Артефакт двойного лучепреломления на оптической когерентной томографии решетчатой ​​пластинки в глазах с глаукомой.

Это проспективное обсервационное перекрестное исследование было одобрено Институциональным наблюдательным советом Токийского медицинского университета (номер утверждения: T2019-0072). Письменное информированное согласие было получено от каждого участника перед выполнением каких-либо процедур исследования или обследований. Исследование зарегистрировано в базе данных Медицинской информационной сети университетских больниц (UMIN 000 039 650; http://www.umin.ac.jp/ctr/index-j.htm). Это исследование было проведено с использованием протокола, придерживающегося принципов Хельсинкской декларации.

Обследовано 74 глаза 48 пациентов (28 мужчин, 20 женщин; возрастной диапазон 39–89 лет, средний возраст 70,2 года) с глаукомой. Диагноз глаукомы основывается на внешнем виде глаукомного диска зрительного нерва (т.е. наличии очагового истончения, вырезки обода нерва сетчатки или локализованной или диффузной атрофии слоя нервных волокон сетчатки) и устанавливается специалистами по глаукоме (AM и ММ) путем фотографии диска и слоя нервных волокон сетчатки. Аномалии, полученные с помощью коммерческой ОКТ (DRI-OCT Triton; Topcon Corp., Токио, Япония). Если два специалиста не пришли к согласию относительно диагноза глаукомы, они рассмотрели и обсудили данные для достижения консенсуса. Подтипами глаукомы были глаукома нормального напряжения в 21 глазу и первичная открытоугольная глаукома в 53 глазах. Среди них 10 из 21 глаза с глаукомой нормального напряжения и 11 из 53 глаз с первичной открытоугольной глаукомой имели патологическую миопию (осевая длина ≥ 26,5 мм).

Коммерческие измерения ОКТ проводили с использованием системы DRI-OCT Triton (Topcon Corp.). Эта коммерческая система ОКТ представляет собой устройство ОКТ на основе поляризации с диапазоном длин волн 1 мкм. В этом контексте зависимость от поляризации означает, что прибор улавливает только одну из двух компонент поляризации зондирующего луча; Следовательно, он чувствителен к артефактам, возникающим из-за двойного лучепреломления. Осевое разрешение, указанное в каталоге, составляло 8 мкм в ткани. Скорость осевого сканирования составляла 100 000 сканирований/с. Пять горизонтальных B-сканов диска зрительного нерва были получены в режиме пятистрочного перекрестия. Каждое изображение B-скана состояло из 1024 A-сканов, а диапазон глубины каждого изображения B-скана составлял 2,6 мм в ткани. Длина каждого B-скана составляла 6 мм, а вертикальное расстояние между каждым набором изображений B-скана составляло 0,15 мм (рис. 1). Каждое изображение B-скана было создано путем усреднения 16 последовательных изображений B-скана.

Мы рассчитали два типа ОКТ-изображений с обратным рассеянием, используя изменение поляризации ОКТ: изображения, зависящие от поляризации, и изображения, независимые от поляризации. Подробное описание типичной системы ОКТ с поляризационным разнесением было опубликовано ранее.¹⁹. Система ОКТ с разнесением поляризации представляет собой устройство ОКТ с расширенным источником с диапазоном длин волн 1 мкм и обнаружением разнесения поляризации; Он позволяет измерить состояние поляризации света, возвращающегося из глаза. Осевое разрешение было измерено как 6 мкм в ткани. Скорость осевого сканирования составляла 100 000 сканирований A/с, а диапазон глубины каждого скана B составлял 2,8 мм в ткани. В системе ОКТ с поляризационным разнесением использовался ОКТ-сканер сетчатки, модифицированный на основе DRI-OCT-1 Atlantis (Topcon Corp.).

Изображения ОКТ на основе поляризации были созданы путем комплексного усреднения сигналов ОКТ от двух каналов детектора различной поляризации, которые соответствуют двум ортогональным компонентам поляризации обнаруженного света. [Eq. (3) of Ref. 20]²⁰. Сложный процесс усреднения моделирует следующий физический процесс. Пробный луч делится на каналы поляризации, которые объединяются в сложную форму поля, и это объединенное поле идентично исходному физическому пробному лучу до разделения. Аналогично, этот процесс суммирования восстанавливает исходный опорный луч. Поскольку комплексный средний сигнал представляет собой сумму этих исходных и физически реконструированных опорных лучей, он идентичен стандартному сигналу ОКТ. Таким образом, сложные мезо-ОКТ-изображения демонстрируют артефакты, возникающие в результате двойного лучепреломления, аналогичные артефактам, обнаруженным в ОКТ-изображениях с одним детектором (т. Е. Изображениях, полученных в результате обычной коммерческой ОКТ).

Независимые от поляризации изображения ОКТ были созданы путем усреднения интенсивности по двум сигналам ОКТ (уравнение). (5) Из исх. 19¹⁹. Когда мощности опорного луча двух каналов должным образом сбалансированы, интенсивность сигнала средней интенсивности становится пропорциональной полной мощности обратного пробного луча, независимо от состояния поляризации обратного рассеянного пробного луча. Поэтому сигнал средней интенсивности нечувствителен к изменению состояния поляризации рассеянного зондирующего луча. Следовательно, ОКТ-изображения средней интенсивности не содержат артефактов, связанных с двойным лучепреломлением.

Оценка ЦП с использованием ОКТ затруднена из-за теневых артефактов, возникающих в результате затухания сигнала, исходящего из центральной сосудистой коробки сетчатки, что значительно снижает видимость более глубоких структур.²¹. Чтобы уменьшить неоднозначность структуры ЖК, вызванную теневыми эффектами, мы рассчитали коэффициент затухания изображения (AC) по уравнению. (17) Из исх. 22²², который представляет собой скорость затухания интенсивности сигнала ОКТ на каждой глубине. Обратите внимание, что это не соответствует коэффициенту оптического затухания ткани, поскольку не учитывает систематические эффекты на затухание сигнала.²³. Мы отрегулировали диапазон ширины коэффициента затухания в изображениях B-скана в оттенках серого от 0,14 до 54,60 мм.^-1 Для улучшения наглядности структуры ЖК. Таким образом, мы рассчитали поляризационно-зависимые изображения AC-OCT и поляризационно-независимые изображения AC-OCT на основе поляризационно-зависимых и поляризационно-независимых изображений ОКТ соответственно.

Мы выполнили объемное сканирование, используя протокол растрового сканирования с 512 строками × 256 B-сканов, охватывающими область сетчатки размером 6,0 × 6,0 мм (рис. 1). Из серии из 256 изображений B-сканирования ОКТ-изображений с поляризационным разнесением мы вручную выбрали изображения B-скана с ОКТ-изображениями с поляризационным разнесением в местах, соответствующих пяти наборам коммерческих ОКТ-изображений.

Затем артефакты, вызванные двойным лучепреломлением, на ОКТ-изображениях диска зрительного нерва были оценены с использованием коммерческих ОКТ-изображений и ОКТ-изображений с поляризационным разнесением. В первой оценке два офтальмолога (AM и HN) субъективно оценивали наличие фокальных дефектов LC на коммерческих изображениях ОКТ, а также ссылались на изображения AC-OCT на основе поляризации и изображения OCT на основе поляризации. В этой оценке ОКТ-изображения на основе поляризации использовались для подтверждения согласованности местоположения между коммерческими ОКТ-изображениями и ОКТ-изображениями с изменением поляризации. Вторая оценка исследовала наличие артефактов, вызванных двойным лучепреломлением, которые имитируют фокальные дефекты ЖК в коммерческих ОКТ-изображениях. В этой оценке коммерческие ОКТ-изображения B-скана с фокальными дефектами ЖК были повторно оценены двумя офтальмологами (AM и HN) со ссылкой на поляризационно-независимые AC-OCT-изображения и поляризационно-независимые ОКТ-изображения. Разногласия относительно первой и второй оценок были разрешены консенсусом после обсуждения с третьим офтальмологом (ММ).

Для оценки очаговых дефектов ЖК в Напротив лица Фотографии из ЛК, Напротив лица Изображения были реконструированы на основе объемных данных ОКТ с изменением поляризации. Мы сравнили Напротив лица Поляризационно-зависимые и поляризационно-независимые изображения AC-OCT с использованием объемов ОКТ с изменением поляризации без значительных артефактов движения для этого сравнения.

Статистический анализ проводился с использованием IBM SPSS Статистика для Windows, версия 28.0 (IBM Corp., Армонк, Нью-Йорк, США).