Evaluation of the Anatomical Structures of the Iridocorneal Angle and Proximal Lacrimal Canaliculi Using Spectral Domain Optical Coherence Tomography

Abstract

본 연구에서는 눈의 전안부 구조 및 부속기를 조사하기 위해 빛간섭단층촬영기를 이용하여 홍채각막각과 눈물관을 포함한 눈의 미세구조를 평가하였다. 제1장에서는 임상 환경에서 홍채각막각 척도의 영상화 가능성을 조사하였다. 빛간섭단층촬영기 및 초음파 생체 현미경을 이용하여 개의 외측 안륜부에서 총 47개의 눈을 검사하였다. 이에 따라 획득한 영상으로부터 홍채각막각(ICA)과 각개방거리(AOD)를 측정하였다. 관찰자 내 및 관찰자 간 재현성은 급내 상관 계수를 사용하여 평가하였다. 관찰자 내 재현성을 평가하기 위해 첫 번째 검사자의 첫 번째 및 두 번째 등급 측정값을 비교하였다. 관찰자 간 재현성을 평가하기 위해 두 검사자 간의 측정값을 비교하였다. 빛간섭단층촬영기 및 초음파 생체현미경에 대한 홍채각막각과 각개방거리 간의 일치는 Bland-Altman plot을 사용하여 평가하였다. 첫 번째 평가에서 빛간섭단층촬영기에 대한 평균 홍채각막각 및 각개방거리는 각각 31.4 ± 6.4°및 641.4 ± 270.8 μm였다. 초음파 생체현미경에 대한 평균 홍채각막각과 각개방거리는 각각 32.0 ± 4.8°와 700.4 ± 238.8 μm였다. 홍채각막각 및 각개방거리 측정의 경우 두 기기 모두에서 관찰자 내 재현성이 우수한 반면 빛간섭단층촬영기에서는 관찰자 간 재현성이 우수하고 초음파 생체현미경에서는 양호했다. 빛간섭단층촬영기와 초음파 생체현미경 사이의 홍채각막각의 평균 차이는 0.6o였으며, 일치 한계 범위는 18.9o였다. 빛간섭단층촬영기와 초음파 생체현미경 사이의 각개방거리 평균 차이는 58.9 μm였고 일치 한계는 804.4 μm였다. 빛간섭단층촬영기는 임상 환경에서 홍채각막각 척도의 평가를 위한 효과적인 비접촉 영상 기법이다. 빛간섭단층촬영기로 얻은 측정 값의 재현성은 초음파 생체현미경과 비슷하거나 우수하지만, 각개방거리 값은 초음파 생체 현미경으로 측정한 값과 교차하여 사용할 수 없었다. 제2장에서는 빛간섭단층촬영기를 사용하여 상부 및 하부 근위 누관 영상화 가능성을 확인하였다. 정상 비글견 4마리에서 8개의 눈이 실험에 포함되었다. 상안검의 누관 근위부 영상을 얻기 위해 영상화하고자 하는 눈의 내측 방향으로 머리를 돌리고 상안검의 내측 부분을 외번하여 상누관 근위부를 노출시켰다. 하누관 근위부 이미지를 얻기 위해 누점 바로 아래에서 하안검을 외번하였다. "각도 모드"를 사용하여 촬영 기준선을 누관의 장축에 평행하게 배치하여 누관 근위부 입구 폭을 측정했다. 인공눈물을 점안하고, 인공눈물 점안 전과 후의 누관 근위부 폭을 비교하였다. 또한 누관이 확장된 후 초기 누관 근위부 입구 폭으로 되돌아오는 시간인 회귀 시간을 기록했다. 인공눈물 점적 전에는 상누관과 하누관 근위부 폭 사이에 유의한 차이가 있었다(각각 91.8 ± 3.2 및 110.1 ± 8.4 μm). 인공눈물 점적 후 평균 상누관 및 하누관 근위부 폭는 각각 236.9 ± 27.7 및 238.4 ± 30.4 μm였다. 상누관 및 하누관 근위부 폭은 인공눈물 점적 전후의 누관 근위부 폭과 유의한 차이가 관찰되었다. 인공눈물 점적 후 상부 및 하부 누관 근위부 폭의 초기 너비로의 평균 회귀 시간은 4분 이내였다. 빛간섭단층촬영기는 상부 및 하부 누관 근위부를 고해상도 이미지로 촬영 할 수 있는 효과적인 방법이었다. 이 방법을 사용하여 수의학 임상에서 점안액 점안 후 누관 근위부 변화를 관찰할 수 있었다. 본 연구 결과, 빛간섭단층촬영기는 안구 미세구조를 평가하는데 유용한 방법으로 판단되며 이를 통해 안구의 전안부 및 부속기의 미세구조의 병태생리학적 정보를 잘 확인할 수 있을 것으로 사료된다.

This study was to evaluate the microstructures of the eye including iridocorneal angle and lacrimal canaliculi (LC) by spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT). In chapter 1, the feasibility of imaging the canine iridocorneal angle parameters in a clinical setting was investigated. A total of 47 eyes of dogs were scanned at the temporal limbus using SD-OCT and UBM. Iridocorneal angle (ICA) and angle opening distance (AOD) were measured from the obtained images accordingly. The intra-observer and inter-observer reproducibility were evaluated using the intraclass correlation coefficient. To evaluate intra-observer reproducibility, measurements of the first and second grading from the first examiner were compared. To evaluate inter-observer reproducibility, measurements between the two examiners were compared. Bland-Altman plots were used to evaluate agreement between ICA and AOD for SD-OCT and ultrasound biomicroscopy (UBM). In the first grading, ICA and AOD for SD-OCT were 31.4 ± 6.4° and 641.4 ± 270.8 µm (mean ± SD), respectively. ICA and AOD for UBM were 32.0 ± 4.8° and 700.4 ± 238.8 µm (mean ± SD), respectively. For ICA and AOD measurements, intra-observer reproducibility was excellent for both devices, whereas inter-observer reproducibility was excellent for SD-OCT and good for UBM. The mean difference in ICA between SD-OCT and UBM was 0.6° with a limit of agreement (LoA) span of 18.9°. The mean difference in AOD between SD-OCT and UBM was 58.9 µm with a LoA span of 804.4 µm. SD-OCT is an effective non-contact imaging modality for the evaluation of canine iridocorneal angle parameters in a clinical setting. Reproducibility of measurements obtained is comparable or superior to UBM, but values obtained by SD-OCT and UBM for AOD are not interchangeable between devices. In chapter 2, the feasibility of visualizing upper and lower proximal LC using SD-OCT was confirmed. Eight eyes of four normal Beagle dogs were included. To obtain an upper proximal LC image, the head was turned in the opposite direction to the eye being imaged, and the medial part of the upper eyelid was everted to expose the LC. To obtain a lower LC image, the lower eyelid was everted just below the punctum. Using angle mode, the scan line was placed parallel on the long axis of the LC. The inlet LC width (LCW) was measured. Artificial tears (AT) were instilled, and LCW was compared before and after AT instillation. Additionally, the return time to the initial LCW inlet width was recorded. Before AT instillation, there was a significant difference between the mean upper and lower LCW (91.8 ± 3.2 and 110.1 ± 8.4 µm, respectively). After AT instillation, the mean upper and lower LCW were 236.9 ± 27.7 and 238.4 ± 30.4 µm, respectively. Significant differences in the LCW before and after AT instillation in both the upper and lower LCWs were observed. The mean return time of the upper and lower LCW to their initial widths after AT instillation was within 4 min. SD-OCT could be one option for providing high-resolution images of the upper and lower proximal LC. This method enables observation of LC changes after instillation of eyedrops in veterinary clinical practice. In conclusion, SD-OCT would be an useful method for evaluating the ocular microstructures and the pathophysiological information of anterior segment of the eye and adnexa could be well confirmed.