Αξιολόγηση ογκομετρικών μεθόδων για τον οφθαλμικό κόγχο

Abstract

Purpose: Orbital volume measurements comprise an essential clinical tool for managing several morbidities of the orbital area. In the presented work, wein vestigate methods that can provide precise measurements of the orbital volumeand its contents (eye globe, extraocular muscles, optic nerve). Furthermore, clinical evaluation of these calculations is provided by examination of patients affected with orbital disease. Methods: We tested manual, semi-automated and fully automated methods for their validity and repeatability in orbital, eyeball, muscle and nerve volumetry. Methods were applied in computed tomography and magnetic resonance imaging series. Estimations were expanded in patients with high myopia and hyperopia where there is significant imbalance between eyeball position and orbital volume. Moreover, patients affected by thyroid eye disease underwent volume measurements with a view to evaluate extraocular muscle volume and disease status. Results: Methods of manual planimetry and semi-automated stereology were selected for further analysis regarding their validity. An algorithmic approach of volume measurements for the orbit and its contents was set. In the clinical part of this work, the effective orbital volume was measured in patients with high myopia and clinical correlations between volumes and anthropometric variables were examined. In patients affected by thyroid eye disease, 3D muscle volumetry was performed and results were compared to standard 2D evaluation of muscle diameter for estimating disease status. Conclusions: The human orbit is prone to several pathologies including inflammatory disease, tumors, congenital mal formations and fractures of its walls. Alterations in orbital volume can affect the harmonious anatomy between the fine structures of the orbit and may manifest with symptoms such as exophthalmos, enophthalmos and diplopia. Precise measurement of the orbital volume is of utmost importance for performing orbital surgery, as vulnerable vessels and nerves can be damaged during surgical approach. In daily practice, orbital volume measurement is often underestimated due to the laborious and time consuming methods. Objective approaches are often used instead which may lead to in accurate results. By applying the systemic approach along with the presented algorithms we can achieve meaningful results and minimize the required time for calculations.

Σκοπός: Η ποσοτικοποίηση του όγκου του κόγχου αλλά και των περιεχόμενων δομών του κόγχου είναι ένα απαραίτητο εργαλείο, για την διαχείριση πολλών παθολογικών καταστάσεων που επηρεάζουν την περιοχή. Στη παρούσα εργασία εξετάζονται οι μέθοδοι μέσω των οποίων μπορούν να πραγματοποιηθούν έγκυρες μετρήσεις στον οφθαλμικό κόγχο και στις εσωτερικές δομές του. Στη συνέχεια γίνεται κλινική συνεκτίμηση των ποσοτικών αποτελεσμάτων σε ασθενείς που εμφανίζουν συμπτωματολογία λόγω μορφολογικών αλλαγών στο κόγχο. Μέθοδοι: Μελετήθηκαν χειροκίνητες, ημι-αυτοματοποιημένες αλλά και πλήρως αυτοματοποιημένες μέθοδοι ως προς την αξιοπιστία και την επαναληψιμότητα τους για τη ποσοτικοποίηση του όγκου του κόγχου, του οφθαλμικού βολβού, των εξοφθάλμιων μυών και του οπτικού νεύρου. Οι μέθοδοι εφαρμόστηκαν σε ακολουθίες από υπολογιστική τομογραφία και απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού. Στη συνέχεια οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε ασθενείς με υψηλή μυωπία αλλά και υπερμετρωπία στους οποίους παρατηρείται διαταραχή στη θέση του βολβού εντός του κόγχου όπως επίσης και στο μετρούμενο ζωτικό χώρο του κόγχου. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σε ασθενείς με θυρεοειδική οφθαλμοπάθεια με έμφαση στην ογκομέτρηση των διογκωμένων εξοφθάλμιων μυών. Αποτελέσματα: Οι μέθοδοι της πλανιμετρίας και της στερεολογίας ήταν αυτές που επιλέχθηκαν για την περαιτέρω ανάλυση ως προς την αξιοπιστία των μετρήσεων. Θεσπίστηκαν αλγόριθμοι προσέγγισης για την ποσοτικοποίηση του όγκου του κόγχου και των δομών του. Οι μέθοδοι εφαρμόστηκαν με επιτυχία τόσο σε ζωικά μοντέλα όσο και σε ανθρώπους. Στο κλινικό μέρος της εργασίας, ποσοτικοποιήθηκε ο ζωτικός χώρος του κόγχου σε ασθενείς με υψηλή μυωπία και πραγματοποιήθηκαν συσχετίσεις με μετρήσεις του αξονικού μήκους του βολβού και ανθρωπομετρικών στοιχείων όπως η σωματοδομή και η περίμετρος κεφαλής. Σε ασθενείς προσβεβλημένους από θυρεοειδική οφθαλμοπάθεια πραγματοποιήθηκε τρισδιάστατη ογκομέτρηση των μυών και συγκρίθηκε με την δισδιάστατη απεικόνιση των εξοφθάλμιων μυών για την εκτίμηση της βαρύτητας της νόσου. Συμπεράσματα: Ο οφθαλμικός κόγχος επηρεάζεται φλεγμονώδεις παθήσεις, όγκους, συγγενείς δυσπλασίες και κατάγματα των τοιχωμάτων του. Αλλαγές στον όγκο της κογχικής κοιλότητας θα διαταράξουν την αρμονική σχέση μεταξύ των δομών και θα οδηγήσουν σε συμπτωματολογία όπως εξόφθαλμος, ενόφθαλμος και διπλωπία. Η ακριβής ογκομέτρηση της κογχικής κοιλότητας είναι ύψιστης σημασίας για την χειρουργική του κόγχου, ώστε να οριοθετηθούν περιοχές ασφαλούς προσπέλασης προεγχειρητικά με ελαχιστοποίηση του κινδύνου τραυματισμού. Στην σημερινή κλινική πρακτική, πολλές φορές η αξία της ογκομέτρησης υποτιμάται, ενώ λόγω των χρονοβόρων διαδικασιών συχνά υποκαθίσταται από υποκειμενικές και συχνά ανακριβείς προσεγγίσεις. Με τους αλγόριθμους προσέγγισης και την συστηματική μεθοδολογία που παρουσιάστηκε επιτυγχάνονται ικανοποιητικά αποτελέσματα με παράλληλη ελαχιστοποίηση του χρόνου μέτρησης.