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Bibliographic Metadata

Title
Intensity and polarization-sensitive optical coherence tomography features in acquired retinal diseases / submitted by Philipp K. Roberts
Additional Titles
Intensitäts- und polarisations-sensitive optische Kohärenztomographie zur Bildgebung bei erworbenen Netzhauterkrankungen
AuthorRoberts, Philipp
Thesis advisorRoberts, Philipp
Published2018
Description87 Blatt : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Dissertation, 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionApril 2018
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)Optische Kohärenztomographie / Polarisations-sensitive optische Kohärenztomographie / Chorioretinopathia centralis serosa / Altersbedingte Makuladegeneration
Keywords (EN)Optical coherence tomography / Polarization-sensitive optical coherence tomography / Central serous chorioretinopathy / Age-related macular degeneration
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-17427 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
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Intensity and polarization-sensitive optical coherence tomography features in acquired retinal diseases [17.86 mb]
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Reference
Classification
Abstract (German)

Die optische Kohärenztomographie (OCT) wurde 1991 erstmals beschrieben und hat bereits kurz darauf die retinale Bildgebung in der Ophthalmologie revolutioniert. Hochauflösende drei-dimensionale Bildgebung des hinteren Augenabschnittes mit einer Auflösung im Mikrometerbereich ermöglicht die Diagnose subklinischer Veränderungen der Netzhaut und angrenzender Gewebe.

Die polarisations-sensitive optische Kohärenztomographie (PS-OCT), eine funktionelle Erweiterung der konventionellen OCT, bietet dem Untersucher zusätzliche Information über unterschiedliche Gewebe. Neben der Lichtintensität (wie bei Standard OCT Bildgebung), wird bei PS-OCT auch die Polarisation des reflektierten Lichtstrahls gemessen, was eine bessere Differenzierung unterschiedlicher okulärer Strukturen ermöglicht.

In dieser Arbeit werden drei Originalartikel vorgestellt, welche den klinischen Nutzen der PS- OCT bei unterschiedlichen erworbenen Netzhauterkrankungen demonstrieren. In diesen vorgestellten Studien haben wir Patienten mit Chorioretinopathia centralis serosa (CCS), Patienten mit früher bzw. intermediärer altersbedingter Makuladegeneration (AMD) sowie Patienten mit ausgebrannter choroidaler Neovaskularisation (CNV) und subretinaler Fibrose untersucht. Die depolarisierenden Eigenschaften von Melaningranula wurden ausgenutzt, um das retinale Pigmentepithel (RPE) zu segmentieren und Krankheits-assoziierte Veränderungen zu detektieren. Außerdem konnten wir mittels PS-OCT subretinale Fibrose aufgrund der doppelbrechenden Eigenschaften automatisch segmentieren und die Fläche quantifizieren.

Die Ergebnisse der hier vorgestellten Studien zeigen, dass in Augen mit CCS ein Verschluss des Leckage-Areals im RPE gleichzeitig mit Resorption der subretinalen Flüssigkeit nur bei einer Minderheit der betroffenen Augen vorkommt. Bei früher und intermediärer AMD konnten wir mittels PS-OCT zeigen, dass bestimmte RPE Veränderungen einer Konversion zur neovasulären AMD vorangehen. Zuletzt konnten wir mithilfe eines PS-OCT Systems mit integriertem eye-tracker die automatische Segmentierung von subretinaler Fibrose demonstrieren.

Zusammenfassend zeigt die vorliegende Doktorarbeit, dass mithilfe der PS-OCT Netzhautstrukturen basierend auf gewebe-spezifischem Kontrast unterschieden werden können. Diese, auf Polarisation des reflektierten Lichtstrahls basierende Information kann für die individuelle Prognostik und follow-up von Patienten mit erworbenen Netzhauterkrankungen sowie für Therapieentscheidungen von großem Nutzen sein.

Abstract (English)

Optical coherence tomography (OCT), first described in 1991 and introduced in the field of ophthalmology shortly thereafter, has revolutionized retinal diagnostics. High-definition three- dimensional imaging of the ocular fundus with a close-to-microscopic image resolution allows detection of subclinical anatomic changes of the retina and adjacent structures. Polarization-sensitive OCT (PS-OCT), a functional extension of conventional OCT imaging, provides additional information on tissue composition. In contrast to standard intensity based purely morphological OCT imaging, PS-OCT in addition renders information about the polarization state of the reflected probing light beam. This allows better differentiation of specific ocular structures based on intrinsic tissue-specific contrast.

Presented in this doctoral thesis are three original articles, demonstrating the clinical application of PS-OCT in different types of acquired retinal diseases. In these studies we included patients with central serous chorioretinopathy (CSC), early and intermediate age- related macular degeneration (AMD) or end stage choroidal neovascularization (CNV) with disciform scarring and subretinal fibrosis, respectively.

We took advantage of the depolarizing features of melanin granules to specifically segment the retinal pigment epithelium (RPE) and detect typical disease-associated pathological features. Furthermore, we used PS-OCT to automatically detect and segment fibrous tissue based on its birefringent properties.

The results of the presented studies showed that in CSC closure of the leakage site in the RPE layer occurs only in a minority of patients with resolution of fluid. In early and intermediate AMD we showed by PS-OCT imaging that RPE changes are preceding the conversion to neovascular AMD. Lastly, using a PS-OCT system with an integrated eye tracker, we demonstrated automated segmentation of subretinal fibrosis in advanced AMD.

In conclusion, the work presented in this doctoral thesis illustrates the potential of PS-OCT imaging to specifically segment retinal substructures based on inherent tissue-specific contrast. The additional information retrieved by polarization-sensitive imaging may be of great value for personalized prognostics and follow-up of patients with acquired retinal diseases and may also guide treatment decisions.

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