Possibilities of modern diagnostic techniques and comp data processing using «FemtoScan» programs for revea weak thermal injuries in cells of the retinal pigment epithelium

Purpose. To assess possibilities and resolution capacity of modern diagnostic techniques with computer image processing using «FemtoScan» programs for identifying weak thermal injuries in the retinal pigment epithelium (RPE). Materials and methods. For determining the threshold of RPE thermal injury, several applications were put using selective micropulse mode of IQ 577 laser (IRIDEX). Digital photo registration in the reflected infrared light, autofluorescent (AF) assessment, fluorescent angiography were made. To evaluate the results, the researchers analyzed retina zones after various exposures, counted the number of visible laser applications, determined RPE damage thresholds with different surface energy density (ED), compared background levels in the tested and control zones. To enhance the contrast and visualization efficiency, the subtraction and image processing technique using «FemtoScan» computer program was used. Results. Thermal damage to RPE was registered starting from ED 1270 mJ/cm² (1 pulse, 2 W, 50 ^s, 100 ^m) at short-wave AF with the background subtraction after image processing by «FemtoScan» program. Several pulses in the package increase ED with higher probability for visualization. «FemtoScan» technique increases the probability of visualization of the weakest areas of laser exposure by two folds. Conclusion. Short-wave autofluorescence (488 nm) is the most sensitive diagnostic technique for detecting the impact of selective micropulse mode at RPE. Damage to RPE is seen in transparent optical media and medium pigmentation degree starting from ED 1270 mJ/cm².

микроимпульсное селективное лазерное воздействие, «Фемтоскан», пигментный эпителий сетчатки, micropulse selective laser treatment, «FemtoScan», retinal pigment epithelium

1. Володин П.Л., Желтое Г.И., Иванова Е.В., Соломин В.А. Калибровка параметров микроимпульсного режима лазера IRIDEX IQ 577 с помощью компьютерного моделирования и методов диагностики глазного дна // Современные технологии в офтальмологии. - 2017. - № 1. - С. 52-54.

2. Володин П.Л., Иванова Е.В., Соломин В.А., Письменская В.А., Хрисанфова Е.С. Первый опыт применения селективного микроимпульсного лазерного воздействия (577 нм) с индивидуальным подбором параметров у пациентов с острой центральной серозной хориоретинопатией // Практическая медицина. - 2017. - Т. 2. - № 9 (110). - С. 55-59.

3. Желтов Г.И., Глазков В.Н., Иванова Е.В. Селективное действие лазерных импульсов на ретинальный пигментный эпителий. Физические основы // ARS-MEDICA. - 2012. - № 3 (58). -С. 78-85.

4. Иванова Е.В. Влияние лазерного лечения на структурно-функциональные нарушения центральной зоны сетчатки, выявленные после микроинвазивной эндовитреальной хирургии отслойки сетчатки: Дис.. канд. мед. наук. - М., 2010. - 153 с.

5. Качалина Г.Ф., Желтов Г.И., Иванова Е.В. Оптимизация режимов лазера IRIS Medical IQ 577 для избирательного воздействия на пигментный эпителий сетчатки // Офтальмология. Восточная Европа. - 2015. - № 4 (27). - С. 69-77.

6. Качалина Г.Ф., Желтов Г.И., Иванова Е.В. Современные подходы применения микроимпульсного режима при лечении заболеваний центральной зоны сетчатки // Таврический медико-биологический вестник. - 2012. - Т. 15. - № 3-3. -С. 225-227.

7. Тахчиди Х.П., Качалина Г.Ф., Желтов Г.И., Иванова Е.В. Новая технология восстановления зрительных функций, основанная на избирательном воздействии коротких импульсов лазерного излучения на пигментный эпителий сетчатки // Офтальмология в Беларуси. - 2010. - № 4 (07). - С. 79-83.

8. Тахчиди Х.П., Качалина Г.Ф., Желтов Г.И., Касмынина Т.А., Горшков И.М., Иванова Е.В. Эффективность новой лазерной технологии микроимпульсного воздействия в лечении структурно-функциональных нарушений после эндовитреальной хирургии отслойки сетчатки // Офтальмохирургия. - 2010. -№ 2. - С. 35-41.

9. Хайман Х., Кельнер У., Ферстер М. Атлас по ангиографии глазного дна // М.: МЕДпрессинформ, 2008. - 192 с.

10. Framme C., Schüle G., Brinkmann R. et al. Fundus autofluorescence after selective RPE laser treatment // Ophthalmology. - 2002. -Vol. 99. - № 11. - P. 854-860.

11. Ivanova E.V, Volodin P.L., Zheltov G.I. New technique of treatment acute central serous chorioretinopathy based on selective influence of short laser pulses on retinal pigment epithelium // European Journal of Ophthalmology. - 2017. - Vol. 27. - Issue 2. - Mar-Apr 2017. - P. 67e.

12. Roider J., Hillenkamp F., Flotte T.J., Birngruber R. Microphotocoagulation: selective effects of repetitive short laser pulses // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. - 1993. - Vol. 90. - P. 8643-8647.

13. Schuele G., Rumohr M., Huettmann G., Brinkmann R. RPE damage thresholds and mechanisms for laser exposure in the microsecond-to-millisecond time regimen // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2005. - Vol. 46. - № 2. - P. 714-719.

14. Yung M., Klufas M.A., David S. Clinical applications of fundus autofluorescence in retinal disease // International Journal of Retina and Vitreous. - 2016. - Vol. 2. - № 12. - P. 1-25.