Struktur

Aug 24, 2023

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 2497 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Viele Studien haben Struktur-Funktions-Beziehungen beim Glaukom untersucht, die meisten jedoch ohne topografischen Vergleich über die zentralen 30°. Wir stellen eine Methode zur Beurteilung von Struktur-Funktions-Beziehungen mit En-Face-Bildern von Bündeln der retinalen Nervenfaserschicht (RNFL) vor, die einen topografischen Vergleich über einen Großteil dieses Netzhautbereichs ermöglicht. Vierundvierzig Patienten mit Glaukom (Durchschnittsalter 61 Jahre) wurden rekrutiert und mit optischer Kohärenztomographie (OCT) und Perimetrie getestet. Sechs rechteckige Volumenscans wurden gesammelt und dann montiert, um Gesichtsansichten der RNFL-Bündel zu liefern. Wir haben den Anteil der Stellen berechnet, die einen perimetrischen Defekt aufwiesen, die auch einen en-face RNFL-Defekt aufwiesen; und der Anteil der Stellen, die auf einen RNFL-Defekt fielen und auch einen perimetrischen Defekt aufwiesen. Ein perimetrischer Defekt für einen Standort wurde als Gesamtabweichungswert (TD) von mindestens -4 dB definiert. Wir fanden heraus, dass die mittlere (IQR) Anzahl der Standorte mit abnormaler RNFL-Bündelreflexion, die auch eine abnormale TD aufwiesen, 78 % (60 %) betrug und für Standorte mit abnormaler TD, die auch eine abnormale RNFL-Bündelreflexion aufwiesen, 75 % (44 %) betrug. Wir haben einen möglichen Ansatz zur Struktur-Funktions-Beurteilung beim Glaukom aufgezeigt, indem wir eine topografische Reflexionskarte präsentiert haben, die Ergebnisse früherer Studien bestätigt und größere Netzhautregionen einbezogen hat.

Im klinischen Umfeld werden sowohl strukturelle als auch funktionelle Maßnahmen zur Diagnose und Einstufung des Schweregrads des Glaukoms verwendet1,2. Die statische automatisierte Perimetrie (SAP) wird häufig zur Beurteilung des Funktionsverlusts bei Patienten mit Glaukom3 eingesetzt. SAP verwendet in der Regel mehrere Raster mit perimetrischen Standorten, beispielsweise 24-2- und 30-2-Raster, bei denen benachbarte perimetrische Standorte in vertikaler und horizontaler Richtung um 6° voneinander getrennt sind. Die Verwendung der 24-2- oder 30-2-Raster für SAP ist mit einer spärlichen Probenahme von Defekten der glaukomatösen Nervenfaserschicht (RNFL) verbunden4,5,6,7, mit einer Diskrepanz zwischen perimetrischem und strukturellem Verlust.

Zu den Parametern des optischen Kohärenztomographen (OCT), die für Struktur-Funktions-Vergleiche verwendet wurden, gehören die peripapilläre RNFL-Dicke8,9, die Ganglienzellschichtdicke10 und Wahrscheinlichkeitskarten der RNFL-Dicke11. Die En-face-OCT hat gegenüber der peripapillären RNFL-Dicke den Vorteil, dass sie direkt über jeder Netzhautteststelle außerhalb der Makula ein Maß für die RNFL-Integrität liefert. Mit dieser Methode kann ein RNFL-Verlust aufgedeckt werden, der durch die peripapilläre RNFL-Dicke12 übersehen und durch Makula-RNFL-Dickenkarten nicht erfasst wird. Diese Methode kann auch die Diskrepanz verringern, die auftreten kann, wenn Struktur-Funktions-Modelle verwendet werden, um perimetrische Standorte auf Sehnervensektoren abzubilden13,14. Darüber hinaus können En-Face-OCT-Bilder das Problem bogenförmiger Artefakte in OCT-RNFL-Wahrscheinlichkeitskarten bei gesunden Augen überwinden. Diese Artefakte können auftreten, wenn der Abstand von der Fovea zum Bereich mit der größten RNFL-Dicke erheblich vom durchschnittlichen Abstand bei gesunden Personen abweicht15,16,17.

Kürzlich haben En-Face-OCT-Bilder18,19 die Beurteilung des Zusammenhangs zwischen SAP-Schäden und dem Ausmaß des RNFL-Defekts ermöglicht, indem der Reflexionsverlust von RNFL-Bündeln in mehreren RNFL-Tiefen von der Membrana limitans interna (ILM) bewertet wurde. Daher könnte die Verwendung der En-Face-OCT-Bildreflexion für die Bestimmung von Details glaukomatöser Schäden besser geeignet sein als die RNFL-Dicke20. Wie in histologischen Studien berichtet, können RNFL-Defekte selbst in unterschiedlichen Tiefen relativ zum ILM auftreten21. Im Frühstadium der Erkrankung können Defekte auf tiefere Tiefen des RNFL22 beschränkt sein. Darüber hinaus können RNFL-Dicken-Wahrscheinlichkeitskarten geringfügige RNFL-Verluste übersehen, und En-Face-Bilder können eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems darstellen23.

In einer früheren Studie mit 10 Patienten mit Glaukom verwendeten wir En-face-OCT-Bilder der RNFL-Bündel, um Bereiche mit Reflexionsverlust des RNFL-Bündels zu identifizieren, und verglichen dies mit dem perimetrischen Verlust bei SAP unter Verwendung des 24-2-Rasters24. Um eine räumliche Kartierung der im 24-2-Raster abgetasteten 48° x 42° zu ermöglichen, wurde eine Montage überlappender En-Face-OCT-Bilder verwendet. Wir haben Regionen mit normaler 24-2-SAP-Empfindlichkeit nachgewiesen, die einen RNF-Bündel-Reflexionsverlust aufwiesen24. Diese Studie war jedoch hauptsächlich deskriptiv und durch eine kleine Stichprobengröße begrenzt.

In dieser Studie wollten wir den Anteil der Orte mit strukturellen Schäden (RNFL-Bündel-Reflexionsverlust) auf En-Face-OCT-Bildern bestimmen, die keinen perimetrischen Verlust aufwiesen.

Wir haben 24 Patienten vom King Khaled Eye Specialist Hospital (KKESH) und 20 Patienten von der Indiana University School of Optometry (IUSO) rekrutiert. Die Altersspanne für die KKESH-Gruppe reichte von 34 bis 69 Jahren mit einem Median von 56 Jahren, während die Altersspanne für die IUSO-Gruppe von 48 bis 81 Jahren mit einem Median von 69 Jahren reichte. Für jeden Teilnehmer wurde eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt. Alle Teilnehmer hatten die Möglichkeit, Fragen zu Zweck und Ablauf der Studie zu stellen. Diese Studie wurde vom King Khaled Eye Specialist Hospital Institutional Review Board und dem Indiana University Institutional Review Board genehmigt. Das Protokoll und die Verfahren für diese Studie entsprachen den Grundsätzen der Deklaration von Helsinki.

Für die KKESH-Gruppe wurden aufeinanderfolgende geeignete Patienten, die die Einschluss- und Ausschlusskriterien erfüllten, aus der Glaukom-Ambulanz rekrutiert. Die Patienten der IUSO-Gruppe stammten aus einer kürzlich veröffentlichten Studie, in der sie aus einer laufenden Forschungsstudie ausgewählt wurden, die auf En-Face-Defekten basierte, die durch eine Region in der Nähe der Papille verliefen25.

Alle Teilnehmer wurden einer umfassenden Augenuntersuchung mit der bestkorrigierten Sehschärfe von 20/20 unterzogen, mit Ausnahme der Teilnehmer über 70 Jahre, für die eine Sehschärfe von 20/40 oder besser akzeptabel war. Wir schlossen Patienten mit einem Augeninnendruck von weniger als 30 mmHg bei der Aufnahme ein (ein früherer Augeninnendruck von 30 mmHg oder höher vor der Behandlung war akzeptabel). Wir schlossen Teilnehmer mit einem sphärischen Äquivalent zwischen – 6,00 und + 3,00 Dioptrien und einer zylindrischen Korrektur von ≤ ± 3,00 Dioptrien ein. Weitere Einschlusskriterien waren das Fehlen einer systemischen Erkrankung, die die Sehfunktion beeinträchtigte, keine Vorgeschichte von Augenerkrankungen außer Glaukom in der Patientengruppe, keine Augenoperation innerhalb der letzten sechs Monate mit Ausnahme einer unkomplizierten Kataraktoperation oder Glaukomoperation und klare Augenmedien.

Ausschlusskriterien waren das Vorliegen einer Augenerkrankung, die die Sehfunktion beeinträchtigt (außer Glaukom), wie diabetische Retinopathie, Makuladegeneration, früherer Venenverschluss, degenerative Myopie, Amblyopie, periphere vordere Synechie, Medikamente, die die Sehfunktion beeinträchtigen, und fortgeschrittene Fälle von epiretinalen Membranen, die dies verhindern Visualisierung der RNFL-Bündel. Wir haben auch Teilnehmer ausgeschlossen, die aufgrund neurologischer Störungen wie Schlaganfall oder postchiasmatischer Läsion ein abnormales Gesichtsfeld aufwiesen oder aufgrund schlechter Fixierung schwer abzubilden waren.

Zur Messung der perimetrischen Empfindlichkeiten wurde der Humphrey Field Analyzer (HFA) verwendet. Zur Messung der perimetrischen Empfindlichkeiten wurde das Luminanzinkrement eines kreisförmigen Weiß-auf-Weiß-Stimulus der Goldmann-Größe III (Durchmesser 0,43°) verwendet. Wir haben das 24-2-Raster und den Swedish Interactive Threshold Algorithm (SITA) verwendet. Für perimetrische Tests wurde die sphärische Äquivalentkorrektur der Teilnehmer verwendet.

Spectralis OCT (Heidelberg Engineering, Heidelberg, Deutschland) wurde verwendet, um Bilder für die zentralen 30° der Netzhaut zu sammeln, was einem Großteil des vom 24-2-Raster abgedeckten Bereichs entsprach. Die Pupille wurde bei Bedarf mit 1 % Tropicamid erweitert, um einen schnellen OCT-Scan zu ermöglichen und die Scanqualität zu verbessern. Die Volumendateien der vertikalen dichten B-Scans mit einem Abstand von 30 Mikrometern wurden aus dem Spectralis OCT exportiert und mit einem benutzerdefinierten Matlab-Softwareprogramm (Mathworks Inc., Natwick, MA) montiert. Einzelheiten wurden zuvor beschrieben24.

Es wurden sechs überlappende vertikale, dichte Scans (Rechtecke) im Hochgeschwindigkeitsmodus erfasst. Diese Scans wurden entwickelt, um angrenzende Bereiche der zentralen 30° der Netzhaut abzudecken12. Die Breite und Höhe des ersten Scans betrug 15° × 30° und deckte den Bereich der Papille und der angrenzenden Netzhaut ab. Die Breite und Höhe des zweiten und dritten Scans betrugen jeweils 10° × 20° und deckten Bereiche oberhalb bzw. unterhalb der Makula ab. Die Breite und Höhe des vierten und fünften Scans betrugen 20° × 20° und deckten die temporalen oberen und unteren Bereiche ab. Die Breite und Höhe des sechsten Scans betrug 10° × 30° und deckte den am weitesten entfernten temporalen Aspekt des hinteren Pols ab. Das benutzerdefinierte Programm wurde verwendet, um die sechs Volumenscans zu einem einzigen Volumenscan zusammenzufügen, der vom ILM aus eine Gesichtsansicht in mehreren Tiefen ermöglichte. Dies ermöglichte uns die Visualisierung von RNFL-Bündeldefekten in mehreren Tiefen vom ILM aus. Wir haben benutzerdefinierte Platten verwendet, bei denen die Tiefe vom ILM je nach Region der Netzhaut variiert12. In einigen Fällen haben wir individuelle Tiefen ausgewählt, um die beste Visualisierung des RNFL-Defekts zu ermöglichen. Die 24-2 perimetrischen Positionen wurden wie zuvor beschrieben auf dem montierten En-Face-RNFL-Bild überlagert24. Die 24-2 Standorte, die dem En-Face-Bildprotokoll entsprachen, sind in Abb. 1 dargestellt.

Die 54 perimetrischen Positionen des 24-2-Rasters (nach Ausschluss des toten Winkels), wie sie auf der x- und y-Achse aufgetragen sind. Gepunktete Rechtecke zeigen 38 perimetrische Positionen des 24-2-Rasters an, die in die Analyse der aktuellen Studie einbezogen wurden. Dieses Format ist für das rechte Auge.

Die Anzahl defekter perimetrischer Stellen (unter Verwendung eines 24-2-Rasters) wurde mit dem Vorhandensein eines RNFL-Defekts im En-face-OCT verglichen. Ein perimetrischer Defekt für einen Standort wurde als jeder Wert definiert, der tiefer als – 4,0 dB in der Gesamtabweichungskarte liegt. Dieser Wert wurde gewählt, da er an den meisten Stellen im 24-2-Raster als p < 2 % oder niedriger identifiziert wird. Der RNFL-Verlust wurde anhand der Bereiche mit niedrigem Reflexionsgrad identifiziert, die durch eine glaukomatöse Schädigung verursacht wurden und auf den En-Face-Bildern der RNFL-Bündel beobachtet wurden24. Die Standorte wurden in eine von vier verschiedenen Kategorien eingeteilt, um die Übereinstimmung zwischen dem Reflexionsverlust des RNFL-Bündels und dem perimetrischen Verlust zu beurteilen, basierend auf dem Vorhandensein eines perimetrischen und retinalen Nervenfaserbündeldefekts: (a) En-Face-Bilder des RNFL-Bündels zeigten normale RNFL-Bündel, die korrespondierten mit normalen Umfangspositionen; (b) perimetrische Stellen, die auf einen RNFL-Defekt fielen und perimetrische Defekte aufwiesen; (c) perimetrische Stellen, die auf einem RNFL-Bündeldefekt lagen, aber keinen perimetrischen Defekt aufwiesen; (d) Die perimetrischen Stellen zeigten einen perimetrischen Defekt, aber die RNFL-Bündel erschienen normal.

Der Anteil der Patienten mit glaukomatösen Defekten der RNFL-Bündel, die nicht per Perimetrie untersucht wurden, wurde angegeben. Für jedes Auge haben wir den Anteil der Stellen berechnet, die einen perimetrischen Defekt aufwiesen, der auf einen RNFL-Defekt fiel; und der Anteil der perimetrischen Stellen, die auf einen RNFL-Defekt fallen und auch einen perimetrischen Defekt aufwiesen. Diese Anteile wurden auf der Grundlage von Daten berechnet, die aus Gesamtabweichungskarten abgeleitet wurden.

Tabelle 1 zeigt die Demografie der Studienpopulation. Das mittlere ± SD-Alter der Teilnehmer betrug 61 ± 12 Jahre. Der mittlere (IQR) MD über die Augen hinweg betrug –4,71 ± 8,25 dB. Von den 44 Patienten mit Glaukom gab es 21 Patienten mit RNFL-Defekten, die bei der Gesichtsfelduntersuchung bei Verwendung des 24-2-Rasters nicht erfasst wurden. Abbildung 2 ist ein Venn-Diagramm, das die Überlappung des Anteils der VF-Standorte mit abnormaler Gesamtabweichung und niedrigem RNFL-Bündelreflexionsgrad zeigt. Weniger als die Hälfte aller Standorte, 735 (44 %), hatten eine normale TD- und normale RNFL-Bündelreflexion; 596 (35,6 %) hatten eine abnormale TD und eine abnormale RNFL-Bündelreflexion, während 154 (9,2 %) eine normale TD mit einer abnormalen RNFL-Bündelreflexion und 187 (11,2 %) eine abnormale TD mit normaler RNFL-Bündelreflexion hatten.

Venn-Diagramm zum Vergleich des perimetrischen Defekts (abgeleitet aus den Gesamtabweichungskarten) und des strukturellen Defekts, wie er anhand der Reflexion der retinalen Nervenfaserschichtbündel (RNFBs) mithilfe des optischen Kohärenztomographen (OCT) beobachtet wird. Jeder Kreis repräsentiert die proportionale Fläche (defekte Stellen) zur Anzahl der Stellen. Der Überschneidungsanteil zwischen den strukturellen und funktionellen Mängeln betrug 35,6 %.

Abbildung 3 zeigt Daten für Einzelpersonen als Anzahl defekter Kammerflimmerstellen, die eine abnormale RNFL-Bündelreflexion aufwiesen, und umgekehrt. Der Median (IQR) betrug 78 % (60 %) der Standorte mit abnormaler RNFL-Bündelreflexion mit abnormalem TD und 75 % (44 %) der Standorte mit abnormalem TD und abnormalem RNFL-Bündelreflexionsgrad. Abbildung 4 zeigt die Augen von drei Patienten in unserer Studie mit unterschiedlichem Grad an Gesichtsfeldschädigung (entsprechende MDs von – 0,47 dB, – 2,66 dB und – 13,64 dB). Die Montage zeigt das En-Face-OCT-Reflexionsbild mit den darüber liegenden 24-2 HFA-Standorten und den entsprechenden Graustufen des Humphrey VF-Ausdrucks. Es ist zu beobachten, dass Patient 1 einen sehr schmalen Keildefekt hatte, der bei der perimetrischen Untersuchung nicht erfasst wurde (Kategorie „C“). Bei Patient 2 lagen die perimetrischen Stellen innerhalb der RNFL von Regionen mit geringem Reflexionsgrad (Kategorie „B“), aber das Ausmaß des RNFL-Defekts entsprach nicht dem perimetrischen Defekt, der nur eine defekte Stelle aufwies. Bei Patient 3 fielen jedoch die meisten defekten perimetrischen Stellen in den RNFL-Defekt. Darüber hinaus kann festgestellt werden, dass es an mehreren Standorten der Kategorie „D“ fehlerhafte perimetrische Standorte innerhalb der normalen RNFL-Bündelregionen gab. Kategorie „A“ bezeichnet normale perimetrische Standorte, die in einen normalen Reflexionsbereich von RNFL-Bündeln fallen. In Abb. 5 zeigen wir extreme Fälle von Struktur-Funktions-Unstimmigkeiten basierend auf den Daten von Abb. 3.

Ein Streudiagramm, das die Anzahl defekter perimetrischer Stellen auf der Y-Achse und die Anzahl der Stellen mit geringer Reflexion der RNFL-Bündel auf der X-Achse zeigt. Symbole mit Zahlen auf der rechten Seite beziehen sich auf die in den Abbildungen gezeigten Beispiele. 4 und 5.

Drei Augen aus unserer Studie, alles in Ordnung. Die linke Spalte zeigt die perimetrischen Positionen, die über dem benutzerdefinierten En-Face-OCT-Plattenbild überlagert sind. Die perimetrischen Positionen sind farblich gekennzeichnet, um die Tiefe des perimetrischen Defekts anzuzeigen, und wurden invertiert, damit die Entsprechung zwischen perimetrischem und RNFL-Bündel-Reflexionsverlust erkannt werden kann. Die rechte Spalte zeigt die Graustufen aus dem Ausdruck des Humphrey Field Analysers. Fall 1, ein 64-Jähriger mit einer mittleren Abweichung (MD) von −0,47 dB. Fall 2, ein 70-Jähriger mit MD von −2,66 dB; Fall 3, ein 54-jähriger Patient mit MD von −13,64 dB. Dargestellt sind einige Beispiele für Orte mit sichtbarem RNFL-Bündelverlust und normaler perimetrischer Empfindlichkeit (gelbe Pfeile) und Orte mit abnormaler Empfindlichkeit und normalem RNFL-Bündelreflexionsvermögen (cyanfarbene Pfeile). Buchstaben neben jeder Umfangsposition stellen eine von vier Kategorien dar; (A) gilt für normale perimetrische Standorte, die in normale Reflexionsbereiche der RNFL-Bündel fallen. (B) defekte perimetrische Stellen, die in Bereiche mit niedrigem Reflexionsvermögen der RNFL-Bündel lagen. (C) normale perimetrische Standorte, die in Regionen mit niedrigem Reflexionsgrad der RNFL-Bündel lagen. (D) defekte perimetrische Stellen, die in normale Regionen der RNFL-Bündel lagen.

Perimetrische Standorte, überlagert mit En-Face-Bildern der RNFL-Bündel für 4 Teilnehmer. Bei diesen vier Teilnehmern handelt es sich um extreme Fälle einer Struktur-Funktions-Diskordanz, wie in Abb. 3. Die Kategorien A, B, C und D wurden in der Überschrift von Abb. 4 beschrieben. Es ist zu beobachten, dass die Kategorien „C und D“ in diesen Beispielen große Bereiche abdecken. Die perimetrischen Positionen sind farblich gekennzeichnet, um die Tiefe des perimetrischen Defekts anzuzeigen, und wurden invertiert, damit die Entsprechung zwischen perimetrischem und RNFL-Bündel-Reflexionsverlust erkannt werden kann. Neben jedem En-Face-Bild ist die Grauskala aus dem Ausdruck des Humphrey Field Analysers zu sehen, die nicht invertiert ist.

In dieser Studie fanden wir eine gute Übereinstimmung zwischen RNFL-Bündeldefekten und perimetrischem Verlust bei Patienten mit Glaukom. Bei allen Patienten wiesen ein Median (IQR) von 78 % (60 %) der Stellen mit abnormaler RNFL-Bündelreflexion eine abnormale TD und ein Median (IQR) von 75 % (44 %) der Stellen mit abnormaler TD auch eine abnormale RNFL-Bündelreflexion auf. RNFL-Bündel wurden mithilfe von En-Face-Bildern visualisiert, die 38 von 52 perimetrischen Stellen abdeckten (nachdem wir die beiden Stellen rund um den toten Winkel ausgeschlossen hatten). Diese 38 Standorte lagen innerhalb von ± 15° auf der y-Achse und von den Standorten 21° nasal bis 15° temporär. Wir haben einen räumlichen Vergleich24 durchgeführt, um den Zusammenhang zwischen RNFL-Bündeldefekt und perimetrischem Verlust zu beurteilen. Trotz unterschiedlicher Methoden stimmten unsere Ergebnisse hinsichtlich des insgesamt relativ hohen Ausmaßes dieser Übereinstimmung zwischen diesen beiden Maßnahmen mit früheren Studien überein11,26.

In der aktuellen Studie verwendeten wir En-Face-Bilder der RNFL-Bündel über den zentralen ± 20° der Netzhaut. Anschließend haben wir die RNFL-Standorte mit den entsprechenden perimetrischen Standorten des 24-2-Rasters in Beziehung gesetzt. Dies ermöglichte einen direkten räumlichen Vergleich zwischen den beiden Maßnahmen. Frühere Studien verwendeten andere Methoden, um individuelle perimetrische Empfindlichkeiten mit OCT-Messungen in Beziehung zu setzen. Tsamis et al.11 verwendeten die topografische Wahrscheinlichkeitskarte der Dickenwerte für Ganglienzellen plus innere plexiforme Schicht (GCC+), um die strukturellen und perimetrischen Defekte anhand von 10-2- und 24-2-Standorten zu bewerten.

Neben der Verwendung des RNFL-Bündelreflexionsvermögens in der aktuellen Studie anstelle der Verwendung der Wahrscheinlichkeitskarten haben wir die Bewertung der Struktur-Funktions-Beziehung auf eine größere Anzahl von Standorten ausgeweitet, 38 Standorte im Vergleich zu 23 in ihrer Studie. Darüber hinaus wurde berichtet, dass bei der RNFL-Dicke eine hohe Variabilität zwischen den Probanden beobachtet wurde; Dies führt bei gesunden Teilnehmern zu bogenförmigen Defekten in den Wahrscheinlichkeitskarten der RNFL-Dicke15,16,17. Dieses Artefakt tritt bei der Verwendung der En-Face-Bilder nicht auf, da diese nicht auf normative Werte verwiesen werden. Da das herkömmliche RNFL-Profil die RNFL-Dicke über die gesamte RNFL mittelt, können subtile Defekte oder Defekte in bestimmten Tiefen übersehen werden27. Die Verwendung von En-Face-Bildern ermöglicht jedoch die Visualisierung der RNFL-Bündeldefekte in unterschiedlichen Tiefen des RNFL.

Durch diese Studie haben wir das Potenzial der Verwendung von En-Face-Bildern der RNFL-Bündel bei der Bestimmung der Merkmale des glaukomatösen Schadens im Hinblick auf entsprechende perimetrische Defekte demonstriert. En-face-Bilder ermöglichen die Visualisierung des Ausmaßes und der Lokalisation der strukturellen Defekte, obwohl in dieser Studie ein breites Spektrum an glaukomatösen Defekten berücksichtigt wurde. Das Ausmaß und die Verteilung struktureller Defekte sind zwei entscheidende Merkmale zur Beurteilung der Übereinstimmung zwischen strukturellen und funktionellen Defekten bei Patienten mit Glaukom, wie in einer früheren Studie unseres Labors unter Verwendung maßgeschneiderter perimetrischer Standorte24 gezeigt wurde. In der aktuellen Studie haben wir die Struktur-Funktions-Übereinstimmung anhand eines häufig verwendeten Gitters zum Testen von VF veranschaulicht, dem 24-2-Gitter, das den zentralen ± 20° abdeckt. Weitere Untersuchungen mit anderen Gittern sind erforderlich. Beispielsweise haben wir zuvor eine Struktur-Funktions-Übereinstimmung zwischen En-Face-Bildern und dem perimetrischen 10-2-Gitter gefunden28.

Die Verwendung von En-Face-Bildern kann durch die Variabilität des RNFL-Reflexionsvermögens bei gesunden Personen eingeschränkt sein, wie bereits berichtet29,30. Dies kann zu artefaktischen glaukomatösen Defektmustern führen, die bei gesunden Teilnehmern beobachtet werden, und kann bei Patienten mit Glaukom dazu führen, dass glaukomatöse Defekte übersehen werden. Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass Randstandorte des 24-2-Rasters nicht abgedeckt wurden. Das Bildgebungsprotokoll der aktuellen Studie deckte 14 von insgesamt 52 Standorten nicht ab (mit Ausnahme der beiden Standorte rund um den toten Winkel); Diese Standorte liegen zeitlich über 21°, auf der y-Achse ± 15° und nasal über 15°. Diese 14 Stellen befinden sich an den Rändern des 24-2-Rasters, wo diese Stellen eine Quelle für Linsen- oder Lidartefakte sein könnten. Andererseits kann der Ausschluss dieser Lokalisationen zu einer Unterschätzung früher glaukomatöser Defekte führen, da die beiden perimetrischen Lokalisationen an der Nasenstufe (temporale Raphe der Netzhaut) ausgeschlossen werden. Eine weitere Einschränkung ist die Test-Retest-Variabilität des perimetrischen Tests, die die Struktur-Funktions-Übereinstimmung verringern kann31,32,33,34,35,36,37.

Zusammenfassend haben wir einen möglichen Ansatz zur Struktur-Funktions-Beurteilung bei Patienten mit Glaukom aufgezeigt, indem wir eine topografische Karte präsentierten, die Ergebnisse früherer Studien bestätigten und größere Netzhautregionen einbezog. Wir verwendeten En-Face-Bilder der RNFL-Bündel, die die meisten der 24-2 perimetrischen Standorte abdeckten, um den räumlichen Struktur-Funktions-Vergleich zu erstellen. Wir fanden eine gute Übereinstimmung zwischen strukturellen und funktionellen Maßnahmen bei Patienten mit Glaukom, die mit anderen Studien übereinstimmte. Weniger als 10 % der Orte mit abnormalem RNFB-Reflexionsvermögen wurden nicht durch perimetrischen Verlust identifiziert. Es bedarf weiterer Forschung, um die genaue Beurteilung der Struktur-Funktions-Beziehungen bei frühen bis mittelschweren Glaukomfällen zu untersuchen.

Die während der aktuellen Studie generierten und analysierten Datensätze werden mit jedem Forschungsteam geteilt, dessen Institution eine genehmigte Datennutzungsvereinbarung mit der Indiana University abschließt. Interessierte Forscher sollten sich unter [email protected] an die Indiana University School of Optometry wenden, Professor William H. Swanson.

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Die Autoren danken Sejo Varghese, Fahad Alftan (KKESH) und Brittany Walker (IUSO) für die Patientenrekrutierung und OCT-Scan-Erfassung.

Die in der Veröffentlichung berichtete Forschung wurde vom US-amerikanischen National Eye Institute der National Institutes of Health unter der Fördernummer R01EY024542 unterstützt. Für den Inhalt sind ausschließlich die Autoren verantwortlich und geben nicht unbedingt die offiziellen Ansichten der National Institutes of Health wieder. Für den Inhalt und die Formulierung der Arbeit sind allein die Autoren verantwortlich.

Abteilung für Optometrie, Hochschule für angewandte medizinische Wissenschaften, Qassim-Universität, Qassim, Saudi-Arabien

Muhammed S. Alluwimi

Fakultät für Optometrie, Indiana University, Bloomington, IN, USA

William H. Swanson

Glaukomabteilung, King Khaled Eye Specialist Hospital, Riad, Saudi-Arabien

Rizwan Malik

Abteilung für Chirurgie, Sheikh Khalifa Medical City, Abu Dhabi, Vereinigte Arabische Emirate

Rizwan Malik

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MA: Konzeptualisierung, Datenorganisation und -analyse, Manuskripterstellung und -vorbereitung. WS: Konzeptualisierung, Studiendesign, Datenanalyse, kritische Überprüfung des Manuskripts und ist Hauptforscher der Zuschussfinanzierung. RM: Konzeptualisierung, Studiendesign, Datenerfassung, Überprüfung und Analyse sowie kritische Überprüfung des Manuskripts.

Korrespondenz mit Muhammed S. Alluwimi.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Alluwimi, MS, Swanson, WH & Malik, R. Struktur-Funktions-Beurteilung beim Glaukom basierend auf perimetrischer Empfindlichkeit und optischen Kohärenztomographie-Bildern retinaler Nervenfaserbündel im Gesicht. Sci Rep 13, 2497 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-28917-1

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Eingegangen: 30. Juli 2022

Angenommen: 27. Januar 2023

Veröffentlicht: 13. Februar 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-28917-1

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