Correlation of the SD-OCT staging system for glaucoma severity with intraocular and systemic endothelin-1 concentration and ocular blood flow impairment measured by OCT-angiography
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2025
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Zusammenfassung
Introduction:
This dissertation aimed to investigate the correlation between optical coherence tomography angiography (OCT-A) parameters, specifically vessel density (VD) in the optic nerve head (ONH) and foveal regions of glaucoma patients with the levels of the potent vasoconstrictor endothelin 1 (ET-1) and its precursor big ET-1 in both plasma and aqueous humour (AqH). Furthermore, the compatibility of OCT-A parameters with the optical coherence tomography (OCT) glaucoma staging system (OCT-GSS), previously validated only for OCT measurements, was explored.
Materials and Methods:
This prospective monocenter study included adult patients undergoing elective cataract or glaucoma surgery. Intraoperatively gathered AqH and plasma were collected from glaucoma patients and control patients. Glaucoma diagnosis was confirmed or excluded through medical history, intraocular pressure assessment, fundoscopy and spectral domain (SD) OCT imaging. Exclusion criteria encompassed low-quality imaging, systemic disease, vasoactive medication usage, as well as previous ophthalmologic surgery, except posterior chamber lens implantation, laser trabeculoplasty or laser iridotomy more than six months ago. ET-1 and big ET-1 levels were quantified using Enzyme-Linked-Immunosorbent-Assay (ELISA) and multiplex immunoassays, respectively. Protein levels were determined using the Bradford protein assay. Descriptive statistics were applied for dataset exploration, followed by linear correlation analysis. A multivariable regression analysis was subsequently conducted with appropriate variables.
Results:
Significantly elevated levels of ET-1 in both plasma and AqH were observed in glaucoma patients compared to the control group. Significant correlations were identified between plasma ET-1 levels and various OCT-A VD parameters in the ONH and foveal regions. No correlations were found for Big ET-1 levels. The OCT-GSS exhibited significant correlations with several OCT-A VD parameters, including the VD of the entire ONH and the VD of the entire macula superficial vascular plexus (SVP).
Discussion:
The detected correlations between plasma ET-1 levels and OCT-A parameters suggest a potential novel diagnostic criterion for early detection and assessment of glaucomatous damage, potentially surpassing the capabilities of SD-OCT. The findings support the theory of a systemic pathology in primary open-angle glaucoma (POAG), rather than the concept of a local disease. The correlation of OCT-A parameters with the OCT-GSS suggests that integrating OCT-A analysis into this staging system could potentially enable enhanced early detection and greater sensitivity.
Beschreibung
Einleitung:
Diese Dissertation hatte zum Ziel, die Korrelation zwischen den Parametern der optischen Kohärenztomographie-Angiographie (OCT-A), insbesondere der Gefäßdichte (VD) im Bereich des Sehnervenkopfs (ONH) und der Fovea bei Glaukom-Patienten zu untersuchen, sowie die Konzentrationen des potenten Vasokonstriktors Endothelin 1 (ET-1) und seines Vorläufers Big ET-1 sowohl im Plasma als auch in der Kammerflüssigkeit (AqH). Darüber hinaus wurde die Kompatibilität der OCT-A-Parameter mit dem Glaukom-Stadiensystem der optischen Kohärenztomographie (OCT-GSS), das bisher nur für OCT-Messungen validiert wurde, erforscht.
Material und Methoden:
In diese prospektive monozentrische Studie wurden erwachsene Patienten aufgenommen, die sich einer elektiven Katarakt- oder Glaukom-Operation
unterzogen. Intraoperativ wurden AqH und Plasma von Glaukom-Patienten und Kontrollpatienten abgenommen. Die Glaukom-Diagnose wurde durch die Anamnese, die Bewertung des Augeninnendrucks, die Fundoskopie und die spectral-domain (SD) OCT-Bildgebung bestätigt oder ausgeschlossen. Die Ausschlusskriterien umfassten Bildgebung von niedriger Qualität, systemische Erkrankungen, Verwendung vasoaktiver Medikamente sowie frühere
ophthalmologische Eingriffe, mit Ausnahme der Implantation einer Hinterkammerlinse, Lasertrabekuloplastie oder Laseriridotomie, die vor mehr als sechs Monaten durchgeführt wurden. ET-1- und Big ET-1-Spiegel wurden mittels Enzyme-Linked-Immunosorbent-Assay (ELISA) bzw. Multiplex-Immunassays
quantifiziert, während die Proteinspiegel mittels des Bradford-Proteinassays bestimmt wurden. Zur Datenerkundung wurden deskriptive Statistiken angewendet,
gefolgt von einer linearen Korrelationsanalyse. Schließlich wurde eine multivariable Regressionsanalyse mit geeigneten Variablen durchgeführt.
Ergebnisse:
Signifikant erhöhte ET-1-Spiegel sowohl im Plasma als auch in AqH wurden bei Glaukom-Patienten im Vergleich zur Kontrollgruppe beobachtet. Signifikante Korrelationen wurden zwischen den Plasma-ET-1-Spiegeln und verschiedenen OCT-A-VD-Parametern im ONH- und Fovea-Bereich identifiziert. Keine Korrelationen konnten für die Big ET-1-Spiegel gefunden werden. Das OCT-GSS zeigte signifikante Korrelationen mit verschiedenen OCT-A-VD-Parametern, einschließlich der VD des gesamten ONH und der VD des gesamten oberflächlichen vaskulären Plexus der Makula (SVP).
Diskussion:
Die festgestellten Zusammenhänge zwischen den Plasma-ET-1-Spiegeln und den OCT-A-Parametern deuten auf ein potenziell neues diagnostisches Kriterium für die Früherkennung und Bewertung glaukomatöser Schäden hin, welches möglicherweise über die Möglichkeiten von SD-OCT hinausgeht. Die Befunde stützen die Hypothese einer systemischen Pathologie beim primären Offenwinkelglaukom (POAG), anstatt der Theorie einer lokalen Erkrankung. Die Korrelation der OCT-A-Parameter mit dem OCT-GSS legt nahe, dass die OCT-A-Analyse möglicherweise in dieses Stadiensystem integriert werden kann, was unter Umständen eine verbesserte Früherkennung und höhere Sensitivität ermöglichen würde.
Schlagwörter
Glaucoma, POAG, OCT, OCT-A, OCT-GSS, ET-1, Primary open-angle glaucoma, Optical coherence tomography, Optical coherence tomography angiography, Optical coherence tomography glaucoma staging system, Normal tension glaucoma, NTG, Endothelin, Endothelin-1
Zitierform
Institut/Klinik
Klinik für Augenheilkunde