Kvantitativ Fundus Autofluorescens for Vurdering af retinale sygdomme

Summary

The retinal pigment epithelium (RPE) supports the sensory retina through recycling visual cycle byproducts, which accumulate as lipofuscin. These products are autofluorescent and can be qualitatively imaged in vivo. Here, we describe a method to quantitatively image RPE lipofuscin using confocal scanning laser ophthalmoscopy.

Abstract

The retinal pigment epithelium (RPE) is juxtaposed to the overlying sensory retina, and supports the function of the visual system. Among the tasks performed by the RPE are phagocytosis and processing of outer photoreceptor segments through lysosome-derived organelles. These degradation products, stored and referred to as lipofuscin granules, are composed partially of bisretinoids, which have broad fluorescence absorption and emission spectra that can be detected clinically as fundus autofluorescence with confocal scanning laser ophthalmoscopy (cSLO). Lipofuscin accumulation is associated with increasing age, but is also found in various patterns in both acquired and inherited degenerative diseases of the retina. Thus, studying its pattern of accumulation and correlating such patterns with changes in the overlying sensory retina are essential to understanding the pathophysiology and progression of retinal disease. Here, we describe a technique employed by our lab and others that uses cSLO in order to quantify the level of RPE lipofuscin in both healthy and diseased eyes.

Introduction

Det retinale pigment epitel (RPE) støtter funktionen af den sensoriske nethinde gennem talrige processer ^1. Aldersrelateret maculadegeneration (AMD) er den vigtigste årsag til blindhed uhelbredelige i industrialiserede lande og er kendetegnet ved ændringer i RPE, herunder tab af pigment, tab af funktion og atrofi. I AMD og normal aldring, RPE ophobes fluorescerende, lysosomer-afledte organeller der indeholder fagocyterede fotoreceptor fragmenter, benævnt lipofuscin granulat. Ophobningen af RPE lipofuscin er blevet anset for at indikere oxidativ dysfunktion ^1, men nylige undersøgelser har vist, at RPE morfologi forbliver normalt i alderen øjne med høj lipofuscin niveau ^2. Men unormale mønstre af lipofuscin distribution, navnlig tab af lipofuscin, er dokumenteret markører for AMD og AMD progression, både histologisk og klinisk ^3,4

Defekte processing af RPE lipofuscin har også vist sig at forekomme i visse arvelige retinale degenereringer. Patienter, der lider Stargardt sygdom (STGD) akkumulerer lipofuscin i RPE i en ung alder, i sidste ende udvikle synstab svarende til den, set i AMD ^fem. Disse resultater antydede, at lipofuscin ophobning selv kan være giftige og køre RPE dysfunktion ^6,7. Men en detaljeret imaging undersøgelse af emner med STGD over tid ikke bekræfte, at omdrejningspunktet lipofuscin ophobning førte til efterfølgende RPE tab ^8. Så selv lipofuscin abnormiteter er markører for retinale degenereringer, en rolle for direkte toksicitet lipofuscin forbliver udokumenterede.

RPE er den mest posteriore cellelag af nethinden, men genererer størstedelen af ​​fluorescerende signal fra den okulære fundus. Generering og detektion af autofluorescens (AF) afledt af RPE kan udføres under anvendelse af konfokal scanning laser oftalmoskopi (cSLO), som giver mulighed for VIsualization af den rumlige fordeling af fundus AF. Visse retinale degenereringer demonstrere karakteristiske mønstre af fundus AF og AF-billeddiagnostiske hjælpemidler i diagnose og overvågning af disse betingelser. Selvom standard AF-billedbehandling er klinisk vigtig, har kvantitativ AF (QAF) blive et vigtigt middel til at vurdere RPE sundhed. Vi og andre har udviklet en standardiseret tilgang, der pålideligt kan bestemme QAF niveauer på bestemte retinale steder ^9. QAF har potentielle anvendelser i diagnose og overvågning af retinale forhold, og kan også have nytte i prognosen og risiko lagdeling. Desuden har de diagnostiske evner QAF også blevet beskrevet for visse sygdomme i retina ^10-12. Her giver vi trinvise oplysninger om udførelse af vores teknik ledsaget af en visuel demonstration af dens anvendelse i evalueringen af ​​raske og syge øjne.

Protocol

Etik Statement: Alle patienter indskrevet i disse undersøgelser blev gjort i overensstemmelse med godkendte institutionelle Review Board tilsyn ved New York University School of Medicine. 1. Patient Valg og Initial Forberedelse til Imaging Bemærk: Følgende materialer er påkrævet: 0,5% tropicamid oftalmisk opløsning, 2,5% phenylephrin øjendråber, cSLO udstyret med spektral domæne optisk kohærens tomografi (SD-OLT) og intern fluorescens reference. <…

Representative Results

Denne teknik blev anvendt til at undersøge QAF hos både raske 13 og sygdomstilstande 10-12. I sunde øjne (figur 1), er AF udsendes fra RPE fordelt relativt ensartet gennem fundus (figur 1A). Reduceret intensitet ses i den centrale makulært regionen på grund af blokering af lys ved makulært pigment, og ved siderne og hjørner af billedet på grund af optikken i øjet og kamera. Fartøjer mørke og bør være i klart fokus i god…

Discussion

Unormal RPE lipofuscin distribution, uanset om steget eller faldet, er en følsom markør for retinal sygdom og er generelt forbundet med tab af sensorisk nethinde funktion. Her beskriver vi anvendelse af QAF til evaluering af RPE lipofuscin. Inkorporering af en intern fluorescerende henvisning til at korrigere for variabel laser magt og detektor følsomhed ⁹ sammen vores standardiserede imaging teknik tillader pålidelig kvantificering af AF-niveauer. Det er vores mål, at denne metode vil hjælpe ved diagno…

Materials

Spectralis HRA + OCT	Heidelberg Engineering	n/a
0.5% tropicamide ophthalmic solution	n/a	n/a	Any brand can be used
2.5% phenylephrine ophthalmic solution	n/a	n/a	Any brand can be used
Internal fluorescent reference	Heidelberg Engineering	n/a
IGOR Pro software	WaveMetrics	n/a