血管抽出機能を用いたレーザースペックルフローグラフィーの視神経乳頭微小循環測定

admin — Wed, 30 Mar 2011 15:31:32 +0000

448（14あ0）たらしい眼科Vol.28，No.3，20110910-1810/11/\100/頁/JC（O0P0Y）《原著》あたらしい眼科28（3）：448.451，2011cはじめに眼内微小循環を評価することは，種々の眼疾患の病態を理解するうえで，きわめて重要であると考えられる．今日，最も一般的な眼内微小循環の評価法は，フルオレセインなどの造影剤を用いた色素希釈法であり，走査型レーザー検眼鏡との併用により，網膜動静脈の血流速度を定量的に測定することも可能である．しかしながら，色素希釈法では，視神経乳頭（乳頭）や網脈絡膜における定量的な微小循環の評価や短〔別刷請求先〕坪井明里：〒951-8510新潟市中央区旭町通一番町757番地新潟大学大学院医歯学総合研究科感覚統合医学講座視覚病態学分野Reprintrequests：AkariTsuboi,M.D.,DivisionofOphthalmologyandVisualSciences,NiigataUniversityGraduateSchoolofMedicalandDentalSciences,1-757Asahimachi-dori,Niigata951-8510,JAPAN血管抽出機能を用いたレーザースペックルフローグラフィーの視神経乳頭微小循環測定坪井明里＊1白柏基宏＊1八百枝潔＊2,1阿部春樹＊1＊1新潟大学大学院医歯学総合研究科感覚統合医学講座視覚病態学分野＊2眼科八百枝医院OpticNerveHeadMicrocirculationasMesuredbyLaserSpeckleFlowgraphywithVascularExtractFunctionAkariTsuboi1）,MotohiroShirakashi1）,KiyoshiYaoeda2,1）andHarukiAbe1）1）DivisionofOphthalmologyandVisualSciences,NiigataUniversityGraduateSchoolofMedicalandDentalSciences,2）YaoedaEyeClinic目的：健常眼を対象として，血管描出機能を用いたレーザースペックルフローグラフィー（laserspeckleflowgraphy：LSFG）による視神経乳頭（乳頭）微小循環測定について検討した．対象および方法：20例20眼を対象とした．散瞳下でLSFGを3回連続して行い，LSFGAnalyzer（バージョン3.0.20.0）で乳頭血流マップを作成した．乳頭の上下耳鼻側におけるmeanblurrate（MBR）の測定を，検者が大血管のない部位を主観的に選択して行う旧手法と血管描出機能を用いて大血管のない部位を自動的に決定して行う新手法の両者で行った．旧手法と新手法により測定したMBRおよびMBRの変動係数を比較検討した．結果：乳頭の上側と鼻側において，新手法により測定したMBRは，旧手法により測定したMBRに比して高値であった（各々p＜0.001）．MBR測定の変動係数は，旧手法6.4.8.2％，新手法3.8.4.9％で，すべての測定部位において，後者が前者に比して有意に低値であった（p＝0.015.0.044）．結論：LSFGの乳頭微小循環測定の再現性は，新手法のほうが旧手法に比し良好であった．Purpose：Weevaluatedopticnervehead（ONH）microcirculationinnormalsubjects,usinglaserspeckleflowgraphy（LSFG）withvascularextractfunction.SubjectsandMethods：Westudied20eyesof20subjects,performingLSFGontheONH3timesconsecutively,andacquiredtheirperfusionmaps.Wemeasuredmeanblurrate（MBR）atsuperior,inferior,temporalandnasalregionsoftheONHusingboththeconventionalmethod,inwhichmeasurementregionswithoutmajorvesselsweresubjectivelydetermined,andthenewmethod,inwhichmeasurementregionswithoutmajorvesselswereautomaticallydeterminedbyvascularextractfunction.Results：MBRasmeasuredbythenewmethodwashigheratthesuperiorandnasalregionsthanasmeasuredbytheconventionalmethod.MBRmeasurementscoefficientsofvariationsweresmallerwiththenewmethodthanwiththeconventionalmethodatallregions.Conclusion：ThereproducibilityofONHmicrocirculationmeasurementwithLSFGusingthenewmethodwasbetterthanthatusingtheconventionalmethod.〔AtarashiiGanka（JournaloftheEye）28（3）：448.451,2011〕Keywords：健常者，眼内循環，視神経乳頭，レーザースペックルフローグラフィー，再現性．normalsubjects,intraocularbloodflow,opticnervehead,laserspeckleflowgraphy,reproducibility.（141）あたらしい眼科Vol.28，No.3，2011449時間の反復的測定は不可能であり，また，造影剤による全身的な副作用の合併も否定できない．レーザースペックルフローグラフィー（laserspeckleflowgraphy：LSFG）は，レーザースペックル法を応用した眼血流測定装置であり，乳頭や網脈絡膜における微小循環を非侵襲的，半定量的に評価することが可能である1～7）．新しいLSFGであるLSFG-NAVITMでは，血管抽出解析機能が搭載され，大血管を除外した組織血流を評価することが可能となった．今回，筆者らは，健常眼を対象として，血管抽出解析機能を用いたLSFGによる乳頭微小循環の測定値および測定再現性の相違について検討した．I対象および方法対象は健常20例20眼〔男/女＝13/7眼，年齢（平均±標準偏差，範囲）：33.6±8.0歳，24～49歳〕である．全例で高血圧，糖尿病，心疾患などの血管病変がなく，矯正視力≧0.7，屈折≦±5D，眼圧≦21mmHgであり，軽度屈折異常以外明らかな眼疾患を認めなかった．LSFGによる乳頭微小循環測定の原理，方法は既報のごとくである1.7）．本研究に際し，新潟大学医歯学総合病院医薬品・医療機器臨床研究審査委員会の承認を受け，被験者から事前に文書による同意を得たうえで研究を実施した．任意に選択した片眼を0.4％トロピカミド点眼液（ミドリンRM点眼液0.4％，参天製薬，大阪，日本）を用いて散瞳させ，LSFG-NAVITM（ソフトケア，飯塚，日本）による測定を3回連続して行い，LSFGAnalyzer（バージョン3.0.20.0）を用いて3枚の乳頭の血流マップを作成した．乳頭微小循環の評価のため，作成された血流マップ（図1）から，乳頭上下耳鼻側における血流パラメータmeanblurrate（MBR）を算出した．乳頭上下耳鼻側におけるMBRの算出につき，検者が矩形指定領域（ラバーバンド）を用いて大血管のない部位を主観的に選択して行う旧手法（図1a）と，楕円ラバーバンドを用いて乳頭領域を決定した後，LSFGAnalyzer（バージョン3.0.20.0）に備わっている血管抽出解析機能を用い，乳頭内の大血管のMBRを自動的に除外して行う新手法（図1b，2）を用いて行った．血管抽出解析は，楕円ラバーバンド内の大血管における血ab図1LSFGAnalyzerを用いて作成した血流マップa：矩形ラバーバンド，b：楕円ラバーバンド．ab図2LSFGAnalyzerによる血管抽出解析図1と同一乳頭における血管抽出解析の結果を示す．視神経乳頭上の大血管に該当する白い部位を除外して（a），乳頭上側，乳頭鼻側，乳頭耳側，乳頭下側におけるmeanblurrateを算出した（b）．血管抽出レベルの決定はaの右下に示すバーを用いて行った．450あたらしい眼科Vol.28，No.3，2011（142）流と，大血管を除外した組織血流を分離して解析する方法である．乳頭における血流解析においては，楕円ラバーバンドを乳頭縁に乳頭上下耳鼻側に合わせて指定し，任意の血管抽出レベルを用いて大血管を抽出する（図2）．血管抽出レベルを最高にする場合には組織血流は算出されず，また，同レベルは段階的ではなく連続的に決定されるので，最低にしない限りは主観的要素が含まれる．楕円ラバーバンド内の分割領域としては，上下耳鼻側の4分割のほか，6，8，12分割による解析が可能である．旧手法において，乳頭上下耳鼻側の矩形ラバーバンド作製は，ラバーバンドデータを保存せず，測定領域ごとにその都度指定して行った．3枚の血流マップ間についても，ラバーバンドデータを保存せず，測定領域ごとにその都度指定して行った．新手法についても旧手法と同様に，楕円ラバーバンドは血流マップごとに指定した．乳頭縁の決定は検査1年以内に取得した眼底写真を基に行った．血管抽出のレベルについて，検者の主観的要素を除外するため，抽出レベルは常に最低として大血管のMBRを除外した．楕円ラバーバンド内の分割領域としては，乳頭上下耳鼻側の4分割を選択した．旧手法および新手法につき，乳頭内の各測定部位におけるMBRの3回連続測定の平均，標準偏差，変動係数を算出した．MBR測定の再現性は変動係数および級内相関係数により評価した．2群間の値の比較はWilcoxonの符号付順位検定により行い，相関はSpearman相関係数により評価した．危険率5％未満を統計学的有意とした．II結果旧手法および新手法によるMBRの3回連続測定の平均値の平均，標準偏差および範囲につき表1に示す．乳頭の上側と鼻側において，新手法で測定したMBRは，旧手法で測定したMBRに比し，有意に高値であった．各測定部位において，旧手法と新手法によるMBRに有意な相関があった（Rs＝0.553～0.842，p≦0.011）．旧手法および新手法によるMBRの3回連続測定の変動係数につき表2に示す．各測定部位において，新手法における変動係数（3.8～4.9％）は，旧手法における変動係数（6.4～8.2％）に比し，有意に低値であった（p≦0.015）．3回連続測定の級内相関係数は，旧手法（0.744～0.960），新手法（0.902～0.958）とも高値であった（表3）．III考按今回のLSFGを用いた乳頭微小循環測定においては，旧手法と新手法による測定値の間に有意な相関があったが，乳頭の上側と鼻側において，新手法により測定したMBRが旧手法により測定したMBRに比して有意に高値であった．旧手法と新手法では，測定部位は重なるものの，測定領域が異なるため，MBRにある程度の相違があることは予想されたが，測定部位により新手法によるMBRが旧手法によるMBRよりも高値であった．これは，旧手法では主観的に微小血管を避けて矩形ラバーバンドを指定するため，結果としてMBRが低値になりやすいこと，新手法では大血管周囲のMBRが高い領域を測定領域に含みやすいことに加え，今回の検討において，血管抽出解析における抽出レベルを一定にするために，レベルを最低にしてMBRを算出したことなどが原因となっているものと考えた．今後，高い測定再現性を保たせながら，大血管の影響を除外した乳頭微小循環測定を行うために，どのレベルで血管を抽出するべきかを十分に検討する必要があると考えられる．従来より，乳頭微小循環は種々の眼血流測定装置を用いて検討されてきたが，乳頭微小血管の複雑な構造と，測定時のフォーカシングのむずかしさなどから，高い測定再現性を得ることが困難であった8）．乳頭微小循環連続測定の変動係数表3旧手法および新手法によるmeanblurrateの3回連続測定の級内相関係数旧手法＊新手法＊乳頭上側0.907（0.817～0.959）0.958（0.914～0.982）乳頭下側0.878（0.763～0.945）0.958（0.915～0.982）乳頭耳側0.960（0.919～0.983）0.953（0.905～0.980）乳頭鼻側0.744（0.808～0.957）0.902（0.808～0.957）n＝20．＊括弧内は95％信頼区間．表1旧手法および新手法によるmeanblurrateの3回連続測定の平均値旧手法＊新手法＊p＊＊Rs＊＊＊p＊＊＊乳頭上側11.3±3.2（6.4～16.0）13.2±3.2（8.6～20.0）＜0.0010.804＜0.001乳頭下側11.1±2.7（6.5～15.3）11.4±3.2（4.8～17.1）0.6540.5530.011乳頭耳側8.3±3.1（4.4～14.8）8.9±2.7（4.8～15.5）0.1450.842＜0.001乳頭鼻側12.1±2.2（7.9～16.4）14.3±2.0（11.5～19.0）＜0.0010.823＜0.001＊AU，平均±標準偏差（範囲），n＝20．＊＊Wilcoxonの符号付順位検定のp値．＊＊＊Spearman相関係数とp値．表2旧手法および新手法によるmeanblurrateの3回連続測定の変動係数の平均値旧手法新手法p＊乳頭上側7.7％4.4％0.015乳頭下側7.7％6.4％0.025乳頭耳側6.4％4.9％0.044乳頭鼻側8.2％3.8％0.025n＝20．＊Wilcoxonの符号付順位検定のp値．（143）あたらしい眼科Vol.28，No.3，2011451について，laserDopplerflowmeterを用いた検討でJoosら9）は18～24％，Grunwaldら10）は18～21％，scanninglaserDopplerflowmeterを用いた検討でYaoedaら3）は18～20％，心拍や異成分の影響を除外した測定アルゴリズムであるfull-fieldperfusionanalysisを用いた検討でHafezら8）は11～18％と報告している．一方，LSFGによる乳頭微小循環連続測定の変動係数について，従来機による旧手法を用いた過去の報告では，新家5）は7.5％，Yaoedaら3）は9.7％，前田ら6）は9.5％と変動係数が10％を下回るものが多く，LSFGは他の眼血流測定装置に比し，良好な測定再現性を有すると考えられる．今回の検討においても，LSFG-NAVITMを用いた乳頭微小循環測定の再現性は，旧手法で6.4～8.2％，新手法で3.8～4.9％と良好な結果が得られた．また，連続測定の級内相関係数は，旧手法，新手法とも高値であった．LSFGと他の眼血流測定装置における測定再現性の相違については，測定時間や測定深度の相違などが原因であると考えられている3）．今回の検討では，乳頭の上下耳鼻側の各測定領域において，新手法による測定の変動係数は，旧手法によるもの（6.4～8.2％）に比し，有意に低値であった．この原因としては，旧手法に比し，新手法では測定領域が広いこと，血管抽出解析における抽出レベルを一定にすることが可能であることのほか，旧手法では，各測定において一定の測定部位にラバーバンドを指定するためには，周囲の血管の位置関係を眼底写真や血流マップで確認したり，ラバーバンドの大きさを半透明紙で記録したりするなど，主観的要素や二次的な作業が必要である一方，新手法では自動的に乳頭を4，6，8，12分割にして測定部位を指定することが可能であることなどが考えられた．しかしながら，今回の検討では，従来のLSFGを用いた測定再現性の検討と比較するために矩形ラバーバンドを保存せずにMBRを算出したが，LSFGAnalyzer（バージョン3.0.20.0）では，ラバーバンドデータを保存してMBRを算出することが可能であり，後者の方法を用いることにより，測定再現性を向上させることは可能と考えられる．また，新手法では血管抽出解析を用いても大血管を除外できない例がある一方，旧手法では視覚的に大血管を避けてラバーバンドを指定することが可能であり，新手法のほうが旧手法に比し乳頭微小循環測定に適しているとは結論づけ難い．前述したとおり，新手法における血管抽出レベルの決定については最低にしない限り検者の主観的要素が含まれるため，段階的なレベル設定の新設の必要があるものと考えられた．また，楕円ラバーバンドは楕円近似で定義されているため，種々の乳頭縁を忠実に決定するためにはスプライン曲線を用いるなどの改善点があるものと考えられた．LSFG-NAVITMを用いた乳頭微小循環測定は，新手法では高い測定再現性があり，種々の眼疾患の評価に有用と考えられるが，血管抽出機能の抽出レベルの設定方法についてさらなる検討が必要である．文献1）SugiyamaT,UtsumiT,AzumaIetal：Measurementofopticnerveheadcirculation：comparisonoflaserspeckleandhydrogenclearancemethods.JpnJOphthalmol40：339-343,19962）TamakiY,AraieM,TomitaKetal：Real-timemeasurementofopticnerveheadandchoroidcirculation,usingthelaserspecklephenomenon.JpnJOphthalmol41：49-54,19973）YaoedaK,ShirakashiM,FunakiSetal：MeasurementofmicrocirculationintheopticnerveheadbylaserspeckleflowgraphyandscanninglaserDopplerflowmetry.AmJOphthalmol129：734-739,20004）YaoedaK,ShirakashiM,FunakiSetal：Measurementofmicrocirculationinopticnerveheadbylaserspeckleflowgraphyinnormalvolunteers.AmJOphthalmol130：606-610,20005）新家眞：レーザースペックル法による生体眼循環測定─装置と眼研究への応用─．日眼会誌103：871-909,19996）前田祥恵，今野伸介，松本奈緒美ほか：CCDカメラを用いた新しいレーザースペックルフローグラフィーによる健常人における視神経乳頭および網脈絡膜組織血流測定．眼科48：129-133,20067）岡本兼児，高橋則善，藤居仁：LaserSpeckleFlowgraphyを用いた新しい血流波形解析手法．あたらしい眼科26：269-275,20098）HafezAS,BizzarroRL,RivardMetal：ReproducibilityofretinalandopticnerveheadperfusionmeasurementsusingscanninglaserDopplerflowmetry.OphthalmicSurgLasersImaging34：422-432,20039）JoosKM,PillunatLE,KnightonRWetal：ReproducibilityoflaserDopplerflowmetryinthehumanopticnervehead.JGlaucoma6：212-216,199710）GrunwaldJE,PiltzJ,HariprasadSMetal：Opticnervebloodflowinglaucoma：effectofsystemichypertension.AmJOphthalmol127：516-522,1999＊＊＊

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