УДК 617.7-07

 М.А. АНИКИНА¹, Т.Ю. МАТНЕНКО^1,2, О.И. ЛЕБЕДЕВ^1,2

¹Омский государственный медицинский университет, 644099, г. Омск, ул. Ленина, д. 12

²Клиническая офтальмологическая больница им. В.П. Выходцева, 644024, г. Омск, ул. Лермонтова, д. 60

 Контактная информация:

Аникина Мария Александровна ― студентка 5 курса педиатрического факультета, e-mail: MariyaAnikina95@gmail.com

Матненко Татьяна Юрьевна ― кандидат медицинских наук, доцент кафедры офтальмологии, тел. (3812) 30-23-83, e-mail: tm501@mail.ru

Лебедев Олег Иванович ― доктор медицинских наук, профессор кафедры офтальмологии, тел. (3812) 30-23-83, e-mail: leo.55@mail.ru

В данной статье представлено описание ОКТ-ангиографии ― современного неинвазивного метода визуализации микрососудистого русла в офтальмологии, успешно применяющегося для диагностики таких заболеваний как глаукома, диабетическая ретинопатия, посттромботическая ретинопатия, возрастная макулярная дегенерация, центральная серозная хориоретинопатия и ряда прочих патологий. Дана историческая справка о появлении и развитии метода ОКТА. Статья содержит информацию о высокоскоростной и высококонтрастной технологии под названием SSADA, ставшей ключевой в усовершенствовании томографов и сыгравшей значимую роль в развитии ОКТ-ангиографии. Также представлены описания современного оборудования: томографов с функцией ОКТ-ангиографии, разобраны преимущества данного метода над прочими методами исследования микрососудистого русла и рассмотрены направления, в которых данный метод диагностики может быть применен.

Ключевые слова: ОКТА, SSADA, ангиография, диагностика.

M.A. ANIKINA¹, T.Yu. MATNENKO^1,2, O.I. LEBEDEV^1,2

¹Omsk State Medical University, 12 Lenin St., Omsk, Russian Federation, 644099

²Clinical Ophthalmology Hospital named after P.V. Vykhodtsev, 60 Lermontov Str., Omsk, Russian Federation, 644024

 Optical coherence tomography angiography: a promising method in the ophthalmological diagnostics

Contact:

Anikina M.A. ― the 5^th year student of the pediatric faculty, e-mail: MariyaAnikina95@gmail.com

Matnenko T.Yu. ― Cand. Med. Sc., Associate Professor of the Ophthalmology Department, tel. (3812) 30-23-83, e-mail: tm501@mail.ru

Lebedev O.I. ― D. Med. Sc., Professor of the Ophthalmology Department, tel. (3812) 30-23-83, e-mail: leo.55@mail.ru

This article contains the description of optical coherence tomography angiography (OCTA) ― the modern noninvasive method of imaging microvascular flow in ophthalmology, which is successfully used to diagnose diseases such as glaucoma, diabetic retinopathy, post-thrombotic retinopathy, age-related macular degeneration, central serous chorioretinopathy and a number of other pathologies. The article contains information on high-speed and high-contrast technology called SSADA, which has become key in the development of tomography and has played a significant role in the development of OCTA. Also, descriptions of modern equipment are presented: tomographs with the function of OCT angiography; the advantages of this method over other methods of studying the microvascular bed are analyzed and the directions in which this diagnostic method can be applied are examined.

Key words: OCTA, SSADA, angiography, diagnostics.

За последнее 10-летие в связи с научно-техническими достижениями в широкую практику внедрены новые методы исследования, а в частности методы исследования глазного дна, позволяющие выявлять и измерять патологические изменения на ранних стадиях заболевания.

Оптическая когерентная томография с ангиографией (ОКТ-ангиография, ОКТА, ангиоОКТ) ― новый неинвазивный метод визуализации сосудов в офтальмологии, появившийся в результате усовершенствования метода оптической когерентной томографии, впервые предложенного еще в 1995 году американскими учеными-офтальмологами Джеймсом Фуджимото, Эриком Свонсоном и Карменом Пулиафито. Уже через 2 года в американских офтальмологических центрах появились первые приборы для ОКТ сетчатки, чуть позже практика их использования распространилась по всему миру, сделав оптическую когерентную томографию одним из самых эффективных и широко используемых методов визуализации в офтальмологии, позволяющим оценить на гистологическом уровне морфологию тканей и их составных частей, а также проследить динамику патологического процесса на фоне лечения, что несомненно улучшило качество диагностики и лечения офтальмологических заболеваний [1]. Принцип работы оптической когерентной томографии: физический принцип работы ОКТ аналогичен ультразвуковому принципу, с той лишь разницей, что в когерентной томографии для зондирования биоткани применяются не акустические (звуковые) волны, а оптическое излучение ближнего инфракрасного диапазона (843 нм). При помощи ОСТ возможно исследование поражения зрительного нерва, глаукомы (по толщине слоя нервных волокон), ретиношизиса, центральной серозной хориоретинопатии, макулярного отека, эпиреттинальной мембраны, сенильной макулодистрофии, субретинальной  неоваскулярной мембраны [2].

Первоначально для визуализации и измерения параметров кровотока исследовалась методика Допплер-ОКТ, но поскольку данный метод чувствителен только к движению, параллельному направлению зондирующего луча, ее информативность при оценке кровообращения сетчатки и сосудистой оболочки ограничена, так как в таких тканях кровоток в основном имеет перпендикулярное зондирующему лучу направление. Постоянное усовершенствование технологии ОКТ привела к появлению в 2014 г. нового метода исследования в офтальмологии, оказавшегося информативнее Допплер-ОКТ, изобретенного исследователями из Орегонского университета здоровья и науки ― ОКТ-ангиографии (ОКТ-А), позволяющей с одинаковой чувствительностью регистрировать поперечный и аксиальный кровоток на всей глубине сканирования. ОКТ-А объединяет возможности ОКТ с высоким разрешением с методикой неинвазивной ангиографии [3-5]. В ОКТ-ангиографии применяется метод, основанный на оценке амплитуды и получивший название ангиографии с разделением спектра и амплитудной декорреляцией (split-spectrum amplituded ecorrelation angiography, SSADA). Алгоритм SSАDA позволяет оценить кровоток в просвете сосуда, измеряя колебания амплитуды отраженного сигнала ОКТ между последовательными поперечными срезами. Деккореляция ― это математическая функция, при помощи которой происходит количественная оценка изменения сигнала без учета его средней силы [5]. Новизна метода SSADA заключается в способе обработки ОКТ-сигнала, который позволяет повысить чувствительность к кровотоку и уменьшить шум, вызываемый аксиальным движением крови. Алгоритм SSADA раскладывает ОКТ-изображение на различные спектральные полосы, увеличивая тем самым количество кадров обрабатываемого изображения. Каждый новый кадр характеризуется более низким осевым разрешением и менее чувствителен к аксиальным движениям глаза, вызванным ретробульбарной пульсацией [5]. Каждая спектральная имеет свой паттерн спектра и несет независимую информацию о кровотоке. При создании изображение комбинируется множество спектральных полос, проводится декорреляция амплитуды и усиливается сигнал кровотока. При SSADA используется четырехкратное разделение спектра, посредством чего отношение сигнал/шум повышается вдвое, что эквивалентно уменьшению времени сканирования вчетверо, притом более современные вариации метода SSADA осуществляют более чем четырехкратное разделение и еще более повышают соотношение сигнал/шум [5]. Применение послойного 3D EnFace анализа отслоек пигментного эпителия и нейросенсорной сетчатки, ретиношизиса, эпиретинальных мембран позволяет проводить оценку поверхностного и глубокого капиллярного сплетений, наружных слоев сетчатки и хориокапилляров [6]. Технология SSDAобеспечивает одинаковую чувствительность в осевом и поперечном лучу направлении. Скорость сканирования составляет 70000 сканов в секунду. Программа позволяет получать ОКТ-ангиограммы размером 2×2 мм, 3×3 мм, 6×6 мм и 8×8 мм с разрешением 304×304 пикселя и автоматическую сегментацию сканов сетчатки на «поверхностные», «глубокие» слои внутренней сетчатки; наружную сетчатку и хориокапиллярный слой [6]. Слой «superficial» (поверхностный) ОКТ-ангиограммы внутренней сетчатки включает сосуды поверхностного сосудистого плексуса сетчатки (в слое ганглиозных клеток) и сосудистую сеть в слое нервных волокон сетчатки, начинаясь с 3 мкм ниже поверхности внутренней пограничной мембраны и до уровня 15 мкм нижевнутреннего плексиформного слоя (ВПС). Слой «deep» расположен от уровня 15 мкм ВПС до уровня 70 мкм ниже ВПС. В этот слой попадают сосуды глубокого сосудистого плексуса, расположенные преимущественно во внутренним ядерном слое и вблизи его границы с наружным плексиформным слоем. Слой наружной сетчатки, «outerRetina», располагается от уровня70 мкм ниже ВПС до уровня 30 мкм ниже поверхности пигментного эпителия сетчатки ― ПЭС. «ChoroidCap» ― слой хороидальных капилляров, расположен между уровнями 30 и 60 мкм ниже поверхности ПЭС. Специальная программа, основанная на расчёте индекса кровотока и плотности сосудистой сети, делает возможным не только качественный, но и количественный анализ сосудистых изменений [6].

ОКТ-ангиография является неинвазивной трехмерной альтернативой обычной ангиографии по информативности сопоставимой с флюоресцентной ангиографией, но в отличие от ФАГ не требующей введения флюоресцеина и индоцианина зеленого, позволяющего получить информацию лишь о поверхностных слоях. К преимуществам метода относятся быстрота проведения исследования (занимает 6 секунд), недорогая цена (около 2500 рублей), неинвазивность данного метода, возможность применять данный метод исследования многократно, отсутствие необходимости применения флуоресцентных красителей, получение трехмерного изображения, а также возможность измерения глазного кровотока в сосудах в количественном выражении.

Также ОКТ-ангиография позволяет не только визуализировать комплекс сосудов, но и измерить его площадь, определить форму (кружевные, коралловидные, «спицы колеса», медузоподобные, зонтикоподобные, «мертвое дерево»), ветвистость, наличие анастомозов и петель [6]. К недостаткам ОКТ-ангиографии относят свойственное ей небольшое аксиальное разрешение, что не позволяет идентифицировать сосуды мелкого калибра, и малую зону сканирования, которая ограничивает выявление ишемии на периферии. При ОКТ-ангиографии вероятны такие артефакты, как наложение двух капиллярных сплетений друг на друга или теней крупных сосудов поверхностного сплетения на глубокую капиллярную сеть [7].

Для проведения ОКТ-ангиографии используются спектральные оптические когерентные томографы OptovueAvanti (Optovue, г. Фремонт, Калифорния, США) с режимами AngioRetina и AngioDisc, RTVue XR Avanti (Optovue, г. Фремонт, Калифорния, США), RTVue-100 XR (Optovue, США).

Оптический когерентный томограф RTVue-100 XR (Optovue, США) предназначен для получения двух- и трехмерных изображений сетчатки и диска зрительного нерва, а также структур переднего отрезка глаза. Прибор разработан в 2006 году с максимальным учетом клинических потребностей. Благодаря ультравысокой скорости сканирования, повышенной разрешающей способности, режимом DualTrack, позволяющим автоматически компенсировать микродвижения глаз во время исследования, а также расширенным диагностическим протоколам RTVue-100 позволяет значительно повысить точность оценки состояния структур глазного дна. Современные спектральные оптические когерентные томографы позволяют производить расчет оптической силы и радиусов кривизны поверхностей роговицы, что имеет значение при рефракционной и оптико-реконструктивной хирургии. Также с их помощью возможно построение карты плотности сосудистой сети, автоматическое измерение площади зон неперфузии, автоматическое измерение площади неоваскулярной мембраны, анализ прогрессии сосудистых изменений при повторных визитах.

Метод оптической когерентной томографии с ангиографией успешно применяется для диагностики таких заболеваний как глаукома, диабетическая ретинопатия, посттромботическая ретинопатия, возрастная макулярная дегенерация, центральная серозная хориоретинопатия и ряда прочих патологий. ОКТ-ангиография позволяет диагностировать классический и скрытый типы хориоидальной неоваскуляризации у пациентов с неоваскулярной формой возрастной макулярной дегенерации (метод имеет чувствительность 89,2% и специфичность 93,3%). Для классических неоваскулярных мембран характерна древовидная сеть с четкой визуализацией и локализацией преимущественно над пигментным эпителием. Скрытые ХНВ отличаются неоваскулярной сетью петлевидной формы, располагающейся под пигментным эпителием [8]. С помощью ОКТ-ангиографии возможна оценка динамики площади неоваскулярного комплекса на фоне проводимой анти-VEGF-терапии, а также возможно изучение формы, плотности и характера ветвления новообразованных сосудов [9, 10].

Также метод ОКТА применяется при выявлении полипов (в 75% случаев) глаз: узелковый гиперрефлективный очаг верифицирован в 33,3% глаз, гиперрефлективное кольцо — в 41,7%, кластер узелковых очагов — в 25% глаз. Специфическими ОКТ-признаками ПХВ являются куполообразная отслойка пигментного эпителия, симптомы «шарика», «двойного слоя», топографическая «выемка», утолщение хориоидеи. Характерны расширения хориоидальных сосудов в проекции локализации полипов.

На настоящий момент в научной литературе пока редко встречаются описания исследований с применением ОКТА для диагностики глаукомы, но уже было выявлено достоверное снижение как плотности сосудов в перипапиллярной области, так и индекса кровотока в ней у больных глаукомой по сравнению со здоровыми обследуемыми аналогичного возраста [11, 12]. Полученные в этом исследовании результаты продемонстрировали более выраженную корреляцию периметрических индексов с показателями ОКТА, чем с морфометрическими показателями, характеризующими изменения в сетчатке и ДЗН [13]. Возможную роль ОКТА в диагностике и мониторинге глаукомы показали в своем недавнем исследовании Wang X. с соавторами. Ими высказано предположение: снижение индекса кровотока и плотности сосудов в перипапиллярной области могут служить прогностическим критерием истончения GCC [14]. Pechauer с соавторами выявили снижение как индекса кровотока (на 8,87±3,09%), так и показателя плотности сосудов (2,61±1,50%) в условиях гипероксии при глаукоме [15, 16].

Заключение

ОКТ-ангиография обладает огромным потенциалом в диагностике многих заболеваний глаз. ОКТА обладает целым рядом преимуществ над другими методами, такими как неинвазивность, быстрота проведения исследования, недорогая цена, отсутствие необходимости использования контрастного вещества, а также возможность измерения глазного кровотока в сосудах в количественном выражении, что делает этот метод диагностики одним из самых информативных скрининговых методов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Матненко Т.Ю., Лебедев О.И. Гемодинамика глаз больных первичной открытоугольной глаукомой в зависимости от состояния брахиоцефальных артерий и уровня артериального давления // Глаукома. ― 2003. ― №1. ― С. 3.
2. Степанова Е.А., Лебедев О.И., Матненко Т.Ю. Оценка кровоснабжения сосудов глаза и орбиты при различных вариантах течения глаукомы // Глаукома. ― 2005. ― №1. ― С. 13.
3. Шаимов Т.Б., Панова И.Е., Шаимов Р.Б., и др. Оптическая когерентная томография-ангиография в диагностике неоваскулярной формы возрастной макулярной дегенерации // Вестник офтальмологии. ― 2015. ― Т. 131, №5. ― С. 4-13.
4. Захарова М.А., Куроедов А.В. Оптическая когерентная томография: технология, ставшая реальностью // ФКУ «Медицинский учебно-научный клинический центр им. П.В. Мандрыка» МО РФ. ― 2015. ― №4. ― C. 204-211.
5. Бруно Лумбросо, Дэвид Хуанг, Чинг Дж. Чен и др. ОКТ-ангиография. Клинический атлас / Перевод с англ. ― М.: Издательство Панфилова, 2017. ― 208 с.: илл.
6. Маслова Е.В. Исследование роли и места ОКТ-ангиографии в диагностике глаукомы: дис. … канд. мед. наук. ― 2016.
7. Тульцева С.Н., Астахов Ю.С., Руховец А.Г., Титаренко А.И. Информативность ОКТ-ангиографии в сочетании с исследованиями регионарной гемодинамики при окклюзии вен сетчатки // Офтальмологические ведомости. ― 2017. ― Т. 10, №2. ― С. 40-48.
8. Фабрикантов О.Л., Попова Н.В., Гойдин А.П. Диагностические возможности оптической когерентной томографии-ангиографии при хориоидальной неоваскуляризации (обзор клинических случаев) // Медицина. ― 2017. ― Т. 5, №2 (18). ― С. 55-63.
9. Александров А.А., Азнабаев Б.М., Мухамадеев Т.Р., и др. Первый опыт применения ОКТ-ангиографии в диагностике глаукомы // Современные технологии в офтальмологии. ― 2015. ― №3. ― С. 9-10.
10. Александров А.А. ОКТ-ангиография: количественная и качественная оценка микрососудистого русла заднего сегмента глаза // Катарактальная и рефракционная хирургия. ― 2015. ― Т. 15, №3. ― С. 4-9.
11. Курышева Н.И., Маслова Е.В., Трубилина А.В., Лагутин М.Б. Роль оптической когерентной томографии с функцией ангиографии в ранней диагностике и мониторинге глаукомы // Национальный журнал глаукома. ― 2016. ― Т. 15, №4. ― С. 20-31.
12. Курышева Н.И., Маслова Е.В. Оптическая когерентная томография с функцией ангиографии в диагностике глаукомы // Вестник офтальмологии. ― 2016. ― Т. 132, №5. ― С. 98-102.
13. Jia Y. Optical coherence tomography angiography of optic disc perfusion in glaucoma / Y. Jia et al. // Ophthalmology. ― 2014. ― Vol. 121. ― Р. 1322-1332.
14. Wang Y. In vivo total retinal blood flow measurement by Fourier domain Doppler optical coherence tomography / Y. Wang et al. // Opt. ― 2007. ― Vol. 12, №4. ― 041215.
15. Pechauer A. Optical Coherence Tomography Angiography of Peripapillary Retinal Blood Flow Response to Hyperoxia / A. Pechauer et al. // Invest. Ophthalmol Vis Sci. ― ― Vol. 56. ― Р. 3287-3291.
16. Курышева Н.И., Маслова Е.В., Паршунина О.А. и др. Оптическая когерентная томография с функцией ангиографии и ультразвуковая допплерография в диагностике глаукомы // Новости глаукомы. ― 2016. ― Т. 37, №1. ― С. 137-140.

REFERENCES

1. Matnenko T.Yu., Lebedev O.I. Hemodynamics of the eyes of patients with primary open-angle glaucoma, depending on the state of the brachiocephalic arteries and the level of arterial pressure. Glaukoma, 2003, no. 1, p. 3 (in Russ.).
2. Stepanova E.A., Lebedev O.I., Matnenko T.Yu. Evaluation of the blood supply of the vessels of the eye and orbit in various variants of the course of glaucoma. Glaukoma, 2005, no. 1, pp. 13 (in Russ.).
3. Shaimov T.B., Panova I.E., Shaimov R.B. et al. Optical coherence tomography-angiography in the diagnosis of neovascular form of age-related macular degeneration. Vestnik oftal’mologii, 2015, vol. 131, no. 5, pp. 4-13 (in Russ.).
4. Zakharova M.A., Kuroedov A.V. Optical coherence tomography: a technology that has become a reality. FKU “Meditsinskiy uchebno-nauchnyy klinicheskiy tsentr im. P.V. Mandryka” MO RF, 2015, no. 4, pp. 204-211.
5. Bruno Lumbroso, Devid Khuang, Ching Dzh. Chen et al. OKT-angiografiya. Klinicheskiy atlas, perevod s angl. [OCT-angiography. Clinical Atlas. Translated from English]. Moscow: Izdatel’stvo Panfilova, 2017. 208 p.: ill.
6. Maslova E.V. Issledovanie roli i mesta OKT-angiografii v diagnostike glaukomy: dis. … kand. med. nauk [Investigation of the role and place of OCT angiography in the diagnosis of glaucoma. Dis. PhD med. sciences], 2016.
7. Tul’tseva S.N., Astakhov Yu.S., Rukhovets A.G., Titarenko A.I. Informativity of OCT-angiography in combination with studies of regional hemodynamics in the occlusion of retinal veins. Oftal’mologicheskie vedomosti, 2017, vol. 10, no. 2, pp. 40-48 (in Russ.).
8. Fabrikantov O.L., Popova N.V., Goydin A.P. Diagnostic possibilities of optical coherent tomography-angiography in choroidal neovascularization (review of clinical cases). Meditsina, 2017, vol. 5, no. 2 (18), pp. 55-63 (in Russ.).
9. Aleksandrov A.A., Aznabaev B.M., Mukhamadeev T.R. et al. The first experience of OCT-angiography in the diagnosis of glaucoma. Sovremennye tekhnologii v oftal’mologii, 2015, no. 3, pp. 9-10 (in Russ.).
10. Aleksandrov A.A. OCT-angiography: quantitative and qualitative assessment of the microvascular bed of the posterior segment of the eye. Kataraktal’naya i refraktsionnaya khirurgiya, 2015, vol. 15, no. 3, pp. 4-9 (in Russ.).
11. Kurysheva N.I., Maslova E.V., Trubilina A.V., Lagutin M.B. The role of optical coherence tomography with the function of angiography in the early diagnosis and monitoring of glaucoma. Natsional’nyy zhurnal glaukoma, 2016, vol. 15, no. 4, pp. 20-31 (in Russ.).
12. Kurysheva N.I., Maslova E.V. Optical coherence tomography with angiography function in the diagnosis of glaucoma. Vestnik oftal’mologii, 2016, vol. 132, no. 5, pp. 98-102 (in Russ.).
13. Jia Y. Optical coherence tomography angiography of optic disc perfusion in glaucoma. Ophthalmology, 2014, vol. 121, rr. 1322-1332.
14. Wang Y. In vivo total retinal blood flow measurement by Fourier domain Doppler optical coherence tomography. Opt, 2007, vol. 12, no. 4, 041215.
15. Pechauer A. Optical Coherence Tomography Angiography of Peripapillary Retinal Blood Flow Response to Hyperoxia. Invest. Ophthalmol Vis Sci, 2015, vol. 56, rr. 3287-3291.
16. Kurysheva N.I., Maslova E.V., Parshunina O.A. et al. Optical coherence tomography with angiography function and ultrasonic dopplerography in the diagnosis of glaucoma. Novosti glaukomy, 2016, vol. 37, no.1, pp. 137-140 (in Russ.).