การถ่ายภาพจอประสาทตา

ประวัติ

ไอเดียเรื่องการถ่ายรูปก้นตาเริ่มต้นตั้งแต่กลางคริสต์ศตวรรษที่ 19 หลังจากการถ่ายรูปเริ่มขึ้นปีในปี 1839
ซึ่งก็ได้กลายเป็นเรื่องที่เป็นไปได้ขึ้นเรื่อย ๆ 
ในปี 1851 จักษุแพทย์ชาวเยอรมันแฮร์มัน ฟ็อน เฮ็ล์มฮ็อลทซ์ ได้ประดิษฐ์กล่องส่องตรวจในตา (ophthalmoscope) และนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ ได้เสนอวิธีการถ่ายรูปสีในปี 1861
ต่อมาต้นคริสต์ทศวรรษ 1860 ชาวอเมริกัน Henry Noyes และชาวแคนาดา Abner Mulholland Rosebrugh ทั้งสองได้ประกอบกล้องถ่ายจอตาแล้วทดลองกับสัตว์
แม้วิธีที่ทำดูจะมีอนาคต แต่การให้ได้ภาพจอตาของมนุษย์ซึ่งดีพอก็ยังเป็นเรื่องอีกยาวไกล
เพราะการถ่ายภาพในยุคต้น ๆ ได้แสงไม่พอ ต้องเปิดรับแสงนาน มีการเคลื่อนตา และมีรีเฟล็กซ์กระจกตา (corneal reflex) ที่ทำให้ภาพไม่ชัดเจน
ต้องใช้เวลาอีกหลายทศวรรษกว่าจะแก้ปัญหาเหล่านี้ได้
เป็นเรื่องยังไม่ยุติว่า การถ่ายภาพจอตามนุษย์สำเร็จเป็นครั้งแรกเมื่อไร
แต่โดยมากให้เครดิตกับ William Thomas Jackman และ J.D. Webster เพราะได้เผยแพร่เทคนิคการถ่ายรูปพร้อมกับรูปจอตารูปหนึ่งในวารสารสองวารสารในปี 1886
มีบุคคลอื่น ๆ ที่มีบทบาทเด่นในยุคต้น ๆ 
ตามนักประวัติศาสตร์บางท่าน แพทย์ชาวอเมริกัน Lucien Howe และผู้ช่วย Elmer Starr อาจเป็นบุคคลแรกสุดที่ถ่ายภาพจอตามนุษย์
หมอเป็นจักษุแพทย์ที่โด่งดังและได้ร่วมมือกับผู้ช่วยทำโปรเจ็กต์ถ่ายภาพจอตาระหว่างปี 1886-88
หมอเรียกผลงานของพวกเขาว่าเป็นภาพถ่ายจอตาแรกที่ระบุว่าเป็นภาพจอตาได้ ซึ่งเป็นการยอมรับ Jackman และ Webster ว่าเป็นบุคคลแรกที่ตีพิมพ์ภาพจอตา
ตามหลักฐานทางวรรณกรรม รูปของหมอกับผู้ช่วยระบุได้ชัดเจนกว่าว่าเป็นจอตา
ความพยายามถ่ายภาพจอตาให้ชัดได้ดำเนินต่อไปอีก 75 ปีต่อมา
มีผู้ชำนาญการเป็นร้อย ๆ ที่พยายามแก้ปัญหา ซึ่งชาวออสเตรีย Friedrich Dimmer ทำสำเร็จเมื่อต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 ผู้เผยแพร่ภาพของตนในปี 1921
แต่กล้องที่พัฒนาขึ้นในปี 1904 เป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนและใช้ในงานวิจัยเท่านั้น ต้องรอจนถึงปี 1926 ที่ชาวสต็อกโฮล์ม Johan Nordenson และบริษัท Zeiss Camera Company ได้วางตลาดกล้องที่แพทย์สามารถใช้ จึงเป็นกล้องถ่ายภาพจอตาแบบปัจจุบันรุ่นแรก
ตั้งแต่นั้นมา คุณสมบัติของกล้องภาพจอตาก็ดีขึ้นอย่างมาก รวมทั้งการถ่ายภาพที่ไม่ต้องขยายรูม่านตา (non-mydriatic imaging) การควบคุมแสงด้วยอิเล็กทรอนิกส์ การวางแนวกล้องให้ตรงกับตาอัตโนมัติ และการถ่ายเก็บภาพดิจิตัลมีรายละเอียดสูง
ซึ่งล้วนทำให้การถ่ายภาพจอตากลายเป็นวิธีการมาตรฐานทางจักษุวิทยาเพื่อบันทึกอาการโรคจอตา
หลังจากการประดิษฐ์กล้องถ่ายภาพจอตา David Alvis และ Harold Novotny ได้ถ่ายรูปจอตาร่วมกับการฉีดสี (fluorescein angiography, FFA) เป็นครั้งแรกในปี 1959 โดยใช้กล้องภ่ายภาพจอตาของบริษัท Zeiss และแฟลชอิเล็กทรอนิกส์
ซึ่งเป็นความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ในสาขาจักษุวิทยา
มีหลายประเทศที่เริ่มโปรแกรมตรวจตาระยะไกล (teleophthalmology) คือแพทย์ไม่ต้องอยู่ใกล้ ๆ กับคนไข้ อาศัยกล้องถ่ายภาพจอตาเริ่มตั้งแต่ราว ๆ ปี 2008

หลักการทางแสง

หลักการทำงานทางแสงของกล้องถ่ายรูปจอตาเหมือนกับกล้องส่องตรวจในตา (monocular indirect ophthalmoscopy)
กล้องจะให้ภาพจอตาในแนวตั้งและขยาย
ปกติจะเป็นจอตาในขนาด 30-50 องศา ขยาย 2.5 เท่า โดยสามารถเปลี่ยนขนาดเหล่านี้ได้โดยใช้เลนส์เสริม เช่นที่ให้ภาพขนาด 15 องศาและขยาย 5 เท่า จนถึงภาพ 140 องศา (เป็นเลนส์มุมกว้าง) ซึ่งลดขนาดรูปเป็นครึ่ง
ระบบทางทัศนศาสตร์ของกล้องถ่ายภาพจอตาคล้ายกับกล้องส่องตรวจในตา (ophthalmoscope) แบบ indirect 
ตรงที่ว่าแสงที่ฉายส่องเข้าในตา และแสงที่เข้ามาในเลนส์ส่องดู จะมีวิถีดำเนินที่ต่างกัน
แสงที่ใช้ส่องดูจะต้องโฟกัสผ่านเลนส์จำนวนหนึ่งตามลำดับ ผ่านรูรับแสงรูปโดนัท ผ่านรูรับแสงตรงกลาง (central aperture) รวมเป็นแผ่นวงแหวน (annulus) ก่อนผ่านเลนส์ใกล้วัตถุ (objective lens) แล้วจึงผ่านกระจกตาไปฉายที่จอตา
แสงที่สะท้อนจากจอตาจะผ่านรูที่ไม่ได้ส่องแสงของโครงสร้างรูปโดนัทของระบบส่องแสง
เพราะทางเดินของแสงของสองระบบแยกจากกัน จึงมีแสงกวนจากแหล่งกำเนิดน้อยมากในรูปตาที่เห็น
แสงที่มีภาพตาจะวิ่งผ่านเลนส์ใกล้ตาซึ่งขยายภาพในระดับต่ำ
เมื่อกดปุ่มบันทึกภาพ จะมีกระจกตัดขวางทางเดินของระบบให้แสง (illumination) เพื่อให้แสงจากแฟลชผ่านเข้าไปในตาได้
ในขณะเดียวกัน ก็จะมีกระจกตัดแสงเลนส์ดูของกล้องเพื่อเปลี่ยนทิศแสงที่มีภาพตาไปยังสื่อบันทึก ไม่ว่าจะเป็นฟิลม์หรืออุปกรณ์ถ่ายเทประจุ (CCD)
เพราะตามักจะปรับดูใกล้ไกลเมื่อมองดูผ่านกล้อง จึงจำเป็นต้องให้ตาเบนมองอย่างขนานกัน (parallel exiting vergence) เพื่อให้ภาพที่ได้โฟกัสตกที่สื่อบันทึกภาพ

ภาพไม่เป็นจริง (artifact)

ภาพไม่เป็นจริง (artifact) ในรูปถ่ายเกิดจากปัญหาการวางตำแหน่งคนไข้ ปัญหาผู้ถ่าย และปัญหากล้อง
การร่วมมือและความเข้าใจของคนไข้สำคัญเพื่อลดปัญหาเช่นนี้
ดังนั้น เจ้าหน้าที่จึงต้องอธิบายให้คนไข้เข้าใจ
เจ้าหน้าที่ยังต้องตั้งแนวกล้อง ตั้งระบบกล้อง และใช้ฟิลม์อย่างถูกต้อง
อนึ่ง เมื่อดูภาพจอตาก็ต้องเข้าใจถึงปัจจัยเหล่านี้
อย่างไรก็ดี ภาพไม่เป็นจริงอาจจะไม่ปรากฏจนกระทั่งถ่ายด้วยฟิลม์ ปกตินี่อาจมีเหตุจากปัญหาทางกลไกของกล้อง ขนาดรูม่านตาของคนไข้ หรือการกะพริบตา
การกะพริบตาจะทำให้ได้ภาพจอตาที่ไม่ชัดและไม่สมบูรณ์
การบอกคนไข้ให้ไม่กะพริบตาเมื่อกำลังถ่ายภาพจึงจำเป็นมาก
แต่คนไข้อาจกะพริบตาในช่วงอื่นเพื่อไม่ให้ตาแห้ง
เพราะก็จะทำให้ภาพจอตาไม่ชัดเหมือนกัน
ถ้าสงสัยว่าตาแห้ง ควรบอกคนไข้ให้กะพริบตาหลายครั้งก่อนที่จะดำเนินการต่อ
ภาพที่ถ่ายไม่ถูกวิธีก็อาจไม่ชัดเช่นกัน
เจ้าหน้าที่จึงต้องระมัดระวังมากเพื่อตั้งแนวกล้องให้ถูกต้อง เพื่อให้ได้ภาพจอตาที่ชัดก่อนที่จะบันทึกภาพ
จุดขาว 3 จุดควรจะชัดและตรงแนวกับรูปม่านตาก่อนที่กดปุ่มตั้งแนว (alignment button)
ถ้าจอตาไม่ชัด ให้ขยับก้านควบคุมไปทางหน้าหลังเพื่อให้ได้ภาพที่ชัด
เมื่อภาพชัดแล้ว ก็สามารถดำเนินการตั้งแนวต่อไปก่อนที่จะถ่ายภาพ

ตัวบ่งชี้

แพทย์วัดสายตา จักษุแพทย์ และเจ้าหน้าที่รักษาตาเหล่ (orthoptics) เป็นมืออาชีพที่อาจใช้ภาพจอตาเพื่อบันทึกความผิดปกติของตาเนื่องจากโรค
และเพื่อติดตามความเคลื่อนไหว/การดำเนินของโรคเช่น โรคเบาหวาน, โรคจุดภาพชัดของจอตาเสื่อม (AMD), ต้อหิน, เนื้องอกที่คอรอยด์, โรคที่เส้นประสาทสมอง, โรคจอตา และโรคลูกตา เป็นต้น
ในคนไข้โรคเบาหวาน การตรวจจอตาเป็นประจำ (ทุก 6 เดือนจนถึงทุกปี) เป็นเรื่องสำคัญเพื่อตรวจคัดโรคจอตาเหตุเบาหวาน เพราะการเสียการเห็นเนื่องกับเบาหวานสามารถป้องกันได้ด้วยการยิงเลเซอร์ที่จอตาถ้าพบตั้งแต่ต้น
นอกเหนือจากโรคตาที่สามัญเหล่านี้ ภาพจอตายังสามารถใช้ติดตามการรักษามาลาเรีย เพราะโรคที่คุมไม่ได้จะทำให้จอตาเสียหาย
ภาพจอตายังใช้กับคนไข้ฉุกเฉินเช่นที่ปวดหัวตลอดเวลา มีความดันระยะหัวใจคลายตัว (diastolic) เกินหรือเท่ากับ 120 มิลลิเมตรปรอท และคนไข้ที่เสียการเห็นอย่างฉับพลัน
ในคนไข้ที่ปวดหัว การพบจานประสาทตาบวม หรือ papilloedema ในภาพถ่ายเป็นอาการหลักที่บ่งความดันในกะโหลกศีรษะ (ICP) เนื่องจากภาวะโพรงสมองคั่งน้ำ (hydrocephalus), ความดันในกะโหลกศีรษะที่ไม่อันตราย (benign intracranial hypertension, pseudotumour cerebri) หรือเนื้องอกในสมอง ในบรรดาอาการต่าง ๆ 
ในโรคต้อหิน จานประสาทตาอาจกลายเป็นรูปถ้วย
สำหรับความดันโลหิต การเปลี่ยนแปลงที่จอตาจะคล้ายกับที่พบในสมอง และดังนั้น อาจใช้พยากรณ์ปัญหาโรคลมในสมอง (cerebrovascular accidents) ได้
ในบางกรณี ภาพจอตาอาจใช้ในงานวิจัย

การบันทึกและการแปลผล

ภาพจอตาช่วยบันทึกลักษณะต่าง ๆ ของจอตาคนไข้
ทำให้แพทย์สามารถตรวจดูจอตา เปรียบเทียบดูความเปลี่ยนแปลง และปรึกษาแพทย์อื่น ๆ ได้
ดังนั้น จึงอาจใช้เป็นปกติสำหรับอาการทางตาต่าง ๆ
ภาพจอตาใช้ตรวจความผิดปกติเกี่ยวกับโรคที่มีผลต่อตาและเพื่อติดตามการดำเนินของโรค
เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับโรค เช่น จุดภาพชัดของจอตาเสื่อม, เนื้องอกที่จอตา, ปัญหาเกี่ยวกับคอรอยด์ และโรคจอตาเหตุเบาหวาน
อนึ่ง มันช่วยระบุโรคต้อหิน, โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง (MS) และความผิดปกติของระบบประสาทกลางอื่น ๆ
มันช่วยประเมินความผิดปกติของจอตา ติดตามการดำเนินของโรค และตรวจดูผลการรักษา
สามารถใช้เป็นจุดเริ่มต้นเพื่อให้เข้าใจวิถีการดำเนินของโรคได้ดีขึ้น
ภาพจอตาอาจมีประโยชน์สำหรับโรคใหม่ ๆ ที่มีผลต่อจอตา และเพื่อวางแผนการรักษาต่าง ๆ 
แต่การบันทึกข้อมูลคนไข้ไม่ว่าจะเป็นภาพจอตาหรือการสร้างภาพอื่น ๆ ก็จำเป็นต้องมีระเบียบที่ดีเพื่อให้สามารถเปรียบเทียบวัดกับเวลาได้
บันทึกคนไข้ควรจะมีประวัติที่เกี่ยวข้องเร็ว ๆ นี้ มีการดำเนินของโรคและการรักษา และมีภาพจอตาเพื่อเป็นหลักฐานการวินิจฉัยที่เกี่ยวข้องกัน
ภาพควรจะมีฉลากที่ถูกต้องว่าเป็นตาข้างไหน ถ่ายรูปเมื่อไร และข้อมูลเกี่ยวกับคนไข้
บันทึกคนไข้ควรจะมีผลที่ได้เนื่องกับภาพจอตา และแสดงความแตกต่างกับภาพที่เคยได้มาก่อน
ควรจะมีการวินิจฉัยผลที่ได้ การเปลี่ยนแปลงที่มันอาจมีต่อการรักษา
ภาพจอตาที่ไม่ได้ตีความ/วินิจฉัยจัดว่าล้าสมัย (obsolete)
บันทึกควรจะเป็นลายมือที่อ่านได้ มีข้อมูลคนไข้ที่เหมาะสม และมีรายละเอียดเกี่ยวกับการวินิจฉัยและรักษา
การแปลผลภาพจอตาเกี่ยวกับต้อหินควรจะมีบันทึกในเรื่อง vertical and horizontal cup to disc ratio, รูปแบบเส้นเลือด (vessel pattern), ความซีดจอตาที่กระจายหรือเป็นจุด (diffuse or focal) ความอสมมาตรและวิถีดำเนินของปัจจัยที่ว่าทั้งหมด
ชั้นใยประสาทของจอตา (retinal nerve fibre layer) ก็ควรตรวจดูและบันทึกรายละเอียดไว้ด้วย
อย่างไรก็ดี การวัด torsion (การหมุน) อย่างวัตถุวิสัย/โดยใช้เครื่องวัดอาจมีประโยชน์ 
และภาพจอตาก็ไม่สามารถทดแทนการส่องตรวจในตา (binocular indirect ophthalmoscopy) ได้
เป็นเพียงอุปกรณ์เสริมข้อมูลที่มีอยู่และช่วยในการบันทึกวิถีการดำเนินของโรค
โดยหลักใช้ในการบันทึกวิถีการดำเนินของโรคจอตาหรือโรคประสาทตา
และยังมีประโยชน์เพื่อบันทึกผลการรักษาและติดตามสภาวะทางตาของคนไข้

ในอนาคต

การถ่ายภาพจอตาเป็นวิธีการวินิจฉัยและรักษาคนไข้ที่สำคัญทางจักษุวิทยา (โดยเฉพาะปัญหาเกี่ยวกับจอตาเช่น โรคจุดภาพชัดของจอตาเสื่อมและโรคจอตาเหตุเบาหวาน) ตั้งแต่คริสต์ทศวรรษ 1920
และการฉีดสีถ่ายภาพจอตา (fluorescein angiography) ก็กลายเป็นวิธีการสำคัญตั้งแต่ปลายคริสต์ทศวรรษ 1950
แม้ optical coherence tomography (OCT) จะลดความจำเป็นของการถ่ายภาพจอตาทั้งสองแบบ แต่ก็ยังไม่มีเทคนิกอะไรใหม่ ๆ ที่มาทดแทนวิธีเหล่านี้ได้
การทำภาพเคลื่อนไหวโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยและการวิเคราะห์ภาพจอตาเป็นอนุกรม (ซีรีส์) เสนอว่า สามารถใช้ตรวจภาวะของจอตาได้ อุปกรณ์ยี่ห้อ MatchedFlicker ซึ่งสามารถจัดแนวและบันทึกภาพจอตาเดียวกันที่ถ่ายในช่วงสองเวลา แล้วแสดงภาพซ้อนทำให้สามารถระบุความเปลี่ยนแปลงระหว่างภาพทั้งสอง ซึ่งทำให้ประเมินวินิจฉัยภาจอตาได้เร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการทำงาน และทำให้บันทึกข้อมูลได้ง่ายขึ้น มีงานศึกษาที่เปรียบเทียบการทำภาพเคลื่อนไหวโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยกับการวิเคราะห์ภาพจอตาเป็นอนุกรมสำหรับโรคจอตาต่าง ๆ เช่น ต้อหิน โรคจอตาเหตุเบาหวาน โรคจุดภาพชัดของจอตาเสื่อม และการตรวจคัดโรคจอตาเบื้องต้นสำหรับทารกที่เกิดก่อนกำหนด ผลสรุปได้ว่า การทำภาพเคลื่อนไหวใช้คอมพิวเตอร์ช่วยให้วินิจฉัยโรคได้แม่นยำและตรวจพบโรคได้ก่อนกว่า ทั้งในโรคต้อหินและโรคจอตาสำหรับทารกเกิดก่อนกำหนด
แอปสำหรับไอโฟนรุ่น 2017 คือ Ullman Indirect
ทำให้ผู้ใช้สามารถควบคุมโฟกัส การเปิดรับแสง และไฟส่องเองได้เพื่อให้ถ่ายรูปจอตาได้ดีขึ้น
แอปสามารถดาวน์โหลดได้ฟรี และได้ออกแบบเพื่อเพิ่มคุณภาพและความสะดวกในการถ่ายรูปจอตาด้วยสมาร์ตโฟน
เว็บไซต์ทางการอยู่ที่ UllmanIndirect.com (http://www.UllmanIndirect.com)