Quantification of Early and Intermediate Age-related Macular Degeneration Using OCT "en face" Presentation

Klin Monbl Augenheilkd. 2021 Jan 29. doi: 10.1055/a-1327-3633. Online ahead of print.
[Article in English, German]

Abstract

Background: Early and intermediate age-related macular degeneration (AMD) results in drusen deposits under the retinal pigment epithelium (RPE). These early stages of AMD exhibit different risks of progressing to late AMD. To date, early AMD has been classified and quantified by fundus photography. This does not appear to be sensitive enough for clinical trials studying the impact on drusen. SD-OCT with two-dimensional rendering of the segmented slices analysed allows for en face imaging of the drusen. The present trial studied the potential of quantifying early and intermediate AMD by en-face optical coherence tomography (OCT).

Material and methods: Thirty-one eyes of 29 patients in different stages of early and intermediate AMD were studied. To this end, fundus photographs (Kowa VX-10i, Kowa, Tokyo, Japan) and en-face OCT images (RTVue XR Avanti, Optovue, Inc., Fremont, CA, USA) were taken. First, different segmentation levels (6 µm underneath the RPE, on the RPE, 6 µm and 9 µm above the RPE) and different layer thicknesses (5 µm, 10 µm, 20 µm and 30 µm) were analysed to determine the best segmentation for visualising drusen. Drusen were marked manually and their number and surface area calculated. This analysis was then compared with the standardised drusen analyses on fundus photography. Additional changes in early and intermediate AMD such as pigment epithelial detachments (PEDs) and subretinal drusenoid deposits (SDD) as well as small atrophies were also documented and compared.

Outcomes: The best segmentation for delineating the drusen on the en-face OCT images was found to be a segmentation 6 µm underneath the RPE with a slice thickness of 20 µm. Comparison of drusen quantification on en-face OCT images with the standardised drusen analysis on fundus photography revealed particularly good similarity. Other changes in early and intermediate AMD, such as PEDs, SDD and small atrophies, were easier to assess on the en-face OCT images.

Conclusions: The analysis and quantification of drusen from en-face OCT images with 20 µm segmentation at 6 µm underneath the RPE allows differentiated quantification of various drusen characteristics. Moreover, other changes in early and intermediate AMD can also be analysed. In future observational and clinical trials, this could help quantify drusen.

Hintergrund: Bei der frühen und intermediären altersabhängigen Makuladegeneration (AMD) kommt es zu Ablagerungen unterhalb des retinalen Pigmentepithels (RPE) in Form von Drusen. Diese frühen Stadien der AMD beinhalten ein unterschiedliches Risiko zur Entwicklung einer späten AMD. Bisher erfolgte die Klassifizierung und Quantifizierung der frühen AMD anhand von Fundusfotos. Für klinische Studien, welche die Beeinflussung von Drusen überprüfen, erscheint dies zu wenig sensitiv. Das SD-OCT mit flächiger Darstellung segmentierter Analyseschichten ermöglicht eine En-face-Darstellung der Drusen. In der vorliegenden Studie wurden die Möglichkeiten einer Quantifizierung der frühen und intermediären AMD mit dem Verfahren des En-face-OCT untersucht.

Material und methoden: Es wurden 31 Augen von 29 Patienten mit früher und intermediärer AMD untersucht. Hierzu wurden Fundusfotos (Kowa VX-10i, Kowa, Tokyo, Japan) und En-face-OCT-Aufnahmen (RTVue XR Avanti, Optovue, Inc., Freemont, CA, USA) erstellt. Zunächst wurden verschiedene Schnittebenen (6 µm unterhalb des RPE, auf dem RPE, 6 µm und 9 µm oberhalb des RPE) und unterschiedlichen Schichtdicken (5, 10, 20 und 30 µm) analysiert, um die beste Segmentierung zur Darstellung der Drusen zu bestimmen. Die Drusen wurden manuell markiert und die Anzahl und Fläche berechnet. Diese Analyse wurde mit den standardisierten Drusenanalysen auf Fundusfotos verglichen. Zusätzliche Veränderungen einer frühen und intermediären AMD wie Pigmentepithelabhebungen (PEDs) und Subretinal drusenoid Deposits (SDD) sowie kleine Atrophien wurden ebenso dokumentiert und verglichen.

Ergebnisse: Als beste Segmentierung zur Abgrenzung der Drusen auf den En-face-OCT-Aufnahmen konnte eine Segmentierung 6 µm unterhalb RPE mit einer Schnittdicke von 20 µm gefunden werden. Der Vergleich der Drusenquantifizierung auf En-face-OCT-Aufnahmen mit der standardisierten Drusenanalyse auf Fundusfotos zeigte eine sehr gute Vergleichbarkeit. Andere Veränderungen der frühen und intermediären AMD, wie PEDs, SDD und kleine Atrophien, waren auf den En-face-OCT-Aufnahmen besser beurteilbar.

Schlussfolgerung: Die Analyse und Quantifizierung von Drusen auf En-face-OCT-Aufnahmen mit einer 20-µm-Segmentierung 6 µm unterhalb des RPE ermöglicht eine differenzierte Quantifizierbarkeit verschiedener Drusencharakteristika. Zudem können auch weitere Veränderungen der frühen und intermediären AMD analysiert werden. Dies könnte in zukünftigen Beobachtungs- und Behandlungsstudien zur Quantifizierung von Drusen eingesetzt werden.