Magdalena Pauk- Domańska. Promotor pracy: Prof. dr hab. n. med. Wiesław Jakubowski

Transkrypt

1 Streszczenie rozprawy doktorskiej Magdalena Pauk- Domańska Ocena przydatności ultrasonografii dopplerowskiej w badaniu tętnicy ocznej i środkowej siatkówki u pacjentów z cukrzycą typu 1 bez zmian na dnie oczu i z retinopatią nieproliferacyjną łagodną Promotor pracy: Prof. dr hab. n. med. Wiesław Jakubowski Retinopatia cukrzycowa należy do przewlekłych powikłań cukrzycy i dotyczy małych naczyń siatkówki. Prowadzi do pogorszenia widzenia, a w zaawansowanych przypadkach do utraty wzroku. Głównym czynnikiem odpowiedzialnym za wystąpienie mikroangiopatii jest przewlekła hiperglikemia. Mimo, że znane są czynniki sprzyjające wystąpieniu zmian naczyniowych, patomechanizm rozwoju retinopatii nie został wyjaśniony. Zaburzenia w morfologii i krążeniu w naczyniach siatkówki zaobserwowano już we wczesnych etapach cukrzycy, nie jest jednak poznany ich wpływ na rozwój dalszych powikłań retinopatii cukrzycowej. Ocena hemodynamiki krwi w naczyniach zaopatrujących siatkówkę metodą ultrasonografii dopplelowskiej u pacjentów z cukrzycą może stanowić dodatkowe źródło informacji o dysfunkcji naczyń. Cele pracy: Celem pracy było wykazanie przydatności ultrasonografii dopplerowskiej w ocenie parametrów przepływu w naczyniach oczodołowych w tętnicy ocznej i środkowej siatkówki u pacjentów z cukrzycą typu 1 bez zmian na dnie oka i z retinopatią nieproliferacyjną łagodną. Cele te dotyczyły: 1. Określenia wartości parametrów przepływu w tętnicy ocznej i środkowej siatkówki metodą ultrasonografii dopplerowskiej u pacjentów z cukrzycą typu 1 bez cech retinopatii cukrzycowej na dnie oka oraz z łagodną retinopatią nieproliferacyjną.

2 2. Oceny zależności między parametrami przepływu w naczyniach oczodołowych a zaawansowaniem zmian cukrzycowych na dnie oka. 3. Stwierdzenia zależności pomiędzy wartościami przepływów w naczyniach oczodołowych a długością trwania cukrzycy i poziomem Hba1c. 4. Oceny zależności pomiędzy parametrami przepływu krwi w oczodole dla tętnicy ocznej i środkowej siatkówki a szerokością naczyń siatkówki na dnie oka. Materiał i metody: Badania przeprowadzono u 161 osób. Grupę badaną stanowiło 80 pacjentów z cukrzycą typu 1 w wieku lat, bez zmian na dnie oczu lub z retinopatią nieproliferacyjną łagodną. U pacjentów chorych na cukrzycę nie występowały powikłania cukrzycowe ani inne choroby ogólne. Grupa kontrolna składała się z 81 zdrowych ochotników, w odpowiadającym przedziale wiekowym. U wszystkich badanych wykonano pełne badanie okulistyczne, fotografię dna oka oraz na jej podstawie ocenę szerokości naczyń siatkówki. Ocenę parametrów przepływu krwi metodą ultrasonografii dopplerowskiej przeprowadzono przy użyciu aparatu Siemens AcusonX300 sondą liniową VF10-5. Badania wykonano dla tętnicy ocznej i tętnicy środkowej siatkówki w oczodole. Wyniki: Ustalono wartości parametrów przepływów PSV, EDV, RI dla tętnicy ocznej i środkowej siatkówki w grupie zdrowych ochotników oraz u pacjentów z cukrzycą typu 1. U pacjentów z cukrzycą typu 1 stwierdzono istotnie statystycznie różnice w wartościach parametrów przepływu dla tętnicy środkowej siatkówki w postaci obniżenia prędkości PSV, EDV i zwiększenia wskaźnika oporu RI w porównaniu do grupy kontrolnej. Wykazano różnice w parametrach przepływu pomiędzy grupą bez zmian na dnie oka i z retinopatią nieproliferacyjną łagodną w postaci istotnego obniżenia prędkości PSV i EDV u pacjentów z retinopatią. Nie zaobserwowano różnic dla tych samych parametrów dla tętnicy ocznej. Analizując parametry przepływu w zależności od stopnia wyrównania cukrzycy, określone poziomem HbA1c stwierdzono istotne statystycznie obniżenie prędkości przepływów PSV w tętnicy ocznej i środkowej siatkówki w grupie ze źle kontrolowana cukrzycą. Ponadto w grupie ze

3 źle kontrolowana cukrzycą zaobserwowano dodatkowy wpływ retinopatii na parametry przepływów w tętnicy środkowej siatkówki w postaci obniżenia prędkości zarówno skurczowej jak i rozkurczowej. W grupie z długoletnią cukrzycą ( powyżej 20 lat) oraz nieustabilizowaną glikemią stwierdzono istotne obniżenie prędkości PSV w tętnicy środkowej siatkówki. Nie odnotowano zależności pomiędzy sposobem podawania insuliny( peny, osobista pompa insulinowa) na parametry przepływów w badanych tętnicach. Na podstawie fotografii dna oka określono ponadto szerokość naczyń tętniczych i żylnych tętnicy i żyły środkowej siatkówki w czterech kwadrantach siatkówki. Dodatkowo został obliczony współczynniki A/V stosunku tętnicy do żyły oraz średnie szerokości naczyń skroniowych, nosowych jak i wszystkich naczyń tętniczych i żylnych. Uwzględniono wpływ stopnia zaawansowania zmian na dnie oka, wyrównania cukrzycy oraz czasu jej trwania. Otrzymane wartości odniesiono do parametrów przepływów krwi w tętnicy ocznej oraz tętnicy środkowej siatkówki w oczodole, doprowadzających krew do ocenianych naczyń siatkówki. W grupie badanej stwierdzono istotne poszerzenie zarówno naczyń tętniczych jak i żylnych. Zmianie średnicy naczyń na dnie oka towarzyszyło obniżenie prędkości przepływu krwi w tętnicy środkowej siatkówki w oczodole. Wnioski: Na podstawie przeprowadzonych badań tętnicy ocznej i środkowej siatkówki w oczodole z zastosowaniem ultrasonografii dopplerowskiej u pacjentów z cukrzycą typu 1 bez zmian na dnie oka i z retinopatią nieproliferacyjną łagodną sformułowano następujące wnioski: 1. W badanej grupie pacjentów z cukrzycą typu 1 stwierdzono zmiany parametrów przepływu krwi w porównaniu do grupy kontrolnej w postaci istotne statystycznie obniżonej prędkości przepływu w tętnicy środkowej siatkówki dla PSV i EDV oraz podwyższenia wskaźnika oporu RI w porównaniu do grupy kontrolnej. 2. Stwierdzono zależność parametrów przepływu od stopnia zaawansowania zmian na dnie oka u pacjentów bez zmian na dnie oka i w grupie z retinopatią nieproliferacyjną łagodną. Zmiany parametrów przepływów wystąpiły u osób, które nie miały zmian na dnie oka, jednak obecność retinopatii spowodowała dodatkowe obniżeniem prędkości przepływu w tętnicy środkowej siatkówki dla

4 PSV i EDV w porównaniu do grupy pacjentów, u których nie obserwowano zmian w siatkówce. Uzyskane wyniki mogłyby świadczyć o wczesnym występowaniu zmian hemodynamicznych w tętnicy środkowej siatkówki, przed pojawieniem się klinicznych zmian na dnie oka. 3. W zależności od poziomu hemoglobiny HbA1c, która jest wskaźnikiem wyrównania cukrzycy uzyskano zmiany wartości przepływu w tętnicy ocznej i środkowej siatkówki. W grupie osób chorych z niewyrównaną cukrzycą uległa istotnemu obniżeniu zarówno prędkość przepływu w tętnicy ocznej dla PSV oraz w tętnicy środkowej siatkówki dla PSV. 4. Czas trwania cukrzycy wpłynął na zmiany parametrów przepływu krwi w tętnicy środkowej siatkówki u osób, które chorowały dłużej niż 20 lat na cukrzycę w postaci obniżenie prędkości PSV i zaobserwowano istotną różnicę pomiędzy osobami z ustabilizowaną glikemią w porównaniu do osób z podwyższonymi wartościami HbA1c. 5. Tętnica środkowa siatkówki w badanych zależnościach prezentowała istotnie obniżoną prędkość przepływu dla wielu zmiennych. Zmiany hemodynamiczne w tętnicy środkowej siatkówki u pacjentów z cukrzycą typu 1 bez zmian na dnie oka i z retinopatią nieproliferacyjną łagodną mogą zatem odzwierciedlać wczesne zmiany naczyniowe, a tętnica środkowa siatkówki być właściwym naczyniem do oceny tych zmian. 6. Tętnica oczna cechowała się istotną zmiennością parametrów przepływu w zależności od poziomu HbA1c w postaci istotnego obniżenia prędkości PSV. 7. U chorych w porównaniu do grupy kontrolnej stwierdzono istotne zwiększenie szerokości naczyń siatkówki zarówno tętniczych jak i żylnych. Poszerzenie naczyń korelowało ze zmniejszeniem prędkości przepływów w tętnicy środkowej siatkówki w oczodole. Poszerzenie naczyń obserwowano już w pierwszych latach choroby oraz u pacjentów, u których nie wystąpiły cechy klinicznej retinopatii. Summary Diabetic retinopathy is a chronic complication of diabetes affecting small vessels of the retina. It leads to the deterioration of vision and in advanced cases to the loss of sight. Chronic hyperglycaemia is the main factor responsible for microangiopathy. Although factors

5 predisposing to vascular lesions are known, the pathomechanism of retinopathy has not been elucidated. Morphological and circulatory disorders in the retinal vessels were observed in early stages of diabetes, but their impact on the development of further complications of diabetic retinopathy is unknown. The assessment of blood haemodynamics in the vessels supplying the retina with blood conducted using the Doppler ultrasound method in patients with diabetes may provide additional information on the vascular dysfunction. Objective of the study: The aim of the study was to demonstrate the usefulness of Doppler ultrasonography in the evaluation of flow parameters for the orbital vessels, such as the ophthalmic artery and central retinal artery in patients with type 1 diabetes without lesions in the fundus of the eye and with mild non-proliferative retinopathy. The following objectives have been formulated: 1. A determination of flow parameters in the ophthalmic artery and central retinal artery by Doppler ultrasonography in patients with type 1 diabetes without the features of diabetic retinopathy in the fundus of the eye and with mild non-proliferative retinopathy. 2. The assessment of the relationship between flow parameters in the orbital vessels and the advancement of diabetic lesions in the fundus of the eye. 3. Finding the relationship between flow rates in the orbital vessels and the duration of diabetes and the level of HbA1c. 4. The evaluation of the relationship between the ocular flow parameters for the ophthalmic artery and central retinal artery and the width of the retinal vessels in the fundus of the eye. Material and methods: The study was conducted in 161 persons. The study group consisted of 80 patients with type 1 diabetes at the age of 18-45, with no lesions in the fundus of the eye or with mild nonproliferative retinopathy. Diabetic patients did not have any complications of the condition or other general diseases. The control group consisted of 81 healthy volunteers, corresponding in terms of age to the study group. All patients were subjected to a complete ophthalmic examination, fundus photography and on this basis the width of the retinal vessels was assessed. The evaluation of blood flow parameters by Doppler ultrasonography was performed using the Siemens AcusonX300 with VF10-5 linear probe. The examination was carried out for the ophthalmic artery and central retinal artery in the orbit. Results: The values of PSV, EDV, RI flow parameters were established for the ophthalmic artery and central retinal artery in healthy volunteers and in patients with type 1 diabetes. In patients with type 1 diabetes, statistically significant differences were found in the values of flow parameters for the central retinal artery. They included a decrease in PSV and EDV

6 rates and an increase of the resistance index (RI) compared to the control group. There were differences in the flow parameters between the group with no lesions in the fundus of the eye and those with mild non-proliferative retinopathy. The differences involved a significant decrease in PSV and EDV rates in patients with retinopathy. There were no differences in the same parameters for the ophthalmic artery. The analysis of the flow parameters depending on the level of diabetes control, which was determined using the level of HbA1c, showed a statistically significant decrease in the PSV flow rate for the ophthalmic artery and central retinal artery in the group with the poor diabetes control. In addition, in the group with poorly controlled diabetes, an additional effect of retinopathy was observed on the parameters measured in the central retinal artery, such as lowering of both systolic and diastolic velocity. There was a significant reduction in the PSV rate in the central retinal artery in the group suffering from diabetes for a long time (over 20 years) and the unstable blood glucose level. There was no link between the mode of insulin administration (insulin pen, personal insulin pump) and the flow parameters in the examined arteries. In addition, based on the fundus photography, the width of the arteries and veins was also determined in the four quadrants of the retina, including the central retinal artery and vein. Moreover, the A/V ratio of arteries to veins was calculated along with the mean width for the temporal and nasal blood vessels as well as for all other arteries and veins. The effects of the advancement of lesions in the fundus of the eye, diabetes control and duration of the disease were taken into account. The results were related to the values of the blood flow parameters for the ophthalmic artery and central retinal artery supplying blood to the evaluated retinal vessels. In the study group, a significant dilation of both arteries and veins was reported. A change of the diameter of the blood vessels in the fundus of the eye was accompanied by a decrease in the velocity of blood flow in the central retinal artery in the orbit. Conclusions: The examinations of the ophthalmic artery and central retinal artery in the orbit using ultrasonography Doppler in patients with type 1 diabetes and no lesions in the fundus of the eye and mild non-proliferative retinopathy led to the following conclusions: 1. The study group of patients with type 1 diabetes showed changes in the blood flow parameters compared to the control group. The changes involved statistically significantly lowered flow rates in the central retinal artery for PSV and EDV and an increase in the resistance index RI compared to the control group. 2. There was a relationship between the flow parameters and a degree of advancement of lesions in the fundus of the eye in patients without changes in this area and in the group with mild non-proliferative retinopathy. The changes in the flow parameters were observed in subjects who did not have lesions in the fundus of the eye, but the presence of retinopathy resulted in an additional reduction in velocity in the central retinal artery for PSV and EDV compared to the group of patients without retinal lesions. These outcomes may indicate the early onset of haemodynamic changes in the central retinal artery, which may appear before the clinical changes in the fundus of the eye.

7 3. The changes in the flow rates were obtained in the ophthalmic artery and central retinal artery depending on the level of HbA1c haemoglobin, which is a measure of the control of diabetes. In the group of patients with uncontrolled diabetes, the flow rate was significantly decreased both in the ophthalmic artery for PSV and in the central retinal artery for PSV. 4. The duration of diabetes had an influence on the changes in blood flow parameters in the central retinal artery in individuals who had diabetes of more than 20 years showing a decrease in the PSV rate; a significant difference was reported between individuals with stabilized glycaemia and those with the elevated HbA1c levels. 5. In the studied relationships, the central retinal artery showed significantly reduced flow rates for many variables. Hemodynamic changes in the central retinal artery in patients with type 1 diabetes and mild non-proliferative retinopathy may thus reflect early vascular lesions and the central retinal artery can be a vessel sensitive to the assessment of these lesions. 6. Depending on the level of HbA1c, the ophthalmic artery was characterized by significant variability of flow parameters, such as a considerable decrease in the PSV rate. 7. The patients demonstrated a significant increase compared with the control group in the width of retinal vessels, both arterial and venous. The dilation of the vessels correlated with decreased flow rates in the central retinal artery in the orbit. The widening of the vessels was observed already in the early years of the disease and in patients without the clinical features of retinopathy.