Preview

Офтальмология

Расширенный поиск

Оптическая когерентная томография в диагностике и лечении заболеваний роговицы

https://doi.org/10.18008/1816-5095-2021-3S-703-711

Полный текст:

Аннотация

Оптическая когерентная томография (ОКТ) — современный неинвазивный способ прижизненной визуализации структур переднего и заднего сегмента глаза. В его основе лежит интерферометрический анализ оптических свойств биологических систем с использованием низко когерентного излучения инфракрасного диапазона. В представленной работе описаны физические принципы работы ОКТ-приборов на основе технологий временного метода получения изображений (Time-Domain Optical Coherence Tomography, TD-OCT) и спектральной интерферометрии (Spectral-Domain Optical Coherence Tomography, SD-OCT) с применением преобразования Фурье (Fourier-Domain, FD). В последние годы совершенствование ОКТ направлено на улучшение качества визуализации благодаря использованию различных способов оптической фильтрации. Так, вместо суперлюминесцентного диода в ОКТ-аппаратах последнего поколения установлен лазерный источник излучения с перестраиваемой длиной волны (Swept-Source, SS-OCT), что дает возможность увеличить контрастность изображения. Применение ОКТ в оценке состояния структур переднего сегмента глаза позволяет установить локализацию патологического процесса, оценить скорость его прогрессирования. ОКТ применяют для оценки степени врастания фиброваскулярной ткани в стромальные слои при прогрессирующем птеригиуме, а также для визуализации тканевой инфильтрации при кератитах различной этиологии. ОКТ-пахиметрия в ряде случаев служит наиболее точным методом выявления эктатической деформации роговицы на субклинической стадии. Нередко ОКТ используют у пациентов с буллезной кератопатией при проведении дифференциальной диагностики транзиторного помутнения роговицы, вызванного разреженностью стромы из-за длительного отека ткани и необратимого снижения прозрачности роговицы из-за фиброза. Новым этапом развития ОКТ стало ее применение в кераторефракционной офтальмохирургии. Были разработаны спектральные ОКТ-системы, интегрированные в операционный микроскоп, а также портативные ОКТ-приборы. При помощи интраоперационной ОКТ можно оценить толщину роговичного лоскута и стромального ложа, особенности интерфейса при лазерном in situ кератомилезе (LASIK), выявить динамические изменения состояния ткани во время кросслинкинга роговичного коллагена. Применение интраоперационной ОКТ на начальном этапе кератопластики позволяет выполнить пахиметрию, выявить точную локализацию зон ее истончения, протяженность и глубину помутнения, дефекты десцеметовой мембраны. Полученные данные используют для выбора оптимальной модификации вмешательства, глубины и диаметра трепанации роговичной ткани. Кроме того, визуальный контроль за проведением некоторых этапов кератопластики позволяет снизить риск интра- и послеоперационных осложнений.

Об авторах

Н. В. Фисенко
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт глазных болезней»
Россия

Фисенко Наталья Владимировна, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отдела патологии оптических сред глаза

ул. Россолимо, 11а, б, Москва, 119021



Г. А. Осипян
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт глазных болезней»
Россия

Осипян Григорий Альбертович, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отдела патологии оптических сред глаза

ул. Россолимо, 11а, б, Москва, 119021



Список литературы

1. Fercher A.F., Roth E. Ophthalmic Laser Interferometry. Proc. SPIE: Optical Instrumentation for Biomedical Laser Applications. 1986; 0658. DOI: 10.1117/12.938523

2. Huang D., Swanson E.A., Lin C.P., Schuman J.S., Stinson W.G., Chang W., Hee M.R., Flotte T., Gregory K., Puliafito C.A. Optical coherence tomography. Science. 1991; 254(5035):1178–1181. DOI: 10.1126/science.1957169

3. Захарова М.А., Куроедов А.В. Оптическая когерентная томография: технология, ставшая реальностью. Российский медицинский журнал. Клиническая офтальмология. 2015;15(4):204–211.

4. Стоюхина А.С., Будзинская М.В., Стоюхин С.Г., Асламазова А.Э. Оптическая когерентная томография-ангиография в офтальмоонкологии. Вестник офтальмологии. 2019;135(1):104–111.DOI: 10.17116/oftalma2019135011104

5. Popescu D.P., Choo-Smith L.P., Flueraru, C., Mao Y., Chang S., Disano J., Sherif S., Sowa M.G. Optical coherence tomography: fundamental principles, instrumental designs and biomedical applications. Biophysical reviews. 2011; 3(3):155. DOI: 10.1007/s12551-011-0054-7

6. Свирин А.В., Кийко Ю.И., Обруч Б.В., Богомолов А.В. Спектральная оптическая когерентная томография: принципы и возможности метода. Российский медицинский журнал. Клиническая офтальмология 2009;10(2):50–53.

7. Ang M., Baskaran M., Werkmeister R.M., Chua J., Schmidl D., Aranha Dos Santos V., Garhöfer G., Mehta J.S., Schmetterer L. Anterior segment optical coherence tomography. Prog Retin Eye Res. 2018;66:132–156. DOI: 10.1016/j.preteyeres.2018.04.002

8. Fercher A.F., Mengedoht K., Werner W. Eye-length measurement by interferometry with partially coherent light. Opt Lett. 1988;13(3):186–188. DOI: 10.1364/ol.13.000186

9. Swanson E.A., Izatt J.A., Hee M.R., Huang D., Lin C.P., Schuman J.S., Puliafito C.A., Fujimoto J.G. In vivo retinal imaging by optical coherence tomography. Opt Lett. 1993;18(21):1864–1866. DOI: 10.1364/ol.18.001864

10. Izatt J.A., Hee M.R., Swanson E.A., Lin C.P., Huang D., Schuman J.S., Puliafito C.A., Fujimoto J.G. Micrometer-scale resolution imaging of the anterior eye in vivo with optical coherence tomography. Arch Ophthalmol. 1994;112(12):1584–1589. DOI: 10.1001/archopht.1994.01090240090031

11. Podoleanu A.G. Optical coherence tomography. J Microsc. 2012;247(3):209–219. DOI: 10.1111/j.1365-2818.2012.03619.x

12. Leitgeb R., Hitzenberger C., Fercher A. Performance of fourier domain vs. time domain optical coherence tomography. Opt Express. 2003;11(8):889–894. DOI: 10.1364/oe.11.000889

13. Radhakrishnan S., Rollins A.M., Roth J.E., Yazdanfar S., Westphal V., Bardenstein D.S., Izatt J.A. Real-time optical coherence tomography of the anterior segment at 1310 nm. Arch Ophthalmol. 2001;119(8):1179–1185. DOI: 10.1001/archopht.119.8.1179

14. Yaqoob Z., Wu J., Yang C. Spectral domain optical coherence tomography: a better OCT imaging strategy. Biotechniques. 2005;39(6 Suppl):S6–13. DOI: 10.2144/000112090

15. Kiernan D.F., Mieler W.F., Hariprasad S.M. Spectral-domain optical coherence tomography: a comparison of modern high-resolution retinal imaging systems. Am J Ophthalmol. 2010;149(1):18–31. DOI: 10.1016/j.ajo.2009.08.037

16. Галеб К.И.С., Проскурин С.Г. Уменьшение спекл-шумов при построении структурного ОКТ изображения. Фундаментальные исследования. 2014;4:479–483.

17. Семенова Н.С., Ларичев А.В., Акопян В.С. «Swept-source» — оптическая когерентная томография: обзор технологии. Вестник офтальмологии. 2020;136(1):111–116. DOI: 10.17116/oftalma2020136011111

18. Han S.B., Liu Y.C., Noriega K.M., Mehta J.S. Applications of Anterior Segment Optical Coherence Tomography in Cornea and Ocular Surface Diseases. J Ophthalmol. 2016;4971572. DOI: 10.1155/2016/4971572

19. Nanji A.A., Sayyad F.E., Galor A., Dubovy S., Karp C.L. High-Resolution optical coherence tomography as an adjunctive tool in the diagnosis of corneal and conjunctival pathology. Ocul Surf. 2015;13(3):226–235. DOI: 10.1016/j.jtos.2015.02.001

20. Wang S.B., Cornish E.E., Grigg J.R., McCluskey P.J. Anterior segment optical coherence tomography and its clinical applications. Clin Exp Optom. 2019;102(3):195– 207. DOI: 10.1111/cxo.12869

21. Werkmeister R.M., Sapeta S., Schmidl D., Garhöfer G., Schmidinger G., Aranha Dos Santos V., Aschinger G.C., Baumgartner I., Pircher N., Schwarzhans F., Pantalon A., Dua H., Schmetterer L. Ultrahigh-resolution OCT imaging of the human cornea. Biomed Opt Express. 2017;8(2):1221–1239. DOI: 10.1364/BOE.8.001221

22. Kieval J.Z., Karp C.L., Abou Shousha M., Galor A., Hoffman R.A., Dubovy S.R., Wang J. Ultra-high resolution optical coherence tomography for differentiation of ocular surface squamous neoplasia and pterygia. Ophthalmology. 2012;119(3):481– 486. DOI: 10.1016/j.ophtha.2011.08.028

23. Lim S.H. Clinical applications of anterior segment optical coherence tomography. J Ophthalmol. 2015:605729. DOI: 10.1016/10.1155/2015/605729

24. Soliman W., Mohamed T.A. Spectral domain anterior segment optical coherence tomography assessment of pterygium and pinguecula. Acta Ophthalmol. 2012;90(5):461–465. DOI: 10.1111/j.1755-3768.2010.01994.x

25. Konstantopoulos A., Kuo J., Anderson D., Hossain P. Assessment of the use of anterior segment optical coherence tomography in microbial keratitis. Am J Ophthalmol. 2008;146(4):534–542. DOI: 10.1016/j.ajo.2008.05.030

26. Park Y.M., Lee J.S., Yoo J.M., Park J.M., Seo S.W., Chung I.Y., Kim S.J. Comparison of anterior segment optical coherence tomography findings in acanthamoeba keratitis and herpetic epithelial keratitis. Int J Ophthalmol. 2018;11(8):1416–1420. DOI: 10.18240/ijo.2018.08.26

27. Petrovic A., Hashemi K., Blaser F., Wild W., Kymionis G. Characteristics of linear interstitial keratitis by in vivo confocal microscopy and anterior segment optical Coherence tomography. Cornea. 2018;37(6):785–788. DOI: 10.1097/ICO.0000000000001552

28. Igbre A.O., Rico M.C., Garg S.J. High-speed optical coherence tomography as a reliable adjuvant tool to grade ocular anterior chamber inflammation. Retina. 2014;34(3):504–508. DOI: 10.1097/IAE.0b013e31829f73bd

29. Осипян Г.А., Шелудченко В.М., Храйстин Х. Современные хирургические методы лечения кератэктазий. Вестник офтальмологии. 2019;135(2):138–143. DOI: 10.17116/oftalma2019135021138

30. Li Y., Tan O., Brass R., Weiss J.L., Huang D. Corneal epithelial thickness mapping by Fourier-domain optical coherence tomography in normal and keratoconic eyes. Ophthalmology. 2012;119(12):2425–2433. DOI: 10.1016/j.ophtha.2012.06.023

31. Rocha K.M., Perez-Straziota C.E., Stulting R.D., Randleman J.B. SD-OCT analysis of regional epithelial thickness profiles in keratoconus, postoperative corneal ectasia, and normal eyes. J Refract Surg. 2013;29(3):173–179. DOI: 10.3928/1081597X20130129-08

32. Ramos J.L., Li Y., Huang D. Clinical and research applications of anterior segment optical coherence tomography — a review. Clin Exp Ophthalmol. 2009;37(1):81–89. DOI: 10.1111/j.1442-9071.2008.01823.x

33. Yip H., Chan E. Optical coherence tomography imaging in keratoconus. Clin Exp Optom. 2019;102(3):218–223. DOI: 10.1111/cxo.12874

34. Fuentes E., Sandali O., El Sanharawi M., Basli E., Hamiche T., Goemaere I., Borderie V., Bouheraoua N., Laroche L. Anatomic predictive factors of acute corneal hydrops in keratoconus: an optical coherence tomography study. Ophthalmology. 2015;122(8):1653–1659. DOI: 10.1016/j.ophtha.2015.04.031

35. Price M.O., Mehta J.S., Jurkunas U.V., Price F.W.Jr. Corneal endothelial dysfunction: evolving understanding and treatment options [published online ahead of print]. Prog Retin Eye Res. 2020;100904. DOI: 10.1016/j.preteyeres.2020.100904

36. Труфанов С.В., Фисенко Н.В. Молекулярно-генетические аспекты патогенеза эндотелиальной дистрофии Фукса. Вестник офтальмологии. 2020;136(5):260–267. DOI: 10.17116/oftalma2020136052260

37. Wertheimer C.M., Elhardt C., Wartak A., Luft N., Kassumeh S., Dirisamer M., Siedlecki J., Vounotrypidis E., Priglinger S.G., Mayer W.J. Corneal optical density in Fuchs endothelial dystrophy determined by anterior segment optical coherence tomography [published online ahead of print]. Eur J Ophthalmol. 2020;1120672120944796. DOI: 10.1177/1120672120944796

38. Yasukura Y., Oie Y., Kawasaki R., Maeda N., Jhanji V., Nishida K. New severity grading system for Fuchs endothelial corneal dystrophy using anterior segment optical coherence tomography [published online ahead of print]. Acta Ophthalmol. 2020;10.1111/aos.14690. DOI: 10.1111/aos.14690

39. Саловарова Е.П., Труфанов С.В., Новиков И.А. Анализ светорассеивающей способности роговицы до и после эндотелиальной кератопластики. Вестник офтальмологии. 2020;136(3):39–45. DOI: 10.17116/oftalma202013603139

40. Труфанов С.В., Маложен С.А., Пивин Е.А. Восстановление структурной и функциональной целостности эндотелиального слоя роговицы человека после обширного дефекта десцеметовой мембраны (клинический случай). Офтальмология. 2015;12(1):96–100. DOI: 10.18008/1816-5095-2015-1-96-100

41. Eguchi H., Hotta F., Kusaka S., Shimomura Y. Intraoperative optical coherence tomography imaging in corneal surgery: a literature review and proposal of novel applications. J Ophthalmol. 2020; 2020:1497089. DOI: 10.1155/2020/1497089

42. Ehlers J.P. Intraoperative optical coherence tomography: past, present, and future. Eye (Lond). 2016;30(2):193–201. DOI: 10.1038/eye.2015.255

43. Ray R., Barañano D.E., Fortun J.A., Schwent B.J., Cribbs B.E., Bergstrom C.S., Hubbard G.B., Srivastava S.K. Intraoperative microscope-mounted spectral domain optical coherence tomography for evaluation of retinal anatomy during macular surgery. Ophthalmology. 2011;118(11):2212–2217. DOI: 10.1016/j.ophtha.2011.04.012

44. Ehlers J.P., Dupps W.J., Kaiser P.K., Goshe J., Singh R.P., Petkovsek D., Srivastava S.K. The Prospective Intraoperative and Perioperative Ophthalmic ImagiNg with Optical CoherEncE TomogRaphy (PIONEER) Study: 2-year results. Am J Ophthalmol. 2014;158(5):999-1007. DOI:10.1016/j.ajo.2014.07.034

45. Аветисов С.Э., Петров С.Ю., Волжанин А.В. Возможности оптической когерентной томографии в исследовании зоны хирургического вмешательства антиглаукомной операции. Вестник офтальмологии. 2018;134(5):250–256. DOI: 10.17116/oftalma2018134051250

46. Ehlers J.P., Tam T., Kaiser P.K., Martin D.F., Smith G.M., Srivastava S.K. Utility of intraoperative optical coherence tomography during vitrectomy surgery for vitreomacular traction syndrome. Retina. 2014;34(7):1341–1346. DOI: 10.1097/IAE.0000000000000123

47. Shetty R., Malhotra C., D’Souza S., Wadia K. WaveLight FS200 vs Hansatome LASIK: intraoperative determination of flap characteristics and predictability by hand-held bioptigen spectral domain ophthalmic imaging system. J Refract Surg. 2012;28(11 Suppl):S815–S820. DOI: 10.3928/1081597x-20121005-01

48. Han S.B., Woo S.J., Hyon J.Y. Delayed-onset interface fluid syndrome after laser in situ keratomileusis secondary to combined cataract and vitreoretinal surgery. J Cataract Refract Surg. 2012;38(3):548–550. DOI: 10.1016/j.jcrs.2011.12.014

49. Balestrazzi A., Balestrazzi A., Giannico M.I., Michieletto P., Balestrazzi E. Diagnosis, clinical trend, and treatment of diffuse lamellar keratitis after femtosecond laserassisted in situ keratomileusis: a case report. Case Rep Ophthalmol. 2018;9(3):457– 464. DOI: 10.1159/000493338

50. Beckman K.A., Gupta P.K., Farid M., Berdahl J.P., Yeu E., Ayres B., Chan C.C., Gomes J.A.P., Holland E.J., Kim T., Starr C.E., Mah F.S., ASCRS Cornea Clinical Committee. Corneal crosslinking: current protocols and clinical approach. J Cataract Refract Surg. 2019;45(11):1670–1679. DOI: 10.1016/j.jcrs.2019.06.027

51. Titiyal J.S., Kaur M., Nair S., Sharma N. Intraoperative optical coherence tomography in anterior segment surgery. Surv Ophthalmol. 2021;66(2):308–326. DOI: 10.1016/j.survophthal.2020.07.001

52. Kymionis G.D., Grentzelos M.A., Plaka A.D., Stojanovic N., Tsoulnaras K.I., Mikropoulos D.G., Rallis K.I., Kankariya V.P. Evaluation of the corneal collagen crosslinking demarcation line profile using anterior segment optical coherence tomography. Cornea. 2013;32(7):907–910. DOI: 10.1097/ICO.0b013e31828733ea

53. Barbara R., Barbara A., Naftali M. Depth evaluation of intended vs actual intacs intrastromal ring segments using optical coherence tomography. Eye (Lond). 2016;30(1):102–110. DOI: 10.1038/eye.2015.202

54. Singh R., Gupta N., Vanathi M., Tandon R. Corneal transplantation in the modern era. Indian J Med Res. 2019;150(1):7–22. DOI: 10.4103/ijmr.IJMR_141_19

55. Anwar M., Teichmann K.D. Big-bubble technique to bare Descemet’s membrane in anterior lamellar keratoplasty. J Cataract Refract Surg. 2002;28(3):398–403. DOI: 10.1016/s0886-3350(01)01181-6

56. Scorcia V., Busin M., Lucisano A., Beltz J., Carta A., Scorcia G. Anterior segment optical coherence tomography-guided big-bubble technique. Ophthalmology. 2013;120(3):471–476. DOI: 10.1016/j.ophtha.2012.08.041

57. De Benito-Llopis L., Mehta J.S., Angunawela R.I., Ang M., Tan D.T. Intraoperative anterior segment optical coherence tomography: a novel assessment tool during deep anterior lamellar keratoplasty. Am J Ophthalmol. 2014;157(2):334–341.e3. DOI: 10.1016/j.ajo.2013.10.001

58. Steven P., Le Blanc C., Velten K., Lankenau E., Krug M., Oelckers S., Heindl L.M., Gehlsen U., Hüttmann G., Cursiefen C. Optimizing descemet membrane endothelial keratoplasty using intraoperative optical coherence tomography. JAMA Ophthalmol. 2013;131(9):1135–1142. DOI: 10.1001/jamaophthalmol.2013.4672

59. Au J., Goshe J., Dupps W.J., Srivastava S.K., Ehlers J.P. Intraoperative optical coherence tomography for enhanced depth visualization in deep anterior lamellar keratoplasty from the PIONEER study. Cornea. 2015;34(9):1039–1043. DOI: 10.1097/ICO.0000000000000508

60. Ehlers J.P., Goshe J., Dupps W.J., Kaiser P.K., Singh R.P., Gans R., Eisengart J., Srivastava S.K. Determination of feasibility and utility of microscope-integrated optical coherence tomography during ophthalmic surgery: the DISCOVER Study RESCAN Results. JAMA Ophthalmol. 2015;133(10):1124–1132. DOI: 10.1001/jamaophthalmol.2015.2376


Рецензия

Для цитирования:


Фисенко Н.В., Осипян Г.А. Оптическая когерентная томография в диагностике и лечении заболеваний роговицы. Офтальмология. 2021;18(3S):703-711. https://doi.org/10.18008/1816-5095-2021-3S-703-711

For citation:


Fisenko N.V., Osipyan G.A. Optical Coherence Tomography for Diagnosis and Treatment of Corneal Diseases. Ophthalmology in Russia. 2021;18(3S):703-711. (In Russ.) https://doi.org/10.18008/1816-5095-2021-3S-703-711

Просмотров: 128


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1816-5095 (Print)
ISSN 2500-0845 (Online)