Optic nerve head changes with acute IOP elevation after intravitreal injections

PURPOSE: To determine whether transient intraocular pressure (IOP) acute elevation alters optic nerve head structural parameters using spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT). METHODS: Twenty-five eyes of 25 patients (aged 63-81) with wet age-related macular degeneration (AMD) were included in the study. Patients received anti-VEGF intravitreal injection for wet AMD. Ophthalmic examinations included visual acuity and autorefractor testing, slit-lamp examination, ocular biometry, fundus photography and angiography. IOP was measured using a rebound tonometer (Icare Tonolab®, Icare Finland Oy), optical coherence tomography (OCT) of the optic disс was conducted prior to and after antiVEGF injection. We measured horizontal and vertical cup disk ratio (CDR) and anterior lamina cribrosa insertion (ALI) in two perpendicular scans. Intravitreal injections were administered in the operating room by the same surgeon according to a standard technique. RESULTS: There was a statistically significant (p=0.004) increase of IOP level to 36.4 mm Hg (confidence interval 30.8÷44.1) immediately after the injection. There was a statistically significant widening of the horizontal CDR with its median increase by 20.0 pm (confidence interval 3.0÷25.0). Vertical CDR also underwent statistically significant changes, but to a lesser extent, the median increased to 12.0 pm (confidence interval 3.0÷22.5). The rest of the studied parameters remained unchanged. Findings on the perpendicular scan differed from the first one. While horizontal CDR expansion median increased by 28.0 pm (confidence interval 9.0÷40.0), vertical CDR, width of the Bruch's membrane opening and ALI did not change significantly. CONCLUSION: Transient intraocular pressure (IOP) acute elevation after anti-VEGF injections may cause changes in superficial optic disc structures without statistically significant reliable changes in lamina cribrosa.

интравитреальная инъекция, внутриглазное давление, оптическая когерентная томография, экскавация, ДЗН, решетчатая пластинка, intravitreal injection, IOP, optical coherence tomography, optic disc, lamina cribrosa, excavation

1. Downs J.C., Roberts M.D., Burgoyne C.F. Mechanical environment of the optic nerve head in glaucoma. Optom Vis Sci 2008; 85(6): 425-435. doi: 10.1097/opx.0b013e31817841cb.

2. Yang H., Thompson H., Roberts M.D., Sigal I.A., Downs J.C., Burgoyne C.F. Deformation of the early glaucomatous monkey optic nerve head connective tissue after acute IOP elevation in 3-D histomorphometric reconstructions. Invest Ophthalmol Vis Sci 2011; 52(1): 345-363. doi: 10.1167/iovs.09-5122.

3. Crawford Downs J., Roberts M.D., Sigal I.A. Glaucomatous cupping of the lamina cribrosa: a review of the evidence for active progressive remodeling as a mechanism. Exp Eye Res 2011; 93(2): 133-140. doi: 10.1016/j.exer.2010.08.004.

4. Burgoyne C.F., Quigley H.A., Thompson H.W., Vitale S., Varma R. Early changes in optic disc compliance and surface position in experimental glaucoma. Ophthalmology 1995; 102(12): 1800-1809. doi: 10.1016/s0161-6420(95)30791-9.

5. Bellezza A.J., Rintalan C.J., Thompson H.W., Downs J.C., Hart R.T., Burgoyne C.F. Deformation of the lamina cribrosa and anterior scleral canal wall in early experimental glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci 2003; 44(2): 623-637. doi: 10.1167/iovs.01-1282.

6. Sigal I.A., Flanagan J.G., Tertinegg I., Ethier C.R. Reconstruction of human optic nerve heads for finite element modeling. Technol Health Care 2005; 13(4): 313-329.

7. Аветисов С.Э., Мамиконян В.Р., Казарян Э.Э., Шмелева-Демир О.А., Мазурова Ю.В., Рыжкова Е.Г. и др. Новый скрининговый метод определения толерантного внутриглазного давления. Вестник офтальмологии 2009; 125(5): 3-7.

8. Аветисов С.Э., Мамиконян В.Р., Казарян Э.Э., Шмелева-Демир О.А., Галоян Н.С., Мазурова Ю.В. и др. Результаты клинической оценки нового скринингового метода определения индивидуальной нормы внутриглазного давления. Вестник офтальмологии 2010; 126(2): 5-7

9. Еричев В.П., Еремина М.В., Якубова Л.В., Арефьева Ю.А. Анализатор биомеханических свойств глаза в оценке вязко-эластических свойств роговицы в здоровых глазах. Глаукома 2007; 1: 11-15

10. Егорова И.В., Шамшинова А.М., Еричев В.П. Функциональные методы исследования в диагностике глаукомы. Вестник офтальмологии 2001;117(6): 38-40

11. Еремина М.В., Еричев В.П., Якубова Л.В. Влияние центральной толщины роговицы на уровень внутриглазного давления в норме и при глаукоме. Глаукома 2006; 4: 78-83

12. Куроедов А.В., Еричев В.П., Ходыкина Н.П., Городничий В.В. и др. О корреляционных взаимоотношениях между суточными колебаниями внутриглазного давления и морфометрической структурой диска зрительного нерва. Офтальмология 2006; 3(1): 43-49

13. Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А., Басинский А.С. и др. Модель манифестирования и исходов первичной открытоугольной глаукомы. Клиническая медицина 2014; 92(12): 64-72

14. Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А., Басинский А.С. и др. Прогнозирование продолжительности сроков заболевания и возраста пациентов с разными стадиями первичной открытоугольной глаукомы. Национальный журнал глаукома 2014; 13(2): 60-69

15. Петров С.Ю., Антонов А.А., Макарова А.С., Вострухин С.В. Офтальмотонус в оценке медикаментозного и хирургического лечения глаукомы. РМЖ. Клиническая офтальмология 2015; 16(2): 69-72

16. Астахов Ю.С., Устинова Е.И., Катинас Г.С., Устинов С.Н. и др. О традиционных и современных способах исследования колебаний офтальмотонуса. Офтальмологические ведомости 2008; 1(2): 7-12

17. Zeimer R.C., Ogura Y. The relation between glaucomatous damage and optic nerve head mechanical compliance. Arch Ophthalmol 1989; 107(8): 1232-1234. doi: 10.1001/archopht.1989.01070020298042.

18. Yang H., Downs J.C., Sigal I.A., Roberts M.D., Thompson H., Burgoyne C.F. Deformation of the normal monkey optic nerve head connective tissue after acute IOP elevation within 3-D histomorphometric reconstructions. Invest Ophthalmol Vis Sci 2009; 50(12): 5785-5799. doi: 10.1167/iovs.09-3410.

19. Coleman A.L., Quigley H.A., Vitale S., Dunkelberger G. Displacement of the optic nerve head by acute changes in intraocular pressure in monkey eyes. Ophthalmology 1991; 98(1): 35-40. doi: 10.1016/s0161-6420(91)32345-5.

20. Jiang R., Xu L., Liu X., Chen J.D., Jonas J.B., Wang Y.X. Optic nerve head changes after short-term intraocular pressure elevation in acute primary angle-closure suspects. Ophthalmology 2015; 122(4): 730-737. doi: 10.1016/j.ophtha.2014.11.008.

21. Quigley H.A., Pease M.E. Change in the optic disc and nerve fiber layer estimated with the glaucoma-scope in monkey eyes. J Glaucoma 1996; 5(2): 106-116.

22. Sigal I.A., Yang H., Roberts M.D, Burgoyne C.F., Downs J.C. IOP-induced lamina cribrosa displacement and scleral canal expansion: an analysis of factor interactions using parameterized eye-specific models. Invest Ophthalmol Vis Sci 2011; 52(3): 1896-19О7. doi: 10.1097/00061198-199604000-00005.

23. Roberts M.D., Liang Y., Sigal I.A. et al. Correlation between local stress and strain and lamina cribrosa connective tissue volume fraction in normal monkey eyes. Invest Ophthalmol Vis Sci 2010; 51(1): 295-307. doi: 10.1167/iovs.09-4016.

24. Петров С.Ю., Асламазова А.Э., Рещикова В.С., Вострухин С.В., Агаджанян Т.М. Перспективы практического применения биомеханических исследований в офтальмологии. РМЖ. Клиническая офтальмология 2015; 15(1): 41-45.

25. Spaide R.F., Koizumi H., Pozzoni M.C. Enhanced depth imaging spectral domain optical coherence tomography. Am J Ophthalmol 2008; 146(4): 496-500. doi: 10.1016/j.ajo.2008.05.032.

26. Manjunath V., Taha M., Fujimoto J.G., Duker J.S. Choroidal thickness in normal eyes measured using Cirrus HD optical coherence tomograph. Am J Ophthalmol 2010; 150(3): 325-329. doi: 10.1016/j.ajo.2010.04.018.

27. Azuara-Blanco A., Harris A., Cantor L.B. et al. Effects of short term increase of intraocular pressure on optic disc cupping. Br J Ophthalmol 1998; 82(8): 880-883. doi: 10.1136/bjo.82.8.880

28. Sigal I.A., Flanagan J.G., Ethier C.R. Factors influencing optic nerve head biomechanics. Invest Ophthalmol Vis Sci 2005; 46(11): 4189-4199. doi: 10.1167/iovs.05-0541.

29. Poostchi A., Wong T., Chan K.C. et al. Optic disc diameter increases during acute elevations of intraocular pressure. Invest Ophthalmol Vis Sci 2010; 51(5): 2313-2316. doi: 10.1167/iovs.09-3756.

30. Sigal I.A., Yang H., Roberts M.D. et al. IOP-induced lamina cribrosa deformation and scleral canal expansion: independent or related? Invest Ophthalmol Vis Sci 2ОП; 52(12): 9023-9032. doi: 10.1167/iovs.11-8183.

31. Страхов В.В., Корчагин Н.В., Попова А.А. Биомеханический аспект формирования глаукомной экскавации. Национальный журнал глаукома 2015; 14(3): 58-71.

32. Agoumi Y., Sharpe G.P., Hutchison D.M., Nicolela M.T., Artes P.H, Chauhan B.C. Laminar and prelaminar tissue displacement during intraocular pressure elevation in glaucoma patients and healthy controls. Ophthalmology 2011; 118(1): 52-59. doi: 10.1016/j.yoph

33. Аветисов С.Э., Еричев В.П., Будзинская М.В., Карпилова М.А., Щеголева И.В., Гурова И.В., Чикун Е.А. Возрастная макулярная дегенерация и глаукома: мониторинг внутриглазного давления после интравитреальных инъекций. Вестник офтальмологии 2012; 128(6): 3-5

34. Аветисов С.Э., Еричев В.П., Будзинская М.В., Карпилова М.А. Возрастная макулярная дегенерация и внутриглазная гипертензия. Национальный журнал глаукома 2013; 12(1): 62-67

35. Brubaker R. F. Targeting outflow facility in glaucoma management. Surv Ophthalmol 2003; 48(1): 17-20. doi: 10.1016/s0039-6257(03)00003-1.

36. Kotliar K., Maier M., Bauer S. Effect of intravitreal injections and volume changes on intraocular pressure: clinical results and biomechanical model. Acta Ophthalmol Scand 2007; 85(7): 777-781. doi: 10.1111/j.1600-0420.2007.00939.x.

37. Gismondi M., Salati C., Salvetat M.L. et al. Short-term effect of intravitreal injection of Ranibizumab (Lucentis) on intraocular pressure. J Glaucoma 2009; 18(9): 658-661. doi: 10.1097/ijg.0b013e31819c4893.

38. Еричев В.П., Антонов А.А. Cравнение результатов тонометрии с помощью приборов ICare и метода двунаправленной пневмоаппланации роговицы. Национальный журнал Глаукома 2012; (11)2: 16-21.