Struktur-Funktions-Korrelation mit der Swept-Source Optische Kohärenztomographie Angiographie bei extrem-frühgeborenen Kindern im Vorschulalter

Abstract

Neben Veränderungen peripherer Netzhautgefäße, welche im Rahmen der Frühgeborenenretinopathie betroffen sind, kann bei frühgeborenen Kindern in der zentralen Netzhaut eine makuläre Reifungsstörung auftreten. Dabei entwickeln frühgeborene Kinder mit behandelter oder spontan regredienter Frühgeborenenretinopathie (ROP) in der Anamnese in einem hohen Prozentsatz eine Veränderung fovealer Struktur. Auch Frühgeborene ohne ROP können eine Makuläre Reifungsstörung ausbilden. Die Veränderung ist in Optischen Kohärenztomographie (OCT)- Aufnahmen der Netzhaut gekennzeichnet durch eine flachere oder völlig fehlende foveale Einsenkung mit deutlich überlagernden Schichten innerer Netzhaut. Die Veränderung fovealer Struktur, auch als Macular Developmental Arrest (MDA) bezeichnet, geht einher mit einer kleineren avaskulären Zone der inneren retinalen Plexus in der Fovea centralis. Gleichzeitig beeinflusst die MDA die Funktion der zentralen Netzhaut, was sich z.B. in reduzierter Sehschärfe oder reduzierter zentraler Lichtunterschiedsempfindlichkeit widerspiegelt. Eine komplexe Struktur-Funktions-Korrelation aller oben genannten Parameter wurde bisher nicht durchgeführt.In der vorliegenden Dissertationsarbeit wurde eine Struktur-Funktions-Korrelation fovealer Messparameter, der avaskulären Zone, subfovealer choroidaler Schichtdicke und bestkorrigierter Sehschärfe bei frühgeborenen Kindern mit behandelter oder spontan regredienter Frühgeborenenretinopathie im Vorschulalter durchgeführt. Die ROP wurde im Rahmen des Frühgeborenenscreening mit digitalen Weitwinkelaufnahmen objektiv dokumentiert. Dabei wurde im Rahmen einer prospektiven Studie zur Langzeitnachverfolgung morphologischer und funktioneller Ergebnisse nach Extremfrühgeburt zum ersten Mal ein mit hoher Scanabtastrate versehenes und somit schnelles Swept-Source OCT und OCTA (OCT-Angiographie) bei Patienten mit einem Durschnittalter von 5,4 Jahren (±1,7 Standardabweichung) verwendet. Die verwendete OCTA ermöglichte eine nicht-invasive Untersuchung kleinster Kapillaren und Kapillarnetzwerke der inneren Netzhaut. Außerdem sollte geprüft werden, ob bei Makulärer Reifungsstörung es zu einer Unterversorgung der äußeren Netzhautschichten kommen kann und dies evtl. durch eine zusätzliche morphologische Messung der Choroidea-Schichtdicke nachweisbar ist.Bei insgesamt 28 extrem-frühgeborenen Kindern mit behandelter oder spontan regredienter ROP wurde ein Swept-Source OCT und OCTA am DRI OCT Triton (SS-OCT, Topcon, USA) am jeweils besseren oder führenden Auge durchgeführt. Zusätzlich wurden Spectral-Domain OCT- Aufnahmen zur Charakterisierung des Verhältnisses der Schichten der äußeren nukleären Schicht gegenüber der Gesamtheit innerer Netzhautschichten (ONL+/IRL-Verhältnis) zur Beurteilung der MDA angefertigt. Eine Struktur-Funktions-Korrelation wurde mit bestkorrigierter Sehschärfe vorgenommen. Alle Befunde wurden zu 15 altersangepassten, augengesunden und termingeborenen Kindern und 20 Erwachsenen verglichen.Die Tiefe der fovealen Einsenkung war signifikant niedriger bei beiden Frühgeborenen-Gruppen. Der Durchmesser der maximalen makulären Zirkumferenz (Makulawall) war jedoch bei allen Gruppen vergleichbar. Die OCT-Angiographie zeigte eine deutlich verengte oberflächliche avaskuläre Zone bei behandelten und unbehandelten frühgeborenen Kindern. Die tiefe avaskuläre Zone war, im Unterschied hierzu, in der Größe vergleichbar zur Gruppe altersentsprechender Kinder. Die verringerte foveale oberflächliche avaskuläre Zone korrelierte signifikant mit dem errechneten Index (ONL+/IRL-Verhältnis) zur Beurteilung der MDA und somit auch mit verringerter Sehschärfe in diesen Gruppen. Die Befunde reduzierter subfovealer Choroideadicke überschnitten sich in vielen Fällen mit einer MDA, zeigten aber keine signifikante Regelmäßigkeit.In der vorliegenden Arbeit konnte demonstriert werden, dass eine OCT-Angiographie mit der Swept-Source-Technik bereits bei extrem-frühgeborenen Vorschulkindern durchführbar ist. Die Ergebnisse zeigen, dass eine verkleinerte foveale avaskuläre Zone, ein reduzierter Index der makulärer Reifungsstörung und reduzierte Sehschärfe zusammenhängende Faktoren bei frühgeborenen Kindern sind. Die hohe Korrelation der Parameter ONL+/IRL-Verhältnis und der oberflächlichen avaskulären Zone machen beide Parameter interessant für zukünftige OCT-Messungen im Rahmen von Frühgeborenenscreening-Untersuchungen zur möglichen Entwicklungsvorhersage der zentralen Netzhaut. Die Choroideadicke könnte sich als prognostischer Parameter in Bezug auf die Schwere der Frühgeborenenretinopathie als wertvoller morphologischer Biomarker erweisen. The peripheral retina of premature-born children can be affected as part of the retinopathy of prematurity (ROP). In addition, premature-born children may show a delayed or failed maturation of the macular area of the retina. A high percentage of premature-born children with treated or spontaneously regressed ROP shows changed foveal morphology. Even children without ROP can show the appearance of a delayed foveal maturation. In retinal optical coherence tomography (OCT) the changed morphology is characterized by a shallow or absent foveal pit and overlaying inner retinal layers. The morphology, also known as Macular Developmental Arrest (MDA), is accompanied by a small foveal avascular region of the inner retinal plexus. At the same time, MDA leads to reduced visual function of the central retinal pole, reflected in reduced visual acuity or reduced foveal light increment sensitivity. A complex structure-function-correlation of the above-named foveal parameters has not yet been conducted.In this doctoral thesis, a structure-function-correlation of foveal parameters, foveal avascular zone, subfoveal choroidal thickness and best-corrected visual acuity was performed in premature-born children of preschool age with treated or spontaneously regressed ROP. The ROP was objectively documented with digital widefield imaging within the premature-screening procedure. In this prospective long-term follow-up examination, the fast Swept-Source OCT and OCT-Angiography with high scan-acquisition rate (OCTA) were used for the first time in premature-born patients of an average age of 5.4 years (±1.7 standard deviation). The OCTA allowed a non-invasive examination of capillary structures of the inner retina. The objective was also to evaluate a possible simultaneous occurrence of an undersupply of nutrients of outer retinal sections and MDA, expressed by the subfoveal choroidal thickness.Overall, 28 extremely premature-born children with treated or spontaneously regressed ROP were examined with Swept-Source OCT and OCTA (DRI OCT Triton; SS-OCT, Topcon, USA) on the better seeing or dominating eye. Additionally, handheld Spectral-Domain OCT was used to calculate the ratio of the outer nuclear layer to the sum of inner retinal layers (ONL+/IRL-ratio) for assessment of MDA. The structure-function-correlation was performed with best-corrected visual acuity. All results were compared to 15 age-matched term-born healthy children and 10 healthy adults.The foveal pit was significantly lowered in both groups of premature-born children. Die maximum diameter of the macula was however comparable in all groups. The OCT-Angiography showed significantly smaller superficial foveal avascular zone in children with treated and spontaneously regressed ROP. In contrary, the deep avascular zone was comparable to the group of age-matched controls. The lowered foveal avascular zone correlated significantly with a lowered ONL+/IRL-ratio (corresponds to MDA) and reduced visual acuity. The overall reduced subfoveal choroidal thickness in children with treated ROP overlapped with MDA but showed to significant correlation to it.In the presented study it could be shown that OCT-Angiography with the Swept-Source technique is applicable to extremely premature-born children in preschool age. The results indicate that a small avascular zone, a reduced ratio of MDA and reduced visual acuity are related factors in preterm-born children. The significant correlation between MDA and a lowered superficial avascular zone makes both parameters interesting to evaluate in premature screening programs for possible predictions of morphological and functional development of the young retina. Subfoveal choroidal thickness could be a prognostic parameter in relation to the severity of retinopathy of prematurity.