Pattern of Macular Thickness Changes Measured by Ocular Coherence Tomography in Patients with Multiple Sclerosis

Zusammenfassung

Hintergrund: Analyse retinaler Veränderungen der Makula bei Patienten mit Multipler Sklerose (MS). Patienten und Methoden: Die retinale Dicke wurde im Makulazentrum (Fovea und Innenring) und in der Makulaperipherie (äußerer Ring) bei 15 MS-Patienten und 15 Kontrollprobanden mit der okulären Kohärenztomografie gemessen und analysiert. Ergebnisse: Augen bei MS-Patienten zeigten durchschnittlich eine dünnere Makula (241,8 ± 20,6 Mikrometer) als die Kontrollaugen (252,0 ± 16,4, p value 0,038). Insbesondere wies das Makulazentrum signifikante Unterschiede auf (p = 0,013). Augen von MS-Patienten mit positiver Anamnese einer retrobulbären Optikusneuritis (RBN) hatten im Durchschnitt eine dünnere Makula (226,8 ± 14,0) als die Augen von MS-Patienten ohne Anamnese einer RBN (247,3 ± 20,1, p value 0,01). Ein Vergleich zwischen den Augen bei MS-Patienten ohne Anamnese der RBN und der Kontrollaugen zeigte ein signifikant unterschiedliches Verhältnis zwischen der zentralen und peripheren makulären Retinadicke (p = 0,017). Im Gegensatz zu den Kontrollaugen (r = - 0,63, p = 0,0002) korrelierte die durchschnittliche makuläre Retinadicke der Augen bei MS-Patienten ohne durchgemachte RBN nicht mit dem Alter (r = 0,01, p = 0,97); es zeigte sich jedoch eine statistisch grenzwertige Korrelation mit der Krankheitsdauer der MS (r = - 0,41, p = 0,056). Schlussfolgerungen: Bei MS-Patienten findet sich im Vergleich zu peripheren Anteilen eine Verdünnung zentraler Bereiche der Makula. Dieses Muster der makulären Retinadicke ist am ehesten durch die histologische Verteilung der Nervenfasernschicht und der retinalen Ganglienzellen bedingt und weist bei MS-Patienten ohne RBN auf mögliche entzündungsunabhängige neurodegenerative Prozesse hin.

Abstract

Background: An analysis of the pattern of retinal thickness changes in macula in patients with multiple sclerosis (MS) was performed. Patients and Methods: In fifteen patients with MS retinal thickness measurements in the central (fovea plus inner macular ring) and peripheral (outer ring) macula obtained by ocular coherence tomography (OCT-3 device) were compared to those of 15 age-matched healthy controls. Results: Eyes of MS patients had on the average a thinner macula (241.8 ± 20.6 micrometres) than control eyes (252.0 ± 16.4, p value 0.038). Significant segmental differences occurred in the central macula (p = 0.013). Eight eyes with a positive history of optic neuritis (ON) had on average a thinner macula (226.8 ± 14.0) than eyes of MS patients without a history of ON (non-ON eyes: 247.3 ± 20.1, p value 0.01). The only measure significantly different between non-ON and control eyes was the ratio between the central and peripheral macular thickness (p = 0.017). Average macular thickness in non-ON eyes, unlike control eyes (r = - 0.63, p = 0.0002), did not correlate with age (r = 0.01, p = 0.97), however, it did show a borderline correlation with disease duration (r = - 0.41, p = 0.056). Conclusions: Preferential thinning in the central relative to the peripheral macular region is present in eyes of patients with MS. The macular thickness pattern is likely due to the histological distribution of nerve fibre layer and retinal ganglion cell in the macular area and seems to be particularly informative of neurodegeneration in the eyes of MS patients without a history of optic neuritis.

Schlüsselwörter

Multiple Sklerose - Retinadicke - Makula - okuläre Kohärenztomografie

Key words

ocular coherence tomography - multiple sclerosis - macula - macular thickness

References

• 1 Bagga H, Greenfield D S. Quantitative assessment of structural damage in eyes with localized visual field abnormalities.  Am J Ophthalmol. 2004;  137 797-805
• 2 Costello F, Coupland S, Hodge W. et al . Quantifying axonal loss after optic neuritis with optical coherence tomography.  Ann Neurol. 2006;  59 963-969
• 3 Curcio C A, Allen K A. Topography of ganglion cells in human retina.  J Comp Neurol. 1990;  300 5-25
• 4 Ferguson B, Matyszak M K, Esiri M M. et al . Axonal damage in acute multiple sclerosis lesions.  Brain. 1997;  120 (Pt 3) 393-399
• 5 Fisher J B, Jacobs D A, Markowitz C E. et al . Relation of visual function to retinal nerve fiber layer thickness in multiple sclerosis.  Ophthalmology. 2006;  113 324-332
• 6 Hee M R, Puliafito C A, Wong C. et al . Quantitative assessment of macular edema with optical coherence tomography.  Arch Ophthalmol. 1995;  113 1019-1029
• 7 Huang D, Swanson E A, Lin C P. et al . Optical coherence tomography.  Science. 1991;  254 1178-1181
• 8 Inzelberg R, Ramirez J A, Nisipeanu P. et al . Retinal nerve fiber layer thinning in Parkinson disease.  Vision Res. 2004;  44 2793-2797
• 9 Jaffe G J, Caprioli J. Optical coherence tomography to detect and manage retinal disease and glaucoma.  Am J Ophthalmol. 2004;  137 156-169
• 10 Kanamori A, Nakamura M, Escano M F. et al . Evaluation of the glaucomatous damage on retinal nerve fiber layer thickness measured by optical coherence tomography.  Am J Ophthalmol. 2003;  135 513-520
• 11 Keltner J L, Johnson C A, Spurr J O. et al . Baseline visual field profile of optic neuritis. The experience of the optic neuritis treatment trial. Optic Neuritis Study Group.  Arch Ophthalmol. 1993;  111 231-234
• 12 Keltner J L, Johnson C A, Spurr J O. et al . Comparison of central and peripheral visual field properties in the optic neuritis treatment trial.  Am J Ophthalmol. 1999;  128 543-553
• 13 Kurtzke J F. Clinical definition for multiple sclerosis treatment trials.  Ann Neurol. 1994;  36 (Suppl) S73-S79
• 14 McDonald W I, Compston A, Edan G. et al . Recommended diagnostic criteria for multiple sclerosis: guidelines from the International Panel on the diagnosis of multiple sclerosis.  Ann Neurol. 2001;  50 121-127
• 15 Medeiros F A, Zangwill L M, Bowd C. et al . Comparison of the GDx VCC scanning laser polarimeter, HRT II confocal scanning laser ophthalmoscope, and stratus OCT optical coherence tomograph for the detection of glaucoma.  Arch Ophthalmol. 2004;  122 827-837
• 16 Ogden T E. Nerve fiber layer of the primate retina: thickness and glial content.  Vision Res. 1983;  23 581-587
• 17 Parisi V, Manni G, Spadaro M. et al . Correlation between morphological and functional retinal impairment in multiple sclerosis patients.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1999;  40 2520-2527
• 18 Parisi V, Restuccia R, Fattapposta F. et al . Morphological and functional retinal impairment in Alzheimer’s disease patients.  Clin Neurophysiol. 2001;  112 1860-1867
• 19 Paunescu L A, Schuman J S, Price L L. et al . Reproducibility of nerve fiber thickness, macular thickness, and optic nerve head measurements using StratusOCT.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 2004;  45 1716-1724
• 20 Polman C H, Reingold S C, Edan G. et al . Diagnostic criteria for multiple sclerosis: 2005 revisions to the “McDonald Criteria”.  Ann Neurol. 2005;  58 840-846
• 21 Puliafito C A, Hee M R, Lin C P. et al . Imaging of macular diseases with optical coherence tomography.  Ophthalmology. 1995;  102 217-229
• 22 Quigley H A, Davis E B, Anderson D R. Descending optic nerve degeneration in primates.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1977;  16 841-849
• 23 Sadun A A. Walsh and Hoyt’s Clinical Neuro-Ophthalmology. Miller NR, Newman NJ Baltimore; Williams and Wilkins 1998: 57-83
• 24 Schuman J S, Hee M R, Puliafito C A. et al . Quantification of nerve fiber layer thickness in normal and glaucomatous eyes using optical coherence tomography.  Arch Ophthalmol. 1995;  113 586-596
• 25 Trapp B D, Peterson J, Ransohoff R M. et al . Axonal transection in the lesions of multiple sclerosis.  N Engl J Med. 1998;  338 278-285
• 26 Trip S A, Schlottmann P G, Jones S J. et al . Retinal nerve fiber layer axonal loss and visual dysfunction in optic neuritis.  Ann Neurol. 2005;  58 383-391
• 27 Trip S A, Schlottmann P G, Jones S J. et al . Optic nerve atrophy and retinal nerve fibre layer thinning following optic neuritis: evidence that axonal loss is a substrate of MRI-detected atrophy.  Neuroimage. 2006;  31 286-293
• 28 Varma R, Bazzaz S, Lai M. Optical tomography-measured retinal nerve fiber layer thickness in normal latinos.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 2003;  44 3369-3373