Bu araştırma, fundus boyunca değişen otofloresan seviyelerini hesaba katarken, bireysel ilgi bölgelerinden (örneğin, yaşa bağlı makula dejenerasyonunda [AMD] drusen ve subretinal drusenoid birikintileri) otofloresan seviyelerini belirlemek ve karşılaştırmak için bir iş akışını açıklamaktadır.
Fundus otofloresan (FAF) görüntüleme, oküler fundusun intrinsik floroforlarının, özellikle retina pigment epitelinin (RPE) noninvaziv haritalanmasına izin verir, artık konfokal taramalı lazer oftalmoskopi tabanlı kantitatif otofloresansın (QAF) ortaya çıkmasıyla ölçülebilir. Yaşa bağlı makula dejenerasyonunda (YBMD) QAF’nin genellikle arka kutupta azaldığı gösterilmiştir. QAF ile çeşitli AMD lezyonları (druzen, subretinal drusenoid birikintileri) arasındaki ilişki hala belirsizdir.
Bu yazıda AMD’de lezyona özgü QAF’yi belirlemek için bir iş akışı açıklanmaktadır. Spektral alan optik koherens tomografi (SD-OCT), makula volüm taraması ve QAF dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere multimodal bir in vivo görüntüleme yaklaşımı kullanılır. Özelleştirilmiş FIJI eklentileri kullanılarak, karşılık gelen QAF görüntüsü, SD-OCT taramasından alınan yakın kızılötesi görüntüyle hizalanır (karakteristik yer işaretleri; yani, damar çatallanmaları). Foveola ve optik sinir başının kenarı, analiz ızgaralarının doğru konumlandırılması için OCT görüntülerinde işaretlenir (ve kayıtlı QAF görüntüsüne aktarılır).
AMD’ye özgü lezyonlar daha sonra tek tek OCT BScan’larda veya QAF görüntüsünün kendisinde işaretlenebilir. Normatif QAF haritaları, fundus boyunca QAF değerlerinin değişen ortalama ve standart sapmasını hesaba katmak için oluşturulur (normatif standart retinal QAF AMD haritaları oluşturmak için temsili bir AMD grubundan alınan QAF görüntülerinin ortalaması alınmıştır). Eklentiler, X ve Y koordinatlarını, z-skorunu (ortalamadan standart sapma açısından AF haritalarının ortalamasına göre QAF değerini tanımlayan sayısal bir ölçüm), ortalama yoğunluk değerini, standart sapmayı ve işaretlenen piksel sayısını kaydeder. Araçlar ayrıca işaretli lezyonların sınır bölgesinden z-skorlarını da belirler. Bu iş akışı ve analiz araçları, AMD’de patofizyoloji ve klinik AF görüntü yorumlamasının anlaşılmasını geliştirecektir.
Fundus otofloresan (FAF) görüntüleme, oküler fundus1’in doğal ve patolojik olarak oluşan floroforlarının invaziv olmayan bir haritalamasını sağlar. En yaygın mavi (488 nm eksitasyon) otofloresan (AF), retina pigment epitelinin (RPE) lipofusin ve melanolipofuscin granüllerini uyarır2,3,4. Granüllerin dağılımı ve artışı/azalması normal yaşlanmada ve yaşa bağlı makula dejenerasyonu (AMD) dahil olmak üzere çeşitli retina hastalıklarında merkezi bir rol oynar5.
FAF’ın daha da geliştirilmiş bir özelliği olan kantitatif fundus otofloresan (QAF), artık topografik olarak çözülmüş retinal AF yoğunluklarınındoğru bir şekilde belirlenmesine olanak tanımaktadır 4,6. FAF görüntüleme cihazının optik yoluna bir referans eklenerek, AF yoğunlukları cihazlar, zaman noktaları ve nesneler arasında karşılaştırılabilir. Bu teknik, AMD’de varsayılan bir patogenetik faktörle ilgili olarak bir paradigma kaymasına neden olmuştur ve bunun uzun süredir RPE hücrelerinde aşırı lipofusin birikimine bağlı olduğu tahmin edilmektedir7. Bununla birlikte, AF’nin histolojik ve klinik kantifikasyonu, AF’de önerilen artış yerine AMD’de bir azalma (otofloresan lipofusin ve melanolipofusin granüllerinin yeniden dağılımı ve kaybı nedeniyle) ortaya koymuştur 8,9,10.
AF’nin izlenmesinin klinik etkileri vardır. Von der Emde ve ark. ve diğerleri, yüksek riskli, orta düzey AMD gözlerinde AF’nin sadece azalmakla kalmayıp, aynı zamanda AMD seyrinde daha da azaldığını göstermiştir 8,9. Ek olarak, histolojik çalışmalar, AMD’den etkilenen RPE hücrelerinin çoğunun, yitim, dökülme, göç veya atrofi yoluyla RPE hücre kaybından önce granül agregasyonu ve ekstrüzyonu ile karakteristik bir davranış gösterdiğini göstermektedir13,14,15,16. Bu ayrıca, AF kaybının yaklaşmakta olan hastalık ilerlemesinin bir tetikleyicisi veya vekil sinyali olabileceğini gösterir.
Şimdiye kadar yapılan QAF çalışmaları, AF’yi küresel olarak yalnızca arka kutupta prefabrike ızgara kutupsal koordinat sistemlerinde (örneğin, QAF8 / Delori Izgarası) değerlendirmiştir17. AF’yi ölçmek için önceden hazırlanmış ızgaraların kullanılması, bir nesnenin gözü başına önceden belirlenmiş alanlarda birden fazla AF değeri elde edilmesini sağlar. AF değerlerinin bu şekilde araştırılması, patolojik olarak değişmiş AF’ye sahip alanlarda, örneğin AMD’de druzen veya subretinal drusenoid birikintilerinin (SDD’ler) üstünde veya yakınında lokal değişiklikleri gözden kaçırabilir. Drusen ve daha yüksek derecede SDD’ler, geç AMD ve görme kaybı geliştirme riski ile ilişkilidir. Özellikle Drusen, uzun yıllar boyunca boyut olarak artan tipik bir döngüye sahiptir ve atrofiden önce hızla bozulabilir. Örneğin, AMD’de global AF’nin azaldığı, ancak bu spesifik hastalıkla ilişkili fokal lezyonların içinde ve çevresinde arttığı veya daha da azaldığı düşünülebilir.
Farklı lokal AF paternleri de hastalığın ilerlemesi için prognostik öneme sahip olabilir. Örneğin, otofloresan seviyeleri, drusen’in boyutunun artıp artmadığını veya zaten atrofiye gerileyip gerilemediğini değerlendirmek için kullanılabilir. Coğrafi atrofide değişen AF perilezyonel paternlerinin zaman içinde atrofi ilerlemesini büyük ölçüde etkilediği zaten gösterilmiştir18. Ek olarak, yerel otofloresan paternleri, RPE’nin sağlığı hakkında daha fazla ayrıntı ortaya çıkarabilir. Çoğu zaman, optik koherens tomografi (OCT), RPE tabakası sağlam görünmesine rağmen, koryokapillarise hiperreflektans gösterir. Lokal QAF değerleri ve OKT’yi birleştiren multimodal bir yaklaşım, yüksek RPE bozulması ve yaklaşan atrofi riski olan lezyonları ayırt etmeye yardımcı olabilir.
Çalışmalarda uzamsal olarak çözümlenmiş analizlerin yapılmamasının bir nedeni, en yaygın olarak kullanılan üretici yazılımının bu tür analizler için bir araç sağlamamasıdır. YBMD hastalığının evresine bağlı olarak farklı lezyonların AF özellikleri, YBMD’nin patogenezini daha iyi açıklayabilir. Bu nedenle, bölgesel, lezyona özgü AF’yi ölçmek için bir araç arzu edilir. Retina boyunca yer alan lezyonları doğru bir şekilde karşılaştırmak için, iş akışının insan fundusunda değişen derecelerde AF’yi hesaba katacak bir yola ihtiyacı vardır19. En merkezi olarak, makula pigmentinin gölgeleme etkileri ve farklı granül sayıları nedeniyle AF karakteristik olarak daha düşüktür20,21.
AF ~ 9 ° ‘de (foveaya her yönden olan mesafe) zirveye ulaşır ve periferik olarak büyük ölçüde azalır4. Bu nedenle, yumuşak druzen (düşük AF alanlarında fovea ve parafoveada bulunur) ve SDD’lerden (yüksek AF alanlarında parasantral olarak bulunur) AF seviyelerinin mutlak değerleri karşılaştırılırsa, sonuçlar karşılaştırılabilir olmayacaktır22. Pfau ve ark. fundus kontrollü perimetri için duyarlılık kaybı (sağlıklı kontrollerin görme tepesi [foveaya olan mesafe ile azalan retina duyarlılığı] için AMD’de ölçülen duyarlılığın düzeltilmesi) kavramından esinlenerek, AF, makula boyunca standartlaştırılmış AF değerleri ile karşılaştırılır23,24. Sonuçlar z-skorları (ilgilenilen bölge değerinin ortalama ile ilişkisinin sayısal ölçümü) olarak rapor edilir.
Bu çalışmanın amacı, YBMD’li hastalarda farklı lezyon tiplerinde lokal QAF düzeylerini ölçmek için yeni bir aracın kullanımını değerlendirmektir. Bu araç, OCT taramalarında tanımlanan lezyonların otofloresan seviyelerini ölçmek için tasarlanmıştır. Bu, yumuşak druzen veya SDD’ler gibi lezyonlarda lokal otofloresan seviyelerinin değerlendirilmesini sağlar ve zaman içinde lezyonlardan AF değişikliklerinin izlenmesine olanak tanır. Bu aracın potansiyel faydası, RPE’nin sağlığını tahmin eden ve araştırılan lezyonlar için prognostik değere sahip olabilecek yeni bir yapısal biyobelirteç sağlamaktır.
Bu iş akışı, AMD’ye özgü lezyonların AF’sini belirlemek ve karşılaştırmak için açık kaynaklı FIJI eklenti araçlarını kullanmak için adım adım bir kılavuz sağlar. Eklentiler, herhangi bir kodlama bilgisi gerektirmeyen, kullanımı kolay şablonlar sağlar ve teknik destek almadan doktorlar tarafından uygulanabilir27. Bildiğimiz kadarıyla, bu araçlar lezyona özgü AF ölçümü için türünün tek örneğidir.
QAF değerleri doğal olarak retina boyunca değişir, retinadaki eşit olmayan lipofusin ve melanolipofusin dağılımı, damarların düşük AF’si ve eşit olmayan makula pigment dağılımı nedeniyle değerler periferde daha yüksek ve makulada daha düşüktür. Retinada doğal olarak oluşan QAF seviyelerinin yüksek varyasyonu nedeniyle, lezyonların mutlak QAF değerlerinin doğrudan analiz edilmesi umut verici bir yaklaşım değildir. Örneğin, periferdeki bir hipootofloresan lezyon, makulanın fizyolojik floresan seviyelerinden daha yüksek mutlak QAF değerlerine sahip olabilir. Standart Retina kullanımı ve drusen’in floresan seviyelerini ölçmek için z-skorlarının kullanılması, QAF değerlerinin doğal olarak oluşan bu varyansı için doğrudur.
Z-skoru, ilgilenilen bir bölge değerinin StandardRetina’daki ortalama ile ilişkisinin sayısal bir ölçümüdür. Bir bireyin ortalamasının aynı konumdaki StandardRetina’nın ortalamasından çıkarılması ve ardından sonucun standart sapmaya bölünmesiyle hesaplanır. Bu standardizasyon, farklı QAF görüntülerinin karşılaştırılmasına olanak tanır, çünkü z-skoru bir değerin ortalamadan kaç standart sapma farklı olduğunu gösterir. Pozitif bir z puanı, değerin ortalamanın üzerinde olduğunu, negatif bir z puanı ise ortalamanın altında olduğunu gösterir.
Dikkate alınması gereken potansiyel tuzaklar olabileceğine dikkat etmek önemlidir. Bu yöntem, fundus boyunca değişen miktarda AF seviyelerini hesaba katarken, bir RPE’nin AF’sini ölçmenin ve karşılaştırmanın en doğru yolu olmayabilir. Bireyler farklı seviyelerde ve maküler luteal pigment topografisine sahiptir ve lezyonlar üstteki retinanın yarı saydamlığını da etkileyebilir28,29. Bu nedenle, SDD alanlarında ölçülen azaltılmış AF’nin (temsili sonuçlara bakın), RPE30,31,32’deki azalmış floroforlardan ziyade gölgeleme etkilerinin bir sonucu olması akla yatkındır.
Şu anda doğrusal karışık modellerle retina yansıtıcılığını, kalınlığını ve niceliksel makula pigmentini (yeşil ve mavi AF kullanarak) hesaba katmak için bir iş akışı üzerinde çalışıyoruz. Ek olarak, şimdiye kadar, QAF, benzer yaştaki33 katılımcılarının merceksi opaklaşmasında bireyler arası farklılıkları göz ardı eden merceksi opaklaşmayı hesaba katmak için yaşa bağlı bir düzeltme faktörü kullanmaktadır. Bu nedenle, şu anda merceksi otofloresan ve opaklaşmanın kişiselleştirilmiş bir düzeltme faktörü için bir iş akışı üzerinde çalışıyoruz. Küçük lezyonlardan AF bilgilerini güvenilir bir şekilde çıkarmak için, QAF görüntülerinin yeterli test-tekrar test güvenilirliği gereklidir. Daha ayrıntılı analizlerin uygulanabilir olduğu QAF görüntülerini daha da ayırt etmek için, QAF görüntülerinin test-tekrar test güvenilirliğini tahmin edebilen “QAF görüntü güvenilirliği endekslerini” araştırıyoruz. Mevcut aşamada, ihtiyatlı yaklaşım, yinelenen görüntüler elde etmek ve lezyona özgü AF’nin tekrar test güvenilirliğini araştırmaktır.
Lezyonların izo-gövdelerini ek olarak analiz etmek için sunulan yöntemin, komşu lezyonların izo-gövdeleri birleştikçe uygulanması teknik olarak zordu. Birleştirilmiş izo-gövde alanları, hangi lezyonun dikkate alındığına bağlı olarak belirgin bir şekilde karakterize edilebilir. Çözümümüz, bir tipteki tüm lezyonları tek bir lezyon olarak ele almak ve çevrelerini ortak bir izo-gövde olarak analiz etmekti. Bununla birlikte, bu yöntem, tek tek drusenlerin izo-gövdelerini ölçme yeteneğini büyük ölçüde azaltır ve bu tekniğin başka bir tuzağı olarak düşünülebilir. Birleştirilmiş izo-gövdeleri veya birleştirilmiş izo-gövdelerin olduğu alanlarda AF’nin askıya alınmış raporlanmasını hesaba katmak için teknik olarak daha karmaşık yöntemler, gelecekte lezyonların çevresinde AF’nin analizini kolaylaştırabilir.
Bu çalışmada model hastalık olarak YBMD kullanıldı. İş akışı, diğer hastalıklardaki lezyonları incelemek için de uyarlanabilir. Şimdiye kadar QAF, resesif Stargardt hastalığı, Bestrophin-1 ile ilişkili hastalıklar, retinitis pigmentosa’nın çeşitli formları, akut zonal gizli dış retinopati, psödoksantoma elasticum ve diğerleri dahil olmak üzere birçok koryoretinal hastalıkta kullanılmıştır 17,33,34,35,36,37. Bu iş akışı açık kaynaklı yazılım kullandığından, lezyona özgü AF’yi belirlemede başkalarını bu çalışmayı çoğaltmaya ve retina bozuklukları hakkındaki bilgimizi genişletmeye teşvik ediyoruz. Özetle, makula boyunca farklı retinal lezyonların AF seviyelerini belirlemek ve karşılaştırmak için bir iş akışı sunuyoruz. Bu iş akışı, AF’nin daha derinlemesine analizinin önünü açar ve AMD ve ötesinde yeni biyobelirteçlerin geliştirilmesini kolaylaştırabilir.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma, doktora öğrencileri için Alman Oftalmoloji Derneği (DOG) hibesi (MW) ve NIH / NEI 1R01EY027948 (TA) tarafından finanse edilmiştir.
BatchStandardRetina plugin | n.a. | n.a. | n.a. |
FIJI (Image J) | n.a. | n.a. | n.a. |
Mark_Bscans_OCT plugin | n.a. | n.a. | n.a. |
Microspft office | Microsoft | n.a. | n.a. |
QAF_xml_reader plugin | n.a. | n.a. | n.a. |
Register_OCT_2 plugin | n.a. | n.a. | n.a. |
Spectralis | Heidelberg Engineering | n.a. | QAF extension |
StandardRetina plugin | n.a. | n.a. | n.a. |