光學相干斷層掃描血管成像術在眼前段的應用

吳英杰 綜述 程方 審校

(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院眼科，哈爾濱 150000)

光學相干斷層掃描血管成像術(optical coherence tomography angiography，OCTA)是一種不用靜脈注射染料就能觀察視網(wǎng)膜和脈絡膜血管的檢查手段，這一點不同于熒光素血管造影術(fluorescein angiography，F(xiàn)A)和吲哚青綠血管造影術(indocyanine green angiography，ICGA)，可以實現(xiàn)無創(chuàng)、多次反復的眼部檢查。FA和ICGA都是利用血管中的蛋白質(zhì)結合分子來達到血管可視化的目的，而常用的OCTA則是對同一橫斷面進行重復連續(xù)的相干光層析成像，再基于流動的紅細胞導致的掃描信號強度的變化來計算獲得移動的紅細胞即血流的信號，并以此進行血管結構的三維重建，最終呈現(xiàn)出血管的影像[1]。

基于成像原理的差別，OCTA相比FA、ICGA成像最大的優(yōu)點是它的非侵入性和非接觸性；同時因無需靜脈注射染料，操作簡單，也進一步避免了成像時間的限制。但是由于算法等原因，OCTA技術也有一些局限性。在眼后段的成像過程中，淺層視網(wǎng)膜血管、玻璃體漂浮物或其他不透明物等產(chǎn)生的偽影以及運動偽影都會影響OCTA的圖像質(zhì)量。此外，OCTA檢測血管滲漏的能力有限，這可能會限制其在某些疾病診療中的應用[1]。

上述局限性在OCTA應用于眼前段時也大多存在，并且可能還需要安裝額外的前段適配器透鏡、更新現(xiàn)有的軟件等來完成檢測。盡管如此，近年來關于OCTA在眼前段應用的報導仍然不斷涌現(xiàn)，OCTA在眼前段臨床應用中也顯示出巨大的開發(fā)潛力和前景。

1 在球結膜和鞏膜檢測的應用

結膜動脈血供主要來源于眼動脈分支的睫狀前動脈，伴行靜脈形成血管網(wǎng)，容易受到系統(tǒng)性疾病和眼部疾病的影響。鞏膜血管位于結膜以下，血供來源于睫狀前動脈產(chǎn)生的鞏膜深層血管叢及表層血管網(wǎng)為鞏膜提供血供，再經(jīng)鞏膜內(nèi)靜脈叢、表層靜脈網(wǎng)匯入睫狀前靜脈。結膜和鞏膜外層血管可以使用多種成像方式直接觀察，比如FA、裂隙燈檢查等。然而，在預定深度對這些血管進行非侵入性定量評估一直很困難，并且由于鞏膜組織的不透明性，鞏膜內(nèi)血管通常很難識別，OCTA可能在這一問題上能提供新的解決方案[2]。

在此情況下，Akagi等[3]用OCTA對10只健康眼睛的結膜及鞏膜血管進行了成像，發(fā)現(xiàn)淺層(結膜上皮～200 μm)和深層(200～1 000 μm)的不同的血管模式：淺層血流影像顯示為源自角膜緣的離心模式，而深層血流影像卻與ICGA圖像相似，均顯示為節(jié)段模式。同時發(fā)現(xiàn)鞏膜FA影像和全層的OCTA影像相似。進一步定量評估顯示：深層血管在鼻象限和顳象限比下象限或上象限要更密集、更細、更復雜。OCTA有望用于評估結膜和鞏膜內(nèi)血管，并可能在了解眼表面血流和房水流出方面發(fā)揮一定作用[3]。另一方面，Chien等[4]在對一個結膜血管瘤的患者進行的前段FA和OCTA成像過程中發(fā)現(xiàn)：與血管瘤和相關血管的FA影像比，OCTA能更好地顯示出病灶的血管，且能更準確地顯示各層組織的血流情況。而Hayek等[5]則用OCTA評估了20例首次小梁切除術前后患者的結膜血管情況，結果發(fā)現(xiàn)：相比于術前濾過泡區(qū)低血管密度組，高血管密度組在術后的平均眼壓會更高、濾過泡的微囊腔數(shù)量更少，有更大概率需要接受針刺術以及使用降眼壓滴眼液?？梢奜CTA提供了一種簡單、無創(chuàng)、可重復的方法來分析和量化濾過手術前后的濾過泡區(qū)血管情況。Gimenez-Sanchis等[6]應用OCTA評估佩戴鞏膜接觸鏡患者接觸鏡周邊眼表組織的血管變化情況，在OCTA成像過程中發(fā)現(xiàn)角膜緣周圍區(qū)域的血管的中斷現(xiàn)象，而這一現(xiàn)象在裂隙燈檢查中并未發(fā)現(xiàn)。這體現(xiàn)出OCTA對血流觀測的優(yōu)勢，但應用其指導接觸鏡佩戴仍需要大規(guī)模的研究優(yōu)化[6]。

由此可見，OCTA作為結膜及鞏膜血管成像的工具，在一定程度上滿足了對預定深度進行血管成像的需要，相較于FA，非侵入性的OCTA更便捷、成像效果更好，對比裂隙燈檢查，OCTA對血管變化的捕捉也更敏銳。因此OCTA將可廣泛地應用于監(jiān)測和評估結膜血管病變、青光眼手術前后的濾過泡區(qū)血管，以及指導鞏膜接觸鏡的佩戴等，并可能有助于了解正常的眼表血流、房水流出以及其他疾病的眼表血流變化。需要注意的是，現(xiàn)有的OCTA分層分析是為眼后段設計，因此還無法自動界定結膜和鞏膜，人工分層難免存在誤差。

2 在角膜檢測的應用

健康人的角膜是透明的組織，沒有血管存在。但各種炎癥性、感染性、退行性和創(chuàng)傷性疾病可能會導致角膜新生血管形成(corneal neovascularization，CoNV)。既往FA和ICGA被認為是評估CoNV的可靠方法，但是，這2種成像方式的侵入性特征以及不良反應，會使其應用受到限制[7]。相比而言，OCTA在角膜新生血管疾病的成像檢查優(yōu)勢凸顯。

Brunner等[8]曾用OCTA和ICGA對15例角膜新生血管患者進行了成像比較，研究發(fā)現(xiàn)：ICGA的成像質(zhì)量更好，在捕捉角膜新生血管中的小血管復合體方面更精確，這可能是由于人眼運動偽影的存在以及OCTA成像依賴于紅細胞運動的特性：在角膜新生血管網(wǎng)的直徑非常小的血管中，紅細胞的運動可能減少或缺失，從而限制了其對血管的成像。與Brunner等[8]的研究結果相反，OCTA在對兔角膜新生血管密度的測定上，表現(xiàn)出與ICGA、裂隙燈攝影(slit lamp photography，SLP)之間良好的相關性，這可能是由于掃描兔眼時更好的成像質(zhì)量：更少的運動偽影、相對大的CoNV面積，而且使用了更小掃描面積、更高分辨率的3 mm×3 mm掃描方式，因此可以檢測到更細小的血管[9]。Binotti等[10]按病情嚴重程度將角膜緣干細胞缺乏癥(limbal stem cell deficiency，LSCD)患者分為I、II、III期，并對其進行角膜血管的OCTA成像，重點分析測量了從角膜緣到角膜上延伸的最遠血管的距離(CoVE)、最表淺處角膜血管的上緣至最深處角膜血管的下緣之間的距離(CoVT)，結果發(fā)現(xiàn)：與健康對照組相比，LSCD患者的CoVE和CoVT早在I期就有了明顯改變，并且CoVE和CoVT與疾病嚴重程度密切相關，而OCTA可能為評估LSCD提供新的非侵入性的定量指標。而在Kiritoshi等[11]的研究中，7例LSCD患者的9只眼在施行了口腔黏膜上皮瓣移植術(cultivated oral mucosal epithelial sheet transplantation，COMET)

后，使用OCTA對其角膜新生血管情況進行成像分析，結果發(fā)現(xiàn)：OCTA獲得的圖像質(zhì)量明顯好于SLP，提示OCTA是角膜新生血管可視化和評估的一種創(chuàng)新而有用的工具，這種非侵入性的成像方法將有可能用來區(qū)分COMET術后患者的角膜表面新生血管是來源于結膜還是角膜基質(zhì)，以此評價該手術的治療效果。

盡管OCTA還存在諸如運動偽影、單次成像無法覆蓋整個角膜、角膜曲率影響成像效果等局限性，但其在角膜新生血管的定性和定量監(jiān)測方面仍很有前途，進一步和更大規(guī)模的相關研究可能有助于制定標準化的方案來長期監(jiān)測角膜新生血管的變化情況，以此評估相關疾病的進展和轉(zhuǎn)歸，制定個性化診療方案。

3 在虹膜檢測的應用

虹膜含有大量血管組織，它們多由虹膜動脈大環(huán)發(fā)出，經(jīng)虹膜睫狀部呈放射狀達瞳孔緣，少數(shù)動脈支在此與靜脈支吻合呈虹膜血管小環(huán)，多數(shù)動脈分支成毛細血管后折返，形成靜脈。缺血性疾病導致的虹膜新生血管(iris neovascularization，INV)和虹膜腫瘤需要進行虹膜血管的檢查。既往FA、ICGA是常用的、但非常規(guī)的監(jiān)測虹膜腫瘤的檢查方法，而對于INV來說，臨床上常用的裂隙燈及前房角鏡檢查都無法對INV進行定量監(jiān)測。OCTA的問世為這些問題的解決提供了新的方案。

Skalet等[12]通過研究證實使用OCTA進行虹膜成像能夠顯示正常虹膜的放射狀血管，同時他們還發(fā)現(xiàn)虹膜黑色素瘤的瘤內(nèi)血管網(wǎng)的OCTA影像曲折而紊亂，血管密度高，而虹膜色素痣內(nèi)的血管則沒有這一特點。由此可見，OCTA可以作為一種非侵入性的監(jiān)測虹膜腫物的生長和異常血管形成的檢查方法，它有助于評估腫物的良惡性以及對治療的反應。但OCTA在對深色虹膜進行成像時，血流信號的穿透性明顯不足。而對于虹膜新生血管疾病，抗VEGF治療前后INV的OCTA成像與裂隙燈及ICGA成像結果一致；OCTA觀察到所有眼的INV均出現(xiàn)消退，血管密度降低，血管之間的腔隙明顯增加。說明OCTA不僅能夠檢測出INV，還能評估INV的具體消退情況，但虹膜血管成像系統(tǒng)的算法尚需要改進，以便與后段OCTA聯(lián)合評估眼的新生血管疾病[13]。更有趣的是，Velez等[14]對斜視術后患者用OCTA內(nèi)置軟件來計算OCTA影像中各個象限以及鄰近操作肌肉的象限的虹膜平均血管密度，顯示了斜視術后眼出現(xiàn)了虹膜血管灌注減少的情況，這將有助于對接受斜視手術的患者進行評估，以判斷發(fā)生眼前段缺血的風險。

由此可見，OCTA或許能提供一種簡單、經(jīng)濟、安全的替代方法來監(jiān)測虹膜腫瘤，以及幫助區(qū)分虹膜黑色素瘤和色素痣。同時它還能定量監(jiān)測虹膜新生血管的變化情況，甚至將OCTA用于測量虹膜血管密度可能有助于早期診斷斜視術后患者的眼前段缺血情況。但不可否認，現(xiàn)有的OCTA在保證深色虹膜成像質(zhì)量、減少運動偽影以及眼前段的分層分析等方面仍有不足，尚有待改進。

OCTA在眼后段成像已經(jīng)得到了廣泛的臨床應用與研究，但OCTA在眼前段成像中的應用仍處于早期階段，這可能是由于相較于眼后段成像，前段圖像的采集有著更多的困難：OCTA現(xiàn)有的內(nèi)置軟件的部分功能(包括自動對焦、眼球運動跟蹤、掃描范圍的選擇)是為掃描眼后段所設計，由于眼前段與眼后段形態(tài)結構的差異，這些功能的實現(xiàn)很受影響，最終導致圖像的質(zhì)量相對較差。此外，眼前段圖像的分析也存在不便之處：OCTA的內(nèi)置軟件能自動對圖像中的眼后段結構進行分層，并能自動對比分析眼后段血管的分布情況，但由于缺乏大量的基準數(shù)據(jù)以及大規(guī)模的標準化研究，這些功能在眼前段尚無法實現(xiàn)[3,8,15]。

綜上所述，OCTA在對結膜和鞏膜內(nèi)血管的精細觀測、角膜新生血管的定性和定量監(jiān)測以及對一些虹膜疾病的監(jiān)測中都有很大的潛力。雖然這些OCTA在眼前段的應用方法都還需要進行更大規(guī)模的研究來驗證以及標準化，乃至其自身軟件也需要進一步的開發(fā)和完善，但不可否認，OCTA確實是一種有可能推進眼前段疾病診斷和監(jiān)測的有效技術手段。