Фотография глазного дна

Медицинская визуализация глаз

Нормальные фотографии глазного дна левого глаза (левое изображение) и правого глаза (правое изображение), вид спереди, так что левое на каждом изображении находится справа от человека. Каждое глазное дно не имеет признаков заболевания или патологии. Взгляд направлен в камеру, поэтому на каждом изображении макула находится в центре изображения, а диск зрительного нерва расположен по направлению к носу. Оба диска зрительного нерва имеют некоторую пигментацию по периметру боковой стороны, что считается нормальным (непатологическим). Оранжевый цвет нормального глазного дна обусловлен комплексами витамина А в виде 11-цис- ретиналя с белками опсина в сетчатке (т. е. родопсином ). Левое изображение (правый глаз) показывает более светлые области вблизи крупных сосудов, что считается нормальным явлением у молодых людей.

Фотография глазного дна включает в себя фотографирование задней части глаза, также известной как глазное дно . Специализированные камеры для фундус-съемки, состоящие из сложного микроскопа, прикрепленного к камере со вспышкой , используются для фотографии глазного дна. Основными структурами, которые можно визуализировать на фотографии глазного дна, являются центральная и периферическая сетчатка , диск зрительного нерва и макула . ​​Фотография глазного дна может быть выполнена с использованием цветных фильтров или специальных красителей, включая флуоресцеин и индоцианин зеленый. ^[1]

Модели и технологии фундус-фотографии быстро развивались и совершенствовались за последнее столетие. ^[2]

История

Концепция фотографии глазного дна была впервые введена в середине 19 века, после появления фотографии в 1839 году. В 1851 году Герман фон Гельмгольц представил офтальмоскоп , а Джеймс Клерк Максвелл представил метод цветной фотографии в 1861 году. ^[3]

В начале 1860-х годов Генри Нойес и Эбнер Малхолланд Роузбру собрали фундус-камеры и попробовали делать фундус-фотографии на животных. Ранние фундус-фотографии были ограничены недостаточным освещением, длительной выдержкой, движением глаз и выраженными роговичными рефлексами, которые снижали четкость деталей. Прошло несколько десятилетий, прежде чем эти проблемы удалось устранить. ^[3]

Возникли некоторые разногласия относительно первой в истории успешной фотографии глазного дна человека. Большинство источников приписывают Уильяму Томасу Джекману и Дж. Д. Вебстеру, поскольку они опубликовали свою технику вместе с репродукцией изображения глазного дна в двух периодических изданиях по фотографии в 1886 году. ^[4]

Три других имени сыграли видную роль в ранней фотографии глазного дна. Согласно некоторым историческим свидетельствам, Элмер Старр и Люсьен Хоу, возможно, были первыми, кто сфотографировал сетчатку человека. Люсьен Хоу, известное имя в офтальмологии , и его помощник Элмер Старр сотрудничали в проекте по фотографии глазного дна в 1886–1888 годах. Хоу описал их результаты как первую «узнаваемую» фотографию глазного дна, по-видимому, намекая на то, что Джекман и Вебстер были первыми, кто «опубликовал» фотографию глазного дна. Основываясь на письменных свидетельствах, изображение Хоу и Старра было более «узнаваемым» как глазное дно. ^[5]

Попытки четко сфотографировать глазное дно продолжаются уже 75 лет. Сотни специалистов работали над решением этой проблемы, и в конце концов в начале 20 века ее удалось преодолеть Фридриху Диммеру, опубликовавшему свои фотографии в 1921 году. Фундус-камера Диммера, разработанная около 1904 года, была сложным и усовершенствованным исследовательским инструментом, и только в 1926 году стокгольмский Йохан Норденсон и компания Zeiss Camera Company смогли вывести на рынок коммерческое устройство для использования практикующими врачами, что стало первой современной фундус-камерой. ^[6]

С тех пор возможности фундус-камер значительно улучшились, включив в себя немидриатическое изображение , электронный контроль освещения, автоматическое выравнивание глаз и цифровую съемку изображений с высоким разрешением. Эти усовершенствования помогли сделать современную фундус-фотографию стандартной офтальмологической практикой для документирования заболеваний сетчатки. ^[7]

После развития фундус-фотографии Дэвид Элвис и Гарольд Новотны провели первую флюоресцентную ангиографию (ФФА) в 1959 году, используя фундус-камеру Zeiss с электронной вспышкой. Это достижение стало огромным достижением в мире офтальмологии. ^[8]

Около 2008 года в нескольких странах начались крупномасштабные программы телеофтальмологии с использованием цифровой фотографии глазного дна.

Фундус-камера

Фундус-камера

Крупный план элементов управления ретинальной камеры Topcon

Оптические принципы

Оптическая конструкция фундус-камер основана на принципе монокулярной непрямой офтальмоскопии . ^{[9] [10]} Фундус-камера обеспечивает вертикальное увеличенное изображение глазного дна. Типичная камера охватывает область сетчатки от 30 до 50° с увеличением 2,5x и позволяет изменять это соотношение с помощью зума или вспомогательных линз от 15°, что обеспечивает 5-кратное увеличение, до 140° с широкоугольным объективом, который уменьшает изображение вдвое. ^[10] Оптика фундус-камеры похожа на оптику непрямого офтальмоскопа в том, что системы наблюдения и освещения следуют по разным траекториям.

Свет наблюдения фокусируется через ряд линз через отверстие в форме бублика, которое затем проходит через центральное отверстие, образуя кольцо, прежде чем пройти через объектив камеры и через роговицу на сетчатку. ^[11] Свет, отраженный от сетчатки, проходит через неосвещенное отверстие в бублике, образованное системой освещения. Поскольку световые пути двух систем независимы, в сформированном изображении фиксируются минимальные отражения источника света. Лучи, формирующие изображение, продолжают движение к маломощному телескопическому окуляру. Когда нажимается кнопка, чтобы сделать снимок, зеркало прерывает путь системы освещения, позволяя свету от лампы-вспышки проходить в глаз. Одновременно зеркало падает перед телескопом наблюдения, которое перенаправляет свет на среду захвата, будь то пленка или цифровая ПЗС . Поскольку глаз склонен к аккомодации при наблюдении через телескоп, для формирования сфокусированного изображения на фиксирующей среде крайне важно, чтобы выходная вергенция была параллельной.

Режимы

Практические приборы для фотографирования глазного дна выполняют следующие режимы исследования:

• Цвет , когда сетчатка освещается белым светом и рассматривается в полном цвете.
• При фундус-фотографии без красного цвета используется фильтр для лучшего наблюдения за поверхностными поражениями и некоторыми сосудистыми аномалиями в сетчатке и окружающих тканях. Зеленый фильтр ~540–570 нм используется для блокировки красных длин волн света. Это обеспечивает лучший контраст для просмотра ретинальных кровеносных сосудов и связанных с ними кровоизлияний, бледных поражений, таких как друзы и экссудаты, и тонких характеристик, таких как дефекты слоя нервных волокон и эпиретинальные мембраны. ^[12] Это метод лучшего наблюдения интраретинальных микрососудистых аномалий , неоваскуляризации на диске и в других местах при оценке прогрессирования диабетической ретинопатии. Фотографирование без красного цвета также регулярно используется в качестве исходного снимка перед ангиографией . ^[13]
• Ангиография — это процесс фотографирования/записи сосудистого потока в сетчатке и окружающих тканях путем введения флуоресцентного красителя в кровоток. Этот краситель флуоресцирует другим цветом, когда свет определенной длины волны (цвет возбуждения) достигает его. Затем барьерные фильтры позволяют фотографировать только автофлуоресцентные длины волн света. Используя этот метод, можно получить последовательность фотографий, которые показывают движение и скопление крови с течением времени («Фазы»), когда краситель проходит через сетчатку и сосудистую оболочку. ^[14]
  • Натриевая флюоресцентная ангиография (сокращенно SFA, FA или FAG) используется для визуализации сосудистых заболеваний сетчатки и использует синий возбуждающий свет ~490 нм и флуоресцирует желтый свет ~530 нм. Она обычно используется для визуализации кистозного макулярного отека и диабетической ретинопатии среди других. ^[14]
  • Индоцианиновая зеленая ангиография (сокращенно ICG) используется в основном для визуализации более глубоких хориоидальных заболеваний и использует ближний инфракрасный диодный лазер 805 нм, а барьерные фильтры позволяют фотографировать свет 500 и 810 нм. ICG полезна для наблюдения за выпячиванием хориоидальных сосудов в случаях идиопатической полиповидной хориоидальной васкулопатии , аномальных сосудов, питающих глазные опухоли, гиперпроницаемых сосудов, приводящих к центральной серозной хориоретинопатии и другим состояниям. ^[15]
• Одновременные стереофотографии глазного дна публиковались до 1909 года, однако их использование в качестве диагностического инструмента не получило широкого распространения. ^[16] Недавние достижения в области цифровой фотографии и 3D-мониторов привели к тому, что некоторые производители снова включили их в фотографическое оборудование. ^{[17] [18]} Текущий процесс включает в себя одновременное фотографирование сетчатки с двух немного разных углов. Эти два изображения позже используются вместе для создания 3D-изображения. Таким образом, изображение может быть проанализировано, что дает более подробную информацию о поверхностных характеристиках сетчатки. ^[19]
• Фотография глазного дна у животных : фотография глазного дна является полезным инструментом, используемым для ветеринарных исследований, ветеринарной офтальмологии, а также в образовании. ^[20] Многочисленные исследования использовали ее в качестве метода исследования для изучения глазных и системных состояний у животных. ^{[21] [ необходима полная цитата ]}

Показания

Фотографии глазного дна — это документация, которая фиксирует внешний вид сетчатки пациента. Оптометристы , офтальмологи, ортоптисты и другие квалифицированные медицинские специалисты используют фотографии глазного дна для мониторинга прогрессирования определенных состояний/заболеваний глаз. Фотографии глазного дна также используются для документирования отклонений в патологическом процессе, влияющем на глаз, и/или для наблюдения за прогрессированием состояния/заболевания глаз, такого как диабет , возрастная макулярная дегенерация (ВМД), глаукома , рассеянный склероз и новообразования сосудистой оболочки, черепных нервов, сетчатки или глазного яблока.

У пациентов с сахарным диабетом регулярные осмотры глазного дна (раз в шесть месяцев или один раз в год) важны для выявления диабетической ретинопатии , поскольку потерю зрения из-за диабета можно предотвратить с помощью лазерной терапии сетчатки, если ретинопатия обнаружена на ранней стадии.

Помимо выявления распространенных глазных заболеваний, фотографию глазного дна можно также использовать для наблюдения за пациентами, проходящим противомалярийную терапию, путем отслеживания изменений на глазном дне во время стандартного скрининга.

Фотография глазного дна также применяется в экстренных случаях, в том числе у пациентов с постоянными головными болями, диастолическим давлением выше или равным 120 мм рт. ст., а также у пациентов с внезапной потерей зрения.

У пациентов с головными болями обнаружение опухших дисков зрительных нервов или отека диска зрительного нерва на фотографии глазного дна является ключевым признаком, поскольку это указывает на повышенное внутричерепное давление (ВЧД), которое может быть вызвано гидроцефалией , доброкачественной внутричерепной гипертензией (также известной как псевдоопухоль мозга) или опухолью мозга, среди прочих состояний. Чашеобразные диски зрительных нервов наблюдаются при глаукоме.

При артериальной гипертензии гипертензивные изменения сетчатки во многом напоминают изменения в головном мозге и могут предсказывать нарушения мозгового кровообращения (инсульты).

В некоторых случаях в научных исследованиях может также использоваться фотография глазного дна. ^[22]

Запись и интерпретация

Фотография глазного дна также используется для документирования характеристик диабетической ретинопатии, таких как отек желтого пятна и микроаневризмы. Это связано с тем, что детали сетчатки легче визуализировать на фотографиях глазного дна, чем при прямом осмотре.

Медицинская необходимость в фотографировании глазного дна должна быть полностью зафиксирована, чтобы врач мог сравнивать фотографии пациента, сделанные в разное время.

Документы медицинской карты пациента должны состоять из недавней, соответствующей истории болезни, заметок о ходе лечения и фотографий глазного дна, иллюстрирующих и подтверждающих соответствующий диагноз. Фотографии должны быть соответствующим образом помечены, например, глаз, дата и данные пациента. Записи пациента должны содержать задокументированные результаты фотографии глазного дна, а также описание отклонений от предыдущих фотографий. Они должны содержать интерпретацию этих результатов и соответствующие изменения, которые она может иметь в плане лечения. Фотографии глазного дна без интерпретации считаются устаревшими. Записи должны быть разборчивыми и содержать соответствующую информацию о пациенте и данные о клиницисте.

Интерпретация фотографий глазного дна, которые являются глаукоматозными, должна содержать описание вертикального и горизонтального соотношения чаши к диску, сосудистого рисунка, диффузной или очаговой бледности, асимметрии и развития вышеуказанных факторов. Слой нервных волокон сетчатки также должен быть изучен и прокомментирован. ^[23]

Преимущества и недостатки

Сетчатка состоит из десяти полупрозрачных слоев , которые выполняют определенные функции в процессе зрительного восприятия . Фотография глазного дна обеспечивает вид с высоты птичьего полета на самый верхний слой, внутреннюю ограничивающую мембрану , а также на другие нижележащие слои. Поскольку аномалии сетчатки часто начинаются в определенном слое сетчатки, прежде чем проникнуть в другие слои (например, образование пятен ваты в слое нервных волокон ), важно иметь возможность оценить глубину при исследовании глазного дна, чтобы поставить точный диагноз. Однако, несмотря на недавние достижения в области технологий и разработку стереокамер для фундус-исследования, которые способны обеспечивать трехмерные изображения путем наложения двух изображений, ^[24] большинство находящихся в обращении камер для фундус-исследования способны обеспечивать только двухмерные изображения глазного дна. Это ограничение в настоящее время не позволяет технологии заменить текущий золотой стандарт , которым является непрямая бинокулярная офтальмоскопия .

Ниже приведены некоторые преимущества и недостатки фотографии глазного дна: ^{[2] [25]}

Смотрите также

• Расширенное исследование глазного дна
• Оптическая когерентная томография , обычно используемая для визуализации структуры сетчатки.

Ссылки

1. "Обзор фундус-фотографии". www.opsweb.org . Общество офтальмологических фотографов . Получено 17 сентября 2015 г.
2. Абрамофф, Майкл Д.; Гарвин, Мона К.; Сонка, Милан (2010-01-01). «Визуализация сетчатки и анализ изображений». IEEE Transactions on Medical Imaging . 3 : 169–208. doi :10.1109/RBME.2010.2084567. ISSN  0278-0062. PMC 3131209 . PMID  22275207. 
3. Bennett, Timothy J (2013-09-26). "Вехи, соперничества и противоречия, часть III". Блог History of Ophthalmic Photography. Milestone. Архивировано из оригинала 2016-03-04 . Получено 2019-03-10 .
4. Беннетт (2013), Первая фотография глазного дна человека
5. Беннетт (2013), Хоу, Старр и «Барр»
6. "Museum of Vision: Exhibitions". www.museumofvision.org . Архивировано из оригинала 2015-09-19 . Получено 2015-09-18 .
7. Тран, Кеннет; Мендель, Томас А.; Холбрук, Кристина Л.; Йейтс, Пол А. (2012-11-01). «Конструирование недорогой ручной фундус-камеры путем модификации потребительской камеры «наведи и снимай»». Investigative Ophthalmology & Visual Science . 53 (12): 7600–7607. doi :10.1167/iovs.12-10449. ISSN  0146-0404. PMC 3495602. PMID 23049089  . 
8. Мармор, Майкл Ф. (2011-07-01). «Флюоресцентная ангиография: понимание и удача полвека назад». Архивы офтальмологии . 129 (7): 943–948. doi :10.1001/archophthalmol.2011.160. ISSN  0003-9950. PMC 1983794. PMID  20791604 . 
9. Кассин, Б. и Соломон, С. Словарь терминологии глаза . Гейнсвилл, Флорида: Triad Publishing Company, 1990.
10. Saine PJ. «Фундус-фотография: что такое фундус-камера?» Архивировано 9 декабря 2006 г. в Wayback Machine Ophthalmic Photographers' Society. Доступ 30 сентября 2006 г.
11. Saine PJ. «Fundus Photography: Fundus Camera Optics». Архивировано 10 декабря 2006 г. в Wayback Machine Ophthalmic Photographers' Society. Доступ 30 сентября 2006 г.
12. Ng, E; et al. (2014). Офтальмологическая визуализация и ее применение . CRC Press. ISBN 978-1-4665-5915-8.
13. Венкатеш, Прадип; Шарма, Ретика; Вашист, Нагендер; Вохра, Раджпал; Гарг, Сатпал (2012-09-08). «Обнаружение поражений сетчатки при диабетической ретинопатии: сравнительная оценка 7-польной цифровой цветной фотографии по сравнению с фотографией без красного цвета». Международная офтальмология . 35 (5): 635–640. doi :10.1007/s10792-012-9620-7. ISSN  0165-5701. PMID  22961609. S2CID  8111188.
14. Ng, E (2014). Офтальмологическая визуализация и ее применение . CRC Press. ISBN 978-1-4665-5915-8.
15. "Индоцианиновая зеленая ангиография". www.aao.org . Архивировано из оригинала 2016-06-03 . Получено 2015-09-18 .
16. «Исторический обзор стереоскопической визуализации». www.cybersight.org . 2018-03-08 . Получено 2015-09-18 .
17. "nonmyd WX – Fundus Camera". www.kowa.co.jp . Kowa Technology for Life Science . Получено 18.09.2015 .
18. "Патент на одновременную стереофундус-камеру (Патент № 5,120,122, выдан 9 июня 1992 г.) - База данных патентов Justia". patents.justia.com . Получено 18 сентября 2015 г.
19. "Обзор фундус-фотографии". www.opsweb.org . Общество офтальмологических фотографов . Получено 18 сентября 2015 г.
20. Barnett, KC; Keeler, CR (1968-02-01). «Фотография сетчатки у животных». British Journal of Ophthalmology . 52 (2): 200–201. doi :10.1136/bjo.52.2.200. ISSN  1468-2079. PMC 506552. PMID 5642675  . 
21. Розолен, С.Г. и др. (2011). «Ветеринарная офтальмология; описаны новые открытия в области ветеринарной офтальмологии, сделанные С.Г. Розоленом и соавторами». Veterinary Research Week . ProQuest  822528795.
22. De Boever, Patrick; Louwies, Tijs; Provost, Eline; Int Panis, Luc; Nawrot, Tim S. (2014-01-01). «Фотография глазного дна как удобный инструмент для изучения микрососудистых реакций на факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний в эпидемиологических исследованиях». Journal of Visualized Experiments (92): e51904. doi :10.3791/51904. ISSN  1940-087X. PMC 4353376. PMID 25407823  . 
23. "Fundus Photography". www.aetna.com . Получено 17 сентября 2015 г.
24. Тайлер, Маршалл Э. (1996). "Стереофундус-фотография" (PDF) . Журнал офтальмологической фотографии . Получено 18 августа 2015 г.
25. "Почему немидриатические камеры не заменят расширенные исследования глазного дна". OptometryTimes . Получено 20 сентября 2015 г.

Внешние ссылки

• Общество фотографов-офтальмологов
• «Фотография глазного дна как удобный инструмент для изучения реакции микрососудов и факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний»
• «Метод объективной фокусировки при фотографировании глазного дна».