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三維光相干斷層掃描應對對黃斑疾病

  光相干斷層掃描 (OCT)是自20世紀90年代研制出的一種分辨率高、非接觸性、非損傷性、 可量化的生物組織成像術, 自應用於臨床以來, 能獲得活體上類似眼組織病理切片的細微結構, 提高了對疾病發生發展的認識。自2002年Zeiss第三代OCT面世,OCT技術采用的光源強度更大,掃描面積更廣,掃描速度更快,圖像分辨率更高,但大多數仍為時域OCT。近幾年,隨著OCT技術的發展,出現了高分辨率OCT(UHR OCT),它采用頻域技術,可立體重建視網膜的三維結構,被稱為三維OCT(3D-OCT)。

  1 3D-OCT技術

  UHR OCT利用飛秒技術可以顯示內層視網膜,包括膠質細胞層、內、外叢狀層、內外核層、外界膜及光感受器細胞的內外節等這些細微結構[1,2],這是普通OCT無法做到的。UHR OCT對視網膜的高解析度可以提供更多的信息,從而為今後研究眼部疾病的發病機制及評價治療效果帶來可能。高分辨率OCT利用頻域(傅立葉域)技術,大大提高了掃描速度及圖像的清晰度,相對時域OCT而言,掃描速度提高了約50倍[3,4],並且獲得了更高的清晰度以及減少了進入眼內能量(<600 mW)[5]。3D-OCT同CT、核磁共振成像(MRI)的三維重建功能一樣能三維重建視網膜組織結構[6,7] ,而且它還可以自動記憶每個患者下颌托位置,將眼底圖像與OCT圖像同時采集保證了眼底圖像與OCT圖像的精確對照,更有利於病情隨訪[8,9]。3D-OCT能夠測量一些傳統OCT無法准確測量的數據,如不規則黃斑裂孔大小及體積。因此,應用3D-OCT更有利於對黃斑變性、DR、青光眼等患者的早期診斷、監測和治療。

  2 正常黃斑的結構

  正常黃斑區視網膜的結構自內向外依次為神經纖維層、節細胞層、內叢狀層、內核層、外叢狀層、外核層、外界膜、IS/OS層、RPE層及其下的脈絡膜毛細血管層。OCT圖像上中心凹鼻側神經纖維層較厚,圖像呈高反射的信號帶,但颞側的神經纖維層較薄,為中等反射薄層信號。John E等[10]利用3D-OCT與時域OCT比較正常黃斑厚度發現,黃斑中心凹厚度最薄,3D-OCT測量的結果為266.2±22.7mm, 時域OCT測量的結果為203.9±20.0mm,黃斑厚度在中心凹周圍3mm范圍內最厚,中心凹周圍3-6mm的范圍厚度減小,這種變化方式與季寶玲等[11]研究結果一致。。Cbristopber 等[12]通過比較了兩種OCT後,認為兩種OCT對黃斑厚度的測量都是可信的,但頻域OCT比時域OCT有更高的可重復性。正常黃斑3D-OCT圖像中,玻璃體完全後脫離時,若脫離的玻璃體後界膜與視網膜位置較近,則可在三維圖像上觀察到後界膜呈弧形漂浮在玻璃體中,若距離較遠,則看不到玻璃體後界膜。

  3 3D-OCT對黃斑疾病的評價

  3D-OCT可對黃斑病變區視網膜各個層面呈現高清晰的三維圖像,可清楚的觀察到透明膜的形態、視網膜前膜牽拉的力度及內界膜的變化等,還能提供視網膜各個層面的圖像。獲得完整的視網膜三維結構,對了解黃斑疾病局部或彌漫性病變情況及致病過程的動態演變有很大幫助。對黃斑區視網膜高清晰的呈像,還可以發現隱匿性病變,比如隱匿性黃斑營養不良[12]。近年來利用3D-OCT對黃斑疾病的研究主要集中在玻璃體黃斑牽拉(VMT)、黃斑前膜、黃斑裂孔、糖尿病黃斑病變、黃斑囊樣水腫(CME)及年齡相關性黃斑變性(AMD)等方面。

  3.1 3D-OCT對玻璃體黃斑牽拉及黃斑前膜的評價

  黃斑前膜在二維OCT上常見的表現為緊貼視網膜前的一條高反射信號,可牽拉視網膜形成皺褶和黃斑水腫。3D-OCT對視網膜結構更高的分辨率可以發現比傳統OCT更加細微的結構變化,如玻璃體牽拉中心凹結構的變化,外界膜形態的中斷以及內外節細胞層的變化等。Hideki等[14]利用3D-OCT觀察VMT及特發性黃斑前膜患者,發現大多數VMT患者都會並發特發性黃斑前膜,提示我們VMT與特發性黃斑前膜之間有顯著的聯系。黃斑前膜在3D-OCT上的表現為黃斑表面與前膜范圍、輪廓相一致的高反射信號。Janusz等[15]對44例黃斑前膜患者進行3D-OCT檢查發現,這些黃斑前膜患者的3D-OCT圖像是不同的,因為頻域OCT的高解析度和3D掃描模式,獲得了更多關於視網膜的信息,在這些黃斑前膜患者3D-OCT圖像中,發現有CME、黃斑板層裂孔、黃斑假孔及光感受器細胞層缺損等改變,這些改變都是決定黃斑前膜患者預後的重要因素。

  3.2 3D-OCT對黃斑裂孔的評價

  黃斑裂孔根據成因不同可分為特發性、繼發性、外傷性及高度近視黃斑裂孔。二維OCT對黃斑裂孔的評價分期為I期中心凹輪廓變淺,神經上皮內可見裂隙或囊腔, II期隨著發展中心凹形態逐漸消失,神經上皮層裂隙逐漸增大或斷裂或囊腫形成,裂孔表面有一個貼附的蓋, III期,進一步發展可伴有玻璃體後脫離或視網膜前膜,黃斑區神經上皮斷裂缺損,表面可見平行於後極部視網膜的玻璃體後界膜,有時可以見與裂孔邊緣幾乎完全分離的蓋膜,裂孔周圍可有囊腫形成,隨著裂孔進一步增大,周圍視網膜囊樣水腫,色素上皮層光帶完整。 I V期黃斑區全層神經上皮缺損,裂孔形態與 III期近似,但玻璃體完全後脫離。

  OCT對裂孔直徑、高度及視網膜水腫的定量分析為臨床鑒別板層黃斑裂孔、 全層黃斑裂孔、 假性黃斑裂孔以及在了解裂孔發生發展方面起到了重要作用。3D-OCT 可對裂孔進行三維掃描,提供的大量的信息,從而有助與發現形成裂孔的原因。3D-OCT對黃斑裂孔的重建可清楚的顯示裂孔的形狀、位置、大小及與周圍組織的關系。對於板層裂孔,可見基底部為外層視網膜呈中等強度信號,而上部為圓形視網膜缺損區。全層裂孔可以透見其下的RPE層,為高反射信號區。對於有“蓋”的裂孔可以觀察到裂孔上方有低反射與裂孔形狀相同的“蓋”狀結構。Masanori 等[16]研究了黃斑裂孔三維病理圖像,發現3D-OCT清楚真實的顯示了玻璃體與中心凹間隙結構的三維形態及發生黃斑裂孔的視網膜細微結構。這種三維圖像更有利直觀的了解玻璃體及中心凹的動態牽拉作用關系。

  3.3 3D-OCT對糖尿病黃斑病變的評價

  糖尿病黃斑病變可發生於糖尿病視網膜病變的任何階段,是引起視力下降主要原因之一。糖尿病黃斑病變可表現為黃斑水腫、硬性滲出、出血、神經上皮層脫離、色素上皮層脫離、黃斑前膜、增殖性玻璃體視網膜病變(PDR)、黃斑裂孔等。其中後四種情況多並發糖尿病黃斑水腫(DME)。Iwasaki T [17]利用頻域OCT對PDR患者黃斑前的增殖膜進行三維成像。圖像顯示增殖膜覆蓋整個黃斑區,並且清楚的顯示出三維結構。視網膜與增殖膜之間存在很多粘連、增殖膜分隔及黃斑裂孔,中心凹處增殖膜在切線方向牽拉視網膜形成黃斑裂孔。黃斑的上下方被增殖膜垂直的分隔。上方3D-OCT圖像顯示內外層增殖膜與視網膜之間形成獨立的粘連,每一粘連處視網膜均被牽拉向增殖膜的方向造成視網膜脫離。因此,在玻璃體手術中,對粘連視網膜處不恰當的處理會導致醫源性視網膜破裂。在中心凹周圍的一定范圍內存在環繞黃斑裂孔的粘連,而在其他的區域,粘連的位置是緊鄰視網膜的血管走形,視網膜與增殖膜之間是以點狀區域連接。在隨後的玻璃體手術中發現粘連的位置和范圍與手術前3D-OCT診斷圖像完全吻合。因此,3D-OCT是了解PDR的一個有效工具,對於玻璃體手術的預測也有很大的幫助。

三維光相干斷層掃描應對對黃斑疾病

  Otani等[18]依據OCT圖像特征把DME主要分為海綿樣視網膜水腫即彌漫性視網膜水腫、CME和漿液性神經上皮層脫離。海綿樣視網膜水腫主要表現為視網膜神經上皮層厚度增加並伴有層間反射減低,低反射區擴大,這種水腫主要發生於黃斑中心凹及黃斑周圍視網膜。當液體積聚在神經上皮層下時,即可發生神經上皮層漿液性脫離。它的OCT圖像表現為神經上皮層隆起,其下為液性暗區,色素上皮的高反射帶清晰可見。CME的特點是黃斑區視網膜層間囊樣腔隙形成,輕者表現為數個蜂窩狀小囊腔,當水腫明顯時小囊腔可融合成較大的囊腔,甚至在中心凹只保留薄層的內界膜。

  3.4 3D-OCT對CME的評價

  黃斑區由於其解剖結構的特點,最容易發生水腫。根據形態不同,黃斑水腫可分為彌漫樣水腫和CME。CME表現為視網膜外叢狀層內存在一個至多個囊腔,囊腔間有分隔,囊腔內為液性反反射信號。Noritatsu等[19]利用三維OCT觀察了視網膜靜脈阻塞導致的CME 20只眼,發現大面積中心凹囊樣間隙16例,其中15例在旁中心凹區域伴有小的囊樣水腫間隙。囊樣間隙存在於內核層及外叢狀層或視網膜全層。20例CME患者中均能清楚看到外界膜,其中囊樣間隙在外界膜內 7例,囊樣間隙看似與外界膜接觸9例,中心凹大面積囊腔下的外界膜不能清楚顯示2例。研究發現中心凹區域外界膜的完整性與患者視力直接相關。3D-OCT對監測CME的病情變化及評價治療效果有很大幫助。

  3.5 3D-OCT對AMD的評價

  AMD是60歲以上人群主要致盲疾病之一。AMD在臨床上主要分為干性(非滲出性)及濕性(滲出性)兩種類型。臨床上90%AMD為干性AMD。AMD的OCT圖像多種多樣,因病變性質不同可表現為玻璃膜疣、RPE脫離、脈絡膜新生血管(CNV)、地圖狀色素上皮萎縮、神經上皮脫離、出血、滲出及水腫等。Khanifar等[20]對AMD的玻璃膜疣利用3D-OCT進行分類,發現眼底照相僅能在一定程度上提示部分局部玻璃膜疣的改變,並不能反應眼底全部玻璃膜疣的改變,這種體外對玻璃膜疣超微結構特點的分類及觀察和病理組織的觀察相一致,對評價疾病的嚴重程度及對預後的預測起到很大的作用。

  RPE脫離是指視網膜色素上皮與Bruch膜及脈絡膜相脫離,是AMD常見的表現之一。可分為漿液性、出血性及纖維血管性RPE脫離,對應與二維OCT圖像上,位於RPE層下的脫離區可相應表現為液性暗區、反射信號逐漸衰減及含有點狀反射信號的液性暗區。Ahlers 等[21]利用3D-OCT對纖維血管性RPE脫離評價發現利用3D-OCT的自動分層模式可以對RPE層局部精確定量分析,對於纖維血管性RPE脫離,  自動分層模式通過增加了新的評價參數,更有利於臨床評價脈絡膜視網膜疾病。Lujan等[22]研究發現3D-OCT可鑒別和定量AMD導致的黃斑區視網膜地圖樣萎縮病變區域,而且區域的大小和形狀和自發熒光照相圖像相吻合,3D-OCT還可以提供地圖樣萎縮區域斷面的圖像。Fleckenstein等 [23]也認為3D-OCT可以反映地圖樣萎縮的不同階段及細胞或分子水平上的異質性。Mojana等[24]通過研究AMD患者3D-OCT圖像,發現玻璃體與黃斑粘連經常導致CNV患者發生VMT,並且這種牽拉的力量會減弱抗-VEGF治療的效果,在一部分患者中會導致藥物治療的無效。3D-OCT在對這些患者精確診斷和隨訪中起到重要作用。Bruin 等[25]通過對濕性AMD的1050nm 3D-OCT分析發現,3D-OCT可以發現隱匿性CNV,並且比時域OCT及850nmOCT更有優勢。

  4 展望

  3D-OCT目前在我國的應用屬於起步階段,王廣慧等[26]應用3D-OCT研究中心性漿液性脈絡膜視網膜病變(CSC),發現3D-OCT聯合同步眼底彩色照相作為一種無損傷性、 非接觸性檢查技術 ,不但能定性定量檢查和隨訪CSC,還能定位滲漏點,指導激光治療。我國患者病種多,病變復雜,隨著3D-OCT技術的普及,更多眼病將會得到精確診斷,而且會發現更多時域OCT難以發現的微小病變。

  總之,OCT技術很大程度提高了對眼底病變的診斷水平,但仍存在許多局限性[27],如價格昂貴在一定程度上限制了它的普及,屈光介質的混濁會影響成像的效果。成像質量部分依賴於醫師的操作技術,而且在視網膜下成像會使探測光迅速衰減,難以對深部脈絡膜成像。目前視網膜厚度分析儀和視網膜體層攝影被用來測量視網膜厚度,激光掃描偏振儀用來估計視網膜神經纖維層厚度,OCT在臨床應用中很多情況下與其它診療手段聯合應用,可否單獨診斷病變的情況仍需進一步研究。

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