緑内障の画像診断および診断方法

緑内障治療の目標は、外科的介入後の副作用や合併症を最大限に軽減しながら、症状による視力低下の進行を防ぐことであることが確立されています。病態生理学の観点から言えば、これは網膜神経節細胞の軸索を損傷しないレベルまで眼圧を下げることを意味します。

現在、神経節細胞の軸索の機能状態（そのストレス）を決定するための「ゴールドスタンダード」は、自動化された静的単色視野画像検査です。この情報は、診断と治療効果（細胞損傷を伴う進行の有無）の評価に用いられます。この検査は軸索損失の程度に応じて限界があり、検査実施前に軸索損失の程度を特定する必要があります。軸索損失の程度は、変化を特定し、診断を下し、進行を確定するための指標を比較する検査です。

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

網膜厚さ計

網膜厚さ分析装置 (RTA) (Talia Technology、メヴァセレツィオン、イスラエル) は、黄斑部の網膜の厚さを計算し、2D および 3D 画像の測定を行います。

網膜厚さ分析装置はどのように機能しますか?

網膜厚みマッピングでは、波長540nmの緑色HeNeレーザー光を用いて網膜厚み測定装置を用いて網膜を画像化します。レーザー光線と硝子体網膜表面の交点から網膜と色素上皮層との間の表面までの距離は、網膜厚みに正比例します。9つの固視標を用いて9回のスキャンを行います。これらのスキャンを比較することで、眼底の中央20°（6mm×6mm）の領域が網膜上で測定されます。

SNVを測定するOCTやSLP、あるいは視神経乳頭輪郭を測定するHRTやOCTとは異なり、網膜厚計は黄斑における網膜厚を測定します。網膜神経節細胞は黄斑部に最も多く集中しており、神経節細胞層は（SNVを構成する）軸索よりもはるかに厚いため、黄斑における網膜厚は緑内障の発症の優れた指標となり得ます。

網膜厚み測定装置を使用する場合

網膜厚さ分析装置は、緑内障の検出や進行の監視に役立ちます。

制限

網膜厚分析には5mmの瞳孔が必要です。多発飛蚊症または眼球媒質に著しい混濁がある患者には、この検査の使用は制限されます。ATSは短波長の放射線を使用するため、OCT、共焦点走査型レーザー眼底検査（HRT）、SLPよりも核密度の高い白内障に対する感度が高くなります。得られた値を網膜厚の絶対値に変換するには、屈折異常と眼軸長の補正が必要です。

緑内障における血流

原発開放隅角緑内障患者における視野欠損の進行には、眼圧上昇が長年関連づけられてきました。しかし、眼圧が目標値まで低下したにもかかわらず、多くの患者で視野欠損が継続していることから、他の要因が関与している可能性が示唆されています。

疫学研究では、血圧と緑内障の危険因子との間に関連があることが示されています。私たちの研究では、緑内障患者において、血圧の自動調節機構だけでは血圧を補償し、低下させるのに十分ではないことが示されました。さらに、研究結果から、正常血圧緑内障患者の一部が可逆的な血管痙攣を経験することが確認されました。

研究が進むにつれ、緑内障の血管病因とその治療を理解する上で、血流が重要な要素であることがますます明らかになってきています。緑内障では、網膜、視神経、眼球後血管、脈絡膜の血流に異常が見られることが分かっています。現在、これらの領域すべてを正確に検査できる単一の方法は存在しないため、眼全体の血流をより深く理解するために、複数の機器を用いたアプローチが用いられています。

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

走査型レーザー眼底血管造影

走査型レーザー眼底血管造影法は、網膜に関する実験的データを収集するための最初の近代的測定技術の 1 つであるフルオレセイン血管造影法に基づいています。走査型レーザー眼底血管造影法は、白熱光源を低出力アルゴン レーザーに置き換えて水晶体および角膜混濁をよりよく貫通させることで、従来の写真またはビデオ血管造影法の多くの欠点を克服しています。レーザー周波数は、注入された染料、フルオレセインまたはインドシアニン グリーンの特性に応じて選択されます。染料が眼に到達すると、瞳孔から出た反射光が検出器に当たり、そこで光の強度がリアルタイムで測定されます。これによりビデオ信号が生成され、ビデオ タイマーを通過してビデオ レコーダーに送信されます。その後、ビデオはオフラインで分析され、動静脈通過時間や平均染料速度などのパラメータが得られます。

蛍光走査レーザー走査レーザー眼底検査、インドシアニングリーン蛍光眼底血管造影法による眼底血管造影

ターゲット

網膜血行動態、特に動静脈通過時間の評価。

説明

網膜血管の視認性を向上させるため、フルオレセイン色素を低周波レーザーと組み合わせて使用します。高いコントラストにより、網膜の上部と下部にある個々の網膜血管を観察できます。5×5ピクセルの光強度で、フルオレセイン色素が組織に到達すると、隣接する動脈と静脈のある領域が明らかになります。動静脈通過時間は、色素が動脈から静脈へと通過する時間の差に相当します。

ターゲット

脈絡膜血行動態の評価、特に視神経乳頭と黄斑の灌流の比較。

説明

インドシアニングリーン色素と深部浸透性レーザー光を組み合わせることで、脈絡膜血管の視認性が向上します。視神経乳頭近傍に2つのゾーン、黄斑周囲に4つのゾーン（それぞれ25×25ピクセル）が選択されます。希釈ゾーン解析では、これら6つのゾーンの輝度を測定し、所定の輝度レベル（10%および63%）に達するまでの時間を決定します。その後、6つのゾーンを相互に比較し、相対的な輝度を決定します。光学系、水晶体の混濁、または動きによる調整は不要で、すべてのデータは同一の光学系を通して収集され、6つのゾーンすべてが同時に撮影されるため、相対的な比較が可能です。

カラードップラーマッピング

ターゲット

眼球後血管、特に眼動脈、網膜中心動脈、後毛様体動脈の評価。

説明

カラードップラーマッピングは、グレースケールのBスキャン画像に、カラードップラー周波数シフト血流画像とパルスドップラー血流速度測定値を重ね合わせた超音波技術です。1台の多機能トランスデューサーですべての機能（通常5～7.5MHz）を実行します。血管を選択し、返ってくる音波の偏差を用いてドップラー等化血流速度測定を行います。血流速度データは時間に対してプロットされ、ピークと谷が収縮期最高血流速度および拡張期終末血流速度と定義されます。次に、プールセロ抵抗指数を計算し、下降する血管抵抗を推定します。

[ 13 ], [ 14 ]

脈拍眼血流

ターゲット

リアルタイム眼圧測定を用いた収縮期の脈絡膜血流の評価。

説明

脈拍眼血流量測定装置は、改造された空気眼圧計をマイクロコンピュータに接続し、毎秒約200回の眼圧測定を行う。眼圧計を角膜に数秒間当て、眼圧の脈波の振幅から眼容積の変化を算出する。この眼圧の脈動が収縮期眼血流量であると考えられている。眼循環量の約80%を占めることから、これが一次脈絡膜血流量であると推定される。緑内障患者では健常者と比較して脈拍眼血流量が著しく減少していることが分かっている。

レーザードップラー速度測定法

ターゲット

大きな網膜血管における最大血流速度の推定。

説明

レーザードップラー速度測定法は、網膜レーザードップラー法やハイデルベルグ網膜血流測定法の前身です。この装置では、低出力レーザー光を眼底の太い網膜血管に照射し、運動する血球の散乱光に見られるドップラーシフトを分析します。最大速度から血球の平均速度を求め、これを用いて血流パラメータを計算します。

網膜レーザードップラー血流測定

ターゲット

網膜微小血管の血流の評価。

説明

網膜レーザードップラー血流測定法は、レーザードップラー血流速度測定法とハイデルベルグ網膜血流速度測定法の中間段階です。レーザー光線を可視血管から遠ざけることで、微小血管内の血流を評価します。毛細血管はランダムに配置されているため、血流速度はおおよその推定値しか得られません。体積血流速度は、ドップラースペクトルのシフト周波数（血球の移動速度を示す）と各周波数の信号振幅（各速度における血球の割合を示す）を用いて算出されます。

ハイデルベルク網膜血流測定法

ターゲット

乳頭周囲毛細血管および視神経乳頭毛細血管の灌流の評価。

説明

ハイデルベルグ網膜血流計は、レーザー ドップラー流速測定法や網膜レーザー ドップラー血流測定法の機能を上回っています。ハイデルベルグ網膜血流計は、波長 785 nm の赤外線レーザー放射を使用して眼底をスキャンします。この周波数が選択されたのは、酸素化された赤血球と脱酸素化された赤血球が同じ強度でこの放射を反射する能力があるためです。この装置は眼底をスキャンし、動脈血と静脈血を区別せずに網膜血流値の物理マップを再現します。血流マップの解釈は非常に複雑であることが知られています。製造元のコンピューター プログラムを分析すると、たとえ 1 分間でも、位置特定パラメータを変更すると、結果を読み取るためのさまざまなオプションが得られます。緑内障研究診断センターによって開発されたポイントごとの分析を使用して、血流マップの広い領域が検査され、より詳細な説明が得られます。網膜内の血流分布の「形状」、特に灌流領域と無血管領域を説明するために、個々の血流値のヒストグラムが開発されました。

スペクトル網膜酸素濃度測定

ターゲット

網膜と視神経乳頭の酸素分圧の評価。

説明

分光網膜酸素濃度計は、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの分光特性の違いを利用して、網膜と視神経乳頭の酸素分圧を測定します。明るい白色光を網膜に照射し、反射光は1:4の像分割器を通過してデジタルカメラに戻ります。像分割器は均等に照射された4枚の画像を作成し、4つの異なる波長にフィルター処理します。各ピクセルの輝度は光学濃度に変換されます。カメラのノイズを除去し、画像を光学濃度にキャリブレーションした後、酸素濃度マップが算出されます。

等吸収画像は、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンを同一に反射する周波数でフィルタリングされます。酸素感受性画像は、酸素化酸素の反射が最大となる周波数でフィルタリングされ、脱酸素化ヘモグロビンの反射と比較されます。光学密度係数に基づいて酸素含有量を反映するマップを作成するには、等吸収画像を酸素感受性画像で割ります。この画像では、明るい領域にはより多くの酸素が含まれており、生のピクセル値は酸素化レベルを反映しています。