Optik Koherens Tomografi Anjiyografi ile Ölçülen Maküler Perfüzyon Yoğunluğuna Kılcal ve Diğer Damar Katkılarının Değerlendirilmesi

Özet

Parafoveal yüzeyel kılcal pleksusun damar ve perfüzyon yoğunluğu arasındaki belirleme katsayısının değerlendirilmesini, kılcal damarlardan daha büyük damarların perfüzyon yoğunluğuna katkısını tanımlamak için tanımladık.

Özet

Yüzeyel retinal kılcal pleksusun parafoveal dolaşımı genellikle dolaşımı olan kılcal damarların uzunluğunu belirleyen damar yoğunluğu ve dolaşımı olan değerlendirilen alanın yüzdesini hesaplayan perfüzyon yoğunluğu ile ölçülür. Perfüzyon yoğunluğu, kılcal damarlardan daha büyük damarların dolaşımını da dikkate alır, ancak bu damarların ilkine katkısı genellikle değerlendirilmez. Her iki ölçüm de optik koherens tomografi anjiyografi cihazları tarafından otomatik olarak üretildiğinden, bu makale damar ve perfüzyon yoğunlukları arasında bir belirleme katsayısı kullanarak kılcal damarlardan daha büyük damarların katkısını tahmin etmek için bir yöntem önermektedir. Bu yöntem, ortalama değerler farklı olmasa bile, kılcal damarlardan daha büyük damarlardan perfüzyon yoğunluğunun oranında bir değişiklik ortaya çıkarabilir. Bu değişiklik, klinik retinopati ortaya çıkmadan önce retinal vasküler hastalıkların ilk aşamalarında kılcal damlamaya bir yanıt olarak kompansatör arteriyel vazodilatasyonu yansıtabilir. Önerilen yöntem, diğer cihazlara ihtiyaç duymadan perfüzyon yoğunluğunun bileşimindeki değişikliklerin tahmin edilmesine izin verecektir.

Giriş

Retina dolaşımı, katkısı farklı retina tabakalarının oksijen ihtiyaçlarını karşılamak için değişebilen arteriyolar, kılcal ve venüler akışın birleşimidir. Bu dolaşım otonom sinir sistemi regülasyonuna bağlı değildir ve geleneksel olarak retina damarlarını tanımlamak için intravenöz kontrast kullanan invaziv bir yöntem olan floresein anjiyografi ile değerlendirilmiştir. Sıralı fotoğraflar, retina damar hastalıklarında arteriyel, arteriyolar, venüler ve venöz dolaşımın yanı sıra kılcal hasar bölgelerinin değerlendirilmesine olanak ^sağlar1.

Maküler dolaşımı ölçmek için güncel bir yöntem, retinal görüntüler elde etmek için interferometri kullanan ve kılcal damarları ve daha büyük retinal damarları özetleyebilen optik koherens tomografi anjiyografisidir (OCTA^). Floresein anjiyografiden farklı olarak, OCTA görüntüleme makula ksantofil pigment gölgelemesinden etkilenmez ve makula kılcal damarlarının üstün görüntülenmesini ^sağlar3. OCTA'nın floresein anjiyografiye göre diğer avantajları noninvazivliği ve daha yüksek ^{çözünürlüğüdür4}.

OCTA cihazları parafoveadaki yüzeysel kılcal pleksusu fovea merkezine eş merkezli 3 x 3 mm'lik bir haritada ölçer (Şekil 1). Ekipman, damar uzunluğu yoğunluğunu (ölçülen alanda dolaşımı olan kılcal damarların uzunluğu) ve kılcal damarlardan daha büyük damarlarınkini içeren perfüzyon yoğunluğunu (ölçülen alanın dolaşım yüzdesi) otomatik olarak ölçer (Şekil 2)⁵. Damar yoğunluğunun fizyolojik koşullar altında perfüzyon yoğunluğuna önemli bir katkısı vardır. Bazı cihazlar damar yoğunluğunu "iskeletleşmiş vasküler yoğunluk" ve perfüzyon yoğunluğunu "damar / vasküler yoğunluk" olarak ölçer. Cihazdan bağımsız olarak, genellikle uzunluk için bir ölçüm (mm / ^mm2 veya ^mm-1 cinsinden ölçülür) ve otomatik olarak üretilen sirkülasyonlu alan için (% cinsinden ölçülür) başka bir ölçüm vardır.

Sağlıklı insanlarda damar yoğunluğu, karanlık, titreşen ^ışık6 veya kafeinli ^içeceklere7 maruz kaldığında değişebilir, çünkü yüzeysel, orta ve derin kılcal pleksuslar arasındaki kan akışını en yüksek aktiviteye sahip retina tabakasına göre yeniden dağıtan nörovasküler eşleşme nedeniyle. Bu yeniden dağılımın neden olduğu damar yoğunluğundaki herhangi bir azalma, uyaran durduktan sonra temel değerlere geri döner ve ^diyabet8 veya arteriyel hipertansiyon9 gibi vasküler hastalıklarda retinopati ortaya çıkmadan önce bildirilen patolojik bir değişiklik olan kılcal kaybı temsil etmez^.

Kılcal damarlardaki azalma kısmen arteriyolar vazodilatasyon ile telafi edilebilir. Sadece bir yüzde veya perfüze alanın ölçülmesi, kılcal damarlar minimum eşiğe ulaştığında ortaya çıkabilecek vazodilatasyon olup olmadığına dair herhangi bir fikir vermez. Damar yoğunluğunun ölçülmesi, vazodilatasyondan kaynaklanan artan bir dolaşım alanını tespit etmeye yardımcı olmaz. Arteriyolar dolaşımın perfüzyon yoğunluğuna katkısı, damar yoğunluğu ile perfüzyon yoğunluğu arasındaki belirleme katsayısı kullanılarak ve kılcal damarlara veya diğer damarlara karşılık gelen dolaşımlı alanın yüzdesini tanımlayarak dolaylı olarak tahmin edilebilir.

Bu tekniğin arkasındaki mantık, regresyon analizinin, bağımsız bir sayısal değerin değişikliklerinin bağımlı bir sayısal değerin değişmesine ne ölçüde yol açtığını tanımlayabilmesidir. OKTA kullanılarak yapılan makula damarı görüntülemesinde, kılcal dolaşım, değerlendirilen bölgede az sayıda daha büyük damar bulunduğundan, dolaşımı olan alanı etkileyen bağımsız bir değişkendir. Bununla birlikte, parafovea, mevcut otomatik OCTA metrikleri tarafından doğrudan tanımlanamayan sirkülasyonlu alanın yüzdesini genişletebilen ve değiştirebilen daha büyük kaplara sahiptir. Bir belirleme katsayısı kullanmanın avantajı, iki tane daha üretmek için mevcut iki metrik arasındaki ilişkiyi ölçmesidir: kılcal damarlara karşılık gelen dolaşımlı alanın yüzdesi ve diğer damarlara karşılık gelen yüzde. Her iki yüzde de görüntüleme yazılımına sahip bir piksel sayısı kullanılarak doğrudan ölçülebilir. Bununla birlikte, bir numune için belirleme katsayısı, OCTA cihazlarının otomatik olarak ürettiği sayılarla ^{hesaplanabilir10,11}.

Pathak ve ark., yapay bir sinir ağı kullanarak demografik ve antropometrik ölçümlerden yağsız kas ve yağ kütlesini tahmin etmek için bir belirleme katsayısı kullandılar. Çalışmaları, modellerinin bağımlı değişkenlerinin büyük bir kısmının değişkenliğini açıklayan 0.92'lik bir R2 değerine sahip olduğunu ^bulmuştur12. O'Fee ve meslektaşları, ölümcül olmayan miyokard enfarktüsünü tüm nedenlere ve kardiyovasküler mortalite için bir vekil olarak dışlamak için bir kararlılık katsayısı kullandılar, çünkü 0.01 ila ^{0.21 arasında bir R2} buldular. Bu sonuçlar, bağımsız değişkenin, taşıyıcı annelik kriteri olarak belirlenen bağımlı değişkenlerin değişikliklerinin% 80'inden azını açıkladığını göstermiştir (^R2 = 0.8)¹³.

Belirleme katsayısı, bir değişkenin, bir grup değişkenin veya bir modelin değişikliklerinin bir sonuç değişkeninin değişiklikleri üzerindeki etkisini değerlendirmek için kullanılır. 1 ve ^R2 değeri arasındaki fark, diğer değişkenlerin sonuç değişkeninin değişikliklerine katkısını temsil eder. Farkı tek bir değişkene atfetmek nadirdir, çünkü genellikle sonuca katkıda bulunan ikiden fazla vardır. Bununla birlikte, dolaşımı olan makula alanının oranı sadece kılcal damarların kapladığı alandan ve daha büyük damarların kapladığı alandan kaynaklanabilir, çünkü daha büyük damarlar kılcal damarlardan daha fazla genişler. Dahası, reaktif vazodilatasyonun büyük olasılıkla retinal arteriollerden kaynaklandığı düşünülmektedir, çünkü azalmış kılcal dolaşım oksijen tedarikini azaltabilir.

Sadece iki kaynak, makulada dolaşımı olan alanın bir yüzdesine katkıda bulunur: kılcal damarlar ve onlardan daha büyük damarlar. Damar yoğunluğu ve perfüzyon yoğunluğu arasındaki belirleme katsayısı, kılcal damarların dolaşımı olan alana katkısını belirler ve kalan değişiklikler (1 ile ^R2 değeri arasındaki fark), dolaşımı olan bir alanı (daha büyük retinal damarlar içindeki) temsil eden diğer tek değişkenin katkısını temsil eder. Bu yazıda sağlıklı insanlarda (grup 1) bu katkının ölçülme yöntemi ve retinal vasküler hastalıkları olan hastalarda nasıl değiştiği açıklanmaktadır: hipertansif retinopati olmadan arteriyel hipertansiyon (grup 2) ve diyabetik retinopati olmadan diabetes mellitus (grup 3).

Protokol

Bu protokol Sala Uno'nun insan araştırmaları etik komitesi tarafından onaylandı. Bölüm 1 ve 2 için Video 1'e ve bu çalışmada kullanılan ekipmanlarla ilgili ayrıntılar için Malzeme Tablosu'na bakınız.

1. OCTA cihazında retina analizi

1. OCTA cihazında retina analizi için menüyü seçin.
2. 3 x 3 mm retinal harita seçin; OCTA cihazı farklı kılcal pleksusları ölçüyorsa yüzeysel seçin.
3. Damar uzunluğu yoğunluğunu (veya eşdeğerini, örneğin iskeletleştirilmiş vasküler yoğunluğu) seçin.
4. 3 x 3 mm retinal haritada damar uzunluğu yoğunluğunu ^mm-1 cinsinden ölçün.
   NOT: Harita iki bölgeye ayrılmıştır: merkez (1 mm'lik bir daire içinde, foveal merkeze eşmerkezli) ve iç (1 mm'lik merkez çemberin dışında, Şekil 3). Ekipman ayrıca tam yoğunluğu (3 mm'lik daire içinde) ölçer ve iç bölgeyi dört alana ayırır: üstün, aşağı, zamansal ve nazal (Şekil 4). Her bölge, kap uzunluğu yoğunluklarının otomatik olarak ölçülmesi için belirtilir. Aletler merkez, iç ve tam yoğunluklar ve iç yoğunluğun üst, zamansal, alt ve nazal alanları için değerleri gösterir.
5. Retina analizi için menüye dönün.
6. 3 x 3 mm retinal harita seçin; OCTA cihazı farklı kılcal pleksusları ölçüyorsa yüzeysel seçin.
7. Perfüzyon yoğunluğunu (veya eşdeğerini, örneğin damar yoğunluğunu) seçin.
8. Perfüzyon yoğunluğunu 3 x 3 mm retinal haritada % olarak ölçün.
   NOT: Harita iki bölgeye ayrılmıştır: merkez (1 mm'lik bir daire içinde, foveal merkeze eşmerkezli) ve iç (1 mm'lik merkez çemberin dışında). Ekipman ayrıca tam yoğunluğu ölçer (3 mm'lik daire içinde) ve iç bölgeyi dört alana ayırır: üstün, aşağı, zamansal ve nazal. Her bölge, perfüzyon yoğunluklarının otomatik olarak ölçülmesi için belirtilir. Aletler merkez, iç ve tam yoğunluklar ve iç yoğunluğun üst, zamansal, alt ve nazal alanları için değerleri gösterir.
9. Yoğunluk haritalarının sinyal gücünün 7 > doğrulayın; ardından haritalarda eserlerden veya göz hareketlerinden kaynaklanan ölçüm hataları olmadığını doğrulayın.
10. Merkez damar uzunluğu yoğunluğu, merkez perfüzyon yoğunluğu, iç damar uzunluğu yoğunluğu, iç perfüzyon yoğunluğu, üstün damar uzunluğu yoğunluğu, üstün perfüzyon yoğunluğu, alt damar uzunluğu yoğunluğu, inferior perfüzyon yoğunluğu, temporal damar uzunluğu yoğunluğu, temporal perfüzyon yoğunluğu, nazal damar uzunluğu yoğunluğu ve nazal perfüzyon yoğunluğu değerlerini bir tabloya kaydedin.

2. Bir elektronik tablo kullanarak belirleme katsayılarının hesaplanması

1. Değerlendirilecek değişkenleri seçin (örneğin, merkez damar uzunluğu yoğunluğu ve merkez perfüzyon yoğunluğu). Tanımlanmış bir grup için her iki değişkenin değerlerini seçin (örneğin, grup 1).
2. Araç çubuğunda, ekle'ye tıklayın.
3. Grafikler bölümündeki önerilen grafikler düğmesine tıklayın. Dağılım grafiğinin pencerede öneri olarak görünmesini bekleyin. Öneriyi kabul etmek için Tamam düğmesini tıklatın.
4. Verilerin dağılım grafiğini inceleyin. Bir seçenekler menüsü görüntülemek için seriye sağ tıklayın.
5. Eğilim çizgisi ekle seçeneğini belirleyin. Grafiğe doğrusal bir eğilim çizgisi eklenmesini ve ekranın sağ tarafında bir menü olmasını bekleyin.
6. Grafikte R-kare değerini görüntüle seçeneğini bulmak için menüyü aşağı doğru değiştirin. Grafikte R-kare değerini görüntülemek için bu seçeneği belirleyin. R-karesi değerini seçin.
7. Araç çubuğunda Ana Sayfa'yı seçin ve ardından kopyala düğmesine tıklayın.
8. Yeni bir sayfada belirleme katsayılarının bir çizelgesini hazırlayın.
9. Bir hedef hücre seçin (örneğin, grup 1 için belirleme merkezi katsayısı). Farenin sağ tuşuna tıklayın. Kaynak biçimlendirmesini koru ile yapıştır'ı seçin.
10. Damar yoğunluğundaki değişikliklerle açıklanan perfüzyon yoğunluğu değişikliklerinin yüzdesini göstermek için yeni bir grafik hazırlayın.
11. Önceki grafikte belirleme katsayısına sahip hücreyi seçin. Farenin sağ tuşuna tıklayın. Kopyala'yı seçin.
12. Yeni grafikte bir hedef hücre seçin (örneğin, grup 1'de ortala). Farenin sağ tuşuna tıklayın. Yapıştır'ı seçin.
13. Yapıştırılan değere sahip hücreyi seçin; ardından araç çubuğunda, sayı menüsünde ana sayfa | yüzde stilini seçin.
14. Sayı menüsünde ondalık sayıyı artır'ı seçin ve bir kez tıklatın.
    NOT: Elde edilen sayı, damar yoğunluğundaki değişikliklerle açıklanan perfüzyon yoğunluğundaki değişikliklerin yüzdesidir.
15. Kılcal damarlardan daha büyük damarlardaki değişikliklerle açıklanan perfüzyon yoğunluğunun yüzdesini göstermek için başka bir tablo hazırlayın.
16. Bir hedef hücre seçin (örneğin, grup 1'de ortala). Son sonucu 1'den çıkarın.
17. Bu hücreyi seçin. Araç çubuğunda ana sayfa'yı seçin.
18. Sayı menüsünde yüzde stilini seçin.
19. Sayı menüsünde ondalık sayıları artır seçeneğine bir kez tıklayın.
20. Kılcal damarların (damar yoğunluğu) ve kılcal damarlardan daha büyük kapların perfüzyon yoğunluğundaki değişikliklere katkısını göstermek için çizelgeleri biçimlendirin.
21. Grup 3'te iç damar/perfüzyon yoğunlukları ve üst, inferior, temporal ve nazal damar/perfüzyon yoğunluklarının değerlerini elde etmek için prosedürü tekrarlayın.

3. Belirleme katsayılarının karşılaştırılması

1. Belirleme katsayılarını üç grupta karşılaştırın: 1, sağlıklı insanlar; 2, hipertansif retinopatisi olmayan arteriyel hipertansiyonu olan hastalar; ve 3, diyabetik retinopatisi olmayan tip 2 diabetes mellituslu hastalar. Grup 3'te, alanlar arasındaki belirleme katsayılarını da karşılaştırın: üstün, aşağı, zamansal ve nazal.

4. Kılcal damarların ve kılcal damarlardan daha büyük damarların perfüzyon yoğunluğuna, gruplar arasındaki ve grup 3'teki alanlar arasındaki katkılarındaki yüzde farklılıklarını karşılaştırın.

Sonuçlar

Grup 1'de 45, grup 2'de 18 ve grup 3'te 36 denek vardı. Tablo 1 , yaş ve yoğunlukların gruplara göre dağılımını göstermektedir; grup 1'de sadece damar ve perfüzyon yoğunlukları grup 2'ye göre daha düşüktü. Merkez damar ve perfüzyon yoğunluklarının tayin katsayıları Şekil 5'te gösterilmiştir. Gruplar arasında anlamlı fark saptanmadı.

İç damar ile perfüzyon yoğunlukları arasındaki belirleme katsayısı grup 1'de ...

Tartışmalar

Retinopati gelişmeden önce retina damar hastalıklarında kılcal damarlardan daha büyük damarların perfüzyon yoğunluğuna katkısı değişmektedir. Arteriyel hipertansiyonu olan hastaların iç bölgesinde azalmış ve diyabetli hastalarda alanlar arasında farklılık göstermiştir. Retinadaki vasküler reaktiviteyi ölçmek için, bir uyarana maruz kalmaya bağlı olarak doğrudan yöntemler ^vardır14,15. Bu makalede önerilen ölçüm, kılcal damarl...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cirrus 6000 with Angioplex	Carl Zeiss Meditec Inc., Dublin CA	N/A	3 x 3 vessel and perfusion density maps
Excel	Microsoft	N/A	spreadsheet
Personal computer	Generic	N/A	for running the calculations on the spreadsheet