Przegląd Okulistyczny Nr 3/2023

SZTUCZNA INTELIGENCJA W OKULISTYCE 2023

Sprawozdanie pokongresowe

Prof. dr hab. n. med. Andrzej Grzybowski Instytut Okulistycznych Badań Naukowych Fundacja Wspierania Rozwoju Okulistyki, Poznań

W dniu 23 czerwca odbyła się konferencja pt. „Sztuczna inteligencja w okulistyce 2023” zorganizowana przez Fundację Wspierania Rozwoju Okulistyki, Katedrę Okulistyki

UWM oraz Międzynarodowe Towarzystwo Sztucznej inteligencji w okulistyce dzięki grantowi udzielonemu przez Ministerstwo Edukacji i Nauki w ramach programu „Doskonała Nauka”.

Konferencja składała się z czterech sesji, dwie przedstawiały najnowsze osiągnięcia naukowe ze świata, a dwie – najnowsze osiągnięcia naukowe z Polski. W całej konferencji wzięło udział 12 wykładowców. Szczegółowy program i sylwetki wykładowców zaprezentowano na stronie https://aiinophthalmology.com/, a wykłady zostały po konferencji umieszczone na specjalnym kanale na YouTube.

Poniżej przedstawione zostanie streszczenie najważniejszych wykładów.

SIATKÓWKA JAKO OKNO, W KTÓRYM MOŻNA ZOBACZYĆ RYZYKO CHORÓB UKŁADU KRĄŻENIA (CVD)

Prof. Ryo Kawasaki, MD, PhD

Department of Social Medicine, Osaka University

Wstęp: Objawy naczyniowe siatkówki służą jako wskaźniki uszkodzeń narządów końcowych i są przejawem ryzyka sercowo-naczyniowego oraz zaburzeń metabolicznych, takich jak nadciśnienie czy cukrzyca. Wśród nich szczególnie widoczne są objawy skrzyżowania tętniczożylnego (A-V), odzwierciedlające przewlekłe nadciśnienie i stwardnienie tętnic. Chociaż objawy te wiążą się z ryzykiem sercowo-naczyniowym, ich wykorzystanie w warunkach klinicznych lub badaniach przesiewowych jest ograniczone ze względu na złożoność spójnej klasyfikacji. Najnowsze osiągnięcia technologiczne, takie jak głębokie uczenie się, zrewolucjonizowały tę dziedzinę. Wykład podzielony jest na dwie części skupiające się na ocenie nasilenia objawów skrzyżowania AV oraz ocenie profilu ryzyka chorób układu krążenia (CVD).

Część I: Ocena nasilenia objawów skrzyżowania tętniczo-żylnego siatkówki

Metody: Stworzono kombinację modeli głębokiego uczenia się, aby naśladować proces badania dokonywanego przez specjalistów medycznych, obejmujący identyfikację naczyń, rozróżnianie tętniczek i żyłek, lokalizowanie punktów przecięcia i ocenę ciężkości.

Grupa badana: 684 uczestników badania Ohasama, skupiającego się na nadciśnieniu i chorobach układu krążenia.

Proces obrazowania: Obrazy siatkówki rejestrowano w rozdzielczości 5184 × 3456 pikseli przy użyciucyfrowej kamery siatkówkowej Canon CR-2 AF bez źrenicy.

Budowa modelu

Model segmentacji naczyń: IterNet (https://github. com/conscienceli/IterNet) Model klasyfikacji tętnic/ żył: SeqNet (https://github.com/conscienceli/SeqNet) Wykrywanie punktów skrzyżowania tętniczo-żylnych (AV): Wykorzystano szkieletową mapę statków do precyzyjnego wykrywania.

Adnotacja dotycząca skrzyżowania AV: Obrazy zostały szczegółowo sprawdzone i ocenione przez doświadczonego okulistę.

Model oceny ważności punktu skrzyżowania AV: Dane podzielono na zbiory szkoleniowe, walidacyjne i testowe.

Zwiększanie wydajności danych: w celu zwiększenia wydajności modeli głębokiego uczenia wykorzystano łącznie 11 operatorów.

Sieć zespołów zajmujących się wieloma diagnostykami (MDTNet): wprowadzona w celu rozwiązania problemu niejednoznaczności etykiet i braku równowagi w dystrybucji.

Wyniki: Metodą zweryfikowano punkty skrzyżowania z precyzją na poziomie 96,3% każdy. Zgodność oceny specjalisty z oceną szacunkową była dobra (wartość kappa: 0,85, dokładność: 0,92).

Dyskusja: Innowacyjna sieć zespołów multidiagnostycznych (MDTNet) poprawiła dokładność modelu. Ten proces rywalizuje z oceną specjalistów bez konieczności ekstrakcji określonych cech. Dostępność kodu zapewnia powtarzalność.

Implikacje: Metodę tę można zintegrować z bieżącymi programami przesiewowymi ryzyka CVD, umożliwiając analizę znaków skrzyżowania A-V bez dodatkowego obciążenia pracą człowieka.

Część II: Wyjaśnialna ocena profilu ryzyka chorób sercowo-naczyniowych

Metody: W tej części omówiono profilowanie ryzyka CVD przy użyciu modeli głębokiego uczenia się, korzystając ze zbioru danych z brytyjskiego Biobanku, zawierającego 52 297 obrazów siatkówki i dane dot. tradycyjnego ryzyka CVD.

Modele

• Model „xMACE”: dwuetapowy model głębokiego uczenia się, który najpierw szacuje indywidualne czynniki ryzyka CVD, a następnie ocenia główne niekorzystne zdarzenia sercowo-naczyniowe (MACE).
• Model „xMACE+”: Model ten integruje tradycyjne czynniki ryzyka CVD i obrazy siatkówki.

Wyniki: Zaproponowane modele oferują obiecujące możliwości. Model xMACE wykazał się niezwykłą dokładnością (ROC-AUC 0,738 [95% CI 0,710– 0,766]), przewyższając tradycyjne modele oparte na wynikach, takie jak SCORE (0,682 [0,640–0,719]). Był także porównywalny z modelami sieci neuronowych opartymi na tradycyjnych czynnikach ryzyka CVD.

Omówienie: Model xMACE+, wykorzystujący zarówno czynniki ryzyka CVD, jak i obrazy siatkówki, uzyskał najlepsze wyniki. Niemniej jednak samodzielny model xMACE wykazał się niezwykłą precyzją w szacowaniu ryzyka CVD i 5-letniego MACE, przewyższając tradycyjne modele i dopasowując się do modeli sieci neuronowych opierających się na standardowych czynnikach ryzyka CVD.

Implikacje: W sytuacji gdy badanie krwi w celu oceny ryzyka CVD jest niedostępne, samo obrazowanie siatkówki może dostarczyć kompleksowego profilu ryzyka CVD, wskazując główne ryzyko przyczyniające się do zwiększonego zagrożenia.

Wniosek: Badanie objawów naczyniowych siatkówki lub samych obrazów siatkówki oferuje ekscytującą drogę w ocenie i modyfikacji ryzyka sercowo-naczyniowego. Nieinwazyjna ocena z wykorzystaniem obrazów siatkówki może w wyjątkowy sposób służyć jako biomarker odzwierciedlający profil ryzyka i torujący drogę dla bardziej spersonalizowanych i ukierunkowanych środków zapobiegawczych. Synergistyczne podejście tradycyjnych czynników ryzyka CVD i obrazowania siatkówki, w połączeniu z modelami głębokiego uczenia się, zapewnia solidne narzędzie do zrozumienia ryzyka sercowo-naczyniowego i zarządzania nim. Potencjał objawów siatkówkowych jako okna pozwalającego dostrzec ryzyko chorób sercowo-naczyniowych podkreśla znaczenie integracji nowoczesnej technologii z wiedzą kliniczną w celu stworzenia sprawnego, precyzyjnego i praktycznego rozwiązania w zakresie opieki zdrowotnej.

AKTUALNE INICJATYWY I WYSIŁKI W ZAKRESIE EDUKACJI AI W OKULISTYCE

Prof. Sally Baxter, MD, MSc

University of California San Diego

Szybki rozwój sztucznej inteligencji w medycynie doprowadził do zwiększenia możliwości szkoleń i edukacji. Lekarze zajmujący się okulistyką i badacze nauk wizualnych muszą rozumieć rozwój i wdrażanie modeli sztucznej inteligencji, a także ich zalety i ograniczenia. Względy etyczne mają kluczowe znaczenie z uwagi na niewłaściwe wykorzystanie danych i niezamierzone konsekwencje obserwowane w innych branżach. Rozszerzają się możliwości edukacyjne w zakresie sztucznej inteligencji, szczególnie w okulistyce. Rezydenci okulistyki w USA i Europie tradycyjnie korzystali z kursu podstawowego i nauk klinicznych (BCSC) Amerykańskiej Akademii Okulistyki (AAO). AAO włącza obecnie do programu nauczania BCSC rozdziały dotyczące sztucznej inteligencji, obejmujące zasady sztucznej inteligencji i jej wpływ na okulistykę. Specjalistyczne szkolenia stypendialne i programy studiów w zakresie sztucznej inteligencji, wspierane przez organizacje takie jak Narodowa Biblioteka Medycyny Stanów Zjednoczonych (NLM), oferują dogłębną wiedzę specjalistyczną w zakresie sztucznej inteligencji, w tym wdrożenie kliniczne i wsparcie w podejmowaniu decyzji. Dla uznanych okulistów i naukowców zajmujących się okulistyką dostępne są krótkoterminowe możliwości edukacyjne. Amerykańskie Stowarzyszenie Informatyki Medycznej oferuje kursy „10x10” dotyczące integracji sztucznej inteligencji z procesami klinicznymi. Ponadto konferencje takie jak AAO i ARVO organizują kursy i sympozja na temat sztucznej inteligencji, podczas których omawiane są najnowocześniejsze badania. AAO współpracowało z American College of Radiology w celu opracowania modułów sztucznej inteligencji dla okulistyki na platformie AI-LAB, która umożliwia użytkownikom angażowanie się w przypadki użycia w obrazowaniu medycznym. Podsumowując, istnieje coraz większa liczba możliwości edukacyjnych w zakresie sztucznej inteligencji na różnych etapach kariery.

Fot. 1. Prelegenci sesji I konferencji„Sztuczna inteligencja w okulistyce 2023”

ALGORYTMY SZTUCZNEJ INTELIGENCJI MODELOWANE NA PODSTAWIE ZDJĘĆ DNA OKA DO ZASTOSOWAŃ OKULISTYCZNYCH I NIEOKULISTYCZNYCH

Prof. dr hab. n. med. Andrzej Grzybowski Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie; Instytut Badań Okulistycznych w Poznaniu

Wykład przedstawił dogłębną analizę najnowszych osiągnięć w zastosowaniu sztucznej inteligencji (AI) do obrazów dna oka. W ramach przeglądu zwrócono uwagę na wykorzystanie różnorodnych algorytmów sztucznej inteligencji do szeregu zadań, w tym na ich zastosowanie zarówno w schorzeniach okulistycznych, jak i nieokulistycznych. Integracja algorytmów AI do interpretacji obrazów siatkówki oferuje nowatorskie rozwiązanie, wykazujące często większą dokładność w wykrywaniu schorzeń okulistycznych i nieokulistycznych w porównaniu ekspertów klinicznych. W ostatnim czasie gwałtowny wzrost ilości danych medycznych utorował drogę do integracji sztucznej inteligencji i głębokiego uczenia się, umożliwiając natychmiastową analizę. Ta konwergencja może zrewolucjonizować opiekę zdrowotną poprzez zwiększenie precyzji, szybkości i efektywności przepływu pracy, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów i zwiększeniu dostępności. Co więcej, obiecuje minimalizację błędów i zmianę krajobrazu kształcenia i szkolenia pracowników służby zdrowia.

AKTUALNE INICJATYWY I WYSIŁKI W ZAKRESIE EDUKACJI AI W OKULISTYCE

Dr hab. Khalid Saeed

Politechnika Białostocka, Universidad dela Costa, Barranquilla

Biometria tęczówki i siatkówki, wpływ chorób oczu na rozpoznawanie człowieka metodami biometrycznymi. Relacja okulista-informatyk i sztuczna inteligencja w różnych aspektach okulistycznych

Tradycyjne sposoby automatycznego uwierzytelniania są albo oparte na posiadaniu przy użyciu czegoś, co posiadamy (karta kredytowa, karta inteligentna, paszport, dowód osobisty itp.), albo na wiedzy i wykorzystują coś, co znamy (hasło, PIN). Istnieje jednak inny sposób uwierzytelniania użytkowników, nietradycyjny, ale cieszący się coraz większą popularnością. Jest to typ oparty na biometrii (identyfikator biometryczny) i wykorzystuje coś w zależności od tego, czym jesteśmy. W rzeczywistości to właśnie wady tradycyjnych metod uwierzytelniania dały początek BIOMETRII.

Kategorie biometryczne:

1. Fizjologiczne (biometria poznawcza) Fizjologiczne cechy biometryczne mierzą odrębne cechy ludzi, zwykle (ale nie zawsze lub niecałkowicie) podyktowane ich genetyką. Opierają się na pomiarach i danych pochodzących z bezpośredniego pomiaru określonej części ciała człowieka. Odciski palców, tęczówka, twarz, zapach, siatkówka, ucho, układ naczyniowy, usta, geometria dłoni i DNA to przykłady kategorii biometrii fizjologicznej.

1. 2.  Behawioralne (behawiometria)

Cechy biometrii behawioralnej mierzą odrębne działania człowieka i generalnie bardzo trudno je skopiować z jednej osoby na drugą. Pośrednio mierzą cechy ludzkiego ciała. Przykładami takich cech są rozpoznawanie mowy i mówiącego, podpis i pismo odręczne, dynamika naciśnięcia klawiszy, dynamika kliknięcia myszy, chód (sposób chodzenia) i wiele innych. Niektóre cechy behawioralne mogą nawet nie przychodzić na myśl, jak mruganie oczami lub ruchy palców.

3. Biometria tęczówki – rozpoznawanie człowieka na podstawie kodu informacyjnego tęczówki

Tęczówka to jedna z najpopularniejszych i stosowanych w praktyce cech biometrycznych. Najczęściej używanymi algorytmami są algorytmy Daugmana, Wildesa i Ma. W moim zespole biometrii mamy także osiągnięcia w zakresie wykorzystania własnych metodologii przetwarzania obrazu tęczówki. Jako przykład czytelnik może posłużyć się publikacją:

„Segmentacja tęczówki z wykorzystaniem algorytmu wyszukiwania harmonii i szybkiego dopasowywania okręgu z detekcją plamek”. K. Malinowski i K. Saeed, Elsevier 2022.

Na algorytmy rozpoznawania tęczówki wpływają jednak choroby oczu, które zakrywają lub zamykają, powodując utratę części niezbędnych informacji, przez co metody identyfikacji nie działają skutecznie lub co najmniej z dużą dokładnością.

Metodologia: Biometria wykorzystuje charakterystyczne i mierzalne cechy obrazu zebranego z ludzkiej siatkówki lub tęczówki, a następnie przekształca te informacje w kod zrozumiały dla systemu rozpoznawania. We wszystkich moich studiach i kierunkach badawczych głównym celem było znalezienie i uporanie się z prostym, łatwym do wdrożenia sposobem opisu obrazu biometrycznego. Jest to ważny i podstawowy etap przetwarzania obrazu biometrycznego. Na etapie klasyfikacji obrazu do celów biometrycznego rozpoznawania obiektów zastosowano metody sztucznej inteligencji, które są stale udoskonalane i rozwijane.

Jednym z naszych pomysłów opartych na sztucznej inteligencji, które ja i mój zespół wykorzystujemy do uzyskania mierzalnych cech i przygotowania obrazu medycznego do lepszego cyfrowego opisu i klasyfikacji, jest zasada przekształcania szumu w grupę punktów o określonym układzie (Saeed K. Applied Numerical Mathematic 2014) lub wcześniej opisanych w publikacji algorytmów opartych na sieci neuronowej (Saeed et al. IEEE Transactions on Industrial Electronics 2007). Stąd za pomocą metody AI (typu uczenia maszynowego) możemy rozszerzyć algorytmy przetwarzania tęczówki i siatkówki, aby zastosować je do dużych zbiorów danych zebranych z różnych ludzkich oczu w celu zbadania ich w celu rozpoznania człowieka.

Jednakże nadal istnieją problemy z uzyskaniem takich danych, a mianowicie rozpoznawanie człowieka przez siatkówkę jest niepraktyczne z dwóch głównych powodów: dyskomfortu oraz małej ilości danych do porównań i klasyfikacji. Dyskomfort wynika z tego, że czujemy się jak u okulisty, gdzie korzysta się z urządzeń stacjonarnych. Poza tym nie jest łatwo zebrać ogromne dane w takich warunkach. Dlatego rozpoznawanie człowieka przez siatkówkę ogranicza się do kilku szczególnych przypadków (przykładem jest pokój siatkówka na lotniskach). Z drugiej strony, co jest rzeczywiście obiecujące, poziom technologii pozwala na coraz wygodniejsze urządzenia do sprawdzania i gromadzenia danych. Dostępne duże zbiory danych umożliwiłyby zastosowanie zaawansowanych podejść opartych na sztucznej inteligencji i podejmowanie dokładnych i szybkich decyzji. Tak jest obecnie – obraz siatkówki można wykonać przenośną kamerą dna oka. Co więcej, telefonu komórkowego można używać do gromadzenia danych i przesyłania ich do okulisty w celu sprawdzenia stanu siatkówki lub do odpowiednich organów w innych zastosowaniach.

PRZEWIDYWANIE RYZYKA KRÓTKOWZROCZNOŚCI U DZIECI: PODEJŚCIE MONTE CARLO DO OCENY WIARYGODNOŚCI MODELI UCZENIA MASZYNOWEGO

Prof. dr hab. Andrzej Jankowski

Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

W odpowiedzi na globalny wzrost krótkowzroczności u dzieci w niniejszym badaniu przedstawiono nowatorskie podejście do przewidywania ryzyka krótkowzroczności za pomocą godnych zaufania modeli uczenia maszynowego opracowanych przez konsorcjum kalkulatora ryzyka krótkowzroczności (MRC). Wykorzystując dane od 3989 dzieci [1], skupiliśmy się na wiarygodności modeli uczenia maszynowego, w szczególności na ich efektywności i solidności. MRC zastosowało metodologię opracowania i oceny uczenia maszynowego, dostosowując ją do potrzeb projektu z wykorzystaniem metody Monte Carlo i walidacji krzyżowej [2,3]. Połączenie klasyfikatorów i modeli regresji dało obiecujące wyniki w przewidywaniu ryzyka krótkowzroczności. Przyszłe badania będą dotyczyły wykorzystania danych obrazowych i syntetycznych w celu zwiększenia dokładności przewidywań poprzez techniki transferu uczenia się.

Współautorami badania są prof. Andrzej Grzybowski, Fundacja Rozwoju Okulistyki i Uniwersytet Warmińsko-Mazurski), Polska; prof. Mohammad Hassan Emamian, Centrum Badań nad Epidemiologią Okulistyki, Uniwersytet Nauk Medycznych Shahroud, Shahroud, Iran; prof. Olavi Pärssinen, Centrum Badań Gerontologicznych i Wydział Nauk o Sporcie i Zdrowiu, Uniwersytet w Jyväskylä, Finlandia; prof. Carla Lanca Lizbońska Szkoła Technologii Medycznych, Portugalia; dr Shiva Mehravaran Morgan State University, USA; Klaus Nordhausen, Centrum Badań Gerontologicznych i Wydział Nauk o Sporcie i Zdrowiu, Uniwersytet w Jyväskylä, Finlandia; prof. Piotr Artiemjew, UWM i Krzysztof Ropiak, UWM; Radosław Cybulski, UWM; Cezary Morawski, UWM; Andrzej Jankowski, UWM; Mateusz Śliwiński, UWM; Andrzej Strzeszewski, UWM; Adam Jankowiak, UWM; Michał Domian, UWM; Paweł Budziński, UWM; Bartosz Ćwiek, UWM; Jakub Przyborowski z UWM i Jakub Kasjaniuk z UWM.

Piśmiennictwo:

1. Emamian MH, et al. Cohort Profile: Shahroud Schoolchildren Eye Cohort Study (SSCECS). Int J Epidemiol. 2019;48(1):27-27f.
2. Robert, C. P., & Casella, G. (2013). Monte Carlo Statistical Methods. Springer.
3. Kohavi, R. A Study of Cross-Validation and Bootstrap for Accuracy Estimation and Model Selection. IJCAI 1995; 14 (2): 1137-1145.

ZWODNICZE SZTUCZKI

W SZTUCZNEJ INTELIGENCJI: ATAKI KONTRADYKTORYJNE W OKULISTYCE

Dr Agnieszka Zbrzezny

Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie; Instytut Badań Okulistycznych w Poznaniu

W ostatnich latach nastąpił znaczny postęp w zakresie systemów sztucznej inteligencji (AI) stosowanych w diagnostyce chorób okulistycznych. Diagnostyka trudnych schorzeń oczu, takich jak zaćma, retinopatia cukrzycowa, zwyrodnienie plamki związane z wiekiem, jaskra czy retinopatia wcześniaków, stała się znacznie mniej skomplikowana dzięki rozwojowi algorytmów AI, które obecnie dorównują okulistom pod względem poziomu skuteczności. Jednak w kontekście tworzenia systemów sztucznej inteligencji do zastosowań medycznych, takich jak identyfikacja chorób oczu, nadrzędne znaczenie ma sprostanie wyzwaniom związanym z bezpieczeństwem i wiarygodnością, w tym pojawiającym się zagrożeniem atakami kontradyktoryjnymi. Badania w coraz większym stopniu koncentrują się na zrozumieniu i łagodzeniu tych ataków, a w ostatnich latach pojawiło się wiele artykułów omawiających ten temat. Podajemy przykłady unikalnych strategii ataków na obrazy medyczne. Niestety, nie opracowano jeszcze unikalnych algorytmów ataków na różne typy obrazów okulistycznych. To zadanie, które trzeba wykonać. W rezultacie konieczne jest zbudowanie algorytmów walidujących obliczenia i wyjaśniających ustalenia modeli sztucznej inteligencji. Koncentrujemy się na atakach kontradyktoryjnych, jednej z najbardziej znanych metod ataku, która dostarcza dowodów (tj. kontradyktoryjnych przykładów) na brak odporności modeli decyzyjnych, które nie zawierają możliwych do udowodnienia gwarancji. Ataki kontradyktoryjne mogą potencjalnie dostarczać niedokładnych wyników w systemach głębokiego uczenia się i mieć katastrofalne skutki w branży opieki zdrowotnej, takie jak oszustwa związane z finansowaniem opieki zdrowotnej i błędne rozpoznanie.

CZY SZTUCZNA INTELIGENCJA MOŻE OCENIĆ NEUROPATIĘ NA PODSTAWIE OBRAZÓW REZONANSU MAGNETYCZNEGO?

Mgr Łukasz Łabieniec

Uniwersytet w Białymstoku

Obrazowanie ludzkiego nerwu wzrokowego i pasma wzrokowego metodą rezonansu magnetycznego ważonego dyfuzyjnie jest technicznie trudne ze względu na mały rozmiar tej struktury, nieodłączny silny sygnał generowany przez otaczającą tkankę tłuszczową i płyn mózgowo-rdzeniowy, oraz z powodu artefaktów ruchowych i zniekształceń sygnału wywołanych prądami wirowymi i podatnością magnetyczną. Z powodów ekonomicznych często ogranicza się możliwości techniczne skanerów i minimalizuje czas akwizycji, co skutkuje niską jakością obrazów ważonych dyfuzyjnie. Wyzwaniem dla obecnych metod traktograficznych są zarówno ocena ciągłości, jak i dokładne śledzenie kierunku przebiegu włókien dróg wzrokowych, tak aby odpowiadały znanej anatomii. Pomimo ograniczeń technicznych i niskiej rozdzielczości obrazu, zaprezentowano nową procedurę wizualizacji ludzkich dróg wzrokowych za pomocą mapowania tensora dyfuzji oraz zaproponowano ilościowy pomiar zaniku nerwu wzrokowego na podstawie analizy tych danych. Podejście to można uznać za uzupełniające w stosunku do standardowej metody obrazowania metodą rezonansu magnetycznego ważonego dyfuzją.

SYSTEM AUTOMATYCZNEJ DIAGNOSTYKI CHORÓB W OPARCIU O ANALIZĘ OBRAZÓW DNA OKA WYKONANYCH W OPTYCZNEJ TOMOGRAFII KOHERENTNEJ W OPARCIU O SZTUCZNĄ INTELIGENCJĘ

Prof. Remigiusz Baran

Wyższa Szkoła Inżynierii Komputerowej i Telekomunikacji w Kielcach oraz Prof. Andrzej Dziech, Uniwersytet AGH w Krakowie

Prezentacja pt. „The system for automatic diagnosis of diseases based on the analysis of fundus images made in optical coherence tomography OCT, based on Artificial Intelligence”, autorstwa prof. Andrzeja Dziecha i dr. hab. inż. Remigiusza Barana, dotyczyła bieżących wyników projektu B+R INDOK, o tym samym tytule. Przedstawione w jej trakcie rezultaty obejmowały m.in. dane odnoszące się do dokładności różnych typów detektorów zmian chorobowych opracowanych w ramach projektu, dokonujących ww. detekcji w tzw. B-skanach OCT w oparciu o algorytmy sztucznej inteligencji (głównie sieci neuronowe). Pośród nich najwyższą dokładnością (accuracy minimum 95%) odznaczają się detektory binarne takich zmian jak: odwarstwienie siatkówki sensorycznej, obrzęk siatkówki, torbiele, trakcja szklistkowo-plamkowa. Zaprezentowany został także algorytm HS-vs-Rest, odróżniający (z dokładnością przekraczająca 95%) skany „zdrowe” – bez zmian chorobowych od skanów „chorych” – zawierających takie zmiany. Te oraz inne algorytmy, w tym klasyfikator pełnościennego otworu w plamce (accuracy 99%), stały się podstawą dla organizacji systemu eksperckiego, zdolnego do automatycznego diagnozowania chorób. System ten, w zależności od bazowej architektury (systemy rozmyte i/lub drzewa decyzyjne) jest w stanie rozpoznawać z wysoką dokładnością (accuracy) m.in. zwyrodnienie plamki żółtej (AMD) wysiękowe (96%) i niewysiękowe (93,4%), centralną surowiczą chorioretinopatię (93,9%) oraz retinopatię cukrzycową (92,9%).

Fot. 4. Prelegenci sesji IV konferencji„Sztuczna inteligencja w okulistyce 2023”

Kongres zgromadził 370 uczestników z 55 krajów świata: Polska (155), Chiny (36), USA (15), Niemcy (12), Wielka Brytania (12), Indie (11), Ukraina (10), Włochy (6), Argentyna (5), Pakistan (5), Hongkong (4), Japonia (4), Wenezuela (4), Arabia Saudyjska, Czechy, Hiszpania, Peru, Rumunia, Australia, Austria, Bangladesz, Belgia, Finlandia, Francja, Grecja, Iran, Izrael, Meksyk, Mołdawia, Nepal, Portugalia, Szwajcaria, Turcja, Boliwia, Chile, Egipt, Irlandia, Indonezja, Łotwa, Nigeria, Republika Południowej Afryki, Uganda, Tajwan, Holandia, Ekwador, Kenia, Filipiny, Korea Południowa, Słowacja, Tajlandia, Kanada, Szwecja, Republika Środkowoafrykańska, Singapur i Kuwejt.

Raport został opracowany w ramach projektu „Sztuczna inteligencja w okulistyce” – konferencja naukowa współfinansowanego przez Ministerstwo Edukacji i Nauki w ramach programu „Doskonała Nauka”.

Fot. 2. Dyskusja po zakończeniu sesji II

ZASTOSOWANIA AI W RETINOPATII WCZEŚNIAKÓW

Prof. J. Peter Campbell, MPH

Uniwersytet Zdrowia i Nauki w Oregonie

Retinopatia wcześniaków (ROP) jest główną przyczyną ślepoty u dzieci na całym świecie, mimo że dostępne jest leczenie, a w większości przypadków ślepocie można zapobiec. Profilaktyka pierwotna jest skuteczna poprzez redukcję czynników ryzyka powodujących ROP, np. poprawę monitorowania poziomu tlenu. Profilaktyka wtórna jest skuteczna poprzez rozwój systemów opieki zapewniających badanie wzroku wszystkich dzieci z grupy ryzyka. Profilaktyka trzeciorzędowa zapewnia, że wczesne i trafne rozpoznanie ROP wymagającego terapii doprowadzi do skutecznego leczenia i identyfikacji ustąpienia choroby. Zaproponowano wiele potencjalnych wskazań do stosowania dla algorytmów ROP AI, które mogą mieć wpływ na wszystkie trzy poziomy zapobiegania ROP. Poprzednie prace wykazały, że ocena ciężkości ROP oparta na sztucznej inteligencji może zidentyfikować różnice w epidemiologii ROP pomiędzy szpitalami. Ilościowa ocena ROP poprzez opracowanie skali ciężkości zmian naczyniowych może mieć zastosowanie nie tylko w badaniach przesiewowych ROP, ale także w diagnostyce ilościowej, monitorowaniu, przewidywaniu ryzyka i identyfikacji reaktywacji choroby po leczeniu. Celem sesji jest dokonanie przeglądu wielu potencjalnych zasad postępowania oraz wyzwań związanych z ich wdrażaniem.

Piśmiennictwo polecane:

1. Sabri K. i wsp. Retinopathy of Prematurity: A Global Perspective and Recent Developments. Pediatrics 2022; 150.
2. Ting D.S.W. i wsp. Artificial intelligence and deep learning in ophthalmology. Br J Ophthalmol 2018:bjophthalmol–2018–313173.
3. Campbell J.P. i wsp. Applications of Artificial Intelligence for Retinopathy of Prematurity Screening. Pediatrics 2021.
4. Coyner A.S. i wsp. External Validation of a Retinopathy of Prematurity Screening Model Using Artificial Intelligence in 3 Lowand Middle-Income Populations. JAMA Ophthalmol 2022; 140: 791–798.
5. deCampos-Stairiker M.A. i wsp. Epidemiologic evaluation of retinopathy of prematurity severity in a large telemedicine program in India using artificial intelligence. Ophthalmology 2023.

Algorytmy władzy

Guru okulistycznej sztucznej inteligencji – Prof. Andrzej Grzybowski, Prof. Linda Zangwill, Prof. Michael F. Chiang, Prof. Damien Gatinel, Dr. Paisan Ruamviboonsuk i Prof. Michael D. Abràmoff – zastanawiają się, gdzie i jak technologia może pomóc w zapewnieniu najwyższej jakości diagnostyki chorób oczu.

Zagrożenia i potencjalne problemy urządzeń medycznych AI

Andrzej Grzybowski, profesor okulistyki i kierownik Katedry Okulistyki Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie oraz kierownik Instytutu Badań Okulistycznych Fundacji Wspierania Rozwoju Okulistyki w Poznaniu

Ostatnio zaobserwowaliśmy znaczny rozwój wielu technologii i aplikacji związanych ze sztuczną inteligencją (AI, artificial intelligence), a obietnice sztucznej inteligencji w opiece zdrowotnej są bardzo entuzjastyczne. Obejmują one m.in. poprawę wyników leczenia pacjentów, ułatwienie pracy zespołów medycznych, a także obniżenie kosztów dzięki unikaniu błędów i niepotrzebnych procedur. Wkroczyliśmy w czwartą fazę rewolucji przemysłowej, a sztuczna inteligencja jest jej najważniejszym elementem. Ambitne oczekiwania wobec sztucznej inteligencji w opiece zdrowotnej obejmują osiąganie lepszych wyników wśród lekarzy, pomoc w diagnozowaniu tego, czego obecnie nie da się zdiagnozować, pomoc w leczeniu tego, co obecnie nieuleczalne, przewidywanie nieprzewidywalnego i klasyfikowanie tego, co niesklasyfikowane. Sztuczna inteligencja może pomóc zachować relację lekarz-pacjent i przenieść ją z obecnej „płytkiej medycyny” w „głęboką medycynę” opartą na głębokiej empatii i relacji lekarz-pacjent. Obecnie średni czas wizyty w przychodni w USA dla ustalonego pacjenta wynosi 7 minut, a dla nowego pacjenta – 12 minut, a w wielu krajach azjatyckich wynosi on do 2 minut na pacjenta. Co gorsza, część tego czasu trzeba poświęcić na wypełnienie elektronicznej dokumentacji medycznej.

„Medycyna głęboka” (chodzi tu o nawiązanie do tzw. głębokich sieci neuronalnych oraz głębokiego uczenia) oparta na sztucznej inteligencji może dać nam więcej czasu na kluczowe relacje z naszymi pacjentami – a tych nie da się zastąpić technologią. Wykazano, że technologie oparte na sztucznej inteligencji wykorzystujące podejście głębokiego uczenia (DL) wspierają decyzje w wielu specjalnościach medycznych, w tym radiologii, kardiologii, onkologii, dermatologii i okulistyce. Wykazano, że modele AI/DL skracają czas oczekiwania na leczenie, poprawiają przestrzeganie przez pacjentów stosowanie leków, pomagały lepiej dostosowywać dawki insuliny i interpretować obrazy rezonansu magnetycznego. Wykazano, że algorytmy AI/DL wykrywają stany chorobowe na podstawie analizy obrazu, w tym choroby siatkówki na podstawie zdjęć dna oka i skanów OCT, choroby płuc na podstawie radiogramów klatki piersiowej oraz choroby skóry na podstawie zdjęć skóry. Dwa autonomiczne urządzenia medyczne oparte na sztucznej inteligencji do wykrywania retinopatii cukrzycowej zarejestrowane są w USA, a kilka innych jest dostępnych w Unii Europejskiej. Algorytmy sztucznej inteligencji są wykorzystywane do badań przesiewowych retinopatii cukrzycowej w wielu częściach świata.

W Polsce opracowałem i rozpocząłem projekt badań przesiewowych retinopatii cukrzycowej w oparciu o sztuczną inteligencję w 2017 roku, a od 2018 roku mój zespół prowadzi duży projekt, którego celem jest przebadanie ponad 40 000 pacjentów z cukrzycą w Wielkopolsce, finansowany przez UE. Nowym i bardzo obiecującym zastosowaniem jest wykorzystanie obrazów oka do identyfikacji ryzyka chorób sercowo-naczyniowych lub neurodegeneracyjnych.

Jednak mówiąc o rosnącym entuzjazmie i perspektywach związanych ze sztuczną inteligencją w okulistyce, musimy również wspomnieć o rosnących problemach, które należy rozwiązać, zanim urządzenia medyczne oparte na sztucznej inteligencji zostaną wprowadzone do praktyki klinicznej. Jednym z głównych problemów jest brak jasności, co stanowi dowód wpływu i możliwych do wykazania korzyści dla wielu wyrobów medycznych wykorzystujących sztuczną inteligencję oraz kto może ocenić dowody tych korzyści.

Przyszły rozwój dziedziny AI zależy od łatwiejszego – a najlepiej nieograniczonego – dostępu do danych medycznych przechowywanych w elektronicznej dokumentacji medycznej. Dostęp ten nie może jednak stanowić nadużycia prywatności tych bardzo wrażliwych danych. Według amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii dane biometryczne, w tym obrazy siatkówki, są informacjami umożliwiającymi identyfikację osoby i powinny być chronione przed nieodpowiednim dostępem. Chociaż wykazano, że obecne modele sztucznej inteligencji diagnozują i oceniają niektóre choroby oczu na podstawie obrazów, w tym zdjęć dna oka, OCT i danych z pola widzenia, większość algorytmów sztucznej inteligencji została przetestowana na zbiorze danych, który nie odpowiada dobrze warunkom rzeczywistym. Populacje pacjentów były zazwyczaj jednorodne pod względem pochodzenia etnicznego, wieku, braku chorób współistniejących i niskiej jakości obrazów. Ponadto wykazano, że niektóre algorytmy błędnie przedstawiają i nasilają problemy zdrowotne w grupach mniejszościowych. Przyszłe zbiory danych powinny lepiej opisywać, kto jest reprezentowany i w jaki sposób, aby uniknąć błędów strukturalnych (patrz jedna z ostatnich inicjatyw na www.datadiversity.org).

Źródło: https://www.canva.com/

W związku z tym potrzebne są przyszłe badania nad walidacją algorytmów na rzeczywistych obrazach oka z heterogennych populacji, w tym obrazów dobrej i niskiej jakości. W przeciwnym razie możemy spotkać się z dobrą sztuczną inteligencją prowadzącą do nieprawidłowych wyników. Wybieranie przez autorów badań najlepszych wyników, co jest częstą praktyką, może jeszcze pogorszyć sytuację. Należy podkreślić, że algorytmy oparte na sztucznej inteligencji mogą zachowywać się nieprzewidywalnie, gdy są stosowane w warunkach rzeczywistych. Wykazano, że działanie algorytmu pogarsza się, gdy stosuje się go do obrazów generowanych przez inne urządzenie lub w innym środowisku klinicznym niż zestaw treningowy. Wszystkie te problemy mogą prowadzić do błędnej diagnozy i błędnych propozycji leczenia, podważając zaufanie do technologii sztucznej inteligencji. Wreszcie powinniśmy być w stanie wyobrazić sobie, że jeśli system sztucznej inteligencji popełni błąd, może zaszkodzić setkom, a nawet tysiącom pacjentów. Dlatego lubię cytować Tetlocka i Gardnera (Superprognozowanie), którzy powiedzieli: „Jeśli nie otrzymujesz informacji zwrotnej, twoja pewność siebie rośnie znacznie szybciej niż dokładność”.

Jedno z ostatnich niezależnych badań porównujących siedem różnych algorytmów wykazało, że jeden z testowanych algorytmów był znacznie gorszy od oceniających ludzi na wszystkich poziomach nasilenia retinopatii cukrzycowej – przeoczył ponad 25% przypadków zaawansowanej retinopatii, co może potencjalnie prowadzić do poważnych konsekwencji (1) . Badanie to wykazało możliwe problemy i zagrożenia bezpieczeństwa pacjenta związane z klinicznym wykorzystaniem niektórych algorytmów. Obejmują one ograniczenia związane z uczeniem algorytmu na określonej grupie demograficznej, obejmującej jednorodne pochodzenie etniczne, wiek, płeć, oraz jego dalsze wykorzystanie na innej populacji. Ponadto wiele badań wyklucza obrazy niskiej jakości, traktowane jako obrazy nie podlegające ocenie, oraz pacjentów ze współistniejącymi chorobami oczu, co sprawia, że ​​w mniejszym stopniu odzwierciedlają one warunki rzeczywistego życia.

Należy również pamiętać, że algorytmy AI można zaprojektować tak, aby działały w nieetyczny sposób. Na przykład oprogramowanie Ubera, Greyball, zostało zaprojektowane, aby umożliwić firmie identyfikowanie i obchodzenie lokalnych przepisów, a algorytm Volkswagena pozwalał pojazdom przejść testy emisji poprzez zmniejszenie emisji tlenku azotu podczas badań diagnostycznych. Co więcej, algorytmy wspomagające podejmowanie decyzji klinicznych mogą być zaprojektowane tak, aby generować większe zyski dla ich właścicieli, takie jak polecanie konkretnych leków, testów i nie tylko, bez świadomości samych lekarzy i pacjentów. Wreszcie, systemy sztucznej inteligencji są podatne na tzw. cyberataki, które mogą spowodować błędną klasyfikację informacji medycznych przez algorytm. Po więcej informacji na ten temat sięgnij do naszej najnowszej publikacji Sztuczna inteligencja w okulistyce (2).

1. Lee AY, et al. Multicenter, Head-to-Head, Real-World Validation Study of Seven Automated Artificial Intelligence Diabetic Retinopathy Screening Systems. Diabetes Care. 2021 May;44(5):1168-1175.

2. Artificial Intelligence in Ophthalmology, A. Grzybowski (ed), Springer 2021. https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-78601-4

AI i jaskra

Prof. Linda Zangwill, współdyrektor ds. badań klinicznych, dyrektor Centrum Jaskry Hamiltona, Centrum Koordynacji Danych, Shiley Eye Institute, UC San Diego, Kalifornia, USA

Dlaczego AI powinna być stosowana w jaskrze? Jakie korzyści daje sztuczna inteligencja w tej dziedzinie?

Stosowanie sztucznej inteligencji do pomocy w podejmowaniu decyzji klinicznych dotyczących wykrywania i leczenia jaskry niesie ze sobą wiele korzyści. Sztuczna inteligencja może poprawić dokładność i spójność wykrywania jaskry na wszystkich poziomach opieki okulistycznej. Może być również stosowana do wykrywania osób z jaskrą postępującą, które wymagają dokładniejszej obserwacji lub w innych przypadkach sugerować, że jaskra pacjenta jest stabilna i wymaga rzadszych obserwacji. Ponadto, dostarczając informacji o prawdopodobieństwie wystąpienia jaskry, lekarz może włączyć te informacje do swoich decyzji dotyczących postępowania z pacjentem. Co więcej, sztuczna inteligencja może pomóc w badaniach przesiewowych osób wysokiego ryzyka pod kątem jaskry w placówkach podstawowej opieki zdrowotnej, dzięki czemu choroba może zostać zdiagnozowana na najwcześniejszym, uleczalnym stadium.

Źródło: https://www.canva.com/

Czy wiemy, które algorytmy AI są lepsze: te oparte na OCT czy te opracowane na obrazach dna oka?

Algorytmy AI do wykrywania jaskry oparte na obrazach OCT i zdjęciach dna oka mają wysoką dokładność diagnostyczną (1, 2). Oba są przydatne, ponieważ mogą być cenne w różnych sytuacjach. OCT to standard opieki w klinicznym leczeniu jaskry w większości klinik okulistycznych. Jednak w wielu społecznościach, szczególnie na obszarach o niedostatecznym zasięgu, fotografia dna oka jest znacznie bardziej dostępna niż obrazowanie OCT. Ponadto wykrywanie jaskry za pomocą fotografii dna oka może być łatwiej zintegrowane z badaniami przesiewowymi w kierunku innych chorób oczu, takich jak retinopatia cukrzycowa i zwyrodnienie plamki żółtej w warunkach podstawowej opieki zdrowotnej. Dlatego ważne jest, aby opracować dokładne algorytmy sztucznej inteligencji zarówno dla obrazowania OCT, jak i dna oka.

Czy algorytmy wykrywania jaskry oparte na sztucznej inteligencji mogą być w przyszłości stosowane w badaniach przesiewowych jaskry?

Wierzę, że algorytmy wykrywania jaskry oparte na sztucznej inteligencji będą wykorzystywane do celowanych badań przesiewowych w kierunku jaskry osób wysokiego ryzyka w ramach podstawowej opieki zdrowotnej i/lub środowisk społecznych. Badania przesiewowe jaskry zostaną prawdopodobnie zintegrowane z istniejącymi algorytmami wykrywania retinopatii cukrzycowej i innych chorób oczu. Ponieważ algorytmy sztucznej inteligencji zapewniają prawdopodobieństwo wystąpienia jaskry, punkt odcięcia używany do skierowania do kontrolnego badania okulistycznego można ustawić na wysoką swoistość niezbędną do badań przesiewowych. Należy zauważyć, że grupa zadaniowa ds. badań prewencyjnych USA ds. badań przesiewowych w kierunku pierwotnej jaskry otwartego kąta stwierdziła niedawno w ogólnej populacji bezobjawowych dorosłych w wieku 40 lat i starszych, iż „obecne dowody są niewystarczające do oceny bilansu korzyści i szkód związanych z badaniami przesiewowymi w kierunku pierwotnej otwartej jaskry kąta jaskra kąta” (3). Z tych powodów należy rozważyć integrację badań przesiewowych na jaskrę z innymi chorobami oczu oraz ukierunkowane badania przesiewowe na populacje wysokiego ryzyka.

Bibliografia

1. JH Wu, “Performances of machine learning in detecting glaucoma using fundus and retinal optical coherence tomography images: A meta-analysis,” Am J Ophthalmol, 237, 1 (2022). PMID: 34942113.

2. AK Chaurasia, “Diagnostic accuracy of artificial intelligence in glaucoma screening and clinical practice,” J Glaucoma, 31, 285 (2022). PMID: 35302538.

3. US Preventive Services Task Force et al., “Screening for primary open-angle glaucoma: US Preventive Services Task Force Recommendation Statement,” JAMA, 27, 1992 (2022). PMID: 35608574.

Perspektywa retinopatii wcześniaków

Michael F. Chiang, dyrektor, National Eye Institute, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA

Dlaczego potrzebna była nowa klasyfikacja retinopatii wcześniaków (ROP)? Co ciekawe, wczesne badania nad ROP, zwanym wówczas fibroplazją pozasoczewkową, prowadził, dziś w większości zapomniany, amerykański okulista polskiego pochodzenia Tadeusz S. Szewczyk. Jako pierwszy wskazał na związek między rozwojem ROP a wysoką ekspozycją na tlen w inkubatorze lub zbyt szybkim poborem tlenu. Co zmieniło się w rozumieniu patofizjologii ROP w ciągu ostatnich 50 lat?

Niedawno opublikowaliśmy trzecią wersję międzynarodowego systemu klasyfikacji ROP, ponieważ pojawiło się wiele nowych wyzwań od poprzedniej z 2005 r.: (i) obawy o subiektywność w krytycznych elementach klasyfikacji postaci ROP, takich jak choroba plus i występowanie zmian w odpowiednich strefach, (ii ) innowacje w obrazowaniu okulistycznym i sztucznej inteligencji, (iii) nowe terapie farmakologiczne (takie jak leki anty-VEGF) o unikalnych cechach regresji i reaktywacji po leczeniu w porównaniu z fotokoagulacją laserową oraz (iv) rozpoznanie, że cechy choroby w niektórych regionach świat nie pasowały do poprzedniego systemu klasyfikacji.

Dlaczego ROP jest tak obiecującym obszarem dla urządzeń medycznych opartych na sztucznej inteligencji?

Po pierwsze, istnieją niezaspokojone potrzeby w zakresie opieki ROP na całym świecie, takie jak wyzwania dotyczące kadry medycznej, problemy dot. diagnozy klinicznej oraz znaczna odpowiedzialność prawna w zakresie medycyny. Po drugie, istnieje międzynarodowy system klasyfikacji ROP, więc istnieje standardowa metoda diagnozy klinicznej stosowana na całym świecie. Po trzecie, istnieje standardowe podejście do postępowania klinicznego oparte na dziesięcioleciach wieloośrodkowych wspólnych badań klinicznych, takich jak CRYO-ROP, ETROP i BEAT-ROP. Wreszcie, istnieją urządzenia do obrazowania siatkówki u dzieci połączone z infrastrukturą do przekazywania danych diagnozy klinicznej i wyników. Wszystkie te czynniki razem tworzą dobre środowisko do wdrażania sztucznej inteligencji i badań ewaluacyjnych.

Źródło: https://www.canva.com/

Co wiemy o problemach związanych z różnicami między diagnozami lekarzy?

Klasycznie diagnozujemy choroby okulistyczne badając morfologię oka. Te obserwacje kliniczne są typowo jakościowe i często przekształcamy te obserwacje morfologiczne w ustrukturyzowane klasyfikacje (na przykład „stadium 1” lub „zaawansowana choroba” w ROP, „neowaskularyzacja poza tarczą nerwu wzrokowego” w retinopatii cukrzycowej i podobne). My i wielu innych pokazaliśmy, że te kliniczne diagnozy i klasyfikacje są subiektywne i że często występują znaczące różnice, nawet wśród ekspertów, w dokonywaniu tych diagnostycznych rozróżnień. Jest to fundamentalne wyzwanie, które ogranicza dokładność i spójność klinicznej diagnozy okulistycznej.

Segment przedni i sztuczna inteligencja

Damien Gatinel, kierownik oddziału przedniego odcinka i chirurgii refrakcyjnej, Rothschild Foundation Hospital, Paryż, Francja

Jakie są różnice między uczeniem nadzorowanym i nienadzorowanym w sztucznej inteligencji? Czy druga opcja jest wystarczająco bezpieczna, skoro nie rozumiemy, jak działa algorytm?

W obu przypadkach warunek jest identyczny; mieć dużą ilość danych dobrej jakości. W przypadku uczenia nadzorowanego wykorzystujemy dane oznaczone etykietami i trenujemy algorytm, aby klasyfikować dane jako dane wejściowe w najbardziej efektywny sposób lub dokonywać predykcji. W patologii przedniego odcinka badanie przesiewowe w kierunku stożka rogówki jest oczywistym zastosowaniem. Aby opracować skuteczny algorytm, trzeba mieć dane treningowe z różnych grup (stożek rogówki kontra normalna rogówka). Bez względu na rodzaj zastosowanego algorytmu (regresja logistyczna, drzewa decyzyjne, sieci neuronowe), używa się danych wejściowych, których pochodzenie jest wyraźnie określone. W przypadku nadzorowanego uczenia się podejście jest znacząco odmienne; problem polega zwykle na odkryciu ukrytych i nieznanych relacji obecnych w odmiennym zbiorze danych lub poszukiwaniu nieznanych wzorców. Jest to nie tyle kwestia przewidywania, co odkrywania powiązań między pewnymi danymi, które pozwalają na ich grupowanie, co umożliwia klasyfikację dużych ilości danych. Algorytmy pozwalają zmniejszyć wymiarowość danych wprowadzanych do systemu i oszacować odległość w mniejszej przestrzeni rezydualnej między danymi, które chcemy pogrupować. Wykorzystaliśmy ten proces do oceny możliwości automatycznej klasyfikacji dużej liczby badań topograficznych, które mogą być bardzo interesujące dla szybkiego odnalezienia określonych kategorii (oczy operowane z powodu chirurgii refrakcyjnej, stożka rogówki itp.). W każdym razie ważne jest, aby wyjaśnić możliwe nieporozumienia; jeśli algorytmy są budowane zgodnie z dobrze zidentyfikowanym podejściem, zmienne wykorzystywane do tworzenia grupowań nie zawsze są łatwe do zidentyfikowania. Zawsze trzeba być ostrożnym i mieć metody, aby ograniczyć ryzyko przetrenowania algorytmu (overfitting) i zapewnić, że rozwijany model będzie mógł być stosowany wobec innych pacjentów.

Ważnym osiągnięciem jest opracowanie formuły PEARL-DGS – formuły obliczania mocy soczewek wewnątrzgałkowej opartej na sztucznej inteligencji. Jakie są jego parametry i jak mogą być dziś wykorzystywane i testowane przez praktyków?

Formuła PEARL-DGS opiera się na modelu optycznym wykorzystującym formuły grubych soczewek, algorytmy AI do przewidywania anatomicznego położenia implantu oraz krzywizny tylnej powierzchni rogówki (gdy ta powierzchnia nie jest mierzona). Zastosowane metody odpowiadają uczeniu nadzorowanemu, które było możliwe dzięki uzyskaniu dużego zestawu danych jakościowych z oczu pseudofakijnych zawierających przedoperacyjne dane biometryczne i uzyskany wynik refrakcji. Wykorzystuje również wartość długości osiowej jako przybliżoną lub dokładną sumę segmentów, jeśli biometr podaje tę wartość. Umożliwia uwzględnienie historii operacji refrakcyjnej rogówki oraz wyników uzyskanych dla pierwszej operacji oka w celu poprawy precyzji obliczenia mocy. Wszystkie kroki użyte do obliczenia mocy implantu zostały opublikowane, a kod został zdeponowany w internetowym katalogu. Formuła dostępna jest pod następującym linkiem: www.iolsolver.com.

Źródło: https://www.canva.com/

Jakie będą kolejne aplikacje oparte na sztucznej inteligencji w segmencie przednim?

Patologie przedniego odcinka oka to szeroki zakres obszarów, w których można rozważyć zastosowanie sztucznej inteligencji. Obliczenie mocy implantu jest oczywiście już częścią problemu, ale pracujemy nad wykorzystaniem sieci neuronowych i wysokiej rozdzielczości obrazów OCT przedniego odcinka w celu ustalenia obiektywnej diagnozy zmętnienia soczewki. Dla bardziej obiektywnego rozróżnienia między potwierdzoną zaćmą (wizualnie znaczące zmętnienie) a soczewkami przejrzystymi. Ten sam proces zastosowano również do scharakteryzowania obecności obrzęku rogówki. W obu przypadkach możliwe jest uzyskanie wzbogaconego obrazu, w którym dla każdego piksela pokazane jest prawdopodobieństwo zmętnienia soczewki lub obrzęku rogówki. Inne interesujące zastosowania obejmują poprawę adaptacji soczewek kontaktowych do rogówek o nieregularnych lub zmienionych kształtach poprzez szybkie przewidywanie parametrów soczewki, lepsze przewidywanie rozmiaru implantów fakijnych na podstawie danych biometrycznych i refrakcyjnych. Można również przewidzieć urządzenia wspomagające diagnostykę w oparciu o banki obrazów przedniego odcinka przy użyciu konwencjonalnych metod rozpoznawania obrazu. Na koniec byliśmy zainteresowani przewidywaniem subiektywnej refrakcji na podstawie obiektywnego pomiaru czoła fali i aberracji optycznych wysokiego stopnia. To tylko przykłady, ale granice tkwią w Twojej wyobraźni!

O uczeniu transferowym, sieci generatywne i więcej

Paisan Ruamviboonsuk, profesor kliniczny okulistyki, College of Medicine, Rangsit University, zastępca dyrektora szpitala Centers of Medical Excellence; Centre of Excellence for Vitre of Vitre and Retinal Disease, Rajavithi Hospital, Bangkok, Tajlandia

Co to jest uczenie transferowe się i dlaczego uważasz, że może przynieść korzyści w opiece zdrowotnej i okulistyce?

Uczenie transferowe (Transfer learning, TL) to rodzaj modelu głębokiego uczenia, który wykorzystuje inne, już dostępne modele głębokiego uczenia (DL) lub inne zbiory danych. TL może być używany do łatwiejszego opracowania modelu DL lub do poprawy dokładności modelu DL. Na przykład wiele dzisiejszych modeli zostało opracowanych na podstawie informacji przesłanych z ImageNet, który jest modelem open source dostępnym w Internecie. W okulistyce informacje z zestawów danych OCT można na przykład przenieść do odpowiednich zestawów danych kolorowych obrazów dna oka w celu opracowania modelu DL do przeprowadzania analizy zdjęć dna oka, który może zapewnić lepszą dokładność niż tradycyjne DL opracowane wyłącznie na podstawie danych zdjęć dna oka. Dzieje się tak, ponieważ model uczy się więcej zarówno z zestawów danych zdjęć dna oka, jak i OCT. Korzyści obejmowałyby więcej opracowanych modeli AI o lepszej wydajności.

Jakie są ograniczenia tradycyjnych modeli AI?

Tradycyjne modele sztucznej inteligencji mogą wymagać bardzo dużego zestawu danych opracowanego w celu osiągnięcia wystarczająco wysokiej wydajności. Ponadto dostępnych jest obecnie wiele danych z obrazowania multimodalnego w okulistyce, ale tradycyjna sztuczna inteligencja może być w stanie wykorzystywać jednocześnie tylko jeden rodzaj danych.

Czym są sieci generatywnei jak mogą pomóc okulistom?

Sieci generatywne (GAN, Generative adversarial network) to model DL opracowany w celu tworzenia nowych obrazów z istniejących obrazów, a zatem GAN jest z natury modelem TL. Istnieje wiele zastosowań GAN w branży filmowej i reklamowej, na przykład podczas tworzenia obrazu zebry z obrazu konia. W medycynie GAN są wykorzystywane do tworzenia obrazów mniej powszechnie stosowanych metod, takich jak MRI, z obrazów metod, które mogą być częściej stosowane, takich jak tomografia komputerowa. Nowe obrazy mogą być wykorzystywane w badaniach nad sztuczną inteligencją lub jako wskazówki dla lekarzy w badaniach klinicznych. W naszym badaniu wykorzystaliśmy GAN do stworzenia obrazów z biomikroskopii ultradźwiękowej (UBM) przedniego odcinka na podstawie odpowiednich obrazów OCT przedniego odcinka w celu wykrycia zespołu płaskiej tęczówki (iris plateau). W innym badaniu naukowcy wykorzystali GAN do stworzenia obrazów dna oka, aby odblokować czarną skrzynkę DL. Naukowcy biorący udział w tym badaniu opracowali model DL, aby wykryć, gdzie warstwa włókien nerwowych lub obwód nerwowo-siatkówkowy tarczy nerwu wzrokowego ulega przerzedzeniu na obrazach dna oka z jaskrą. Wykorzystali GAN do stworzenia obrazu dna oka, na którym ten cienki obszar miał normalną grubość i innego obrazu, w którym ten obszar był wyjątkowo cienki. Te nowe obrazy podkreśliły, gdzie na obrazach dna oka model DL używany do diagnozowania jaskry i okuliści mogli wykorzystać te obrazy utworzone przez GAN do oceny czy model wskazał prawidłowe obszary.

Sztuczna inteligencja: autonomiczna lub wspomagająca

Michael D. Abràmoff, The Robert C. Watzke profesor okulistyki, profesor inżynierii elektrycznej i komputerowej oraz inżynierii biomedycznej, Klinika Okulistyki i Nauk Procesu Widzenia, Uniwersytetu Iowa, Iowa, USA

Jaka jest różnica między autonomicznymi a wspomagającymi urządzeniami medycznymi AI?

Termin „pomocniczy” odnosi się do systemów sztucznej inteligencji, w których lekarz podejmuje ostateczną decyzję medyczną na ich podstawie, podczas gdy termin „autonomiczny” jest zarezerwowany dla tych systemów, w których sztuczna inteligencja podejmuje ostateczną diagnozę medyczną i to twórca AI ponosi odpowiedzialność za wydajność AI, a nie użytkownik (1). Jeśli ktoś twierdzi, że sztuczna inteligencja jest autonomiczna, kolejnym pytaniem powinno być, czy odpowiedzialność spoczywa na użytkowniku (1).

Kto powinien odpowiadać za potencjalny błąd popełniony przez wyrób medyczny AI?

Wraz z kolegami wcześniej proponowaliśmy, aby twórcy autonomicznych systemów sztucznej inteligencji wzięli na siebie odpowiedzialność za szkody spowodowane przez diagnostyczne urządzenia, gdy są ono używane prawidłowo i zgodnie z jego wskazaniami (2). Artykuł stwierdza, że ​​jest to niezbędne do ich stosowania: nieprawidłowe jest, gdy lekarze korzystający z autonomicznej sztucznej inteligencji do podejmowania diagnozy klinicznej, mogą jednak ponosić pełną odpowiedzialność medyczną za szkody spowodowane przez tę autonomiczną sztuczną inteligencję. Pogląd ten został niedawno poparty przez Amerykańskie Stowarzyszenie Medyczne w swojej polityce AI z 2019 roku. Taki paradygmat odpowiedzialności jest bardziej złożony w przypadku wspomagającej sztucznej inteligencji, gdzie odpowiedzialność medyczna może spaść tylko na usługodawcę, który z niej korzysta, ponieważ to on jest ostatecznie odpowiedzialny za decyzję medyczną (3).

Jakie są główne problemy związane ze sztuczną inteligencją i jak można się z nimi uporać?

Wszyscy interesariusze w systemie opieki zdrowotnej mają uzasadnione obawy dotyczące sztucznej inteligencji, którymi należy się zająć. Zainteresowane strony to pacjenci, organizacje pacjentów, lekarze i inni świadczeniodawcy, bioetycy, eksperci medyczno-prawni, organy regulacyjne, takie jak amerykańska FDA i amerykańska FTC i Wspólna Komisja oraz płatnicy, tacy jak CMS (Medicare i Medicaid) oraz prywatni płatnicy. Czy z zastosowania sztucznej inteligencji wynikają korzyści dla pacjentów lub populacji, takie jak poprawa wyników? Sztuczną inteligencję, która jest technologicznie atrakcyjna, ale nie oferuje korzyści pacjentom, nazwałem „AI z przepychu”. Czy zwiększa dysproporcje zdrowotne lub w inny sposób negatywnie wpływa na niektóre populacje? Czy istnieją uprzedzenia rasowe, etniczne lub inne w zakresie bezpieczeństwa lub skuteczności sztucznej inteligencji? Kto ponosi odpowiedzialność, jeśli coś pójdzie nie tak? Co dzieje się z danymi pacjenta, gdy wykorzystywana jest sztuczna inteligencja i w jaki sposób dane pacjenta są wykorzystywane w rozwoju i użytkowaniu?

Źródło: https://www.canva.com/

Mogą istnieć inne, jeszcze nieprzewidywane obawy. Jedynym sposobem rozwiązania tych znanych i nieznanych obaw są ramy etyczne dla sztucznej inteligencji, które zaczynają się od podstawowych zasad bioetycznych sprzed tysiącleci, takich jak autonomia, sprawiedliwość, dobroczynność i nieszkodzenie oraz odpowiedzialność. Mierząc, na ile dany system AI spełnia każdą z tych bioetycznych zasad, twórcy AI mogą budować systemy, które rozwiązują wszystkie obawy w sposób możliwy do udowodnienia (falsyfikowalny); nazywa się to miernikami etyki. Ja i inni publikowaliśmy obszernie na te tematy, w tym nt. ram etycznych dla sztucznej inteligencji, które same zostały wykorzystane do stworzenia rozważań regulacyjnych dla sztucznej inteligencji z amerykańską FDA oraz rozważania dotyczące zwrotu kosztówdla amerykańskiego CMS i innych płatników, i wszystkie one zostały pomyślnie zastosowane, co doprowadziło do zatwierdzenia przez organy regulacyjne i zwrotu kosztów autonomicznej sztucznej inteligencji w USA (1, 2, 3).

Z ram etycznych można wywnioskować, co następuje: Technologia sztucznej inteligencji wymaga również walidacji w ramach wstępnie zarejestrowanego, recenzowanego badania klinicznego prowadzonego w zamierzonych warunkach klinicznych, którego wyniki spełniają lub przekraczają wszystkie zaplanowane punkty końcowe. Na przykład, IDx-DR przekroczył wszystkie zaplanowane punkty końcowe z 87-procentową czułością, 91-procentową swoistością, z prawidłowym wynikiem diagnostycznym dla 96 procent badanych i dowiedziono, że nie ma uprzedzeń rasowych ani etnicznych. Wyniki te doprowadziły do ​​uzyskania zgody FDA i pomogły zbudować zaufanie wszystkich interesariuszy z branży, ułatwiając przyjęcie autonomicznej sztucznej inteligencji do standardów opieki nad cukrzycą, refundację za pomocą kodu CPT 92229 w USA i powszechne przyjęcie systemu. Ostatecznym celem rozwoju sztucznej inteligencji jest poprawa wyników leczenia pacjentów poprzez zwiększenie dostępu, obniżenie kosztów i poprawę jakości opieki dostępnej dla osób, które jej najbardziej potrzebują.

Bibliografia

1. MD Abràmoff et al., “Foundational Considerations for Artificial Intelligence Using Ophthalmic Images,” Ophthalmology, 129, e14 (2021). PMID: 34478784.

2. MD Abramoff et al., “Diagnosing Diabetic Retinopathy with Artificial Intelligence: What Information Should Be Included to Ensure Ethical Informed Consent?” Front Med (Lausanne), 8 (2021). PMID: 34901083.

3. DS Char et al., “Identifying Ethical Considerations for Machine Learning Healthcare Applications,” The American Journal of Bioethics, 20, 7 (2020).

4. MD Abramoff et al., “Lessons Learned About Autonomous Ai: Finding a Safe, Efficacious, and Ethical Path through the Development Process,” Am J Ophthalmol, 214, 314 (2020).

5. MD Abramoff et al., “A Reimbursement Framework for Artificial Intelligence in Healthcare,” NPJ Digit Med, 5 (2022). PMID: 35681002.

Jakie są główne wyzwania związane z dalszym rozwojem sztucznej inteligencji w najbliższej przyszłości?

Linda Zangwill

Opracowanie algorytmów sztucznej inteligencji do wykrywania jaskry jest teraz stosunkowo proste, jeśli dysponuje się odpowiednimi zestawami danych i zasobami obliczeniowymi. Jednym z głównych wyzwań we wdrażaniu sztucznej inteligencji w warunkach klinicznych jest zapewnienie, że algorytm jest możliwy do uogólnienia na populacje docelowe i nie będzie stronniczy ze względu na ograniczenia zestawu treningowego. Ocena możliwości uogólnienia wyników wymaga szeroko zakrojonych testów algorytmu AI na zewnętrznych zbiorach danych z różnych populacji. Kolejnym wyzwaniem jest ustalenie, jak zintegrować system AI i wyniki z praktyką kliniczną. Gdzie i jak należy umieścić wyniki algorytmu AI w elektronicznej karcie zdrowia lub systemie PACS, z którego korzysta klinicysta w rutynowym postępowaniu z pacjentami z jaskrą? Jakiego rodzaju informacje podsumowujące i/lub wizualizację wyników AI należy podać? Niezbędne jest określenie, w jaki sposób wyniki sztucznej inteligencji mogą być dostarczane w sposób łatwy i szybki w użyciu, aby zapewnić wartość dodaną i nie spowalniać sprawnego przepływu pracy klinicznej. Można opracować najlepszy algorytm sztucznej inteligencji, ale jeśli lekarze nie chcą lub nie mogą z niego korzystać, nie poprawi to opieki zdrowotnej. Inne wyzwania związane z rozwojem i wdrażaniem sztucznej inteligencji obejmują jak najlepiej otworzyć tzw. czarną skrzynkę, aby dostarczyć informacji o tym, jakiego algorytmu użył do podjęcia decyzji, a także kwestie medyczne, prawne, etyczne i dotyczące prywatności.

Źródło: https://www.canva.com/

Michael F. Chiang

Przedstawię kilka wyzwań: po pierwsze, tracimy wiele możliwości wykorzystania danych obrazu okulistycznego do opracowywania systemów sztucznej inteligencji, ponieważ dane te są zamknięte w zastrzeżonych standardach i niedostępne dla badaczy i lekarzy. Po drugie, musimy poprawić kulturę udostępniania danych, standardy reprezentacji danych i metody ustalania podstawowej prawdy, aby w pełni wykorzystać możliwości budowania dużych zbiorów danych gotowych do sztucznej inteligencji do odkrywania wiedzy. Po trzecie, systemy sztucznej inteligencji najlepiej radzą sobie z pojedynczymi pytaniami (np. „Czy w tym obrazie siatkówki dziecka poddawanego badaniu ROP występują cechy określane jako „objaw plus”?”), podczas gdy scenariusze w warunkach rzeczywistych wymagają równoległego odpowiadania na wiele pytań. Po czwarte, systemy sztucznej inteligencji są zazwyczaj szkolone i walidowane w dość wąskich populacjach i określonych urządzeniach do obrazowania, podczas gdy rzeczywiste aplikacje będą musiały zostać poddane rygorystycznej walidacji, aby zapewnić, że działają w szerokich populacjach i urządzeniach bez uprzedzeń.

Damien Gatinel

Ograniczenia rozwoju AI dotyczą głównie gromadzenia danych, ponieważ wspólnym punktem każdego projektu jest wykorzystanie dużej ilości danych wysokiej jakości. Często zdarza się, że nawet po skompilowaniu dużego zestawu danych koniecznych jest drastyczne zmniejszenie jego rozmiaru. Możemy również przewidzieć pewne problemy etyczne, o ile czasami nie wiemy, za pomocą jakiego mechanizmu (mechanizmów) uzyskuje się określone wyniki w zakresie klasyfikacji lub przewidywania.

Paisan Ruamviboonsuk

Myślę, że możemy wykorzystać zalety multimodalnych obrazów w okulistyce do opracowania modeli AI, które są bardziej skuteczne w badaniach przesiewowych lub wykrywaniu chorób lub wykrywaniu postępu choroby. Obecnie istnieje niezliczona ilość modeli sztucznej inteligencji dla różnego rodzaju zadań; jednak główne wyzwania dla mnie polegają na tym, jak przydatne są te modele w zmniejszaniu ryzyka ślepoty; jak przydatne są do wdrożenia w świecie rzeczywistym. Wiele modeli sztucznej inteligencji działa dobrze w walidacji wewnętrznej, ale nie sprawdza się we wdrażaniu w warunkach rzeczywistych. Inne wyzwania opierałyby się na „przewidywaniu” wyników leczenia i progresji choroby. Modele dla tych zadań mają teraz dokładność około 70 procent, czekamy na lepsze prognozy w przyszłości.

Michael D. Abramoff

Teoretyczne wyzwania, które widzę: w opiece zdrowotnej dane treningowe zawsze będą skąpe, więc jak możemy zbudować sztuczną inteligencję, która wykorzystuje ograniczone ilości danych treningowych i jak korzystamy z serwerów proxy w warunkach głębokiego uczenia? W jakich warunkach sztuczną inteligencję można zmienić „w pewnym stopniu” bez konieczności pełnej (i często kosztownej) walidacji? Musimy być w stanie dowiedzieć się, w jaki sposób rozszerzamy refundację sztucznej inteligencji, która spełnia niektóre, ale nie wszystkie, powyższe kryteria oraz jak radzimy sobie z utratą informacji, która wiąże się z wielokrotnym badaniem istniejących zestawów danych, takich jak drogi zestaw danych walidacyjnych. Przewiduję, że praktyczne wyzwania obejmują między innymi: potrzebę lepszej edukacji i przyjęcia wysoce zwalidowanych systemów sztucznej inteligencji, które są zintegrowane z systemami organizacji pracy medycznej i podlegają zrównoważonej refundacji. Sztuczna inteligencja w opiece zdrowotnej musi koncentrować się na rozwiązaniach, które przynoszą największe korzyści pacjentom. W jaki sposób regulujemy lokalne AI, które są bezpieczne i skuteczne w niektórych subpopulacjach, ale nie w innych? Chociaż mogą istnieć technologie sztucznej inteligencji, które brzmią ekscytująco, jeśli nie wpływają pozytywnie na wyniki pacjentów, nie przyniosą one żadnych realnych korzyści opiece zdrowotnej i mogą spowolnić wdrażanie rozwiązań mających pozytywny wpływ. Oczywiście wszystko to zależy od posiadania dostępu do odpowiednio zróżnicowanych i wiarygodnych zbiorów danych, na podstawie których można szkolić nowe systemy AI.

Co musisz wiedzieć o AutoML…

Tomasz Krzywicki, Informatyk, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn, Polska

Co to jest AutoML i jak można z niego korzystać?

AutoML to rodzaj oprogramowania lub usług w chmurach obliczeniowych, które mają na celu automatyczne wytwarzanie modeli predykcyjnych rozwiązujących pewne problemy na podstawie przekazanego zbioru danych. W celu skorzystania z narzędzi AutoML wystarczy jedynie dostęp do komputera wraz zainstalowanym odpowiednim oprogramowaniem lub dostęp do chmury obliczeniowej oferującej usługi AutoML. Należy również pamiętać o posiadaniu prawidłowo oznaczonego zbioru danych pod kątem rozwiązania zadanego problemu. Użycie tych narzędzi sprowadza się jedynie do wskazania danych oraz uruchomienia procesu poszukiwania optymalnych architektur modeli, który może być długotrwały. Po wykazaniu się odrobiną cierpliwości wytworzony model jest gotowy do wykorzystania w dowolnej formie, np. wdrożenia w innej usłudze serwerowej lub na dowolnym urządzeniu oraz analizy metryk predykcji przygotowanych za pomocą narzędzi AutoML.

mgr. inż. Tomasz Krzywicki

Jakie są dostępne typy Auto ML i czym się różnią?

Najbardziej oczywistym podziałem narzędzi AutoML jest środowisko, w którym wykonywane są obliczenia. W przypadku oprogramowania instalowanego na komputerach lokalnych, obliczenia wykonywane są na nich samych. Analogicznie jest w przypadku usług w chmurach obliczeniowych. Warto zwrócić uwagę na to, że narzędzia AutoML uruchamiane na lokalnych komputerach mogą wymagać mocnych zasobów sprzętowych w postaci procesora graficznego oraz sensownej ilości pamięci operacyjnej - najlepiej minimum 16 GB. Ten najbardziej oczywisty podział związany jest również z kosztami tych narzędzi. Oprogramowanie AutoML instalowane na lokalnych komputerach w większości przypadków jest bezpłatne, natomiast usługi AutoML w chmurach obliczeniowych są obciążone kosztami.

Jaki jest koszt tych narzędzi ML?

Koszty usług AutoML zależą od czynników takich jak lokalizacja serwerowni, w której dokonywane są obliczenia, rodzaj i złożoność rozwiązywanego problemu, docelowe miejsce wdrożenia modelu oraz skala wykorzystanych zasobów obliczeniowych wraz czasem poświęconym na wytworzenie modelu. Przy planowaniu kosztów należy wziąć po uwagę również przestrzeń serwerową do przechowywania zbiorów danych. Niektóre z usług nie umożliwiają pobrania wytworzonych modeli na dysk komputera, a jedynie wdrożenie ich w innych usługach serwerowych co wiąże się z dodatkowymi kosztami. Przykładowo koszt jednej godziny pracy usługi AutoML uruchomionej w Ohio kosztuje 1$ za jeden węzeł, czyli serwer. Chmury obliczeniowe często oferują jednak bezpłatny okres testowy, który w zupełności wystarcza na przetestowanie możliwości usług AutoML.

Jakie są główne wyzwania związane z dalszym rozwojem sztucznej inteligencji w najbliższej przyszłości?

Obecnie najpopularniejszą metodą tworzenia inteligentnych narzędzi jest uczenie maszynowe, czyli heurystyka polegająca na dopasowaniu funkcji matematycznych, lub grupy funkcji do pewnego zbioru danych celem uzyskania optymalnego rozwiązania w postaci predykcji bliskich oznaczeniom w zbiorze danych. W związku z tym sztuczna inteligencja na obecnym etapie posiada zdolność uczenia się pewnych wzorców, ale nie potrafi myśleć i wymaga ciągłego monitorowania. Niektórzy badacze uważają, że sztuczna inteligencja wkrótce zbliży się do kresu rozwoju możliwości. Najwięksi gracze w świecie technologii jednak prowadzą już badania nad całkowicie nową formą tej dziedziny czerpiąc silne inspiracje z ludzkiego mózgu i z mojego punktu widzenia to jest największe wyzwanie na bliską i bardziej odległą przyszłość.

Powyższym materiał stanowi streszczenie wystąpień najważniejszych prelegentów międzynarodowej konferencji „Sztuczna inteligencja w Okulistyce 2022” (eng. „AI in Ophthalmology 2022”), która odbyła się online w dniu 3 czerwca 2022 r. z inicjatywy Fundacji Wspierania Rozwoju Okulistyki „Okulistyka 21”. W trakcie konferencji podzielonej na 5 sesji eksperci z Europy, Azji i Ameryki zaprezentowali najnowsze osiągnięcia naukowe w zakresie wykorzystania sztucznej inteligencji w okulistyce i optometrii. Wydarzenie okazało się dużym sukcesem, o czym świadczyć może zainteresowanie uczestników, ponieważ na konferencję zarejestrowało się ponad 650 osób, z 19 krajów Europy, Azji, obu Ameryk oraz Afryki Południowej.

Konferencja została zrealizowana w ramach projektu Sztuczna inteligencja w okulistyce - konferencja naukowa współfinansowanego ze środków Ministerstwa Edukacji i Nauki.

Ponieważ współpraca i sieciowanie osób zainteresowanych przyszłymi zastosowaniami sztucznej inteligencji w okulistyce jest niezwykle ważne, postanowiłem rozpocząć tworzenie Międzynarodowego Towarzystwa Sztucznej Inteligencji w Okulistyce (International AI in Ophthalmology Society (IAIOph). Zapraszamy wszystkich do dołączenia bezpośrednio na iaisoc.com lub poprzez e-mail: ae.grzybowski@gmail.com Wszystkie wykłady z 2022 AI in Ophthalmology Meeting są dostępne na aiinophthalmology.com.

Aktualne postępowanie terapeutyczne

Prof. dr hab. n. med. Marta Misiuk-Hojło

Katedra i Klinika Okulistyki Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu

Lek. Michał Kościowski

Katedra i Klinika Okulistyki Uniwerstytetu Medycznego we Wrocławiu

AKTUALNE POSTĘPOWANIE TERAPEUTYCZNE U PACJENTÓW Z WCZESNĄ POSTACIĄ RETINOPATII CUKRZYCOWEJ I CHOROBAMI TOWARZYSZĄCYMI

Current therapeutic management in patients with early-stage diabetic retinopathy and associated diseases

Streszczenie

Retinopatia cukrzycowa jest jedną z najczęstszych przyczyn nieodwracalnej ślepoty u osób dorosłych w krajach wysoko rozwiniętych. Na częstość występowania tejretinopatii największy wpływ ma czas trwania niewyrównanego poziomu glikemii we krwi. Na przestrzeni 20 latu większości chorych na cukrzycę typu 1 oraz u ok. 60% osób z cukrzycą typu 2 uwidaczniają się cechy retinopatii. Istnieje wiele metod leczenia, które w znacznym stopniu pozwalają uchronić lub znacząco opóźnić progresretinopatii cukrzycowej, jak też całkowitej utraty wzrokuu pacjentów chorych na cukrzycę. Retinopatia cukrzycowa powoduje uszkodzenie naczyń siatkówki na bardzo wczesnych etapach choroby. PolskieTowarzystwo Okulistyczne rekomenduje stosowanie sulodeksydujakoterapii uzupełniającej, ponieważ substancja ta ma działanie przeciwzapalne i przeciwzakrzepowe. Poprzez ochronne działanie na naczynia siatkówki może zatrzymać lub odwracać wczesne procesy chorobowe.

Słowa kluczowe: retinopatia cukrzycowa, sulodeksyd

Abstract

Diabetic retinopathy is one of the most common causes of irreversible blindness in adults indeveloped countries.The prevalence of this retinopathy is most influenced bythe duration of unbalanced blood glucose levels. Mostpeople with type 1 diabetes and approximately 60% ofpeople with type 2 diabetes develop features of retin-opathy during 20 years of illness. There are many treat-ments available that can greatly prevent or significantlydelay the progression of diabetic retinopathy as well ascomplete blindness in patients with diabetes. Diabeticretinopathy causes damage to the vessels of the retinain the very early stages of the disease. The Polish Oph-thalmological Society recommends the use of Sulodex-ide as a complementary therapy, because this substancehas anti-inflammatory and anticoagulant properties. Byprotectingthevesselsoftheretina,itcanstoporreverseearly disease processes.

Keywords: diabetic retinopathy, sulodexide

Cukrzyca jest przewlekłą chorobą metaboliczną, charakteryzującą się podwyższonym poziomem glukozy we krwi. Z powodu nieprawidłowego wydzielania lub działania insuliny dochodzi do przewlekłej hiperglikemii, która prowadzi do zaburzeń wielonarządowych.

Klasyfikacja cukrzycy wg Światowej Organizacji Zdrowia (WHO – World Health Organization):

• Cukrzyca typu 1 – charakteryzuje się zniszczeniem komórek β trzustki, prowadzącym do całkowitego niedoboru insuliny.

• Cukrzyca typu 2 – jest najczęstszym typem, wyróżniającym się insulinoopornością oraz dysfunkcją komórek β trzustki. Współwystępuje z nadwagą oraz otyłością.

• Cukrzyca o znanej etiologii obejmująca postaci choroby, których przyczynami są m.in. monogenowe zaburzenia komórek β i działania insuliny, zaburzenia egzokrynne trzustki, endokrynopatie, a także postaci wywołane lekami bądź innymi substancjami chemicznymi, infekcją, bądź procesem immunologicznym.

• Cukrzyca ciężarnych – w tej postaci zmiany hormonalne występujące w trakcie ciąży prowadzą do insulinooporności [1].

Nieleczona cukrzyca prowadzi do rozwoju wielu powikłań. Zaburzenia te dzieli się na mikroangiopatie oraz makroangiopatie. Do makroangiopatii zalicza się: chorobę niedokrwienną serca, choroby tętnic obwodowych oraz choroby naczyń mózgu. Natomiast wśród mikroangiopatii wyróżnia się: retinopatię, nefropatię oraz neuropatię. Najczęstszym mikroangiopatycznym powikłaniem cukrzycy jest retinopatia cukrzycowa.

Retinopatia cukrzycowa to patologia małych naczyń siatkówki w której dochodzi do ich wzmożonej przepuszczalności. Z powodu długotrwałej hiperglikemii następuje aktywacja stresu oksydacyjnego, który powoduje zmiany neurodegeneracyjne oraz uszkodzenia naczyniowe. Dochodzi do zmniejszenia połączeń komórkowych śródbłonka, pogrubienia błony podstawnej oraz utraty perycytów. Konsekwencją tych zmian są zaburzenia przepływu krwi, które prowadzą do niedokrwienia siatkówki.

Retinopatia cukrzycowa epidemiologia

Zgodnie z raportem Narodowego Funduszu Zdrowia (NFZ) z 2019 r. na cukrzycę choruje prawie co dziesiąty Polak [2]. Najważniejszym wskaźnikiem ryzyka rozwoju retinopatii cukrzycowej jest czas trwania cukrzycy. Bez względu na typ cukrzycy u większości chorych wraz z upływem lat dochodzi do rozwinięcia się retinopatii cukrzycowej. Badania naukowe na przestrzeni 20 lat wykazują, iż niemal wszyscy chorzy z cukrzycą typu 1 oraz 60% pacjentów cierpiących na cukrzycę typu 2 rozwiną cechy retinopatii cukrzycowej [3].

Czynniki ryzyka retinopatii cukrzycowej

Czynniki ryzyka dzieli się na te, które mogą być ograniczone zmianą stylu życia bądź włączeniem leczenia oraz te, na które nie ma to wpływu. Do czynników niemodyfikowalnych zalicza się czas trwania cukrzycy, wiek pacjenta, predyspozycje genetyczne, etniczność. Modyfikowalnymi czynnikami ryzyka prowadzącymi do retinopatii cukrzycowej oprócz niewyrównanej glikemii są współwystępujące nadciśnienie tętnicze, nieprawidłowe stężenie lipidów w surowicy oraz palenie tytoniu. Czynnikiem ryzyka, który trudno zakwalifikować do jednej z powyższych grup jest ciąża [4].

W przeprowadzonych badaniach naukowych zaobserwowano związek pomiędzy poziomem glukozy we krwi, a rozwojem i progresją retinopatii. Ścisła kontrola poziomu glikemii u osób z cukrzycą typu 1 zmniejszyła ryzyko powstania retinopatii o 76% oraz progresji o 54%. Udowodniona jest również korelacja pomiędzy nadciśnieniem tętniczym, a retinopatią cukrzycową. Przeprowadzone badanie kliniczne UKPDS (UK Prospective Diabetes Study) wykazało, iż w grupie pacjentów regularnie kontrolujących ciśnienie tętnicze nastąpiło zmniejszenie ryzyka pogorszenia retinopatii o 34%. Nieprawidłowości lipidowe mają mniejszy wpływ na rozwój retinopatii cukrzycowej niż nieuregulowane ciśnienie tętnicze czy hiperglikemia. Istnieje również coraz więcej dowodów na to, że pomiar stężenia takich lipidów jak apolipoproteiny A i B jest bardziej istotny przy ocenie czynników ryzyka niż pomiar poziomu cholesterolu całkowitego czy trójglicerydów. [5]

Klasyfikacja retinopatii cukrzycowej

Do klasyfikacji retinopatii cukrzycowej wykorzystuje się badanie oftalmoskopowe dna oka oraz badania obrazowe takie jak angiografia fluoresceinowa (AF) oraz optyczna koherentna tomografia siatkówki (OCT – optical coherence tomography). Ze względu na obecność neowaskularyzacji retinopatię dzieli się na proliferacyjną oraz nieproliferacyjną, w której dodatkowo można wyróżnić stadium zaawansowania – łagodna, umiarkowana oraz ciężka. W przypadku gdy dochodzi do torbielowatego obrzęku w obszarze plamkowym, mówi się o makulopatii cukrzycowej.

Klasyfikacja retinopatii cukrzycowej według Międzynarodowej Rady Oftalmologii (ICO – International Council of Ophthalmology):

1. Bez widocznej retinopatii cukrzycowej – brak zmian.

2. Łagodna retinopatia nieproliferacyjna – na dnie oka widoczne jedynie mikroaneuryzmaty.

3. Umiarkowana retinopatia nieproliferacyjna – poza mikroaneuryzmatami występują:

• plamkowate krwotoczki

• wysięki twarde

• ogniska waty.

4. Mniej zmian niż w postaci ciężkiej.

5. Ciężka retinopatia nieproliferacyjna – objawy jak w postaci umiarkowanej oraz dodatkowo:

• krwotoczki śródsiatkówkowe (≥20 w każdym kwadrancie)

• przewężenia naczyń żylnych (w 2 kwadrantach)

• śródsiatkówkowe nieprawidłowości naczyniowe (w 1 kwadrancie)

• brak cech proliferacyjnej DR.

6. Retinopatia proliferacyjna – objawy jak w ciężkiej postaci oraz jedno z poniższych:

• neowaskularyzacja

• krwotoki przedsiatkówkowe/do ciała szklistego [6].

Mikroaneuryzmaty – inaczej mikrotętniaki są jednym z najwcześniejszych objawów retinopatii. Objawiają się jako pojedyncze, drobne czerwone punkty, które w przypadku przecieku naczyniowego mogą być otoczone wysiękami twardymi. Wysięki te mogą nie być widoczne w badaniu oftalmoskopowym.

Wysięki twarde – są to dobrze odgraniczone złogi o żółtawym zabarwieniu. W wyniku przesięków naczyniowych dochodzi do akumulacji lipoprotein w warstwie splotowatej zewnętrznej. Mogą układać się okrężnie w okolicy przecieku bądź łączyć się w zlewne figury.

Kłębki waty – ogniskowe, puchate, białawe zmiany o rozmytych brzegach zlokalizowane w warstwie włókien nerwowych tworzące się w efekcie zastoju aksoplazmy w uszkodzonych aksonach włókien nerwowych. Krwotoczki śródsiatkówkowe – w zależności od lokalizacji przybierają różny kształt:

• płomykowate w przypadku powierzchownych warstw siatkówki,

• okrągłe, drobne punkty zlokalizowane w bardziej zbitych warstwach pośrednich

• okrągłe ciemniejsze wybroczyny – powstałe na skutek zatorów naczyń występujące w pośrednich warstwach siatkówki.

Innymi objawami zmian na dnie oka spowodowanych cukrzycą mogą być nieprawidłowości żylne, tętnicze oraz śródsiatkówkowe nieprawidłowości naczyniowe. Zmiany w naczyniach żylnych obejmują ich poszerzenie, wzmożoną krętość, tworzenie pętli naczyniowych, oraz miejscowe przewężenia. W przypadku naczyń tętniczych może dojść do nienasilonego ich poszerzenia, a w zaawansowanym stadium do przewężenia oraz tworzenia się pochewek naczyniowych. Śródsiatkówkowe nieprawidłowości naczyniowe są to naczynia łączące tętniczki oraz żyłki, które powstają na skutek niedokrwienia. W porównaniu z neowaskularyzacją w postaci proliferacyjnej naczynia te mają lekko większą średnicę i znajdują się zawsze w warstwach śródsiatkówkowych.

W cukrzycowej retinopatii proliferacyjnej dochodzi do powstania nieprawidłowych naczyń z powodu zaawansowanych zaburzeń ukrwienia siatkówki. Wraz ze wzrostem tych naczyń następuje rozwój tkanki włóknistej, która zaczyna spinać okoliczną siatkówkę tworząc trakcję, a w konsekwencji może doprowadzić do odwarstwienia siatkówki. Naczynia te mają skłonność do intensywnego przecieku, który można uwidocznić w badaniu angiografii fluoresceinowej. Ze względu na obszar neowaskularyzacji wyróżnia się: neowaskularyzację tarczy nerwu wzrokowego, neowasakularyzację poza tarczą nerwu II, a także neowaskularyzację tęczówki.

Badania kontrolne w retinopatii cukrzycowej

Do badań okulistycznych wg wytycznych ICO, które należy wykonać podczas pierwszej oraz każdej kolejnej wizyty pacjenta z cukrzycą należy zaliczyć:

• badanie ostrości wzroku

• pomiar ciśnienia wewnątrzgałkowego poszerzony o gonioskopię w przypadku jego nieprawidłowości bądź uwidocznienia neowaskularyzacji tęczówki

• badanie przedniego odcinka oka w lampie szczelinowej

• ocena dna oka.

Do badań dodatkowych wykonywanych w razie potrzeby zalicza się: badanie OCT, angiografię fluoresceinową oraz wykonanie zdjęcia barwnego dna oka [6].

Tabela 1 przedstawia wytyczne Polskiego Towarzystwa Diabetologicznego (PTO), uwzględniające częstotliwość kontroli okulistycznych w zależności od stadium zaawansowania retinopatii cukrzycowej [7]:

Tab. 1.

Pierwsza kontrola:

Badania kontrolne:

Cukrzyca jest schorzeniem interdyscyplinarnym, dlatego pacjenci powinni regularnie wykonywać pomiary ciśnienia tętniczego, kontrolować poziom hemoglobiny glikowanej, lipidów oraz wykładników funkcji nerek zgodnie z zaleceniami prowadzącego lekarza diabetologa. Wyniki badań powinny być dostępne do wglądu dla lekarza okulisty, ponieważ zawierają informację o stanie zaawansowania choroby oraz czy pacjent stosuje się do zaleceń. Wynik badania okulistycznego oraz ocena progresji zmian retinopatii cukrzycowej mogą mieć istotne znaczenie dla lekarza chorób wewnętrznych, dlatego pacjent powinien być poinstruowany o konieczności przekazania informacji lekarzowi prowadzącemu. Prawidłowa współpraca może doprowadzić do wcześniejszego wychwycenia progresji choroby, a więc intensyfikacji leczenia mogącej przynieść znaczące korzyści dla chorego. Nie należy również zapominać o edukacji pacjenta, która polega na informowaniu o wyniku badania okulistycznego, wytłumaczeniu konieczności: regularnych badań okulistycznych, stosowania się do zaleceń internistycznych, w tym zgłoszenia się z wynikiem badania okulistycznego, a także w przypadku obniżonej ostrości wzroku poinformowania o możliwości doboru pomocy optycznych oraz rehabilitacji wzrokowej.

Leczenie retinopatii nieproliferacyjnej

Podstawą leczenia osób z rozpoznaną cukrzycą typu 1 jest insulinoterapia w postaci regularnych iniekcji podskórnych lub ciągłego wlewu insuliny z wykorzystaniem pompy insulinowej. Przy tej formie leczenia ważne jest aby pacjent miał umiejętność dostosowywania dawki insulin w zależności od posiłku oraz planowanej aktywności fizycznej.

W przypadku cukrzycy typu 2 leczenie zaczyna się od zastosowania doustnych leków przeciwcukrzycowych w monoterapii bądź politerapii. Wybierając lek należy zwrócić uwagę na występujące zaburzenia układu krążenia, funkcji nerek, masę ciała, ryzyko hipoglikemii oraz koszt terapii. Gdy leczenie doustne przestaje przynosić oczekiwany efekt konieczne jest włączenie insulinoterapii. Hiperglikemia jest składową zespołu metabolicznego do którego zalicza się: otyłość centralną, nadciśnienie tętnicze oraz zaburzenia lipidowe. Schorzenia te często współistnieją, dlatego konieczne jest odpowiednio zaplanowane leczenie pozwalające uzyskać maksymalne korzyści z wybranych farmakoteraputyków. Liczne badania kliniczne wskazują, iż niektóre leki stosowane w tych schorzeniach mają korzystny wpływ na zmniejszenie ryzyka wystąpienia bądź progresji retinopatii cukrzycowej. Suledoksyd jest mieszaniną glikozaminoglikanów siarczanu heparanu i siarczanu dermatanu, które mają właściwości przeciwzakrzepowe. Wielocukry te wraz z innymi glikozaminoglikanami, glikolipidami i wolnymi łańcuchami tworzą glikokaliks. Substancje te pokrywają komórki śródbłonka, co w konsekwencji poprawia przepływ krwi oraz szczelność drobnych naczyń. Ma to istotne znaczenie w zapobieganiu mikroangiopatii w tym retinopatii cukrzycowej [8, 9]. Mechanizm działania suledoksydu polega też na obniżeniu ilości cytokin prozapalnych i czynnika wzrostu śródbłonka naczyń prowadzących do miejscowego stanu zapalnego [10]. W badaniu DRESS (Diabetic Retinopathy Sulodexide Study), opublikowanym w 2014 r. zaobserwowano zmniejszenie się liczby wysięków twardych po włączeniu leczenia. Wyniki wskazały, że w grupie stosującej sulodeksyd uzyskano zmniejszenie ich liczby o 39% w porównaniu z 19,3% w grupie placebo [11].

Zmniejszenie ilości wysięków twardych a także poprawę ostrości wzroku z 0,5 do 0,58 wg tablic Snellena po rocznym stosowaniu leku odnotowano w badaniu przeprowadzonym pod kierownictwem prof. Iwony Grabskiej-Liberek [8].

Fibraty – są to leki, które zmniejszają stężenie trójglicerydów oraz zwiększają poziom lipoproteiny wysokiej gęstości (HDL – high density lipoprotein) w surowicy a więc korzystnej dla zdrowia frakcji cholesterolu. Przegląd badań u chorych na cukrzycę stosujących fibraty wskazuje, że zmniejszają one ryzyko rozwoju obrzęku plamki średnio o 45% (wachania między 62% a 19%) [12]. Natomiast w badaniu ACCORD (Action to Control Cardiovascular Risk in Diabetes) zaobserwowano, że u osob stosujących fenofibrat oraz symwastatynę w porównaniu z osobami stosjącymi placebo oraz symwastatynę zmniejszyło się ryzyko progresji retinopatii cukrzycowej w przeciągu 4 lat [13].

Statyny – blokują reduktazę 3-hydroksy-3-metyloglutarylokoenzymu A (HMG-CoA), która bierze udział w syntezie endogennego cholesterolu. Przeprowadzone badania wskazują, że stosowanie statyn zmniejszyło ryzyko progresji retinopatii cukrzycowej, a także częstość wykonywanej laseroterapii siatkówki, iniekcji doszklistkowych oraz operacji witreoretinalnych [14].

Przypadek 1

• Mężczyzna, lat 45, z cukrzycą typu 1 od 18 lat, stosujący insulinoterapię.

• W wywiadzie ustalono choroby współistniejące: nadciśnienie tętnicze oraz hipercholesterolemię; stan po zakrzepicy naczyń żylnych lewego podudzia.

• W trakcie badania okulistycznego oceniono: najlepszą korygowalną ostrość wzroku (BCVA – best corrected visual acuity); centralną grubość siatkówki (CRT – central retinal thickness) oraz skontrolowano ciśnienie wewnątrzgałkowe (IOP – intraocular pressure). Stwierdzono: BCVA – 0,4; CRT – 621 µm; IOP – 15,0 mmHg.

• Zastosowano terapię anty-VEGF w połączeniu z sulodeksydem w dawce 2 razy dziennie 250 LSU. Po 3 miesiącach leczenia uzyskano poprawę BCVA – do 0,6 oraz redukcję CRT – do 530 µm. Odnotowano istotny spadek liczby wysięków twardych.

Ryc. 1-3 przedstawiają stan przed leczeniem oraz efekt przeprowadzonej terapii.

Ryc. 1. Zdjęcie dna oka obrazujące zaawansowany cukrzycowy obrzęk plamki, z widocznymi licznymi wysiękami twardymi, wynaczynieniami oraz mikrotętniakami

Ryc. 2. Wynik badania AngioOCT przed włączeniem terapii. Ze względu na masywny obrzęk ocena strefy FAZ trudna do przeprowadzenia. Widoczne hiperrefleksyjne ogniska odpowiadają skupiskom wysięków twardych oraz HF (hyperreflective foci)

Ryc. 3. Wynik badania AngioOCT po 3 miesiącach leczenia. Istotna poprawa stanu przedmiotowego plamki po włączeniu leczenia. Zaznaczone redukcja obrzęku oraz częściowe wycofanie się wysięków twardych

Przypadek 2

• Kobieta, lat 70, z cukrzycą typu 2 od 5 lat, przyjmująca farmakoterapię doustną.

• W wywiadzie ustalono: nadciśnienie tętnicze, hipercholesterolemię, chorobę niedokrwienną serca.

• W przeprowadzonym badaniu okulistycznym stwierdzono: BCVA – 0,7; CRT – 320 µm; IOP = 17,0 mmHg.

• U pacjentki zastosowano terapię anty-VEGF w połączeniu z sulodeksydem podawanym doustnie w dawce 2 razy dziennie 250 LSU. Po 2 iniekcjach uzyskano poprawę ostrości wzroku BCVA – do 0,9 oraz redukcję CRT – do 290 µm.

Ryc. 4-6 ilustrują obraz dna oka u pacjentki na początku leczenia oraz wyniki badań potwierdzające skuteczność terapii.

Ryc. 4. Obraz dna oka. Widoczne liczne krwotoczki środsiatkówkowe oraz pojedyncze wysięki twarde zlokalizowane okołodołkowo

Ryc. 5. Obraz OCT wskazujący na niewielki obrzęk gąbczasty. Stwierdzane hyperrefleksyjne ogniska odpowiadają pojedynczym wysiękom twardym widocznym w obszarze okołodołkowym na zdjęciu na dna oka

Ryc. 6. Wynik badania AngioOCT potwierdzający skuteczność terapii. Wycofanie się obrzęku.

Widoczne niewielkie zaburzenia kształtu strefy FAZ wskazujące na uszkodzenie splotów naczyniowych głębokich siatkówki w przebiegu cukrzycy

Podsumowanie

Udzielenie prawidłowej opieki okulistycznej pacjentowi chorującemu na cukrzycę jest zależne od właściwego rozpoznania etapu zmian ocznych. Rozpoznanie to pozwala na włączenie odpowiedniego leczenia oraz ustaleniu częstotliwości kontroli, tak aby zmniejszyć ryzyko progresji choroby i narażenie na bardziej inwazyjne postaci leczenia. Właściwe jest stosowanie się do opracowanych dla tej jednostki chorobowej wytycznych Polskiego Towarzystwa Okulistycznego oraz Polskiego Towarzystwa Diabetologicznego. Niezwykle ważna jest wymiana informacji pomiędzy lekarzami, tak aby prawidłowo oraz jak najwcześniej modyfikować leczenie gdy zajdzie taka potrzeba. Istotna jest również edukacja pacjenta, ponieważ zrozumienie przez niego stanu zdrowia zwiększa szanse na stosowanie się do leczenia oraz regularne kontrole.

Kontakt: Marta Misiuk-Hojło ; e-mail: klo@usk.wroc.pl

Piśmiennictwo:

1. Classification of diabetes mellitus, 2019. ISBN: 9789241515702.

2. Centrala Narodowego Funduszu Zdrowia Departament Analiz i Strategii. NFZ o zdrowiu. Cukrzyca. Warszawa 2019. ISBN: 978-83-944034-4-7.

3. Grzybowski A.: Okulistyka. Edra Urban & Partner, Wrocław 2018.

4. Scanlon P.H., Aldington S.J., Stratton I.M.: Epidemiological issues in diabetic retinopathy. Middle East Afr. J. Ophthalmol. 2013 Oct-Dec; 20(4): 293-300. https://doi.org/10.4103/09749233.120007. PMID: 24339678; PMCID: PMC3841946.

5. Simó-Servat O., Hernández C., Simó R.: Diabetic retinopathy in the context of patients withdiabetes. Ophthalmic Res. 2019; 62(4): 211-217. https://doi.org/10.1159/000499541. Epub 2019 May 24. PMID: 31129667.

6. ICO Guidelines for Diabetic Eye Care Updated 2017. The International Council of Ophthalmology.

7. 2021 Guidelines on the management of patients with diabetes. A position of diabetes Poland. Clin. Diabetol. 2021; 10, 1. https://doi.org/10.5603/DK.2021.0001.

8. Szaflik J., Misiuk-Hojło M. i wsp.: Stanowisko grupy eksperckiej w zakresie stosowania sulodeksydu jako terapii wspomagającej w łagodnej oraz średniozaawansowanej retinopatii cukrzycowej. Polskie Towarzystwo Okulistyczne. https://pto.com.pl (access: 28.05.2021).

9. Bignamini A.A., Chebil A., Gambaro G., Matuška J.: Sulodexide for Diabetic-Induced Disabilities: A Systematic Review and Meta-Analysis. Adv. Ther. 2021 Mar; 38(3): 1483-1513. https://doi.org/10.1007/s12325-021-01620-1. Epub 2021 Jan 27. PMID: 33502688; PMCID: PMC7932977.

10. Suminska-Jasinska K., Polubinska A., Ciszewicz M. i wsp.: Sulodexide reduces senescence-related changes in human endothelial cells. Med. Sci. Monit. 2011 Apr; 17(4): CR222-6. https:// doi.org/10.12659/msm.881719. PMID: 21455109; PMCID: PMC3539523.

11. Song J.H., Chin H.S., Kwon O.W. i wsp.: DRESS Research Group. Effect of sulodexide in patients with non-proliferative diabetic retinopathy: Diabetic Retinopathy Sulodexide Study (DRESS). Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2015 Jun; 253(6): 829-837. https://doi.org/10.1007/ s00417-014-2746-8. Epub 2014 Aug 12. PMID: 25112845; PMCID: PMC4445329.

12. Mozetic V., Pacheco R.L., Latorraca C.O.C., Riera R.: Statins and/or fibrates for diabetic retinopathy: a systematic review and meta-analysis. Diabetol. Metab. Syndr. 2019 Nov 8; 11: 92. https://doi.org/10.1186/s13098-019-0488-9. PMID: 31719846; PMCID: PMC6839185.

13. Stewart S., Lois N.: Fenofibrate for Diabetic Retinopathy. Asia Pac. J. Ophthalmol. (Phila), 2018 Nov-Dec; 7(6): 422-426. https://doi.org/10.22608/APO.2018288. Epub 2018 Jul 30. PMID: 30058790.

14. Pranata R., Vania R., Victor A.A.: Statin reduces the incidence of diabetic retinopathy and its need for intervention: A systematic review and meta-analysis. Eur. J. Ophthalmol. 2021 May; 31(3): 1216-1224. https://doi.org/10.1177/1120672120922444. Epub 2020 Jun 12. PMID: 32530705.

Współczesne metody hamowania progresji krótkowzroczności

WSPÓŁCZESNE METODY HAMOWANIA PROGRESJI KRÓTKOWZROCZNOŚCI U DZIECI I MŁODZIEŻY

Current methods used for the prevention of myopia progression in children and young adults

Lek. Adrianna Szczecińska

Oddział Okulistyczny, Szpital Specjalistyczny im. Stefana Żeromskiego w Krakowie
Kierownik: dr n. med. Małgorzata Woś

Streszczenie

Obecnie szacuje się, że do 2050 r. ok. 50% populacji może być dotknięta krótkowzrocznością, która już w dzisiejszych czasach jest najczęstszą przyczyną obniżenia ostrości wzroku. Pandemia COVID-19, przez którą większość czasu spędza się w domu, może spowodować, iż odsetek osób z krótkowzrocznością będzie jeszcze większy. Należy zatem podjąć działania, aby zmniejszyć skalę problemu wszelkimi dostępnymi sposobami.

Słowa kluczowe: krótkowzroczność u dzieci i młodzieży, COVID-19

Abstract

Nowadays, the worldwide prevalence of myopia is estimated to increase to a level of circa 50% of the world population by 2050. The COVID-19 pandemic, which forced humanity to spend most of the time at home, may cause even more people to suffer from myopia in the future. In that case specialists (doctors and optometrists), should try to decrease the magnitude of this problem in every possible way.

Key words: myopia in children and young adults, COVID-19 pandemic

Wstęp

Krótkowzroczność jest wadą refrakcji, w której wiązka promieni świetlnych przechodząca przez układ optyczny oka jest zogniskowana przed siatkówką, a nie bezpośrednio na niej. Taki stan może być spowodowany zbyt dużą mocą układu optycznego w stosunku do prawidłowej długości gałki ocznej, np. zbyt wypukłą soczewką (krótkowzroczność refrakcyjna), lub sytuacją odwrotną, w której długość gałki ocznej jest zbyt duża w stosunku do mocy układu optycznego (krótkowzroczność osiowa). Wśród dzieci zdecydowanie przeważa typ osiowy związany z fazą wzrostu pacjenta i co za tym idzie – z przyrostem gałki ocznej.

U osoby z krótkowzrocznością punkt dali i bliży wzrokowej znajduje się w określonej odległości od oka, dlatego też pacjent dotknięty tym schorzeniem dobrze widzi przedmioty zlokalizowane blisko, natomiast te leżące poza punktem dali wzrokowej są odbierane jako niewyraźne i zatarte. Powoduje to znaczne obniżenie ostrości wzroku i utrudnia funkcjonowanie, co przy braku odpowiedniej korekcji może prowadzić do zaburzeń prawidłowego rozwoju oraz edukacji, a ten aspekt jest szczególnie istotny u dzieci i młodzieży.

Wydawać by się mogło, że odpowiednio dobrane okulary czy soczewki kontaktowe rozwiązują problemy związane z krótkowzrocznością, natomiast powinno się mieć świadomość, że krótkowzroczność, szczególnie wysoka (> 8 D) może być związana ze znacznie poważniejszymi powikłaniami. Towarzyszyć jej mogą: odwarstwienie siatkówki, jaskra, zaćma, makulopatia krótkowzroczna, zwyrodnienie kraciaste siatkówki, krwotoki siatkówkowe i inne, które w ostateczności mogą doprowadzić do ślepoty. Mimo że choroby te występują zwykle u starszych osób, ich ryzyko rośnie wraz z progresją wady. W związku z gwałtownym przyrostem długości gałki ocznej powikłania te mogą pojawić się już u dzieci, dlatego tak ważne są wczesna interwencja i hamowanie progresji miopii.

Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO – World Health Organization) w 2020 r. liczba osób krótkowzrocznych na świecie wynosiła ok. 2,5 mld i szacuje się, że do 2050 r. wzrośnie do ok. 5 mld, czyli aż połowa populacji może mieć krótkowzroczność. Powstrzymanie rozwoju krótkowzroczności powinno być zatem traktowane priorytetowo na całym świecie, ponieważ ma już rozmiary epidemii.

Rozpowszechnienie miopii różni się w obrębie populacji i grup etnicznych. W Stanach Zjednoczonych dotyczy 20–50% populacji, natomiast w niektórych częściach Azji odsetek ten dochodzi aż do 80–90%. W 2003 r. wieloośrodkowe badania przeprowadzone w Stanach Zjednoczonych ujawniły znaczną rozbieżność w rozpowszechnieniu krótkowzroczności wśród dzieci w zależności od przynależności do określonej grupy etnicznej. Największy odsetek miopii wśród dzieci występował w populacji azjatyckiej (18,5%) oraz iberyjskiej (13,2%). Niższe wartości dotyczyły dzieci rasy afroamerykańskiej (6,6%) oraz kaukaskiej (4,4%).

Na podstawie badań można założyć, że krótkowzroczność ma wieloczynnikową etiologię, na którą mają wpływ zarówno czynniki genetyczne, jak i środowiskowe. Wiele prac naukowych potwierdziło większą częstość występowania miopii u dzieci, których rodzice również mieli miopię. Opracowania pokazują jednak, że w większej mierze to otoczenie i związane z nim czynniki środowiskowe wspólne dla rodziców i dzieci mają większy wpływ na rozwój krótkowzroczności niż samo dziedziczenie. Co więcej, badacze wykazali zmienność rozpowszechnienia krótkowzroczności u osób tej samej rasy lub grupy etnicznej, ale wychowujących się w różnych rejonach geograficznych. Dotychczas nie rozpoznano pojedynczego genu lub genów związanych jednoznacznie z tą wadą wzroku.

Czynniki środowiskowe, które wpływają na rozwój krótkowzroczności, to m.in.:

• wysoki iloraz inteligencji oraz związana z tym wyż-

• sza liczba czytanych książek,

• zaburzenia akomodacyjne, w tym skurcz akomodacji oraz wysoki stosunek AC/A,

• urbanizacja, życie w mieście i związany z tym faktem spadek aktywności fizycznej na świeżym powietrzu oraz większa ilość czasu spędzanego w domu na zajęciach takich jak gra na komputerze czy konsoli,

• rozwój technologii i powszechny dostęp do urządzeń mobilnych: smartfonów, tabletów, komputerów,

• dieta bogata w wysoko przetworzone tłuszcze oraz cholesterol (ma wpływ na wydłużanie się gałki ocznej),

• narażenie na światło sztuczne – używanie lamp LED przy odrabianiu prac domowych, z długotrwała praca z bliska i czytanie z odległości < 25 cm.

Przyjrzawszy się każdemu z tych podpunktów, można wnioskować samodzielnie, iż ostatnie 2 lata pandemii i związane z tym nauka zdalna, brak aktywności fizycznej na świeżym powietrzu oraz długotrwałe korzystanie z urządzeń elektronicznych może poskutkować znacznym postępem krótkowzroczności u dzieci i jeszcze większym jej rozpowszechnieniem. Wnioski takie zostały nawet potwierdzone w bieżącym roku w badaniu klinicznym DESK (Digital Eye Strain among Kids study 4), w którym 133 dzieci w wieku 6–18 lat z miopią z udokumentowaną wadą refrakcji z roku przed pandemią miało przeprowadzone kolejne pomiary po roku trwania pandemii. Dowiedziono, iż w trakcie pandemii COVID-19 średni przyrost krótkowzroczności wyrażony w ekwiwalencie sferycznym był znacząco wyższy i wyniósł aż 0,9 D w porównaniu z 0,25 D przyrostu zmierzonego w roku przed pandemią.

Problem narastającej krótkowzroczności jest więc realny i w czasach pandemii ten wzrost może być szczególnie zauważalny.

Dotychczas próbowano wielu metod hamowania progresji krótkowzroczności, natomiast ostatnie lata były dla okulistyki naprawdę przełomowe.

W 2019 r. amerykańska Agencja Żywności i Leków (FDA – Food and Drug Administration) dopuściła do użytku pierwsze soczewki kontaktowe o udowodnionej skuteczności w hamowaniu progresji krótkowzroczności – MiSight firmy Cooper Vision, które według badania MASS (MiSight Assessment Study Spain) hamują progresję miopii u dzieci w wieku 8–12 lat o 39,2% oraz wydłużanie gałki ocznej o 36,4% w porównaniu z dziećmi z krótkowzrocznością, które stosowały okulary z soczewkami jednoogniskowymi.

W badaniach nad teorią krótkowzrocznego rozogniskowania odkryto, że długość osiowa gałki ocznej jest zależna od pozycji powstającego obrazu względem siatkówki. Jeśli określona część tego obrazu jest zlokalizowana stale przed siatkówką, to długość osiowa gałki ocznej ma tendencję do skracania się (a właściwie do braku wzrastania). MiSight to miękkie hydrofilowe soczewki kontaktowe multifokalne, które składają się z koncentrycznych pierścieni o różnych mocach optycznych. W strefie centralnej zlokalizowana jest moc do dali korygująca krótkowzroczność, a wokół znajdują się koncentryczne strefy mające odpowiednio mniejszą moc dedykowaną do bliży. Dodatek wynosi +2,0 D. Taka budowa soczewki powoduje powstawanie jednocześnie dwóch ognisk: jednego bezpośrednio na siatkówce i drugiego ok. 0,6 mm przed siatkówką, co stymuluje odpowiednią odpowiedź akomodacyjną i hamuje w ten sposób progresję miopii.

Badanie MASS miało swoją kontynuację – w kolejnym etapie obserwacji dowiedziono, że zaprzestanie stosowania soczewek MiSight nie prowadzi do efektu z odbicia w postaci zwiększenia progresji miopii w porównaniu z grupą kontrolną, która nadal stosowała soczewki MiSight.

Kolejną nowością na rynku są okulary MiYOSMART firmy HOYA, dostępne również na polskim rynku w wybranych, certyfikowanych ośrodkach. Wprowadzenie soczewek na rynek poprzedzało 2-letnie randomizowane i podwójnie zaślepione badanie kliniczne. W jego przebiegu udowodniono, iż soczewki MIYOSMART hamują postęp miopii u ich użytkowników średnio o 59%, a osiowy wzrost długości gałki ocznej o 60% w porównaniu z dziećmi, które nosiły standardowe soczewki jednoogniskowe. Dowiedziono również, że u 21,5 % dzieci miopia została zahamowana całkowicie.

Soczewka MiYOSMART z technologią DIMS (defocus incorporated multiple segments) to soczewka jednoogniskowa, której zewnętrzna powierzchnia zawiera setki małych segmentów (pryzmatów o mocy +3,5 D), z których każdy powoduje krótkowzroczne rozogniskowanie. Centralna część soczewki o średnicy 9,4 mm nie ma obszarów rozogniskowania, co pozwala na dobre widzenie centralne. Taka budowa soczewki, podobnie jak w przypadku soczewek MiSight, daje jednoczesne rzutowanie obrazu przed siatkówką i na siatkówkę, co może pomagać kontrolować wzrost długości gałki ocznej i progresję krótkowzroczności przy jednoczesnej korekcji wady. Ważne jest, aby korekcja była noszona na stałe.

Soczewki korygują krótkowzroczność w zakresie: sfera od 0 do -10,0 D oraz cylinder od -0,25 D do -4,0 D, przy czym maksymalna korekcja sferyczna to -6,0 D przy maksymalnej korekcji cylindrycznej -4,0 D.

Badanie wspomniane powyżej zostało przeprowadzone według konkretnego schematu i wobec tego, aby osiągnąć efekt opisany w badaniu, prowadząc młodych pacjentów, należy z niego korzystać. Soczewki są przeznaczone głównie dla dzieci w wieku 6–12 lat z rozpoznaną krótkowzrocznością, ale można stosować je u wszystkich pacjentów, u których wystąpiły już pierwsze objaw miopii.

Kolejną optyczną, niechirurgiczną metodą hamowania progresji krótkowzroczności jest ortokeratologia. Leczenie ortosoczewkami polega na zakładaniu twardych, gazoprzepuszczalnych soczewek kontaktowych na noc podczas snu, które czasowo remodelują rogówkę i umożliwiają dobre widzenie w ciągu dnia bez konieczności stosowania tradycyjnej korekcji (soczewek lub okularów korekcyjnych). Soczewki ortokeratologiczne to roczne soczewki twarde, którymi można korygować krótkowzroczność do -5,0 D i astygmatyzm do -1,5 D; mają specjalną, wielokrzywiznową odwrotną geometrię – centralną krzywiznę bazową (odpowiedzialną za spłaszczenie rogówki), krzywiznę odwróconą na średnim obwodzie (o bardziej stromym promieniu) oraz kolejne obwodowe strefy dopasowania. Skonstruowana w ten sposób soczewka powoduje spłaszczenie i zmniejszenie grubości centralnej części rogówki i poprzez to działanie wywołuje spadek mocy optycznej rogówki w tej strefie. Jednocześnie pod wpływem sił hydrostatycznych filmu łzowego pod soczewką zachodzi redystrybucja komórek nabłonka z części centralnej do części peryferyjnych rogówki, co powoduje jej pogrubienie i zwiększenie mocy optycznej w tym (obwodowym) obszarze.

Podstawą teoretyczną działania soczewek w hamowaniu progresji krótkowzroczności jest również rozogniskowanie krótkowzroczne opisane powyżej. Pogrubienie części peryferyjnych rogówki powodowane ortosoczewką implikuje powstawanie obrazu na obwodzie jednocześnie z obrazem oglądanym centralną częścią rogówki.

Badania kliniczne określają skuteczność działania ortokorekcji od 30% nawet do 59%, natomiast wpływ na efektywność leczenia ma wiele czynników dodatkowych, takich jak wyjściowa wada refrakcji (niższa skuteczność u dzieci z wysoką miopią) czy wiek pacjenta podczas rozpoczęcia leczenia (większa skuteczność u młodszych dzieci). W badaniu ROMIO z 2012 r., w którym wzięło udział 120 pacjentów w wieku 6–10 lat, przyrost długości gałki ocznej w 2-letnim okresie obserwacji u dzieci leczonych ortosoczewkami wynosił 0,36 mm i był znacząco niższy od przyrostu u dzieci stosujących zwykłe jednoogniskowe okulary – 0,63 mm (ortosoczewki miały skuteczność w hamowaniu elongacji gałki ocznej na poziomie 43% w porównaniu z grupą kontrolną).

Dużym plusem ortokorekcji jest brak konieczności używania w ciągu dnia soczewek kontaktowych czy okularów i zachowanie dobrej ostrości wzroku, co jest szczególne ważne u dzieci i umożliwia rozwój aktywności fizycznej. Ważnym aspektem jest również fakt, iż zwykle to rodzice czuwają nad prawidłową aplikacją soczewek oraz ich ściąganiem, więc z większym prawdopodobieństwem soczewki są zakładane prawidłowo i higienicznie, co nie jest zapewnione przy samodzielnym stosowaniu przez dzieci soczewek miękkich. Remodeling rogówki jest całkowicie odwracalny. Po zaprzestaniu stosowania soczewek kształt rogówki i wada refrakcji po pewnym czasie powraca do wady wyjściowej, przy której zostały dobrane pierwsze soczewki.

Największą skuteczność potwierdzoną badaniami naukowymi w hamowaniu progresji krótkowzroczności oraz hamowaniu elongacji gałki ocznej ma leczenie farmakologiczne atropiną o niskim stężeniu.

Mechanizm jej działania nie jest do końca zrozumiały. Z początku zakładano, że kluczowe może być porażenie akomodacji, a tym samym porażenie mięśnia rzęskowego. Ta teoria została niejako obalona, ponieważ badania przeprowadzone na kurczakach (które nie mają mechanizmu akomodacji z uwagi na inną anatomię oka) wskazują bardziej na uruchomienie przez atropinę szlaku nikotynowego i jej działanie na mechanizmy nieakomodacyjne. Atropina ma prawdopodobnie również biochemiczny wpływ na siatkówkę lub twardówkę i pośrednio remodeluje tkankę twardówki, uruchamiając receptory muskarynowe M1/4 w tkance siatkówki. Może również hamować syntezę glukozaminoglikanów w fibroblastach twardówki poprzez mechanizmy niemuskarynowe. Inna teoria sugeruje, że rozszerzenie źrenicy przez atropinę może prowadzić do zwiększonej ekspozycji na światło UV, które hamuje wzrost gałki ocznej. Jeszcze inna – że miopia może być wywołana przewlekłym stanem zapalnym w obrębie gałki ocznej, a atropina go wycisza. Aby zrozumieć całkowicie mechanizm jej działania, potrzebnych jest więcej badań klinicznych oraz danych.

Jedno jest pewne: atropina spowalnia postęp krótkowzroczności przy niskim odsetku skutków ubocznych. W ciągu ostatniej dekady przeprowadzono liczne badania kliniczne, starając się ustalić optymalne jej dawkowanie oraz długość leczenia, a także określić, czy zaprzestanie podawania preparatu będzie miało konsekwencje w postaci efektu z odbicia.

W badaniu ATOM 1 (Atropine in the Treatment of Myopia), które przeprowadzono na 400 dzieciach w wieku 6–12 lat, krople do oczu z 1% atropiną spowodowały znaczny spadek przyrostu miopii – średni przyrost wady i długości gałki ocznej wynosiły 0,28 D i 0,02 mm w grupie leczonej 1% atropiną w porównaniu z 1,20 D i 0,39 mm w grupie kontrolnej. Po zakładanym okresie 2-letniej obserwacji leczenie atropiną zostało odstawione i uczestnicy badania byli obserwowani przez kolejny rok. Grupa dzieci leczonych atropiną miała wówczas znaczący wzrost wady refrakcji oraz długości gałki ocznej – w ciągu roku średni przyrost wynosił 1,14 D oraz 0,31 mm, co było porównywalne z 2-letnim przyrostem wady u dzieci z grupy kontrolnej. W grupie kontrolnej z kolei (leczonej w ciągu pierwszych 2 lat placebo) przyrost wady w kolejnym roku obserwacji wyniósł 0,38 D i wzrost długości 0,14 mm. W związku z zaobserwowaniem znacznego efektu z odbicia leczenie atropiną nie budziło już aż takiego entuzjazmu jak po pierwszych 2 latach leczenia i skłoniło badaczy do wypróbowania mniejszych stężeń leku.

W badaniu ATOM 2, złożonym z 3 faz, w pierwszej fazie 400 dzieci w wieku 6–12 lat zostało przypisanych losowo do 3 grup leczonych atropiną w stężeniach 0,5%, 0,1% i 0,01% – i zaobserwowano wśród tych grup przyrost miopii kolejno o: 0,30 D, 0,38 D i 0,49 D w ciągu 2-letniej obserwacji. Wzrost długości gałki ocznej wynosił natomiast kolejno: 0,27 mm, 0,28 mm i 0,41 mm, co oznaczałoby, iż najniższe stężenie atropiny w zasadzie nie ma żadnego wpływu na hamowanie wzrostu długości gałki ocznej (porównywalny wynik osiągnięto u dzieci w grupie placebo ATOM 1).

Podczas drugiej fazy badania atropina został odstawiona na okres roku, a w fazie trzeciej badania atropinę w stężeniu 0,01% włączono do leczenia ponownie na okres 2 lat u dzieci, u których zanotowano w fazie drugiej badania progresję miopii o > 0,5 D.

W rezultacie zaobserwowano, iż efekt działania atropiny w 2 pierwszych latach leczenia jest zależny od jej dawki i większy przy wyższych stężeniach leku. Podawanie atropiny w wyższym stężeniu wiąże się jednocześnie z większym efektem z odbicia po jej odstawieniu. Biorąc pod uwagę cały 5-letni okres trwania badania, najlepsze rezultaty osiągnięto przy użyciu atropiny w stężeniu 0,01%. W grupie tych dzieci w trzeciej fazie badania średni przyrost wady refrakcji w ekwiwalencie sferycznym oraz długości gałki ocznej wyniósł: 1,38 D i 0,48 mm, a w grupach leczonych większymi stężeniami 0,1% i 0,5% odpowiednio: 1,83 D i 0,53 mm oraz 1,8 D i 0,49 mm. Atropina w tym stężeniu powodowała jednocześnie minimalne rozszerzenie źrenic (0,8 mm), minimalną utratę akomodacji (2–3 D) i niemal brak zaburzeń widzenia z bliska w porównaniu z większymi dawkami leku.

W związku z tym, że badanie ATOM 2 nie miało grupy kontrolnej placebo, przeprowadzono również badanie LAMP (Low-contrentration Atropine for Myopia Progression), do którego zakwalifikowano 438 dzieci w wieku 4–12 lat, a następnie podzielono losowo na 4 grupy i leczono atropiną w stężeniach 0,05%, 0,025% i 0,01% oraz czwartą grupę kroplami placebo. Średni przyrost wady wyrażonej ekwiwalentem sferycznym wyniósł odpowiednio: 0,27, 0,46, 0,59 i 0,81 D, a średni wzrost długości gałki ocznej w milimetrach odpowiednio: 0,20, 0,29, 0,36 i 0,41 mm.

Wszystkie przytoczone powyżej badania jasno potwierdzają, iż leczenie atropiną hamuje postęp krótkowzroczności i daje młodszym pacjentom nadzieję na przyszłość, dlatego w przypadku dużej progresji wady (> 1 D w ciągu roku), z dodatnim wywiadem rodzinnym miopii u rodziców, u dzieci w wieku szkolnym powinno się rozważyć leczenie atropiną 0,01%. Można prowadzić również terapię łączoną: ortokorekcję i dodatkowo leczenie atropiną – celem uzyskania lepszych efektów.

Należy pamiętać o tym, że niezależnie od wyboru metody leczenia i hamowania progresji krótkowzroczności bardzo istotna jest praca nad zdrowymi nawykami dzieci i higieną pracy wzrokowej. Powinno się spędzać co najmniej 1,5 godz. dziennie na aktywności fizycznej na zewnątrz w naturalnym oświetleniu, najlepiej na łonie przyrody lub wykonując gry zespołowe, aby odpowiednio usprawniać mechanizmy akomodacyjne. Wskazane są: dbałość o odpowiednie oświetlenie podczas pracy z bliska, unikanie świateł ledowych oraz częste, krótkie przerwy podczas nauki i czytania w bliskiej odległości, np. w schemacie 20/20/20 (na każde 20 min pracy z bliska powinno przypadać co najmniej 20 s. patrzenia na odległość 6 m). Zredukowanie czasu spędzanego przed komputerem również powinno być pomocne.

Piśmiennictwo zalecane:

1. Chia A., Chua W.-H., Cheung Y.-B. i wsp.: Atropine for the Treatment of Childhood Myopia 2: safety and efficacy of 0,5%, 0,1% and 0,01% doses. Ophthalmology 2012 Feb; 119(2): 347-54.

2. Chua W.-H., Balakrishnan V., Chan Y.-H., Tong L. i wsp.: Atropine for the treatment of childhood myopia. Ophthalmology 2006 Dec; 113(12): 2285-91.

3. Holden B.A., Fricke T.R., Wilson D.A. i wsp.: Global prevalence of myopia and high myopia and temporal trends from 2000 through 2050. Ophthalmology 2016 May; 123(5): 1036-42.

4. Lam C.S.Y., Tang W.C., Tse D.Y. i wsp.: Defocus Incorporated Multiple Segments (DIMS) spectacle lenses slow myopia progression: a 2-year randomised clinical trial. Br. J. Ophthalmol. 2020 Mar; 104(3): 363-68.

5. Morgan I., Rose K.: How genetic is school myopia? Prog. Retin. Eye Res. 2005 Feb; 24(1): 1-38.

6. Mohan A., Sen P., Peeush P. i wsp.: Impact of online classes and home confinement on myopia progression in children during COVID-19 pandemic: Digital eye strain among kids (DESK) study 4. Indian J. Ophthalmol. 2022 Jan; 70(1): 241-45.

7. Ruiz-Pomeda A., Pérez-Sánchez B., Valls I. i wsp.: MiSight Assessment Study Spain (MASS). A 2-year randomized clinical trial. Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2018 May; 256(5): 1011-21.

8. Thomson K., Kelly T., Karouta C. i wsp.: Insights into the mechanism of atropine’s anti-myopia effects: evidence against cholinergic hyperactivity and modulation of dopamine release. Br. J. Pharmacol. 2021 July; 178(1).

9. Vitale S., Ellen L., Cotch M. F. i wsp.: Prevalence of refractive error in the United States, 1999-2004. Arch. Ophthalmol. 2008 Aug; 126(8): 1111-9.

10. Williams K.M., Verhoeven V.J.M.: Prevalence of refractive error in Europe: the European Eye Epidemiology (E(3)) Consortium.

Eur. J. Epidemiol. 2015 Apr; 30(4): 305-15.

Glejaki nerwu wzrokowego

GLEJAKI NERWU WZROKOWEGO – OBJAWY I WSPÓŁCZESNE METODY LECZENIA

Optic nerve gliomas – symptoms and current treatment

Lek. Kinga Król-Jarosz

Klinika Okulistyki Klinicznego Szpitala Wojewódzkiego Nr 1 im. Fryderyka Chopina w Rzeszowie

Kierownik specjalizacji: dr n. med. Joanna Deryło

Streszczenie

Glejaki nerwu wzrokowego to nowotwory o niskim stopniu złośliwości, zaliczane do najczęstszych guzów nerwu wzrokowego. Stwierdzane są najczęściej w pierwszej dekadzie życia i występują jako formy izolowane lub mogą być związane z nerwiakowłókniakowatością typu 1 (NF-1). Postępowanie w przypadku tych nowotworów zmieniło się znacząco w ciągu ostatnich kilku lat i obejmuje: obserwację, leczenie operacyjne, chemioterapię lub radioterapię. Klinicyści powinni zdawać sobie sprawę z dostępnych opcji, aby określić, które z nich będą najbardziej odpowiednie dla ich pacjenta.

Summary

Optic nerve gliomas are low-grade neoplasms that are the most common optic nerve tumors. These tumors occur preferentially during the first decade of life and can either be sporadic or associated with neurofibromatosis type one. The management of optic nerve gliomas has changed significantly over the past few years and includes observation, surgery, chemotherapy and radiation. Clinicians should be aware of the available options to determine which may be best suited for their patient.

Wprowadzenie

Glejaki nerwu wzrokowego (GNW) to najczęstsze nowotwory II nerwu czaszkowego, które stanowią ok. 1% wszystkich guzów wewnątrzczaszkowych. Występują najczęściej u dzieci i młodzieży, stanowiąc od 2 do 5% nowotworów ośrodkowego układu nerwowego (OUN) wieku dziecięcego.

GNW stwierdzane w dzieciństwie to najczęściej łagodne gwiaździaki włosowate (stopień I wg WHO). W rzadkich przypadkach stwierdza się złośliwe gwiaździaki (stopień IV wg WHO), które rozwijają się w sposób agresywny, powodują postępującą utratę widzenia, deficyty neurologiczne i ostatecznie mogą prowadzić do śmierci. Złośliwe glejaki nerwu wzrokowego rozwijają się prawie wyłącznie u dorosłych. Mają złe rokowanie, a leczenie uzależnione jest od wieku pacjenta, rozległości guza oraz tempa progresji nowotworu.

Łagodne glejaki nerwu wzrokowego zwykle pojawiają się w pierwszej dekadzie życia; prawie zawsze stwierdzane są jednostronnie. Chociaż w pewnej części przypadków nowotwory te rozpoznaje się jako zachorowanie sporadyczne, to jednak większość pacjentów z glejakami nerwu wzrokowego ma w wywiadzie stwierdzoną nerwiakowłókniakowatość typu 1 (chorobę Recklinghausena, NF-1), dziedziczoną autosomalnie dominująco. W chorobie tej GNW mogą występować jedno- lub obustronnie, co więcej – glejaki wtórne do NF-1 wiążą się ze znacznie niższym ryzykiem utraty widzenia w porównaniu z guzami stwierdzanymi sporadycznie. Częstość występowania glejaka nerwu wzrokowego u pacjentów z NF-1 waha się od 8 do 31%.

Rozpoznanie glejaków n. II stwierdza się na podstawie kompleksowego badania okulistycznego i neurologicznego oraz badań obrazowych.

Cechy kliniczne

Chociaż glejaki nerwu wzrokowego mogą prezentować spektrum objawów, zarówno okulistycznych jak i neurologicznych, pamiętać należy, że wiele z nich pozostaje bezobjawowych i wykrywanych jest przypadkowo, np. w czasie badań przesiewowych zlecanych pacjentom z NF-1. Jednak niezależnie od lokalizacji guza utrata wzroku jest zdecydowanie najczęstszym objawem obserwowanym u chorych z glejakami szlaku wzrokowego. Co więcej, nie ma wyraźnej korelacji pomiędzy wielkością guza a ryzykiem utraty widzenia. Wiadomo natomiast, że zaburzenia widzenia częściej występują u pacjentów ze sporadycznie stwierdzanymi glejakami nerwu II.

Rzadziej występujący objaw to proptoza, zwykle stopniowa i bezbolesna. Na ogół jest dyskretna, jednak w niektórych przypadkach może mieć ciężki przebieg i w konsekwencji powodować niedomykalność powiek oraz owrzodzenie rogówki. Częściej opisywana jest u chorych z NF-1. U pewnego odsetka pacjentów stwierdza się dyschromatopsję i względny dośrodkowy defekt źreniczny. W rzadkich przypadkach występuje nagła utrata wzroku i wiąże się to najczęściej z ostrym krwotokiem do guza. Objawy, jakie można stwierdzić w czasie badania okulistycznego, to wynikające z ucisku masy guza: obrzęk lub bladość tarczy nerwu wzrokowego, spadek ostrości wzroku oraz utrata pola widzenia. Guz ostatecznie może powodować zanik nerwu wzrokowego z powodu ucisku na włókna nerwowe i tętnice odżywcze.

Tumialan i wsp. opisali rzadki przypadek z bolesną, szybko postępującą utratą wzroku, przypominającą zapalenie nerwu wzrokowego. Jeśli masa guza jest duża, może powodować przesunięcie gałki ocznej na zewnątrz i do dołu. Z kolei guzy zajmujące skrzyżowanie wzrokowe mogą dodatkowo wywoływać poziomy oczopląs o wysokiej częstotliwości, a pacjenci ze zmianami sięgającymi okolic podwzgórza mogą prezentować objawy wodogłowia, zespołu międzymózgowia, zaburzeń endokrynologicznych, a zwłaszcza objawy przedwczesnego dojrzewania płciowego. W badaniach zaobserwowano, że glejaki niezwiązane z NF-1 częściej dają objawy wynikające z podwyższonego ciśnienia wewnątrzczaszkowego, z powodu ich rozprzestrzeniania się poza skrzyżowanie wzrokowe. Przewlekły ucisk wywierany przez masę guza może powodować nie drożność żyły środkowej siatkówki (CRVO – central retinal vein occlusion). Podczas badania dna oka mogą być widoczne cechy żylnej retinopatii zastoinowej, a wskutek niedotlenienia dochodzić może do rozwinięcia się patologicznych naczyń tęczówki z następczą jaskrą neowaskularną.

Do czynników niekorzystnych rokowniczo u pacjentów z glejakami n. II zaliczane są: młody wiek w momencie rozpoznania (< 1. r.ż.), powiększanie się guza w kierunku skrzyżowania wzrokowego, brak współistniejącej choroby Recklinghausena oraz stwierdzona w badaniu bladość nerwu wzrokowego.

W przypadku złośliwych glejaków nerwu wzrokowego objawy są podobne – pacjenci prezentują jednostronne nieostre widzenie, mogą rozwinąć się krwotoki w tylnym biegunie, przypominające postać niedokrwienną CRVO oraz objawy jaskry neowaskularnej. W ciągu 5–6 tygodni często dochodzi do zajęcia drugiego oka, a w późniejszych etapach, w miarę progresji guza pojawiają się objawy dysfunkcji podwzgórza, niedowład połowiczy i inne deficyty neurologiczne. Zgon pacjenta następuje zwykle w ciągu roku. Różnicowanie obejmuje zapalenie nerwu wzrokowego i przednią neuropatię niedokrwienną. Złośliwe glejaki nerwu wzrokowego bardzo słabo reagują na leczenie. Co prawda krótkoterminowe sukcesy terapeutyczne zaobserwowano przy równoczesnym stosowaniu radio- i chemioterapii, najczęściej jednak jest to leczenie wyłącznie paliatywne.

Opcje terapeutyczne

Obserwacja

W ciągu ostatniego stulecia liczne doniesienia naukowe przyczyniły się do lepszego zrozumienia patologii glejaków nerwu wzrokowego, ich przebiegu klinicznego, związków z nerwiakowłókniakowatością oraz rozwoju sposobów ich leczenia. Pomimo że są to guzy o niskim stopniu złośliwości, ich rozwój w części przypadków może być agresywny, a leczenie stanowi wyzwanie. Naturalny przebieg dziecięcych glejaków nerwu wzrokowego jest prawie zawsze łagodny, większość guzów rośnie powoli, w sposób samoograniczający się, a część z nich może nawet ulec samoistnej inwolucji. Niektóre badania długoterminowe pokazują, że pacjenci nieleczeni mogą zachować stabilną funkcję widzenia.

Obecnie zaleca się, aby większość chorych z jednostronnymi glejakami nerwu wzrokowego, szczególnie z chorobą Recklinghausena w wywiadzie, była obserwowana w regularnych odstępach czasu. Według aktualnych wytycznych wszystkie dzieci poniżej 8. r.ż. z NF-1 powinny być poddawane corocznemu badaniu okulistycznemu do czasu ukończenia 18. r.ż. U pacjentów bez NF-1 w wywiadzie, ze względu na większą skłonność do progresji, zaleca się badania okulistyczne co 3 miesiące przez pierwszy rok od rozpoznania, ze stopniowym wydłużaniem odstępów w zależności od stabilności choroby. Aktualnie nie rekomenduje się wykonywania badań przesiewowych u dorosłych z NF-1, chyba że udokumentowano pogorszenie widzenia, przy czym za klinicznie istotną utratę ostrości wzroku uważa się spadek o co najmniej 0,2 w skali logMAR lub potwierdzenie progresji choroby w badaniu pola widzenia. Ponieważ zachowanie widzenia stanowi najważniejszy aspekt postępowania z pacjentami z GNW, to właśnie badanie okulistyczne ma kluczowe znaczenie. Najważniejszym elementem badania klinicznego jest ilościowy pomiar ostrości wzroku. Obecnie jest to najdokładniejszy i najbardziej wiarygodny sposób oceny klinicznej progresji guza. W zależności od wieku pacjenta stosuje się optotypy HOTV, LEA lub tablice Snellena. Nawet jeśli współpraca z pacjentem jest trudna z powodu choroby, opóźnienia rozwojowego lub problemów psychiatrycznych, należy mimo to próbować podjąć próbę oceny ostrości wzroku. Aby zapewnić standaryzację, ważne jest, aby podczas każdego badania ocenić ostrość widzenia pacjenta za pomocą tego samego optotypu. W przypadku stwierdzenia pogorszenia widzenia ponowne badanie okulistyczne trzeba przeprowadzić w ciągu 1–2 tygodni celem potwierdzenia spadku ostrości wzroku, ponieważ ma to kluczowe znaczenie w dalszym postępowaniu. Podczas każdej wizyty dokonuje się także oceny funkcji źrenic i widzenia barw, ruchomości gałek ocznych oraz wykonuje wziernikowanie dna oka. Wskazane jest także badanie pola widzenia. U dzieci przeprowadza się je za pomocą perymetrii Goldmanna lub, częściej, przy zastosowaniu perymetrii automatycznej.

Przesiewowe obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI – magnetic resonance imaging) lub tomografii komputerowej (TK) oraz badanie wzrokowych potencjałów wywołanych (VEP – visual evoked potentials) u dzieci bezobjawowych i bez odchyleń w badaniu okulistycznym nie są obecnie zalecane, ponieważ nie ma dostatecznych dowodów, iż wczesne wykrycie glejaków nerwu wzrokowego zmniejszałoby ryzyko dysfunkcji narządu wzroku. Co więcej, u małych dzieci sedacja, którą wykonuje się w czasie badań obrazowych, naraża małego pacjenta na ryzyko niedrożności dróg oddechowych, a nawet zgonu. Badania obrazowe są zalecane natomiast w razie wątpliwości diagnostycznych, jak również pomocne przy monitorowaniu odpowiedzi na leczenie glejaków nerwu wzrokowego. W przeszłości celem potwierdzenia rozpoznania proponowano biopsję podejrzanych zmian. Obecnie takie podejście nie jest już uzasadnione w sytuacji wykrycia guzów o charakterystycznych cechach, widocznych w obrazach MRI i/lub TK, a biopsja diagnostyczna jest aktualnie ograniczona do przypadków z nietypowymi cechami klinicznymi lub obrazowymi. Chociaż badanie TK nadal jest szeroko stosowane, to MRI jest zdecydowanie bardziej preferowaną techniką obrazowania. Obrazowanie rezonansu magnetycznego jest również metodą z wyboru w celu monitorowania progresji guza lub odpowiedzi na leczenie.

Decyzję o leczeniu pacjentów z glejakami nerwu wzrokowego podejmuje się po stwierdzeniu postępującej utraty widzenia lub w przypadku progresji guza udokumentowanej w badaniu obrazowym, przy czym progresja definiowana jest przez wzrost wielkości guza, zwiększenie wysycenia w obrazie MR, lub ekspansję dalszych części drogi wzrokowej.

Chemioterapia

Chemioterapia to metoda leczenia ogólnoustrojowego, która daje możliwość opóźnienia lub całkowitego uniknięcia wdrożenia terapii o znacznie większej toksyczności w perspektywie długoterminowej (tj. radioterapii i leczenia chirurgicznego), co jest szczególnie istotne u najmłodszych pacjentów. Kryteria progresji choroby pozostają kontrowersyjne, ale większość lekarzy zgadza się, że znaczna progresja guza potwierdzona w badaniu MRI i/lub pogorszenie ostrości wzroku są dopuszczalnymi wskazaniami do włączenia u pacjenta leków cytostatycznych, co więcej – chemioterapia powinna być podstawowym sposobem terapii GNW u dzieci poniżej 3. r.ż. Obecnie najczęściej stosowany schemat postępowania z glejakami o niskim stopniu złośliwości to równoczesne wdrożenie leczenia dwoma lekami: winkrystyną i karboplatyną. Badania pokazują, że w przypadku pacjentów z NF-1, którzy byli poddani równoczesnej terapii tymi lekami, 3-letni wskaźnik przeżycia bez progresji choroby (PFS

– progression-free survival) wynosił 77%, a 5-letni PFS sięgał 69%. Na ogół leczenie jest dobrze tolerowane u większości chorych, aczkolwiek u 40% stwierdzono nadwrażliwość na karboplatynę. Inny schemat chemioterapii składający się z tioguaniny, prokarbazyny, lomustyny (CCNU) i winkrystyny (TPCV) wykazał nieistotny trend w kierunku poprawy przeżycia wolnego od zdarzeń w porównaniu z karboplatyną i winkrystyną u pacjentów z NF-1.

Ponieważ jednak zastosowanie lomustyny i prokarbazyny u pacjentów z chorobą Recklinghausena stwarza ryzyko rozwinięcia się wtórnych białaczek, to wdrożenie schematu leczenia TPCV należy rozważyć jedynie u osób ze sporadycznymi glejakami nerwu wzrokowego. Kolejny schemat leczenia glejaków drogi wzrokowej obejmuje równoczesne zastosowanie cisplatyny i etopozydu. W toku badań oceniono, że zarówno u chorych z NF-1, jak i nieobciążonych 3-letni PFS sięgał 78%.

Połączenie cisplatyny i etopozydu również oceniano w leczeniu glejaków drogi wzrokowej zarówno u pacjentów z NF-1, jak i bez NF-1, z 3-letnim PFS wynoszącym 78%. Schemat ten jednak trzeba stosować ostrożnie, ze względu na ryzyko białaczki wtórnej w przypadku etopoksydu oraz ototoksyczne działanie cisplatyny. W ostatnich latach podjęto próby terapii glejaków opornych na standardowe leczenie, stosując w monoterapii temozolamid, winblastynę i winorelbinę, uzyskując pozytywne wyniki i niską toksyczność, jednakże podawania temozolamidu należy unikać u pacjentów z NF-1, ze względu na zbyt poważne skutki uboczne. Pomimo że chemioterapia nadal pozostaje złotym standardem w leczeniu glejaków nerwu wzrokowego, to niestety poprawa ostrości wzroku u wielu pacjentów jest nieznaczna lub nie występuje. Zaobserwowano, że w mniej niż 15% przypadków uzyskano poprawę widzenia, natomiast u 40% chorych stwierdzono pogorszenie wzroku. U badanych z NF-1 ostrość wzroku pozostawała stabilna lub poprawiła się u 72% pacjentów, a pogorszyła u 28%. Badania pokazują, że izolowane glejaki nerwu wzrokowego są bardziej wrażliwe na chemioterapię niż glejaki innych odcinków drogi wzrokowej. Co więcej, chorzy z izolowanymi glejakami nerwu wzrokowego wydają się mieć lepsze długoterminowe wyniki w zakresie utrzymania funkcji wzrokowych niż pacjenci z chorobą obejmującą odcinki za skrzyżowaniem wzrokowym.

Radioterapia

Leczenie przy użyciu promieniowania jonizującego to metoda od dawna stosowana w terapii glejaków nerwu wzrokowego i chociaż cechuje się wysoką skutecznością, to obecnie jest rzadko stosowana w praktyce klinicznej, ze względu na ciężar działań niepożądanych, jakie wywołuje. W literaturze opisano wiele badań, które wskazują, że pacjenci poddani radioterapii wykazują 10-letni poziom przeżycia na poziomie 80%. Blisko ⅓ pacjentów doświadcza obiektywnej poprawy widzenia, a u połowy stwierdza się oznaki regresji guza, potwierdzone badaniami obrazowymi. Najczęściej stosuje się konwencjonalną radioterapię wiązkami zewnętrznymi z typowymi dawkami od 45 do 60 Gy we frakcjach 1,6–2,0 Gy. Jednakże ryzyko, jakie niesie leczenie – tj. długotrwałe zaburzenia endokrynologiczne, choroby naczyniowe mózgu, pogorszenie widzenia oraz deficyty neuropoznawcze – ogranicza stosowanie radioterapii w leczeniu glejaków n. II. Ponadto chorzy ryzykują dalszą utratę wzroku w wyniku uszkodzenia popromiennego, zespołu moyamoya i choroby okluzyjnej mózgu.

Szczególne wyzwanie stanowi leczenie najmłod-

szych pacjentów. Zastosowanie u nich radioterapii powoduje, że część rozwijającego się mózgu otrzymuje wysokie dawki promieniowania, co przyczynia się do uszkodzenia innych struktur OUN i tym samym pogorszenia jakości życia. Co więcej, u najmłodszych pacjentów istnieje duże ryzyko rozwinięcia się nowotworów wtórnych. Najbardziej narażone na to powikłanie są dzieci obciążone zespołem NF-1. Ta grupa pacjentów ma również znacznie większe ryzyko rozwinięcia się choroby moyamoya. Według badań powikłanie to pojawia się u 3,5% dzieci po napromieniowaniu.

Na szczęście skutki uboczne związane z zastosowaniem radioterapii stwierdza się coraz rzadziej, w dużej mierze dzięki temu, że techniki naświetlania są udoskonalane. W przeciwieństwie do starszych metod związanych z zastosowaniem standardowej radioterapii wiązkami zewnętrznymi – nowe terapie dążą do zminimalizowania dawki promieniowania oraz koncentrują się na nieprawidłowych tkankach, oszczędzając tym samym zdrowe obszary mózgu i struktury endokrynologiczne, takie jak przysadka, szypułka i podwzgórze. Do nowszych metod radioterapii zaliczane są: frakcjonowana radioterapia stereotaktyczna (FSRT – fractionated stereotactic radiotherapy), radioterapia wiązką protonów oraz radiochirurgia stereotaktyczna (nóż Gamma). Wyniki badań pokazują, że po zastosowaniu noża Gamma w leczeniu glejaków, zarówno drogi wzrokowej, jak i podwzgórza, PFS wynosił 83% po 3 latach, a u ponad 80% pacjentów odnotowano stabilizację lub poprawę ostrości wzroku. Radioterapia może być również stosowana w codziennych frakcjach, celem leczenia większych guzów. Combs i wsp., oceniając odległe wyniki zastosowania metody FSRT w leczeniu glejaków drogi wzrokowej, zaobserwowali, że wskaźnik 5-letniego przeżycia wyniósł 90%; co więcej – nie odnotowano pojawienia się nowotworów wtórnych po leczeniu. Ponadto, w porównaniu z konwencjonalnymi technikami, FSRT ma potencjał oszczędzania przysadki w zmianach zajmujących skrzyżowanie wzrokowe. Nowe metody radioterapii, mimo że dają obiecujące wyniki, nadal jednak są stosowane z dużą ostrożnością i przeznaczone zwykle dla starszych dzieci, z chorobą oporną na leczenie innymi metodami.

Podsumowując, leczenie promieniowaniem jonizującym rozważyć należy u pacjentów z istotnymi zaburzeniami widzenia lub objawami neurologicznymi, u których obserwuje się kliniczną lub radiologiczną progresję choroby lub u których nastąpiła progresja po zastosowaniu chemioterapii. Co więcej, uważa się, że u chorych z NF-1 radioterapia jest leczeniem ostatniej szansy i jest zwykle zarezerwowana dla starszych pacjentów (nastolatków), którzy wyczerpali inne opcje chemioterapeutyczne.

Leczenie chirurgiczne

Chociaż leczenie operacyjne jest podstawową metodą terapii glejaków OUN o niskim stopniu złośliwości w innych częściach OUN, to biorąc pod uwagę znaczne ryzyko utraty widzenia, chirurgiczne wycięcie glejaków nerwu wzrokowego należy stosować tylko w wybranych okolicznościach. Operację neurochirurgiczną można rozważyć w przypadku guzów powodujących znaczne upośledzenie widzenia (do ślepoty włącznie) oraz nowotworów naciekających skrzyżowanie wzrokowe, a tym samym stanowiących zagrożenie dla widzenia drugiego oka. Przecięcie nerwu wzrokowego przed jego wejściem do skrzyżowania wzrokowego może skutecznie zapobiec progresji guza w kierunku skrzyżowania i w konsekwencji ochronić drugie oko. Leczenie chirurgiczne należy rozważyć także w przypadkach współistnienia bolesnego wytrzeszczu gałki ocznej, z powikłaniem w postaci owrzodzenia rogówki. Wyniki ostatnich badań sugerują, że marginesy guza przewidywane przedoperacyjnie w wykonanym MRI głowy mogą być niedokładnie i zdarza się, że komórki nowotworowe nadal pozostają obecne za tylną linią cięcia, pomimo resekcji guza. Autorzy badań proponują, by interwencję chirurgiczną rozważyć wcześniej w związku z faktem, że niektóre glejaki znane są ze swojego agresywnego wzrostu.

Terapie molekularne: bewacyzumab

Glejaki nerwu wzrokowego to nowotwory często wysoce unaczynione. Przyczyną nadmiernej neowaskularyzacji jest między innymi nieprawidłowa i nadmierna ekspresja śródbłonkowego naczyniowego czynnika wzrostu (VEGF – vascular endothelial growth factor). Zmniejszenie unaczynienia guzów może prowadzić do zahamowania ich wzrostu. Duże nadzieje pokłada się w nowym leku, jakim jest bewacyzumab, rekombinowane, humanizowane przeciwciało monoklonalne, którego działanie polega na wiązaniu się z czynnikiem VEGF i które z powodzeniem jest stosowane jako czynnik antyangiogenny w mnogich nowotworach złośliwych wieku dziecięcego. Poprzez zahamowanie VEGF ogranicza się zarówno wzrost guza, jak i przepuszczalność naczyń.

Ostatnie badania pokazują, że bewacyzumab może stać się obiecującym sposobem leczenia glejaków nerwu wzrokowego. Dobre efekty uzyskano, stosując go zarówno w monoterapii, jak i w połączeniu z irynotekanem lub innymi tradycyjnymi lekami. Terapia oparta na bewacyzumabie przyniosła szybką poprawę widzenia nawet w 86% przypadków opornych na terapię innymi lekami. Z kolei podczas stosowania terapii skojarzonej bewacyzumabem i irynotekanem osiągnięto 2-letni PFS na poziomie 47,8% u pacjentów z nawracającymi glejakami o niskim stopniu złośliwości. Według niektórych badań monoterapia bewacyzumabem może mieć efekty porównywalne z terapią skojarzoną z innymi lekami, potrzeba jednak dalszych badań, aby potwierdzić słuszność tej tezy. Oczywiście stosowanie bewacyzumabu nie jest wolne od powikłań ogólnoustrojowych, z których najczęstsze to: nadciśnienie, zmęczenie, bóle stawów, krwawienia i białkomocz. Jednak objawy te ustępują najczęściej po zaprzestaniu leczenia. Biorąc pod uwagę dobre wyniki w zakresie utrzymania lub poprawy ostrości wzroku podczas stosowania terapii opartej na bewacyzumabie, wydaje się, że może to być obiecująca opcja terapeutyczna dla pacjentów z chorobą oporną na leczenie. Potrzebne są jednak dalsze prace badawcze, aby stwierdzić, czy wcześniejsze rozpoczęcie terapii tym przeciwciałem doprowadziłoby do poprawy wyników klinicznych.

Podsumowanie

Postępowanie z pacjentami, zwłaszcza w najmłodszych grupach wiekowych, z rozpoznanym glejakiem nerwu wzrokowego stanowi niemałe wyzwanie dla klinicystów. Opieka nad chorymi – nie tylko diagnostyka, ale także późniejsze leczenie i monitorowanie – wymaga pracy zespołowej lekarzy różnych specjalizacji: zarówno okulisty, radiologa, jak i onkologa.

Aktualne wytyczne zalecają obserwację w przypadku glejaków nerwu wzrokowego niepowodujących pogorszenia widzenia, rozpoznanych u pacjentów z chorobą Recklinghausena. W momencie postępującej utraty wzroku lub progresji nowotworu, potwierdzonej w badaniu MRI leczeniem pierwszego rzutu pozostaje z wyboru chemioterapia. Radioterapia, mimo wysokiej skuteczności, traktowana jest jako postępowanie alternatywne, zwłaszcza w guzach opornych na leczenie, ze względu na niekorzystny profil skutków ubocznych. Chirurgiczna biopsja może być czasem pomocna w razie wątpliwości diagnostycznych, jednak operacyjne leczenie glejaków nerwu wzrokowego jest zarezerwowane do bardzo specyficznych przypadków. Obecnie trwają badania ukierunkowane na terapię molekularną (bewacyzumab), których wyniki wydają się obiecujące, wciąż jednak niezbędne są dalsze prace, aby potwierdzić ich skuteczność. Klinicyści powinni być świadomi różnych opcji leczenia, aby opieka mogła być dostosowana do indywidualnych potrzeb pacjenta.

Piśmiennictwo zalecane:

1. Farazdaghi M.K., Katowitz W.R., Avery R.A.: Current treatment of optic nerve gliomas. Curr. Opin. Opthtalmol. 2019; vol. 30: 356-263.

2. Fried I., Tabori U., Tihan T. i wsp.: Optic pathway gliomas: a re- view. CNS Oncol. 2013; 2(2): 143-159.

3. Kański J., Bowling B.: Okulistyka kliniczna. Wyd. 8. Edra Urban & Partner, Wrocław 2017.

4. Liu G.T.: Optic gliomas of the anterior visual pathway. Curr. Opin. Ophtalmol. 2006; vol. 17: 427-431.

5. Nair A.G., Pathak R.S., Iyer V.R. i wsp.: Optic nerve glioma: an update. Int. Ophthalmol. 2014; 34: 999-1005.

6. Rasool N., Odel J.G., Kazim M.: Optic pathway glioma of child- hood. Curr. Opin. Ophthalmol. 2017; vol. 28: 289-295.

COVID-19 – objawy nietypowe i „dziwne”

Lek. Magdalena Grzesiak
Oddział Okulistyki, Wojewódzki Szpital Specjalistyczny im. NMP w Częstochowie
Kierownik: dr n. med. Olga Domańska

Streszczenie

COVID-19 jest chorobą epidemiczną, spowodowaną pojawieniem się w grudniu 2019 r. nowego koronawirusa SARS-CoV-2. Jest to siódmy znany koronawirus, mający pojedynczą nić o dodatniej polaryzacji ssRNA(+). Według WHO symptomy COVID-19 obejmują przede wszystkim: gorączkę, suchy kaszel, ból głowy, utratę węchu, smaku, ból oczu, światłowstręt, a także mniej powszechne objawy, jak drażliwość, zaburzenia snu, ostra niewydolność nerek. Wirus może rozprzestrzeniać się nie tylko drogą kropelkową, ale również poprzez łzy (u chorych z tym objawem wyizolowano cząstki wirusa z łez).

Należy podkreślić, jak ważne są dokładny wywiad z pacjentem, badanie fizykalne oraz zlecenie podstawowych badań, ponieważ najwięcej przypadków COVID-19 jest wykrywanych właśnie ze względu na objawy, które są nietypowe i „dziwne”.

Słowa kluczowe: wirus, objawy choroby, gorączka, zapalenie spojówek, śródbłonek naczyń

Abstract

COVID-19 is an epidemic disease caused by the emergence of a new coronavirus called SARS-CoV-2 in December 2019. It is the seventh known coronavirus, with a positive-sense single-stranded RNA (+ssRNA). According to the WHO, the symptoms of COVID-19 include mainly: fever, dry cough, headaches, loss of smell and taste, eye pain, photophobia and irritability, sleep disorders, acute renal failure.

The virus can spread not only through droplets, but also through tears (virus particles have been isola-ted from the tears in patients with this symptom).

It should be emphasized how important it is to have an accurate patient history, perform physical examination and order basic tests, because most COVID-19 cases are detected precisely because of symptoms that are atypical and „strange”.

Keywords: virus, disease symptoms, fever, conjun-ctivitis, vascular endothelium

COVID-19 to choroba epidemiczna, spowodowana pojawieniem się w grudniu 2019 w prowincji Hubei (wschodnia część Chin) nowego koronawirusa, nazwanego SARS-CoV-2. Jest on siódmym znanym koronawirusem, ma pojedynczą nić o dodatniej polaryzacji ssRNA(+). Wykonano ok. 75 pełnych analiz genomu izolatów wirusa. Genom SARS-CoV-2 posiada 4 białka strukturalne, tj. białko fuzyjne (S), białko płaszcza (E), białko błonowe (M), białko nukleokapsydu (N), które uczestniczy w replikacji wirusa [1].

Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) symptomy COVID-19 obejmują przede wszystkim: gorączkę, suchy kaszel (tzw. kaszel koronawirusowy), zmęczenie, bóle głowy, bóle mięśni i stawów, przekrwienie błony śluzowej nosa, utratę węchu i smaku, ból gardła oraz biegunkę. WHO wymienia również mniej powszechne objawy COVID-19, do których należą [2]:

• drażliwość,

• dezorientacja,

• zmniejszona świadomość,

• niepokój,

• stany depresyjne,

• zaburzenia snu,

• poważniejsze i rzadsze powikłania neurologiczne, takie jak udary, zapalenie mózgu, majaczenie i uszkodzenia nerwów,

• wysypka skórna,

• przebarwienia palców u rąk i stóp,

• uporczywa czkawka,

• ostra niewydolność nerek,

• czerwone lub fioletowe plamy na plecach przypominające odmrożenia.

Różnorodność objawów jest zastanawiająca. Naukowcy zaangażowani w walkę z koronawirusem na podstawie analiz przypadków dowiadują się coraz więcej na temat oddziaływania wirusa na ludzki organizm. Początkowo wydawało się, że koronawirus SARS-CoV-2 atakuje drogi oddechowe, coraz więcej badań pokazuje jednak, że nie pozostaje on bez wpływu na inne narządy i układy.

Wirus może rozprzestrzeniać się nie tylko drogą kropelkową, ale również poprzez łzy (u chorych, u których występowało łzawienie oczu, wyizolowano cząstki wirusa z łez) [3].

Jeśli chodzi o narząd wzroku, najważniejszym i najczęstszym, ale nie jedynym objawem COVID-19 jest ból oczu. Z najnowszych badań wynika, że aż 83% chorych odczuwa objawy okulistyczne w trakcie dwóch tygodni od momentu wystąpienia innych symptomów COVID-19. U 80% osób doświadczających kłopotów z oczami zaburzenia te trwały krócej niż dwa tygodnie, objawy związane z narządem wzroku najczęściej pojawiają się w środkowej fazie trwania infekcji. Badania dotyczące wpływu koronawirusa na narząd wzroku i objawy okulistyczne podczas COVID-19 przeprowadzili naukowcy z Anglia Ruskin University (ARU), a jego wyniki opisano na łamach „BMJ Open Ophthalmology”[4].

Jeśli chodzi o inne objawy, odnotowano również: światłowstręt (jednak wzrost liczby przypadków w porównaniu ze stanem sprzed choroby był niewielki), zapalenie spojówek – przeważnie o charakterze grudkowym, chemozę spojówki gałkowej, łzawienie oczu, a także podwyższone ryzyko zakrzepowo-zatorowe – co skłoniło klinicystów do stosowania odpowiednich leków zapobiegających takim powikłaniom u pacjentów z objawami.

Eksperci z Centrum Widzenia i Banku Tkanek Ocznych w Eversight w stanie Ohio przebadali zwłoki osób zmarłych na COVID-19 i dokonali odkrycia. Koronawirus znajdował się przede wszystkim na rogówce, w zewnętrznej warstwie gałki ocznej, ale znaleziono go również w spojówce oraz w ciele szklistym. Badania mogą być pomocne w przyszłym zapobieganiu zakażania koronawirusem w przypadku przeszczepienia rogówki od zmarłego dawcy [5].

Wirus SARS-CoV-2 wiąże się w komórkach gospodarza z receptorem dla angiotensyny 2. Receptory te są powszechne w wielu organach, a także w śródbłonku, zatem infekcja może odpowiadać za jego systemową dysfunkcję, co z kolei powoduje zaburzenia mikrokrążenia. Dodatkowo, u chorych z ciężkim przebiegiem COVID-19 donosi się o istnieniu burzy cytokinowej, co tłumaczyłoby komponentę zapalną powikłań narządowych [6].

Należy podkreślić, jak ważne są: dokładny wywiad z pacjentem, badanie fizykalne oraz zlecenie podstawowych badań, ponieważ najwięcej przypadków COVID-19 jest wykrywanych właśnie ze względu na objawy nietypowe.

Piśmiennictwo:

Esakandari H., Nabi-Afjadi M., Fakkari-Afjadi J. i wsp.: A comprehensive review of COVID-19 characteristics. Biol. Proced. Online 22: 19.

Grosso A., Calzada J., Randolph J., Sigler E.: Papillophlebitis: a closer look. Retina Today 2017: 32-38.

Insausti-García A., Reche-Sainz J.A., Ruiz-Arranz C. i wsp.: Papillophlebitis in a COVID-19 patient: Inflammation and hypercoagulable state [published online ahead of print, 2020 Jul]. Eur. J. Ophthalmol. 2020; 1120672120947591. doi: 10.1177/1120672120947591.

Pardhan S., Vaughan M., Zhang J. i wsp.: Sore eyes as the most significant ocular symptom experienced by people with COVID-19: a comparison between pre-COVID-19 and during COVID-19 states. BMJ Open Ophthalmol. 2020; 5 (1): e000632. doi: 10.1136/bmjophth-2020-000632.

Seah I., Agrawal R.: Can the coronavirus disease 2019 (COVID-19) affect the eyes? A Review of coronaviruses and ocular implications in humans and animals. Ocul. Immunol. Inflamm. 2020; 28(3): 391-395. doi: 10.1080/09273948.2020.1738501.

Wu P., Duan F., Luo C. i wsp.: Characteristics of ocular findings of patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19) in Hubei province, China. JAMA Ophthalmol. 2020; 138(5): 575-578.

Praca recenzowana

E-mail autorki: meggi.g@wp.pl

Covid 19 cz. 2

Lek. Michał Karaszewski

Wydział Nauk o Zdrowiu Uniwersytetu Medycznego im. Piastów Śląskich we Wrocławiu

Zalecenia Amerykańskiej Akademii Okulistyki (AAO) w zakresie operacji okulistycznych

Wprowadzenie

W numerze 2/2020 Przeglądu Okulistycznego przedstawiliśmy Państwu istotne dla praktyki okulistycznej zalecenia opracowane przez CDC oraz WHO w odpowiedzi na wybuch pandemii COVID-19, opublikowane przez Amerykańską Akademię Okulistyki (AAO – American Academy of Opthalmology). Głównym autorem strony internetowej jest James Chodosh, MD, MPH, przy pomocy Gary’ego N. Hollanda, MD i Stevena Yeha, MD.

W międzyczasie zasoby wzbogacono o specjalne uwagi dotyczące operacji okulistycznych.

Ogólne uwagi i zalecenia

Noszenie maski chirurgicznej przez osobę zakażoną zdecydowanie zmniejsza transmisję wirusów oddechowych, w tym wirusa SARS-CoV-2. Maski chirurgiczne powinny być zakładane u każdego pacjenta przed każdą procedurą okulistyczną, aby zapobiegać bezobjawowej transmisji na chirurga i pozostały personel. W przypadku procedur wielonakładowych, gdy zapotrzebowanie na maski dla pacjentów przekracza ich dostępność, dopuszczalną alternatywę stanowi zakładanie przez pacjentów masek produkcji chałupniczej (ale nie masek z zaworem oddechowym). Miejscowy jodopowidon jest skuteczny wobec koronawirusów i powinien być stosowany do przygotowania chirurgicznego. Można powtarzać jego aplikację, ale nie powinno się stosować jodopowidonu w obecności nacięcia penetrującego, jak podczas operacji wewnątrzgałkowych.

Standardowe chirurgiczne środki ochrony indywidualnej, w tym maska chirurgiczna, w większości przypadków stanowią wystarczające zabezpieczenie chirurga. W miarę możliwości powinno się stosować ochronę oczu. Należy pamiętać, że niekiedy ochrona oczu bywa kłopotliwa lub może utrudniać bezpieczne przeprowadzenie zabiegu. W takich przypadkach ściśle przylegające okulary ochronne mogą umożliwić nieprzerwaną ochronę oczu. Po założeniu lup chirurgicznych lub wziernika pośredniego można założyć sterylną osłonę twarzy. Chirurg może wybrać maskę N95, gdy jest to wyraźnie wskazane ze względu na stan pacjenta, częstość występowania COVID-19 w jego otoczeniu i/lub rodzaj planowanej operacji (patrz poniżej). W wielu przypadkach wybór maski (np. N95 vs maska chirurgiczna) będzie podyktowany protokołami obowiązującymi w danej placówce.

Znaczenie i interpretacja badań u pacjentów przed zabiegami chirurgicznymi

Brak podejrzenia klinicznego COVID-19, brak znanego narażenia, brak charakterystycznych objawów

Rutynowe badanie każdego pacjenta przed operacją pozostaje kontrowersyjne, a poszczególne szpitale i ośrodki operacyjne mają zazwyczaj własne zasady. Dostępność testów, ich praktyczność (czas oczekiwania na wynik) i dokładność – wszystko to wpływa na decyzje dotyczące badania osób bez objawów COVID-19, wymagających operacji okulistycznej. Standardowe chirurgiczne środki ochrony osobistej powinny być wystarczające dla tej populacji, z wyjątkiem poniższych przypadków.

SARS-CoV-2 RT-PCR pozytywny

W przypadku zabiegu planowego lepiej przełożyć go na 6 tygodni po wystąpieniu objawów COVID-19, ponieważ choroba może mieć długotrwały wpływ na funkcjonowanie układu oddechowego. Jeśli zoperowanie pacjenta z pozytywnym wynikiem testu RT-PCR jest konieczne ze względu na ryzyko trwałej utraty wzroku lub utraty życia, ogólny stan zdrowia pacjenta może wpływać na wybór znieczulenia. Chirurg i personel sali operacyjnej powinni nosić maski N95 oraz ochronę oczu lub osłonę twarzy.

SARS-CoV-2 RT PCR negatywny

Jeżeli test został wykonany w ramach rutynowego badania przedoperacyjnego przy braku podejrzenia klinicznego COVID-19, wówczas operacja może być przeprowadzona przy użyciu środków ochrony indywidualnej jak poniżej.

Serologia pozytywna

Przeciwciała przeciwko SARS-CoV-2 pojawiają się na ogół w ciągu pierwszych 1 do 3 dni po zakażeniu. Ujemny wynik testu serologicznego nie wyklucza aktywnego zakażenia. Jeżeli wynik jest IgM dodatni/IgG ujemny, pacjenta należy uznać za aktywnie zakażonego. Jeśli zarówno IgM, jak i IgG są dodatnie, zakażenie jest niedawne i może być nadal aktywne. Jeśli IgM jest ujemne, a IgG dodatnie, pacjent przebył zakażenie w przeszłości. Jednak sam dodatni test IgG nie oznacza, że pacjent nie jest już zaraźliwy ani że jest uodporniony. W tym przypadku wskazany jest test RT-PCR, chyba że od wykonania testu serologicznego upłynął co najmniej miesiąc. Niektóre szpitale mogą wymagać dwóch kolejnych negatywnych wyników testu RT-PCR, aby pacjent mógł zostać uznany za bezpiecznego do operowania. W przypadku pacjentów z dwoma negatywnymi testami RT-PCR lub tych, u których upłynęło więcej niż 6 tygodni od wystąpienia charakterystycznych objawów, powinno wystarczyć standardowe chirurgiczne wyposażenie ochronne.

Zalecenia dotyczące poszczególnych procedur

ZAĆMA

Fakoemulsyfikacja

Nie wiadomo, czy w komorze przedniej może być obecny zakaźny SARS-CoV-2. Procedura fakoemulsyfikacji rozpoczyna się jednak od zastąpienia cieczy wodnistej materiałem wiskoelastycznym, który następnie jest zastępowany przez płyn irygacyjny BSS (balanced salt solution) z końcówki fako. Aerozolizacja prawdopodobnie występuje do pewnego stopnia w ranie po włączeniu ultradźwięków, ale to BSS ulega aerozolizacji, a nie ciecz wodnista. Zgodnie z tą logiką ryzyko rozpylenia wirusa podczas fakoemulsyfikacji powinno być bardzo niskie.

Kapsulotomia laserowa YAG

Nie wiadomo, czy laser YAG jest w stanie rozpuścić film łzowy podczas kapsulotomii, przy założeniu, że wiązka lasera jest odpowiednio skupiona na tylnej torbie. Dlatego rozsądne wydaje się zakropienie oka roztworem 5% jodopowidonu, po znieczuleniu miejscowym i tuż przed wykonaniem zabiegu. Soczewka do kapsulotomii może być dezynfekowana poprzez delikatne czyszczenie mydłem i ciepłą wodą.

ROGÓWKA/CHIRURGIA REFRAKCYJNA

Transplantacja rogówki

Jak dotąd nie ma dowodów na obecność SARS-CoV-2 w cieczy wodnistej ani w ciele szklistym. Transplantacja rogówki nie powinna wiązać się ze zwiększonym ryzykiem dla chirurga. Jednakże fakoemulsyfikacja metodą open-sky i witrektomia przednia nie są wykonywane w systemie zamkniętym i teoretycznie mogą powodować aerozolizację płynów wewnątrzgałkowych. Chociaż każdy wygenerowany aerozol byłby rozcieńczony przez BSS w trakcie irygacji, ryzyko procedur open-sky, generujących aerozol, pozostaje nieokreślone.

Guzy powierzchni oka i rekonstrukcja

Podstawowe ryzyko wystąpienia aerozolizacji podczas operacji powierzchni oczu związane jest ze stosowaniem kauteryzacji.ⁱ

Zabiegi laserowe (LASIK, PRK, SMILE, PTK)

Bezpieczeństwo działania lasera ekscymerowego na powierzchnię oczu przy obecności SARS-CoV-2 w filmie łzowym nie jest znane. Jedno z wcześniejszych badań nad działaniem lasera ekscymerowego na wirus ospy wietrznej i półpaśca (VZV – Varicella zoster virus) w hodowli wykazało, że nie jest możliwe wyhodowanie zakaźnego wirusa z dymu laserowego. Ponadto, współczesne urządzenia ekscymerowe posiadają systemy aspiracyjne z filtrami HEPA. Na ten moment narażenie chirurga jest nieokreślone, ale prawdopodobnie niskie. Lasery femtosekundowe, które dokonują ablacji tkanek śródmiąższowo, powinny stwarzać jeszcze mniejsze ryzyko. Profilaktyka jodopowidonem z następową irygacją za pomocą BSS zalecana jest przed zabiegiem. Wskazane może być uruchomienie wyciągu na kilka sekund przed rozpoczęciem zabiegu laserowego.

Sieciowanie rogówki (cross-linking)

Cross-linking jest stosunkowo długą procedurą, ale światło UV stosowane podczas zabiegu powinno inaktywować wirusa w filmie łzowym.

JASKRA

Filtracyjne zabiegi jaskrowe (trabekulektomia, implantacja zastawki drenującej) oraz minimalnie inwazyjne zabiegi przeciwjaskrowe (MIGS)

Operacje filtracyjne oraz MIGS nie powinny stanowić większego ryzyka dla chirurga. W każdym przypadku należy stosować preparat powidonowo-jodowy. Powinno się ograniczyć do minimum stosowanie kauteryzacji.

Irydotomia laserowa

Ryzyko i zalecenia – analogicznie jak przy YAG-kapsulotomii (patrz powyżej).

Zabiegi cyklofotoablacji

Przed zabiegiem i w trakcie zabiegu można stosować miejscowo jodopowidon.

SIATKÓWKA

Witrektomia pars plana (PPV) i inne zabiegi w odcinku tylnym

Brak jest obecnie dowodów na obecność SARS-CoV-2 w ciele szklistym. Wirus może być neuroinwazyjny, więc teoretycznie mógłby występować wewnątrzgałkowo. Najczęściej jednak PPV jest wykonywana w zamkniętym układzie chirurgicznym z zastawkowymi kaniulami trokarów. Podczas fakoemulsyfikacji cała objętość płynu komorowego zostaje zastąpiona przez wiskoelastyk, co jednak nie ma miejsca podczas PPV. W czasie PPV teoretycznie możliwa jest aerozolizacja płynnego ciała szklistego. Jednak w przypadku zastawkowych systemów kaniuli trokarów można oczekiwać, że wszelkie aerozole zostaną zatrzymane we wnętrzu oka. Powyższe czynniki sugerują, że operacja PPV niesie ze sobą małe ryzyko przeniesienia wirusa na chirurga i personel. Fotokoagulację laserową omówiono poniżej. Należy ograniczyć stosowanie zewnętrznej kauteryzacji i przeprowadzać ją z irygacją w celu rozcieńczenia ewentualnego aerozolu za pomocą BSS. Standardowe chirurgiczne wyposażenie ochronne jest wystarczające.

Iniekcje doszklistkowe

Zakładając, że jodopowidon jest stosowany w ramach przygotowania chirurgicznego, nie ma dodatkowego ryzyka transmisji z powierzchni oka. Można jednak rozważyć zastosowanie maski N95 przez chirurgów, którzy znajdują się bardzo blisko pacjenta podczas wykonywania iniekcji, aby zminimalizować ryzyko potencjalnego rozsiewu z wydychanego przez pacjenta powietrza, wydostającego się spod maski chirurgicznej.

Zabiegi laserem argonowym (PRP)

Przed zabiegiem można zastosować miejscowo jodopowidon. W przypadku długotrwałego zabiegu laseroterapii można rozważyć dodatkowe podanie jodopowidonu po zabiegu, w znieczuleniu miejscowym. Należy zachować ostrożność, biorąc pod uwagę ryzyko wystąpienia epiteliopatii rogówki przy powtórnym zastosowaniu jodopowidonu. Szczególną uwagę należy zwrócić na dezynfekcję narzędzi (np. wgłabiacza twardówki, oftalmoskopu pośredniego, soczewki kondensującej).

PLASTYKA OCZNO-TWARZOWA

Naprawa uszkodzeń kanalikowych, sondowanie przewodu nosowo-łzowego

Dakryocystorhinostomia (DCR)

Rekonstrukcja tkanek powiek/twarzy lub złamań

Guzy oczodołu

Operacje usunięcia gałki ocznej; operacja opadania powieki przez Müllerektomię

Procedury dotyczące błon śluzowych: endoskopia nosa; pobieranie przeszczepów śluzowych z ust i nosa; wypełnianie ust

Tworzenie się aerozoli jest prawdopodobne dla wszystkich tych procedur. O ile pacjent nie będzie przebadany tuż przed zabiegiem, z wynikiem SARS-CoV-2 RT-PCR ujemnym, chirurgowi i personelowi sali operacyjnej zaleca się stosowanie maski N95 i osłony twarzy.

OKULISTYKA DZIECIĘCA

Chirurgia zeza

Główny niepokój w kontekście operacji zeza jest związany z kauteryzacją¹.

Chirurgia przewodu nosowo-łzowego

Ryzyko i zalecenia – jak dla PLASTYKI OCZNO-TWARZOWEJ (patrz powyżej).

Covid 19

Wybrane wytyczne opracowane przez Centra Kontroli i Prewencji Chorób i Światową Organizację Zdrowia

Amerykańska Akademia Okulistyki (AAO – American Academy of Opthalmology) dzieli się ważnymi, specyficznymi dla okulistyki informacjami, dotyczącymi nowego koronawirusa, zwanego koronawirusem 2, powodującego zespół ostrej ciężkiej niewydolności oddechowej (SARS-CoV-2), który był wcześniej znany pod tymczasową nazwą 2019-nCoV. Wysoce zakaźny wirus może powodować ciężką chorobę dróg oddechowych znaną jako COVID-19.

Głównym autorem tej strony jest James Chodosh, MD, MPH, przy pomocy Gary’ego N. Holandii, MD i Stevena Yeh, MD.

Co trzeba wiedzieć

• Liczne doniesienia wskazują, że wirus może powodować zapalenie spojówek i być transmitowany przez kontakt aerozolu ze spojówką.

• Pacjenci, którzy zgłaszają się do okulisty z powodu zapalenia spojówek, mający również gorączkę i objawy oddechowe, w tym kaszel i duszność, i którzy niedawno podróżowali za granicę, szczególnie w obszary o znanych ogniskach epidemii (Chiny, Iran, Włochy, Japonia i Korea Południowa), lub mający w rodzinie osoby, które niedawno wróciły z jednego z tych krajów, mogą stanowić przypadki COVID-19.

• Akademia i urzędnicy federalni zalecają ochronę jamy ustnej, nosa i oczu, podczas opieki nad osobami potencjalnie zakażonymi wirusem SARS-CoV-2.

• Wirus, który powoduje COVID-19, jest z wysokim prawdopodobieństwem wrażliwy na te same środki dezynfekcyjne na bazie alkoholu i wybielaczy, które okuliści powszechnie używają do dezynfekcji narzędzi okulistycznych oraz mebli gabinetowych. Aby zapobiec transmisji SARS-CoV-2, zaleca się stosowanie przed każdym kontaktem z pacjentem i po nim tych samych metod dezynfekcji, które dotychczas stosowano w zapobieganiu gabinetowemu rozprzestrzenianiu się innych patogenów wirusowych.

Najnowsze statystyki

Świat

179 112 przypadków [zaktualizowano 17 marca 2020; źródło: WHO]

• Zgony: 7426

• Liczba krajów, które zgłosiły przypadki zachorowania: 159

Stany Zjednoczone

4226 potwierdzonych i wstępnie pozytywnych przypadków [zaktualizowano 17 marca 2020; źródło: CDC]

• Zgony: 75

• Liczba poszczególnych stanów, które zgłosiły przypadki: 53 (49 stanów, District of Columbia, Puerto Rico, Guam i Wyspy Dziewicze Stanów Zjednoczonych)

W dniu 11 marca rozprzestrzenianie się COVID-19 zostało oficjalnie ogłoszone pandemią przez Światową Organizację Zdrowia (WHO – World Health Organization). Do krajów z udokumentowanym trwającym szerzeniem się lub z utrzymującą się w społeczeństwie transmisją należą: Chiny, Iran, Włochy, Japonia i Korea Południowa. Dwa kraje o największej liczbie przypadków, Chiny i Korea Południowa, wykazywały wielodniowe, nieprzerwane spadki w liczbie nowych zachorowań.

Obecnie przypadki COVID-19 w USA obejmują przypadki zawleczone przez podróżujących, zachorowania wśród osób z bliskiego kontaktu z chorym i przypadki pozaszpitalne, o nieznanym źródle zakażenia. W trzech stanach USA utrzymuje się trwałe rozprzestrzenianie się w społeczności: Nowy Jork (1706), Waszyngton (1076) i Kalifornia (698) [zaktualizowano 17 marca 2020 r. w oparciu o dane pochodzące z mapy interaktywnej Johns Hopkins University COVID-19]. W dniu 13 marca prezydent Stanów Zjednoczonych ogłosił w związku z wybuchem epidemii COVID-19 stan nadzwyczajny na terenie całego kraju.

Tło

SARS-CoV-2 to otoczkowy wirus z jednoniciowym RNA, powodujący COVID-19. Mimo że wirus prawdopodobnie nie przyczynia się do śmierci w takim stopniu jak koronawirus SARS lub MERS, na świecie wystąpiła już znaczna liczba zgonów. Odnotowano liczne przypadki zakażeń na całym świecie, w tym w Stanach Zjednoczonych.

Pacjenci zwykle prezentują objawy choroby układu oddechowego, w tym gorączkę, kaszel i duszność; donoszono również o występowaniu zapalenia spojówek. Do ciężkich powikłań infekcji należy zapalenie płuc. Objawy mogą wystąpić w okresie 2–14 dni po ekspozycji. Opublikowane 10 marca w „Annals of Internal Medicine” badania wykazały, że średni okres inkubacji dla SARS-CoV-2 wynosi 5 do 7 dni. U ponad 97% osób, u których doszło do rozwinięcia się objawów, nastąpiło to w ciągu 11,5 dnia od ekspozycji, co uzasadnia dalsze utrzymanie zaleceń stosowania 14-dniowej kwarantanny.

W tej chwili nie ma szczepionki zapobiegającej zakażeniu ani leków o udowodnionej skuteczności. 5 marca instytut Kaiser Permanente na terenie stanu Waszyngton rozpoczął rekrutację ochotników do testowania eksperymentalnej szczepionki mRNA, chroniącej przed zachorowaniem na COVID-19.

Aktualne rozumienie tego, jak rozprzestrzenia się COVID-19, w dużej mierze opiera się na tym, co już wiadomo na temat innych, podobnych koronawirusów. Uważa się, że wirus przenosi się głównie z osoby na osobę drogą kropelkową – podczas kichnięcia lub kaszlu. Inny możliwy sposób rozprzestrzeniania następuje, kiedy ludzie dotykają przedmiotów lub powierzchni, na których znajduje się wirus pochodzący od zakażonej osoby, a następnie dotykają ust, nosa lub oczu. Wirusowe RNA wykazywano również w próbkach kału pochodzących od zakażonych pacjentów, co zwiększa prawdopodobieństwo transmisji na drodze fekalno-oralnej.

Obecnie urzędnicy federalni próbują ustalić, czy możliwa jest transmisja bezobjawowa. 21 lutego opisano w JAMA przypadek bezobjawowego nosiciela, który prawdopodobnie zakaził 5 członków rodziny, pomimo prawidłowego obrazu tomografii klatki piersiowej (TK). Ponadto Li Wenliang, MD, lekarz okulista, który jako pierwszy bił na alarm w kontekście pojawienia się nowego koronawirusa, powiedział, że został zainfekowany przez bezobjawowego pacjenta jaskrowego. Są to jednak wstępne doniesienia.

W badaniu opublikowanym 10 marca na MedRxIV naukowcy byli w stanie wykryć obecność żywotnego SAR-CoV-2 w aerozolach do 3 godz. po rozpyleniu. Eksperyment przeprowadzono w bębnie Goldberga, który nie ma wentylacji, co może nie odzwierciedlać zachowania się wirusa w warunkach rzeczywistych. Dodatkowo, badania wykazały, że wirus może przetrwać do 24 godz. na powierzchni tektury, do 4 godz. na miedzi i do 2–3 dni na tworzywach sztucznych i stali nierdzewnej. Badanie to nie zostało jeszcze poddane recenzowaniu. Wyniki mogą się zatem zmienić lub dodatkowe informacje mogą zostać zawarte w opublikowanym badaniu. Nie ma zmian w zaleceniach odnośnie do korzystania z masek na podstawie tego badania, ale podkreślono znaczenie mycia rąk i czyszczenia powierzchni oraz materiałów potencjalnie zanieczyszczonych wydzieliną dróg oddechowych pacjentów zakażonych.

Powiązania okulistyczne

Dwa niedawne doniesienia sugerują, że wirus może powodować zapalenie spojówek. Tak więc możliwe jest, że SARS-CoV-2 przenosi się drogą kropelkową przez spojówkę. 

• W badaniu „Journal of Medical Virology”wśród 30 pacjentów hospitalizowanych z powodu COVID-19 w Chinach jeden miał zapalenie spojówek. Tylko u tego pacjenta (u żadnego innego z 29) stwierdzano SARS CoV-2 w wydzielinach ocznych. Sugeruje to, że SARS CoV-2 może zainfekować spojówki i powodować zapalenie spojówek, a cząstki wirusowe są obecne w wydzielinach oka. 

• W większym badaniu opublikowanym w „New England Journal of Medicine”, obejmującym 30 szpitali w Chinach, badacze udokumentowali „przekrwienie spojówek” u 9 z 1099 pacjentów (0,8%) z laboratoryjnie potwierdzonym COVID-19.

Chociaż, jak się wydaje, zapalenie spojówek na podłożu koronawirusa COVID-19 zdarza się rzadko, inne formy zapalenia spojówek są powszechne. Pacjenci często zgłaszają się do poradni okulistycznych lub oddziałów ratunkowych. Zwiększa to prawdopodobieństwo, że okuliści mogą być pierwszymi lekarzami badającymi pacjentów z prawdopodobną infekcją COVID-19.

Z tego powodu zaleca się ochronę ust, nosa (na przykład maską N-95) oraz oczu (np. gogle lub osłona) podczas opieki nad pacjentami potencjalnie zarażonymi COVID-19. Ponadto, zasłony do lampy szczelinowej są przydatne do ochrony zarówno pracowników służby zdrowia, jak i pacjentów przed chorobą układu oddechowego.

Pytania służące do identyfikacji pacjentów z ewentualnego narażenia na SARS-CoV-2

• Czy pacjent ma gorączkę lub objawy ze strony dróg oddechowych?

• Czy chory lub członkowie jego rodziny podróżowali w ostatnim czasie? Czerwone flagi to podróże międzynarodowe do krajów takich jak: Chiny, Iran, Włochy, Japonia i Korea Południowa, a także podróże krajowe do stanów z dużą liczbą pacjentów zakażonych (np. Waszyngton, Kalifornia, Nowy Jork).

Centra Kontroli i Prewencji Chorób (CDC – Centers for Disease Control and Prevention) przynaglają świadczeniodawców opieki zdrowotnej, którzy napotykają pacjentów spełniających te kryteria, aby natychmiast powiadamiali zarówno personel kontroli zakażeń w placówce opieki zdrowotnej, jak i lokalny lub państwowy departament zdrowia w celu dalszego zbadania w kierunku COVID-19.

Zalecane protokoły przy planowaniu lub podczas wizyt pacjentów

• W odpowiedzi na stan wyjątkowy ogłoszony na szczeblu federalnym oraz w wielu stanach dnia 14 marca 2020 r., a także na ostrzeżenie US Surgeon General [odpowiednik Głównego Inspektora Sanitarnego] klinicyści powinni odłożyć te wizyty i zabiegi ambulatoryjne, których terminy mogą być w sposób bezpieczny opóźnione, szczególnie u pacjentów w podeszłym wieku oraz z chorobami współistniejącymi.

• W przypadku telefonicznych przypomnień o wizycie poprosić o przełożenie wizyty, jeśli problem okulistyczny nie jest pilny.

• Jeśli pozwala na to układ pomieszczeń, przed wejściem do poczekalni zapytać przychodzących na wizytę pacjentów, czy mają objawy choroby układu oddechowego oraz czy pacjent lub członek jego rodziny podróżował do obszaru wysokiego ryzyka w ciągu ostatnich 14 dni. W przypadku odpowiedzi twierdzącej na którekolwiek z tych pytań powinno się odesłać pacjenta do domu i zalecić zgłoszenie się do jego lekarza pierwszego kontaktu.

• Utrzymywać pomieszczenie poczekalni w miarę możliwości puste i w jak najrozważniejszy sposób zredukować liczbę wizyt pacjentów najbardziej podatnych na zachorowanie.

• Jeżeli pacjent z rozpoznaną infekcją COVID-19 wymaga pilnej opieki okulistycznej, powinien zostać wysłany do szpitala lub ośrodka przygotowanego do radzenia sobie z COVID-19 i nagłymi przypadkami okulistycznymi, najlepiej w warunkach szpitalnych w warunkach kontroli zakażeń szpitalnych.

• Zalecane jest stosowanie dostępnych na rynku akcesoriów do lampy szczelinowej w postaci barier lub osłon oddechowych, ponieważ mogą one stanowić dodatkowy środek ochrony przed wirusem. Bariery te nie zapobiegają jednak zanieczyszczeniu urządzeń i powierzchni po stronie pacjenta, które mogą następnie zostać dotknięte przez pracowników i innych pacjentów, co może doprowadzić do transmisji. Bariery własnej konstrukcji mogą być trudniejsze do sterylizacji i stanowić źródło kontaminacji. Przede wszystkim, stosowanie bariery nie powinno zastępować starannego oczyszczania sprzętu pomiędzy kolejnymi pacjentami oraz nakłaniania tych pacjentów, którzy kaszlą, kichają lub wykazują objawy grypopodobne, do noszenia maski podczas badania.

• Aby jeszcze bardziej zmniejszyć ryzyko wystąpienia jakiejkolwiek transmisji wirusa, okuliści powinni informować swoich pacjentów, że w trakcie badania przy lampie szczelinowej będą mówić jak najmniej, oraz prosić, żeby również pacjent powstrzymał się od mówienia.

NOWE usługi telemedyczne

Federalna agencja CMS (Centers for Medicare & Medicaid Services) i Departament Zdrowia i Opieki Społecznej Stanów Zjednoczonych (HHS – Department of Health and Human Services) wyraziły zgodę na rozszerzone wykorzystanie usług telezdrowia w czasie kryzysu zdrowia publicznego COVID-19. Zgodnie z CMS ma to zastosowanie niezależnie od obecności objawów COVID-19 u pacjentów. Istnieją trzy możliwości świadczenia usług telezdrowia i innych, opartych na technologiach telekomunikacyjnych: usługi telefoniczne, konsultacja internetowa lub telemedyczne badanie lekarskie. Pełne i aktualne informacje można znaleźć na stronie Akademii: Coding for Phone Calls, Internet and Telehealth Consultations.

Nowe przejściowe wytyczne dla triage'u pacjentów okulistycznych

* Standardowe (uniwersalne) środki ostrożności: minimalne środki ostrożności zapobiegające infekcji, które mają zastosowanie do wszystkich rodzajów opieki nad pacjentem, bez względu na stan podejrzenia lub potwierdzenia zakażenia u pacjenta, w każdym otoczeniu opieki zdrowotnej (np. higiena rąk, tzw. etykieta kaszlu, stosowanie środków ochrony osobistej, czyszczenie i dezynfekcja powierzchni). Zobacz: CDC: Zabezpieczenia standardowe.

^† Obecnie występują krajowe i międzynarodowe niedobory sprzętu ochrony osobistej (PPE – personal protective equipment), co również nakazuje rozwagę. Nadmierne używanie PPE może wyczerpać zapasy krytycznego sprzętu niezbędnego w przyszłości dla pacjentów z COVID-19, kiedy epidemia się rozszerzy. Korzystanie z PPE należy rozważyć instytucjonalnie i indywidualnie dla każdego przypadku; powszechne użycie wobec każdego pacjenta nie jest właściwe.

‡ Transmisyjne środki ostrożności: Drugi poziom podstawowej kontroli zakażeń, stosuje się dodatkowo do Standardowych środków ostrożności u pacjentów z chorobami mogącymi przenosić się drogą kontaktową, kropelkową lub powietrzną, wymagającymi szczególnych środków ostrożności ze względu na okoliczności danego przypadku. Transmisyjne środki ostrożności są wymagane w przypadku podejrzenia COVID-19. Zob. CDC: Środki ostrożności związane z transmisją.

Wytyczne dla przychodni i chirurgii planowej

W odpowiedzi na stan zagrożenia narodowego ogłoszony na poziomie federalnym, szczególnie gdy COVID-19 postępuje w danej społeczności, okuliści powinni poważnie rozważyć zarówno intensywność planowania przyjęć w poradni, jak i kwestię planowych zabiegów, szczególnie u pacjentów w podeszłym wieku i u osób z chorobami współistniejącymi.

Centra Kontroli i Prewencji Chorób ogłosiły plany łagodzące, w tym zalecenia dotyczące odwoływania lub ograniczania procedur z wyboru w placówkach opieki zdrowotnej, dla następujących społeczności: Santa Clara w Kalifornii; New Rochelle, Nowy Jork; Florida; Massachusetts; Seattle, Waszyngton.

Poradnie ambulatoryjne

Poczekalnie w poradniach często nie spełniają wymogów wytycznych określających dystans społeczny, ze względu na liczbę pacjentów i personelu w pomieszczeniach zamkniętych. Placówki okulistyczne powinny przebudować schematy badania pacjentów, tak by uwolnić pomieszczenia poczekalni i rozważyć rozwiązania alternatywne, takie jak zachęcanie pacjentów, aby czekali w innych miejscach (np. w swoich samochodach lub na zewnątrz). Personel poradni może korzystać z połączeń telefonicznych lub innych rozwiązań, aby powiadamiać pacjentów, kiedy są proszeni do gabinetu.

NOWE Planowe zabiegi chirurgiczne

Amerykańska Akademia Okulistyki popiera zalecenie Amerykańskiego Kolegium Chirurgów (ACS – American College of Surgeons) w zakresie minimalizacji, odkładania lub odwoływania operacji planowych, uznając, że czas może być różny, w zależności od wskazania chorobowego. Ponadto okoliczności różnią się dla szpitali, szpitalnych oddziałów chirurgii ambulatoryjnej, samodzielnych Ambulatoryjnych Ośrodków Chirurgicznych (ASC – Ambulatory Surgical Center) i procedur gabinetowych. Wszyscy okuliści powinni być gotowi, aby dostosować swoje moce chirurgiczne do warunków podyktowanych sytuacją lokalną. Nawet pozaszpitalne procedury związane z ASC mogą narazić innych pacjentów i pracowników służby zdrowia na zakażenie wirusem od bezobjawowych pacjentów, czy nawet lekarzy. Również planowe zabiegi chirurgiczne wyczerpują ograniczone zasoby środków ochrony indywidualnej, w tym nie tylko masek i osłon twarzy.

Z wyjątkiem szczególnych okoliczności w odniesieniu do pacjenta lub lekarza Akademia zaleca odroczenie wszystkich planowych operacji co najmniej do 6 kwietnia, z zastrzeżeniem możliwości przedłużania tego okresu w zależności od sytuacji zdrowia publicznego. Zalecenie to jest spójne z zaleceniami ACS, US Surgeon General i wielu innych organizacji. Jak wspomniano powyżej, pierwszorzędowe cele to zmniejszenie ryzyka transmisji choroby oraz pomoc w zachowaniu ograniczonych zasobów. Interpretacja słowa „planowe” należy do okulisty, ale ogólnie rzecz ujmując, powinno się tutaj rozumieć wszystkie procedury, które mogą być przełożone o 2 miesiące bez istotnego ryzyka dla wzroku pacjenta, funkcjonowania materialnego lub ogólnego stanu zdrowia.

Zalecenia dotyczące czyszczenia i dezynfekcji

Pomieszczenia i narzędzia powinny zostać dokładnie zdezynfekowane po każdym pacjencie. Podczas czyszczenia i dezynfekcji powierzchni używać rękawiczek jednorazowych. Lampy szczelinowe, w tym pokrętła i osłony oddechowe, należy zdezynfekować, szczególnie w miejscach, gdzie pacjenci umieszczają swoje ręce i twarz. Obecne zalecenia CDC dot. środków odkażających dedykowane COVID-19 obejmują:

• rozcieńczony gospodarczy środek wybielający (5 łyżek wybielacza na galon wody);

• roztwory alkoholowe, ze stężeniem alkoholu co najmniej 70%;

• powszechnie dostępne gospodarcze środki dezynfekujące zarejestrowane w Agencji Ochrony Środowiskowej (EPA– Environmental Protection Agency) obecnie zalecane do stosowania przeciwko SARS-CoV-2 obejmują produkty marki Clorox (np. chusteczki dezynfekujące, multi-surface cleaner + bleach, clean up cleaner + bleach), produkty marki Lysol (np. profesjonalny sprej dezynfekujący, clean and freshmulti-surface cleaner, środek disinfectant max cover mist), profesjonalne chusteczki dezynfekujące powierzchnie marki Purell, i inne. EPA udostępnia pełną listę produktów antybakteryjnych uważanych za skuteczne wobec COVID-19 – na podstawie danych dla podobnych wirusów.

NOWE Czyszczenie końcówki tonometru

Wirus wywołujący COVID-19 jest wirusem otoczkowym, w przeciwieństwie do adenowirusa, dużo bardziej odpornego na alkohol. Jeżeli końcówka tonometru jest poddana czyszczeniu roztworem alkoholu i pozostawiona do wyschnięcia na powietrzu w gabinecie, roztwory 70% alkoholu powinny być skuteczne w dezynfekcji końcówek pryzmatycznych z SARS-CoV-2. 
Alkohol nie jest jednak skuteczny w sterylizacji końcówek z adenowirusów. 
Należy używać jednorazowych końcówek tonometru, jeśli są dostępne. Czyszczenie końcówek rozcieńczonym wybielaczem to bezpieczna i dopuszczalna praktyka.

Zasoby

WHO

• Portal koronawirusa

• Pulpit sytuacyjny

CDC

• Choroba koronawirusowa 2019 (COVID-19)

• Ogólne informacje dla pracowników służby zdrowia

• Ocena i zgłaszanie osób objętych dochodzeniem

• Materiały dla szpitali i pracowników służby zdrowia przygotowujących się do pacjentów z podejrzeniem lub potwierdzeniem COVID-19

Przydatne artykuły

• EyeNet Extra: COVID-19 and Ophthalmology.

• EyeWiki: Coronavirus (COVID-19) [in progress].

• Stepping up infection control measures in ophthalmology during the novel coronavirus outbreak: an experience from Hong Kong.

• Priorities for the US Health Community Responding to COVID-19.

• Air, Surface Environmental, and Personal Protective Equipment Contamination by Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) From a Symptomatic Patient.

• Evaluation of coronavirus in tears and conjunctival secretions of patients with SARS‐CoV‐2 infection.

• The Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Outbreak in China – Summary of a China CDC Report.

• First Case of 2019 Novel Coronavirus in the United States.

• Clinical Characteristics of Coronavirus Disease 2019 in China.

• A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019.

• Early epidemiological analysis of the coronavirus disease 2019 outbreak based on crowdsourced data: a population-level observational study.
  

Jeśli masz praktyczne kliniczne doświadczenia, aby podzielić się informacjami na temat wybuchu COVID-19, wyślij wiadomość e-mail na adres onefeedback@aao.org. Redaktorzy witryny sprawdzą i opublikują elementy, które mogą przynieść korzyść dla społeczności. 

James Chodosh, MD, MPH, jest profesorem okulistyki Davida G. Cogana na Wydziale Okulistycznym Harvard Medical School, członkiem programu doktoranckiego Harvarda z zakresu wirusologii oraz ekspertem od rogówki i chorób zewnętrznych.

Gary N. Holland, MD, jest „profesorem chorób zapalnych oczu Jacka H. Skirballa, dyrektorem Ocular Inflammatory Disease Center oraz członkiem wydziału rogówki / chorób zewnętrznych i zapalenia błony naczyniowej oka w Jules Stein Eye Institute, David Geffen School of Medicine na UCLA.

Dr Steven Yeh jest profesorem nadzwyczajnym okulistyki M. Louise Simpson, członkiem wydziału zapalenia błony naczyniowej oka i operacji witreoretinalnych w Emory Eye Center oraz pracownikiem naukowym Emory Global Health Institute.

Źródło: Alert: Important coronavirus updates for ophthalmologists - American Academy of Ophthalmology: https://www.aao.org/headline/alert-important-coronavirus-context 

Przeciwwskazania okulistyczne do wybranych badań i terapii medycznych

Lek. Med. Anita Brona

Klinika Okulistyki  Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego we Wrocławiu

Spirometria

Spirometria jest badaniem szeroko dostępnym i coraz częściej stosowanym. Pomaga w wykryciu, monitorowaniu i ocenie leczenia chorób układu oddechowego. W codziennej praktyce okulista spotyka się z pytaniami lekarzy rodzinnych i pulmonologów o ocenę przeciwwskazań okulistycznych do przeprowadzenia spirometrii.

Wśród okulistycznych przeciwwskazań do spirometrii znajdują się: ostre odwarstwienie siatkówki oraz niedawna operacja okulistyczna. Tym, czego należy się obawiać w trakcie spirometrii, jest podwyższenie ciśnienia wewnątrzgałkowego (IOP – intraocular pressure), które spowodowałoby uszkodzenie w obrębie ran pooperacyjnych, naczyń czy nerwu wzrokowego. Teoretycznym mechanizmem wzrostu ciśnienia wewnątrzgałkowego jest zmniejszenie powrotu żylnego [1]. Przeprowadzone badanie nad zmianą IOP w trakcie podnoszenia ciężarów sugeruje, że u pacjentów podczas podobnych manewrów oddechowych w trakcie spirometrii może dochodzić do klinicznie istotnych zwyżek w IOP [2].

Nie ma wystarczających danych ani badań naukowych jednoznacznie postulujących, jak długo po danej operacji okulistycznej powinno się wstrzymać od wykonania spirometrii. Większość zaleceń opiera się na opiniach eksperckich. Według wytycznych Canadian Thoracic Association (CTA) z 2013 r. eksperci sugerują, by odczekać 3–6 tyg. od operacji oka. W zaleceniach przedstawionych przez  Amerykańskie Towarzystwo Chorób Klatki Piersiowej (ATS – American Thoracic Society) oraz Europejskie Towarzystwo Oddechowe (ERS – European Respiratory Society) na liście przeciwwskazań jest operacja okulistyczna w ciągu ostatniego tygodnia [3]. Hiszpańskie Towarzystwo Pulmonologii i Torakochirurgii (SEPAR – Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica) sugeruje za to odczekać: 2 tygodnie – w przypadku okuloplastyki, 2 miesiące – witrektomii lub zabiegu przeciwjaskrowego, 3 miesiące – operacji odcinka przedniego (zaćmy lub keratotomii) [4].

Zalecenia SEPAR mają swoje źródło w niezwykle ciekawym badaniu z 1995 r. na temat nurkowania po operacjach okulistycznych (Tab. 1). Jest prawdopodobne, że zmiany ciśnienia zachodzące w trakcie zanurzania (ciśnienie pozytywne) i wynurzania (ciśnienie negatywne) powodują naciski na tkanki oka, przewyższające siły w trakcie spirometrii. Wspomniane badanie i określone w nim wytyczne bezpiecznej przerwy po operacjach do czasu nurkowania mogą być wskazówką przy określaniu czasu wstrzymania się od spirometrii. Pamiętać trzeba jednak, że dane te pochodzą sprzed 35 lat – aktualne techniki operacyjne zmieniły się i są często znacznie mniej inwazyjne [1, 5].

Tab. 1. Czas rekonwalescencji po operacji zalecany przed nurkowaniem. [Na podst. Butler F.K.: Diving and hyperbaric ophthalmology, 1995]

Podobnie, niektóre podręczniki postulują nawet sześciomiesięczny okres przeciwwskazania do spirometrii po operacjach przedniego odcinka oka [6, 7]. Jako kolejną wskazówkę w określaniu bezpieczeństwa spirometrii po operacji można brać pod uwagę teoretyczny czas gojenia po danym zabiegu; dane te są ogólnie dostępne. Teoretycznego czasu gojenia nie powinno się jednak traktować jako sztywnej zasady, gdyż proces ten zachodzi w tempie indywidualnym, ze znaczną zmiennością osobniczą [1, 4]. Artykuł w „British Medical Journal” z 2011 r. pt. Aktualizacja przeciwwskazań do testów czynnościowych płuc podsumowuje, że biorąc pod uwagę czas gojenia pooperacyjnego w większości małych zabiegów, takich jak operacje oczu, 3 do 6 tygodni przerwy od zabiegu powinny wystarczyć [1].

Spirometria jest ogólnie uznana za badanie stosunkowo bezpieczne, z niewielką liczbą powikłań. W ocenie przeciwwskazań należy uwzględnić ewentualną korzyść płynącą z wykonania badania w stosunku do jego ryzyka. Zaleca się odchodzenia od sztywno wytyczonych przeciwwskazań absolutnych [4, 7].

Terapia chlorochiną/hydroksychlorochiną

Chlorochina i hydroksychlorochina (HCQ i CQ) są lekami wykorzystywanymi w terapii malarii, tocznia układowego, reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS) oraz innych chorób autoimmunologicznych. Niestety, mogą wywołać retinopatię toksyczną doprowadzającą do utraty widzenia centralnego.

W świetle ostatnich danych, które ukazały, że retinopatia wywołana tymi lekami jest częstsza, niż uprzednio myślano, niezależne brytyjskie Królewskie Kolegium Lekarzy Okulistów (RCOphth – Royal College of Ophthalmologists) wprowadziło nowe rekomendacje co do monitorowania terapii. W długoterminowym stosowaniu ryzyko retinopatii wydaje się wynosić ok. 7,5%; w zależności od dawki i czasu może osiągać 20–50% po 20 latach terapii [8, 9].

Retinopatia wywołana HCQ i CQ manifestuje się najpierw jako uszkodzenie fotoreceptorów, a następnie degeneracja nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE – retinal pigment epithelium). Typowy obraz to obustronny objaw „bawolego oka” widoczny na dnie oka i centralna utrata widzenia. Jest to pierścieniowata depigmentacja (atrofia RPE) okołodołkowa z zaoszczędzeniem centrum plamki. Zazwyczaj zmiany lokalizują się okołodołkowo, jednak u pacjentów pochodzenia azjatyckiego zauważono częstsze występowanie zmian również poza plamką, na obwodzie. W początkowych stadiach ostrość widzenia jest dobra; pacjent może zgłaszać mroczki paracentralne. Z czasem retinopatia staje się bardziej rozległa, sięga dołka; pogarsza się ostrość widzenia. Retinopatia wywołana omawianymi lekami jest nieodwracalna, a degeneracja może powiększać się nawet po odstawieniu preparatu. Jednakże w przypadku wczesnego wykrycia retinopatii, jeszcze przed degeneracją RPE, progresja po zaprzestania zażywania leku jest zazwyczaj nieznaczna, a zagrożenie dla plamki niewielkie. Leczenie chlorochiną może także wywołać odkładanie się złogów w rogówce. Keratopatia ta jednak nie koreluje ze zmianami na dnie oka i zwykle mija samoistnie lub po zaprzestaniu terapii [10–12].

Badania przesiewowe mają na celu wykrycie toksyczności na wczesnym etapie; należy zwrócić uwagę, że pierwszy graniczny wynik badań nie powinien być przesłanką do zaprzestania terapii, która jest wartościowa dla pacjenta. Należy pamiętać, że często alternatywne dla HCQ terapie chorób autoimmunologicznych mają liczne powikłania ogólnoustrojowe [8, 11].

W rekomendacjach RCOphth dotyczących monitorowania pacjentów leczonych HCQ i CQ zaleca się, by każdy pacjent na początku terapii, idealnie w przeciągu pierwszego półrocza, miał wykonane początkowe badanie dna oka oraz spektralną optyczną koherentną tomografię (SD-OCT – spectral domain optical coherence tomography), a w przypadku wyników badań sugerujących makulopatię zaleca się dołączenie badania pola widzenia 10-2 Humphrey.

Badania kontrolne zaleca się wykonywać co rok po 5 latach stosowania HCQ oraz raz na rok już po roku stosowania CQ. W przypadku istniejących dodatkowych czynników ryzyka toksyczności tych leków należy rozpocząć badania kontrolne coroczne wcześniej, po wizycie wyjściowej lub przed upływem 5 lat. Według RCOphth do czynników ryzyka należą: stosowanie równoległe tamoksyfenu, upośledzona czynność nerek, dawka > 5 mg/kg m.c./d.

W rekomendacjach Amerykańskiej Akademii Okulistyki (AAO – American Academy of Ophthalmology) wśród czynników ryzyka znajduje się także retinopatia. W skład corocznych badań przesiewowych wchodzą: 10-2 Humphrey pole widzenia, SD-OCT oraz autofluorescencja dna oka (FAF –fundus autofluorescence), jeśli są dostępne. Pacjenci z nieprawidłowym FAF, ale normalnym polem widzenia 10-2 powinni wykonać badanie pola widzenia 30-2 innego dnia. U osób z ubytkami w polu widzenia zgodnymi z retinopatią HCQ (badanie powinno być powtarzalne), ale bez dowodów na strukturalne ubytki w SD-OCT lub FAF należy rozważyć badanie elektroretinografii multifokalnej (mfERG – multifocal electroretinography). Leczenie należy kontynuować w tym przypadku do wyników mfERG [8].

W przypadku pojedynczego nieprawidłowego wyniku badania obrazowego siatkówki (SD-OCT, FAF), jednak przy prawidłowym polu widzenia (w tym polu widzenia 30-2, jeśli ma zastosowanie), pacjenci powinni wrócić do schematu corocznych kontroli. Zapobiega to niepotrzebnemu wstrzymaniu terapii CQ/HQC [8].

Możliwą toksyczność – stwierdza się, gdy wynik jednego typu badania jest nieprawidłowy, a reszta prawidłowa. Definitywną toksyczność – stwierdza się, gdy dwa wyniki badań (1 badania subiektywnego i 1 badania obiektywnego) wykazują nieprawidłowości [8].

Rekomendacje AAO z 2016 r. zalecają SD-OCT i pole widzenia jako przesiewowe badania podstawowe. Do badań uzupełniających według AAO należą: FAF, mfERG. Poza przypadkiem zaawansowanych i oczywistych zmian nieprawidłowe badanie subiektywne powinno być potwierdzone przynajmniej jednym badaniem obiektywnym, podobnie jak w rekomendacjach RCOphth. Jako niezalecane wśród badań przesiewowych są: samo badanie dna oka, tomografia koherentna z domeną czasową (TD-OCT –time domain. optical coherence tomography), test Amslera, badanie widzenia kolorów, pełnopolowa ERG, elektrookulografia (EOG), autofluorescencja (AF) – te badania wykryją jedynie bardzo już zaawansowane stadia choroby [10, 11].

W sytuacji aktualnej pandemii Covid-19 i przygotowań na świecie do szerokiego użycia chlorochiny i hydroksychlorochiny w terapii zakażeń z ciężkim przebiegiem można spodziewać się w przyszłości wzrostu liczby pacjentów, którzy przyjmowali przez krótki czas duże dawki tych leków.

Punkcja lędźwiowa

Punkcja lędźwiowa może dostarczyć ważnych diagnostycznie informacji w przypadku neurologicznych chorób infekcyjnych i nieinfekcyjnych. Należy jednak zachować szczególną ostrożność w przypadku pacjentów z podejrzeniem zwiększonego ciśnienia wewnątrzczaszkowego. Wgłobienie mózgu jest najpoważniejszym możliwym powikłaniem, które może doprowadzić do utraty świadomości, zapaści sercowo-naczyniowej i zgonu.

Lekarz chcący wykonać punkcję lędźwiową może poprosić okulistę o badanie dna oka u pacjenta w celu oceny tarczy nerwu wzrokowego. O zwiększonym ciśnieniu wewnątrzczaszkowym może świadczyć obrzęk tarczy nerwu wzrokowego. Warto zaznaczyć, że nie każdy przypadek zwiększonego ciśnienia śródczaszkowego jest przeciwwskazaniem do punkcji lędźwiowej. Dzieje się tak w przypadku rzekomego guza mózgu (inaczej zespołu wzmożonego ciśnienia śródczaszkowego) – w tej jednostce chorobowej nakłucie lędźwiowe ma wręcz charakter terapeutyczny [13, 14].

Piśmiennictwo:

1. Copper B.G.: An update on contraindications for lung function testing. Thorax BMJ 2011.

2. Vieira G.M., Oliveira H.B., de Andrade T.D. i wsp.: Intraocular pressure variation during weight lifting. Arch. Ophthalmol. 2006: 124, 125.

3. Graham B.L., Steenbruggen I., Miller M.R. i wsp.: Standardization of Spirometry 2019 Update. An Official American Thoracic Society and European Respiratory Society Technical Statement, ATS Journal 2019.

4. SEPAR, ALAT, AIACT, Archivos de Bronconeumologia, Normativa SEPAR 2013; Vol. 49, 9: 388-401.

5. Butler F.K.: Diving and hyperbaric ophthalmology. Surv. Ophthalmol. 1995.

6. Armas R., Gajewski P.: Medicina Interna Basada en la Evidencia Compendio. Wyd. 3. 2019/2020. https://empendium.com/manualmibe/chapter/B34.V.25.4.1

7. Boros P.: Podręcznik badań czynnościowych płuc. https://www.mp.pl/spirometria/spirometria/182045,wskazania-i-przeciwwskazania-do-spirometrii-,1

8. The Royal College of Ophthalmologists, Clinical Guidelines, Hydroxychloroquine and chloroquine retinopathy: recommendations on monitoring. Jan. 2020.

https://www.rcophth.ac.uk/wp-content/uploads/2020/02/HCR-Recommendations-on-Monitoring.pdf

9. Melles R.B., Marmor M.F.: The risk of toxic retinopathy in patients on long-term hydroxychloroquine therapy. JAMA Ophthalmology 2014; 132(12): 1453-60.

10. Marmor M.F., Carr R.E., Easterbrook M. i wsp.: Recommendations on screening for chloroquine and hydroxychloroquine retinopathy. Rev. 2016: 1386-94.

https://www.mp.pl/okulistyka/przeglad-badan/przeglad_pismiennictwa/152336,zalecenia-dotyczace-badan-przesiewowych-w-kierunku-retinopatii-wywolanej-stosowaniem-chlorochiny-i-hydroksychlorochiny

11. American Academy of Ophthalmology: Recommendations on Screening for Chloroquine and Hydroxychloroquine Retinopathy 2016.

https://www.aao.org/clinical-statement/revised-recommendations-on-screening-chloroquine-h

12. Skrzypiec I., Wierzbowska J.: Retinopatia wywołana chlorochiną lub hydroksychlorochiną.

https://www.mp.pl/lekarzwojskowy/artykul/1128

13. Weingessel B., Sacu S., Richter-Müksch S., Schmidt-Erfurth U.: The usefulness of optic disc examination by the ophthalmologist before lumbar puncture. https://www.researchgate.net/publication/246159869_The_usefulness_of_optic_disc_examination_by_the_ophthalmologist_before_lumbar_puncture, 2016

14. Matthew J., Thurtell M., Wall M.: Idiopathic intracranial hypertension (pseudotumor cerebri): recognition, treatment, and ongoing management.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3554852/

PEŁZAKOWE ZAPALENIE ROGÓWKI