Published June 24, 2019 | Version v1
Publication Open

Controlling for Artifacts in Widefield Optical Coherence Tomography Angiography Measurements of Non-Perfusion Area

Creators

  • 1. Massachusetts Institute of Technology
  • 2. Tufts Medical Center
  • 3. National Nuclear Energy Commission

Description

Abstract The recent clinical adoption of optical coherence tomography (OCT) angiography (OCTA) has enabled non-invasive, volumetric visualization of ocular vasculature at micron-scale resolutions. Initially limited to 3 mm × 3 mm and 6 mm × 6 mm fields-of-view (FOV), commercial OCTA systems now offer 12 mm × 12 mm, or larger, imaging fields. While larger FOVs promise a more complete visualization of retinal disease, they also introduce new challenges to the accurate and reliable interpretation of OCTA data. In particular, because of vignetting, wide-field imaging increases occurrence of low-OCT-signal artifacts, which leads to thresholding and/or segmentation artifacts, complicating OCTA analysis. This study presents theoretical and case-based descriptions of the causes and effects of low-OCT-signal artifacts. Through these descriptions, we demonstrate that OCTA data interpretation can be ambiguous if performed without consulting corresponding OCT data. Furthermore, using wide-field non-perfusion analysis in diabetic retinopathy as a model widefield OCTA usage-case, we show how qualitative and quantitative analysis can be confounded by low-OCT-signal artifacts. Based on these results, we suggest methods and best-practices for preventing and managing low-OCT-signal artifacts, thereby reducing errors in OCTA quantitative analysis of non-perfusion and improving reproducibility. These methods promise to be especially important for longitudinal studies detecting progression and response to therapy.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة لقد مكن الاعتماد السريري الأخير للتصوير المقطعي البصري (OCT) للتصوير الوعائي (OCTA) من التصور الحجمي غير الجراحي للأوعية الدموية للعين بدقة ميكرون. تقتصر في البداية على 3 مم × 3 مم و 6 مم × 6 مم من مجالات الرؤية (FOV)، أنظمة الثماني التجارية تقدم الآن 12 مم × 12 مم، أو أكبر، مجالات التصوير. في حين أن فوفس أكبر تعد بتصور أكثر اكتمالا لأمراض الشبكية، فإنها تقدم أيضا تحديات جديدة للتفسير الدقيق والموثوق للبيانات الثماني. على وجه الخصوص، بسبب التظليل، يزيد التصوير واسع المجال من حدوث القطع الأثرية منخفضة إشارة OCT، مما يؤدي إلى قطع أثرية عتبة و/أو تجزئة، مما يعقد تحليل الثماني. تقدم هذه الدراسة وصفًا نظريًا وقائمًا على الحالة لأسباب وآثار القطع الأثرية منخفضة الإشارة. من خلال هذه الأوصاف، نثبت أن تفسير البيانات الثماني يمكن أن يكون غامضًا إذا تم إجراؤه دون الرجوع إلى بيانات أكتوبر المقابلة. علاوة على ذلك، باستخدام تحليل عدم التروية واسع المجال في اعتلال الشبكية السكري كحالة استخدام نموذجية واسعة النطاق ثماني المجال، نوضح كيف يمكن الخلط بين التحليل النوعي والكمي من خلال القطع الأثرية ذات الإشارة المنخفضة OCT. بناءً على هذه النتائج، نقترح طرقًا وأفضل الممارسات لمنع وإدارة القطع الأثرية ذات الإشارات المنخفضة، وبالتالي تقليل الأخطاء في التحليل الكمي الثماني لعدم التروية وتحسين قابلية التكاثر. تعد هذه الطرق بأهمية خاصة للدراسات الطولية التي تكشف عن التقدم والاستجابة للعلاج.

Translated Description (French)

Résumé L'adoption clinique récente de la tomographie par cohérence optique (OCT), l'angiographie (OCTA), a permis une visualisation non invasive et volumétrique du système vasculaire oculaire à des résolutions à l'échelle du micron. Initialement limités à des champs de vision (FOV) de 3 mm × 3 mm et 6 mm × 6 mm, les systèmes commerciaux OCTA offrent désormais des champs d'imagerie de 12 mm × 12 mm ou plus. Alors que les champs de vision plus importants promettent une visualisation plus complète de la maladie rétinienne, ils introduisent également de nouveaux défis pour l'interprétation précise et fiable des données OCTA. En particulier, en raison du vignettage, l'imagerie à grand champ augmente l'occurrence d'artefacts à faible signal OCT, ce qui conduit à des artefacts de seuillage et/ou de segmentation, compliquant l'analyse OCTA. Cette étude présente des descriptions théoriques et basées sur des cas des causes et des effets des artefacts à faible signal OCT. Grâce à ces descriptions, nous démontrons que l'interprétation des données OCTA peut être ambiguë si elle est effectuée sans consulter les données OCT correspondantes. De plus, en utilisant l'analyse de non-perfusion à large champ dans la rétinopathie diabétique comme cas d'utilisation de l'OCTA à large champ, nous montrons comment l'analyse qualitative et quantitative peut être confondue par des artefacts à faible signal d'oct. Sur la base de ces résultats, nous suggérons des méthodes et des meilleures pratiques pour prévenir et gérer les artefacts à faible signal OCT, réduisant ainsi les erreurs dans l'analyse quantitative OCTA de la non-perfusion et améliorant la reproductibilité. Ces méthodes promettent d'être particulièrement importantes pour les études longitudinales détectant la progression et la réponse au traitement.

Translated Description (Spanish)

Resumen La reciente adopción clínica de la angiografía por tomografía de coherencia óptica (OCT) (OCTA) ha permitido la visualización volumétrica no invasiva de la vasculatura ocular a resoluciones de escala micrométrica. Inicialmente limitados a campos de visión (FOV) de 3 mm × 3 mm y 6 mm × 6 mm, los sistemas OCTA comerciales ahora ofrecen campos de imagen de 12 mm × 12 mm o más grandes. Si bien los FOV más grandes prometen una visualización más completa de la enfermedad de la retina, también presentan nuevos desafíos para la interpretación precisa y confiable de los datos de OCTA. En particular, debido al viñeteado, las imágenes de campo amplio aumentan la aparición de artefactos de baja señal de OCT, lo que conduce a artefactos de umbral y/o segmentación, lo que complica el análisis de OCTA. Este estudio presenta descripciones teóricas y basadas en casos de las causas y efectos de los artefactos de baja señal de OCT. A través de estas descripciones, demostramos que la interpretación de los datos OCTA puede ser ambigua si se realiza sin consultar los datos OCT correspondientes. Además, utilizando el análisis de no perfusión de campo amplio en la retinopatía diabética como un caso de uso de OCTA de campo amplio modelo, mostramos cómo el análisis cualitativo y cuantitativo puede ser confundido por artefactos de baja señal de OCT. Con base en estos resultados, sugerimos métodos y mejores prácticas para prevenir y manejar artefactos de baja señal de OCT, reduciendo así los errores en el análisis cuantitativo OCTA de no perfusión y mejorando la reproducibilidad. Estos métodos prometen ser especialmente importantes para los estudios longitudinales que detectan la progresión y la respuesta a la terapia.

Files

s41598-019-43958-1.pdf.pdf

Files (3.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b426afe3381e63b2c32b3a7039871d6c
3.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحكم في القطع الأثرية في التصوير المقطعي التماسك البصري واسع النطاق قياسات منطقة عدم التروية
Translated title (French)
Contrôle des artefacts dans la tomographie par cohérence optique à large champ Mesures angiographiques de la zone de non perfusion
Translated title (Spanish)
Control de artefactos en mediciones de angiografía de tomografía de coherencia óptica de campo amplio de área sin perfusión

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2956091993
DOI
10.1038/s41598-019-43958-1

Is supplement to
https://openalex.org/W2757822657 (Other)
https://openalex.org/W2734979192 (Other)
https://openalex.org/W2376880006 (Other)
https://openalex.org/W2351567070 (Other)
https://openalex.org/W2085396506 (Other)
https://openalex.org/W2026080627 (Other)
https://openalex.org/W2000169377 (Other)
https://openalex.org/W1998561111 (Other)
https://openalex.org/W1686365911 (Other)
https://openalex.org/W1672565304 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1627947970
  • https://openalex.org/W1933504035
  • https://openalex.org/W1998337039
  • https://openalex.org/W2025616410
  • https://openalex.org/W2025813170
  • https://openalex.org/W2027718081
  • https://openalex.org/W2061916370
  • https://openalex.org/W2065539232
  • https://openalex.org/W2075602714
  • https://openalex.org/W2084235723
  • https://openalex.org/W2085933963
  • https://openalex.org/W2159413816
  • https://openalex.org/W2162626930
  • https://openalex.org/W2277325960
  • https://openalex.org/W2317136217
  • https://openalex.org/W2345758068
  • https://openalex.org/W2410888250
  • https://openalex.org/W2520083946
  • https://openalex.org/W2557317373
  • https://openalex.org/W2586414773
  • https://openalex.org/W2605246808
  • https://openalex.org/W2741520251
  • https://openalex.org/W2767718193
  • https://openalex.org/W2770519764
  • https://openalex.org/W2775636951
  • https://openalex.org/W2802368477
  • https://openalex.org/W2807890192
  • https://openalex.org/W2895460990
  • https://openalex.org/W2905960655