Возможности применения адаптивной оптики в современной офтальмологии

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

До недавнего времени оценка отдельных клеток сетчатки была возможна только с помощью гистологического исследования, поскольку такие методы визуализации сетчатки, как сканирующая лазерная офтальмоскопия и оптическая когерентная томография имели низкое разрешение для получения изображений структур на клеточном уровне, что, в основном, было связано с аберрациями, обусловленными оптикой глаза. Технология адаптивной оптики повысила производительность оптических систем за счёт коррекции аберраций оптического волнового фронта. Адаптивная оптика позволяет неинвазивно визуализировать сетчатку на микроскопическом уровне in vivo, предоставляя возможность анализировать отдельные структуры, такие как фоторецепторы, кровеносные сосуды, нервные волокна, ганглиозные клетки и решётчатую пластину. Адаптивная оптическая визуализация у пациентов с диабетической ретинопатией позволяет точно определить пространственное распределение колбочек, снижение которого ассоциируется с наличием диабетической ретинопатии и увеличением тяжести заболевания. Обнаружение различий в плотности распределения колбочек между контрольной группой и пациентами с сахарным диабетом без клинических признаков диабетической ретинопатии может способствовать её ранней диагностике, а также более глубокому пониманию последствий изменений в фоторецептороном аппарате. Методы адаптивной оптической визуализации способны определить нарушения работы фоторецепторных клеток и оценить степень прогрессирования возрастной макулярной дегенерации, что, определённо, расширяет диагностические возможности на ранних стадиях её выявления. Оценка состояния пучков нервных волокон посредством применения адаптивной оптики способствует определению изменений, связанных с глаукомой, а также обеспечивает возможность визуализации деталей, оценку которых невозможно провести при использовании оптической когерентной томографии. Адаптивная оптическая визуализация позволяет напрямую измерить стенку сосудов сетчатки и диаметр их просвета. Отношение толщины стенки к просвету сосуда и площадь поперечного сечения стенки сосуда напрямую отражают процесс ремоделирования и могут быть использованы с целью ранней диагностики и мониторинга гипертонической болезни.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Анна Александровна Павлова

Ростовский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: anna.pawlowapavlova@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-3039-8200
Россия, Ростов-на-Дону

Стелла Сергеевна Настенко

Ростовский государственный медицинский университет

Email: stellanastenko@gmail.com
ORCID iD: 0009-0009-1629-6313
Россия, Ростов-на-Дону

Азиза Ахмедовна Болатханова

Ставропольский государственный медицинский университет

Email: bolatkhanovaaziza2001@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-9317-440X
Россия, Ставрополь

Валерия Юрьевна Марченко

Ростовский государственный медицинский университет

Email: valeriya.dunaeva@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-4180-8481
Россия, Ростов-на-Дону

Дарья Владимировна Лукьянова

Ростовский государственный медицинский университет

Email: dariagu033@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-7200-084X
Россия, Ростов-на-Дону

Мария Дмитриевна Бурнашева

Ростовский государственный медицинский университет

Email: Bmd2001@bk.ru
ORCID iD: 0009-0001-3110-7551
Россия, Ростов-на-Дону

Загид Загиддинович Зарбалиев

Ростовский государственный медицинский университет

Email: zzarbaliev@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-1508-2124
Россия, Ростов-на-Дону

Илья Андреевич Беспалов

Ставропольский государственный медицинский университет

Email: ilya_bespalov_2000@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-0686-4129
Россия, Ставрополь

Павел Николаевич Калюжный

Ставропольский государственный медицинский университет

Email: pasha-sunny5@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-2042-2242
Россия, Ставрополь

Диана Романовна Канина

Ростовский государственный медицинский университет

Email: Vviana@inbox.ru
ORCID iD: 0009-0002-3250-3123
Россия, Ростов-на-Дону

Андрей Евгеньевич Шлычков

Ростовский государственный медицинский университет

Email: Shlychkov_a00@bk.ru
ORCID iD: 0009-0000-8762-6388
Россия, Ростов-на-Дону

Соня Григорьевна Тарасова

Ростовский государственный медицинский университет

Email: tarasovatarasova2001@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0001-1574-5158
Россия, Ростов-на-Дону

Список литературы

  1. Нероев В.В., Алиев А.А., Нурудинов М.М. Сравнительный анализ динамики оптических аберраций и анатомо-оптических параметров роговицы в хирургии глаукомы // Российский офтальмологический журнал. 2018. № 4. С. 24–28. EDN: YPHUST doi: 10.21516/2072-0076-2018-11-4-24-28
  2. Певко Д.В. Аберрации в оптической системе глаза // Глаз. 2017. Т. 19, № 4(117). C. 9–17. EDN: XUNFXT
  3. Liang J., Williams D.R., Miller D.T. Supernormal vision and high-resolution retinal imaging through adaptive optics // J Opt Soc Am a Opt Image Sci Vis. 1997. Vol. 14, N 11. P. 2884–2892. doi: 10.1364/josaa.14.002884
  4. Lombardo M., Serrao S., Devaney N., et al. Adaptive optics technology for high-resolution retinal imaging // Sensors (Basel). 2012. Vol. 13, N 1. P. 334–366. doi: 10.3390/s130100334
  5. Liang J., Grimm B., Goelz S., Bille J.F. Objective measurement of wave aberrations of the human eye with the use of a Hartmann–Shack wave-front sensor // J Opt Soc Am a Opt Image Sci Vis. 1994. Vol. 11, N 7. P. 1949–1957. doi: 10.1364/josaa.11.001949
  6. Ulińska M., Zaleska-Żmijewska A., Szaflik J. Nowe możliwości obrazowania siatkówki ludzkiego oka in vivo z zastosowaniem optyki adaptywnej // Klinika Oczna / Acta Ophthalmologica Polonica. 2017. Vol. 119, N 1. P. 63–66. doi: 10.5114/ko.2017.71771
  7. Zhang B., Li N., Kang J., et al. Adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy in fundus imaging, a review and update // Int J Ophthalmol. 2017. Vol. 10, N 11. P. 1751–1758. doi: 10.18240/ijo.2017.11.18
  8. Mohankumar A., Gurnani B. Scanning laser ophthalmoscope. В кн.: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023.
  9. Zhang, P., Wahl, D. J., Mocci, J., et al. Adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy and optical coherence tomography (AO-SLO-OCT) system for in vivo mouse retina imaging // Biomed Opt Express. 2022. Vol. 14, N 1. P. 299–314. doi: 10.1364/BOE.473447
  10. Litts K.M., Cooper R.F., Duncan J.L., Carroll J. Photoreceptor-based biomarkers in aoslo retinal imaging // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017. Vol. 58, N 6. P. BIO255–BIO267. doi: 10.1167/iovs.17-21868
  11. Bakker E., Dikland F.A., van Bakel R., et al. Adaptive optics ophthalmoscopy: a systematic review of vascular biomarkers // Surv Ophthalmol. 2022. Vol. 67, N 2. P. 369–387. doi: 10.1016/j.survophthal.2021.05.012
  12. Tan N.Y., Koh V., Girard M.J., Cheng C.Y. Imaging of the lamina cribrosa and its role in glaucoma: a review // Clin Exp Ophthalmol. 2018. Vol. 46, N 2. P. 177–188. doi: 10.1111/ceo.13126
  13. Nadler Z., Wang B., Schuman J.S., et al. In vivo three-dimensional characterization of the healthy human lamina cribrosa with adaptive optics spectral-domain optical coherence tomography // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014. Vol. 55, N 10. P. 6459–6466. doi: 10.1167/iovs.14-15177
  14. Кузнецов К.О., Сафина Э.Р., Гаймакова Д.В., и др. Метформин и злокачественные новообразования: возможный механизм противоопухолевого действия и перспективы использования в практике // Проблемы эндокринологии. 2022. Т. 68, № 5. С. 45–55. EDN: AGJWVI doi: 10.14341/probl13097
  15. Демидова Т.Ю., Кожевников А.А. Диабетическая ретинопатия: история, современные подходы к ведению, перспективные взгляды на профилактику и лечение // Сахарный диабет. 2020. Т. 23, № 1. С. 95–105. EDN: ECFMZS doi: 10.14341/DM10273
  16. Lombardo M., Parravano M., Lombardo G., et al. Adaptive optics imaging of parafoveal cones in type 1 diabetes // Retina. 2014. Vol. 34, N 3. P. 546–557. doi: 10.1097/IAE.0b013e3182a10850
  17. Lammer J., Prager S.G., Cheney M.C., et al. Cone photoreceptor irregularity on adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy correlates with severity of diabetic retinopathy and macular edema // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2016. Vol. 57, N 15. P. 6624–6632. doi: 10.1167/iovs.16-19537
  18. Cristescu I.E., Baltă F., Zăgrean L. Cone photoreceptor density in type I diabetic patients measured with an adaptive optics retinal camera // Rom J Ophthalmol. 2019. Vol. 63, N 2. P. 153–160.
  19. Tan W., Wright T., Rajendran, D., et al. Cone-photoreceptor density in adolescents with type 1 diabetes // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015. Vol 56, N 11. P. 6339–6343. doi: 10.1167/iovs.15-16817
  20. Zaleska-Żmijewska A., Wawrzyniak Z.M., Dąbrowska A., Szaflik JP. Adaptive optics (rtx1) high-resolution imaging of photoreceptors and retinal arteries in patients with diabetic retinopathy // J Diabetes Res. 2019. Vol. 2019. P. 9548324. doi: 10.1155/2019/9548324
  21. Datlinger F., Wassermann L., Reumueller A., et al. Assessment of detailed photoreceptor structure and retinal sensitivity in diabetic macular ischemia using adaptive optics-OCT and microperimetry // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2021. Vol. 62, N 13. P. 1. doi: 10.1167/iovs.62.13.1
  22. Lombardo M., Parravano M., Serrao S., et al. Analysis of retinal capillaries in patients with type 1 diabetes and nonproliferative diabetic retinopathy using adaptive optics imaging // Retina. 2013. Vol. 33, N 8. P. 1630–1639. doi: 10.1097/IAE.0b013e3182899326
  23. Ueno Y., Iwase T., Goto K., et al. Association of changes of retinal vessels diameter with ocular blood flow in eyes with diabetic retinopathy // Sci Rep. 2021. Vol. 11, N 1. P. 4653. doi: 10.1038/s41598-021-84067-2
  24. Cristescu I.E., Zagrean L., Balta F., Branisteanu D.C. Retinal microcirculation investigation in type I and II diabetic patients without retinopathy using an adaptive optics retinal camera // Acta Endocrinol (Buchar). 2019. Vol. 15, N 4. P. 417–422. doi: 10.4183/aeb.2019.417
  25. Palochak C.M.A., Lee H.E., Song J., et al. Retinal blood velocity and flow in early diabetes and diabetic retinopathy using adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy // J Clin Med. 2019. Vol. 8, N 8. P. 1165. doi: 10.3390/jcm8081165
  26. Tam J., Dhamdhere K.P., Tiruveedhula P., et al. Disruption of the retinal parafoveal capillary network in type 2 diabetes before the onset of diabetic retinopathy // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011. Vol. 52, N 12. P. 9257–9266. doi: 10.1167/iovs.11-8481
  27. Гильманшин Т.Р. Эпидемиология возрастной макулярной дегенерации в Республике Башкортостан (клинико-статистический анализ по данным исследования The Ural Eye and Medical Study) // Офтальмология. 2019. T. 16, № S1. С. 137–141. EDN: KSSSTZ doi: 10.18008/1816-5095-2019-1S-137-141
  28. Федотова Т.С., Хокканен В.М., Трофимова С.В. Патогенетические аспекты возрастной макулярной дегенерации сетчатки // Вестник ОГУ. 2014. № 12. С. 173. EDN: TUOAXN
  29. Rossi E.A., Norberg N., Eandi C., et al. A new method for visualizing drusen and their progression in flood-illumination adaptive optics ophthalmoscopy // Transl Vis Sci Technol. 2021. Vol. 10, N 14. P. 19. doi: 10.1167/tvst.10.14.19
  30. Godara P., Siebe C., Rha J., et al. Assessing the photoreceptor mosaic over drusen using adaptive optics and SD-OCT // Ophthalmic Surg Lasers Imaging. 2010. Vol. 41. P. 104–108. doi: 10.3928/15428877-20101031-07
  31. Boretsky A., Khan F., Burnett G., et al. In vivo imaging of photoreceptor disruption associated with age-related macular degeneration: A pilot study // Lasers Surg Med. 2012. Vol. 44, N 8. P. 603–610. doi: 10.1002/lsm.22070
  32. Gocho K., Sarda V., Falah S., et al. Adaptive optics imaging of geographic atrophy // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013. Vol. 54, N 5. P. 3673–3680. doi: 10.1167/iovs.12-10672
  33. Querques G., Kamami-Levy C., Georges A., et al. Adaptive optics imaging of foveal sparing in geographic atrophy secondary to age-related macular degeneration // Retina. 2016. Vol. 36, N 2. P. 247–254. doi: 10.1097/IAE.0000000000000692
  34. Takagi S., Mandai M., Gocho K., et al. Evaluation of transplanted autologous induced pluripotent stem cell-derived retinal pigment epithelium in exudative age-related macular degeneration // Ophthalmol Retina. 2019. Vol. 3, N 10. P. 850–859. doi: 10.1016/j.oret.2019.04.021
  35. Takayama K., Ooto S., Hangai M., et al. High-resolution imaging of retinal nerve fiber bundles in glaucoma using adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy // Am J Ophthalmol. 2013. Vol. 155, N 5. P. 870–881. doi: 10.1016/j.ajo.2012.11.016
  36. Hasegawa T., Ooto S., Akagi T., et al. Expansion of retinal nerve fiber bundle narrowing in glaucoma: An adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy study // Am J Ophthalmol Case Rep. 2020. Vol. 19. P. 100732. doi: 10.1016/j.ajoc.2020.100732
  37. Chen M. F., Chui T. Y., Alhadeff P., et al. Adaptive optics imaging of healthy and abnormal regions of retinal nerve fiber bundles of patients with glaucoma // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015. Vol. 56, N 1. P. 674–681. doi: 10.1167/iovs.14-15936
  38. Choi S.S., Zawadzki R.J., Lim M.C., et al. Evidence of outer retinal changes in glaucoma patients as revealed by ultrahigh-resolution in vivo retinal imaging // Br J Ophthalmol. 2011. Vol. 95, N 1. P. 131–141. doi: 10.1136/bjo.2010.183756
  39. Choi S.S., Zawadzki R.J., Keltner J.L., Werner J.S. Changes in cellular structures revealed by ultra-high resolution retinal imaging in optic neuropathies // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2008. Vol. 49, N 5. P. 2103–2119. doi: 10.1167/iovs.07-0980
  40. Hasegawa T., Ooto S., Takayama K., et al. Cone integrity in glaucoma: an adaptive-optics scanning laser ophthalmoscopy study // Am J Ophthalmol. 2016. Vol. 171. P. 53–66. doi: 10.1016/j.ajo.2016.08.021
  41. Vilupuru A.S., Rangaswamy N.V., Frishman L.J., et al. Adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy for in vivo imaging of lamina cribrosa // J Opt Soc Am a Opt Image Sci Vis. 2007. Vol. 24, N 5. P. 1417–1425. doi: 10.1364/josaa.24.001417
  42. Akagi T., Hangai M., Takayama K., et al. In vivo imaging of lamina cribrosa pores by adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012. Vol. 53. N 7. P. 4111–4119. doi: 10.1167/iovs.11-7536
  43. Zwillinger S., Paques M., Safran B., Baudouin C. In vivo characterization of lamina cribrosa pore morphology in primary open-angle glaucoma // J Fr Ophtalmol. 2016. Vol. 39, N 3. P. 265–271. doi: 10.1016/j.jfo.2015.11.006
  44. King B.J., Burns S.A., Sapoznik K.A., et al. High-resolution, adaptive optics imaging of the human trabecular meshwork in vivo // Transl Vis Sci Technol. 2019. Vol. 8, N 5. P. 5. doi: 10.1167/tvst.8.5.5
  45. Hugo J., Chavane F., Beylerian M., et al. Morphologic analysis of peripapillary retinal arteriole using adaptive optics in primary open-angle glaucoma // J Glaucoma. 2020. Vol. 29, N 4. P. 271–275. doi: 10.1097/IJG.0000000000001452
  46. Мошетова Л.К., Воробьева И.В., Дгебуадзе А. Современные аспекты гипертонической ангиоретинопатии // Офтальмология. 2018. T. 15, № 4. С. 470–475. EDN: VPUTVS doi: 10.18008/1816-5095-2018-4-470-475
  47. Mehta R.A., Akkali M.C., Jayadev C., et al. Morphometric analysis of retinal arterioles in control and hypertensive population using adaptive optics imaging // Indian J Ophthalmol. 2019. Vol. 67, N 10. P. 1673–1677. doi: 10.4103/ijo.IJO_253_19
  48. Rosenbaum D., Mattina A., Koch E., et al. Effects of age, blood pressure and antihypertensive treatments on retinal arterioles remodeling assessed by adaptive optics // J Hypertens. 2016. Vol. 34, N 6. P. 1115–1122. doi: 10.1097/HJH.0000000000000894
  49. Sapoznik K.A., Gast T.J., Carmichael-Martins A., et al. Retinal arteriolar wall remodeling in diabetes captured with AOSLO // Transl Vis Sci Technol. 2023. Vol. 12, N 11. P. 16. doi: 10.1167/tvst.12.11.16
  50. Arichika S., Uji A., Yoshimura N. Adaptive optics assisted visualization of thickened retinal arterial wall in a patient with controlled malignant hypertension // Clin Ophthalmol. 2014. Vol. 8. P. 2041–2043. doi: 10.2147/OPTH.S71964
  51. Быкова Е.В., Лабынцева Я.А., Козина Е.В., Бронская А.Н. Современные аспекты диагностики и лечения центральной серозной хориоретинопатии // Современные проблемы науки и образования. 2022. № 2. C.146. EDN: DEAICH doi: 10.17513/spno.31588
  52. Ochinciuc R., Ochinciuc U., Stanca H. T., et al. Photoreceptor assessment in focal laser-treated central serous chorioretinopathy using adaptive optics and fundus autofluorescence // Medicine (Baltimore). 2020. Vol. 99, N 15. P. e19536. doi: 10.1097/MD.0000000000019536
  53. Ooto S., Hangai M., Sakamoto A., et al. High-resolution imaging of resolved central serous chorioretinopathy using adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy // Ophthalmology. 2010. Vol. 117, N 9. P. 1800–1809.E2. doi: 10.1016/j.ophtha.2010.01.042
  54. Meirelles A.L.B., Rodrigues M.W., Guirado A.F., Jorge R. Photoreceptor assessment using adaptive optics in resolved central serous chorioretinopathy // Arq Bras Oftalmol. 2017. Vol. 80, N 3. P. 192–195. doi: 10.5935/0004-2749.20170047
  55. Gerardy M., Yesilirmak N., Legras R., et al. Central serous chorioretinopathy: high-resolution imaging of asymptomatic fellow eyes using adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy // Retina. 2022. Vol. 42, N 2. P. 375–380. doi: 10.1097/IAE.0000000000003311
  56. Vienola K.V., Lejoyeux R., Gofas-Salas E., et al. Autofluorescent hyperreflective foci on infrared autofluorescence adaptive optics ophthalmoscopy in central serous chorioretinopathy // Am J Ophthalmol Case Rep. 2022. Vol. 28. P. 101741. doi: 10.1016/j.ajoc.2022.101741
  57. Mahendradas P., Vala R., Kawali A., et al. Adaptive optics imaging in retinal vasculitis // Ocul Immunol Inflamm. 2018. Vol. 26, N 5. P. 760–766. doi: 10.1080/09273948.2016.1263341
  58. Errera M.H., Laguarrigue M., Rossant F., et al. High-resolution imaging of retinal vasculitis by flood illumination adaptive optics ophthalmoscopy: a follow-up study // Ocul Immunol Inflamm. 2020. Vol. 28, N 8. P. 1171–1180. doi: 10.1080/09273948.2019.1646773
  59. Biggee K., Gale M.J., Smith T.B., et al. Parafoveal cone abnormalities and recovery on adaptive optics in posterior uveitis // Am J Ophthalmol Case Rep. 2016. Vol. 1. P. 16–22. doi: 10.1016/j.ajoc.2016.03.001
  60. Giansanti F., Mercuri S., Vannozzi L., et al. Adaptive optics imaging to analyze the photoreceptor layer reconstitution in acute syphilitic posterior placoid chorioretinopathy // Life (Basel). 2022. Vol. 12, N 9. P. 1361. doi: 10.3390/life12091361
  61. Kadomoto S., Uji A., Arichika S., et al. Macular cone abnormalities in Behçet’s disease detected by adaptive optics scanning light ophthalmoscope // Ophthalmic Surg Lasers Imaging Retina. 2021. Vol. 52, N 4. P. 218–225. doi: 10.3928/23258160-20210330-06
  62. Милаш С.В., Зольникова И.В., Кадышев В.В. Мультимодальная визуализация наследственных дистрофий сетчатки (серия клинических случаев) // Российский офтальмологический журнал. 2020. T. 13, № 4. C. 75–82. EDN: IMQTHJ doi: 10.21516/2072-0076-2020-13-4-75-82

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изображение артерии сетчатки пациента (WLR 0,250) из контрольной группы (a) и из группы диабетической ретинопатии с сахарным диабетом и гипертензией (WLR 0,360) (b), полученное с помощью ретинальной камеры с адаптивной оптикой rtx1 автоматически, с визуализацией стенки и просвета с помощью AOdetectArtery. Адаптировано из [20]

Скачать (334KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изображения, полученные с использованием адаптивной оптической сканирующей лазерной офтальмоскопии: a — пучки нервных волокон сетчатки, визуализируемые по всей области; b — область без пучков нервных волокон и с кольцевыми структурами; с — пучки нервных волокон сетчатки (серый прямоугольник), расположенные между областями без пучков (красные стрелки). Масштабная шкала: 100 мкм (a, c); 25 мкм (b). Адаптировано из [37]

Скачать (170KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77-65574 от 04 мая 2016 г.