liu.seSearch for publications in DiVA
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Retinal ganglion cell layer thickness and volume measured by OCT changes with age, sex, and axial length in a healthy population
Linköping University, Department of Biomedical and Clinical Sciences, Division of Sensory Organs and Communication. Linköping University, Faculty of Medicine and Health Sciences.
Linköping University, Department of Biomedical and Clinical Sciences, Division of Sensory Organs and Communication. Linköping University, Faculty of Medicine and Health Sciences. Region Östergötland, Anaesthetics, Operations and Specialty Surgery Center, Department of Ophthalmology in Linköping.ORCID iD: 0000-0003-1079-4361
2022 (English)In: BMC Ophthalmology, ISSN 1471-2415, E-ISSN 1471-2415, Vol. 22, no 1, article id 278Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Background The ganglion cell layer (GCL) measurements with Optical Coherence Tomography (OCT) are important for both ophthalmologists and neurologists because of their association with many ophthalmic and neurological diseases. Different factors can affect these measurements, such as brain pathologies, ocular axial length (AL) as well as age and sex. Studies conducted to measure the GCL have overlooked many of these factors. The purpose of this study is to examine the effect of age, sex, and AL on normal retinal GCL thickness and volume in a healthy population without any neurological diseases. Methods A prospective cross-sectional study was designed to measure GCL thickness and total volume with OCT with automated segmentation and manual correction where needed. Visual acuity, AL, and autorefraction were also measured. A mixed linear model was used to determine the association of the effect of the various parameters on the GCL thickness and volume. Results One hundred and sixteen eyes of 60 subjects (12-76 years of age, 55% female) were examined of which 77% had 0 +/- 2 D of spherical equivalent, and mean axial length was 23.86 mm. About 25% of the OCT-automated GCL measurements required manual correction. GCL thickness did not differ in similar anatomic regions in right and left eyes (P > 0.05). GCL volume was greater in males relative to females after adjustment for age and axial length (1.13 +/- 0.07 mm(3) for males vs 1.09 +/- 0.09 mm(3) for females; P = 0.031). GCL thickness differed between males and females in the inner retinal ring (P = 0.025) but not in the outer ring (P = 0.66). GCL volume declined with age (P = 0.031) but not after adjustment for sex and axial length (P = 0.138). GCL volume declined with longer axial length after adjustment for age and sex (P = 0.048). Conclusion Age, sex and axial length should be taken into consideration when measuring the GCL thickness and volume with OCT. Automated OCT segmentation should be reviewed for manual adjustments.

Place, publisher, year, edition, pages
BMC , 2022. Vol. 22, no 1, article id 278
Keywords [en]
Ganglion cell layer (GCL); Retinal ganglion cell layer (RGCL); Ganglion cell layer thickness (GCLT); Optical coherence tomography (OCT); Ganglion cell volume (GCV)
National Category
Ophthalmology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-186815DOI: 10.1186/s12886-022-02488-7ISI: 000815497900004PubMedID: 35751115OAI: oai:DiVA.org:liu-186815DiVA, id: diva2:1680397
Note

Funding Agencies|Linkoping University

Available from: 2022-07-04 Created: 2022-07-04 Last updated: 2023-11-16
In thesis
1. Retinal ganglion cell examination with Optical Coherence Tomography reflects physiological and pathological changes in the eye and the brain.
Open this publication in new window or tab >>Retinal ganglion cell examination with Optical Coherence Tomography reflects physiological and pathological changes in the eye and the brain.
2023 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

The retinal ganglion cell is situated in the inner retina and its axons, composing the retinal nerve fiber layer (RNFL), leave the eye to form the optic nerve. These cells develop embryologically from the forebrain and later during development re-establish connections with different parts of the brain serving different purposes. This unique position and connections make it possible to be investigated with different methods. Optical Coherence Tomography (OCT) is an accessible and easily operated clinical device that can provide a detailed image of this layer at a few micrometers level of precision in measurements. In this thesis we aimed to see whether examining these cells with OCT could reflect physiological and pathological changes in the eye and brain.

In cases of optic neuritis (Paper I), the OCT examination showed early thickening of the peripapillary (pRNFL) followed by thinning which takes 6-9 months to reduce to below normal thickness without the ability to distinguish between the real from pseudo thinning. The ganglion cell -inner plexiform layer (GCL-IPL) layer, however, showed a thickness reduction within a few weeks to 3 months without pseudo thinning.         

In cases of Idiopathic Intracranial Hypertension (IIH) (Paper II), the GCL-IPL remained unchanged and there was no difference in pRNFL thickness compared to healthy controls, whereas  the optic disc parameters of rim thickness, rim area, cup volume and cup/disc ratio differed significantly (P<0.05).

In cases of benign multiple sclerosis (Paper IV), the OCT could detect that eyes which are not affected by optic neuritis had an annual thinning rate of the RNFL and GCL-IPL similar to a healthy population (P>0.05) which may indicate the benign course of the disease.       

In cases of physiological factors affecting the GCL in healthy population (Paper III) the OCT examination showed that there was a significant thinning rate of the layer with age (P<0.05), but the thinning was not significant when sex and axial length of the eye were taken into consideration. Males had a thicker GCL volume than females and with age a significant reduction in GCL volume was noted in females but not in males. A Longer axial length of the eye found to be associated with thinner GCL volume.     

In conclusion retinal ganglion cell changes detected with OCT can reflect physiological and pathological changes in the eye and brain.   

Abstract [sv]

Den retinala ganglioncellen är belägen i den inre näthinnan och dess axoner, näthinnans nervfiberskikt (RNFL) eller nervfibrer, lämnar ögat för att bilda synnerven. Dessa ganglionceller utvecklas under fosterstadiet från framhjärnan och återskapar senare under utvecklingen förbindelser med olika delar av hjärnan som tjänar olika syften bland annat synen. Denna unika position och kopplingar gör det möjligt att undersöka dem med olika metoder. Optical Coherence Tomography (OCT) är en tillgänglig apparat på de flesta ögonkliniker och används vid olika ögonsjukdomar som grönstarr och sjukdomar i gula fläcken. Apparaten är lättmanövrerad, kostnadseffektiv och undersökningen kan göras i samband med kliniska besök. Undersökningen kan ge en detaljerad bild av näthinnas olika lager med en mikrometers precisionsnivå vid mätningar. I detta projekt har vi syftat till att se om undersökning av gangliecellerna med OCT kunde återspegla fysiologiska och patologiska förändringar i ögat och hjärnan.            

I fall av synnervsinflammation (Arbete I), visar OCT-undersökningen tidig förtjockning av nervfibrerna följt av uttunning, det tog 6–9 månader för att minska till under den normala tjockleken utan att kunna skilja mellan verklig och falsk förtunning. Gangliecell-skiktet däremot visade en tjockleksminskning redan inom några veckor till 3 månader. Detta faktum ger ett snabbare och mer pålitligt resultat.

I fall av tryck på synnerven på grund av ökat tryck i hjärnan, (idiopatisk Intrakraniell hypertoni) (Arbete II), förblir gangliecellslagret oförändrat och det finns ingen skillnad i nervfibrernas tjocklek jämfört med friska kontroller medan synnervshuvudets parameter som rim tjocklek och area, exkavationsvolymen och exkavation/synnervhuvudets-förhållande skiljer sig signifikant. Det bevisar att vid denna sjukdom, synnervshuvudet är först att bli påverkat medan gangliecell lagret visade ingen direkt eller bestående skada på nerven.   Vid Multipel skleros drabbas patienterna av sjukdomen ofta successivt och man behöver sätta in behandling för att förhindra funktionshinder. En grupp av dessa patienter slipper uppenbara funktionshinder även efter flera år av sjukdomen trots uteblivet behandlingsbehov. Den typen kallas för godartad eller benign (BMS).          

I fall av godartad multipel skleros (Arbete IV) kan OCT undersökningen upptäcka och visa att ögonen som inte är drabbade av inflammation på synnerven har en årlig förtunning som liknar den hos en frisk population vilket är mindre uttalad än hos dem med MS med svårare sjukdomsförlopp. Med hjälp av undersökningen kan man bevisa ett mer godartat sjukdomsförlopp hos MS patienter och möjligen inget behov till behandling.

I fall av fysiologiska faktorer som påverkar GCL i frisk population (Arbete III) visar OCT-undersökningen att det finns en signifikant förtunning av lagret med åldern men förtunningen är inte statistiskt signifikant när kön och axiell längd tas i beaktande. Män har en större gangliecell-volym än kvinnor och med åldern är det en signifikant minskning av volymen hos kvinnor, medan hos männen uteblir en signifikant förändring. Samma mönster ses i hjärnstorlek både med åldern och hos båda könen. En ökad axiell längd är associerad med tunnare ganglioncellskiktsvolym.        

Sammanfattningsvis, en undersökning av retinala ganglieceller med OCT kan återspegla fysiologiska och patologiska förändringar i ögat och hjärnan och borde användas oftare för undersökning av patienter med olika sjukdomar. 

Place, publisher, year, edition, pages
Linköping: Linköping University Electronic Press, 2023. p. 81
Series
Linköping University Medical Dissertations, ISSN 0345-0082 ; 1886
Keywords
Retinal ganglion cell, Retinal nerve fiber layer, Optical Coherence Tomography
National Category
Ophthalmology
Identifiers
urn:nbn:se:liu:diva-199194 (URN)10.3384/9789180754194 (DOI)9789180754187 (ISBN)9789180754194 (ISBN)
Public defence
2023-12-19, Hugo Theorell, Building 448, Campus US, Linköping, 13:00 (Swedish)
Opponent
Supervisors
Available from: 2023-11-16 Created: 2023-11-16 Last updated: 2023-11-16Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(971 kB)96 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 971 kBChecksum SHA-512
21b0b74d8b5544cb70507b360ec0db2819d3cc48d007de8844cee08080d585946cdc5230b31836d2fca5a16e0785258dee53a4ae2bf630e6075728063d0b5079
Type fulltextMimetype application/pdf

Other links

Publisher's full textPubMed

Authority records

Al-Hawasi, Abbas

Search in DiVA

By author/editor
Al-Hawasi, AbbasLagali, Neil
By organisation
Division of Sensory Organs and CommunicationFaculty of Medicine and Health SciencesDepartment of Ophthalmology in Linköping
In the same journal
BMC Ophthalmology
Ophthalmology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 96 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetric score

doi
pubmed
urn-nbn
Total: 62 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf