Takaisin

Hermosäiekerros ja glaukoomadiagnostiikka

Näytönastekatsaukset
Anja Tuulonen
21.8.2014

Näytön aste: C

Hermosäiekerroksen tutkiminen saattaa helpottaa ja tukea papillan arviointiin ja näkökenttiin perustuvaa glaukoomadiagnostiikkaa – etenkin silloin, kun papillan koko on tavallista suurempi tai pienempi.

The agreement of angular locations of retinal nerve fiber layer (RNFL) defect margins in glaucomatous eyes using red-free fundus photographs were compared to Cirrus high-definition optical coherence tomography (OCT) RNFL deviation and thickness maps «Hwang YH, Kim YY, Kim HK ym. Agreement of Retinal ...»1. 380 RNFL defects with clear margins in red-free fundus photographs were overlaid on the OCT deviation and thickness maps. A reference line was drawn between the disc center and the macular center. Lines were also drawn between the optic disc center and the point where the RNFL defect margins crossed the OCT scan circle. The angle between the reference and defect-margin lines defined the angular location of the defect margin.

The angular locations of proximal and distal RNFL defect margins on OCT thickness maps showed good agreement with red-free fundus photographs. However, OCT deviation maps showed greater angular locations for both proximal and distal RNFL defect margins compared with red-free fundus photographs, especially in eyes with higher myopia (p < 0.05). This finding should be considered when evaluating RNFL defects using OCT maps.

  • Tutkimuksen laatu: kelvollinen
  • Sovellettavuus suomalaiseen väestöön: hyvä

The ability of clock-hour, deviation, and thickness maps of Cirrus high-definition spectral-domain optical coherence tomography (HD-OCT) in detecting retinal nerve fiber layer (RNFL) defects identified in red-free fundus photographs in eyes with early glaucoma (mean deviation >-6.0 dB) was investigated in a cross-sectional study «Hwang YH, Kim YY, Kim HK ym. Ability of cirrus hig...»2. Altogether 295 eyes with glaucomatous RNFL defects with clear margins observed in red-free fundus photographs and 200 age-, sex-, and refractive error-matched healthy eyes were enrolled.

The width and location of RNFL defects were evaluated by using the red-free fundus photograph. When a RNFL defect detected by red-free fundus photograph did not present as (1) yellow/red codes in the clock-hour map, (2) yellow/red pixels in the deviation map, or (3) blue/black areas in the thickness map, the event was classified as a misidentification of a photographic RNFL defect by Cirrus HD-OCT. In healthy eyes, the presence of false-positive RNFL color codes of Cirrus HD-OCT maps was investigated.

The prevalence of and factors associated with the (1) misidentification of photographic RNFL defects by Cirrus HD-OCT in eyes with glaucoma and (2) false-positive RNFL color codes of Cirrus HD-OCT maps in healthy eyes were assessed.

Among the 295 red-free fundus photographic RNFL defects from 295 eyes with glaucoma, 83 (28.1%), 27 (9.2%), and 0 (0%) defects were misidentified in the clock-hour, deviation, and thickness maps of Cirrus HD-OCT, respectively. Fifty-six defects (19.0%) were misidentified only in the clock-hour map and 27 (9.2%) in both the clock-hour and deviation maps. The misidentification of photographic RNFL defects by Cirrus HD-OCT was associated with a narrower width and a temporal location of RNFL defects (P<0.05). Among the 200 healthy eyes, 25 (12.5%), 30 (15.0%), and 12 (6.0%) eyes had false-positive RNFL color codes in clock-hour, deviation, and thickness maps of Cirrus HD-OCT, respectively.

Among the clock-hour, deviation, and thickness maps obtained with Cirrus HD-OCT, the thickness map showed the best diagnostic ability in detecting photographic RNFL defects. The RNFL thickness map may be a useful tool for the detection of RNFL defects in eyes with early glaucoma.

  • Tutkimuksen laatu: kelvollinen
  • Sovellettavuus suomalaiseen väestöön: hyvä

The objective of the cross-sectional, observational study «Tatham AJ, Miki A, Weinreb RN ym. Defects of the l...»3 was to determine whether focal abnormalities of the lamina cribrosa are present in glaucomatous eyes with localized retinal nerve fiber layer (RNFL) defects. 20 eyes of 14 subjects with localized RNFL defects detected by stereophotographs and 40 eyes of 25 age-matched healthy subjects had stereoscopic optic disc photography and in vivo lamina cribrosa imaging using enhanced depth imaging optical coherence tomography (EDI-OCT).

Of 20 eyes with a localized RNFL defect, 15 (75%) had ≥ lamina criborosa defect compared with only 1 of 40 healthy eyes (3%). The largest area lamina cribros adefect was present in a radial line EDI-OCT scan corresponding with a localized RNFL defect in 13 of 15 eyes (87%). There was good agreement between graders as to whether an eye had an LC defect (kappa = 0.87; 95% confidence interval [CI], 0.73-1.00; P<0.001) and the location of the largest defect (kappa = 0.72; 95% CI, 0.44-1.00; P<0.001).

  • Tutkimuksen laatu: kelvollinen
  • Sovellettavuus suomalaiseen väestöön: hyvä

Altogether 39 patients (48 eyes) with localized RNFLDs by fundus photography and 48 age-matched control individuals were included in the study «Wu XS, Xu L, Jonas JB ym. Agreement between spectr...»4. The individuals underwent spectral domain OCT of the retinal nerve layer. In OCT, a localized RNFLD was defined as a dipping of the retinal nerve fiber layer thickness curve into the red-colored band of the graph, measured at a peripapillary circle with a diameter of 3.46 mm.

In the 48 eyes of the study group, 63 localized RNFLDs were seen on the fundus photographs. On the OCTs, 58 of these 63 localized RNFLDs were detected, whereas 5 defects were not detected. Two localized RNFLDs seen on the OCTs were not found on the corresponding fundus photographs. The resulting sensitivity and specificity of OCT for detecting localized RNFLDs were 92% and 96%, respectively. The overall agreement rate between both methods was 94% (90/96), and the κ value was 0.90 (P<0.001). The results of both techniques correlated with each other for the determination of the location (Pearson correlation coefficient (r)=0.99; P<0.001) and the width of the localized RNFLDs (201 ± 123 degrees vs. 207 ± 115 degrees; r=0.93; P<0.001).

  • Tutkimuksen laatu: kelvollinen
  • Sovellettavuus suomalaiseen väestöön: hyvä

Four selected glaucoma eyes with visual field defects and retinal nerve fibre layer (RNFL) defects in photography were compared to Stratus optical coherence tomography (OCT) images «Hougaard JL, Heijl A, Bengtsson B. Glaucomatous re...»5. The RNFL defects were not picked up by the OCT algorytm or pseudo-colour images. However, defects seemed to be present in OCT grey-scale and raw data images in all four eyes.

  • Tutkimuksen laatu: heikko
  • Sovellettavuus suomalaiseen väestöön: hyvä

Varhaisempia tutkimuksia:

Hermosäiekerroksessa voidaan havaita muutoksia jo ennen kuin ne ovat havaittavissa papillassa tai näkökentissä «Quigley HA, Enger C, Katz J ym. Risk factors for t...»6, «Katz J, Gilbert D, Quigley HA ym. Estimating progr...»7, «Tuulonen A, Lehtola J, Airaksinen PJ. Nerve fiber ...»8, «Tuulonen A, Airaksinen PJ, Montagna A ym. Screenin...»9. Hermosäiekerroksen tutkiminen voi paljastaa näkökenttiin sopivan vaurion silmissä, joissa voi olla pienen papillakoon aiheuttama pseudonormaali ekskavaatio «Jonas JB, Fernandez MC, Naumann GO. Glaucomatous o...»10. Samalla tavoin hermosäiekerroksen normaali löydös voi paljastaa pseudoglaukomatoottisen papillan, kun isossa papillassa on iso ekskavaatio «Jonas JB, Zäch FM, Gusek GC ym. Pseudoglaucomatous...»11.

Taulukko 1.
Viite Tutkimustyyppi Tutkittavien lukumäärä Diagnoosi
* Cox proportional hazards model, risk ratio 2,96–4,4 (CI 1,46–11,84) eriasteisissa hermosäievaurioissa. Kun malli vakioitiin usean tekijän suhteen (muun muassa ikä ja sukupuoli), vertikaalisen cup/disc-suhteen tilastollinen merkitsevyys hävisi.
«Hwang YH, Kim YY, Kim HK ym. Agreement of Retinal ...»1 Prospektiivinen sairaala-aineisto, 12-vuotisseuranta 643 (1/3 mustia) OHT, kenttäprogression (Goldmann) riski 3–4- kertainen*, jos hermosäiekerros patologinen
«Wu XS, Xu L, Jonas JB ym. Agreement between spectr...»4 Sukulaisten seulonta (non-mydrin kamera) 183 19:llä glaukooma, joissa 6:lla (32 %) vaurio näkyi vain hs-kerroksessa.
«Hwang YH, Kim YY, Kim HK ym. Ability of cirrus hig...»2 Prospektiivinen sairaala-aineisto, 6-vuotisseuranta 56 (67 silmää) (1/2 mustia) Kaikilla progredioivilla glaukoomapotilailla Humphrey oli patologinen hs-löydös.
«Tatham AJ, Miki A, Weinreb RN ym. Defects of the l...»3 Retrospektiivinen poikkileikkaus-tutkimus 8 Lokaali hermosäiedefekti ja normaali näkökenttä. 6/8:lla patologinen 10-2- tai Ring-kenttä
«Hougaard JL, Heijl A, Bengtsson B. Glaucomatous re...»5 Sairaala-aineisto, poikkileikkaus-tutkimus 9 (15 silmää) Glaukooma, jossa papillassa pieni cup/disc-suhde
«Quigley HA, Enger C, Katz J ym. Risk factors for t...»6 Prospektiivinen sairaala-aineisto, poikkileikkaus-tutkimus 11 (21 silmää) Isossa papillassa (2 x normaali) iso ekskavaatio (CD 0,8)

Suurella osalla potilaista ensimmäiset glaukoomamuutokset sekä papillassa että hermosäiekerroksessa näkyvät diffuusina gangliosolujen aksonien katona. Näistä puolella diffuusiin vaurioon liittyy myös paikallinen vaurio «Tuulonen A, Airaksinen PJ. Initial glaucomatous op...»12, «Jonas JB, Fernández MC, Stürmer J. Pattern of glau...»13. Vain osalla primaaria avokulmaglaukoomaa sairastavista potilaista (9–19 %) esiintyy yksinomaan paikallinen vaurio papillassa tai hermosäiekerroksessa «Tuulonen A, Airaksinen PJ. Initial glaucomatous op...»12, «Jonas JB, Schiro D. Localised wedge shaped defects...»14. Normotensiivisessä glaukoomassa lokaalisia puutoksia oli 47 %:lla potilaista «Jonas JB, Schiro D. Localised wedge shaped defects...»14. Myös progressiomuutokset ovat yksilöllisiä ja etenevät monin eri tavoin sekä diffuusina että paikallisina vaurioina «Tuulonen A, Airaksinen PJ. Initial glaucomatous op...»12.

Hermosäikeiden näkyvyys normaalisilmistä otetuissa valokuvissa noudattaa myös ISNT-sääntöä «Jonas JB, Nguyen NX, Naumann GO. The retinal nerve...»15. Hermosäiedefektejä on todettu normaaliaineistossa 0,5 %:lla «Jonas JB, Schiro D. Localised wedge shaped defects...»14.

Taulukko 2.
Viite Tutkimustyyppi Tutkittavien lukumäärä Diagnoosi
«Katz J, Gilbert D, Quigley HA ym. Estimating progr...»7 Retrospektiivinen 10-vuotisseuranta
  1. 96
  2. 20 (21 %) patologinen hs jo alussa
  3. 23 (38 %) kehittyi glaukooma seurannan aikana
  4. 15 (16 %) kuvien laatu ei riittävä
OHT -> glaukooma
«Tuulonen A, Lehtola J, Airaksinen PJ. Nerve fiber ...»8 Sairaala-aineisto poikkileikkaus-tutkimus
  1. 801 glaukoomasilmää
  2. 496 normaalisilmää
  1. Eri glaukooma-diagnoosi
  2. normaali
«Tuulonen A, Airaksinen PJ, Montagna A ym. Screenin...»9 Sairaala-aineisto poikkileikkaus-tutkimus
  1. 421 glaukoomasilmää
  2. 193 normaalia
  1. Eri glaukooma-diagnoosi
  2. normaali
«Jonas JB, Fernandez MC, Naumann GO. Glaucomatous o...»10 Sairaala-aineisto, poikkileikkaus-tutkimus
  1. 124 (234 normaalisilmää)
  2. 218 (398 glaukoomasilmää)
  3. 40 (75 silmää, muu optikusvika)
  1. Normaali
  2. POAG
  3. Optikusvika

Eri arvioijien hermosäievalokuvista suorittaman kvalitatiivisen analyysin yhteneväisyys oli keskimäärin 0,77 (vaihtelu 0,5–0,98) «Caprioli J, Prum B, Zeyen T. Comparison of methods...»16, «Ugurlu S, Hoffman D, Garway-Heath DF ym. Relations...»17 tai prosentteina raportoiduissa tutkimuksissa 90 % (85–92 %) «Tuulonen A, Airaksinen PJ, Montagna A ym. Screenin...»9, «Sommer A, Quigley HA, Robin AL ym. Evaluation of n...»18. Valikoidussa aineistoissa hermosäiekerrosanalyysin sensitiviteetti ja spesifisiteetti vaihteli välillä 70–95 % riippuen taudin vaikeusasteesta ja potilaan iästä «Paczka JA, Friedman DS, Quigley HA ym. Diagnostic ...»19, «Sommer A, Quigley HA, Robin AL ym. Evaluation of n...»18.

Taulukko 3.
Viite Tutkimustyyppi Lukumäärä Sensitiviteetti Spesifisiteetti
* Niistä, jotka molemmat arvioijat hyväksyivät hyvinä kuvina (kuvia hylättiin 6 %). Kun kaikki kuvat olivat mukana, sensitiviteetin ja spesifisiteetin raportoitiin vaihtelevan 80–94 %.
«Jonas JB, Schiro D. Localised wedge shaped defects...»14 Sairaala-aineisto, poikkileikkaustutkimus 253 95 % 82 %
«Jonas JB, Fernández MC, Stürmer J. Pattern of glau...»13 Poikkileikkaustutkimus 1 404 93 %* 94 %*
«O'Connor DJ, Zeyen T, Caprioli J. Comparisons of m...»20 Sairaala-aineisto 352 70 % 77 %

Kuvista epäonnistuu tai niitä ei pysty arvioimaan noin 23 %:ssa (16–38 %) tutkituista. Kahdessa tutkimuksessa kuvauksen suoritti vaihtuva kuvaaja, joko terveyskeskusavustaja «Tuulonen A, Airaksinen PJ, Montagna A ym. Screenin...»9 tai opiskelija «Niessen AG, Thomas JT, van den Berg TJ. Evaluation...»21.

Viite Tutkimustyyppi Luku-määrä Kuvat
* Kaksi arvioijaa, joista toinen hylkäsi kuvia huonolaatuisina 4-kertaisesti verrattuna toisen arvioijaan. Edellisellä sensitiviteetti oli huonompi kuin spesifisiteetti, jälkimmäisellä arvioijalla päinvastoin.
Kuvia ei saatu Laatu huono Yhteensä
«Jonas JB, Nguyen NX, Naumann GO. The retinal nerve...»15 Seulatutkimus (non-mydrin kamera) 1 259 205 (8 %) 372 (15 %) 23 %
«Jonas JB, Fernández MC, Stürmer J. Pattern of glau...»13 Poikkileikkaustutkimus 690 112 (16 %)* 16 %
«Jonas JB, Schiro D. Localised wedge shaped defects...»14 Sairaala-aineisto poikkileikkaustutkimus 253 76 (30 %) 19 (8 %) 38 %
«Wu XS, Xu L, Jonas JB ym. Agreement between spectr...»4 Sukulaisten seulonta (non-mydrin kamera) 183 15 (8 %) 15 (18 %) 23 %
«Katz J, Gilbert D, Quigley HA ym. Estimating progr...»7 Retrospektiivinen 10-vuotisseuranta 96 15 (16 %) 16 %
«Niessen AG, Thomas JT, van den Berg TJ. Evaluation...»21 171 sisätautiklinikan potilasta 171 34 (20 %) 20 %

Myöskään papillakuvia ei saada kaikilta; esimerkiksi väestötutkimuksissa Baltimoressa papillakuvia ei saatu 23 %:lta tutkituista «Tielsch JM, Katz J, Singh K ym. A population-based...»23, Beaver Damissä 10 %:lta «Klein BE, Klein R, Sponsel WE ym. Prevalence of gl...»24 ja Japanissa 3,3 %:lta tutkituista «Shiose Y, Kitazawa Y, Tsukahara S ym. Epidemiology...»25. Baltimoressa tutkittiin 5 308 (79 % kutsutuista), Beaver Damissa 4 926 (83 % kutsutuista) ja Japanissa 8 126 (51 % kutsutuista).

Kommentti:

Vain yhdessä väestötutkimuksessa «Niessen AG, Thomas JT, van den Berg TJ. Evaluation...»21 on käytetty hermosäiekuvia aiemmin seulottamassa aineistossa, jossa raportoitiin vain hermosäieindeksin pienenenevän iän myötä, mutta ei raportoitu hermosäiearvion korrelaatiota muihin tutkimuksiin. Useimmissa referoiduissa artikkeleissa hermosäiekuvia ovat tulkinneet aiheeseen erityisesti perehtyneet glaukoomaekspertit. Yhdessä oli mukana myös vähemmän kokeneita arvioijia, jotka käyttivät apuna referenssikuvasarjaa «Niessen AG, Thomas JT, van den Berg TJ. Evaluation...»21.

Uudet hermosäiekerroksen kuvantamista ja mittaamista varten kehitetyt laitteet (Heidelberg Retina Tomograph, Retinal Nerve Fiber Analyzer ja Optical Coherence Tomography) eivät vielä ole valmiita rutiinimaiseen glaukooman diagnostiikkaan, mutta herkkyytensä ja tarkkuutensa vuoksi jotkut laitteet (Ophthalmic Procedures Assessment (OPA) Committee, American Academy of Ophthalmology) voivat olla käyttökelpoisia taudin seurannassa «Optic nerve head and retinal nerve fiber layer ana...»26.

Kirjallisuutta

  1. Hwang YH, Kim YY, Kim HK ym. Agreement of Retinal Nerve Fiber Layer Defect Location Between Red-Free Fundus Photography and Cirrus HD-OCT Maps. Curr Eye Res 2014;: «PMID: 24749850»PubMed
  2. Hwang YH, Kim YY, Kim HK ym. Ability of cirrus high-definition spectral-domain optical coherence tomography clock-hour, deviation, and thickness maps in detecting photographic retinal nerve fiber layer abnormalities. Ophthalmology 2013;120:1380-7 «PMID: 23541761»PubMed
  3. Tatham AJ, Miki A, Weinreb RN ym. Defects of the lamina cribrosa in eyes with localized retinal nerve fiber layer loss. Ophthalmology 2014;121:110-8 «PMID: 24144452»PubMed
  4. Wu XS, Xu L, Jonas JB ym. Agreement between spectral domain optical coherence tomography and retinal nerve fiber layer photography in chinese. J Glaucoma 2012;21:228-33 «PMID: 21654514»PubMed
  5. Hougaard JL, Heijl A, Bengtsson B. Glaucomatous retinal nerve fibre layer defects may be identified in Stratus OCT images classified as normal. Acta Ophthalmol 2008;86:569-75 «PMID: 18577195»PubMed
  6. Quigley HA, Enger C, Katz J ym. Risk factors for the development of glaucomatous visual field loss in ocular hypertension. Arch Ophthalmol 1994;112:644-9 «PMID: 8185522»PubMed
  7. Katz J, Gilbert D, Quigley HA ym. Estimating progression of visual field loss in glaucoma. Ophthalmology 1997;104:1017-25 «PMID: 9186444»PubMed
  8. Tuulonen A, Lehtola J, Airaksinen PJ. Nerve fiber layer defects with normal visual fields. Do normal optic disc and normal visual field indicate absence of glaucomatous abnormality? Ophthalmology 1993;100:587-97; discussion 597-8 «PMID: 8493001»PubMed
  9. Tuulonen A, Airaksinen PJ, Montagna A ym. Screening for glaucoma with a non-mydriatic fundus camera. Acta Ophthalmol (Copenh) 1990;68:445-9 «PMID: 2220362»PubMed
  10. Jonas JB, Fernandez MC, Naumann GO. Glaucomatous optic nerve atrophy in small discs with low cup-to-disc ratios. Ophthalmology 1990;97:1211-5 «PMID: 2234855»PubMed
  11. Jonas JB, Zäch FM, Gusek GC ym. Pseudoglaucomatous physiologic large cups. Am J Ophthalmol 1989;107:137-44 «PMID: 2913807»PubMed
  12. Tuulonen A, Airaksinen PJ. Initial glaucomatous optic disk and retinal nerve fiber layer abnormalities and their progression. Am J Ophthalmol 1991;111:485-90 «PMID: 2012151»PubMed
  13. Jonas JB, Fernández MC, Stürmer J. Pattern of glaucomatous neuroretinal rim loss. Ophthalmology 1993;100:63-8 «PMID: 8433829»PubMed
  14. Jonas JB, Schiro D. Localised wedge shaped defects of the retinal nerve fibre layer in glaucoma. Br J Ophthalmol 1994;78:285-90 «PMID: 8199115»PubMed
  15. Jonas JB, Nguyen NX, Naumann GO. The retinal nerve fiber layer in normal eyes. Ophthalmology 1989;96:627-32 «PMID: 2748120»PubMed
  16. Caprioli J, Prum B, Zeyen T. Comparison of methods to evaluate the optic nerve head and nerve fiber layer for glaucomatous change. Am J Ophthalmol 1996;121:659-67 «PMID: 8644809»PubMed
  17. Ugurlu S, Hoffman D, Garway-Heath DF ym. Relationship between structural abnormalities and short-wavelength perimetric defects in eyes at risk of glaucoma. Am J Ophthalmol 2000;129:592-8 «PMID: 10844049»PubMed
  18. Sommer A, Quigley HA, Robin AL ym. Evaluation of nerve fiber layer assessment. Arch Ophthalmol 1984;102:1766-71 «PMID: 6508617»PubMed
  19. Paczka JA, Friedman DS, Quigley HA ym. Diagnostic capabilities of frequency-doubling technology, scanning laser polarimetry, and nerve fiber layer photographs to distinguish glaucomatous damage. Am J Ophthalmol 2001;131:188-97 «PMID: 11228294»PubMed
  20. O'Connor DJ, Zeyen T, Caprioli J. Comparisons of methods to detect glaucomatous optic nerve damage. Ophthalmology 1993;100:1498-503 «PMID: 8414410»PubMed
  21. Niessen AG, Thomas JT, van den Berg TJ. Evaluation of reference set based grading system for retinal nerve fiber layer photographs in 1941 eyes. In Detection and screening for glaucoma. Thesis Publishers, Amsterdam 1997, s. 85-96
  22. Wang F, Quigley HA, Tielsch JM. Screening for glaucoma in a medical clinic with photographs of the nerve fiber layer. Arch Ophthalmol 1994;112:796-800 «PMID: 8002839»PubMed
  23. Tielsch JM, Katz J, Singh K ym. A population-based evaluation of glaucoma screening: the Baltimore Eye Survey. Am J Epidemiol 1991;134:1102-10 «PMID: 1746520»PubMed
  24. Klein BE, Klein R, Sponsel WE ym. Prevalence of glaucoma. The Beaver Dam Eye Study. Ophthalmology 1992;99:1499-504 «PMID: 1454314»PubMed
  25. Shiose Y, Kitazawa Y, Tsukahara S ym. Epidemiology of glaucoma in Japan--a nationwide glaucoma survey. Jpn J Ophthalmol 1991;35:133-55 «PMID: 1779484»PubMed
  26. Optic nerve head and retinal nerve fiber layer analysis. American Academy of Ophthalmology. Ophthalmology 1999;106:1414-24 «PMID: 10406631»PubMed