גלאוקומה וקטרקט, פרופ' איתן בלומנטל | אמצעי הדמיה ממוחשבים לאבחון ומעקב אחר גלאוקומה

אמצעי הדמיה ממוחשבים לאבחון ומעקב אחר גלאוקומה

הקדמה

האבחון והמעקב אחר חולי גלאוקומה כולל איסוף אינפורמציה בשלושה מישורים: לחץ תוך-עיני, שדה-הראיה ומצב עצב הראיה ושכבת ה- retinal nerve fiber layer (RNFL).  בעבור השניים הראשונים קיימים מדדים כמותיים המקובלים על כלל רופאי העיניים (למשל לחץ במ"מ כספית, ומדדים של שדה-הראיה הממוחשב, כגון: glaucoma hemifield test, pattern standard deviation).  מאידך, הערכה ומדידה כמותית של ראש עצב-הראיה (הדיסקה) ושכבת ה- RNFL (שכבת סיבי האקסונים היוצרים את עצב הראיה) הינה קשה ביותר, ומתאפשרת רק על ידי שימוש בטכנולוגיות ממוחשבות חדשניות (1), שבהן דנה סקירה זאת.
ראשית, מתעוררת השאלה: מדוע זקוקים אנו למדידה כמותית של הנזק לדיסקה ולשכבת ה- RNFL?  יש לכך מספר סיבות:

  1. ראשית, ידוע כי אובדן של עד 40% מתאי הגנגליון עשוי שלא להתבטא כלל בשדה-הראיה הסטנדרטי (2, 3).  עדיף כי מחלת הגלאוקומה תאובחן לפני התרחשות נזק כה נרחב.  גלאוקומה התחלתית שבה ניתן לאבחן פגיעה סטרוקטוראלית, אך שדה-הראיה עדיין תקין נקראת: pre-perimetric glaucoma.
  2. לעיתים קרובות האינפורמציה שנאספת לגבי חולה מסוים (לגבי הלחץ התוך-עיני ושדה הראיה) אינה שלמה או אמינה.  ככל שיהיה בידינו מידע רב יותר המסכם צדדים שונים של המחלה, כך יקל עלינו לאבחן וגם לעקוב אחר חולי גלאוקומה.
  3. עדיף כי אבחון גלאוקומה יסתמך ככל הניתן על מידע אובייקטיבי.  בדיקות הדמיה, בניגוד לבדיקת שדה-הראיה הינן אובייקטיביות, מהירות, ובעלות reproducibility גבוהה יותר.

עקרונות פיזיקאליים של כל מכשיר

1. HRT: Heidelberg retinal tomograph

סריקת ה- HRT הינה טומוגרפיה ממוחשבת של אזור ראש עצב-הראיה (4).  זוהי בעצם בדיקת CT המתבצעת באמצעות גלי אור-לייזר (בניגוד לקרינת הרנטגן במכשיר ה- CT).  השימוש בגלי אור במקום קרני רנטגן מאפשר רזולוציה גבוהה בהרבה מזו המתאפשרת ב- CT או ב- MRI.  המכשיר דוגם מספר עשרות חתכים בעומקים שונים, במקביל לפני שטח הרשתית, כאשר מכל חתך מתקבלת אינפורמציה על משטח פני ראש עצב-הראיה וה- inner limiting membrane ומכך מתקבל מיפוי תלת-ממדי המשכי של פני הרשתית וראש עצב-הראיה.

2. RTA: Retinal thickness analyzer

אלומת אור בצורת סדק (slit), מוקרנת על הרשתית מן הצד, ומכך מתקבלים 2 קווי-אור מקבילים המייצגים את פני-השטח הקדמיים והאחוריים של הרשתית (5).  המרחק בין 2 קווי-האור המתקבלים הינו עובי הרשתית.  העיקרון לפיו מבוצעת הסריקה דומה לפעולה בה אנו סורקים ומתרשמים מעובי הקרנית בעזרת מנורת-סדק בעזרת אלומה צרה המוקרנת מהצד.  על-ידי סריקת הקוטב האחורי ניתן למדוד את עובי הרשתית בכל נקודה ונקודה, ולהציג את האינפורמציה כמפה טופוגרפית.  בנוסף, קיימת אפשרות לסרוק ולהציג גם את פני השטח של ראש עצב הראיה.

3. OCT: Optical coherence tomography

סריקת ה- OCT זהה למדי לעיקרון הסריקה באמצעות ultrasound, אלא שבמקום גלי-קול משתמשים במכשיר זה בגלי-אור לייזר, ומכך מתקבלת רזולוציה גבוהה בהרבה מזו המתאפשרת בבדיקה על-קולית.  סריקה באמצעות ה- OCT מורכבת מכמה מאות סריקות מסוג a-mode, המצטרפות ביחד לחתך b-mode אחד הפורס את הרשתית תוך הדגמת השכבות השונות.  מכשיר ה- OCT כולל פרוטוקולים שונים לסריקה, בהתאם לאינפורמציה הנחוצה לרופא (מקולה, ראש עצב-הראיה, וכו').  לצורך אבחון ומעקב אחר גלאוקומה, שכבת הרשתית הרלוונטית הינה ה- RNFL.  דיוק המדידה של שכבה זאת תלוי, בין השאר, באלגוריתמים מורכבים של edge detection, הנחוצים כדי לאמת את גבולות שכבת ה- RNFL.

4. GDx: Scanning laser polarimetry

העיקרון הפיזיקאלי שעליו מושתתת פעולתו של מכשיר ה- GDx הינו הפחות מוכר מבין הארבעה, ואין מכשיר הדומה לו באופן פעולתו ברפואת העיניים או בהדמיה רפואית.  עקרון הפעולה מבוסס על כך שקרן אור בעלת קיטוב אחיד (uniform polarization) העוברת דרך רקמה שקופה בעלת סידור אחיד תעבור שנוי בזוית הקיטוב (6).  שנוי זה יהיה יחסי לעובי השכבה.  מדידת שנוי הקיטוב (הנקרא: retardation) מאפשרת לקבוע את עובי שכבת ה- RNFL בכל נקודה ונקודה ברשתית.  במכשירי הדור האחרון (GDx-VCC) קיים מנגנון המבטיח כי הקיטוב של הקרנית והעדשה ינוטרלו במלואם.

אספקטים קליניים של כל מכשיר

1. HRT: Heidelberg retinal tomograph

זוהי הטכנולוגיה הותיקה והיציבה ביותר להדמיה בגלאוקומה.  במונח "יציבה" כוונתי היא כי מזה מספר שנים רב לא הוכנסו שנויים משמעותיים בטכנולוגיה (או באופן הבדיקה ועיבוד הנתונים), כך שניתן להשוות בדיקות HRT עוקבות שהתבצעו בהפרש של מספר שנים זו מזו.  במחקר ה- OHTS בוצעו לחלק גדול מהמשתתפים בדיקות HRT ונאסף חומר רב שנמצא כעת באנליזה והעשוי לתרום להבנת התקדמות מחלת הגלאוקומה (conversion/progression).  עם זאת, יש לציין כי מידת האינפורמציה המתקבלת בבדיקת HRT הינה פחותה מהמתקבל בטכנולוגיות האחרות (מתקבל מיפוי פני-השטח העליונים בלבד).

2. RTA: Retinal thickness analyzer

מכשירי ה- RTA הראשונים תוכננו במטרה לאבחן את מידת התעבות הרשתית בסוכרת ובמחלות ווסקולאריות אחרות.  רק שנים מספר מאוחר יותר החלה החברה המייצרת את המכשיר להתעניין באפשרות לאבחן גלאוקומה, על-ידי מדידות עובי הרשתית באזור המקיף את ה- fovea (7).  זוהי גישה אבחנתית חדשה, השונה מהנהוג עד כה, כיוון שאינה מתמקדת בשכבת ה- RNFL, או בטופוגרפיית ראש עצב הראיה, אלא מתמקדת בשינויים של עובי הרשתית המייצגים אובדן שכבות של גרעיני תאי גנגליון.  עם זאת, לטכנולוגיה זאת, כמו גם ל- HRT ול- OCT, יש את היכולת למדוד את פני-שטח ראש עצב הראיה.  יש לציין כי חברת טליה המייצרת את מכשיר ה- RTA ממוקמת בנווה-אילן (ליד ירושלים), בקרבת המלון שבו מתקיים אחת לשנה כינוס חקר העין והראיה.

3. OCT: Optical coherence tomography

טכנולוגיית ה- OCT התפרסמה לראשונה ביכולתה להדגים in-vivo פתולוגיות של הרשתית (כגון חורים מאקולריים) ברזולוציה גבוהה.  בהמשך פותחו אלגוריתמים המאפשרים למדוד את עובי ה- RNFL.  עיקר השימוש כיום בעולם ב- OCT הינו לצרכי אבחון מחלות רשתית.  עם זאת, לאחרונה סיימה חברת Humphrey-Zeiss לאסוף normative database שמאפשר לבצע אנליזות סטטיסטיות לגלאוקומה.

4. GDx: Scanning laser polarimetry

מכשיר ה- GDx מאפשר לקבל מפה ברזולוציה גבוהה של עובי ה- RNFL, בקוטב האחורי, בשטח של 20×40 מעלות.  ממפה זו ניתן ללמוד על פיזור ה- RNFL מסביב לעצב הראיה.  המודל האחרון של המכשיר, הנקרא GDx-VCC, מאפשר פיצוי (קומפנסציה) של retardation שמקורו במקטע הקדמי של העין (הקרנית והעדשה) (8).  בדיקה זו, כמו גם בדיקת ה- HRT (ולעיתים גם ה- OCT) מתאפשרת ללא הרחבת אישון.

פענוח בדיקות הדמיה ממוחשבת

פענוח הבדיקה מבוצע בעזרת normative database שבעזרתו מושווית תוצאות הבדיקה, המוצגות בערכים מספריים לפי רבעים (quadrants) שונים, או clock hours, מסביב לעצב הראיה, לערכים הצפויים להימצא בעין בריאה בקבוצת הגיל של הנבדק.  בחלק מהמכשירים קיימים אלגוריתמים מורכבים (לרוב הנשענים על חישובים מסוג- neural networks) כדי לנבא מה הסבירות שהעין בריאה או חולת גלאוקומה.  נוסף לאנליזות העוסקות באבחנה (בריא לעומת חולה), קיימות גם אנליזות מורכבות העונות לשאלה: האם מצב העין השתנה מאז הסריקה הקודמת (did progression occur)?.  יש לציין כי במרפאה העוסקת בחולי גלאוקומה, מכוונות רוב הבדיקות (הן הדמיה והן שדות-ראיה) לשאלה של התקדמות המחלה, ורק מיעוטן מכוונות לאבחנת המחלה.  באיור 1 מוצגות בדיקות של עין בריאה ועין עם גלאוקומה, כפי שהן מתקבלות מכל אחד מארבעת המכשירים שתוארו בסקירה זו.

ביבליוגרפיה

1. Blumenthal EZ and Weinreb RN. Assessment of the retinal nerve fiber layer in clinical trials of glaucoma neuroprotection. Surv Ophthalmol 2001;45 Suppl 3:S305-12; discussion S332-4.
2. Harwerth RS, Carter-Dawson L, Shen F, et al. Ganglion cell losses underlying visual field defects from experimental glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci 1999;40:2242-50.
3. Quigley HA, Addicks EM and Green WR. Optic nerve damage in human glaucoma. III. Quantitative correlation of nerve fiber loss and visual field defect in glaucoma, ischemic neuropathy, papilledema, and toxic neuropathy. Arch Ophthalmol 1982;100:135-46.
4. Weinreb RN, Dreher AW and Bille JF. Quantitative assessment of the optic nerve head with the laser tomographic scanner. Int Ophthalmol 1989;13:25-9.
5. Asrani S, Zou S, d'Anna S, et al. Noninvasive mapping of the normal retinal thickness at the posterior pole. Ophthalmology 1999;106:269-73.
6. Knighton RW, Huang X and Zhou Q. Microtubule contribution to the reflectance of the retinal nerve fiber layer. Invest Ophthalmol Vis Sci 1998;39:189-93.
7. Zeimer R, Asrani S, Zou S, et al. Quantitative detection of glaucomatous damage at the posterior pole by retinal thickness mapping. A pilot study. Ophthalmology 1998;105:224-31.
8. Zhou Q and Weinreb RN. Individualized compensation of anterior segment birefringence during scanning laser polarimetry. Invest Ophthalmol Vis Sci 2002;43:2221-8.

המאמר כקובץ PDF

 השתלות שיניים    אביזרי בטיחות לבית