Оценка стереометрических параметров диска

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 617.7-007.681-07
Оценка стереометрических параметров диска
зрительного нерва и слоя нервных волокон
сетчатки на приборе HRT III.
Сообщение 3. Сравнение ошибки методов гейдельбергской ретинотомографии и спектральной
оптической когерентной томографии
А.А. Шпак, М.К. Малаханова, С.Н. Огородникова
ФГУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Росмедтехнологии, Москва
Резюме
Abstract
Цель: оценить у больных с начальной стадией первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ) показатели
повторяемости и вариабельности измерений слоя нервных волокон сетчатки (СНВС) методом спектральной
оптической когерентной томографии (СОКТ) и сравнить
их с показателями ошибки метода гейдельбергской
ретинотомографии (HRT).
Материал и методы: методом СОКТ на приборе
Cirrus HD-OCT обследованы те же 29 пациентов (29
глаз) с начальной стадией ПОУГ, которые ранее были
осмотрены на приборе HRT III. В течение одного сеанса
два оператора выполняли каждый по два измерения.
Для каждого из операторов и при сравнении операторов между собой оценивали показатель повторяемости
и интраиндивидуальный коэффициент вариации для
средней толщины СНВС и его толщины в височном,
верхнем, носовом и нижнем квадрантах.
Результаты: по данным СОКТ средняя толщина СНВС
демонстрировала наилучшую повторяемость и наименьшую вариабельность при выполнении исследования как одним и тем же, так и разными операторами,
в 3 раза превосходя наилучший параметр HRT – площадь нейроретинального пояска (НРП) и в 7 раз – среднюю толщину СНВС при ее измерении методом HRT.
Заключение: исследование СНВС методом СОКТ на
приборе Cirrus HD-OCT демонстрирует высокую повторяемость и малую вариабельность результатов, особенно в отношении средней толщины СНВС. По показателям ошибки метода СОКТ существенно превосходит
A.A. Shpak, M.K. Malakhanova, S.N. Ogorodnikova
Evaluation of stereometric parameters of the
optic disc and retinal nerve fiber layer with
Heidelberg retina tomograph III.
Part 3. Comparison of measurement error of
spectral-domain optical coherence tomography
and Heidelberg retinal tomography
Purpose: to study repeatability and variability of measurements of the retinal nerve fiber layer (RNFL) by spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT), and
to compare measurement error of SD-OCT and Heidelberg
retinal tomography (HRT) in patients with initial primary
open-angle glaucoma (POAG).
Materials and methods: SD-OCT with Cirrus HD-OCT was
performed in 29 patients (29 eyes) with initial POAG, examined earlier on HRT III. One eye of each subject was studied
in one session by 2 operators, each taking 2 measurements.
The intraoperator and interoperator measurement error
(repeatability and within-subject coefficient of variation)
were calculated for mean RNFL thickness and its thickness
in temporal, superior, nasal and inferior quadrants.
Results: mean RNFL thickness measured by SD-OCT demonstrated the best intraoperator and interoperator repeatability and the lowest variability. Its within-subject coefficient
of variation was 3 times lower as compared to the best HRT
stereometric parameter – rim area, and it was 7 times lower
as compared to mean RNFL thickness measured by HRT III.
Conclusions: RNFL study by the method of SD-OCT with
Cirrus HD-OCT demonstrates high repeatability and low
HRT и обеспечивает наиболее высокую надежность
измерений СНВС.
Ключевые слова: спектральная оптическая когерентная томография, гейдельбергская ретинотомография, начальная первичная открытоугольная глаукома,
повторяемость, интраиндивидуальный коэффициент
вариации.
В
предыдущих сообщениях были изучены показатели ошибки метода гейдельбергской ретинотомографии (HRT) на приборе HRT III и
факторы, влияющие на повторяемость/вариабельность измерений. Была дана всесторонняя
оценка показателей повторяемости и интраиндивидуальных коэффициентов вариации 13 стереометрических параметров диска зрительного нерва (ДЗН)
и слоя нервных волокон сетчатки (СНВС) у больных
с начальной стадией первичной открытоугольной
глаукомы (ПОУГ).
Одним из основных методов, конкурирующих
с HRT в диагностике ПОУГ, особенно начальных стадий, является оптическая когерентная томография
(ОКТ). В последние годы в практику была внедрена
методика спектральной ОКТ (СОКТ), обеспечившая
существенное повышение точности и информативности метода. В ряде работ [3, 8, 10, 13] изучались
показатели ошибки метода СОКТ на различных
когерентных томографах, однако сравнения с аналогичными показателями HRT не проводилось.
В связи с изложенным, цель настоящей работы
– оценка у больных с начальной стадией ПОУГ показателей повторяемости и вариабельности измерений СНВС методом СОКТ и сравнение их с показателями ошибки метода HRT, изученными ранее.
Материал и методы
Шпак Александр Анатольевич – профессор ФГУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Росмедтехнологии.
Тел.: раб. 8 (495) 488 8457. E-mail: a_shpak@inbox.ru
Малаханова Мария Константиновна – аспирант, врач-офтальмолог ООО «Медилюкс – ТМ». E-mail: mariia@mail.ru
Огородникова Светлана Николаевна – врач-офтальмолог ФГУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова»
Росмедтехнологии. E-mail: sonpi@mail.ru
Было выполнено обследование тех же 29 пациентов (29 глаз) с начальной стадией ПОУГ, которые
ранее были осмотрены на приборе HRT III. У каждого пациента и СОКТ, и HRT выполняли в один и тот
же день. Детальная характеристика пациентов была
дана в сообщении 1.
Исследование проводили по общепринятой методике на спектральном оптическом когерентном
томографе Cirrus HD-OCT (Carl Zeiss Meditec Inc.; программное обеспечение версии 4.5.1.11). Расширения
зрачка не требовалось. Осуществляли сканирование
области ДЗН по протоколу «Optic Disc Cube 200 200»
с последующим анализом перипапиллярного СНВС
по программе «RNFL Thickness Analysis», согласно
которой толщина СНВС измеряется по окружности
диаметром 3,46 мм. Окружность центрируется относительно ДЗН автоматически; при необходимости ее
положение может быть откорректировано в ручном
8
ГЛАУКОМА 2/2011
Для корреспонденции:
2/2011 ГЛАУКОМА
variability, especially of the mean RNFL thickness. The
measurement error of SD-OCT is much lower as compared
to HRT and provides for most stable results of the RNFL
examination.
Key words: spectral-domain optical coherence tomography, Heidelberg retinal tomography, initial primary openangle glaucoma, repeatability, within-subject coefficient
of variation.
режиме. Определяли среднюю толщину СНВС (по
всей окружности) и толщину в 4 квадрантах – височном, верхнем, носовом и нижнем.
Исследования осуществляли два оператора –
авторы статьи (М.К.М. и С.Н.О.). В течение одного сеанса оба оператора выполняли каждый по
два измерения. При сравнении операторов между
собой учитывали только первое из двух измерений.
Перед каждым последующим сканированием пациента просили убрать, а затем вновь поместить голову в подголовник. Качество записи в 89,7% случаев
было не ниже 8 (по шкале от 0 до 10), в 9,5% составляло 7 и только в 1 случае (0,8%) было равно 6.
Статистический анализ был проведен по методике J.M. Bland, D.G. Altman с вычислением показателей повторяемости и интраиндивидуальных
коэффициентов вариации [5, 6]. Для сравнения
коэффициентов вариации вычисляли их стандартную ошибку по методике [4].
Результаты и обсуждение
Так же, как и в случае с HRT III, анализ данных
показал наличие наблюдений, в которых разность
двух измерений показателя, выполненных одним и
тем же оператором, резко (более чем на 3 ) отличалась по величине от остальных разностей. Однако в случае СОКТ подобные «выпадающие» значения оказывали меньшее влияние по сравнению
с HRT. Исключение указанных значений лишь ненамного снижало интраиндивидуальные коэффициенты вариации: для средней толщины СНВС и для
толщины в височном и носовом квадрантах в 1,041,06 раза, в верхнем и нижнем квадрантах – в 1,191,21 раза (для HRT указанное снижение составляло
в среднем 1,4 раза). Ниже результаты представлены
без исключения «выпадающих» значений.
Показатели повторяемости и интраиндивидуальные коэффициенты вариации изученных параметров СОКТ приведены в табл. Для возможности
сопоставления даны также средние значения параметров у обследованных пациентов (по суммарным
данным всех измерений).
Оба оператора демонстрировали достаточно близкие показатели ошибки метода, поэтому
в таблице в столбцах «один оператор» приведены
усредненные для обоих операторов данные.
9
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Таблица
Показатели повторяемости и интраиндивидуальные коэффициенты вариации толщины
перипапиллярного СНВС по данным СОКТ
Параметр
Показатель повторяемости (мкм)
Коэффициент вариации (%)
среднее
значение (мкм)
один
оператор
между
операторами
один
оператор
между
операторами
Средняя
85,17
4,45
5,12
1,86
2,13
Височный квадрант
61,20
4,73
5,47
2,77
3,36
Верхний квадрант
101,75
9,54
9,81
3,35
3,38
Носовой квадрант
70,26
8,28
7,68
4,16
3,92
Нижний квадрант
107,28
9,97
11,61
3,28
3,62
толщина СНВС
Как видно из таблицы, наилучшую повторяемость демонстрировала средняя толщина СНВС.
Согласно полученным данным, только уменьшение ее более чем на 5,12 мкм (от 6 мкм), а у одного и того же оператора – более чем на 4,45 мкм
(от 5 мкм), следует рассматривать как патологическое (с надежностью 95%). Эти результаты близки к результатам, полученным нами ранее на другом спектральном когерентном томографе 3D OCT1000 (Topcon, Япония) у здоровых испытуемых [3].
В той же работе было показано, что СОКТ обеспечивает улучшение повторяемости измерений СНВС
по сравнению с «классической» ОКТ на приборе
Stratus ОСТ 3000 (Carl Zeiss Meditec Inc.), на котором, например, показатель повторяемости между
операторами составил 7,76 мкм, что соответствует
и данным других авторов [7].
Следует отметить, что выполнение исследований разными операторами обеспечивало почти
такие же показатели повторяемости и вариабельности, как и проведение измерений одним и тем
же оператором: изменение, обычно в сторону ухудшения, в среднем составляло 1,08 раза (от 0,94 до
1,21). На HRT рассматриваемое изменение (при
нанесении каждым оператором собственной контурной линии) было значительно выше, составляя
в среднем 1,4 раза.
Особый интерес представляло сопоставление
данных HRT (см. сообщение 1) и СОКТ, полученных
в один и тот же день у одного и того же континген-
та испытуемых. Для такого сравнения более всего
подходят не имеющие размерности коэффициенты вариации. Как показывает практический опыт,
обследование пациентов в динамике чаще осуществляется одним оператором. Поэтому было выполнено сравнение интраиндивидуальных коэффициентов вариации, представленных в столбцах «один
оператор» (без исключения «выпадающих» значений). Для наглядности показатели обоих методов
приведены на диаграмме (рис. 1).
Легко видеть, что основной, наиболее часто
рассматриваемый показатель ОКТ – средняя толщина СНВС – обладал наименьшей вариабельностью,
примерно в 3 раза превосходя наилучший параметр
HRT – площадь НРП (отличие высоко достоверно:
р<0,001). Вариабельность СНВС по квадрантам,
за исключением носового квадранта, была также
достоверно ниже (р<0,05). В сообщении 2 обсуждалась возможность уменьшения вариабельности HRT
за счет снижения вероятности появления «выпадающих» значений стереометрических параметров
ДЗН и СНВС. Однако даже при полном исключении
«выпадающих» значений, что на практике неосуществимо, вариабельность параметров HRT не достигает уровня СОКТ.
Особое внимание привлекает выраженное
(7-кратное) различие коэффициентов вариации при
измерении средней толщины СНВС на двух приборах. В случае HRT высокая вариабельность данного
параметра у больных с начальной ПОУГ неизбежно
должна сопровождаться снижением его информативности. И действительно, низкая информативность
оценки СНВС методом HRT в диагностике начальной
глаукомы подтверждена в ряде исследований [1, 2].
С другой стороны, учитывая, что именно уменьшение толщины СНВС рассматривается в качестве
одного из ведущих критериев раннего выявления
ПОУГ, можно предполагать существенно более высокую информативность исследования СНВС методами ОКТ и СОКТ в ранней диагностике глаукомы. Это
предположение также подтверждается результатами
целого ряда работ [9, 11, 12]. Приведенные данные
о разном значении измерений СНВС на сравниваемых приборах в диагностике начальной ПОУГ являются хорошей иллюстрацией зависимости диагностической роли показателя от его повторяемости и
вариабельности, что подчеркивает практическую
значимость подобных исследований.
Заключение
Рис. 1. Интраиндивидуальные коэффициенты вариации при выполнении измерений одним и тем же оператором
(усредненные данные для двух операторов, %): показатели ОКТ – зеленого цвета; HRT – синего. Условные обозначения: НРП – нейроретинальный поясок; Э/Д – соотношение экскавации и ДЗН; ВВПС – высота вариации поверхности
сетчатки вдоль контурной линии
Таким образом, исследование СНВС методом
СОКТ на приборе Cirrus HD-OCT обеспечивает
высокую повторяемость и малую вариабельность
результатов, особенно в отношении средней толщины СНВС. По показателям ошибки метода СОКТ
существенно превосходит HRT и обеспечивает наиболее высокую надежность измерений СНВС.
10
ГЛАУКОМА 2/2011
2/2011 ГЛАУКОМА
Литература
1. Мачехин В.А., Манаенкова Г.Е. Параметры диска зрительного нерва при различных стадиях открытоугольной глаукомы по данным лазерного сканирующего ретинотомографа HRT-II // Глаукома. – 2005.–
№ 4.– С. 3-9.
2. Шпак А.А. Сравнение методов и приборов для исследования слоя нервных волокон сетчатки // Федоровские чтения – 2006 «Современные методы диагностики в офтальмологии. Анатомо-физиологические
основы патологии органа зрения»: Сб. научн. ст. – М.,
2006. – С. 120-122.
3. Шпак А.А., Огородникова С.Н. Ошибка методов «классической» и спектральной оптической когерентной
томографии при измерении слоя нервных волокон
сетчатки у здоровых лиц // Вестн. офтальмологии. –
в печати.
4. Abdi H. Coeffcient of variation / Encyclopedia of research
design. Ed by Salkind N. – Thousand Oaks, CA, USA:
Sage, 2010.– P. 1-5.
5. Bland J.M. How should I calculate a within-subject
coefficient of variation? // http://www-users.york.
ac.uk/~mb55/meas/cv.htm
6. Bland J.M., Altman D.G. Statistics Notes: measurement
error // Brit. Med. J. – 1996. – Vol. 313. – P. 744.
7. Budenz D.L., Fredette M.J., Feuer W.J., Anderson D.R.
Reproducibility of peripapillary retinal nerve fiber thickness measurements with stratus OCT in glaucomatous
eyes // Ophthalmology. – 2008. – Vol. 115. – No. 4. –
P. 661-666.
8. Gonz lez-Garc a A.O., Vizzeri G., Bowd C. et al. Reproducibility of RTVue retinal nerve fiber layer thickness and
optic disc measurements and agreement with Stratus
optical coherence tomography measurements // Amer. J.
Ophthalmol.– 2009.– Vol. 147.– No. 6.– P. 1067-1074.
9. Kanamori A., Nagai-Kusuhara A., Escano M.F. et al. Comparison of confocal scanning laser ophthalmoscopy, scanning laser polarimetry and optical coherence tomography to discriminate ocular hypertension and glaucoma at
an early stage // Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol.–
2006. – Vol. 244. – No. 1. – P. 58-68.
10. Kim J.S., Ishikawa H., Sung K.R. et al. Retinal nerve fibre
layer thickness measurement reproducibility improved
with spectral domain optical coherence tomography //
Br. J. Ophthalmol.– 2009.– Vol. 93.– No. 8.– P. 10571063.
11. Medeiros F.A., Zangwill L.M., Bowd C., Weinreb R.N. Comparison of the GDx VCC scanning laser polarimeter, HRT
II confocal scanning laser ophthalmoscope, and Stratus OCT optical coherence tomograph for the detection
of glaucoma // Arch. Ophthalmol.– 2004.– Vol. 122.–
No. 6.– P. 827-837.
12. Shah N.N., Bowd C., Medeiros F.A. et al. Combining structural and functional testing for detection of glaucoma //
Ophthalmology. – 2006. – Vol. 113. – No. 9. – P. 15931602.
13. Vizzeri G., Weinreb R.N., Gonzalez-Garcia A.O. et al.
Agreement between spectral-domain and time-domain
OCT for measuring RNFL thickness // Br. J. Ophthalmol.– 2009. – Vol. 93. – No. 6. – P. 775-781.
Поступила в печать 02.09.2010
11