光学相干断层扫描技术在脉络膜视网膜病变中的应用新进展

曾 永，刘 洋 综述，樊映川 审校

(1.西南医科大学，四川 泸州 646000；2.四川省医学科学院·四川省人民医院眼科，四川 成都 610072)

光学相干断层扫描技术在脉络膜视网膜病变中的应用新进展

曾 永1，刘 洋2综述，樊映川2审校

(1.西南医科大学，四川 泸州 646000；2.四川省医学科学院·四川省人民医院眼科，四川 成都 610072)

随着光学相干断层扫描技术(Optical coherence tomography，OCT)软件与硬件的不断创新与发展，可以清晰显示视网膜各个显微层次，脉络膜亚层结构，甚至可显示巩膜结构。通过对眼底结构连续多图成像再经过软件处理可实现3D成像，帮助眼科医生更直观更准确地诊断眼底疾病。本文将对近年OCT新技术设备的发展及其在脉络膜视网膜病变的应用研究进展进行综述。

光学相干断层扫描技术；视网膜脉络膜病变；新进展

光学相干断层扫描技术(Optical coherence tomography，OCT)是一种非接触、无创、分辨率高、重复性好的重要的眼科检查方法，特别是对于眼底病变，如黄斑孔、年龄相关性黄斑变性、青光眼、糖尿病视网膜病变等，是重要的定性或定量检查方法[1～3]。OCT的发展经历了时域到频域(spectral domain optical coherence tomography，SD-OCT)，再由频域衍生出增强深度扫描、联合深度成像、扫频光学、光学相干血管成像术、偏振光学同调等先进的OCT诊断技术。下面我们将对近几年开始进入临床的OCT新技术进行综述。

1 增强深度成像光学相关断层扫描技术(enhanced depth imaging optical coherence tomography，EDI-OCT)

目前临床普及的EDI-OCT是在SD-OCT基础上缩短检查设备与被检眼的距离，从而视网膜深层组织背散射增加，零延迟层由原来的视网膜神经纤维层转移到视网膜色素上皮层，使得脉络膜甚至巩膜能够成像并可对其厚度进行测量，可以定量观察在不同的发病时期脉络膜或者巩膜厚度的变化及其对治疗的反应，已成为临床及科研中监测眼后节结构的主要方法。Thitiwichienlert等[4]利用EDI-OCT对青光眼视神经损害患者(glaucomatous optic neuropathy，GON)、青光眼无视神经损害患者(non-GON)和正常对照组筛板中央厚度(laminar thickness，LT)进行测量，结果GON组和non-GON组的LT均较正常对照组薄(P< 0.01)，GON组的LT较non-GON组薄(P< 0.01)，重度GON的LT较稳定期GON和轻度GON薄(P< 0.05)。重度non-GON的LT较轻度non-GON薄 (P= 0.002)。这些结果表明EDI-OCT 对视神经病变的形态学异常的观察具有重要意义。Tagawa等[5]利用EDI-OCT评价小柳原田综合征脉络膜增厚与眼前节炎症复发的关系，结果显示：前节炎症复发的患者黄斑中心凹脉络膜厚度较稳定期脉络膜厚度的平均改变率明显上升，而这些患者在眼底镜检查时后节往往没有任何体征。值得关注的是在眼前节炎症复发前一月脉络膜厚度的平均改变率已明显上升。激素治疗后其下降至静止期水平。但是对于黄斑中心凹脉络膜厚度小于240 μm的患者，黄斑中心凹脉络膜厚度改变率在任何时候都没有明显上升。EDI-OCT对于一些潜在性的脉络膜炎症有一定的诊断意义，但是对于脉络膜相对较薄的患者其诊断意义可能不大。

2 联合深度成像光学相关断层扫描技术(combined depth imaging spectral-domain optical coherence tomography，CDI-OCT)

CDI是将传统的SD-OCT和EDI-OCT扫描结合到一个图像上的技术，CDI技术在进行平均100次独立扫描时首先加强对玻璃体视网膜交界面的成像，然后再加强脉络膜的成像。当至少进行了50次的传统SD-OCT扫描后玻璃体视网膜交界面的成像明显加强，然后选择EDI功能便可获得脉络膜的增强成像，设备可以将玻璃体视网膜交界面和脉络膜的增强成像表现在一张全景图像中并且对于轻度到中度白内障也可以获得较好的成像[6]。Mahendradas等[7]利用传统SD-OCT、EDI-OCT和联合深度成像技术(CDI)分别观察48例(58眼)年龄9～82岁、诊断葡萄膜炎患者的脉络膜结构，其中16只眼(27.59%)有中间葡萄膜炎，33只眼(56.9%)有后葡萄膜炎，9只眼(15.51%)有全葡萄膜炎。结果显示：对存在葡萄膜炎眼后节病变的病例，CDI技术的成像效果优于传统OCT和EDI-OCT，并且CDI-OCT可以在一张图片观察到葡萄膜炎所有眼后节的表现。

3 扫频光学相干层析技术(swept source optical coherence tomography，SS-OCT)

进入眼球的光线一部分被光感受器细胞所吸收并进行光信号的转导，其余光线被视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelium，RPE)散射或吸收以保护RPE下的组织，而RPE对光的吸收和散射在600～1200 nm光波长范围内随波长的增加逐渐下降但是随着光波长增加，其被屈光介质的吸收率也逐渐增加。传统OCT光源的波长为800 nm，仅能获得视网膜和浅层脉络结构的成像。SS-OCT利用集成宽频高速扫频可调节光源和基于光纤的迈克逊干涉仪平衡检测技术克服了上述困难，光源波长能够在一个特定的范围内迅速变化，因此能够连续测量不同频率和波长的干涉光，相对于一般频域OCT 25000～100000次/秒的扫描速度[8，9]，SS-OCT具有每秒249 000次的扫描速率，因此又叫做超高速OCT，图象分辨率达到2.6 μm。由于不同波长的聚焦平面的差异，可以同时获得视网膜、脉络膜、视乳头筛板、巩膜的的图像，正面成像可以获得筛板、神经纤维层、脉络膜、光感受器、RPE和视网膜内层毛细血管的多孔结构，与SD-OCT相比扫描时间缩短，获得更高分辨率的眼底3D成像，更少的运动伪像[10，11]。Wang等[12]利用SS-OCT对146例健康志愿者的视网膜厚度、视网膜神经节细胞层厚度和脉络膜厚度进行测量并利用IOL Master 测量眼轴长度，结果显示神经节细胞层厚度在健康中国人中没有明显差异，不受性别、年龄、眼轴长度的影响，但是视网膜和脉络膜厚度与性别相关，脉络膜结构明显受到年龄和眼轴长度的影响而视网膜厚度不受二者影响。Barteselli等[13]通过对玻璃体视网膜脉络膜实时成像对比全景SD-OCT(FDI SD-OCT)和SS-OCT的成像功能和各自的特点，结果EDI-OCT成功获得118例(98.3%)实时全景玻璃体视网膜脉络膜结构的成像，而SS-OCT仅获得45例(37.5%，P< 0.01)，在黄斑前界成像效果中FDI SD-OCT的评分为(1.63±0.53)分，SS-OCT评分为(0.39±0.52)分(P< 0.001)，在109只眼(90.8%)的成像中FDI SD-OCT的成像优于SS-OCT。在对108只眼(90.0%)的脉络膜巩膜边界成像中，FDI SD-OCT的评分为(1.78±0.38)分，SS-OCT评分为(1.81±0.39)分，二者成像效果相当(P= 0.566)。在对RPE与光感受器外界交错带的成象，二者效果相同(P= 1.000)。在对脉络膜成像的清晰度方面SS-OCT明显优于FDI SD-OCT(P< 0.001)。因此FDI SD-OCT在实时成像中可同时获得玻璃体和视网膜脉络膜的结构成像，在整体性方面效果突出。对比之下，SS-OCT对脉络膜个亚层细节的成像效果更佳突出。因此临床诊疗中需要医生酌情选择不同的OCT技术设备。

4 光相干断层扫描血管成像术 (optical coherence tomography-angiography，OCT-A)

OCT和眼底荧光血管造影(fundus fluorescein angiography，FFA)是常见的眼底疾病诊断方法。SD-OCT 虽有上述优点，但是其所获得的图像并不能提供视网膜微循环功能的信息；FFA是一种侵入性需要造影剂的检查方法，在很长一段时间作为视网膜血管性疾病诊断的金标准[14，15]，但其只能作为定性诊断方法，对于涉及视网膜、脉络膜厚度变化及眼底深层的病变，FFA则明显受到局限[16]。近期，应用视网膜毛细血管内正常运动的红细胞作为内在对比剂而产生血流图像的新技术：光学相干断层扫描血管成像术(OCT-A)开始进入临床，其可分为三种类型即相位变异(PV-OCT)、相位对比(PC-OCT)和分离谱振幅去相关的血管造影术(Angio-OCT)，这三者都结合了SD-OCT和SS-OCT的功能，与Doppler OCT只测量轴向血流不同的是，OCT-A既检测轴向血流也检测横向血流。Mastropasqua等[17]利用OCT-A和眼底荧光血管造影同时观察正常人、BRAO、CNV、AMD患者黄斑区附近的主要血管和毛细血管，结果显示OCT-A对于视网膜浅层和深层毛细血管的成像质量均高于眼底荧光血管造影和吲哚菁绿造影，OCT-A在进行血管成像时可定位病灶并对其进行轴向扫描，使得诊断信息更加全面，OCT-A是一种无创无需造影剂的眼底检查方法，不引起过敏反应，对于过敏体质及肾功不全患者无禁忌。

5 偏振光学同调断层扫描术(polarization-sensitive optic coherence tomography，PS-OCT)

传统SD-OCT以亮度为基础，其产生的图像对比相对较弱[18]。PS-OCT是在SD-OCT基础上发展出的新OCT技术[19]，其核心是迈克尔逊干涉仪，输出光源经过起偏器处理成为偏振光，该偏振光经干涉仪处理后形成参考光和样品光，分别进入干涉仪的参考臂和样品臂。参考光经反射镜反射，样品光经生物组织样品背散射，二者均返回耦合器并发生干涉，干涉光信号中携带了生物组织样品的背散射率、双折射率等信息，这些信息经过光电探测器接受并后续处理后送入计算机成像[20]。样品光线在通过眼球结构，如角膜、视网膜神经纤维层、Helen纤维层、RPE层、筛板、巩膜层时其极化状态会发生变化，背散射光与参考光发生干涉后将产生不同的光电信号，PS-OCT正是利用这一原理来测量某一特定深度的组织结构[18，21]。Schutze等[22]利用PS-OCT对28例明确诊断有RPE萎缩的新生血管性AMD患者黄斑中心凹进行扫描，结果所有萎缩病灶大小的平均变异度为(0.1±0.06)mm，变异系数为0.06。PS-OCT能够特异性地显示所有受检眼RPE的改变，而基于亮度对比的SD-OCT不能明确地观察25只眼的RPE改变(89.3%，P< 0.01)。Schlanitz等[23]利用PS-OCT对25例中期AMD患者25只眼进行黄斑扫描以鉴别脉络膜小疣的特点，结果发现6224个独立的脉络膜小疣，包括其在视网膜的位置、各自的特点以及与色素变化的关联，发现了在脉络膜小疣的直径、其在视网膜的分布、形状、内反射的均质性、内部去极化的表现、病灶中心的表现之间存在明显相关性(P< 0.001)。PS-OCT所表现出的不同类型的脉络膜小疣的形态学特征突出表现了中间期AMD在病理生理学上的频谱特点。

OCT技术在对眼球结构的检测方面已经基本达到了全方位而又具有一定特异性的功能，无论是全景深成像还是某一特殊层面的成像都能获得较高分辨率的图像，通过3D成像技术可以更直观地分析病灶的起因和制定治疗方案。对某些复发性疾病(如葡萄膜炎)在发病前就能检测出结构的异常，可以在其复发前采取一定的干预措施而更好的减少损伤。OCT是一种高分辨率、非接触、无创、重复性好、患者配合度高的活体实时检查设备，其推广提高了眼底疾病的检出率及准确性，但是OCT技术设备较繁多，各种功能的针对性不同，并且不断有新的OCT设备进入临床，这就需要眼科医师对OCT技术设备各自的特点有所了解，并根据眼底镜检查结果及临床病史为患者选择适当的OCT检查方法，不能只停留在单一的检查方法，也不可盲目检查。

[1] Carolina P，Gracitelli B，Ricardo Y，et al.Spectral-domain optical coherence tomography for glaucoma diagnosis[J].Open Ophthalmology Journal，2015，9(1)：68-77.

[2] Castillo MM，Mowatt G，Elders A，et al.Optical coherence tomography for the monitoring of neovascular age-related macular degeneration A systematic review[J].Ophthalmology，2015，122(2)：399-406.

[3] Bud JC，Al-Latayfeh MM，Sun JK.Optical coherence tomography imaging for diabetic retinopathy and macular edema.[J].Current Diabetes Reports，2010，10(4)：264-269.

[4] Thitiwichienlert S，Ishikawa H，Asakawa K，et al.Enhanced depth imaging of central laminar thickness in optic neuropathy：comparison with normal eyes[J].Neuro-Ophthalmology，2015，39：166-174.

[5] Tagawa Y，Namba K，Mizuuchi K，et al.Choroidal thickening prior to anterior recurrence in patients with Vogt-Koyanagi-Harada disease[J].Br J Ophthalmol，2015，[Epub ahead of print].

[6] Barteselli G，Bartsch DU，El-Emam S，et al.Combined depth imaging technique on spectral-domain optical coherence tomography[J].Am J Ophthalmol，2013，155(4)：727-732.

[7] Mahendradas P，Madhu S，Kawali A，et al.Combined depth imaging of choroid in uveitis[J].J Ophthalmic Inflamm Infect，2014，4(1)：18.

[8] Vinekar A，Mangalesh S，Jayadev C，et al.Retinal imaging of infants on spectral domain optical coherence tomography[J].Biomed Res Int，2015，2015：782420.

[9] Unterhuber A，Povazay B，Hermann B，et al.In vivo retinal optical coherence tomography at 1040 nm-enhanced penetration into the choroid[J].Opt Express，2005，13(9)：3252-3258.

[10]Ibusuki T，Kitasako Y，Sadr A，et al.Observation of white spot lesions using swept source optical coherence tomography (SS-OCT)：in vitro and in vivo study[J].Dent Mater J，2015，34(4)：545-552.

[11]Srinivasan VJ，Adler DC，Chen Y，et al.Ultrahigh-speed optical coherence tomography for three-dimensional and en face imaging of the retina and optic nerve head[J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2008，49(11)：5103-5110.

[12]Wang J，Gao X，Huang W，et al.Swept-source optical coherence tomography imaging of macular retinal and choroidal structures in healthy eyes[J].BMC Ophthalmol，2015，15(1)：1-10.

[13]Barteselli G，Bartsch DU，Weinreb RN，et al.Real-time full-depth visualization of posterior ocular structures：Comparison Between Full-Depth Imaging Spectral Domain Optical Coherence Tomography and Swept-Source Optical Coherence Tomography[J].Retina，2015，[Epub ahead of print].

[14]Hulya G，Cigdem A.The relationship between fundus fluorescein angiographic findings and serous macular detachment in diabetic macular edema[J].Retina，2013，33(9)：1895-1901.

[15]李凤鸣，谢立信.中华眼科学[M].北京：人民卫生出版社，2014：702-703.

[16]Salz DA，Witkin AJ.Imaging in diabetic retinopathy[J].Middle East Afr J Ophthalmol，2015，22(2)：145-150.

[17]Mastropasqua R，Di AL，Di SS，et al.Optical coherence tomography angiography in retinal vascular diseases and choroidal neovascularization[J].J Ophthalmol，2015，2015(4)：1-8.

[18]Pircher M，Hitzenberger CK，Schmidt-Erfurth U.Polarization sensitive optical coherence tomography in the human eye[J].Prog Retin Eye Res，2011，30(6)：431-451.

[19]Black AJ，Akkin T.Polarization-based balanced detection for spectral-domain optical coherence tomography[J].Applied Optics，2015，54(24)：7252-7257.

[20]汪毅，陈晓冬，李海峰，等.单探测器偏振相干层析的生物组织成像[J].中国激光，2009，36(10)：2534-2537.

[21]Braaf B，Vermeer KA，de Groot M，et al.Fiber-based polarization-sensitive OCT of the human retina with correction of system polarization distortions[J].Biomed Opt Express，2014，5(8)：2736-2758.

[22]Schutze C，Teleky K，Baumann B，et al.Polarisation-sensitive OCT is useful for evaluating retinal pigment epithelial lesions in patients with neovascular AMD[J].Br J Ophthalmol，2015，[Epub ahead of print].

[23]Schlanitz FG，Sacu S，Baumann B，et al.Identification of drusen characteristics in age-related macular degeneration by polarization-sensitive optical coherence tomography[J].Am J Ophthalmol，2015，160(2)：335-344.

New development of the applications of optical coherence tomography in chorioretinopathy.

ZENG Yong，LIU Yang，FAN Ying-chuan

R774.1

B

1672-6170(2016)03-0125-03

2015-11-04；

2016-01-24)