光學(xué)相干斷層掃描血管成像(OCTA)在黃斑疾病中的應(yīng)用進(jìn)展

呂湘云 艾明

自1994年可以提供活體視網(wǎng)膜的橫斷面和三維立體圖像的光學(xué)相干斷層掃描(optical coherence tomography，OCT)出現(xiàn)，臨床醫(yī)師對(duì)黃斑病變的診斷能力明顯提高。OCT已成為黃斑部疾病的診斷金標(biāo)準(zhǔn)之一。但是，OCT無法直接觀察到視網(wǎng)膜血管信息[1]，而血管改變是某些黃斑病變的重要特征。因此，在OCT的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了光學(xué)相干斷層掃描血管成像(optical coherence tomography angiography，OCTA)這項(xiàng)技術(shù)。OCTA作為一項(xiàng)新型的成像技術(shù)，它通過探測(cè)血流內(nèi)移動(dòng)的信號(hào)來使血流顯影，不依賴造影劑即可獲得詳細(xì)的眼部血管圖像。與傳統(tǒng)熒光素血管造影技術(shù)相比，它具有安全、無創(chuàng)、成像迅速的優(yōu)點(diǎn)，近年來已被廣泛應(yīng)用于眼科臨床工作和基礎(chǔ)研究中。

1OCTA成像原理

OCTA是一項(xiàng)新型、無創(chuàng)的成像技術(shù)，它可以對(duì)視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜血流進(jìn)行實(shí)時(shí)成像。隨著高速OCT的發(fā)明及en face分層掃描模式和高效算法的出現(xiàn)，OCTA對(duì)血管的成像質(zhì)量堪比造影。OCTA的原理是對(duì)同一部位進(jìn)行連續(xù)的B掃描，獲得從血流和相鄰的組織反射回來的信號(hào)，比較反射信號(hào)隨時(shí)間的變化。這些變化來源于視網(wǎng)膜血流中運(yùn)動(dòng)的紅細(xì)胞，而血流以外的組織是保持靜止的[2]。

應(yīng)用于OCTA中的算法有：光微血流成像(optical microangiography，OMAG)、分頻幅去相關(guān)血流成像(split-spectrum amplitude decorrelation angiography，SSADA)、OCT血流成像比率分析(OCT angiography ratio analysis，OCTARA)、散斑方差法、相位方差法以及相關(guān)匹配法[3]。其中，SSADA是基于OCT振幅信號(hào)的成像方法。SSADA算法是通過測(cè)量連續(xù)的B掃描中反射的OCT信號(hào)的振幅變化來探測(cè)血流中的移動(dòng)信號(hào)的。它利用相鄰B掃描之間的去相關(guān)系數(shù)來獲取血流信息。該算法將OCT的全光譜分割成不同的光譜帶，從而增加可用圖像幀的數(shù)目。SSADA犧牲了軸向的分辨率，來增加可利用的圖像幀，而無需增加掃描時(shí)間或減少掃描密度。這種方法能夠增加血流信號(hào)、抑制眼球運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的散斑噪聲，從而增加血流探測(cè)的信噪比[4]。另外，OCTA在一定范圍內(nèi)去相關(guān)信號(hào)與血流速度呈線性關(guān)系，更高的信號(hào)代表了更快的血流速度[5]。

許多OCTA帶有自動(dòng)、客觀的血流量化技術(shù)。這些軟件的發(fā)展尚處于初級(jí)階段，需經(jīng)過穩(wěn)定性和可重復(fù)性的測(cè)試。還有一些工具可以將兩次不同的隨訪中的圖像在en face圖像上進(jìn)行“對(duì)齊”比較。這項(xiàng)功能在評(píng)估治療的效果和疾病的進(jìn)展中有較大幫助[2]。

2OCTA與傳統(tǒng)造影的區(qū)別

不同于傳統(tǒng)的熒光素鈉(fluorescent sodium，F(xiàn)A)或吲哚青綠造影(indocyanine green angiography，ICGA)，OCTA不需要注射對(duì)比劑。所以，OCTA不能夠探測(cè)到在傳統(tǒng)造影中，被滲漏的造影劑所體現(xiàn)的血管滲漏改變。然而，由于毛細(xì)血管不會(huì)被滲漏的造影劑所遮蔽，OCTA可以獲得更高的圖像質(zhì)量[6]。FA是有創(chuàng)的[7]。雖然FA的不良反應(yīng)少見，但是作為一項(xiàng)有創(chuàng)的檢查，它可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的并發(fā)癥，因此不能被頻繁地用于患者的隨訪[8]。而OCTA可以在任何時(shí)候進(jìn)行，它只需要幾秒鐘的檢查時(shí)間，可以重復(fù)進(jìn)行，可以對(duì)患者的病情進(jìn)展和治療效果進(jìn)行隨訪，并且避免了造影劑注射相關(guān)的并發(fā)癥，不會(huì)引起患者的不適感。FA提供某一層面的2D圖像。OCTA可以對(duì)某個(gè)特定的軸向位置的脈絡(luò)膜或視網(wǎng)膜血流進(jìn)行高分辨率的顯像和分層的分析，得出三維立體的圖像[7]。FA存在一個(gè)時(shí)間窗，包括初期、中期和晚期的階段，它在早期和晚期有不同的顯像。而OCTA的圖像是靜止不變的，即使血流發(fā)生改變，它的底物參照—視網(wǎng)膜是保持不變的[9]。

3OCTA在黃斑疾病中的臨床應(yīng)用

3.1中心性漿液性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變慢性中心性漿液性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變(central serous chorioretinopathy，CSC)是一種以視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment pithelium，RPE)廣泛改變導(dǎo)致視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮層漿液性脫離為特征的疾病，好發(fā)于30～50歲男性患者。FA表現(xiàn)為RPE層1個(gè)或多個(gè)滲漏點(diǎn)，或?yàn)閺浡愿淖僛10]。ICGA表現(xiàn)為與滲漏點(diǎn)相一致的脈絡(luò)膜高熒光區(qū)域，部分脈絡(luò)膜呈現(xiàn)為高熒光是由于RPE層的萎縮，部分是由于脈絡(luò)膜毛細(xì)血管的通透性增強(qiáng)。OCT表現(xiàn)為持續(xù)性視網(wǎng)膜下積液和繼發(fā)于光感受器外節(jié)的增厚、延伸所致的視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮層脫離。OCTA提供了一個(gè)監(jiān)測(cè)脈絡(luò)膜新生血管(choroidal neovascularization，CNV)變化的新途徑。有學(xué)者通過OCTA對(duì)10例慢性CSC患者的12眼進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)OCTA在7眼中觀察到了明顯的CNV出現(xiàn)，與ICGA中滲透性過高的部位和OCT B掃描中微小的RPE脫離的部位相一致。這證實(shí)了OCTA可以檢測(cè)出慢性CSC中其他影像學(xué)檢測(cè)不到的CNV改變[11]。Chan等[12]將21例患者中26眼納入研究，26眼OCTA均顯示為高信號(hào)的圖像特征，并且21眼在OCTA圖像上額外顯示出毛細(xì)血管擴(kuò)張表現(xiàn)。在OCTA上顯示出的異常區(qū)域與FA上滲漏的區(qū)域及ICGA上高滲透性區(qū)域一致。研究顯示，OCTA可以檢測(cè)出所有CSC患眼的高血流信號(hào)病灶，并且可以顯示出大多數(shù)患眼存在脈絡(luò)膜毛細(xì)血管擴(kuò)張。因此，OCTA可能成為一個(gè)無創(chuàng)的診斷黃斑病變，特別是CSC的有利工具。Mcclintic等[13]通過OCTA觀察了玻璃體內(nèi)注射貝伐單抗治療CSC的患者，發(fā)現(xiàn)OCTA顯示患眼治療后CNV血流面積減少，CNV血管減少。因?yàn)橐暰W(wǎng)膜血管密度未減少，減少的CNV血流可能證實(shí)了治療效果。Bonini Filho等[14]評(píng)估了OCTA探測(cè)CSC患者中CNV的敏感性，在27眼中，通過FA診斷出8眼存在CNV。OCTA聯(lián)合OCT B掃描100%探測(cè)出了這8眼中CNV的存在，并且100%排除了其他19眼的沒有CNV存在的CSC。其敏感性為100%，準(zhǔn)確性為100%。該項(xiàng)研究證明，相比FA，OCT(OCTA和OCT B掃描)單獨(dú)探測(cè)CSC眼中的CNV具有良好的敏感性和準(zhǔn)確性[15]。

3.2年齡相關(guān)性黃斑變性年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration，AMD)是全世界范圍內(nèi)導(dǎo)致不可逆性視力喪失的重要原因，并且對(duì)許多患者的生活質(zhì)量有嚴(yán)重影響。它被分為2種類型：非滲出性和滲出性。非滲出性AMD的特點(diǎn)為玻璃膜疣和RPE改變——包括RPE色素脫失、萎縮或局部色素增生。滲出性AMD的特點(diǎn)是視網(wǎng)膜或脈絡(luò)膜下新生血管的產(chǎn)生，導(dǎo)致視網(wǎng)膜內(nèi)或視網(wǎng)膜下、RPE下的出血或積液[16]。滲出性AMD占AMD的10%～15%，而嚴(yán)重的視力喪失約90%由滲出性AMD所致[17]。自O(shè)CTA發(fā)明以來，出現(xiàn)了許多關(guān)于AMD患者OCTA表現(xiàn)的研究。Palejwala等[18]通過OCTA觀察了32例一眼存在濕性AMD、另一眼為干性AMD的患者，發(fā)現(xiàn)OCTA可以觀察到FA和OCT表現(xiàn)為陰性的CNV。他們認(rèn)為，一眼出現(xiàn)CNV被認(rèn)為是另一眼進(jìn)展為滲出性AMD的危險(xiǎn)因素之一。Toto等[19]通過OCTA對(duì)早期和中期的AMD、正常眼的視網(wǎng)膜毛細(xì)血管密度、脈絡(luò)膜厚度進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)AMD患者與正常人相比，脈絡(luò)膜厚度和視網(wǎng)膜毛細(xì)血管密度顯著減少。但是，早期和中期AMD患者之間沒有明顯不同。研究者通過OCTA觀察了濕性AMD患者，發(fā)現(xiàn)OCTA對(duì)濕性AMD患者的CNV結(jié)構(gòu)具有良好的分辨率，并且可以從橫斷面上對(duì)CNV的方位進(jìn)行觀察并分型[20-22]。他們觀察了5例濕性AMD患者，發(fā)現(xiàn)更大的CNV病灶對(duì)應(yīng)著更多的血流，2型CNV比1型和混合型CNV的血流密度更大。在所有濕性AMD眼中，存在顯著的更深層次脈絡(luò)膜血管的出現(xiàn)和脈絡(luò)膜毛細(xì)血管的缺失。在其中一些眼，OCTA還可以顯示出脈絡(luò)膜毛細(xì)血管灌注減少和CNV下的深層脈絡(luò)膜。他們認(rèn)為，這可以說明脈絡(luò)膜循環(huán)異常和外層視網(wǎng)膜缺血在AMD中CNV的發(fā)展存在促進(jìn)作用。Moult等[23]、Jia等[24]的研究也發(fā)現(xiàn)，相比FA，OCTA受到的視網(wǎng)膜下出血的遮蔽更少，因此OCTA可以提供更清晰的血管細(xì)節(jié)，可以更好地對(duì)AMD患者的CNV病灶進(jìn)行檢測(cè)和量化。

3.3特發(fā)性黃斑裂孔Kim等[25]通過OCTA觀察了33例特發(fā)性黃斑裂孔(idiopathic macular hole，IMH)患者行玻璃體切割術(shù)后視網(wǎng)膜毛細(xì)血管血流的變化情況，發(fā)現(xiàn)與對(duì)側(cè)眼相比，IMH術(shù)后患眼的淺層視網(wǎng)膜毛細(xì)血管(superficial capillary plexus，SCP)和深層視網(wǎng)膜毛細(xì)血管(deep capillary plexus，DCP)的中心凹無血管區(qū)(foveal avascular zone，F(xiàn)AZ)面積更小，DCP旁中心凹血管密度更低；FAZ面積與術(shù)后視網(wǎng)膜中心凹厚度呈正相關(guān)，DCP旁中心凹血管密度與視網(wǎng)膜中心凹厚度呈正相關(guān)。在IMH術(shù)后6個(gè)月，患者最佳矯正視力(best-corrected visual acuity，BCVA)和SCP、DCP層FAZ的面積大小顯著相關(guān)。Yun等[26]通過OCTA觀察IMH術(shù)后視網(wǎng)膜血流變化也得出了相似的結(jié)論，并且發(fā)現(xiàn)SCP和DCP的視網(wǎng)膜血管密度與術(shù)后神經(jīng)節(jié)細(xì)胞-內(nèi)叢狀層厚度存在相關(guān)性。他們認(rèn)為，IMH術(shù)后裂孔的愈合過程可能與內(nèi)層視網(wǎng)膜的形態(tài)學(xué)和血流動(dòng)力學(xué)的改變有關(guān)，手術(shù)封閉黃斑裂孔使視網(wǎng)膜血流模式發(fā)生了重建。Teng等[27]通過OCTA測(cè)量IMH患者行玻璃體切割術(shù)前及術(shù)后脈絡(luò)膜毛細(xì)血管血流變化發(fā)現(xiàn)，在IMH患眼黃斑區(qū)，脈絡(luò)膜毛細(xì)血管血流面積和旁中心凹血管密度較對(duì)側(cè)眼和正常對(duì)照組顯著降低。玻璃體切割術(shù)后1個(gè)月，IMH眼的黃斑區(qū)脈絡(luò)膜毛細(xì)血管血流面積和旁中心凹血管密度相比術(shù)前顯著增加。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，IMH眼中脈絡(luò)膜毛細(xì)血管面積及密度與黃斑裂孔直徑呈負(fù)相關(guān)，與BCVA無相關(guān)性。因此，該研究認(rèn)為黃斑區(qū)脈絡(luò)膜血流會(huì)受到中心凹結(jié)構(gòu)完整性的影響。OCTA觀察黃斑區(qū)毛細(xì)血管有利于檢測(cè)黃斑裂孔術(shù)后視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和功能的變化，判斷患者的預(yù)后。

4小結(jié)

OCTA作為一項(xiàng)可以定量測(cè)量眼部血流的新技術(shù)，不僅廣泛應(yīng)用于上述黃斑疾病，對(duì)于特發(fā)性息肉樣脈絡(luò)膜血管病變、視網(wǎng)膜中央靜脈阻塞等眼底疾病均可以進(jìn)行很好的觀察與研究。此外，OCTA也可用于眼前段及視神經(jīng)疾病[28]。OCTA可以通過早期檢測(cè)對(duì)疾病進(jìn)行早期干預(yù)。但是，OCTA尚處于起步階段，在臨床應(yīng)用中仍存在許多局限性，如OCTA成像的范圍較小，不能顯示血管滲漏，并且容易產(chǎn)生偽影。未來OCTA在硬件和軟件技術(shù)方面的創(chuàng)新將有助于進(jìn)一步對(duì)脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜疾病的診斷和隨訪。OCTA在視網(wǎng)膜疾病中的應(yīng)用具有巨大的前景，相信在不久的將來，OCTA將會(huì)給眼科疾病的檢查帶來巨大的變革。