Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 1 2021

Нови технологии в глаукомната диагностика в началото на XXI век

виж като PDF
Текст A
доц. д-р Н. Петкова
Специализирана очна клиника „Пентаграм“, София


Въведение
Глаукомата е очна невропатия, водеща до прогресивна загуба на ретинноганглийни клетки (РГК) и необратима слепота, ако не се открие рано и остане нелекувана. В последното десетилетие нови технологии помогнаха за по-добро разбиране на структурните и функционални взаимоотношения при глаукома и за въвеждане на нови стандарти за глаукомна грижа[1-3]. Установено е, че функционалните глаукомни увреждания се долавят по-късно след загиване на 40% от ретинно-ганглийните клетки (РГК)[1,5].

Възможността за ранно откриване на структурни промени преди проява на функционални глаукомни увреждания спомага за навременно и адекватно лечение, запазване на зрението и е предизвикателство за офталмолози и учени в продължение на десетилетия.

Цел на този обзор е да опише съвременния технологичен напредък и нови тенденции за развитие на диагностичните методи при първичната откритоъгълна глаукома (ПОЪГ).

Такива методи при глаукома са:

  • Образна диагностика. В последните 15 години тя се усъвършенства и се превърна в един от най-важните методи за откриване на ранни структурни промени в предната част на зрителния нерв (глава на зрителния нерв – ГЗН), на ретинния неврофибрилерен слой (РНФС) и вътрешните макулни слоеве (ганглийно-клетъчния комплекс – ГКК)[1,2].

Най-широко употребявани образни методи са:

  • Скениращата лазерна томография (Scanning Laser Tomography – SLT), извършваща се с Heidelberg Retina Tomograph (HRT). Въведена в края на миналия век, тя представя профила и измерва триизмерно ГЗН и заобикалящата я тъкан. В края на 2005 г. е въведена трета генерация модел: HRT3, при която с инкорпорирана по-качествена образна контролна система, се подобрява образът и анализира за първи път структурната прогресия на глаукомните увреждания чрез включване на два алгоритъма Topographic Change Analysis (TCA) и Trend анализ. Изследването показва анализ на диска на ГЗН, РНФС и очната асиметрия. HRT е първата образно-диагностична технология със способност да представя серия от образи и анализира прогресията на уврежданията[2,3].

Фигура 1:
PS-OCT (SD-ОСT)

Фигура 2
PS-ОСТ на ГЗН

Оптична кохерентна томография (Оptical coherence tomography – OCT), базирана на интерферо-метрията е метод на образната диагностика за измерване и класифициране на прогресията в глаукомните промени в задния очен сегмент (PS-OCT): дебелината на РНФС, ГЗН и ГКК, като се използват горепосочените параметри и анализи. Най-използван ОСТ метод е Spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT) (Фиг. 1, 2) въведена през 2005 г.[4-6]. Fourier domain (FD)-OCT също е по-нова технология, даваща възможност за стократно умножаване на А скановете в сравнение с по-старите Stratus-OCT методи.

Фигура 3 (а)
САП. Humphrey периметър

Фигура 3 (б) 

24-2 SITA дефект

Фигура 4
iCare tonometer

Стана възможно отдиференциране на промени в различните ретинни слоеве и проследяване на прогресията при глаукома[2,3]. С SD-OCT и FD-OCT се получават още по-прецизни изображения, измерват се нови параметри като ГКК и дебелината на фоторецепторния слой, като мненията относно кой метод е с повече предимствата се разминават. Доказа се, че дебелината на макулния ГКК може да се използва като биомаркер за ранно откриване на глаукома[7,8]. Поради високата гъстота на РГК в макулата (около 50% от РГК на цялата ретина) измерването на макулния ГКК е от полза при глаукомната диагностика, за разлика от външната ретина, която се считаше, че не е засегната. Но неочаквано N Fan et al.[5] показват, че външният зърнест слой е по-дебел при умерена глаукома от нормалните очи. Това откритие предполага, че глаукомното увреждане може да засегне със структурни промени и фоторецепторните клетки. При очна хипертензия не е открита подобна разлика[4].

Възможността чрез ОСТ да се открият промени в различни ретинни слоеве е революция в офталмологията. Демонстрирано е че параметрите за дебелината на РНФС и ГКК имат подобни диагностични възможности, но мненията дали препериметрични глаукомни увреждания се демонстрират по-добре от промени в РНФС, ГЗН или макулни параметри са противоречиви[7,8]. При висока миопия диагнозата се затруднява поради възможност за подобни на глаукома структурни и функционални дефекти. SD-OCT e показала голяма чувствителност при глаукомни скрининг тестове на рискови групи, но не и при скрининг на общото население[9]. ОСТ ангиографията е относително ново постижение в ранната глаукомна диагностика[10]. При нея бързо, многократно се сканира една тъканна зона и анализират промените в тъканите, наличните съдове и количеството кръвен ток. Има ранни наблюдения, че намалението на очния кръвен ток е предсказание за изтъняване на РНФС и може да бъде свързано със степента на засягане на съответни области в ЗП. Необходимо е мониториране и сравнение със стереофотографии.

Мултифотонната микроскопия е нова възможност за очна образна диагностика. С ретинно и трансретинно изобразяване става възможно да се визуализират колагенни фибри от трабекуларната мрежа (ТМ ex vivo), което ще обогати възможностите за диагностика[11].

AS-OCT образното представяне чрез ОСТ на предния очен сегмент допълва представата за отвореност на камерния ъгъл (КЪ) и за други анатомични и патологични предпо­ставки за повишение на ВОН, с много добра възможност за документация на промените, което е предимство пред стария класически метод с ползване на гониоскоп – гониоскопия. Въпреки това гониоскопията е златен стандарт за измерване на широчината на КЪ, с предимства за по-добра преценка при наличие на пигментация, неоваскуларизация и синехии.

Стереофотография на ДЗН
В тридименсионален вид тя замени старите фотографски методи, използва се често и е с високо ниво на репродуктивност на резултатите. Диагностичната ù стойност е доказана, но липсват автоматични и определящи прогресията алгоритми[2,6]. „Стереоскопични камери без мидриаза“ се оказаха особено полезни за ранна диагноза на заболяването и проследяването му чрез самоизследване с дигитални фундусови образи[12]. Следенето на съпоставими белези като ДЗН и кръвоносни съдове дава полезна информация за прогресия на увреждането. Възможностите за документиране и нагледно проследяване на глаукомните промени ù дава предимства пред офталмоскопията, която продължава да е най-разпространеният бърз и лесен начин за описателна оценка на промените в ДЗН и Е.

Стандартна автоматична периметрия (САП)
САП е златен стандарт за откриване на функционални глаукомни увреждания в ЗП. Представлява статична прагова компютърна периметрия, провеждаща се с бял тест обект на бял фон с различни прагови алгоритми за различните периметри (SITA – при Humphrey, Dynamic – при Octopus периметъра)[1,2,6], обхващаща централното зрително поле (до 25-300 от центъра) където локализацията на РГК е най-голяма. Най-използвани в Европа, включително и у нас, са „Humphrey” и „ Octopus” периметрите. В резултат от изследването се получават карти с числово представяне на прага на светлоразличителната чувствителност с графично представяне на резултатите в сива и цветна скала, цифрова цялостна карта на отклоненията спрямо възрастта и др. (Фиг. 3). Нови прагови стратегии спомогнаха да се намали времето за изследване на ЗП, без съществена загуба на точност. От значение е както базовата информация с показатели класифициращи степента на промените в ЗП (като „нормално“, „с гранични стойности“, „извън нормални граници“) така и представянето на прогресията чрез въведени алгоритми и анализи. Предизвикателство е не само да откриваме, но и да мониторираме промените.

Нестандартни периметрични методи използвани за по-ранно откриване на функционални промени от САП чрез изследване на други ретинни пътища (Удвояваща честотата технология, Frequency Doubling Technology – FDT), изследваща функцията на магноцелуларния ретинен път (Късовълнова автоматична периметрия, Short Wave Automated Perimetry – SWAP), изследваща ретинния кониоцелуларен път, със син тест – обект на жълт фон и Електрофизиологичната (ЕЕГ) периметрия, изследваща ЗП чрез зрителни евокирани потенциали (VEP) са с данни за предимства пред САП засега само при FDT[1,13,14].
Техническият напредък позволи с помощта на таблет, портативни компютри и др., да се изследва и проследява ЗП с надпрагови стратегии за бързи тестове (около 4 min) като част от домашни собствени или мониториращи програми[6,15].

Тонометрия
Сред рисковите фактори за глаукома ВОН е основен рисков фактор и е единственият, който може да се промени с лечение. Но болестта се развива и при нормално ВОН, което затруднява диагнозата.

Апланационна тонометрия по Goldmann (Goldmann Aplanation Tono­metry – GAT) e най-разпространената тонометрия, приета за златен стандарт[1]. Базирана на закона на Imbert-Fick, измерващ силата за предизвикване на определена площ корнеална апланация, методът притежава и известни неточности: различна резистентност спрямо деформиращата корнеята сила поради индивидуални различия в централната корнеална дебелина (ЦКД), влияния на корнеалната ригидност, очен хистерезис и слъзен филм[16]. По-съвременен вариант е GAT с дигитално устройство (AT900D) (Haag Streit Int. Switzerland).

Безконтактните тонометри, измерващи силата, причиняваща определена корнеална апланация от въздушен импулс, без контакт с роговицата, въпреки известни различия от стойностите на GAT и високата им цена, поради лесно приложение се употребяват много често. При условия на опасност за пренасяне на зараза от конюнктивата, особено при епидемии и пандемии, употребата им става много актуална!

Рекуширащите тонометри (Re­bo­und Tonometers – RT), какъвто е iCare home tonometer (Helsenki, Finland) (Фиг. 4) за домашно самоизследване стана особено популярен метод.

Данните му са съпоставими с GAT с леки отклонения[17,18].

Очни сензори, свързани с безжични устройства за обмяна на информация са обещаващи средства за продължително денонощно мониториране на ВОН. Те могат да бъдат вградени в силиконова контактна леща (Sensimed Triggerfish contact lense sensor) (Ag, Lausanne, Switzerland) или чрез вътреочна версия да се имплантират при катарактална хирургия (пред лещата) или при глаукомна хирургия (супрахориоидално или еписклерално)[19]. Информацията се предава на лекаря за консултация.

Пахиметрия
Изследването на ЦКД е важен метод за преценка на риска от глаукома и индивидуална преценка на стойностите на ВОН. Пахиметрията може да се изследва отделно с различни пахиметри или е заложена в по-нови модели на тонометри, които могат да представят стойността на ВОН, преизчислено спрямо ЦКД бързо и лесно, като например: Tonocare noncontact tonometr (Keeler, UK; USA), с възможност и за изследване на ВОН, самоизследване и скрининг.

Нито един от изброените методи самостоятелно приложен не е достатъчно информативен за сигурно поставяне на ранна глаукомна диагноза. Необходимо е комплексното им приложение и проследяване на прогресията при откриване на съмнителни промени. Изследващият трябва да притежава много познания за анатомични разлики в ретината, ДЗН, КЪ, артефакти в изобразяването, софтуерни грешки и особености при някои състояния, особено при висока миопия. Колкото по-рано искаме да открием глаукомата толкова повече неточности можем да допуснем. Лечението можем да започнем едва когато сме сигурни в диагнозата. Оттам започва един дълъг път от лекар и пациент на контрол и грижи в името на предотвратяване на слепотата от глаукома.

Телеглаукома
Представлява телемедицина при глаукома. Това понятие се отнася до медицинска практика от разстояние чрез обмяна на медицинска информация между пациент и лекар чрез електронна комуникация и включва нови технологии за изследване и проследяване на болестта чрез употреба на безжична инфраструктура на смартфон, iPad или други безжични платформи.

Прецизното телеглаукомно изследване включва гореизброените диагностични методи, за всеки от които има споменати възможности за бързо и лесно изследване от самия болен или чрез съществуващи вече виртуални клиники. С очакваното поевтиняване и усъвършенстване на новите диагностичните технологии, за което допринася и използването на изкуствен интелект, предстои телеглаукомата да се развива все повече като евтин и бърз начин за диагностициране, лечение и проследяване на болестта. Тя е особено актуална при отдалеченост на големи разстояния, възрастни или служебно ангажирани пациенти, а също и при епидемии и пандемии, като настоящата от COVID-19, които ограничават възможностите за реални прегледи при лекар[20,21].

Изкуствен интелект
Изкуственият интелект (Artificial Intellect – AI) представлява стимулиране на човешки интелект чрез компютърни системи като комбинира голямо количество данни с интелигентни алгоритми[6]. Такива са развити за скрининг тестове, превенция и лечение, съставяне на документация и ръководства. AI стратегии в областта на глаукомата, особено за изследване на ЗН, вече са реалност. Очаква в бъдеще да нарасне възможността за една скринингова визита да бъде оптимизирана максимално диагностична възможност на ниска цена. В областта на офталмологията все повече ще се разчита чрез интернет и иновативни технологии да се натрупат „големи данни“ (Big Data) и опирайки се на тях да се идентифицират предпоставки за бъдещи рискове за зрителна загуба, ранна диагноза и по-успешно лечение[20-22].

Заключение
Усъвършенстването на стандартните диагностични методи и въвеждането на нови диагностични технологии в началото на XXI век, значително подобри възможностите за ранна диагноза и проследяване на прогресията на глаукомните увреждания, за по-успешно лечение на глаукомата и предотвратяване на слепотата от нея. Те се определят като крайъгълен камък за напредък в глаукомната терапия. 

книгопис:
Тerminology and Guidelines for Glaucoma.4thEdition. European Glaucoma Society, 2014, PubliComm.
M. Pache,J. Funk. New diagnostic tools in the diagnosis of glaucoma.Klinische Monatsblätter für Augenheilkunde.2006 223(6):503-508.
Flangen J. New technologies in the diagnosis and management of Glaucoma.Revew Optometry.Sept.2009.
Leung SK,Yu M,Weinreb RN et al. Retinal nerve fibre layer imaging with spectral-domainoptical coherence tomography patterns of retinal nerve fiber layer progression. Ophthalmology, 2012;119(9);1858-663.
Pilar Cifuentes-Canorea,Jorge Ruiz-Medrano,Rosa Gutierrez-Bone et al.Analysis of inner and outer retinal layers using spectral domain optical coherence tomography automated segmentation software in ocular hypertensive and glaucoma patients.April 19, 2018,https://doi.org/10.1371/journal.pone.0196112.
Rodriguez U I, Azura –Blanco A. New technologies for glaucoma Detection.The Asia Passific J Ophthalmo.2018. V.7,6,394-404
Sung KR, Wollstein G,Kim NR et al. Macular assessment using OCT for glaucoma diagnosis. Br J Ophthalmol. 2012; 96:1452–5.
Kotowski J, Folio LS, Wollstein G et al. Macular ganglion cell imaging study: glaucoma diagnostic accuracy of spectral-domain optical coherence tomography. Invest Ophthalmol Vis Sci 2013;54:4422–9.
Bussel I, Wollstein G,Schuman J.OCT for glaucoma diagnosis, screening and detection of glaucoma progression.Brit J Ophthalmol., 2014,vol.98.2.
Yarmohammadi A, Zangwill LM, Diniz-Filho A, et al. Peripapillary and Macular Vessel Density in Patients with Glaucoma and Single-Hemifield Visual Field Defect. Ophthalmology. 2017;124(5):709-719.
Leung SК, Medeiros F A, David Garway-Heath et al.New Technologies for Glaucoma Imaging.J Ophthalmol.2011;Art.608975.
Nayak J,Acharya UR,Bhat PS et al. Automated diagnosis for glaucoma using digital fundus images.J Med Syst2009,33;337-46.
Hood DC,Thienpassadhi P,GreensteinVC et al.Detecting early to mild glaucomatous damage. A comparison of multifocal VEP and automated perimetry.Invest Ophthalmol Vis Sci2004;45;492-498.
Zemon V,Tsai JC,Forbes M et al.Novel electrophysiological instrument for rapid objective assessment of magnocellular defficits associated with glaucoma.Doc Ophthalmol, 2008;117;233-243.
Vingris AJ,Healey JK,Liew S et al.Validation of a tablet as a tangent perimeter.Transl Vis Sci Technol.2016; 5:3-8.
Suzanna CN,Diniz –Filho A,Daga FB et al A prospective longitudinal study to investigate corneal hysteresis as a risc factor for predicting development of glaucoma. Am.j Ophthalmol 2018;187:148-152.
Takagi D, Sawada A, Yamamoto T.Evaluation of a new rebound self-tonometer,iCare Home.J Glaucoma.2017;l26(7):613-618.
Cvenkel B, Velkovska MA, Jordanova VD. Self-measurement with Icare Home tonometer, patients’ feasibility and acceptability. Eur J Ophthalmol. 2019, 30:2;258-263.
Dunbar GE, Shen BY, Aref AA. The Sensimed Triggerfish contact lens sensor: efficacy, safety, and patient perspectives. Clin Ophthalmol. 2017;11:875-882.
Strouthidis NG, Chandrasekharan G, Diamond JP et al.Teleglaucoma:ready to go.Br.J Ophthalmolll,2014;98;1605-1611.
Addir Sommar, Eytan Blumenthal. Telemedicine in ophthalmology in view of the emerging Covid-19 outbreak Graefes Arch Klin.Exp. ophthalmol,2020,258(11):2341-2352.
Glaucoma Research Foundation. Easier glaucoma diagnosis with smartphone apps and artificial intelligence. Htpps://www.glaucoma.org/news/blog/ easier-glaucoma-diagnosis-with-smartphone-apps-and-artificial-intelligence.php.March 7, 2018.