掃頻相干光層析成像術(shù)在脈絡(luò)膜疾病應(yīng)用的研究進展

沈錦琰 武志峰

一、掃頻源相干光層析成像術(shù)概述

1.脈絡(luò)膜成像技術(shù)的發(fā)展 脈絡(luò)膜位于視網(wǎng)膜色素上皮層(retinal pigment epithelium，RPE)的下方，由纖維血管組織構(gòu)成，為外層視網(wǎng)膜和RPE供應(yīng)血流和營養(yǎng)。脈絡(luò)膜在結(jié)構(gòu)上分為五層：Bruch膜、脈絡(luò)膜毛細血管(choriocapillaries，CC)層、中血管(sattler)層、大血管(haller)層和脈絡(luò)膜上腔。

由于RPE的散射會導致信號衰減，因此在過去幾十年脈絡(luò)膜高分辨率成像始終是一項挑戰(zhàn)。ICGA以往是評估脈絡(luò)膜循環(huán)的金標準，但ICGA提供的二維圖像不能分層顯示脈絡(luò)膜血管結(jié)構(gòu)層次和直接觀察新生血管，且它是一項有創(chuàng)檢查。EDI-OCT是脈絡(luò)膜成像的一個里程碑，它將光譜域OCT(spectral domain OCT， SD-OCT)靈敏度峰值調(diào)整至靠近鞏膜的后方，有助于增強脈絡(luò)膜和脈絡(luò)膜-鞏膜界面的整體評估，但它不能實現(xiàn)玻璃體、視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜同時清晰成像。而SS-OCT是繼EDI-OCT之后脈絡(luò)膜成像的又一突破，由于SS-OCT使用可調(diào)諧濾波器和點探測器，可以更好地穿透RPE層深入到脈絡(luò)膜，以高分辨率和高信噪比更好地成像脈絡(luò)膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)。OCT血管造影(OCT angiography，OCTA)是一種新型成像技術(shù)，以無創(chuàng)和非接觸的方式對脈絡(luò)膜血管進行三維重建，迅速實現(xiàn)脈絡(luò)膜血管系統(tǒng)的分層成像。最近，掃頻技術(shù)也已運用于OCTA，與傳統(tǒng)的OCTA相比SS-OCTA不僅能提供中央脈絡(luò)膜區(qū)域結(jié)構(gòu)和血管變化，還能觀察周邊特征，極大地擴展了潛在視野。

2.SS-OCT的技術(shù)原理及優(yōu)勢 自O(shè)CT問世以來，這項成像技術(shù)的發(fā)展取得了非凡的進步，從最初低分辨率的時域OCT迅速發(fā)展為基于傅立葉域探測的頻域OCT，其中頻域OCT又分為SD-OCT和SS-OCT。SD-OCT作為目前臨床應(yīng)用最普遍的OCT方式，采用840 nm波長的寬帶光源和光譜儀檢測，掃描速度從時域OCT的每秒400次A掃描提升至每秒2萬-10萬次，但SD-OCT使用的線陣相機不可避免地會出現(xiàn)嚴重的場曲現(xiàn)象和色散現(xiàn)象，使得分辨率、信噪比下降。

不同于SD-OCT，SS-OCT采用了可調(diào)諧濾波器來實現(xiàn)波長掃描光源，并利用平衡式點探測器對波長的干涉信號進行強度探測，其顯著優(yōu)勢在于采集速度更快、深度分辨率更高、成像更靈敏?，F(xiàn)有資料表明，SS-OCT的掃描速度是SD-OCT的兩倍，可達每秒10～20萬次，超高的掃描速度可以減少偽影，從而獲得清晰的視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜顯微結(jié)構(gòu)圖像。掃描速度的飛躍，加之掃描波長的改進(1050 nm)，使得SS-OCT更好地穿透RPE層，實現(xiàn)以更短的采集時間和更深的深度成像脈絡(luò)膜和脈絡(luò)膜-鞏膜界面。新近的基于掃頻技術(shù)的SS-OCTA通過軟件校正偽影，提高掃描質(zhì)量，允許以無創(chuàng)的方式對脈絡(luò)膜各層血流進行良好的可視化，尤其是大中血管層的改善[1]。

Enface SS-OCT允許在冠狀平面上可視化脈絡(luò)膜結(jié)構(gòu)，通過二值化處理獲取脈絡(luò)膜體積圖精準評估脈絡(luò)膜輪廓的區(qū)域變化，尤其對觀察肥厚型脈絡(luò)膜病變的病理特征具有重要的參考價值。此外通過Enface OCT單次橫截面掃描可以計算脈絡(luò)膜管腔面積占脈絡(luò)膜總面積的比值，即脈絡(luò)膜血管指數(shù)(choroidal vascularity index，CVI)，該指數(shù)是評估疾病活動和脈絡(luò)膜灌注狀態(tài)的客觀參數(shù)，不受年齡、性別、眼壓、屈光等因素的影響。SS-OCT生成的三維CVI圖像比SD-OCT獲得的二維CVI更精準[2]。

二、SS-OCT在脈絡(luò)膜疾病中的應(yīng)用

(一)AMD

1.干性AMD 眾所周知AMD的發(fā)展與CC灌注密切相關(guān)，但由于脈絡(luò)膜獨特的結(jié)構(gòu)和位置，傳統(tǒng)的SD-OCT會出現(xiàn)靈敏度衰減現(xiàn)象，限制了CC的評估，尤其是在玻璃膜疣以下的區(qū)域。而利用SS-OCTA評估AMD玻璃膜疣以下的CC血流障礙時更不容易產(chǎn)生假陽性率。Lane等[3]的研究很好地證明了這一點，使用SD-OCTA成像時74%玻璃膜疣以下的CC出現(xiàn)信號丟失，而在使用1050 nm的SS-OCTA時只有30%出現(xiàn)信號丟失。此外，Borrelli等[4]描述了中期AMD患者顯著的CC改變，并發(fā)現(xiàn)與玻璃膜疣存在共定位。與無玻璃膜疣區(qū)域相比，CC信號空洞面積在玻璃膜疣下方的區(qū)域以及周圍150 nm寬的環(huán)形區(qū)域明顯增加。其他的研究者表明，在相對穩(wěn)定的中期AMD患者中， CC血流障礙的潛在進展發(fā)生在OCT結(jié)構(gòu)變化之前，因此隨診此類患者CC灌注尤為重要[5]。最近關(guān)于晚期AMD即地圖樣萎縮(geographic atrophy，GA)的研究集中于評估GA增長率與CC血流不足之間的相關(guān)性，結(jié)果表明二者成正相關(guān)，GA區(qū)域異常的CC灌注可能是GA進展新的危險因素和生物標志物[6]。盡管目前的研究顯示局部CC損傷與局部GA增長率無明顯相關(guān)性，但Moult等[7]應(yīng)用空間統(tǒng)計方法重新定義GA進展的局部成像生物標志物，預(yù)計在未來可以證明存在局部相關(guān)性。值得注意的是，由于GA區(qū)域通常范圍較大，因此寬視野SS-OCTA具有顯著優(yōu)勢。

2.濕性AMD 濕性AMD傳統(tǒng)的診斷依據(jù)是基于脈絡(luò)膜新生血管(choroidal neovascularization,CNV)在熒光素眼底血管造影( fundus fluorescein angiography，F(xiàn)FA)上的滲漏。最近，OCTA廣泛應(yīng)用于CNV的診斷和評估，研究結(jié)果表明OCTA診斷CNV 的準確性以及病變特征與FFA檢測結(jié)果密切相關(guān)[8]。而SS-OCTA與傳統(tǒng)OCTA相比最大的優(yōu)勢在于其穿透RPE色素層的能力更強，從而更好地檢測出1型CNV。Miller等[9]證實了SS-OCTA測得的CNV區(qū)域比SD-OCTA更大。目前對于AMD繼發(fā)的CNV首選治療為玻璃體內(nèi)注射抗VEGF藥物。但以往使用EDI-OCT評估這些藥物對CT影響的研究仍有局限性，因此研究者使用SS-OCT來解決這一問題。Stattin等[10]對41只接受雷珠單抗注射的濕性AMD患者的脈絡(luò)膜地形改變進行研究，基線明顯較對照眼增厚的研究眼CT在注射第3、6個月時中心凹CT整體變薄，這表明抗VEGF治療可降低脈絡(luò)膜血管通透性從而影響脈絡(luò)膜滲出。

公主:君主的女兒。周代時,君主的女兒出嫁,君主自己不主婚,而讓同姓者主之,故稱為公主。秦漢以后,君主嫁女兒,讓三公(司馬、司徒、司空)主婚。也稱為公主。

(二)肥厚型脈絡(luò)膜病變

Warrow等[11]于2013年首次提出肥厚型脈絡(luò)膜病變這一相對新穎的概念，該類疾病特征是局灶性或彌漫性脈絡(luò)膜厚度(choroidal thickness, CT)增加，但如今對于肥厚型脈絡(luò)膜病變的定義已從既往強調(diào)單純的脈絡(luò)膜厚度轉(zhuǎn)變?yōu)槊}絡(luò)膜結(jié)構(gòu)和功能的改變，例如CC層萎縮、大血管層擴張和通透性增加，同時伴有進行性RPE功能障礙[12]。肥厚型脈絡(luò)膜病變包括CSC、肥厚型脈絡(luò)膜色素上皮病變、肥厚型脈絡(luò)膜新生血管病變、息肉狀脈絡(luò)膜血管病變(polypoidal choroidal vasculopathy，PCV)、局灶性脈絡(luò)膜凹陷(focal choroidal excavation，F(xiàn)CE)和視盤周圍肥厚脈絡(luò)膜綜合征。SS-OCT在脈絡(luò)膜血管成像方面的優(yōu)勢使其比SD-OCT更適合觀察和隨訪肥厚型脈絡(luò)膜病變患者的病理特征，尤其當CT>400 μm以及中心凹下存在活動性病灶[13]。

1.CSC CSC是影響全球中年男性最常見的脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變之一，其特點為漿液性視網(wǎng)膜脫離(serous retinal detachment，SRD)伴或不伴漿液性視網(wǎng)膜色素上皮脫離(retinal pigment epithelium detachment，PED)。CSC在ICGA上往往表現(xiàn)為充盈延遲、脈絡(luò)膜血管通透性高、點狀高熒光斑等特征[14]，提示CSC關(guān)鍵發(fā)病機制可能是脈絡(luò)膜血管異常。SS-OCT最開始被用來評估CT，多項研究證明了CSC患者脈絡(luò)膜出現(xiàn)病理性增厚，原因可能是脈絡(luò)膜血管發(fā)生改變，尤其是Haller層血管的擴張[15]。Wong 等[16]猜測由于擴張的Haller層擠壓脈絡(luò)膜內(nèi)層血管，血管發(fā)生功能不全導致漿液的滲漏和積聚，從而形成SRD。值得注意的是， CSC患者發(fā)生的這種脈絡(luò)膜血管改變不會隨SRD消退而消失，這可能解釋了為什么SRD容易復發(fā)[15]。最近，Nicolò等[17]首次利用SS-OCTA來評估CSC眼的脈絡(luò)膜血管流動面積，證實了脈絡(luò)膜血管在不同深度有不同的空間分布，他們觀察到與對照眼相比，CSC眼CC層的血管流動面積明顯小于更大的血管層，進一步驗證了脈絡(luò)膜循環(huán)在CSC發(fā)病機制中的作用。研究報告稱，半劑量光動力療法(photodynamic therapy，PDT)可以降低CSC患者的CT，而中心凹下CT的變化被認為可以反映治療效果并有助于預(yù)測復發(fā)率。Izumi等[18]采用SS-OCT評估CSC患者PDT術(shù)前和術(shù)后3個月脈絡(luò)膜厚度的變化，發(fā)現(xiàn)半劑量PDT可以減少中心凹下CT。

2.息肉狀脈絡(luò)膜血管病變 PCV是影響年輕人群的新生血管性年齡相關(guān)性黃斑變性(neovascular AMD，nAMD)的亞型，但PCV缺乏nAMD典型的特征，例如軟玻璃膜疣、地圖狀萎縮等。在OCTA出現(xiàn)之前，ICGA是診斷PCV的金標準，早在1995年，Spaide等[19]描述了PCV的ICGA特征，其中包括分支新生血管網(wǎng)絡(luò)(BVN)伴終末動脈息肉狀擴張。SS-OCT可能在診斷未治療PCV患者的息肉狀病變和BVN方面較ICGA更為準確[20]；而與SD-OCT相比，SS-OCT可以更好地識別PCV患者的脈絡(luò)膜-鞏膜界面，評估脈絡(luò)膜厚度，有助于區(qū)分PCV和nAMD[21]。使用Enface SS-OCT系統(tǒng)能夠更清晰地證明息肉狀病變與PED的關(guān)系[22]。最近關(guān)于PCV多模態(tài)成像的結(jié)果表示，PCV實際上是1型黃斑新生血管(macular neovascularization，MNV)的亞型，因為PCV的息肉狀病變始終位于RPE和Bruch膜之間[22]。Shen等[23]最近利用SS-OCT觀察到息肉狀病變在多次注射抗VEGF治療后演變?yōu)榈湫偷?型MNV，這支持了PCV的息肉狀病變其實是纏結(jié)的血管而非動脈瘤擴張的觀點，同時作者認為這一演變可能與PCV的預(yù)后有關(guān)。這一結(jié)果與之前Bo[23]的研究成果相一致，并且他們認為SS-OCTA在檢測息肉狀病變方面優(yōu)于ICGA，可以作為PCV診斷和監(jiān)測的新標準。

3.局灶性脈絡(luò)膜凹陷 Jampol等[24]于2006年首次用TD-OCT描述了1例視力良好且視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)接近正常的脈絡(luò)膜凹陷。引入SD-OCT后，Margolis[25]報道了12例患者并將這一特征命名為FCE，他們還發(fā)現(xiàn)FCE似乎與CSC相關(guān)，但其形成的機制仍不明確。Ellabban等[26]隨后使用SS-OCT研究CSC眼中的FEC，并描述了FCE眼中肥厚型脈絡(luò)膜特征，包括中心凹下CT增厚以及ICGA中脈絡(luò)膜高通透性，作者猜測肥厚脈絡(luò)膜特征可能具有病因?qū)W意義，局灶脈絡(luò)膜CC的萎縮會導致RPE-BrM-CC復合體結(jié)構(gòu)脆弱，易于凹陷的形成。另外，SS-OCT還檢測到凹陷下方脈絡(luò)膜存在點簇狀高反射，Lim[27]認為這可能是既往脈絡(luò)膜炎留下的瘢痕引起RPE收縮從而形成FCE的證據(jù)。

(三)近視性脈絡(luò)膜新生血管

近視性CNV(myopic CNV，mCNV)是病理性近視中常見的威脅視力的并發(fā)癥。Xie等[28]的結(jié)果表明較厚的鞏膜和較薄的脈絡(luò)膜是mCNV在SS-OCT上的生物學標志，并在78.67%受試者mCNV區(qū)域檢測到鞏膜穿通血管，這些SS-OCT顯示的形態(tài)特征對于未來篩查mCNV尤為重要。新近的一項研究利用SS-OCTA比較了mCNV活動期、瘢痕期、萎縮期這三種階段血管網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)改變，結(jié)果顯示每個階段可以觀察到密集和環(huán)狀兩種信號模式，且這兩種模式比例在各階段之間無明顯差異[29，30]。有趣的是，萎縮期CNV內(nèi)的脈絡(luò)膜和毛細血管都消失，只有鞏膜穿通血管殘存，作者猜測鞏膜血管可能是mCNV的特征病變且是其營養(yǎng)血管。

(四)脈絡(luò)膜炎性疾病

多項研究表明SS-OCT可用于診斷和監(jiān)測脈絡(luò)膜炎性疾病，包括VKH、匐行性脈絡(luò)膜炎、多灶性脈絡(luò)膜炎，其中CT是主要監(jiān)測指標，它可以作為反映治療效果或預(yù)測疾病復發(fā)的生物標志物。除了利用傳統(tǒng)的ICGA之外，更建議結(jié)合SS-OCT多模態(tài)成像方法來確定脈絡(luò)膜受累部位并幫助診斷，例如CC灌注不足或脈絡(luò)膜肉芽腫[31]。

1.Vogt-小柳原田綜合征 VKH是一種主要影響黑色素細胞的多系統(tǒng)自身免疫性疾病，其急性葡萄膜炎階段的典型特征是雙側(cè)前段和/或后短受累并伴有滲出性視網(wǎng)膜脫離。Qian等[31]首次使用寬視野掃頻成像技術(shù)對VKH患者的脈絡(luò)膜變化進行評估，結(jié)果顯示活動性VKH眼的平均CT、CVI顯著增加，CC流動面積減少，這提供了新的證據(jù)支持脈絡(luò)膜在活動性VKH炎癥期間可能發(fā)生血管擴張和血流停滯的觀點，此外活動期擴張的血管在非活動期會顯著減少，因此他們建議將CVI作為監(jiān)測VKH疾病活動度的新指標。最近也有研究者將ICGA結(jié)合SS-OCT分析脈絡(luò)膜血管變化預(yù)測VKH活動度[33]。SS-OCT對于評估VKH患者治療后CT和視網(wǎng)膜特異性改變也至關(guān)重要，可以作為監(jiān)測VKH的有效手段。Jaisankar等[33]證實了活動性VKH患者的脈絡(luò)膜經(jīng)皮質(zhì)類固醇治療后會出現(xiàn)重塑現(xiàn)象，即薄脈絡(luò)膜區(qū)域CT增加、厚脈絡(luò)膜區(qū)域CT減小。值得注意的是，厚脈絡(luò)膜區(qū)域的視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層和整個視網(wǎng)膜厚度顯著減少，而神經(jīng)節(jié)細胞層無明顯變化。

2.匐行性脈絡(luò)膜炎 Brar等[34]報道了SS-OCTA和眼底自發(fā)熒光在檢測結(jié)核性匐行樣脈絡(luò)膜炎CC受累方面的比較，發(fā)現(xiàn)自發(fā)熒光與廣角SS-OCTA檢測活動性病灶有極高的一致性，然而對于愈合的非活動性病灶，自發(fā)熒光的檢出率高于SS-OCTA。Pakzad-Vaezi等人[35]研究表明Enface SS-OCTA可以用來監(jiān)測匐行性脈絡(luò)膜炎的病變發(fā)展，無論是活動性還是非活動性脈絡(luò)膜炎，SS-OCTA都發(fā)現(xiàn)了CC中邊界清晰的病灶并與ICGA確定的病灶有較好的一致性。

(五)脈絡(luò)膜腫瘤

目前超聲是檢測脈絡(luò)膜腫瘤的金標準，然而超聲在評估較小的病灶時分辨率有限。OCT的發(fā)展使其慢慢也成為評估脈絡(luò)膜腫瘤的重要工具，SS-OCTA也被應(yīng)用于研究脈絡(luò)膜腫瘤相關(guān)的血管異常并進行鑒別診斷[37]。

1.脈絡(luò)膜痣 Francis和Maloca等先后報道了使用EDI-SD-OCT和SS-OCT描述脈絡(luò)膜痣形態(tài)特征的比較。Francis[37]證明兩種儀器在某些方面是等效的，包括明確脈絡(luò)膜痣繼發(fā)性視網(wǎng)膜病變、邊界血管擴張、痣-鞏膜界面的可視化，但SS-OCT在顯示病灶內(nèi)部細節(jié)如血管、空腔、顆粒度以及異常CC方面有著顯著優(yōu)勢。Maloca[38]的研究提示EDI-SD-OCT在測量小脈絡(luò)膜痣時可能會低估腫瘤大小，而SS-OCT可以更準確地測量小脈絡(luò)膜痣的尺寸。當脈絡(luò)膜病變靠近中心凹、直徑較小且脈絡(luò)膜色素沉著較輕時，SS-OCT成像質(zhì)量最佳[40]。

2.脈絡(luò)膜黑色素瘤 最近，Pellegrini[40]的研究結(jié)果表明SS-OCTA是評估脈絡(luò)膜黑色素瘤有效的成像技術(shù)，不論腫瘤大小、位置以及患者既往治療史，SS-OCTA都可以揭示腫瘤內(nèi)在的微血管系統(tǒng)。SS-OCTA能夠清晰捕獲脈絡(luò)膜痣和脈絡(luò)膜黑色素瘤之間明顯的微血管差異，并且這種差異與危險因素有關(guān)。Greig等[41]證明脈絡(luò)膜病變深度與SS-OCTA檢測到的脈絡(luò)膜血管深度呈正相關(guān)。作者認為，SS-OCTA發(fā)現(xiàn)的血管標志物在未來有預(yù)測腫瘤風險因素的可能。

3.脈絡(luò)膜血管瘤 脈絡(luò)膜血管瘤(choroidal hemangiomas，CH)是一種罕見的良性血管錯構(gòu)瘤，分為局限性和彌漫性。Flores-Moreno[42]在22例局限性脈絡(luò)膜血管瘤(Circumscribed CH，CCH)患者中使用SS-OCT發(fā)現(xiàn)90%受試者在Enface圖像中會出現(xiàn)一種特征性圖案，他們將其描述為類似蜂窩的多小葉圖案，45%患者在腫瘤周圍出現(xiàn)高反射光暈，這可能與脈絡(luò)膜黑色素細胞聚集有關(guān)。CCH在SS-OCTA上表現(xiàn)為一種內(nèi)部高反射的腫瘤結(jié)構(gòu)，由多條相互連接的腫瘤血管和代表結(jié)締組織的信號空洞區(qū)混合而成，通常有明確的邊界[37]。SS-OCTA能夠準確檢測CCH眼內(nèi)獨特的血流模式，Noel等[43]評估了25例CCH患者的腫瘤血流特征，觀察到所有患者的圖像上均可見橫跨腫瘤的特征性“面條”狀分布的血管。

三、總結(jié)與展望

OCT的新進展極大地增加了我們對脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜組織形態(tài)和功能的理解。相對于臨床上廣泛應(yīng)用的SD-OCT，SS-OCT具有更快的掃描速度、更深的穿透性和更廣的掃描范圍等顯著優(yōu)勢，以高分辨率和高信噪比清晰成像脈絡(luò)膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)。同時，運用SS-OCTA和Enface SS-OCT成像系統(tǒng)可以精準定位視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜各層血管位置和深度，以無創(chuàng)和非接觸的方式直觀觀察血管的病理形態(tài)，有助于加深對傳統(tǒng)SD-OCT所不能及的某些病變特征的理解，包括CSC、PCV等。此外，SS-OCT也可以提供高分辨率的微結(jié)構(gòu)成像，例如脈絡(luò)膜腫瘤等。但由于SS-OCT使用的可調(diào)諧濾波器成本較高，未能得到廣泛應(yīng)用，未來需要改進的領(lǐng)域包括開發(fā)更高性能的SS-OCT、更多的綜合多模態(tài)成像工具以及更多的數(shù)據(jù)分析工具。我們相信，SS-OCT將繼續(xù)快速發(fā)展，并在不久的將來廣泛應(yīng)用于臨床。