光學(xué)相干斷層掃描儀在青光眼早期診斷中的應(yīng)用進(jìn)展

文美丹 何文靜 曾思明

光學(xué)相干斷層掃描儀在青光眼早期診斷中的應(yīng)用進(jìn)展

文美丹 何文靜 曾思明

青光眼是一組以視神經(jīng)萎縮和特征性視野缺損為共同特征的疾病，是世界上第二位不可逆性致盲眼病[1]。在全球范圍內(nèi)，大約有6000萬青光眼視神經(jīng)損害的患者，約840萬人因此而失明，預(yù)計(jì)到2020年，青光眼的患病和失明人數(shù)將分別增長(zhǎng)到8000萬和1120萬[2]。因青光眼導(dǎo)致的視功能損害不可逆，其早期檢測(cè)和早期診斷就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的青光眼診斷方法以眼壓、視野與視盤改變?yōu)橐罁?jù)，但這些檢查具有主觀性和變異性等不足，因此眼科醫(yī)師需尋求更為客觀、定量的診斷標(biāo)準(zhǔn)。光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)（optical coherence tomography, OCT）是一種非接觸性、高分辨率的生物組織結(jié)構(gòu)顯像技術(shù)，可以對(duì)角膜、鞏膜、虹膜、房角及視網(wǎng)膜進(jìn)行高分辨率的活體斷層成像，本文對(duì)OCT在青光眼早期診斷中的應(yīng)用作一綜述。

1 OCT概述

OCT的工作原理類似于超聲成像，其區(qū)別主要是光波代替了超聲波，且光波的速度較聲波快100萬倍。從OCT的超亮二極管發(fā)出光束，經(jīng)光纖進(jìn)入光纖耦聯(lián)器后被分成兩束，一束通過照射某一特定區(qū)域獲取該處不同層面組織反向散射光信號(hào)，另一束則進(jìn)入?yún)⒄障到y(tǒng)。2個(gè)光路中反射或反向散射的光線被重新整合成一束并為探測(cè)器探測(cè)，并對(duì)不同層面組織所產(chǎn)生的反向散射強(qiáng)度和延擱時(shí)間進(jìn)行測(cè)量。利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以偽彩色灰階值實(shí)時(shí)地構(gòu)建對(duì)應(yīng)的圖像。最初應(yīng)用于臨床的OCT為OCT 1，它提供了10個(gè)掃描程序和7個(gè)分析程序，但因其體積龐大及操作復(fù)雜，故主要應(yīng)用于科研工作。2000年出現(xiàn)了體積更小、更易操作的OCT 2，因增加了2個(gè)掃描程序和4個(gè)分析程序，故其在視網(wǎng)膜厚度測(cè)量方面的可重復(fù)性更佳，對(duì)黃斑厚度的測(cè)量其變異值＜11 μm。2002年出現(xiàn)了擁有18種掃描程序和19種分析程序的OCT 3，其掃描和分析程序更完善，分辨率更高，并提供了視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層厚度的正常參考值及視盤分析程序，為OCT在青光眼的診斷方面提供了更廣泛的應(yīng)用前景[3]。2006年，傅里葉OCT（Fourier-domain optical coherence tomography, FD-OCT）即頻域OCT（spectral domain OCT, SD-OCT）技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)其成像速度和分辨率帶來了革命性的影響，它使得視網(wǎng)膜活體成像更清晰、直觀。FD-OCT的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞復(fù)合體檢測(cè)程序使研究黃斑區(qū)更細(xì)致的結(jié)構(gòu)成為可能。

2 OCT在青光眼中的應(yīng)用

2.1 角膜厚度 高眼壓是青光眼最重要的危險(xiǎn)因素，不管是在分類上還是在青光眼患者的隨訪中，眼壓的準(zhǔn)確測(cè)量尤為重要[4]。然而，準(zhǔn)確的眼壓讀數(shù)會(huì)受到中央角膜厚度（central corneal thickness, CCT）的影響，它與CCT呈正相關(guān)，這可能會(huì)因此而影響青光眼和高眼壓癥患者的診斷、篩查和隨訪[5]。多年來，A超角膜測(cè)厚儀一直作為測(cè)量CCT的“金標(biāo)準(zhǔn)”。OCT作為一種新的影像學(xué)檢測(cè)儀器，因其分辨率＜10 μm，可以對(duì)角膜進(jìn)行清晰的成像（圖1），能客觀、定量、重復(fù)、非接觸地測(cè)量CCT而應(yīng)用于臨床實(shí)踐中。

圖1 女，58歲，原發(fā)性開角型青光眼。A～C顯示該患者左眼角膜OCT圖像，A顯示掃描部位及方向；B為角膜厚度圖，可見角膜從周邊到中央厚度逐漸增厚，到中央角膜為最厚，中央角膜厚度測(cè)量值為518 μm（B）；角膜橫斷面成像示其角膜未見明顯病變（C）

Chen等[6]通過不同操作者應(yīng)用FD-OCT反復(fù)測(cè)量35只健康眼的CCT，發(fā)現(xiàn)FD-OCT測(cè)量CCT有良好的可重復(fù)性。Garcia-Medina等[7]分別利用超聲波角膜測(cè)厚儀（ultrasound pachymetry, USP）和FD-OCT對(duì)80例80只原發(fā)性開角型青光眼（primary open-angle glaucoma, POAG）進(jìn)行CCT測(cè)量，結(jié)果顯示這兩種檢查方法測(cè)得的平均CCT分別為（537.76±32.24）μm和（520.53±30.44）μm， 有 顯 著 差異并高度相關(guān)；并認(rèn)為FD-OCT對(duì)POAG測(cè)得的CCT值小于USP測(cè)得值，但兩者的差別在眼壓評(píng)估方面無臨床意義。Lázaro等[8]比較了眼前節(jié)OCT（anterior segment optical coherence tomography, AS-OCT）和USP對(duì)CCT的測(cè)量，并進(jìn)行了相關(guān)性研究，由同一檢查者對(duì)112例受試者112眼分別進(jìn)行兩種檢查，兩種檢查結(jié)果無顯著差異且高度相關(guān)。張鴻瑫等[9]通過比較FD-OCT與A超角膜測(cè)厚儀測(cè)量高度近視眼患者的CCT，結(jié)果發(fā)現(xiàn)FD-OCT測(cè)量CCT更準(zhǔn)確、方便。徐玲娟等[10]比較了FD-OCT及A超角膜測(cè)厚儀測(cè)量27例健康志愿者54眼中CCT的差異，發(fā)現(xiàn)兩者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并認(rèn)為A超角膜測(cè)厚儀測(cè)量CCT時(shí)因受表面麻醉藥的影響使其測(cè)得的數(shù)值較實(shí)際值稍高，且因A超角膜測(cè)厚儀為接觸性測(cè)量、測(cè)量時(shí)存在交叉感染風(fēng)險(xiǎn)以及給患者帶來不適感，將逐步被非接觸的、操作方便、準(zhǔn)確及可重復(fù)性好的OCT所取代。

2.2 前房深度及前房角 朱芹等[11]研究了原發(fā)性慢性閉角型青光眼患者房角粘連與視野缺損的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)青光眼組房角粘連程度與視野平均缺損及眼壓呈正相關(guān)，當(dāng)房角粘連范圍＞180°時(shí)，小梁切除術(shù)效果更明確，虹膜周邊激光切開術(shù)則相對(duì)無效。因此，綜合評(píng)價(jià)前房角是準(zhǔn)確診斷和治療青光眼的關(guān)鍵。目前前房角鏡普遍應(yīng)用于眼科臨床中，但因其為接觸性的檢查以及其結(jié)果受操作者的經(jīng)驗(yàn)影響很大，故在房角結(jié)構(gòu)的客觀評(píng)價(jià)時(shí)存在一定的局限性。近年發(fā)展起來的AS-OCT能在活體內(nèi)非接觸地測(cè)量和客觀評(píng)估房角，并可提供多種測(cè)量參數(shù)（圖2、3）。

圖2 女，50歲。A、B顯示正常人眼房角OCT圖像，A顯示掃描部位及方向；B為前房角橫斷面成像，可見鞏膜突與虹膜表面分離，且間距較寬，房角開放（箭）

圖3 男，55歲，原發(fā)性閉角型青光眼。A、B顯示閉角型青光眼患者房角OCT圖像，A顯示掃描部位及方向；B為前房角橫斷面成像，可見鞏膜突與虹膜根部表面相貼，房角關(guān)閉（箭）

Nolan等[12]認(rèn)為AS-OCT閉角的敏感性及檢出率均高于房角鏡，尤其在上方和下方象限。Kim等[13]評(píng)估了ASOCT檢測(cè)前房角的可重復(fù)性，發(fā)現(xiàn)在鼻側(cè)和顳側(cè)象限有良好的可重復(fù)性，但在下方象限存在較明顯的差異，這可能與不同象限鞏膜突差異以及下方象限較難獲得高質(zhì)量的圖像有關(guān)。Chen等[14]分別用AS-OCT和超聲生物顯微鏡（ultrasound biomicroscopy, UBM）對(duì)前房深度進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)這兩種檢查方法測(cè)得的結(jié)果無顯著差異。Low等[15]認(rèn)為UBM較ASOCT更費(fèi)時(shí)，并需要操作者技術(shù)熟練，以獲取足夠高質(zhì)量的圖像。與UBM相比，AS-OCT成像的不足之處是1310 nm波長(zhǎng)光不能穿透虹膜色素上皮。因此，不能通過AS-OCT直視睫狀體、晶狀體、懸韌帶等相對(duì)深層次的組織結(jié)構(gòu)。盡管如此，AS-OCT在臨床應(yīng)用中仍有很多優(yōu)勢(shì)，如快速、高分辨率、較少依賴操作員的技能以及非接觸性等，且對(duì)患者來說相對(duì)舒適，尤其是對(duì)于不能耐受前房角鏡檢查的患者。此外，AS-OCT還能在青光眼手術(shù)后即刻觀察房角情況。

2.3 視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層 視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層（retinal nerve fber layer, RNFL）變薄及丟失是青光眼的早期特征性改變，因此準(zhǔn)確檢測(cè)青光眼患者的RNFL厚度的改變是診斷和防治青光眼視神經(jīng)損害的關(guān)鍵。OCT作為一種新的高分辨率的橫截面斷層掃描方法，能在活體實(shí)時(shí)顯示生物學(xué)組織的細(xì)微結(jié)構(gòu)，可以直接從剖面圖像中測(cè)量RNFL的絕對(duì)厚度（圖4），其檢測(cè)值與組織學(xué)測(cè)量值基本一致[16]。

Kanamori等[17]發(fā)現(xiàn)Cirrus、RTVue、三維頻域OCT這3種SD-OCT測(cè)量的RNFL厚度與視野均有良好的一致性。馬英慧等[18]研究了早、中、晚期青光眼患者OCT檢測(cè)的RNFL厚度與視野缺損的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)早、中期青光眼患者平均RNFL厚度、上方和下方平均RNFL厚度與相應(yīng)視野缺損呈中度負(fù)相關(guān)（r=－0.459、－0.481、－0.583, P＜0.05），晚期青光眼患者平均RNFL厚度、上方和下方平均RNFL厚度與相應(yīng)視野缺損無明顯相關(guān)性（r=－0.231、－0.290、－0.307, P＞0.05）。王曉貞等[19]應(yīng)用頻域RTVue OCT測(cè)量62例正常人和67例青光眼患者的RNFL厚度，評(píng)估了頻域OCT的RNFL厚度各參數(shù)在青光眼診斷中的作用，發(fā)現(xiàn)RTVue OCT測(cè)量平均RNFL厚度參數(shù)在青光眼的診斷中有較好的特異性和敏感性（ROC曲線下面積為0.914±0.026），能很好地區(qū)分正常人和青光眼患者。Kratz等[20]采用前瞻性橫斷面研究對(duì)85只青光眼和88只正常眼分別用Cirrus OCT和海德堡視網(wǎng)膜斷層掃描裝置3（heidelberg retinal tomograph 3, HRT3）對(duì)RNFL厚度進(jìn)行檢測(cè)，分析兩者測(cè)量RNFL厚度的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過HRT3測(cè)量的總體及4個(gè)象限的RNFL厚度均明顯高于Cirrus OCT，且均有顯著差異及良好的相關(guān)性。由于OCT和HRT3的標(biāo)準(zhǔn)診斷分類不同，故在臨床實(shí)踐中兩者的測(cè)量結(jié)果不能互換。王雅麗等[21]分析了傅里葉OCT和HRT3測(cè)量青光眼患者的RNFL厚度的各項(xiàng)參數(shù)，并評(píng)價(jià)了兩者在青光眼早期診斷中的作用，發(fā)現(xiàn)兩者的各項(xiàng)視盤參數(shù)結(jié)果接近，且均與視野的平均缺損值有較好的相關(guān)性，并且兩者在青光眼早期診斷中均有重要價(jià)值。然而，傅里葉OCT在檢測(cè)RNFL的切面圖像及定量測(cè)定方面要明顯優(yōu)于HRT3，更有利于早期發(fā)現(xiàn)RNFL的厚度改變。Raghu等[16]報(bào)道OCT比HRT3在測(cè)量RNFL厚度方面更有優(yōu)勢(shì)，因其具有更高的軸向分辨率并能自動(dòng)描繪視盤的邊緣，故能消除因操作者導(dǎo)致的誤差。

圖4 男，60歲，原發(fā)性開角型青光眼早期。A～C顯示右眼視乳頭旁RNFL厚度成像。A為彩色眼底照，綠色圈為OCT掃描部位；B、C中，綠色區(qū)域代表患者的RNFL厚度正常，黃色代表RNFL厚度處于臨界，紅色代表RNFL厚度低于正常人。由圖可見患者右眼顳上及顳下RNFL萎縮變薄，S：上方；T：顳側(cè)；I：下方；N：鼻側(cè)；

圖5 女，65歲，原發(fā)性開角型青光眼。A、B顯示黃斑區(qū)GCC成像，下方（右側(cè)）GCC厚度明顯小于上方（左側(cè)），RNFL層尤為明顯（箭頭，A）；右眼下方的RNFL及GCL++層明顯變?。▓D中箭頭所指紅色區(qū)域），并可對(duì)其行定量分析（B）。ILM：內(nèi)界膜；RNFL：視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層；GCL：神經(jīng)結(jié)細(xì)胞層；IPL：內(nèi)叢狀層。GCL++=GCC=RNFL+GCL+IPL，GCL+=GCL+IPL

2.4 黃斑區(qū)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞復(fù)合體 神經(jīng)節(jié)細(xì)胞復(fù)合體（ganglion cell complex, GCC）由視網(wǎng)膜內(nèi)叢狀層、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層及RNFL組成，GCC隨著青光眼神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（retinal ganglion cell, RGC）的丟失而變薄。由于50%以上的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞胞體位于黃斑區(qū)，故可以通過測(cè)量黃斑區(qū)GCC厚度敏感地檢測(cè)到RGC的丟失[22]。自O(shè)CT推出以來，利用其測(cè)量視乳頭旁視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層（peripapillary retinal nerve fber layer, pRNFL）厚度是一種廣泛應(yīng)用于青光眼的檢測(cè)和隨訪的影像學(xué)方法。由于早期研究結(jié)果顯示時(shí)域OCT的黃斑厚度參數(shù)對(duì)青光眼的診斷效力不如pRNFL，故黃斑厚度參數(shù)未普遍應(yīng)用于青光眼?；赟D-OCT能夠更好地分割和測(cè)量視網(wǎng)膜（圖5），使得眼科醫(yī)師再次關(guān)注于利用黃斑厚度參數(shù)來診斷青光眼。

Inuzuka等[23]利用SD-OCT對(duì)只有上方或下方視野缺損的67例POAG患者67眼進(jìn)行黃斑區(qū)神經(jīng)節(jié)復(fù)合體（macular ganglion cell complex, mGCC）厚度測(cè)量，發(fā)現(xiàn)mGCC厚度是早期青光眼改變的一個(gè)敏感指標(biāo)，它與視野檢查結(jié)果有良好的一致性，并能早于視野檢測(cè)到與青光眼損害相關(guān)的結(jié)構(gòu)改變。樊寧等[24]通過對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)SD-OCT能夠定量測(cè)量并區(qū)分青光眼患者與正常人的黃斑區(qū)GCC厚度。黃斑區(qū)GCC隨青光眼病情的進(jìn)展而逐漸變薄，并與RNFL及視野損害有較好的相關(guān)性。Tan等[25]認(rèn)為黃斑區(qū)GCC是診斷青光眼損害的最佳測(cè)量部位，并與pRNFL對(duì)青光眼診斷效力相當(dāng)。朱紅軍等[26]評(píng)估了OCT測(cè)量正常人和POAG患者黃斑區(qū)GCC厚度的可重復(fù)性，發(fā)現(xiàn)OCT測(cè)量正常人及POAG患者黃斑區(qū)GCC厚度在操作者內(nèi)和操作者間均有較好的可重復(fù)性。Ganekal[27]在20例可疑青光眼患者和20例青光眼患者中用OCT分別測(cè)量pRNFL厚度及黃斑區(qū)GCC厚度，比較兩者在青光眼診斷中的價(jià)值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者對(duì)青光眼的診斷價(jià)值相當(dāng)。Nakano等[28]認(rèn)為對(duì)于高度近視眼合并青光眼的患者而言，與pRNFL相比，利用SD-OCT評(píng)估黃斑區(qū)GCC厚度的一致性和準(zhǔn)確性更好，可能由于黃斑區(qū)GCC厚度受眼軸的影響更小。Lee等[22]通過對(duì)30眼存在旁中心暗點(diǎn)和33眼不存在旁中心暗點(diǎn)的青光眼進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)黃斑區(qū)GCC厚度在區(qū)分是否存在旁中心暗點(diǎn)方面優(yōu)于pRNFL厚度。因此，在青光眼的診斷和跟蹤隨訪中，GCC厚度的測(cè)量可以作為pRNFL檢查的補(bǔ)充手段[27,29,30]。然而目前關(guān)于OCT的黃斑區(qū)GCC厚度參數(shù)在青光眼診斷中的應(yīng)用研究較少，尤其在國(guó)內(nèi)，且大多數(shù)研究均為橫斷面研究并主要集中在平均黃斑區(qū)GCC厚度，故在縱向和局部黃斑區(qū)GCC厚度參數(shù)方面尚需進(jìn)一步探索。

3 總結(jié)

青光眼是可以避免的盲眼病之一，需要早期診斷、早期控制。OCT是近年發(fā)展起來的有前景的一種技術(shù)，以其非接觸性、客觀性及可重復(fù)性好、操作簡(jiǎn)單并可以對(duì)眼組織進(jìn)行高分辨率的斷層成像等優(yōu)點(diǎn)，在青光眼的診斷和隨訪中的應(yīng)用價(jià)值得到眼科醫(yī)師的重視，但其不足之處在于OCT掃描參數(shù)的準(zhǔn)確性以及可重復(fù)性易受偽影的影響，并依賴于圖像質(zhì)量、穿透力不夠等[31]。隨著技術(shù)的更新、軟件的升級(jí)和數(shù)據(jù)庫的完善，上述不足之處有望得到改善，OCT也將在青光眼的診斷和隨訪中得到更廣泛的應(yīng)用。

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青光眼；體層攝影術(shù)，光學(xué)相干；綜述

2014-04-03 【修回日期】2014-10-20

（本文編輯 張春輝）

R445.3；R775.1

2012年度廣西醫(yī)療衛(wèi)生重點(diǎn)科研課題項(xiàng)目（重2012097）。

廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院眼科 廣西南寧 530021

曾思明 E-mail: gxeye@126.com

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.11.018