Morphologische Charakteristika im hochauflösenden OCT und in der Fundusautofluoreszenz bei verschiedenen ischämischen Retinopathien – Beschreibung einer zusätzlichen, temporären hyperreflektiven Bande

 

 Buy Article Permissions and Reprints

Zusammenfassung

Hintergrund: Ziel dieser Arbeit war es, die häufig temporären Veränderungen der ischämischen Netzhaut mittels hochauflösender optischer Kohärenztomografie (SD-OCT) morphologisch einzuordnen und zu charakterisieren sowie das Auftreten einer zusätzlichen hyperreflektiven Bande in den äußeren Netzhautschichten zu beschreiben. Diese Beobachtung wurde während der Auswertung von OCT-Aufnahmen bei Patienten mit einem akuten Sehverlust aufgrund einer retinalen Ischämie gemacht. Patienten und Methoden: Bei 26 Patienten (36–96 Jahre) mit einer akuten einseitigen Sehverschlechterung aufgrund von Zentralarterienverschluss, Astarterienverschluss, anteriorer ischämischer Optikusneuropathie oder Prästase wurde die Netzhaut mithilfe von SD-OCT und Fundusautofluoreszenz (FAF) untersucht. Hauptaugenmerk wurde auf den Übergang der äußeren nukleären Schicht zur äußeren plexiformen Schicht gelegt. Zusätzlich wurden Messwerte der Netzhautdicke in der Fovea, parafoveal und innerhalb der einzelnen Netzhautschichten erhoben, die mit den Messwerten an den korrespondierenden Stellen der dazugehörigen nicht betroffenen Augen verglichen wurden. SD-OCT-Aufnahmen wurden mit einem kombinierten SD-OCT und konfokalen Scanning-Laser-Ophthalmoskop (cSLO) angefertigt. Als Schnittführung wurden sowohl der lineare horizontale Scan als auch der Sternscan mit einer Länge von 6 mm verwendet (ART-Modus an; durchschnittlich 20 Bilder). Ergebnisse: Im SD-OCT zeigt sich eine zusätzliche hochreflektive Bande innerhalb der äußeren plexiformen Schicht. Die morphologischen Eigenschaften dieser hyperdensen Bande beinhalten eine abnehmende Intensität mit zunehmender Entfernung von der Fovea, ein teilweise segmentales Erscheinungsbild und ein zeitlich limitiertes Auftreten. In der FAF zeigen sich Areale mit erhöhter und erniedrigter Intensität innerhalb der Gefäßarkaden am hinteren Augenpol. Die Regionen mit reduzierter Intensität in der FAF entsprachen perivenösen Regionen und gleichen dem Bild von „frosted branches“, die in der Fluoresceinangiografie bei Patienten mit okulärer Ischämie beobachtet werden können. Schlussfolgerung: Die im SD-OCT neu auftretende hyperreflektive Bande könnte einen Marker für eine retinale Ischämie bei denjenigen Patienten darstellen, bei denen kein kompletter Gefäßverschluss nachweisbar ist. Die Lokalisation der Bande innerhalb der äußeren plexiformen Schicht befindet sich am Übergang der retinalen zur choroidalen Sauerstoffversorgung der Netzhaut. Diese Stelle markiert den Bereich mit der geringsten Diffusion von Sauerstoff. Histopathologisch könnte die beobachtete Struktur aktivierte Mikrogliazellen repräsentieren, die aufgrund der vermehrten Freisetzung von Entzündungsmediatoren bei retinaler Hypoxie zur Reparatur der Ischämie aktiviert werden.

Abstract

Background: The aim of this study was to investigate alterations in the neurosensory retinal morphology secondary to acute retinal ischaemic conditions. The observations were documented by spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT, Heidelberg Engineering) and fundus autofluorescence (FAF) imaging. In addition, the occurrence of an additional hyperrefelctive band in the outer corneal layers is described. This observation was made during the evaluation of OCT images of patients with an acute loss of vision due to retinal ischaemia. Patients/Method: SD-OCT images and FAF were used to observe the retinal structure of 26 subjects (36 to 96 years) with acute monocular visual impairment due to central retinal artery occlusion (CRAO), branch retinal artery occlusion (BRAO), anterior ischaemic optic neuropathy (AION) or impending central retinal vein occlusion were included. The main focus of attention was set on the transition of the outer nuclear layer (ONL) to outer plexiform layer (OPL). Furthermore measurements of the retinal thickness at the fovea, parafoveal and within the retinal layers were acquired and compared to corresponding points of the non-affected eyes. SD-OCT images were acquired with a combined SD-OCT and scanning laser ophthalmoscope (cSLO) imaging system using a linear cross hair scan and a 6 line radial scan of 6 mm length (ART mode on; average of 20 frames). Results: SD-OCT revealed an additional highly reflective band located within the OPL. Morphological characteristics of this hyperdense band were a decreasing intensity with distance from the fovea, partially segmental occurrence and manifestation limited in time. FAF showed areas of increased and decreased signal intensity within the vessel arcade at the posterior pole. The regions of decreased FAF corresponded to perivenous regions and resemble the “frosted branches” sign seen in fluorescein angiography in patients with ocular ischaemia. Conclusions: The additional hyperreflective band observed in SD-OCT could represent a marker for retinal ischaemia in subjects without the presence of a complete vascular occlusion. The mid retinal localisation of the band within the OPL is situated at the locus of transition from retinal to choroidal oxygen supply where oxygen diffusion is weakest. Histopathologically the observed structure could represent activated microglial tissue induced by the hypoxia driven upregulation of inflammatory molecules aimed at ischaemia repair.

• Literatur

• 1 Cochard-Marianowski C, Lamirel C, Biousse V. [Vascular transient monocular visual loss]. J Fr Ophtalmol 2009; 32: 765-769
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 2 Rehak J, Rehak M. Branch retinal vein occlusion: pathogenesis, visual prognosis, and treatment modalities. Curr Eye Res 2008; 33: 111-131
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 3 Goldenberg-Cohen N, Dadon S, Avraham BC et al. Molecular and histological changes following central retinal artery occlusion in a mouse model. Exp Eye Res 2008; 87: 327-333
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 4 Murthy R, Grover S, Chalam K. Sequential spectral domain OCT documentation of retinal changes after branch retinal artery occlusion. Clin Ophthalmol 2010; 4: 327-329
  PubMedGoogle Scholar
• 5 Ghazi NG, Tilton EP, Patel B et al. Comparison of macular optical coherence tomography findings between postacute retinal artery occlusion and nonacute optic neuropathy. Retina 2010; 30: 578-585
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 6 Falkenberry SM, Ip MS, Blodi BA et al. Optical coherence tomography findings in central retinal artery occlusion. Ophthalmic Surg Lasers Imaging 2006; 37: 502-505
  PubMedGoogle Scholar
• 7 Ho JK, Stanford M, Shariati MA et al. Optical coherence tomography study of experimental anterior ischemic optic neuropathy and histologic confirmation. Invest Ophthalmol Vis Sci 2013; 54: 5981-5988
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 8 Invernizzi A, Pellegrini M, Giani A et al. Multi-imaging interpretation in impending central retinal vein occlusion. Br J Ophthalmol 2013; 97: 1080 1087
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 9 Ritter M, Sacu S, Deak GG et al. In vivo identification of alteration of inner neurosensory layers in branch retinal artery occlusion. Br J Ophthalmol 2012; 96: 201-207
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 10 Hayreh SS, Weingeist TA. Experimental occlusion of the central artery of the retina. IV: Retinal tolerance time to acute ischaemia. Br J Ophthalmol 1980; 64: 818-825
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 11 Hayreh SS, Jonas JB. Optic disk and retinal nerve fiber layer damage after transient central retinal artery occlusion: an experimental study in rhesus monkeys. Am J Ophthalmol 2000; 129: 786-795
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 12 Hayreh SS, Zimmerman MB, Kimura A et al. Central retinal artery occlusion. Retinal survival time. Exp Eye Res 2004; 78: 723-736
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 13 Buchi ER. [Degeneration of retinal cells of the rat in pressure-induced ischemia-reperfusion damage: an electron microscopy study]. Klin Monatsbl Augenheilkd 1992; 200: 494-497
  Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
• 14 Moroni F, Lombardi G, Pellegrini-Faussone S et al. Photochemically-induced lesion of the rat retina: a quantitative model for the evaluation of ischemia-induced retinal damage. Vision Res 1993; 33: 1887-1891
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 15 Kaur C, Foulds WS, Ling EA. Blood-retinal barrier in hypoxic ischaemic conditions: basic concepts, clinical features and management. Prog Retin Eye Res 2008; 27: 622-647
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 16 Kaur C, Sivakumar V, Foulds WS. Early response of neurons and glial cells to hypoxia in the retina. Invest Ophthalmol Vis Sci 2006; 47: 1126-1141
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 17 Portillo JA, Okenka G, Kern TS et al. Identification of primary retinal cells and ex vivo detection of proinflammatory molecules using flow cytometry. Mol Vis 2009; 15: 1383-1389
  PubMedGoogle Scholar
• 18 Kaur C, Sivakumar V, Yong Z et al. Blood-retinal barrier disruption and ultrastructural changes in the hypoxic retina in adult rats: the beneficial effect of melatonin administration. J Pathol 2007; 212: 429-439
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 19 Shakib M, Ashton N. II. Ultrastructural changes in focal retinal ischaemia. Br J Ophthalmol 1966; 50: 325-384
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 20 Fine BS, Zimmerman LE. Mullerʼs cells and the “middle limiting membrane” of the human retina. An electron microscopic study. Invest Ophthalmol 1962; 1: 304-326
  PubMedGoogle Scholar