隨著光源、分辨率、掃描深度和分析軟件的更替與進步,光相干斷層掃描(OCT)和OCT血管成像(OCTA)能更準確地顯示視網膜各層結構并給予精確的定量測量。OCT測得的視盤周圍視網膜神經纖維層厚度、黃斑節細胞內叢狀層厚度以及OCTA測得的視盤旁毛細血管血流密度、黃斑區淺層和深層毛細血管血流密度、黃斑中心凹無血管區面積等指標在神經眼科疾病中均具有特征性改變。OCT和OCTA已成為溝通神經科學與眼科學的重要手段,其在首發癥狀為視功能異常的中樞神經系統疾病與視網膜疾病的鑒別診斷、神經眼科疾病的診斷和鑒別診斷、神經變性疾病進展評價中均具有重要價值和廣泛的應用前景。值得廣大神經眼科醫生深入了解、重視和應用。
引用本文: 陸方, 佘凱芩, 梁莉聰. 充分發揮光相干斷層掃描及其血管成像的臨床應用價值,不斷提升神經眼科疾病的診治水平. 中華眼底病雜志, 2021, 37(3): 169-172. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20210316-00139 復制
神經病學是研究中樞神經系統、周圍神經系統和骨骼肌疾病病因及發病機制、病理、臨床表現、診斷、治療及預防的醫學學科。神經系統疾病中為眼科醫生所熟悉的是視神經炎、視盤水腫等神經眼科范疇疾病。融合了神經學和眼科學的交叉學科被稱為神經眼科,主要針對有視覺系統癥狀的腦、眼和神經疾病。既往針對神經眼科疾病通常采用視野、色覺、瞳孔對光反射、眼電生理等經典眼科檢查并結合頭部影像學和腦脊液生化檢測進行定性和定位診斷,但這些檢查或多或少的會因為患者主觀性和配合程度以及檢查者和醫生經驗等因素而影響疾病的診斷、治療和隨訪,更重要的是它們難以對疾病進行定量分析。光相干斷層掃描(OCT)自問世以來經歷時域、頻域及掃頻源的歷史變遷,且隨著其分辨率、掃描深度和分析軟件的更替和進步,目前已憑借其無創性、高度重復性和操作簡便性成為了各種角膜病、青光眼和玻璃體視網膜疾病診斷、鑒別診斷、隨訪和治療評價的重要檢查手段[1-3]。而OCT血管成像(OCTA)作為一種非侵入性的新型眼底影像檢查技術,在正常視網膜脈絡膜血管分布以及密度定量分析、病理狀態下視網膜脈絡膜血管改變及疾病的管理隨訪和治療效果監測等方面具有獨特的優勢[4]。目前,OCT及OCTA在神經眼科領域已表現出獨特的優勢,值得廣大神經眼科醫生深入了解、重視和應用。
1 OCT及OCTA鑒別首發癥狀為視功能異常的中樞神經系統疾病和視網膜疾病
大約60%的中樞神經系統疾病患者有視覺癥狀和體征,患者可能因為突出的眼部癥狀首診于眼科。常見中樞神經系統疾病如典型和非典型性視神經炎、缺血性視神經病變、Leber遺傳性視神經病變(LHON),其首發癥狀多為急性或亞急性單眼或雙眼視功能下降。受患者主觀性、配合程度以及檢查者經驗的影響,瞳孔對光反射、視覺誘發電位以及視野檢查等常用檢查方式常常難以給出準確的判斷。而OCT定量檢測的視盤周圍(盤周)視網膜神經纖維層(RNFL)厚度、黃斑節細胞內叢狀層(GC-IPL)厚度以及OCTA檢測的視盤旁毛細血管血流密度、黃斑區淺層和深層毛細血管血流密度、黃斑中心凹無血管區面積等指標在上述神經眼科疾病中均具有特征性改變。
在多發性硬化(MS)相關的視神經炎中,視神經的脫髓鞘改變可導致RNFL萎縮,這說明RNFL厚度的變化可以預測疾病的嚴重程度和轉歸。伴有視神經炎的MS患者,其盤周RNFL厚度較不伴有視神經炎的MS患者更薄;而未接受治療的MS患者盤周RNFL厚度較接受治療的MS患者更薄,且兩者均薄于正常人群。由于MS患者的節細胞受累早于軸突的改變,GC-IPL厚度的變化較RNFL更為敏感。同時,無論是否伴有視神經炎,MS患者的黃斑區和盤周毛細血管血流密度均低于正常人群,且與擴展殘疾狀況評分量表和MS嚴重程度量表相對應[5]。
非動脈炎性前部缺血性視神經病變(NAION)是最常見的缺血性視神經病變類型,多見于中年人群,以突發視功能下降為特征。目前病因不明,且缺乏有效治療手段。OCT和OCTA有助于我們深入了解其病理生理過程、預測視力轉歸、研發有效治療方案。除精確測量NAION患者RNFL和GC-IPL厚度,OCT還可以定量觀察其擁擠視盤。有研究發現,NAION患眼發病后3個月且視盤水腫消退后,其杯盤比大于對側眼,但兩者均小于正常對照眼;對側眼在垂直徑線上的盤沿面積大于正常對照眼,而患眼、對側眼及正常對照眼之間的視盤面積沒有統計學差異,這進一步證明NAION患者的擁擠視盤是小視杯而非小視盤,且這種情況隨著神經纖維的丟失而有所緩解[6]。此外,NAION患者視盤前神經組織(內界膜到篩板的距離)和盤周脈絡膜厚度的增厚也是擁擠視盤的一部分。NAION慢性期,與患者視野缺損相對應,OCTA表現為盤周毛細血管血流密度降低,且其降低程度與RNFL萎縮程度相關[6]。
OCT和OCTA不僅可以獲得神經眼科疾病的獨有特征,還能幫助臨床排除一些頗為隱匿的黃斑疾病,如急性局灶性隱匿性外層視網膜病變、多發性一過性白點綜合征、急性黃斑旁中心中層視網膜病變等影響橢圓體帶完整性和內層視網膜結構的視網膜脈絡膜疾病。
2 OCT及OCTA鑒別真假性視盤水腫
真性視盤水腫是指由顱內壓增高導致的視盤水腫。其多為雙側視盤水腫,早期無明顯視力下降,患者可伴隨頭痛、噴射性嘔吐、搏動性耳鳴等顱內壓增高的全身癥狀,視野呈生理盲點擴大和向心性視野縮小等改變。臨床在警惕顱高壓的同時,還需要與埋藏視盤玻璃膜疣、傾斜視盤綜合征、遠視、LHON以及視神經炎等引起的假性視盤水腫相鑒別。正常狀態下,顱內壓(5~15 mmHg)(1 mmHg=0.133 kPa)低于眼內壓(10~21 mmHg);當顱內壓升高時,壓力通過視神經鞘傳遞到視盤,影響神經纖維束內的血循環導致視盤毛細血管擴張。壓力升高還將影響節細胞軸突的軸漿流運輸,在急性期形成一個高度水腫,且視盤向眼球內突出。如將視盤Bruch膜開口處近端的視網膜色素上皮(RPE)延長線和遠離篩板的RPE延長線相交,就能發現視盤向球內突出,且鼻側的突出角更大;并且,隨著水腫的消退,角度逐漸縮小,Bruch膜的開口直徑也隨病情緩解而縮短,這與磁共振成像中顯示的視盤水腫、眼軸縮短、視神經鞘增寬等顱內壓升高征象完全對應,并更易于進行定量測量和隨訪跟蹤[7-8]。
相比之下,假性視盤水腫的突出角是向外的,除在LHON等活動性視盤水腫期外,其突出角的角度均不會隨時間發生改變,同時盤周RNFL厚度也相對穩定。視盤埋藏玻璃膜疣在OCT上顯示為圓形或橢圓形弱反射伴內部點狀強反射,而傾斜視盤綜合征可在OCT盤周線性掃描中發現RNFL卷入視網膜內呈團狀強反射。
3 OCT和OCTA在評估神經變性疾病進展方面具有重要參考價值
神經變性疾病是指由于神經元變性、凋亡所導致的神經系統退行性疾病。阿爾茨海默病(AD)、帕金森病(PD)是最常見的神經變性疾病,其以隱匿起病、病程長、進行性加重等為典型特征。與炎性疾病不同,神經變性疾病常常不能確定精確的發病時間,只有在神經細胞喪失的程度達到閾值時才會出現臨床癥狀。因此,不管是早期診斷還是治療評價,神經變性疾病都急需具有普適性、敏感、簡單易獲得,且最好是無創的生物標記物。
AD患者的視神經改變以大細胞性節細胞變性為主,位于視網膜外周,形成類似青光眼的視功能損害;而PD患者以小細胞性節細胞損害為主,位于黃斑區,導致其視功能損害癥狀更像線粒體視神經病變。AD患者因β淀粉樣蛋白在腦內沉積,其破壞血腦屏障而致的血管改變與其視網膜血管的病理改變相似,包括管腔狹窄、血流減少、血管紆曲度增加等,因此在RNFL萎縮的同時還可以檢測到與之對應的血流密度降低,尤以顳上為著[9]。已有學者通過OCTA測量發現,AD患者淺層和深層視網膜毛細血管叢血流密度均降低[10]。這有助于臨床將其與僅有深層視網膜毛細血管叢受累的輕度認知功能障礙(MCI)進行鑒別。這說明OCTA可以成為判斷MCI是否進展為AD的客觀指標。
PD患者α-突觸核蛋白沉積導致多巴胺能神經元進行性丟失,而小細胞性節細胞中的α-突觸核蛋白的聚集恰好可以解釋此類患者的視功能損害特點[11]。有學者發現,與黃斑旁GC-ILP厚度降低相對應,PD患者淺層視網膜毛細血管叢血流密度顯著降低[12]。這進一步說明在神經變性疾病中血管因素促進了疾病進展。
盡管目前大多數的臨床研究多為橫斷面研究,且缺乏長時間的縱向觀察,但是OCT和OCTA在神經變性疾病中的特征性變化已經引起了研究者們的興趣,這為其診斷、隨訪、療效評價提供了可靠的線索。而有些改變甚至在臨床癥狀出現之前就可以檢出。OCT和OCTA有望成為神經變性疾病無創、客觀、定量的生物標記物。
4 OCT和OCTA在神經眼科疾病中具有廣闊的應用前景
OCT和OCTA作為眼科常用的檢查手段不僅可以顯示各層視網膜和脈絡膜的結構和血管,而且分析軟件的逐漸完善使得定量測量和前后對比成為可能。以LHON為例,OCT測得LHON患者盤周RNFL在急性期明顯增厚(除顳側象限外),而慢性期快速萎縮;OCTA測得與之對應的急性期血管擴張、紆曲,以及慢性期的血管萎縮。OCT和OCTA不僅為我們呈現出疾病的病理生理改變,還為疾病的危險因素分析、視力轉歸預測和療效評價提供了線索。同時,OCT和OCTA更是神經眼科和神經系統疾病診斷和鑒別診斷中為數不多的無創、簡便、客觀性檢查。以顱腦損傷或顱內手術后患者的顱內壓檢測為例,神經外科醫師需將壓力傳感器探頭置于患者顱腔內方可完成準確測量。然而,升高的顱內壓對盤周視網膜的壓迫,可以通過OCT進行定量測量。已有研究應用OCT測量發現,特發性顱內高壓患者的視盤中心厚度每降低50 μm,其顱內壓下降5 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa) [13-14]。這提示OCT有望替代現有的顱內壓檢測方式成為無創、可定量的檢查手段。希望眼科和神經病學醫生能夠重視并發掘OCT和OCTA的臨床應用價值,其將在神經眼科疾病的診斷、鑒別診斷、病情監測、預后判斷中發揮越來越重要的作用。
神經病學是研究中樞神經系統、周圍神經系統和骨骼肌疾病病因及發病機制、病理、臨床表現、診斷、治療及預防的醫學學科。神經系統疾病中為眼科醫生所熟悉的是視神經炎、視盤水腫等神經眼科范疇疾病。融合了神經學和眼科學的交叉學科被稱為神經眼科,主要針對有視覺系統癥狀的腦、眼和神經疾病。既往針對神經眼科疾病通常采用視野、色覺、瞳孔對光反射、眼電生理等經典眼科檢查并結合頭部影像學和腦脊液生化檢測進行定性和定位診斷,但這些檢查或多或少的會因為患者主觀性和配合程度以及檢查者和醫生經驗等因素而影響疾病的診斷、治療和隨訪,更重要的是它們難以對疾病進行定量分析。光相干斷層掃描(OCT)自問世以來經歷時域、頻域及掃頻源的歷史變遷,且隨著其分辨率、掃描深度和分析軟件的更替和進步,目前已憑借其無創性、高度重復性和操作簡便性成為了各種角膜病、青光眼和玻璃體視網膜疾病診斷、鑒別診斷、隨訪和治療評價的重要檢查手段[1-3]。而OCT血管成像(OCTA)作為一種非侵入性的新型眼底影像檢查技術,在正常視網膜脈絡膜血管分布以及密度定量分析、病理狀態下視網膜脈絡膜血管改變及疾病的管理隨訪和治療效果監測等方面具有獨特的優勢[4]。目前,OCT及OCTA在神經眼科領域已表現出獨特的優勢,值得廣大神經眼科醫生深入了解、重視和應用。
1 OCT及OCTA鑒別首發癥狀為視功能異常的中樞神經系統疾病和視網膜疾病
大約60%的中樞神經系統疾病患者有視覺癥狀和體征,患者可能因為突出的眼部癥狀首診于眼科。常見中樞神經系統疾病如典型和非典型性視神經炎、缺血性視神經病變、Leber遺傳性視神經病變(LHON),其首發癥狀多為急性或亞急性單眼或雙眼視功能下降。受患者主觀性、配合程度以及檢查者經驗的影響,瞳孔對光反射、視覺誘發電位以及視野檢查等常用檢查方式常常難以給出準確的判斷。而OCT定量檢測的視盤周圍(盤周)視網膜神經纖維層(RNFL)厚度、黃斑節細胞內叢狀層(GC-IPL)厚度以及OCTA檢測的視盤旁毛細血管血流密度、黃斑區淺層和深層毛細血管血流密度、黃斑中心凹無血管區面積等指標在上述神經眼科疾病中均具有特征性改變。
在多發性硬化(MS)相關的視神經炎中,視神經的脫髓鞘改變可導致RNFL萎縮,這說明RNFL厚度的變化可以預測疾病的嚴重程度和轉歸。伴有視神經炎的MS患者,其盤周RNFL厚度較不伴有視神經炎的MS患者更薄;而未接受治療的MS患者盤周RNFL厚度較接受治療的MS患者更薄,且兩者均薄于正常人群。由于MS患者的節細胞受累早于軸突的改變,GC-IPL厚度的變化較RNFL更為敏感。同時,無論是否伴有視神經炎,MS患者的黃斑區和盤周毛細血管血流密度均低于正常人群,且與擴展殘疾狀況評分量表和MS嚴重程度量表相對應[5]。
非動脈炎性前部缺血性視神經病變(NAION)是最常見的缺血性視神經病變類型,多見于中年人群,以突發視功能下降為特征。目前病因不明,且缺乏有效治療手段。OCT和OCTA有助于我們深入了解其病理生理過程、預測視力轉歸、研發有效治療方案。除精確測量NAION患者RNFL和GC-IPL厚度,OCT還可以定量觀察其擁擠視盤。有研究發現,NAION患眼發病后3個月且視盤水腫消退后,其杯盤比大于對側眼,但兩者均小于正常對照眼;對側眼在垂直徑線上的盤沿面積大于正常對照眼,而患眼、對側眼及正常對照眼之間的視盤面積沒有統計學差異,這進一步證明NAION患者的擁擠視盤是小視杯而非小視盤,且這種情況隨著神經纖維的丟失而有所緩解[6]。此外,NAION患者視盤前神經組織(內界膜到篩板的距離)和盤周脈絡膜厚度的增厚也是擁擠視盤的一部分。NAION慢性期,與患者視野缺損相對應,OCTA表現為盤周毛細血管血流密度降低,且其降低程度與RNFL萎縮程度相關[6]。
OCT和OCTA不僅可以獲得神經眼科疾病的獨有特征,還能幫助臨床排除一些頗為隱匿的黃斑疾病,如急性局灶性隱匿性外層視網膜病變、多發性一過性白點綜合征、急性黃斑旁中心中層視網膜病變等影響橢圓體帶完整性和內層視網膜結構的視網膜脈絡膜疾病。
2 OCT及OCTA鑒別真假性視盤水腫
真性視盤水腫是指由顱內壓增高導致的視盤水腫。其多為雙側視盤水腫,早期無明顯視力下降,患者可伴隨頭痛、噴射性嘔吐、搏動性耳鳴等顱內壓增高的全身癥狀,視野呈生理盲點擴大和向心性視野縮小等改變。臨床在警惕顱高壓的同時,還需要與埋藏視盤玻璃膜疣、傾斜視盤綜合征、遠視、LHON以及視神經炎等引起的假性視盤水腫相鑒別。正常狀態下,顱內壓(5~15 mmHg)(1 mmHg=0.133 kPa)低于眼內壓(10~21 mmHg);當顱內壓升高時,壓力通過視神經鞘傳遞到視盤,影響神經纖維束內的血循環導致視盤毛細血管擴張。壓力升高還將影響節細胞軸突的軸漿流運輸,在急性期形成一個高度水腫,且視盤向眼球內突出。如將視盤Bruch膜開口處近端的視網膜色素上皮(RPE)延長線和遠離篩板的RPE延長線相交,就能發現視盤向球內突出,且鼻側的突出角更大;并且,隨著水腫的消退,角度逐漸縮小,Bruch膜的開口直徑也隨病情緩解而縮短,這與磁共振成像中顯示的視盤水腫、眼軸縮短、視神經鞘增寬等顱內壓升高征象完全對應,并更易于進行定量測量和隨訪跟蹤[7-8]。
相比之下,假性視盤水腫的突出角是向外的,除在LHON等活動性視盤水腫期外,其突出角的角度均不會隨時間發生改變,同時盤周RNFL厚度也相對穩定。視盤埋藏玻璃膜疣在OCT上顯示為圓形或橢圓形弱反射伴內部點狀強反射,而傾斜視盤綜合征可在OCT盤周線性掃描中發現RNFL卷入視網膜內呈團狀強反射。
3 OCT和OCTA在評估神經變性疾病進展方面具有重要參考價值
神經變性疾病是指由于神經元變性、凋亡所導致的神經系統退行性疾病。阿爾茨海默病(AD)、帕金森病(PD)是最常見的神經變性疾病,其以隱匿起病、病程長、進行性加重等為典型特征。與炎性疾病不同,神經變性疾病常常不能確定精確的發病時間,只有在神經細胞喪失的程度達到閾值時才會出現臨床癥狀。因此,不管是早期診斷還是治療評價,神經變性疾病都急需具有普適性、敏感、簡單易獲得,且最好是無創的生物標記物。
AD患者的視神經改變以大細胞性節細胞變性為主,位于視網膜外周,形成類似青光眼的視功能損害;而PD患者以小細胞性節細胞損害為主,位于黃斑區,導致其視功能損害癥狀更像線粒體視神經病變。AD患者因β淀粉樣蛋白在腦內沉積,其破壞血腦屏障而致的血管改變與其視網膜血管的病理改變相似,包括管腔狹窄、血流減少、血管紆曲度增加等,因此在RNFL萎縮的同時還可以檢測到與之對應的血流密度降低,尤以顳上為著[9]。已有學者通過OCTA測量發現,AD患者淺層和深層視網膜毛細血管叢血流密度均降低[10]。這有助于臨床將其與僅有深層視網膜毛細血管叢受累的輕度認知功能障礙(MCI)進行鑒別。這說明OCTA可以成為判斷MCI是否進展為AD的客觀指標。
PD患者α-突觸核蛋白沉積導致多巴胺能神經元進行性丟失,而小細胞性節細胞中的α-突觸核蛋白的聚集恰好可以解釋此類患者的視功能損害特點[11]。有學者發現,與黃斑旁GC-ILP厚度降低相對應,PD患者淺層視網膜毛細血管叢血流密度顯著降低[12]。這進一步說明在神經變性疾病中血管因素促進了疾病進展。
盡管目前大多數的臨床研究多為橫斷面研究,且缺乏長時間的縱向觀察,但是OCT和OCTA在神經變性疾病中的特征性變化已經引起了研究者們的興趣,這為其診斷、隨訪、療效評價提供了可靠的線索。而有些改變甚至在臨床癥狀出現之前就可以檢出。OCT和OCTA有望成為神經變性疾病無創、客觀、定量的生物標記物。
4 OCT和OCTA在神經眼科疾病中具有廣闊的應用前景
OCT和OCTA作為眼科常用的檢查手段不僅可以顯示各層視網膜和脈絡膜的結構和血管,而且分析軟件的逐漸完善使得定量測量和前后對比成為可能。以LHON為例,OCT測得LHON患者盤周RNFL在急性期明顯增厚(除顳側象限外),而慢性期快速萎縮;OCTA測得與之對應的急性期血管擴張、紆曲,以及慢性期的血管萎縮。OCT和OCTA不僅為我們呈現出疾病的病理生理改變,還為疾病的危險因素分析、視力轉歸預測和療效評價提供了線索。同時,OCT和OCTA更是神經眼科和神經系統疾病診斷和鑒別診斷中為數不多的無創、簡便、客觀性檢查。以顱腦損傷或顱內手術后患者的顱內壓檢測為例,神經外科醫師需將壓力傳感器探頭置于患者顱腔內方可完成準確測量。然而,升高的顱內壓對盤周視網膜的壓迫,可以通過OCT進行定量測量。已有研究應用OCT測量發現,特發性顱內高壓患者的視盤中心厚度每降低50 μm,其顱內壓下降5 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa) [13-14]。這提示OCT有望替代現有的顱內壓檢測方式成為無創、可定量的檢查手段。希望眼科和神經病學醫生能夠重視并發掘OCT和OCTA的臨床應用價值,其將在神經眼科疾病的診斷、鑒別診斷、病情監測、預后判斷中發揮越來越重要的作用。