Joanna Markowska, Bogumiła Wójcik-Niklewska, Katarzyna Krysik, Aleksandra Sikorska, Wanda Romaniuk, Alicja Dusza PRACA ORYGINALNA Poradnia Okulistyczna dla Chorych na Cukrzycę, Katedra i Oddział Kliniczny Chorób Oczu Śląskiej Akademii Medycznej w Katowicach, Wojewódzki Szpital Specjalistyczny Nr 5 im. Św. Barbary Ocena powtarzalności pomiarów wolumetrycznych plamki, uzyskanych w konfokalnej skaningowej tomografii laserowej u chorych na cukrzycę typu 2 Reproducibility of the macular volumetric measurements using confocal scanning laser tomography in patients with diabetes mellitus type 2 Abstract Background. The aim of the study was to assess the macular volumetric measurements reproducibility using a confocal scanning laser tomografic device (HRT). Material and methods. 52 patients with CSME (80 eyes), 33 women (52 eyes) and 19 men (28 eyes) with diabetes mellitus type 2 were examined. The Heidelberg Retina Tomograph (HRT, Heidelberg Engineering GmbH, Heidelberg, Germany- -version 2.01) was used to scan the macula. Stereometric parameters of retinal macula bound by one circle centered at the fovea 2 mm diameter twice in each eye were measured. Results. No statistically significant differences of macular volumetric parameters between scans we found. Conclusion. Confocal scanning laser tomography (HRT) is a precise and reproducible method of diabetic macular edema quantitative analysis. To obtain accurate measurements of macular volumetric parameters only one scan is needed. key words: diabetic macular oedema, confocal scanning laser tomography, volumetric parameters, measurements reproducibility Wstęp Konfokalny skaningowy system laserowy (HRT, Heidelberg Retina Tomograph) służy do uzyskiwania i analizy trójwymiarowych obrazów tylnego odcinka gałki ocznej, ilościowej oceny topograficznej i monitorowania zmian z możliwością tworzenia map topograficznych tarczy nerwu wzrokowego i powierzchni siatkówki. Urządzenie to wykorzystuje się nie tylko do diagnostyki i monitorowania uszkodzenia jaskrowego nerwu wzrokowego, ale również do oceny topograficznej siatkówki: retinopatii cukrzycowej (głównie cukrzycowego obrzęku plamki, wysięków twardych i ognisk waty), wysiękowej postaci zwyrodnienia plamki związanego z wiekiem, otworów plamkowych, odwarstwienia siatkówki, Adres do korespondencji: dr med. Joanna Markowska ul. Wolności 514 b/9, 41 800 Zabrze Diabetologia Doświadczalna i Kliniczna 2004, 4, 6, 439 443 Copyright 2004 Via Medica, ISSN 1643 3165 wykrywania i monitorowania znamion barwnikowych, naczyniaków i guzów nowotworowych. Trójwymiarowy obraz badanej struktury powstaje z serii 32 następujących po sobie i równo oddalonych od siebie obrazów w płaszczyźnie ogniskowej w czasie 1,6 sekundy. W analizie topograficznej przeprowadzonej za pomocą HRT wykorzystuje się albo pomiary interaktywne, albo pomiary parametrów stereometrycznych badanej struktury dna oka. Pomiary interaktywne odległości i wysokości wykonuje się, korzystając ze specjalnej opcji komputerowej, polegającej na przesuwaniu kursora po całym obszarze obrazu topograficznego i odczytywaniu wartości badanych parametrów. Druga opcja pomiar parametrów stereometrycznych wymaga subiektywnego określenia linii konturowej badanej struktury, automatycznego zdefiniowania wysokości płaszczyzny referencyjnej dla każdego oka, względem której mierzy się badane parametry. Odległość pomiędzy płaszczyzną referencyjną i powierzch- www.ddk.viamedica.pl 439
Diabetologia Doświadczalna i Kliniczna rok 2004, tom 4, nr 6 nią siatkówki służy do pomiaru średniej wysokości siatkówki. Rozwój nowych, obiektywnych nieinwazyjnych i trójwymiarowych metod obrazowania pozwala na szybką i wczesną diagnostykę zmian na dnie oka. Celem niniejszej pracy jest analiza powtarzalności pomiarów parametrów wysokości i objętości siatkówki w obszarze plamki uzyskanych w HRT w klinicznie znamiennym cukrzycowym obrzęku plamki w przebiegu retinopatii nieproliferacyjnej u chorych na cukrzycę typu 2. Materiał i metody Badaniami objęto 52 chorych na cukrzycę (80 oczu) 33 kobiety (52 oczu) i 19 mężczyzn (28 oczu) u których stwierdzono cukrzycowy obrzęk plamki w przebiegu retinopatii nieproliferacyjnej. Badaną grupę stanowili pacjenci Poradni Okulistycznej dla Chorych na Cukrzycę Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego Nr 5 w Sosnowcu. U wszystkich pacjentów przeprowadzono: wywiad lekarski, ocenę ostrości wzroku do dali i bliży bez korekcji i w korekcji, badanie przedniego odcinka gałek ocznych w lampie szczelinowej, pomiar ciśnienia wewnątrzgałkowego metodę aplanacyjną, ocenę gonioskopową kąta przesączania, wziernikowanie dna oka po rozszerzeniu źrenic oraz angiografię fluoresceinową z pełną dokumentacją fotograficzną. Konfokalną skaningową tomografię laserową wykonywano za pomocą urządzenia Heidelberg Retina Tomograph, Heidelberg Engineering GmbH, Germany (HRT, wersja 2.01). W każdym badanym oku wykonywano po trzy skany obszaru plamkowego ograniczonego okręgiem o średnicy 2 mm ze środkiem w dołku. Pole skanowania wynosiło 20 20. Do analizy wybierano 2 skany, których jakość była najlepsza. Linię konturową przenoszono automatycznie ze skanu 1 na 2, a dokładność jej lokalizacji sprawdzano względem dużych naczyń siatkówki. Oceniano i analizowano następujące parametry stereometryczne: MHOC (mean height of contour) średnia wysokość siatkówki wzdłuż linii konturowej; HVC (height variation contour) zmiana wysokości siatkówki wzdłuż linii konturowej; MHIC (mean height in contour) średnia wysokość siatkówki w polu wewnątrz linii konturowej; MxHIC (max height in contour) maksymalna wysokość siatkówki w polu wewnątrz linii konturowej; EMH (effective mean height) faktyczna średnia wysokość siatkówki; VBR (volume below reference) objętość siatkówki poniżej płaszczyzny referencyjnej; VAR (volume above reference) objętość siatkówki powyżej płaszczyzny referencyjnej; VBS (volume below surface) objętość poniżej płaszczyzny krzywizny; VAS (volume above surface) objętość powyżej płaszczyzny krzywizny. W analizie statystycznej zastosowano ogólnie przyjęty poziom istotności a < 0,05. Typ rozkładu sprawdzano, przeprowadzając test Kołmogorowa-Smirnowa i Lilleforsa. Do analizy porównawczej parametrów zastosowano test t-studenta. W celu określenia siły współzależności dwóch badań posłużono się współczynnikiem korelacji Pearsona. Powtarzalność wyników określono, stosując 2 miary: wariancję i odchylenie standardowe. Wyniki Nie uzyskano znamiennych różnic wartości badanych parametrów stereometrycznych plamki w obu badaniach (tab. 1, ryc. 1). Na rycinie 2 przedstawiono uzyskane korelacje pomiędzy badanymi parametrami w obu skanach. Dyskusja Ze względu na powszechność występowania cukrzycę zalicza się do chorób cywilizacyjnych i społecznych. Jest ona schorzeniem metabolicznym o wieloczynnikowej etiologii. Charakteryzuje się zaburzeniami przemiany węglowodanów, lipidów i białek wynikającymi z niedoboru insuliny (cukrzyca typu 1) lub niewrażliwości tkanek na insulinę (cukrzyca typu 2) [1]. Długotrwała cukrzyca, szczególnie niewyrównana metabolicznie, prowadzi do rozwoju późnych, przewlekłych powikłań naczyniowych o charakterze makroangiopatii i mikroangiopatii. Tempo rozwoju i stopień zaawansowania tych powikłań zależy od wielu czynników: uwarunkowań genetycznych, czasu trwania cukrzycy, wieku pacjenta, współistnienia hiperglikemii z zaburzeniami gospodarki lipidowej i nadciśnieniem tętniczym. Najważniejsze w postępowaniu z chorymi na cukrzycę jest zapobieganie późnym powikłaniom tego schorzenia, wczesna diagnostyka i skuteczne leczenie mające na celu poprawę jakości życia. Dotychczasowa konwencjonalna diagnostyka retinopatii cukrzycowej opiera się na subiektywnych, jakościowych metodach wziernikowania dna oka i angiografii fluoresceinowej [2, 3]. 440 www.ddk.viamedica.pl
Joanna Markowska i wsp. Pomiary wolumetryczne plamki u chorych na cukrzycę typu 2 Tabela 1. Statystyka opisowa badanych parametrów stereometrycznych plamki Table 1. Clinical characteristic of macular stereometric parameters Parametr stereometryczny Skan 1 (n = 80) Skan 2 (n = 80) Min. maks. Śr. ± SEM Min. maks. Śr. ± SEM MHOC 0,182 0,076 0,009 ± 0,005 0,125 0,077 0,008 ± 0,005 HVC 0,071 0,620 0,176 ± 0,010 0,046 0,540 0,173 ± 0,011 MHIC 0,000 1,720 0,095 ± 0,025 0,000 1,268 0,084 ± 0,023 MxHIC 0,040 4,119 0,722 ± 0,074 0,027 4,001 0,776 ± 0,075 EMH 0,002 0,401 0,089 ± 0,010 0,002 0,297 0,079 ± 0,007 VBR 0,033 1,045 0,279 ± 0,028 0,026 1,275 0,291 ± 0,029 VAR 0,004 0,611 0,036 ± 0,008 0,003 0,130 0,031 ± 0,003 VBS 0,012 0,122 0,040 ± 0,003 0,011 0,140 0,043 ± 0,003 VAS 0,047 0,362 0,125 ± 0,008 0,032 0,402 0,133 ± 0,009 Objaśnienia skrótów znajdują się w tekście Rycina 1. Analiza porównawcza średnich wartości badanych parametrów dla obu skanów. Objaśnienia skrótów znajdują się w tekście Figure 1. Comparative analysis of stereometric parameters mean values for both scans Rycina 2. Analiza korelacji Pearsona pomiędzy skanem 1 i 2 dla każdego parametru stereometrycznego. Objaśnienia skrótów znajdują się w tekście Figure 2. Correlation stereometric parameters between scan-1 and scan-2 www.ddk.viamedica.pl 441
Diabetologia Doświadczalna i Kliniczna rok 2004, tom 4, nr 6 Tylko rozwój nowoczesnych metod obrazowania dna oka pozwala na szybką i wczesną diagnostykę retinopatii już w fazie występowania objawów subklinicznych na podstawie ilościowej, trójwymiarowej oceny topograficznej siatkówki [4, 5]. Do tych metod należą: analizatory grubości siatkówki (RTA, retinal thickness analyser; Gdx, nerve fiber analyser), konfokalna skaningowa tomografia laserowa (HRT) i optyczna koherentna tomografia (OCT, optical coherence tomography) [6 21]. Konfokalna skaningowa tomografia laserowa (reprezentowana przez HRT) pozwala na obrazowanie siatkówki z tworzeniem map topograficznych jej powierzchni na podstawie nieinwazyjnej, obiektywnej i precyzyjnej, ilościowej metody komputerowego obrazowania cyfrowego. Aby pomiary uzyskiwane w HRT były wiarygodne, muszą być powtarzalne, tzn. kolejne obrazy tomograficzne (skany) badanej struktury wykonywane u tego samego pacjenta w krótkich odstępach czasu powinny być prawie identyczne. Wiele badań dotyczy oceny powtarzalności pomiarów topograficznych dna oka przy użyciu HRT [7, 9, 12, 13, 17 20]. W diagnostyce i monitorowaniu progresji uszkodzenia jaskrowego nerwu wzrokowego przy zastosowaniu HRT zaleca się analizę uśrednionego obrazu topograficznego z co najmniej 3 skanów w celu uzyskania dokładnych wartości parametrów stereometrycznych głowy nerwu wzrokowego [15, 17, 19 21]. W niniejszej pracy wykazano, że w ocenie topograficznej cukrzycowego obrzęku plamki wystarczy analizować tylko 1 skan o dobrej jakości obrazu. Stwierdzono również korelację między parametrami stereometrycznymi plamki w obu skanach, co oznacza, że wyniki uzyskane z następnych skanów są przewidywalne i powtarzalne, a różnice między nimi nie są znamienne statystycznie. Dużą powtarzalność pomiarów wolumetrycznych plamki, przeprowadzonych za pomocą HRT potwierdzili również inni badacze [9, 13, 16, 18]. Wnioski Na podstawie analizy uzyskanych wyników można sformułować następujące wnioski: 1. Konfokalna skaningowa tomografia laserowa pozwala uzyskiwać powtarzalne pomiary wysokości i objętości siatkówki. Jest precyzyjną metodą ilościowej oceny cukrzycowego obrzęku plamki. 2. Aby pomiar parametrów topograficznych plamki był dokładny, wystarczy uzyskać jeden dobry jakościowo obraz i nie jest konieczne wykonywanie kilku skanów oraz analizowanie obrazu uśrednionego. Streszczenie Wstęp. Celem pracy była analiza powtarzalności pomiarów wysokości i objętości siatkówki w plamce, uzyskanych w konfokalnej skaningowej tomografii laserowej (HRT) w cukrzycowym obrzęku plamki w przebiegu nieproliferacyjnej retinopatii u chorych na cukrzycę typu 2. Materiał i metody. Badaniami objęto 52 chorych na cukrzycę typu 2 (80 oczu) 33 kobiety (52 oczu) i 19 mężczyzn (28 oczu) u których występował cukrzycowy obrzęk plamki w przebiegu nieproliferacyjnej retinopatii. Konfokalną skaningową tomografię laserową wykonywano za pomocą urządzenia Heidelberg Retina Tomograph, Heidelberg Engineering GmbH, Germany (HRT, wersja 2.01). W każdym badanym oku wykonywano po trzy skany obszaru plamkowego ograniczonego okręgiem o średnicy 2 mm ze środkiem w dołku. Pole skanowania wynosiło 20 20. Do analizy wybierano 2 skany o najlepszej jakości obrazu. Linię konturową przenoszono automatycznie ze skanu 1 na 2, a dokładność jej lokalizacji sprawdzano względem dużych naczyń siatkówki. Oceniano i analizowano następujące parametry stereometryczne: MHOC, HVC, MHIC, MxHIC, EMH, VBR, VAR, VBS, VAS. Wyniki. Nie stwierdzono znamiennych różnic wartości ocenianych parametrów stereometrycznych plamki w obu badaniach. Wykazano korelację między parametrami obu skanów. Wnioski. Konfokalna skaningowa tomografia laserowa pozwala uzyskać powtarzalne pomiary wysokości i objętości siatkówki. Jest precyzyjną metodą ilościowej oceny cukrzycowego obrzęku plamki. Aby dokonać dokładnego pomiaru topografii obrzęku plamki, wystarczy analiza jednego jakościowo dobrego skanu. Nie jest konieczne wykonywanie kilku skanów i analizowanie uśrednionego obrazu topograficznego. słowa kluczowe: cukrzycowy obrzęk plamki, konfokalna skaningowa tomografia laserowa, parametry wolumetryczne, powtarzalność wyników Piśmiennictwo 1. Tatoń J. Diabetologia, tom 1 i 2. PZWL, Warszawa 2001: 80 105. 2. Kański J. Okulistyka kliniczna. W: Zagórski Z. red. Wydawnictwo Medyczne, Wrocław 1997. 3. Nevson R., Maote B., Casswell T. Screening for diabetic retinopathy using digital colour photography and oral fluorescein angiography. Eye 2000; 14: 579 582. 4. Markowska J., Romaniuk W., Dorecka M. Ocena wolumetryczna cukrzycowego obrzęku plamki. Diabetologia Doświadczalna i Kliniczna 2003; 3: 235 239. 5. Markowska J., Dorecka M., Wójcik-Niklewska B., Romaniuk W. Zastosowanie konfokalnej skaningowej tomografii laserowej (HRT) w ilościowej ocenie wysokości cukrzycowego obrzęku plamki. Diabetologia Doświadczalna i Kliniczna 2003; 6: 509 515. 6. Zambarakji H.J., Butler T.K., Vernon S.A. Assessment of the Heidelberg Retina Tomograph in the detection of sight-threatening diabetic maculopathy. Eye 1999; 13: 136 144. 7. Zambarakji H.J., Evans J.E., Amoaku W.M., Vernon S.A. Reproducibility of volumetric measurements of normal maculae with the Heidelberg Retina Tomograph. Br. J. Ophthalmol. 1998; 82: 884 891. 442 www.ddk.viamedica.pl
Joanna Markowska i wsp. Pomiary wolumetryczne plamki u chorych na cukrzycę typu 2 8. Hudson C., Flanagan J.G., Turner G.S., McLeod D. Scanning laser tomography Z profile signal width as an objective index of macular retinal thickening. Br. J. Ophthalmol. 1998; 82: 121 130. 9. Zambarakji H.J., Vernon S.A., Spencer A.F., Amoaku W.M. Reproducibility of volumetric macular measurements in diabetic patients with the Heidelberg Retina Tomograph. Doc. Ophthalmol. 1999; 97: 349 360. 10. Weinberger D., Axer-Siegel R., Landau D., Yassur Y. Retinal thickness variation in the diabetic patients measured by the retinal thickness analyser. Br. J. Ophthalmol. 1998; 82: 1003 1006. 11. Konno S., Takeda M., Yanagiya N., Akiba J., Yoshida A. Three- -dimensional analysis of macular diseases with a scanning retinal thickness analyzer and a confocal scanning laser ophthalmoscope. Ophthalmic Surgery and Lasers 2001; 32: 95 99. 12. Tong L., Ang A., Vernon S.A. i wsp. Sensitivity and specificity of a new scoring system for diabetic macular oedema detection using a confocal laser imaging system. Br. J. Ophthalmol. 2001; 85: 34 39. 13. Menezes A.V., Giunta M., Chisholm L., Harvey P.T., Tuli R., Devenyi R.G. Reproducibility of topographic measurements of the macula with scanning laser ophthalmoscope. Ophthalmology 1995; 102: 230 235. 14. Zambarakji H.J., Amoaku W.M., Vernon S.A. Volumetric analysis of early macular edema with the Heidelberg Retina Tomograph in diabetic retinopathy. Ophthalmology 1998; 105: 1051 1059. 15. Markowska J., Romaniuk W., Kozioł H. Konfokalna skaningowa tomografia laserowa (HRT) w diagnostyce i monitorowaniu uszkodzenia jaskrowego nerwu wzrokowego w jaskrze pierwotnej otwartego kąta. Klinika Oczna 2004; 106: 312 317. 16. Ang A., Tong L., Vernon S.A. Improvement of reproducibility of macular volume measurements using the Heidelberg retinal tomography. Br. J. Ophthalmol. 2000; 84: 1194 1197. 17. Rohrschneider K., Burk R.O., Krause F.E., Völcker H.E. Reproducibility of the optic nerve head topography with a new laser tomographic scanning device. Ophthalmology 1994; 101: 1044 1049. 18. Janknecht P., Funk J., Hansen L.L. Reproducibility of measurements with the Heidelberg retina tomography in fundus elevations. Ophthalmologe 1995; 12: 862 865. 19. Weinreb R.N., Lusky M., Bartsch D.U., Morsman D. Effect of repetitive imaging on topographic measurements of the optic nerve head. Arch. Ophthalmol. 1993; 111: 636 638. 20. Janknecht P., Funk J. Optic nerve head analyzer and Heidelberg Retina Tomograph: accuracy and reproducibility of topographic measurements in a model eye and volunteers. Br. J. Ophthalmol. 1994; 78: 760 768. 21. Romaniuk W., Nita M., Kozioł H., Markowska J., Piłka G. Przydatność Heidelberg Retina Tomograph w ocenie względnej wysokości warstwy włókien nerwowych siatkówki w jaskrowym uszkodzeniu głowy nerwu wzrokowego. Okulistyka 2000; 4: 19 23. www.ddk.viamedica.pl 443