ophthalmologyОфтальмологияOphthalmology in Russia1816-50952500-0845Ophthalmology10.18008/1816-5095-2017-4-328-334ophthalmology-437Research ArticleКЛИНИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯCLINICAL & EXPERIMENTAL RESEARCHДИФФУЗИОННО-ТЕНЗОРНАЯ ТРАКТОГРАФИЯ В ДИАГНОСТИКЕ ИЗМЕНЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ОТДЕЛОВ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА ПРИ ПЕРВИЧНОЙ ГЛАУКОМЕDIFFUSION TENSOR TRACTOGRAPHY IN THE DIAGNOSIS OF CHANGES IN THE CENTRAL DEPARTMENTS OF THE VISUAL ANALYZER IN PRIMARY GLAUCOMAЕричевВ. П.ErichevV. P.

Еричев Валерий Петрович - доктор медицинских наук, профессор, руководитель отдела глаукомы

Россолимо, 11A,Б, 119021, Москва

Erichev Valerij P. - MD, рrofessor, Head of Glaucoma Department.

11A,B, Rossolimo St.,119021 Moscow

postmaster@glaucomajournal.ruПанюшкинаЛ. А.PanyushkinaL. A.

Панюшкина Людмила Александровна - кандидат медицинских наук, младший научный сотрудник отдела глаукомы.

Россолимо, 11A,Б, 119021, Москва

Panyushkina Ludmila A. - PhD, Research Assistant of Glaucoma Department.

11A,B, Rossolimo St.,119021 Moscow

НовиковИ. В.NovikovI. A.

Новиков Иван Александрович - старший научный сотрудник лаборатории фундаментальных методов исследований в офтальмологии.

Россолимо, 11A,Б, 119021, Москва

I.A. Novikov - Senior Research Officer of the laboratory of fundamental research methods in ophthalmology.

11A,B, Rossolimo St.,119021 Moscow

РещиковаВ. С.ReshchikovaV. S.

Рещикова Валерия Сергеевна - младший научный сотрудник отдела глаукомы.

Россолимо, 11A,Б, 119021, Москва

Reshchikova Valerija S. - Research Assistant of Glaucoma Department.

11A,B, Rossolimo St.,119021 Moscow

ФГБНУ Научно-исследовательский институт глазных болезнейРоссияResearch Institute of Eye DiseasesRussian Federation201714122017144328334Copyright © Еричев В.П., Панюшкина Л.А., Новиков И.В., Рещикова В.С., 20172017Еричев В.П., Панюшкина Л.А., Новиков И.В., Рещикова В.С.Erichev V.P., Panyushkina L.A., Novikov I.A., Reshchikova V.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.ophthalmojournal.com/opht/article/view/437Цель

Цель. Изучить возможность диффузионно-тензорной магнитно-резонансной томографии в диагностике изменений центральных отделов зрительного анализатора при первичной глаукоме.

Пациенты и методы

Пациенты и методы. ДТ-МРТ была проведена у 16 пациентов: 12 — с диагнозом ПОУГ различных стадий и у 4 здоровых пациентов. Обследование головного мозга включало как стандартные режимы (T1, T2, MPR), так и специальные режимы (диффузионно-взвешенные изображения с построением карт диффузионно-тензорной трактографии, морфометрия серого вещества головного мозга). Основным параметром, получаемым при данном исследовании, является фракционная анизотропия (ФА) — величина, отражающая «направленную» организацию структур головного мозга и их целостность.

Результаты

Результаты. Были вычислены 2 параметра — фракционная анизотропия (ФА) и изменчивость фракционной анизотропии (ΔФA) для правого и левого наружного коленчатого тела и зрительной лучистости в трех срезах (15–17). Уменьшение параметра ФА и увеличение ΔФA расценивали как критерии нарушения целостности проводящих путей вследствие изменений аксонального транспорта. Выявлено достоверное снижение параметра фракционной анизотропии в нижнем срезе (ФA 14) у пациентов с глаукомой по сравнению с данными группы контроля (медианы значений 0,74 и 0,77, соответственно, р<0,01 критерий Манна-Уитни). Продольная изменчивость ФА в среднем срезе (ΔФA 13) левого полушария тесно коррелировала со стадией глаукомы и морфометрическими параметрами сетчатки и зрительного нерва.

Заключение

Заключение. Установлена статистически достоверная связь параметра продольной изменчивости ФА, определяемого с помощью ДТ-МРТ, с морфометрическими и функциональными параметрами сетчатки и зрительного нерва, определяемыми с помощью HRT, ОКТ и САП, при глаукоме. Высокая корреляция параметра ΔФA со стадией глаукомы свидетельствует о распространении нейродегенеративного процесса на зрительные центры при прогрессировании заболевания.

Purpose

Purpose. To investigate the potential of diffusion tensor MRT (DT-MRT) in diagnosing the changes of central departments of the visual analyzer in primary open angle glaucoma.

Patients and Methods

Patients and Methods. 16 patients underwent DT-MRT: 12 patients had a prior diagnosis of different stages of glaucoma and 4 acted as controls. Brain examination included both standard (T1, T2, MPR) and special modes (diffusion-weighted imaging with DT tractographic mapping, grey matter morphometry). The main parameter obtained during this exam is fractional anisotropy, which represents brain structures directional organization and integrity. Results. Two main parameters — fractional anisotropy (FA) and fractional anisotropy variability (ΔFA) — were obtained for left and right lateral geniculate body and optic radiation in 3 cross-sections (15–17). We considered FA decrease and ΔFA increase to be the sign of visual pathways integrity loss due to axonal transport defects. Glaucoma patients showed a statistically significant FA decrease in the lower section (FA 14) compared to the control patients (median values 0,74 and 0,77 correspondingly, р<0,01, Mann-Whitney test). FA longitudinal variability of the left hemisphere in the middle section (ΔFA 13) correlated with glaucoma stage as well as retina and optic nerve head morphometric parameters.

глаукомамагнитно-резонансная томографиязрительные центрынейродегенерацияglaucomamagnetic resonance imagingvisual centerneurodegenerationReferencesDai H., Mu K.T., Qi J.P., Wang C.Y., Zhu W.Z., Xia L.M., Chen Z.Q., Zhang H., Ai F., Morelli J.N. Assessment of lateral geniculate nucleus atrophy with 3 T MR imaging and correlation with clinical stage of glaucoma. American Journal of Neuroradiology. 2011;32(7):1347–1353. DOI: 10.3174/ajnr.A2486Dai H., Mu K.T., Qi J.P., Wang C.Y., Zhu W.Z., Xia L.M., Chen Z.Q., Zhang H., Ai F., Morelli J.N. Assessment of lateral geniculate nucleus atrophy with 3 T MR imaging and correlation with clinical stage of glaucoma. American Journal of Neuroradiology. 2011;32(7):1347–1353. DOI: 10.3174/ajnr.A2486Chan K.C., So K.F., Wu E.X. Proton magnetic spectroscopy revealed choline reduction in the visual cortex in an experimental model of chronic glaucoma. Experimental Eye Research. 2009;88(1):65-70. DOI: 10.1016/j.exer.2008.10.002.Chan K.C., So K.F., Wu E.X. Proton magnetic spectroscopy revealed choline reduction in the visual cortex in an experimental model of chronic glaucoma. Experimental Eye Research. 2009;88(1):65-70. DOI: 10.1016/j.exer.2008.10.002.Kashiwagi K., Okubo T., Tsukahara S. Association of magnetic resonance imaging of anterior optic pathway with glaucomatous visual field damage and optic disc cupping. Journal of Glaucoma. 2004;13(3):189-95. DOI: 10.1097/00061198200406000-00003.Kashiwagi K., Okubo T., Tsukahara S. Association of magnetic resonance imaging of anterior optic pathway with glaucomatous visual field damage and optic disc cupping. Journal of Glaucoma. 2004;13(3):189-95. DOI: 10.1097/00061198200406000-00003.Lagreze W.A., Gaggl M., Weigel M., Schulte-Mönting J., Bühler A., Bach M., Munk R.D., Bley T.A. Retrobulbar optic nerve diameter measured by high-speed magnetic resonance imaging as a biomarker for axonal loss in glaucomatous optic atrophy. Investigative Opthalmology & Visual Science. 2009;50(9):4223-4228. DOI: 10.1167/iovs.08-2683.Lagreze W.A., Gaggl M., Weigel M., Schulte-Mönting J., Bühler A., Bach M., Munk R.D., Bley T.A. Retrobulbar optic nerve diameter measured by high-speed magnetic resonance imaging as a biomarker for axonal loss in glaucomatous optic atrophy. Investigative Opthalmology & Visual Science. 2009;50(9):4223-4228. DOI: 10.1167/iovs.08-2683.Gupta N., Greenberg G., Noel de Tilly L., Gray B., Polemidiotis M., Yucel Y.H. Atrophy of the lateral geniculate nucleus in human glaucoma by Magnetic Resonance Imaging. British Journal of Ophthalmology. 2009;93(1):56-60. DOI: 10.1136/bjo.2008.138172.Gupta N., Greenberg G., Noel de Tilly L., Gray B., Polemidiotis M., Yucel Y.H. Atrophy of the lateral geniculate nucleus in human glaucoma by Magnetic Resonance Imaging. British Journal of Ophthalmology. 2009;93(1):56-60. DOI: 10.1136/bjo.2008.138172.Christine C. Boucard, Aditya T. Hernowo, R. Paul Maguire, Nomdo M. Jansonius, Jos B. T. M. Roerdink, Johanna M. M. Hooymans, Frans W. Cornelissen. Changes in cortical grey matter density associated with long-standing retinal visual field defects. Brain. 2009;132(7):1898–1906. DOI: 10.1093/brain/awp119.Christine C. Boucard, Aditya T. Hernowo, R. Paul Maguire, Nomdo M. Jansonius, Jos B. T. M. Roerdink, Johanna M. M. Hooymans, Frans W. Cornelissen. Changes in cortical grey matter density associated with long-standing retinal visual field defects. Brain. 2009;132(7):1898–1906. DOI: 10.1093/brain/awp119.El-Rafei A., Engelhorn T., Warntges S., Dorfler A., Hornegger J., Michelson G. A framework for voxel-based morphometric analysis of the optic radiation using diffusion tensor imaging in glaucoma. Magnetic Resonance Imaging. 2011;29(8):1076–1087. DOI: 10.1016/j.mri.2011.02.034.El-Rafei A., Engelhorn T., Warntges S., Dorfler A., Hornegger J., Michelson G. A framework for voxel-based morphometric analysis of the optic radiation using diffusion tensor imaging in glaucoma. Magnetic Resonance Imaging. 2011;29(8):1076–1087. DOI: 10.1016/j.mri.2011.02.034.Engelhorn T., Michelson G., Waerntges S., Otto M., El-Rafei A., Struffert T., Doerfler A. Changes of radial diffusivity and fractional anisotropy in the optic nerve and optic radiation of glaucoma patients. The Scientific World Journal 2012;ID 849632. DOI: 10.1100/2012/849632.Engelhorn T., Michelson G., Waerntges S., Otto M., El-Rafei A., Struffert T., Doerfler A. Changes of radial diffusivity and fractional anisotropy in the optic nerve and optic radiation of glaucoma patients. The Scientific World Journal 2012;ID 849632. DOI: 10.1100/2012/849632.Garaci F.G., Bolacchi F., Cerulli A., Melis M., Spanò A., Cedrone C., Floris R., Simonetti G., Nucci C. Optic nerve and optic radiation neurodegeneration in patients with glaucoma: in vivo analysis with 3-T diffusion-tensor MR imaging. Radiology. 2009;252(2):496–501. DOI: 10.1148/radiol.2522081240.Garaci F.G., Bolacchi F., Cerulli A., Melis M., Spanò A., Cedrone C., Floris R., Simonetti G., Nucci C. Optic nerve and optic radiation neurodegeneration in patients with glaucoma: in vivo analysis with 3-T diffusion-tensor MR imaging. Radiology. 2009;252(2):496–501. DOI: 10.1148/radiol.2522081240.Michelson G., Engelhorn T., Warntges S., El Rafei A., Hornegger J., Doerfler A. DTI parameters of axonal integrity and demyelination of the optic radiation correlate with glaucoma indicies. Graefe’s Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 2012;251(1):243-253. DOI: 10.1007/s00417-011-1887-2.Michelson G., Engelhorn T., Warntges S., El Rafei A., Hornegger J., Doerfler A. DTI parameters of axonal integrity and demyelination of the optic radiation correlate with glaucoma indicies. Graefe’s Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 2012;251(1):243-253. DOI: 10.1007/s00417-011-1887-2.Wang M.Y., Wu K., Xu J.M., Dai J., Qin W., Liu J., Tian J., Shi D. Quantitative 3-T diffusion tensor imaging in detecting optic nerve degeneration in patients with glaucoma: association with retinal nerve fiber layer thickness and clinical severity. Neuroradiology. 2013;55(4):493-498. DOI: 10.1007/s00234-013-1133-1.Wang M.Y., Wu K., Xu J.M., Dai J., Qin W., Liu J., Tian J., Shi D. Quantitative 3-T diffusion tensor imaging in detecting optic nerve degeneration in patients with glaucoma: association with retinal nerve fiber layer thickness and clinical severity. Neuroradiology. 2013;55(4):493-498. DOI: 10.1007/s00234-013-1133-1.Еричев В.П., Панюшкина Л.А., Фомин А.В. Оптическая когерентная томография сетчатки и зрительного нерва в диагностике болезни Альцгеймера. Национальный журнал глаукома. 2013;1:5-10. [Erichev V.P., Panyushkina L.A., Fomin A.V. Optical coherence tomography of the retina and the optic nerve in the diagnosis of Alzheimer’s disease. National Journal of Glaucoma= Natsional’nyi zhurnal glaucoma. 2013;1:5-10. (in Russ.)].Еричев В.П., Панюшкина Л.А., Фомин А.В. Оптическая когерентная томография сетчатки и зрительного нерва в диагностике болезни Альцгеймера. Национальный журнал глаукома. 2013;1:5-10. [Erichev V.P., Panyushkina L.A., Fomin A.V. Optical coherence tomography of the retina and the optic nerve in the diagnosis of Alzheimer’s disease. National Journal of Glaucoma= Natsional’nyi zhurnal glaucoma. 2013;1:5-10. (in Russ.)].Еричев В.П., Туманов В.П., Панюшкина Л.А., Федоров А.А. Сравнительный анализ морфологических изенений в зрительных центрах при первичной глаукоме и болезни Альцгеймера. Национальный журнал глаукома. 2014;13(3):513. [Erichev V.P., Tumanov V.P., Panyushkina L.A., Fedorov A.A. Comparative analysis of morphological changes in the optic centers in patients with glaucoma and Alzheimer’’s disease. National Journal of Glaucoma =Natsional’nyi zhurnal glaucoma. 2014;13(3):5-13 (in Russ.)].Еричев В.П., Туманов В.П., Панюшкина Л.А., Федоров А.А. Сравнительный анализ морфологических изенений в зрительных центрах при первичной глаукоме и болезни Альцгеймера. Национальный журнал глаукома. 2014;13(3):513. [Erichev V.P., Tumanov V.P., Panyushkina L.A., Fedorov A.A. Comparative analysis of morphological changes in the optic centers in patients with glaucoma and Alzheimer’’s disease. National Journal of Glaucoma =Natsional’nyi zhurnal glaucoma. 2014;13(3):5-13 (in Russ.)].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.