באופן אוטומטי על ידי התקני אנגיוגרפיה טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית, מאמר זה מציע שיטה להערכת התרומה של כלי גדול יותר נימים באמצעות מקדם של קביעה בין צפיפות כלי ו זלוף. שיטה זו יכולה לחשוף שינוי בחלק היחסי של צפיפות זלוף מכלים גדולים יותר נימים, גם כאשר הערכים הממוצעים אינם שונים. שינוי זה יכול לשקף vasodilatation עורקי מפצה כתגובה לנשירה נימית בשלבים הראשוניים של מחלות כלי דם ברשתית לפני רטינופתיה קלינית מופיעה. השיטה המוצעת תאפשר הערכה של השינויים בהרכב של צפיפות זלוף ללא צורך במכשירים אחרים.

Introduction

זרימת הדם ברשתית היא שילוב של עורקים, נימים, וזרימה ורידית, שתרומתם יכולה להשתנות כדי לענות על צרכי החמצן של שכבות הרשתית השונות. מחזור זה אינו תלוי בוויסות מערכת העצבים האוטונומית והוערך באופן מסורתי עם אנגיוגרפיה פלואורסצ’ין, שיטה פולשנית המשתמשת בניגוד תוך ורידי כדי לסמן כלי רשתית. תצלומים רציפים מאפשרים הערכה של מחזור עורקים, עורקים, ורידים, כמו גם אתרים של נזק נימי במחלות כלי דם ^{ברשתית1}.

שיטה נוכחית למדידת זרימת הדם המקולרית היא אנגיוגרפיה טומוגרפית קוהרנטיות אופטית (OCTA), המשתמשת באינטרפרומטריה כדי להשיג תמונות רשתית ויכולה לתאר נימים וכלי רשתית גדולים ^יותר2. שלא כמו אנגיוגרפיה פלואורסצ’ין, הדמיית OCTA אינה מושפעת על ידי צל פיגמנט קסנטופיל מקולרי, המאפשר הדמיה מעולה של נימים ^{מקולריים3}. יתרונות אחרים של OCTA על פני אנגיוגרפיה פלואורסצ’ין הם אי הפולשניות שלה ורזולוציה גבוהה ^יותר4.

מכשירי OCTA מודדים את מקלעת הנימים השטחית בפרפובה במפה של 3 x 3 מ”מ, קונצנטרית למרכז הגומה (איור 1). הציוד מודד באופן אוטומטי את צפיפות אורך כלי השיט (אורך הנימים עם מחזור הדם באזור הנמדד) ואת צפיפות הזלוף (אחוז השטח הנמדד במחזור), הכולל את זה של כלי שיט גדולים יותר מהנימים (איור 2)⁵. לצפיפות כלי הדם יש תרומה משמעותית לצפיפות זלוף בתנאים פיזיולוגיים. התקנים מסוימים מודדים את צפיפות כלי הדם כ”צפיפות כלי דם שלד” וצפיפות זלוף כ”צפיפות כלי דם/כלי דם”. ללא קשר להתקן, בדרך כלל יש מדידה לאורך (נמדדת במ”מ/מ^{“מ 2} או מ”^מ-1) ועוד אחת עבור האזור עם זרימת הדם (נמדדת ב%), הנוצרים באופן אוטומטי.

צפיפות כלי הדם יכולה להשתנות אצל אנשים בריאים כאשר הם נחשפים לחשיכה, אור ^הבהוב6 או משקאות המכילים ^קפאין7 בגלל צימוד הנוירווסקולרי המפיץ מחדש את זרימת הדם בין מקלעות נימיות שטחיות, אמצעיות ועמוקות על פי שכבת הרשתית עם הפעילות הגבוהה ביותר. כל ירידה בצפיפות כלי הדם הנגרמת על ידי חלוקה מחדש זו חוזרת לערכים בסיסיים לאחר שהגירוי נפסק ואינו מייצג אובדן נימי, שינוי פתולוגי שדווח לפני רטינופתיה מופיעה במחלות כלי דם כגון ^סוכרת8 או יתר לחץ דם ^עורקי9.

הירידה בנימים יכולה להיות מפוצה חלקית על ידי vasodilatation arteriolar. מדידת אחוז או אזור מזוגג בלבד אינה מספקת כל תובנה אם יש vasodilatation, אשר יכול להופיע כאשר נימים להגיע לסף מינימלי. מדידת צפיפות כלי השיט לא תעזור לזהות אזור מחזור מוגבר הנובע vasodilatation. התרומה של זרימת הדם arteriolar לצפיפות זלוף ניתן להעריך בעקיפין באמצעות מקדם של קביעה בין צפיפות כלי הדם וצפיפות זלוף, ולהגדיר את אחוז האזור עם זרימת הדם המתאים נימים או כלי אחרים.

הרציונל מאחורי טכניקה זו הוא כי ניתוח רגרסיה יכול לזהות את המידה שבה שינויים של ערך מספרי עצמאי לגרום לשינויים של ערך מספרי תלוי. בהדמיית כלי מקולרי באמצעות OCTA, זרימת נימים היא משתנה בלתי תלוי המשפיע על האזור עם זרימת הדם כי יש כמה כלי גדול יותר באזור המוערך. עם זאת, parafovea יש כלי גדול יותר שיכול להרחיב ולשנות את אחוז השטח עם מחזור, אשר לא ניתן לזהות ישירות על ידי מדדי OCTA האוטומטיים הנוכחיים. היתרון של שימוש במקדם קביעה הוא שהוא מודד קשר בין שני מדדים קיימים כדי לייצר שני מדדים נוספים: אחוז השטח עם מחזור המתאים נימים, ואת האחוז המתאים לכלים אחרים. ניתן למדוד את שני האחוזים ישירות באמצעות ספירת פיקסלים עם תוכנת הדמיה. עם זאת, ניתן לחשב את מקדם הקביעה עבור מדגם עם המספרים שמכשירי OCTA מייצרים באופן אוטומטי ^10,11.

Pathak et al. השתמש במקדם של נחישות כדי להעריך שריר רזה ומסת שומן מאמצעים דמוגרפיים ואנתרופומטריים באמצעות רשת עצבית מלאכותית. המחקר שלהם מצא כי המודל שלהם היה ערך ^R2 של 0.92, אשר הסביר את השונות של חלק גדול של המשתנים התלויים ^שלהם12. או’פי ועמיתיו השתמשו במקדם של נחישות כדי לשלול אוטם שריר לב לא קטלני כפונדקאית לכל סיבה ותמותה לב וכלי דם כי הם מצאו ^R2 של 0.01 עד 0.21. תוצאות אלה הראו כי המשתנה הבלתי תלוי הסביר פחות מ -80% מהשינויים של המשתנים התלויים, שנקבעו כקריטריון לפונדקאות (^R2 = 0.8)¹³.

מקדם הקביעה משמש להערכת ההשפעה של שינויים של משתנה, קבוצת משתנים או מודל על פני השינויים של משתנה תוצאה. ההפרש בין 1 לערך ^R2 מייצג את תרומתם של משתנים אחרים לשינויים של משתנה התוצאה. נדיר לייחס את ההפרש למשתנה יחיד מכיוון שבדרך כלל יש יותר משני תורמים לתוצאה. עם זאת, חלקו היחסי של האזור המקולרי שיש לו מחזור יכול לנבוע רק מהאזור המכוסה בנימים וממנו המכוסה על ידי כלי שיט גדולים יותר, שכן כלי שיט גדולים יותר מתרחבים יותר מאשר נימים. יתר על כן, התרחבות כלי דם תגובתי נחשבת ככל הנראה שמקורה בעורקי רשתית, מכיוון שזרימת נימים מופחתת עלולה להקטין את אספקת החמצן.

רק שני מקורות תורמים לאחוז מהשטח עם מחזור הדם במקולה: נימים וכלי דם גדולים מהם. מקדם הקביעה בין צפיפות כלי הדם לצפיפות הזלוף קובע את תרומתם של נימים לאזור עם מחזור הדם, והשינויים הנותרים (ההפרש בין 1 לערך ^R2 ) מייצגים את תרומתו של המשתנה הנוסף היחיד המייצג אזור עם מחזור הדם (זה בתוך כלי רשתית גדולים יותר). מאמר זה מתאר את השיטה למדידת תרומה זו אצל אנשים בריאים (קבוצה 1) וכיצד היא משתנה בחולים עם מחלות כלי דם ברשתית: יתר לחץ דם עורקי ללא רטינופתיה יתר לחץ דם (קבוצה 2) וסוכרת ללא רטינופתיה סוכרתית (קבוצה 3).

Protocol

פרוטוקול זה אושר על ידי ועדת האתיקה של המחקר האנושי של סאלה אונו. ראה וידאו 1 עבור סעיפים 1 ו -2 ואת טבלת החומרים לקבלת פרטים על הציוד המשמש במחקר זה. 1. ניתוח רשתית במכשיר OCTA בחר את התפריט לניתוח רשתית בהתקן OCTA. בחר מפת רשתית 3 x 3 מ”מ; בחר …

Representative Results

היו 45 נבדקים בקבוצה 1, 18 בקבוצה 2, ו -36 בקבוצה 3. טבלה 1 מציגה את התפלגות הגיל והצפיפות לפי קבוצה; רק צפיפות כלי שיט וזלוף בקבוצה 1 הייתה נמוכה יותר מאשר בקבוצה 2. מקדמי הקביעה של צפיפות כלי השיט והזלוף במרכז מוצגים באיור 5. לא היה הבדל משמעותי בין הקבוצות. ?…

Discussion

תרומתם של כלי דם גדולים יותר נימים לשינויים בצפיפות הזלוף במחלות כלי דם ברשתית לפני התפתחות רטינופתיה. זה ירד באזור הפנימי של חולים עם יתר לחץ דם עורקי ומגוון בין תחומים בחולים עם סוכרת. ישנן שיטות ישירות למדידת תגובתיות כלי דם ברשתית, אשר תלויות בחשיפה לגירוי14,15.<sup class="x…

Materials

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