Cпектральная ОКТ-ангиография в оценке биомаркеров диабетического макулярного отека при навигационном лазерном лечении

Цель — изучить методом оптической когерентной томографии-ангиографии (ОКТ-А) визуализируемые биомаркеры до и после навигационного лазерного лечения у пациентов с диабетическим макулярным отеком (ДМО).

Пациенты и методы. Под наблюдением находились 85 пациентов (85 глаз) с фокальным ДМО. Пациенты были разделены на две группы в зависимости от применяемого метода лазерного лечения: группу 1 составили 50 пациентов (50 глаз), которым было выполнено навигационное субпороговое лазерное воздействие в микроимпульсном и непрерывном режиме с индивидуальным подбором энергетических параметров по разработанной технологии — проводилась лазерная коагуляция по типу «модифицированной решетки». Лечение осуществляли с помощью навигационной лазерной системы NAVILAS 577S («OD-OS», Германия). Всем пациентам обеих групп была выполнена ОКТ-А высокого разрешения по протоколу Angio Retina 3×3 мм и HD Angio Retina 6×6 мм. Методом ОКТ-А оценивали следующие биомаркеры: сосудистую плотность поверхностного сосудистого сплетения (ПСС), глубокого сосудистого комплекса (ГСК); количество микроаневризм и гиперрефлективных точек; площадь фовеальной аваскулярной зоны, а также кист и зон дезорганизации внутренних слоев сетчатки (ДРИЛ) в различные сроки до и после (1, 3 и 6 мес.) лечения.

Результаты. По данным ОКТ-А в динамике в результате лечения в группе 1 отмечалось увеличение общей сосудистой плотности с 38,45 ± 0,40 до 44,85 ± 0,66 % в ПСС и с 43,55 ± 0,38 до 44,85 ± 0,66 % в ГСК — к 6 месяцам наблюдения. В группе 2 — общая сосудистая плотность в ПСС увеличилась с 37,40 ± 0,36 до 37,85 ± 0,34 %, в ГСК — с 43,35 ± 0,38 до 44,05 ± 0,41 %. Количество микроаневризм уменьшилось в среднем с 12,00 ± 0,42 до 9,00 ± 0,30 к 3 мес. и до 7,50 ± 0,26 к 6 мес. в группе 1, с 19,00 ± 0,70 до 15,50 ± 0,60 (3 мес.) и 13,00 ± 0,50 (6 мес.) — в группе 2. Количество гиперрефлективных точек уменьшилось в сроки 3 и 6 месяцев в обеих группах. Площадь кист прогрессивно снижалась, а площадь ФАЗ и ДРИЛ была стабильна на протяжении всех сроков наблюдения.

Заключение. ОКТ-А является высокоинформативным методом диагностики, позволяющим неинвазивно выявлять визуализируемые биомаркеры, а также оценивать результативность навигационного лазерного лечения у пациентов с фокальным ДМО. 

1. Lee R., Wong T.Y., Sabanayagam C. Epidemiology of diabetic retinopathy, diabetic macular edema and related vision loss. Eye Vis. (Lond.). 2015;2:17. DOI: 10.1186/s40662-015-0026-2

2. Kwan C. C., Fawzi A. A. Imaging and biomarkers in diabetic macular edema and diabetic retinopathy. Current Diabetes Reports. 2019;10:19. DOI: 10.1007/s11892019-1226-2

3. Daruich A., Matet A., Moulin A., Kowalczuk L., Nicolas M., Sellam A., Rothschild P.R., Omri S., Gélizé E., Jonet L., Delaunay K., De Kozak Y., Berdugo M., Zhao M., Crisanti P., Behar-Cohen F. Mechanisms of macular edema: Beyond the surface. Prog Retin Eye Res. 2018;63:20–68. DOI: 10.1016/j.preteyeres.2017.10.006

4. Tang F.Y., Chan E.O., Sun Z., Wong R., Lok J., Szeto S., Chan J.C., Lam A., Tham C.C., Ng D.S., Cheung C.Y. Clinically relevant factors associated with quantitative optical coherence tomography angiography metrics in deep capillary plexus in patients with diabetes. Eye Vis (Lond). 2020;3:7. DOI: 10.1186/s40662019-0173-y

5. Chua J., Sim R., Tan B., Wong D., Yao X., Liu X., Ting D.S.W., Schmidl D., Ang M., Garhöfer G., Schmetterer L. Optical Coherence Tomography Angiography in Diabetes and Diabetic Retinopathy. J Clin Med. 2020;3;9(6):1723. DOI: 10.3390/jcm9061723

6. Suciu C.-I., Suciu V.-I., Nicoara C.-D. Optical Coherence Tomography (Angiography) Biomarkers in the Assessment and Monitoring of Diabetic Macular Edema. J Diabetes Res. 2020;Dec 31;2020:6655021. DOI: 10.1155/2020/6655021

7. Jenkins A.J., Joglekar M.V., Hardikar A.A., Keech A.C., O’Neal D.N., Januszewski A.S. Biomarkers in Diabetic Retinopathy. Rev Diabet Stud. 2015;Spring-Summer;12(1–2):159–195. DOI: 10.1900/RDS.2015.12.159

8. Rosen R.B., Andrade Romo J.S., Krawitz B.D., Mo S., Fawzi A.A., Linderman R.E., Carroll J., Pinhas A., Chui T.Y.P. Earliest Evidence of Preclinical Diabetic Retinopathy Revealed Using Optical Coherence Tomography Angiography Perfused Capillary Density. Am J Ophthalmol. 2019;203:103–115. DOI: 10.1016/j.ajo.2019.01.012

9. Zur D., Iglicki M., Busch C., Invernizzi A., Mariussi M., Loewenstein A. International Retina Group. OCT Biomarkers as Functional Outcome Predictors in Diabetic Macular Edema Treated with Dexamethasone Implant. Ophthalmology. 2018;125(2):267–275. DOI: 10.1016/j.ophtha.2017.08.031

10. Inagaki K., Shuo T., Katakura K., Ebihara N., Murakami A., Ohkoshi K. Stimulation with a micropulse laser induces heat shock protein expression in ARPE-19 cells. J Ophthalmol. 2015;2015:729792. DOI: 10.1155/2015/729792

11. Chen G., Tzekov R., Li W., Jiang F., Mao S., Tong Y. Subthreshold micropulse diode laser versus conventional laser photocoagulation for diabetic macular edema: a meta-analysis of randomized controlled trials. Retina. 2016;36:2059–2065. DOI: 10.1097/IAE.0000000000001053

12. Vujosevic S., Bini S., Torresin T., Berton M., Midena G., Parrozzani R., Martini F., Pucci P., Daniele A.R., Cavarzeran F., Midena E. Hyperreflective retinal spots in normal and diabetic eyes: B-Scan and En Face Spectral Domain Optical Coherence Tomography Evaluation. Retina. 2017;Jun;37(6):1092–1103. DOI: 10.1097/IAE.0000000000001304

13. Markan A., Agarwal A., Arora A., Bazgain K., Rana V., Gupta V. Novel imaging biomarkers in diabetic retinopathy and diabetic macular edema. Ther Adv Ophthalmol. 2020;4;12:2515841420950513. DOI: 10.1177/2515841420950513

14. Sun J.K., Lin M.M., Lammer J., Prager S., Sarangi R., Silva P.S., Aiello L.P. Disorganization of the retinal inner layers as a predictor of visual acuity in eyes with centerinvolved diabetic macular edema. JAMA Ophthalmol. 2014;132(11):1309–1316. DOI: 10.1001/jamaophthalmol.2014.2350

15. Vujosevic S., Torresin T., Berton M., Bini S., Convento E., Midena E. Diabetic Macular Edema With and Without Subfoveal Neuroretinal Detachment: Two Different Morphologic and Functional Entities. Am J Ophthalmol. 2017;181:149–155. DOI: 10.1016/j.ajo.2017.06.026

16. Murakami T., Nishijima K., Akagi T., Uji A., Horii T., Ueda-Arakawa N., Muraoka Y., Yoshimura N. Optical coherence tomographic reflectivity of photoreceptors beneath cystoid spaces in diabetic macular edema. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012;53(3):1506–1511. DOI: 10.1167/iovs.11-9231

17. Liang M.C., Vora R.A., Duker J.S., Reichel E. Solid-appearing retinal cysts in diabetic macular edema: a novel optical coherence tomography finding. Retin Cases Brief Rep. 2013;7(3):255–258. DOI: 10.1097/ICB.0b013e31828eef49

18. Vujosevic S., Gatti V., Muraca A., Brambilla M., Villani E., Nucci P., Rossetti L., De Cilla’ S. Optical coherence tomography angiography changes after subthreshold micropulse yellow laser in diabetic macular edema. Retina. 2020;40(2):312–321. DOI: 10.1097/IAE.0000000000002383

19. Vujosevic S., Toma C., Villani E., Brambilla M., Torti E., Leporati F., Muraca A., Nucci P., De Cilla S. Subthreshold Micropulse Laser in Diabetic Macular Edema: 1-Year Improvement in OCT/OCT-Angiography Biomarkers. Transl Vis Sci Technol. 2020;9(10):31. DOI: 10.1167/tvst.9.10.31

20. Parravano M., De Geronimo D., Scarinci F., Querques L., Virgili G., Simonett J.M., Varano M., Bandello F., Querques G. Diabetic Microaneurysms Internal Reflectivity on Spectral-Domain Optical Coherence Tomography and Optical Coherence Tomography Angiography Detection. Am J Ophthalmol. 2017;179:90–96. DOI: 10.1016/j.ajo.2017.04.021

21. Parravano M., De Geronimo D., Scarinci F., Virgili G., Querques L., Varano M., Bandello F., Querques G.. Progression of Diabetic Microaneurysms According to the Internal Reflectivity on Structural Optical Coherence Tomography and Visibility on Optical Coherence Tomography Angiography. Am J Ophthalmol. 2019;198:8– 16. DOI: 10.1016/j.ajo.2018.09.031

22. Newman E., Reichenbach A. The Müller cell: a functional element of the retina. Trends Neurosci. 1996;19(8):307–312. DOI: 10.1016/0166-2236(96)10040-0

23. Midena E., Bini S., Martini F., Enrica C., Pilotto E., Micera A., Esposito G., Vujosevic S. Changes of aqueous humor müller cells’ biomarkers in human patients affected by diabetic macular edema after subthreshold micropulse laser treatment. Retina. 2020;40(1):126–134. DOI: 10.1097/IAE.0000000000002356

24. Sun J.K., Radwan S.H., Soliman A.Z., Lammer J., Lin M.M., Prager S.G., Silva P.S., Aiello L.B., Aiello L.P. Neural Retinal Disorganization as a Robust Marker of Visual Acuity in Current and Resolved Diabetic Macular Edema. Diabetes. 2015;64(7):2560–2570. DOI: 10.2337/db14-0782

25. Moein H.R., Novais E.A., Rebhun C.B,. Cole E.D., Louzada R.N., Witkin A.J., Baumal C.R., Duker J.S., Waheed N.K. Optical coherence tomography angiography to detect macular capillary ischemia in patients with inner retinal changes after resolved diabetic macular edema. Retina. 2018;38(12):2277–2284. DOI: 10.1097/IAE.0000000000001902

26. Nesper P.L., Scarinci F., Fawzi A.A. Adaptive Optics Reveals Photoreceptor Abnormalities in Diabetic Macular Ischemia. PLoS One. 2017;12(1):e0169926. DOI: 10.1371/journal.pone.0169926

27. Moon B.G., Um T., Lee J., Yoon Y.H. Correlation between Deep Capillary Plexus Perfusion and Long-Term Photoreceptor Recovery after Diabetic Macular Edema Treatment. Ophthalmol Retina. 2018;2(3):235–243. DOI: 10.1016/j.oret.2017.07.003

28. Birol G., Wang .S, Budzynski E., Wangsa-Wirawan N.D., Linsenmeier R.A.. Oxygen distribution and consumption in the macaque retina. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2007;293(3):H1696–1704. DOI: 10.1152/ajpheart.00221.2007

29. Lee J., Kim K.E., Choi D.K., Jang J.Y., Jung J.J., Kiyonari H., Shioi G., Chang W., Suda T., Mochizuki N., Nakaoka Y., Komuro I., Yoo O.J., Koh G.Y. Angiopoietin-1 guides directional angiogenesis through integrin αvβ5 signaling for recovery of ischemic retinopathy. Sci Transl Med. 2013;5(203):203ra127. DOI: 10.1126/scitranslmed.3006666

30. Nesper P.L., Roberts P.K., Onishi A.C., Chai H., Liu L., Jampol L.M., Fawzi A.A.. Quantifying Microvascular Abnormalities With Increasing Severity of Diabetic Retinopathy Using Optical Coherence Tomography Angiography. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017;58(6):BIO307–BIO315. DOI: 10.1167/iovs.17-21787

31. Burgansky-Eliash Z., Barak A., Barash H., Nelson D.A., Pupko O., Lowenstein A., Grinvald A., Rubinstein A. Increased retinal blood flow velocity in patients with early diabetes mellitus. Retina. 2012;32(1):112–119. DOI: 10.1097/IAE.0b013e31821ba2c4

32. Hafner J., Ginner L., Karst S., Leitgeb R., Unterluggauer M., Sacu S., Mitsch C., Scholda C., Pablik E., Schmidt-Erfurth U. Regional Patterns of Retinal Oxygen Saturation and Microvascular Hemodynamic Parameters Preceding Retinopathy in Patients With Type II Diabetes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017;58(12):5541–5547. DOI: 10.1167/iovs.17-22523