《眼科新进展》 2017年9期
801-805
出版日期：2017-09-05
ISSN:1003-5141
CN:41-1105/R
光学相干断层扫描血管造影（OCTA）在眼科临床的应用
光学相干断层扫描血管造影（optical coherence tomography angiography，OCTA）是一种非接触性、扫描速度快、分辨率高的眼部成像系统，其优点是应用分频幅去相关血管造影（split-spectrum amplitude-decorrelation angiography，SSADA）算法［1］，极大地减少了运动伪影及噪声，提高了信噪比。此外，其采用传统的横断面扫面（B扫描）结合冠状面扫描（C扫描）的En-face模式获取三维数据图像，能直接观察到眼部病变范围、深度及新生血管长度、口径大小、面积等变化，具有重要的临床指导意义［2］。
1 OCTA在眼前节的应用
眼前段OCTA检查是结合前段透镜适配器的改良OCTA扫描方案来评估各种角膜、虹膜病理特征中的异常新生血管［3］。前段OCTA的主要作用如下：（1）能在几秒内同时对病变深度以及相关异常血管进行评估，这可能有助于角膜病变的术前手术计划；（2）能勾画出角膜移植术后入侵角膜移植物的异常血管的位置及深度，评估其预后；（3）能了解侵入性翼状胬肉等异常纤维血管组织侵入角膜基质的深度及血管内的微小变化［3］；（4）能识别脂质性角膜病角膜基质深处被脂质沉积和瘢痕遮蔽的较小血管，还能观察到边缘性角膜炎等角膜缘干细胞缺乏性疾病的缺陷区域病变范围及深度，更重要的是能对新生血管的面积进行测量［4］，在临床上更有助于了解新生血管在角膜、结膜及巩膜疾病中的作用［5］。此外，本课题组首次应用OCTA测量人角膜厚度，发现各区域角膜厚度具有差异性，并且角膜厚度与性别相关［6］。
研究表明，肿瘤内微血管密度与肿瘤的侵袭性相关，密度增加是肿瘤恶化的标志［7］。OCTA能使肿瘤可视化，测量肿瘤血管密度及体积，可用于评估眼内肿瘤脉管系统的变化［8］。SKALET等［9］首次将OCTA应用于虹膜黑色素瘤，发现瘤体内血管密度增加，脉管曲折紊乱，放射治疗后病变的消退与瘤体内血管密度降低相关，这与DART等［10］报道结果一致。
2 OCTA在青光眼中的应用
目前认为，青光眼是眼压升高导致的渐进性视网膜神经节细胞死亡和轴突损失，最终导致不可逆的视觉丧失。而眼压及眼血流是评估青光眼进展最重要的危险因素［11］。OCTA能有效测量和评估青光眼的视盘区血管密度、视网膜血流量及视网膜神经纤维层（retinal nerve fiber layer，RNFL）厚度，进而评价青光眼的发展和预后。JIA等［12］利用OCTA发现闭角型青光眼患者视盘血管网密度明显下降，视盘流量指数降低，与视野模式标准差（pattern standard deviation，PSD）呈正相关，但与视野平均偏差（mean deviation，MD）值无相关性，说明PSD可能比MD在早期诊断青光眼疾病更为敏感［13］。WANG等［14］发现原发性开角型青光眼（primary open-angle glaucoma，POAG）患者的视盘流动指数和血管密度也显著降低，且与青光眼严重程度、视野MD、内层视网膜RNFL和神经节细胞复合体厚度密切相关。此外，利用OCTA研究发现早期青光眼患者的视盘（optic nerve head，ONH）和乳头周围灌注减少［15］。AKIL等［16］研究发现视野损害前期的POAG青光眼毛细血管密度、视神经血管密度和上、下乳头血管密度明显减少，且与POAG患者上、下RNFL厚度呈明显正相关，视神经血管密度尤甚。
3 OCTA在眼底疾病的应用
目前，荧光素血管造影（fluorescein angiography，FA）或吲哚青绿血管造影（indocyanine green angiography，ICGA） 仍是眼底血管性疾病诊断的金标准，但二者均为侵入性检查，需要静脉内注射造影剂进行二维成像。然而，造影剂的渗漏及出血等情况会干扰介质的透明性，影响视网膜血管的评估，对病变的深度及新生血管范围难以进行准确定位［17-18］。同时，这两类检查价格昂贵、耗时长，注射造影剂后可能发生严重的过敏反应，不能作为常规检查的首选方案［19］。而OCTA可以在不使用任何造影剂的情况下，通过连续B扫描血管内的血细胞运动，使内界膜层到脉络膜层各个血管丛可视化［20］，同时提供固定时间点血流信息，对早期脉络膜新生血管（choroidal neovascularization，CNV）等无明显渗漏病变能进行精确扫描并测量其大小。目前，OCTA采集图像范围从2 mm×2 mm到12 mm×12 mm，12 mm×12 mm扫描仅适用于研究原型，而3 mm×3 mm扫描的OCTA图像的分辨率比FA/ICGA更高［21］。
3.1 OCTA在CNV中的应用 CNV又称视网膜下新生血管，发生机制不明。干性老年性黄斑变性（age-related macular degeneration，AMD）典型改变是玻璃膜疣、脉络膜毛细血管合并视网膜色素上皮细胞（retinal pigment epithelium，RPE）萎缩［22］。OCTA可以测量脉络膜血流量，可以用于预测干性AMD的进展。研究显示，干性AMD患者脉络膜毛细血管密度降低，且小凹处血流量降低程度与AMD进展和玻璃膜疣增加程度成正比［23］，部分玻璃膜疣区域血流量无改变可能与受到区域下脉络膜静脉的影响有关［24］，然而这需要进一步研究以确定玻璃膜疣与脉络膜毛细血管血流障碍之间的关系。此外，OCTA检查在获得比FA更高分辨率的CNV图像的同时，还可以获得CNV血流量和血流面积等量化指标，从而为干性AMD的诊断提供更加早期与精准的诊断依据。JIA等［25］、MOULT等［26］和狄宇等［27］利用扫频光学相干断层扫描血管造影（swept-source OCTA，SS-OCTA）可视化和量化CNV，同时能更好地显示视网膜出血时眼底微血管网的能力，发现了FA不能发现的隐匿性CNV，并能对新生血管形态进行定性和定量。DE CARLO等［28］利用OCTA对CNV患者进行了定性和定量检测，发现其敏感性和特异性分别为50%和91%，认为低敏感性与小样本和部分患者大量视网膜出血相关。此外，KUEHLEWEIN等［29］发现OCTA能够及时反映雷珠单抗治疗后AMD患者Ⅱ型新生血管变化情况，评估药物治疗效果与病程变化，且具有良好的可重复性，在治疗效果的监测和随访中发挥巨大优势。MASTROPASQUA等［30］再次确认了OCTA应用于CNV的可靠性，认为OCTA提供的视网膜血管丛的细节图像和量化的病理改变是FA和ICGA的重要补充。
3.2 OCTA在糖尿病视网膜病变中的应用 血管瘤和棉絮状渗出往往是糖尿病视网膜病变常见的病理改变［31］。OCTA可以观察糖尿病视网膜病变的浅层和（或）深层毛细血管丛，如微血管瘤、血管袢、无灌注、新生血管、黄斑中心凹无血管区的扩大以及多个不同的毛细血管床内的串珠状静脉［32］。此外，OCTA图像可以显示棉絮状渗出的区域灌注减少，这与神经纤维层肿胀表现相一致［33］。OCTA还可以进一步显示微动脉瘤出现囊状结构沿灶性扩张病变的毛细血管，并且确定其所在位置，同时通过测量新生血管在视网膜内界膜或ONH的面积和血流量指数，可以定量评估视网膜新生血管的发展程度和活性［34］，这和使用FA检查结果进行分级具有同样效果［35］。目前，OCTA已经用于定量跟踪玻璃体内注射抗血管内皮生长因子［36］和激光凝固治疗的效果。
3.3 OCTA在视网膜静脉栓塞中的应用 OCTA技术可用于衡量中心凹周围不同深度的视网膜毛细血管丛，量化并比较黄斑中心凹无血管区（foveal avascular zone，FAZ）面积。ADHI等［37］将OCTA技术应用于无黄斑囊性水肿视网膜中央静脉闭塞和视网膜分支静脉阻塞患者，发现患者均有深层视网膜毛细血管血流的减少，而对侧眼仅有少部分深层视网膜毛细血管血流减少，平均FAZ面积大于对侧眼和健康对照。NOBRE等［38］发现OCTA和FA的结果在黄斑无毛细血管灌注区及毛细血管改变的区域具有良好的一致性，但在中心凹无血管区，8 mm×8 mm的OCTA扫描与FA结果不一致，推测与所获得的图像质量有关。虽然已有很多研究展示了OCTA的优势，但目前仍需纵向研究评价OCTA在视网膜静脉栓塞和其他视网膜血管性疾病的临床应用效果。
3.4 OCTA在视网膜动脉瘤中的应用 ALNAWAISEH等［39］发现利用OCTA可以在不注射造影剂的情况下，无创确定视网膜大动脉瘤（retinal arterial macroaneurysms，RAMs）在视网膜中的深度、血流情况以及与主要血管的确切位置关系。此外OCTA可以对RAMs进行动态任意层面血流情况观察，有助于更好地了解其形态学和发展规律，与ICGA和FA相结合可以提高激光治疗的效果，但是并没有进行更深入的研究。
4 OCTA在视神经疾病中的应用
4.1 OCTA在ONH血液灌注检查中的应用 OCTA提供了非侵入性的方法来显示和定量人眼中的ONH灌注，具有优异的重复性和重现性，这可以增加对临床实践中ONH灌注的了解。光学微血管造影（optical micro angiography，OMAG）技术能够在眼睛的微循环组织床内提供三维体内血流可视化，此成像方法使用基于傅里叶域光学相干断层扫描系统的OMAG技术。OMAG技术可以显示血管网络和病理性新生血管，此外，OMAG信号与血液流量成正比。通过检测在相同位置的相邻横截面帧之间由红细胞引起的背散射OCT信号的差异，OMAG能够以非侵入性的方式产生高分辨率的血流信号。由于血流信号与通过血管的红细胞数量成比例，因此可以进行ONH灌注的定量化。CHEN等［40］使用基于OMAG的OCTA测量健康志愿者6周内相同视网膜位置（ONH）中的血液灌注量，使用变异系数（coefficient of variation，CV）和同类相关系数（intracity correlation coefficient，ICC）评估观察者随访期内和随访间隔重复性及重现性，发现OCTA在健康志愿有高重复性［CV≤3.7％（随访期内）和≤5.2％（随访间隔）］和观察者重现性（ICC≤0.966）。
4.2 OCTA在多发硬化症患者ONH检查中的应用 研究多发硬化症（multiple sclerosis，MS）患者ONH和中央凹区域的血液循环有助于明确MS血管的病变机制。OCTA可以量化ONH流量指数（flow index，FI）和旁中心凹FI，且具有高度可重复性和重现性，适用于ONH和旁中心凹灌注的临床测量。使用OCTA的SSADA算法，可以量化ONH灌注。WANG等［41］使用SSOCTA检查伴与不伴视神经炎的MS患者ONH及旁中心凹区域FI，结果显示相比健康对照组及不伴视神经炎的MS患者，伴有视神经炎的MS患者的ONH FI显著降低，而伴与不伴视神经炎的MS患者平均旁中心凹FI无显著性差异。ONH FI还可能用于检测ONH的损伤并量化其严重性。此外，与MRI检测脑中特征性白质病变比较，OCTA评估MS患者视神经结构和灌注相对成本较低，可用于量化MS引起的损伤。总之，OCTA具有高度可重复性，可能比其他成像技术更适用于检测和监测异常ONH及旁中心凹灌注变化，其能够检测大部分伴或不伴视神经炎病史MS患者ONH灌注的减少量，以帮助确定灌注是否可以为MS病理改变提供早期的诊断信息。
4.3 OCTA在阿尔兹海默病患者视网膜血管病变中的应用 BULUT等［42］对26例受试者进行眼科和神经学检查，用OCTA对所有受试者的视网膜、脉络膜血管结构和脉络膜厚度进行详细分析。研究结果表明，在阿尔兹海默病（alzheimer disease，AD）患者组中，视网膜血管密度明显低于对照组；FAZ与对照组相比显著增加；AD组患者的脉络膜厚度显著降低。因此他们认为，在AD患者中，通过OCTA检测的视网膜和脉络膜血管病变可用作疾病早期诊断的新生物标志物，检测其进展和判断药物的疗效。
5 其他
目前，OCTA技术不仅应用于眼科，很多学者在积极研究将这一新兴技术应用于其他适用的方面，并卓有成效。有研究尝试用OCTA观测小鼠的皮下血流情况及用于烧伤皮肤愈合情况的监测等［43-44］。当然，OCTA在深层血管成像时会产生运动伪影及投影伪影。同时OCTA不能有效鉴别病理性血管及正常脉管系统，会错过血流速度慢的区域，如微动脉瘤或纤维化的CNV［45］。目前的研究存在样本量相对小、信号弱（媒体不透明度、干眼、光束聚焦或位置偏差）、3D注册失败（眼睛过度运动或眨眼）或扫描中心偏差等，导致结果误差。此外，OCTA虽有助于监测血管形成区域，但不能证明血液流动的顺序，对识别传入血管并指导靶向治疗的效果差。相信随着研究的深入，我们将会不断改进OCTA性能，使其更好地服务于临床工作。