Avaliação da Contribuição Capilar e Outras Embarcações para Densidade de Perfusão Macular Medida com Angiografia de Coerência Óptica

Summary

Descrevemos a avaliação de um coeficiente de determinação entre a densidade de perfusão do plexo capilar superficial parafoveal para identificar a contribuição de embarcações maiores que capilares à densidade de perfusão.

Abstract

A circulação parafoveal do plexo capilar superficial da retina é geralmente medida com densidade de vasos, que determina o comprimento dos capilares com circulação, e a densidade de perfusão, que calcula o percentual da área avaliada que tem circulação. A densidade de perfusão também considera a circulação de navios maiores que os capilares, embora a contribuição desses navios para o primeiro não seja normalmente avaliada. Como ambas as medidas são geradas automaticamente por dispositivos de angiografia de coerência óptica, este artigo propõe um método para estimar a contribuição de vasos maiores que os capilares, utilizando um coeficiente de determinação entre as densidades de vaso e perfusão. Este método pode revelar uma mudança na proporção de densidade de perfusão de vasos maiores que capilares, mesmo quando os valores médios não diferem. Essa mudança pode refletir a vasodilatação arterial compensatória como resposta ao abandono capilar nos estágios iniciais das doenças vasculares da retina antes da retinopatia clínica aparecer. O método proposto permitiria a estimativa das mudanças na composição da densidade de perfusão sem a necessidade de outros dispositivos.

Introduction

A circulação da retina é a combinação de fluxo arteriolar, capilar e venular, cuja contribuição pode variar para atender às necessidades de oxigênio das diferentes camadas de retina. Essa circulação não depende da regulação do sistema nervoso autônomo e tem sido tradicionalmente avaliada com angiografia fluoresceína, método invasivo que utiliza contraste intravenoso para delinear vasos da retina. Fotografias sequenciais permitem a avaliação de circulação arterial, arteriolar, veular e venosa, bem como locais de danos capilares em doenças vasculares da ^retina1.

Um método atual para medir a circulação macular é a angiografia da tomografia de coerência óptica (OCTA), que usa interferometria para obter imagens da retina e pode delinear capilares e vasos de retina ^maiores2. Ao contrário da angiografia fluoresceína, a imagem OCTA não é influenciada pela sombra do pigmento xanthophyll macular, permitindo imagens superiores de capilares ^maculares3. Outras vantagens do OCTA sobre a angiografia fluoresceína são sua invasividade e maior ^resolução4.

Os dispositivos OCTA medem o plexo capilar superficial no parafovea em um mapa de 3 x 3 mm, concêntrico ao centro foveal (Figura 1). O equipamento mede automaticamente a densidade de comprimento do vaso (o comprimento dos capilares com circulação na área medida) e a densidade de perfusão (percentual da área medida com circulação), o que inclui o de embarcações maiores que os capilares (Figura 2)⁵. A densidade dos vasos tem uma contribuição substancial para a densidade de perfusão em condições fisiológicas. Alguns dispositivos medem a densidade do vaso como uma “densidade vascular esqueletoizada” e densidade de perfusão como “densidade vaso/vascular”. Independentemente do dispositivo, geralmente há uma medição para comprimento (medida em mm/^mm2 ou ^mm-1) e outra para a área com circulação (medida em %), que são geradas automaticamente.

A densidade dos vasos pode mudar em pessoas saudáveis quando expostas à escuridão, luz ^cintilante6 ou bebidas com ^{cafeína7 por} causa do acoplamento neurovascular que redistribui o fluxo sanguíneo entre os plexos capilares superficiais, médios e profundos de acordo com a camada de retina com a maior atividade. Qualquer diminuição na densidade dos vasos causada por essa redistribuição retorna aos valores básicos após o estímulo cessar e não representa perda capilar, uma mudança patológica relatada antes da retinopatia aparecer em doenças vasculares como ^diabetes8 ou hipertensão ^arterial9.

A diminuição dos capilares poderia ser compensada parcialmente pela vasodilatação arteriolar. Medir apenas uma porcentagem ou área perfumada não fornece qualquer percepção sobre se há vasodilatação, que pode aparecer quando os capilares atingem um limiar mínimo. Medir a densidade do vaso não ajudaria a detectar uma área de circulação aumentada resultante da vasodilatação. A contribuição da circulação arteriolar para a densidade de perfusão pode ser estimada indiretamente utilizando um coeficiente de determinação entre densidade do vaso e densidade de perfusão, e definindo o percentual da área com circulação que corresponde a capilares ou outros vasos.

A lógica por trás dessa técnica é que a análise de regressão pode identificar até que ponto as mudanças de um valor numérico independente resultam em mudanças de um valor numérico dependente. Na imagem de vaso macular utilizando OCTA, a circulação capilar é uma variável independente que influencia a área com circulação, pois há poucos vasos maiores na região avaliada. No entanto, o parafovea possui vasos maiores que podem dilatar e alterar o percentual da área com circulação, que não pode ser identificada diretamente pelas métricas octa automatizadas atuais. A vantagem de utilizar um coeficiente de determinação é que ele mede uma relação entre duas métricas existentes para produzir mais duas: o percentual da área com circulação que corresponde a capilares, e o percentual que corresponde a outras embarcações. Ambas as porcentagens podem ser medidas diretamente usando uma contagem de pixels com software de imagem. No entanto, o coeficiente de determinação pode ser calculado para uma amostra com os números que os dispositivos OCTA geram ^{automaticamente10,11}.

Pathak et al. utilizaram um coeficiente de determinação para estimar músculos magros e massa de gordura a partir de medidas demográficas e antropométricas usando uma rede neural artificial. O estudo constatou que seu modelo tinha um valor de ^R2 de 0,92, o que explicava a variabilidade de grande parte de suas variáveis ^{dependentes12}. O’Fee e colegas utilizaram um coeficiente de determinação para descartar o infarto do miocárdio não fatal como substituto para todas as causas e mortalidade cardiovascular porque encontraram um ^R2 de 0,01 a 0,21. Esses resultados mostraram que a variável independente explicou menos de 80% das alterações das variáveis dependentes, definidas como critério de barriga de aluguel (^R2= 0,8)¹³.

O coeficiente de determinação é utilizado para avaliar o efeito de alterações de uma variável, um grupo de variáveis ou um modelo sobre as alterações de uma variável de desfecho. A diferença entre 1 e o valor de ^R2 representa a contribuição de outras variáveis para as mudanças da variável desfecho. É incomum atribuir a diferença a uma única variável, pois geralmente há mais de dois contribuindo para o resultado. No entanto, a proporção da área macular que tem circulação só pode se originar da área coberta por capilares e daquela coberta por vasos maiores, à medida que vasos maiores dilatam mais do que os capilares. Além disso, a vasodilatação reativa é considerada provavelmente originária das artérias da retina, pois uma redução da circulação capilar poderia diminuir a oferta de oxigênio.

Apenas duas fontes contribuem para uma porcentagem da área com circulação na mácula: capilares e vasos maiores que eles. O coeficiente de determinação entre a densidade do vaso e a densidade de perfusão determina a contribuição dos capilares para a área com circulação, e as demais alterações (a diferença entre 1 e o valor ^R2 ) representam a contribuição da única outra variável que representa uma área com circulação (aquela dentro de vasos de retina maiores). Este artigo descreve o método de mensução dessa contribuição em pessoas saudáveis (grupo 1) e como muda em pacientes com doenças vasculares da retina: hipertensão arterial sem retinopatia hipertensiva (grupo 2) e diabetes mellitus sem retinopatia diabética (grupo 3).

Protocol

Este protocolo foi aprovado pelo comitê de ética em pesquisa humana da Sala Uno. Consulte o Vídeo 1 para as seções 1 e 2 e a Tabela de Materiais para obter detalhes sobre os equipamentos utilizados neste estudo. 1. Análise de retina no dispositivo OCTA Selecione o menu para análise de retina no dispositivo OCTA. Selecione um mapa de retina de 3 x 3 mm; selecionar superficial se o dispositivo OCTA med…

Representative Results

Houve 45 sujeitos no grupo 1, 18 no grupo 2 e 36 no grupo 3. A Tabela 1 mostra a distribuição da idade e das densidades por grupo; apenas as densidades de vasos e perfusão no grupo 1 foram menores do que no grupo 2. Os coeficientes de determinação das densidades de vasos centrais e de perfusão são mostrados na Figura 5. Não houve diferença significativa entre os grupos. O coeficiente de determinação entre as densidades de vaso interno e…

Discussion

A contribuição de vasos maiores que capilares para a densidade de perfusão altera em doenças vasculares da retina antes do desenvolvimento da retinopatia. Diminuiu na região interna de pacientes com hipertensão arterial e variou entre os campos em pacientes com diabetes. Existem métodos diretos para medir a reatividade vascular na retina, que dependem da exposição a um ^{estímulo14,15}. A medição proposta neste artigo utiliza duas métricas, geradas auto…

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