Table of Contents

Понимание пролиферативной диабетической ретинопатии

Пролиферативная диабетическая ретинопатия (PDR) представляет собой наиболее продвинутую стадию диабетической ретинопатии, характеризующуюся ростом аномальных новых кровеносных сосудов на сетчатке и зрительном диске. Эти хрупкие сосуды могут кровоточить в стекловидную полость, вызывая внезапную потерю зрения, и могут привести к отслоению тяговой сетчатки. Примерно у 5-10 процентов пациентов с диабетом развивается PDR в какой-то момент в течение их жизни, что делает его ведущей причиной предотвратимой слепоты среди взрослых людей трудоспособного возраста во всем мире.

Патофизиология ПДР сосредоточена на хроническом повреждении капилляров сетчатки, вызванном гипергликемией, что приводит к ишемии и повышению регуляции сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF). Этот фактор роста стимулирует неоваскуляризацию — попытку восстановить подачу кислорода к сетчатке, но часто приводит к геморрагическим и фибротным осложнениям. Ранняя диагностика и своевременное вмешательство имеют решающее значение для сохранения зрения, но многие пациенты остаются бессимптомными до тех пор, пока не разовьется прогрессирующее заболевание.

Традиционные методы скрининга, такие как расширенное обследование глазного дна и обычная фотография глазного дна, имеют ограниченную чувствительность для обнаружения ранних изменений PDR, особенно на периферии сетчатки. Этот разрыв привел к поиску более надежных, неинвазивных методов визуализации, которые могут обнаружить тонкие признаки неоваскуляризации до необратимого повреждения.

Клиническая необходимость надежного раннего выявления

Проблемы обнаружения ПДР с помощью обычных методов проистекают из его часто-тихого прогрессирования. Пациенты могут не замечать визуальные симптомы до тех пор, пока не разовьется стекловидное кровоизлияние или тяговая отслойка. Даже для опытных клиницистов выявление ранней неоваскуляризации на рутинных обследованиях дна может быть затруднено, особенно на дальней периферии. Флуоресцеин ангиография (ФА) исторически была золотым стандартом, но ее инвазивный характер, временные требования и противопоказания у пациентов с почечной недостаточностью или аллергией на красители ограничивают ее рутинное использование во время каждого посещения клиники.

Эти ограничения подчеркивают настоятельную клиническую потребность в доступных, быстрых и безопасных средствах визуализации, которые могут быть развернуты в учреждениях первичной медицинской помощи, эндокринологии и офтальмологии. Недавние достижения в неинвазивной глазной визуализации, особенно в оптической когерентной томографии и широкополевой визуализации, начали удовлетворять эту потребность.

Ограничения традиционной флуоресцеиновой ангиографии

Флуоресцеин ангиография (ФА) служила диагностическим эталоном для ПДР в течение десятилетий. Во время ФА внутривенно вводится флуоресцеин натрия, и последовательные фотографии захватывают краситель, когда он проходит через сосуды сетчатки. Утечка из аномальных новых сосудов подтверждает наличие активной неоваскуляризации, а области капиллярной неперфузии указывают на ишемию, которая может стимулировать прогрессирование заболевания.

Несмотря на доказанную полезность, ФА имеет несколько существенных недостатков:

  • Инвазивность: Внутривенная инъекция может вызвать тошноту, рвоту, экстравазационные травмы и редко анафилактические реакции. Многие пациенты сообщают о дискомфорте во время инъекции.
  • Время: Подготовка, инъекция и последовательность визуализации обычно требуют 15-30 минут, ограничивая пропускную способность пациента.
  • Противопоказания: Пациенты с историей аллергической реакции на флуоресцеин, те, у кого тяжелая почечная недостаточность, или беременные женщины не могут пройти стандартную ФА.
  • Ограниченное разрешение глубины: FA не может визуализировать отдельные капиллярные слои или предоставлять информацию о неоваскуляризации с разрешением глубины, что затрудняет различие активных новых сосудов от неактивной волокнистой пролиферации.
  • Только одна плоскость: Традиционная ФА обеспечивает двумерный вид на лицо, пропуская тонкие изменения в более глубоких слоях сетчатки.

Эти ограничения побудили врачей и исследователей искать альтернативные методы визуализации, которые сохраняют или превосходят диагностическую точность ФА, устраняя необходимость инъекции красителя. Неинвазивные методы предлагают обещание повторяемой, удобной для пациента визуализации с более высоким разрешением и более широким охватом.

Ангиография оптической когерентности: революционизирующая оценка PDR

Оптическая когерентная томография (OCTA) является, пожалуй, наиболее значительным достижением в области визуализации в управлении заболеваниями сетчатки за последнее десятилетие. Анализируя изменения в сигнале OCT, вызванные перемещением красных кровяных клеток, OCTA генерирует подробные, глубинные карты сетчатки и хороидальной сосудистой системы без какого-либо красителя.

OCTA предлагает несколько ключевых преимуществ для диагностики ПДР:

Глубинная визуализация неоваскуляризации

В отличие от ФА, которая показывает плоскую проекцию всех флуоресцентных структур, ОКТА сегментирует сетчатку на отдельные слои: поверхностное капиллярное сплетение, глубокое капиллярное сплетение, наружную сосудистую зону сетчатки и хориокапилларис. Это послойное разделение позволяет клиницистам точно локализовать участки неоваскуляризации. В ПДР аномальные кровеносные сосуды обычно возникают из поверхностного сплетения и распространяются в стекловидную полость. ОКТА может визуализировать эти преретинальные сосуды в трех измерениях, что позволяет более точно идентифицировать активные новые сосуды по сравнению с нормальной циркуляцией сетчатки.

Количественные биомаркеры для мониторинга прогрессии

Программное обеспечение OCTA может генерировать количественные показатели, такие как плотность сосудов, фрактальное измерение и область фовальной аваскулярной зоны (FAZ). Продольный мониторинг этих параметров обеспечивает объективные доказательства прогрессирования заболевания или реакции на лечение. Например, снижение плотности сосудов в глубоком капиллярном сплетении может сигнализировать об ухудшении ишемии, в то время как рост неоваскулярных пучков может быть точно измерен. Эти объективные биомаркеры снижают зависимость от субъективной интерпретации изображений ангиограммы.

Обнаружение неперфузии капилляров

Капиллярное отсев является ранним ишемическим изменением, которое предшествует развитию неоваскуляризации. OCTA обнаруживает неперфузионное непереливание капилляров с высокой чувствительностью, особенно в глубоком капиллярном сплетении, которое особенно уязвимо к ишемическому повреждению при диабетической ретинопатии. Выявление этих ранних изменений может побудить к более интенсивному гликемическому контролю или более раннему направлению к фотокоагуляции панретина для предотвращения прогрессирования в ПДР.

Скорость и комфорт пациента

Современные устройства OCTA получают сканирование высокого разрешения всего за несколько секунд на глаз. Краситель не требуется, и пациент просто смотрит на фиксацию. Этот быстрый цикл делает OCTA идеальным для скрининга больших популяций диабетиков в оживленных клинических условиях. Последующие сканирования легко выполнять без логистических препятствий при организации встреч с FA.

Большое количество доказательств подтверждает диагностическую силу OCTA. Мета-анализ, проведенный Hwang et al. (2020) , показал, что OCTA обладает объединенной чувствительностью 89% и специфичностью 92% для обнаружения PDR по сравнению с FA в качестве эталона, с особенно высокой точностью для выявления неоваскуляризации на диске. Эти цифры делают OCTA сильным кандидатом на замену или дополнение FA во многих клинических сценариях.

Широкополосная фундусная визуализация: захват периферийной границы

Одним из слепых пятен в обычной фотографии глазного дна является периферия сетчатки. Неоваскуляризация в ПДР чаще всего происходит вокруг оптического диска и вдоль основных аркад, но часто встречаются периферические поражения, особенно у пациентов с плохо контролируемым диабетом. Широкополосные системы визуализации глазного дна, такие как Optos ® и Heidelberg Spectralis ® широкополосные модули, могут захватывать до 200 & deg; сетчатки в одном изображении по сравнению с полем традиционных камер 30 – 50 & deg.

Усиление обнаружения периферической неоваскуляризации

Система классификации ETDRS (Early Treatment Diabetic Retinopathy Study) требует оценки семи стандартных полей, включая периферию. Широкополевая визуализация упрощает этот процесс и обеспечивает всеобъемлющий обзор, который может выявить активность заболевания за пределами заднего полюса. Исследования показали, что широкополевая флуоресцеиновая ангиография, часто выполняемая с помощью ультраширокополевых устройств, обнаруживает периферическую неоваскуляризацию в до 35% глаз без видимой неоваскуляризации заднеполюсной неоваскуляризации на стандартной ФА. Неинвазивная широкополевая фундусная фотография и автофлуоресцентная визуализация теперь могут предоставлять аналогичную информацию без красителя.

Неинвазивные альтернативы: ультраширокополосная фотография и автофлюоресценция

В то время как широкоугольная ФА остается вариантом, неинвазивные широкопольные методы визуализации набирают силу. Снимки цветного дна ультраширокопольного (UWF) цвета могут документировать неоваскуляризацию, кровоизлияния, экссудаты и другие признаки ПДР в одном широкоугольном захвате. Кроме того, недавно стала доступна оптическая когерентная томографическая ангиография UWF (UWF-OCTA), сочетающая широкое поле с глубокой, без красителей визуализацией OCTA. Эти гибридные системы представляют собой передний край визуализации сетчатки для прогрессирующего диабетического заболевания глаз.

Другим новым неинвазивным инструментом является ультраширокополосная фундусная аутофлуоресценция (FAF). При диабетической ретинопатии участки ишемии часто демонстрируют повышенную аутофлуоресценцию из-за метаболического стресса в пигментном эпителии сетчатки. Комбинированный анализ изображений цвета и аутофлуоресценции UWF может помочь выявить области высокого риска, которые могут потребовать лечения, все без инъекции.

Адаптивная оптика: разрешение клеточного уровня

Адаптивная оптика (АО) — это технология, первоначально разработанная для астрономии для коррекции атмосферных искажений, но она была адаптирована для визуализации сетчатки.Компенсируя оптические аберрации в глазу, системы АО обеспечивают изображения сетчатки на клеточном уровне, позволяя визуализировать отдельные конусные фоторецепторы, пигментные эпителиальные клетки сетчатки и даже клетки крови, движущиеся через капилляры.

Последствия для диагностики PDR

Хотя АО пока не широко используется в обычной клинической практике, его потенциал для диагностики ПДР значителен. Ранние признаки капиллярного отсева могут быть обнаружены на уровне одиночных перицитов и эндотелиальных клеток, задолго до функциональной потери или видимой неоваскуляризации. Продолжение уточнения может привести к клиническим устройствам, которые экранируют для повреждения капилляров сетчатки на беспрецедентно ранней стадии, что позволяет действительно профилактическое вмешательство.

Современные системы АО остаются дорогостоящими и требуют специализированных операторов, но исследования продолжают делать технологию более практичной.По мере снижения затрат и повышения скорости АО-визуализация может стать частью всеобъемлющего неинвазивного протокола визуализации для диабетической ретинопатии.

Интеграция неинвазивного изображения в клиническую практику

Широкое распространение OCTA и широкополой визуализации уже изменило подход клиницистов к скринингу и мониторингу диабетической ретинопатии. Крупные общества офтальмологии теперь признают OCTA ценным инструментом для оценки неоваскуляризации и ишемической макулопатии. Американская академия офтальмологии и предпочтительных методов практики для диабетической ретинопатии включает OCTA в качестве дополнительной визуализации для подозреваемых PDR.

Практические аспекты рабочего процесса

Переход от ФА к неинвазивной визуализации требует корректировки клинического рабочего процесса.

  • Приобретение устройства: Устройства OCTA требуют предварительных инвестиций, но они устраняют необходимость в поставках FA и времени ухода за инъекциями.
  • Обучение: Врачи и техники должны научиться интерпретировать артефакты OCTA, такие как артефакты проекции и артефакты движения, которые могут имитировать патологию, если не распознаны.
  • Обучение пациентов: Многие пациенты с облегчением избегают инъекции красителя, что может улучшить соблюдение графиков последующего наблюдения.
  • Возмещение: Во многих системах здравоохранения OCTA возмещается отдельно от стандартного OCT, что делает его финансово устойчивым для клиник.

Для центров, которые все еще выполняют ФА для сложных случаев, неинвазивная визуализация может уменьшить количество процедур ФА, резервируя исследования на основе красителей для ситуаций, когда ОКТА неубедительна или где требуется широкополевая ангиография, несмотря на наличие широкополевая ОКТА.

Роль искусственного интеллекта в неинвазивном воображении

Модели искусственного интеллекта (ИИ) и глубокого обучения были обучены на больших наборах данных OCTA и широкоугольных изображениях для автоматического обнаружения функций, связанных с PDR. Например, сверточные нейронные сети могут идентифицировать неоваскуляризацию, капиллярное отсев и даже прогнозировать прогрессирование заболевания от одного сканирования OCTA. Эти инструменты ИИ могут служить вторым считывателем, повышая эффективность и уменьшая вариабельность межнаблюдателей, особенно в программах скрининга большого объема.

Анализ ИИ в сочетании с неинвазивной визуализацией обещает скрининг диабетической ретинопатии на основе телемедицины в недостаточно обслуживаемых областях. Пациенты могут иметь изображения своих глаз в клинике первичной медицинской помощи, а алгоритм ИИ может отмечать тех, кто нуждается в срочной оценке специалиста по сетчатке без какого-либо красителя.

Сравнительная эффективность: неинвазивная против стандартной FA

Несколько исследований сравнивали неинвазивную визуализацию с обычной флуоресцеиновой ангиографией для диагностики ПДР:

  • Перспективное исследование, проведенное Savastano et al. (2019) , показало, что OCTA обнаружил неоваскуляризацию в 92% глаз с активной PDR по сравнению со 100% по FA, но также выявил дополнительную неоваскуляризацию в 12% глаз, пропущенных по FA, вероятно, из-за способности к глубокому разрешению.
  • Другое исследование с использованием OCTA без рук (Plex Elite) показало, что сверхширокополосный OCTA обнаружил периферическую неоваскуляризацию в 41% глаз PDR, которые были пропущены при стандартном сканировании OCTA 6x6 мм, подчеркивая важность размера поля.
  • Мета-анализ, проведенный Alam et al. (2022) , показал, что OCTA и широкоугольная визуализация в сочетании обеспечивают чувствительность и специфичность, сопоставимую с FA для обнаружения PDR, с чувствительностью 90% и специфичностью 88% с использованием только OCTA, увеличиваясь до 95% и 93% при добавлении широкопольной визуализации.

Общая чувствительность и специфичность неинвазивных технологий визуализации в настоящее время приближаются к чувствительности инвазивной ангиографии для большинства клинических целей. Основным оставшимся преимуществом ФА является способность визуализировать динамическую утечку, которая может быть признаком активной неоваскуляризации. Однако ОКТА может обнаружить аномальную морфологию сосудов, которая коррелирует с активностью в большинстве случаев.

Будущие направления и технологии следующего поколения

Область неинвазивной визуализации сетчатки продолжает быстро развиваться. Несколько новых технологий обещают дальнейшие улучшения в диагностике ПДР:

Ручное покрытие и портативные системы OCTA

В настоящее время устройства OCTA представляют собой большие настольные устройства. Разрабатываемые портативные ручные прототипы OCTA могут позволить проводить визуализацию стула на экзаменационных полосах, скрининг сетчатки на общественных ярмарках здоровья или даже на дому. Такая переносимость может значительно расширить доступ к неинвазивному скринингу PDR.

Ультра-широкополосный источник OCTA

OCTA использует лазер с более длинной волной (1050 нм против 840 нм для спектральной области OCT) для более эффективного проникновения через непрозрачность среды, такую как катаракта или стекловидное кровоизлияние. В сочетании с оптикой широкого поля эта технология может отображать периферию даже в глазах со значительной дымкой среды. Она также визуализирует более глубокие структуры, такие как хороид, который имеет отношение к диабетической хориопатии, часто сопровождающей PDR.

Машинное обучение интегрированная интерпретация

Будущие неинвазивные устройства визуализации, вероятно, будут включать встроенный ИИ, который автоматически помечает функции PDR, генерирует отчеты и отслеживает продольные изменения с минимальным вводом врача. Эта интеграция упростит рабочие процессы и снизит риск пропущенных диагнозов.

Протоколы мультимодальной визуализации

Вместо того, чтобы полагаться на одну технику, наиболее эффективным подходом может быть комбинация трех неинвазивных методов визуализации: широкопольная цветная фотография для общей документации, OCTA для сосудистого анализа с разрешением глубины и широкопольная автофлуоресценция для картирования ишемии. Клиницисты могут соотносить результаты каждой модальности для достижения уверенности, эквивалентной FA.

Клинический пример: неинвазивная визуализация в действии

Рассмотрим 55-летнего пациента с диабетом 2 типа в течение 15 лет и легкой непролиферативной ретинопатией на недавнем осмотре. У пациента бессимптомно зрение 20/20. Стандартная фотография фундуса показывает рассеянные микроаневризмы и внутриретинальные кровоизлияния, но нет четкой неоваскуляризации. OCTA заднего полюса показывает область глубокого неперфузионного капиллярного сплетения на височной макуле и небольшой преретинальный неоваскулярный пучковый выступ, простирающийся от поверхностного сплетения на нижней височной аркаде— обнаруживает невидимое на стандартных цветных фотографиях. Широкополосная фотография фундуса показывает дополнительное хлопковое пятно на дальней периферии, но не очевидную неоваскуляризацию. UWF-OCTA демонстрирует капиллярное отсевное, расширенное на 3 часа и подтверждает наличие периферической неоваскуляризации. На основе этих неинвазивных результатов у пациента диагностируется

Этот сценарий иллюстрирует, как неинвазивная визуализация может привести к более раннему обнаружению PDR, чем традиционные методы, что позволяет вмешательство до возникновения осложнений, угрожающих зрению. Без OCTA и широкополевой визуализации тот же пациент мог бы контролироваться с помощью ежегодных обследований до развития стекловидного кровоизлияния, и в этот момент результаты лечения могут быть менее благоприятными.

Вывод: смена парадигмы при скрининге PDR

Достижения в области неинвазивной визуализации, в частности OCTA, широкоугольной фотографии и адаптивной оптики, коренным образом изменили ландшафт диагностики пролиферативной диабетической ретинопатии. Эти технологии устраняют риски и неудобства инъекции красителя, обеспечивая равную или превосходную диагностическую мощность. Их способность обнаруживать периферические поражения, локализовать неоваскуляризацию и количественно оценивать активность заболевания позволяет проводить более раннее, более точное вмешательство.

По мере того, как глобальная эпидемия диабета продолжает расти, потребность в доступных, удобных для пациентов и точных инструментах скрининга становится все более актуальной. Неинвазивная визуализация удовлетворяет эту потребность, при этом OCTA уже широко доступна в клиниках сетчатки и более широких полевых системах, становящихся все более распространенными. Для клиницистов, управляющих пациентами с диабетом, включение этих методов визуализации в рутинный уход предлагает четкий путь к снижению слепоты, связанной с ПДР.

В то время как традиционная флуоресцеиновая ангиография по-прежнему играет роль в отдельных сложных случаях, тенденция безошибочна: будущее диагностики ПДР неинвазивно. Прием этих технологий сегодня улучшит результаты лечения пациентов и переопределит стандарт ухода за диабетическими заболеваниями глаз.