Фотография глазного дна

Медицинская визуализация глаз

Нормальные фотографии глазного дна правого глаза (левое изображение) и левого глаза (правое изображение), вид спереди, так что левый глаз на каждом изображении находится справа от человека. На каждом глазном дне нет признаков заболевания или патологии. Взгляд направлен в камеру, поэтому на каждом снимке макула находится в центре изображения, а диск зрительного нерва расположен по направлению к носу. Оба диска зрительного нерва имеют некоторую пигментацию по периметру латеральной 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 ). На левом изображении (правый глаз) видны более светлые участки рядом с более крупными сосудами, что считается нормальным явлением у молодых людей.

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

Модели и технологии фотографии глазного дна за последнее столетие быстро развивались и развивались. ^[2] Поскольку оборудование сложно производить в соответствии с клиническими стандартами, на рынке доступны лишь несколько производителей/брендов: Visionix, Welch Allyn , Digisight, Volk, Topcon , Zeiss , Canon , Nidek, Kowa , CSO, CenterVue. , Ezer и Optos — примеры производителей фундус-камер. ^[3]

История

Концепция фотографии глазного дна была впервые представлена ​​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. ^[4]

В начале 1860-х годов Генри Нойес и Эбнер Малхолланд Роузбру собрали фундус-камеры и попробовали фотографировать глазное дно на животных. Ранние фотографии глазного дна были ограничены недостаточным освещением, длительной выдержкой, движением глаз и выраженными рефлексами роговицы, которые снижали четкость деталей. Пройдет несколько десятилетий, прежде чем эти проблемы удастся решить. ^[4]

Были некоторые разногласия по поводу первой в истории успешной фотографии глазного дна человека. В большинстве отчетов упоминаются Уильям Томас Джекман и Дж. Д. Вебстер, поскольку они опубликовали свою технику вместе с репродукцией изображения глазного дна в двух периодических фотожурналах в 1886 году. ^[5]

Три других имени сыграли заметную роль в ранней фотографии глазного дна. Согласно некоторым историческим данным, Элмер Старр и Люсьен Хоу, возможно, были первыми, кто сфотографировал сетчатку человека. Люсьен Хоу, известный специалист в офтальмологии , и его помощник Элмер Старр сотрудничали в проекте фотографии глазного дна в 1886–88 годах. Хоу описал полученные результаты как первую «узнаваемую» фотографию глазного дна, очевидно, это намек на то, что Jackman & Webster первыми «опубликовали» фотографию глазного дна. Судя по письменным отчетам, изображение Хоу и Старра было более «узнаваемым» как глазное дно. ^[6]

Попытки четко сфотографировать глазное дно продолжаются уже 75 лет. Сотни специалистов работали над решением этой проблемы, которая, наконец, была решена в начале 20 века Фридрихом Диммером, опубликовавшим свои фотографии в 1921 году. Фундус-камера Диммера, разработанная около 1904 года, была сложным и совершенным исследовательским инструментом, и так было только в 1926 году. что Йохан Норденсон из Стокгольма и компания Zeiss Camera Company смогли продать коммерческое устройство для использования практикующими врачами, которое стало первой современной фундус-камерой. ^[7]

С тех пор функции фундус-камер значительно улучшились и включают в себя немидриатическую визуализацию , электронное управление освещением, автоматическое выравнивание глаз и захват цифровых изображений с высоким разрешением. Эти улучшения помогли сделать современную фотографию глазного дна стандартной офтальмологической практикой для документирования заболеваний сетчатки. ^[8]

После разработки фотографии глазного дна Дэвид Алвис и Гарольд Новотны выполнили первую флюоресцентную ангиографию (ФФА) в 1959 году, используя фундус-камеру Zeiss с электронной вспышкой. Это открытие стало огромным достижением в мире офтальмологии. ^[9]

Примерно в 2008 году несколько стран начали крупномасштабные программы телеофтальмологии с использованием цифровой фотографии глазного дна.

Фундус-камера

Фундус-камера

Крупный план органов управления ретинальной камерой Topcon.

Оптические принципы

Оптическая схема фундус-камер основана на принципе монокулярной непрямой офтальмоскопии . ^{[10] [11]} Фундус-камера обеспечивает вертикальное увеличенное изображение глазного дна. Типичная камера просматривает область сетчатки от 30 до 50° с увеличением в 2,5 раза и допускает некоторую модификацию этого соотношения с помощью трансфокатора или вспомогательных объективов от 15°, что обеспечивает 5-кратное увеличение, до 140° с широкоугольным объективом, который уменьшает изображение вдвое. ^[11] Оптика фундус-камеры аналогична оптике непрямого офтальмоскопа в том смысле, что системы наблюдения и освещения следуют по разным траекториям.

Свет наблюдения фокусируется с помощью ряда линз через апертуру в форме пончика, которая затем проходит через центральную апертуру, образуя кольцо, а затем проходит через объектив камеры и через роговицу на сетчатку. ^[12] Свет, отраженный от сетчатки, проходит через неосвещенное отверстие в бублике, образованное системой освещения. Поскольку световые пути двух систем независимы, отражения источника света в формируемом изображении минимальны. Лучи, формирующие изображение, продолжаются к маломощному телескопическому окуляру. При нажатии кнопки для фотографирования зеркало прерывает путь системы освещения, позволяя свету лампы-вспышки попасть в глаз. Одновременно перед наблюдательным телескопом падает зеркало, которое перенаправляет свет на улавливающую среду, будь то пленка или цифровая ПЗС-матрица . Из-за склонности глаза к аккомодации при взгляде в телескоп крайне важно, чтобы выходящая вергенция была параллельной, чтобы на носителе захвата сформировалось сфокусированное изображение.

Режимы

Практичные инструменты для фотографии глазного дна выполняют следующие режимы исследования:

• Цветной : сетчатка освещается белым светом и исследуется в полном цвете.
• При фотографии глазного дна без красного цвета используется фильтр, чтобы лучше наблюдать поверхностные поражения и некоторые сосудистые аномалии сетчатки и окружающих тканей. Зеленый фильтр ~540–570 нм используется для блокировки красных волн света. Это позволяет лучше контрастировать при просмотре кровеносных сосудов сетчатки и связанных с ними кровоизлияний, бледных поражений, таких как друзы и экссудаты, а также тонких характеристик, таких как дефекты слоев нервных волокон и эпиретинальных мембран. ^[13] Это метод лучшего наблюдения за микрососудистыми аномалиями внутри сетчатки , неоваскуляризацией диска и в других местах при оценке прогрессирования диабетической ретинопатии. Фотография без красного цвета также регулярно используется в качестве базовой фотографии перед ангиографией . ^[14]
• Ангиография — это процесс фотографирования/записи сосудистого кровотока в сетчатке и окружающих тканях путем введения флуоресцентного красителя в кровоток. Этот краситель флуоресцирует другим цветом, когда его достигает свет определенной длины волны (цвет возбуждения). Барьерные фильтры позволяют фотографировать только автофлуоресцентные длины волн света. Используя этот метод, можно создать последовательность фотографий, на которых показано движение и скопление крови с течением времени («Фазы»), когда краситель проходит через сетчатку и сосудистую оболочку. ^[15]
  • Натриевая флуоресцеиновая ангиография (сокращенно SFA, FA или FAG) используется для визуализации сосудистых заболеваний сетчатки и использует синий возбуждающий свет ~ 490 нм и флюоресцирует желтый свет ~ 530 нм. Его обычно используют, среди прочего, для визуализации кистоидного макулярного отека и диабетической ретинопатии. ^[15]
  • Индоцианиновая зеленая ангиография (сокращенно ИКГ) используется в основном для визуализации более глубоких заболеваний хориоидеи и использует диодный лазер ближнего инфракрасного диапазона с длиной волны 805 нм, а барьерные фильтры позволяют фотографировать свет с длиной волны 500 и 810 нм. ИКГ полезен для выявления выпячивания хориоидальных сосудов в случаях идиопатической полипоидной хориоидальной васкулопатии , аномальных сосудов, снабжающих глазные опухоли, гиперпроницаемых сосудов, приводящих к центральной серозной хориоретинопатии, среди других состояний. ^[16]
• Одновременные стереофотографии глазного дна публиковались до 1909 года, однако их использование в качестве диагностического инструмента не получило широкого распространения. ^[17] Последние достижения в области цифровой фотографии и 3D-мониторов привели к тому, что некоторые производители снова включили их в фотооборудование. ^{[18] [19]} Текущий процесс включает одновременное фотографирование сетчатки под двумя немного разными углами. Эти два изображения позже используются вместе для создания 3D-изображения. Таким образом, изображение можно анализировать, получая лучшую информацию о поверхностных характеристиках сетчатки. ^[20]
• Фотография глазного дна у животных : Фотография глазного дна — полезный инструмент, используемый для ветеринарных исследований, ветеринарной офтальмологии, а также в образовании. ^[21] Многочисленные исследования использовали его в качестве метода исследования глазных и системных заболеваний у животных. ^{[22] [ нужна полная цитата ]}

Показания

Фотографии глазного дна представляют собой глазную документацию, которая фиксирует внешний вид сетчатки пациента. Оптометристы , офтальмологи, ортоптисты и другие квалифицированные медицинские специалисты используют фотографию глазного дна для мониторинга прогрессирования определенных состояний/заболеваний глаз. Фотографии глазного дна также используются для документирования аномалий патологического процесса, поражающего глаз, и/или для отслеживания прогресса состояния/заболевания глаз, такого как диабет , возрастная дегенерация желтого пятна (ВМД), глаукома , рассеянный склероз и новообразования глазного дна. сосудистая оболочка, черепные нервы, сетчатка или глазное яблоко.

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

Помимо распространенных состояний/заболеваний глаз, фотографию глазного дна также можно использовать для наблюдения за людьми, получающими противомалярийную терапию, отмечая изменения на глазном дне во время стандартного скрининга.

Фотография глазного дна также используется в экстренных случаях, включая пациентов с постоянными головными болями, диастолическим давлением выше или равным 120 мм рт. ст. и пациентов с внезапной потерей зрения.

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

При артериальной гипертензии гипертонические изменения сетчатки очень похожи на изменения в головном мозге и могут предсказать нарушения мозгового кровообращения (инсульты).

В некоторых случаях фотография глазного дна также может использоваться в научных исследованиях. ^[23]

Запись и интерпретация

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

Медицинская необходимость фотографии глазного дна должна быть подробно зафиксирована, чтобы врач мог сравнить фотографии пациента, сделанные в разные сроки.

Документы медицинской карты пациента должны состоять из недавнего актуального анамнеза, записей о ходе лечения и фотографий глазного дна, изображающих и подтверждающих соответствующий диагноз. Фотографии должны быть помечены соответствующим образом, например, какой глаз, дата и данные пациента. Записи пациента должны содержать документированные результаты фотографии глазного дна, а также описание отклонений от предыдущих фотографий. Они должны содержать интерпретацию этих результатов и соответствующие изменения, которые они могут внести в план лечения. Фотографии глазного дна без интерпретации считаются устаревшими. Записи должны быть разборчивыми и содержать подходящую информацию о пациенте и сведения о клиницисте.

Интерпретация фотографий глазного дна, являющихся глаукоматозными, должна содержать описание вертикального и горизонтального соотношения чаши и диска, рисунка сосудов, диффузной или очаговой бледности, асимметрии и развития вышеперечисленных факторов. Слой нервных волокон сетчатки также требует изучения и комментариев. ^[24]

Преимущества и недостатки

Сетчатка состоит из десяти полупрозрачных слоев , выполняющих определенные функции в процессе зрительного восприятия . Фотография глазного дна позволяет увидеть с высоты птичьего полета самый верхний слой, внутреннюю пограничную мембрану , а также другие нижележащие слои. Поскольку аномалии сетчатки часто начинаются в определенном слое сетчатки, прежде чем проникнуть в другие слои (например, образование ватных пятен в слое нервных волокон ), важно уметь оценивать глубину при исследовании глазного дна, чтобы поставить точный диагноз. Однако, несмотря на недавние достижения в области технологий и разработку стереокамер для глазного дна, которые способны обеспечивать трехмерные изображения путем наложения двух изображений, ^[25] большинство находящихся в обращении камер для глазного дна способны обеспечивать только двухмерные изображения глазного дна. Это ограничение в настоящее время не позволяет данной технологии заменить текущий золотой стандарт – непрямую бинокулярную офтальмоскопию .

Ниже приведены некоторые преимущества и недостатки фотографии глазного дна: ^{[2] [26]}

Смотрите также

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

Рекомендации

1. «Обзор фотографии глазного дна» . www.opsweb.org . Общество офтальмологических фотографов . Проверено 17 сентября 2015 г.
2. Абрамов, Майкл Д.; Гарвин, Мона К.; Сонка, Милан (01 января 2010 г.). «Визуализация сетчатки и анализ изображений». Транзакции IEEE по медицинской визуализации . 3 : 169–208. дои : 10.1109/RBME.2010.2084567. ISSN  0278-0062. ПМК 3131209 . ПМИД  22275207. 
3. Панвар, Ништха; Хуан, Филимон; Ли, Цзяин; Кин, Пирс А.; Чуан, Тджин Сви; Ричхария, Ашутош; Тео, Стивен; Лим, Ток Хан; Агравал, Рупеш (26 августа 2015 г.). «Фотография глазного дна в 21 веке - обзор последних технологических достижений и их значения для здравоохранения во всем мире». Телемедицинский журнал и электронное здравоохранение . 22 (3): 198–208. дои : 10.1089/tmj.2015.0068. ISSN  1556-3669. ПМК 4790203 . ПМИД  26308281. 
4. Беннетт, Тимоти Дж (26 сентября 2013 г.). «Вехи, соперничество и противоречия, часть III». Блог об истории офтальмологической фотографии. Веха. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Проверено 10 марта 2019 г.
5. Беннетт (2013), Первая фотография глазного дна человека
6. Беннетт (2013), Хоу, Старр и «Барр»
7. «Музей видения: Выставки». www.museumofvision.org . Архивировано из оригинала 19 сентября 2015 г. Проверено 18 сентября 2015 г.
8. Тран, Кеннет; Мендель, Томас А.; Холбрук, Кристина Л.; Йейтс, Пол А. (1 ноября 2012 г.). «Создание недорогой ручной фундус-камеры путем модификации потребительской камеры «наведи и снимай». Исследовательская офтальмология и визуальные науки . 53 (12): 7600–7607. дои : 10.1167/iovs.12-10449. ISSN  0146-0404. ПМЦ 3495602 . ПМИД  23049089. 
9. Мармор, Майкл Ф. (01 июля 2011 г.). «Флуоресцентная ангиография: понимание и счастливая случайность полвека назад». Архив офтальмологии . 129 (7): 943–948. doi :10.1001/archophthalmol.2011.160. ISSN  0003-9950. ЧВК 1983794 . ПМИД  20791604. 
10. Кассин Б. и Соломон С. Словарь глазной терминологии . Гейнсвилл, Флорида: Издательская компания Triad, 1990.
11. Сейн П.Дж. «Фотография глазного дна: что такое фундус-камера?» Архивировано 9 декабря 2006 года в Обществе офтальмологических фотографов Wayback Machine . По состоянию на 30 сентября 2006 г.
12. Сейн П.Дж. «Фотография глазного дна: оптика фундус-камеры». Архивировано 10 декабря 2006 года в Обществе офтальмологических фотографов Wayback Machine . По состоянию на 30 сентября 2006 г.
13. Нг, Э; и другие. (2014). Офтальмологическая визуализация и ее применение . ЦРК Пресс. ISBN 978-1-4665-5915-8.
14. Венкатеш, Прадип; Шарма, Ритика; Вашист, Нагендер; Вохра, Раджпал; Гарг, Сатпал (8 сентября 2012 г.). «Обнаружение поражений сетчатки при диабетической ретинопатии: сравнительная оценка 7-польной цифровой цветной фотографии и фотографии без красного цвета». Международная офтальмология . 35 (5): 635–640. doi : 10.1007/s10792-012-9620-7. ISSN  0165-5701. PMID  22961609. S2CID  8111188.
15. Ng, E (2014). Офтальмологическая визуализация и ее применение . ЦРК Пресс. ISBN 978-1-4665-5915-8.
16. "Индоцианиновая зеленая ангиография". www.aao.org . Проверено 18 сентября 2015 г.
17. «Исторический обзор стереоскопической визуализации». www.cybersight.org . 08.03.2018 . Проверено 18 сентября 2015 г.
18. "nonmyd WX - Фундус-камера" . www.kowa.co.jp. _ Технология Kowa для наук о жизни . Проверено 18 сентября 2015 г.
19. «Патент на одновременную стереофундус-камеру (Патент № 5,120,122, выданный 9 июня 1992 г.) - База данных патентов Justia» . патенты.justia.com . Проверено 18 сентября 2015 г.
20. «Обзор фотографии глазного дна» . www.opsweb.org . Общество офтальмологических фотографов . Проверено 18 сентября 2015 г.
21. Барнетт, КК; Киллер, ЧР (1 февраля 1968 г.). «Сетчаточная фотография у животных». Британский журнал офтальмологии . 52 (2): 200–201. дои : 10.1136/bjo.52.2.200. ISSN  1468-2079. ПМК 506552 . ПМИД  5642675. 
22. Розолен, С.Г.; и другие. (2011). «Ветеринарная офтальмология; описаны новые результаты ветеринарной офтальмологии С.Г. Розолена и соавторов». Неделя ветеринарных исследований . ПроКвест  822528795.
23. Де Бовер, Патрик; Лоувис, Тиджс; Провост, Элин; Инт Панис, Люк; Наврот, Тим С. (1 января 2014 г.). «Фотография глазного дна как удобный инструмент для изучения микрососудистой реакции на факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний в эпидемиологических исследованиях». Журнал визуализированных экспериментов (92): e51904. дои : 10.3791/51904. ISSN  1940-087X. ПМЦ 4353376 . ПМИД  25407823. 
24. "Фотография глазного дна" . www.aetna.com . Проверено 17 сентября 2015 г.
25. Тайлер, Маршалл Э. (1996). «Стерео фотография глазного дна» (PDF) . Журнал офтальмологической фотографии . Проверено 18 августа 2015 г.
26. «Почему немидриатические камеры не заменят исследование расширенного глазного дна» . Оптометрия Таймс . Проверено 20 сентября 2015 г.

Внешние ссылки

• Общество офтальмологических фотографов
• «Фотография глазного дна как удобный инструмент для изучения микрососудистой реакции и факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний»
• «Метод объективной фокусировки для фотографии глазного дна».