光相干斷層掃描血管成像(OCTA)可提供高分辨率視網膜和脈絡膜血管結構圖像并量化血流密度,具有無創、快速和可重復特點。近視根據病因不同分為單純性近視和病理性近視(PM);發病機制尚不完全明確,血流密度的改變與其密切相關。單純性近視中,OCTA可分層分區量化視網膜脈絡膜血流密度和中心凹無血管區面積,監測病程進展,并通過分析其相關性增加對病變機制的認識;PM中,OCTA在觀察脈絡膜新生血管、脈絡膜萎縮和Zinn-Haller動脈環等眼底改變具有一定優勢,可早期診斷、治療和隨訪評估預后。但OCTA在圖像的獲取、分層、質量和動態觀察方面仍存在一定局限性,有待進一步完善。
引用本文: 孫姣, 王艷玲, 王佳琳. 光相干斷層掃描血管成像在近視中的應用研究進展. 中華眼底病雜志, 2018, 34(1): 83-86. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2018.01.025 復制
近視根據病因不同分為單純性近視和病理性近視(PM)。單純性近視進展較慢,不伴有明顯的病理變化。PM的定義尚存爭議[1],一般是指近視伴有鞏膜、脈絡膜和視網膜色素上皮(RPE)的特征性退行性變,且有視功能受累[2]。PM并發癥多與血管相關。彩色多普勒超聲檢查發現PM患眼血流灌注降低,但主要針對眼部大血管,對小血管的評估不準確[3];熒光素眼底血管造影(FFA)和吲哚青綠血管造影(ICGA)可動態觀察脈絡膜新生血管(CNV)、脈絡膜萎縮及漆裂紋(LC)等PM眼底改變,但為有創性檢查并且不能量化血流。光相干斷層掃描(OCT)血管成像是一種新型無創血管成像技術, 可提供三維血流圖像,且能對其進行精確的定性和定量分析。現就OCT血管成像(OCTA)在近視中的應用研究進展作一綜述。
1 OCTA 原理
OCTA是在OCT基礎上發展而來的一種新型血管成像技術。分頻幅去相干血管成像(SSADA)是一種應用于OCTA、可以提高信噪比的運算方法[4]。去相干是指在同一位置上進行多次重復橫斷面掃描(B-scan)增強對比,從而區別動態(血細胞或血流)和靜態組織后生成眼底血流圖像。分光譜是將全頻譜圖像分成數個較窄的光譜帶后分別去相干, 然后獲得高清晰OCT圖像。SSADA與其他算法相比顯著改善了血流檢測的信噪比和微血管網的連貫性,提高了各層血管形態的成像質量。當某些異常病變中出現血流速度過快或過慢時,OCTA圖像上由于去相干值低而無法顯影,多時間間隔算法可以通過延長或縮短B-scan的時間間隔,擴大觀察血液流速的范圍,使得高于或低于閾值的血流也能在OCTA上顯影[5]。
2 單純性近視
2.1 視網膜
單純性近視雖然沒有發現如PM樣眼底退行性病變,但仍存在血流的下降[6-8]。OCTA可以通過量化分析視網膜微血管的改變分析近視潛在的病變機制,從而能夠早期發現和預防。Li等[6]、Yang等[7]研究發現,與正視眼相比,單純性近視視網膜淺層和深層毛細血管密度減少,并且不同分區血流改變的程度也不均一。其原因可能與近視萎縮弧和黃斑中心凹無血管區(FAZ)有關。此外,OCTA還可以通過去除和保留大血管兩種方式評估血流密度,去除大血管后更優。黃斑區微血管密度下降與眼軸長度(AL)延長和等效球徑(SE)增加有關,這可能與視網膜變薄需氧量減少、視網膜血管自動調節功能減少血流且血管內皮生長因子(VEGF)減少有關。在對糖尿病視網膜病變和視網膜靜脈阻塞等多種疾病的評估中,FAZ大小均有一定意義;但單純性近視FAZ面積并無改變[7],說明FAZ可能不是一個適用于研究單純性近視血流改變的區域。Wang等[8]發現視盤血流密度隨近視度數加深而下降,并且與AL和視網膜神經纖維層(RNFL)有關。馮立淼等[9]發現單純性近視眼視網膜厚度與血流之間也存在一定聯系。這些研究都提示在應用OCTA時應考慮近視本身對視網膜微血管的影響。
2.2 脈絡膜
脈絡膜毛細血管(CC)是脈絡膜的內層,滋養RPE和光感受器細胞。既往研究發現單純性近視眼脈絡膜變薄[10],那么CC和脈絡膜大中血管也應該發生改變。與傳統影像技術相比,OCTA雖然能發現并量化深處CC改變并反映復雜CC的結構細節,但由于CC在RPE后,較薄且密集,并且近視多伴有后鞏膜葡萄腫,和其他疾病相比CC的血管成像更有難度。Al-Sheikh等[11]發現單純性近視眼CC血流減少與AL牽拉和隨年齡增長血流空隙面積增加有關,但與脈絡膜厚度無關。
3 PM
3.1 視網膜
Fan等[12]研究發現PM患眼黃斑和視盤血流密度降低,黃斑血流密度不僅和AL、SE相關,還與神經節細胞復合體厚度有關,此結果符合視網膜厚度與血流之間的關系,同時證實了視網膜血流自動調節的供求關系;但視盤血流密度與AL、SE、RNFL均無關。PM病程中隨著AL的延長會出現后鞏膜葡萄腫,從而增加PM嚴重病變發生概率,如脈絡膜視網膜病變、黃斑劈裂、CNV,從而導致視力下降。后鞏膜加固手術(PSR)可以通過對鞏膜物理性加壓的方式延緩后鞏膜葡萄腫的進展,改善黃斑區微循環,減少視力損傷。Mo等[13]通過OCTA評估PSR后及未行PSR的PM患者眼底血流情況,結果顯示兩組患眼之間黃斑和視盤血流密度差異無統計學意義,說明了PSR手術雖然不能提升但可以維持眼底血流狀態。
3.2 脈絡膜
3.2.1 LC與脈絡膜萎縮
LC是指AL延長導致RPE-Bruch膜復合體破裂,是脈絡膜萎縮和CNV的危險因素;具體發生機制不明。存在LC的患眼視網膜和CC血流降低更明顯,說明LC的形成與CC缺血有關[11]。OCTA能顯示LC但不能顯示全長,但在ICGA中LC可以清晰完整地顯示為線狀弱熒光。Sayanagi等[14]采用OCTA觀察到局限性脈絡膜萎縮病變(斑狀病變)CC完全消失和大血管剩余,以及深入鞏膜的血管;在彌漫性脈絡膜萎縮區域可以見到CC以及大中型脈絡膜血管密度降低。
3.2.2 CNV
近視性CNV為2型CNV,多位于中心凹,嚴重影響患眼中心視力。臨床常用檢查方法是眼底彩色照相、OCT和FFA,并且聯合使用更優,這說明在復雜CNV中使用多種影像手段是必要的[15]。CNV在彩色眼底像上呈灰黃色或灰紅色團片狀;FFA可見黃斑區花團樣或片狀強熒光滲漏灶;OCT中為突破Bruch膜及RPE層的團狀強信號。但是由于后鞏膜葡萄腫、RPE改變和脈絡膜萎縮等使得眼底彩色照相難以發現CNV;由于CNV面積較小,OCT和FFA可因黃斑出血的遮蔽而影響對CNV的判斷。OCTA能清楚看到不同層面的CNV形態,充分體現出OCTA的靜態成像優勢。因此OCTA作為一種無創檢查手段,在近視性CNV的診療和隨訪中有重要的應用價值。
OCTA可以有效地在PM中發現CNV并根據形態分型,對CNV治療、探索病因和評估預后均有意義。OCTA可以有效區分視網膜下強熒光物質是否為血管結構[16]。Miyata等[17]在17只PM患眼中發現16只眼存在CNV,敏感性為94.1%;CNV面積測量的平均值FFA、OCTA分別為(0.59±0.56)、(0.51±0.55)mm2。OCTA在診斷CNV中的適用性其他研究類似報道[18-21]。有研究者將PM繼發CNV分為無序環型和有序交錯型[18]。無序環型CNV面積小且無周邊暗區和滋養血管;有序交錯型CNV比無序環型CNV的發生率更高,平均血管面積更大,且有周圍暗區和滋養血管,此種類型患眼伴有長期視力下降以及視物變形和暗點。這兩種類型CNV均與視力相關,但和年齡及抗VEGF治療無關。也有研究者根據OCTA將CNV分為交錯型和纏繞型[20]。正常黃斑區視網膜外層無血管結構,因此當視網膜外層出現CNV時可以清晰地將其與正常組織區分。在自動分層中外層視網膜和CC均能發現CNV,但在Bruch膜和其下方30 μm之間的手動分層顯示更好[18]。但當CNV出現在有血管區時不易區分且成像質量較差,需要從外層視網膜圖像中去除偽影[22]。Louzada等[23]認為OCTA在發現CNV鞏膜滋養血管方面也有一定幫助。Liu等[19]、李倩等[24]、蔡萌等[25]在玻璃體腔注射雷珠單抗后l周即可通過OCTA觀察到CNV的明顯變化。OCTA在治療過程中可以直觀反映CNV的動態變化, 便于及時更改治療方案,是觀察評估治療效果的有效工具。
3.2.3 視盤周圍脈絡膜空腔(PICC)
PICC是圍繞視盤微隆起的橙黃色病灶,多見于PM視盤萎縮弧下方。PICC在OCT中表現為視盤周圍RPE和鞏膜間的脈絡膜空腔,且常伴有視網膜血管異常。陳秋瑩等[26]在比較PM伴或不伴PICC眼時發現, 與對照組相比,PICC患眼視盤與視盤旁視網膜毛細血管層血流密度顯著下降且顳側更明顯[27]。
3.3 鞏膜
Zinn-Haller動脈環(ZHAC)是源于睫狀后短動脈的視盤周圍血管環[28],在PM中ZHAC半徑隨著AL延長而增大。既往檢查手段只能觀察到CC,但ZHAC位于鞏膜深部,OCTA可以深入該層面觀察血管形態和細節,包括睫狀后短動脈和視神經方向的分支。OCTA可以在10% PM眼中觀察到ZHAC,比眼底彩色照相敏感,與ICGA相似。由于ZHAC是視神經篩板的主要供血來源,采用OCTA評估ZHAC有助于青光眼性視神經病變的研究。
4 存在的問題
雖然OCTA和傳統檢查相比具有很多的優勢,但仍存在一定局限性。(1)獲取圖像困難:OCTA檢查對患者固視能力要求高且觀察范圍有限,而且部分PM患者同時存在外斜視、視力差、瞳孔小等問題,難以配合檢查獲取有效圖像;(2)圖像分層錯誤:部分PM患者存在黃斑劈裂、黃斑裂孔、后鞏膜葡萄腫、視網膜脈絡膜過薄、視盤傾斜、視盤萎縮弧等,使得后極部突出且不規則,導致軟件分區出現不同程度的偏差甚至錯誤;(3)圖像質量問題:不同AL獲取的圖像在軟件矯正后對測量血管密度和FAZ面積時有影響[29],當CNV并發出血或視網膜色素上皮脫離時會產生偽影;(4)無法顯示動態圖像:CNV并發的黃斑水腫在OCTA圖像顯示不清晰[24],僅當黃斑水腫十分明顯時才表現為弱信號區域。因此,使用OCTA時仍然需要考慮結合傳統檢查手段OCT和FFA的使用。
近視根據病因不同分為單純性近視和病理性近視(PM)。單純性近視進展較慢,不伴有明顯的病理變化。PM的定義尚存爭議[1],一般是指近視伴有鞏膜、脈絡膜和視網膜色素上皮(RPE)的特征性退行性變,且有視功能受累[2]。PM并發癥多與血管相關。彩色多普勒超聲檢查發現PM患眼血流灌注降低,但主要針對眼部大血管,對小血管的評估不準確[3];熒光素眼底血管造影(FFA)和吲哚青綠血管造影(ICGA)可動態觀察脈絡膜新生血管(CNV)、脈絡膜萎縮及漆裂紋(LC)等PM眼底改變,但為有創性檢查并且不能量化血流。光相干斷層掃描(OCT)血管成像是一種新型無創血管成像技術, 可提供三維血流圖像,且能對其進行精確的定性和定量分析。現就OCT血管成像(OCTA)在近視中的應用研究進展作一綜述。
1 OCTA 原理
OCTA是在OCT基礎上發展而來的一種新型血管成像技術。分頻幅去相干血管成像(SSADA)是一種應用于OCTA、可以提高信噪比的運算方法[4]。去相干是指在同一位置上進行多次重復橫斷面掃描(B-scan)增強對比,從而區別動態(血細胞或血流)和靜態組織后生成眼底血流圖像。分光譜是將全頻譜圖像分成數個較窄的光譜帶后分別去相干, 然后獲得高清晰OCT圖像。SSADA與其他算法相比顯著改善了血流檢測的信噪比和微血管網的連貫性,提高了各層血管形態的成像質量。當某些異常病變中出現血流速度過快或過慢時,OCTA圖像上由于去相干值低而無法顯影,多時間間隔算法可以通過延長或縮短B-scan的時間間隔,擴大觀察血液流速的范圍,使得高于或低于閾值的血流也能在OCTA上顯影[5]。
2 單純性近視
2.1 視網膜
單純性近視雖然沒有發現如PM樣眼底退行性病變,但仍存在血流的下降[6-8]。OCTA可以通過量化分析視網膜微血管的改變分析近視潛在的病變機制,從而能夠早期發現和預防。Li等[6]、Yang等[7]研究發現,與正視眼相比,單純性近視視網膜淺層和深層毛細血管密度減少,并且不同分區血流改變的程度也不均一。其原因可能與近視萎縮弧和黃斑中心凹無血管區(FAZ)有關。此外,OCTA還可以通過去除和保留大血管兩種方式評估血流密度,去除大血管后更優。黃斑區微血管密度下降與眼軸長度(AL)延長和等效球徑(SE)增加有關,這可能與視網膜變薄需氧量減少、視網膜血管自動調節功能減少血流且血管內皮生長因子(VEGF)減少有關。在對糖尿病視網膜病變和視網膜靜脈阻塞等多種疾病的評估中,FAZ大小均有一定意義;但單純性近視FAZ面積并無改變[7],說明FAZ可能不是一個適用于研究單純性近視血流改變的區域。Wang等[8]發現視盤血流密度隨近視度數加深而下降,并且與AL和視網膜神經纖維層(RNFL)有關。馮立淼等[9]發現單純性近視眼視網膜厚度與血流之間也存在一定聯系。這些研究都提示在應用OCTA時應考慮近視本身對視網膜微血管的影響。
2.2 脈絡膜
脈絡膜毛細血管(CC)是脈絡膜的內層,滋養RPE和光感受器細胞。既往研究發現單純性近視眼脈絡膜變薄[10],那么CC和脈絡膜大中血管也應該發生改變。與傳統影像技術相比,OCTA雖然能發現并量化深處CC改變并反映復雜CC的結構細節,但由于CC在RPE后,較薄且密集,并且近視多伴有后鞏膜葡萄腫,和其他疾病相比CC的血管成像更有難度。Al-Sheikh等[11]發現單純性近視眼CC血流減少與AL牽拉和隨年齡增長血流空隙面積增加有關,但與脈絡膜厚度無關。
3 PM
3.1 視網膜
Fan等[12]研究發現PM患眼黃斑和視盤血流密度降低,黃斑血流密度不僅和AL、SE相關,還與神經節細胞復合體厚度有關,此結果符合視網膜厚度與血流之間的關系,同時證實了視網膜血流自動調節的供求關系;但視盤血流密度與AL、SE、RNFL均無關。PM病程中隨著AL的延長會出現后鞏膜葡萄腫,從而增加PM嚴重病變發生概率,如脈絡膜視網膜病變、黃斑劈裂、CNV,從而導致視力下降。后鞏膜加固手術(PSR)可以通過對鞏膜物理性加壓的方式延緩后鞏膜葡萄腫的進展,改善黃斑區微循環,減少視力損傷。Mo等[13]通過OCTA評估PSR后及未行PSR的PM患者眼底血流情況,結果顯示兩組患眼之間黃斑和視盤血流密度差異無統計學意義,說明了PSR手術雖然不能提升但可以維持眼底血流狀態。
3.2 脈絡膜
3.2.1 LC與脈絡膜萎縮
LC是指AL延長導致RPE-Bruch膜復合體破裂,是脈絡膜萎縮和CNV的危險因素;具體發生機制不明。存在LC的患眼視網膜和CC血流降低更明顯,說明LC的形成與CC缺血有關[11]。OCTA能顯示LC但不能顯示全長,但在ICGA中LC可以清晰完整地顯示為線狀弱熒光。Sayanagi等[14]采用OCTA觀察到局限性脈絡膜萎縮病變(斑狀病變)CC完全消失和大血管剩余,以及深入鞏膜的血管;在彌漫性脈絡膜萎縮區域可以見到CC以及大中型脈絡膜血管密度降低。
3.2.2 CNV
近視性CNV為2型CNV,多位于中心凹,嚴重影響患眼中心視力。臨床常用檢查方法是眼底彩色照相、OCT和FFA,并且聯合使用更優,這說明在復雜CNV中使用多種影像手段是必要的[15]。CNV在彩色眼底像上呈灰黃色或灰紅色團片狀;FFA可見黃斑區花團樣或片狀強熒光滲漏灶;OCT中為突破Bruch膜及RPE層的團狀強信號。但是由于后鞏膜葡萄腫、RPE改變和脈絡膜萎縮等使得眼底彩色照相難以發現CNV;由于CNV面積較小,OCT和FFA可因黃斑出血的遮蔽而影響對CNV的判斷。OCTA能清楚看到不同層面的CNV形態,充分體現出OCTA的靜態成像優勢。因此OCTA作為一種無創檢查手段,在近視性CNV的診療和隨訪中有重要的應用價值。
OCTA可以有效地在PM中發現CNV并根據形態分型,對CNV治療、探索病因和評估預后均有意義。OCTA可以有效區分視網膜下強熒光物質是否為血管結構[16]。Miyata等[17]在17只PM患眼中發現16只眼存在CNV,敏感性為94.1%;CNV面積測量的平均值FFA、OCTA分別為(0.59±0.56)、(0.51±0.55)mm2。OCTA在診斷CNV中的適用性其他研究類似報道[18-21]。有研究者將PM繼發CNV分為無序環型和有序交錯型[18]。無序環型CNV面積小且無周邊暗區和滋養血管;有序交錯型CNV比無序環型CNV的發生率更高,平均血管面積更大,且有周圍暗區和滋養血管,此種類型患眼伴有長期視力下降以及視物變形和暗點。這兩種類型CNV均與視力相關,但和年齡及抗VEGF治療無關。也有研究者根據OCTA將CNV分為交錯型和纏繞型[20]。正常黃斑區視網膜外層無血管結構,因此當視網膜外層出現CNV時可以清晰地將其與正常組織區分。在自動分層中外層視網膜和CC均能發現CNV,但在Bruch膜和其下方30 μm之間的手動分層顯示更好[18]。但當CNV出現在有血管區時不易區分且成像質量較差,需要從外層視網膜圖像中去除偽影[22]。Louzada等[23]認為OCTA在發現CNV鞏膜滋養血管方面也有一定幫助。Liu等[19]、李倩等[24]、蔡萌等[25]在玻璃體腔注射雷珠單抗后l周即可通過OCTA觀察到CNV的明顯變化。OCTA在治療過程中可以直觀反映CNV的動態變化, 便于及時更改治療方案,是觀察評估治療效果的有效工具。
3.2.3 視盤周圍脈絡膜空腔(PICC)
PICC是圍繞視盤微隆起的橙黃色病灶,多見于PM視盤萎縮弧下方。PICC在OCT中表現為視盤周圍RPE和鞏膜間的脈絡膜空腔,且常伴有視網膜血管異常。陳秋瑩等[26]在比較PM伴或不伴PICC眼時發現, 與對照組相比,PICC患眼視盤與視盤旁視網膜毛細血管層血流密度顯著下降且顳側更明顯[27]。
3.3 鞏膜
Zinn-Haller動脈環(ZHAC)是源于睫狀后短動脈的視盤周圍血管環[28],在PM中ZHAC半徑隨著AL延長而增大。既往檢查手段只能觀察到CC,但ZHAC位于鞏膜深部,OCTA可以深入該層面觀察血管形態和細節,包括睫狀后短動脈和視神經方向的分支。OCTA可以在10% PM眼中觀察到ZHAC,比眼底彩色照相敏感,與ICGA相似。由于ZHAC是視神經篩板的主要供血來源,采用OCTA評估ZHAC有助于青光眼性視神經病變的研究。
4 存在的問題
雖然OCTA和傳統檢查相比具有很多的優勢,但仍存在一定局限性。(1)獲取圖像困難:OCTA檢查對患者固視能力要求高且觀察范圍有限,而且部分PM患者同時存在外斜視、視力差、瞳孔小等問題,難以配合檢查獲取有效圖像;(2)圖像分層錯誤:部分PM患者存在黃斑劈裂、黃斑裂孔、后鞏膜葡萄腫、視網膜脈絡膜過薄、視盤傾斜、視盤萎縮弧等,使得后極部突出且不規則,導致軟件分區出現不同程度的偏差甚至錯誤;(3)圖像質量問題:不同AL獲取的圖像在軟件矯正后對測量血管密度和FAZ面積時有影響[29],當CNV并發出血或視網膜色素上皮脫離時會產生偽影;(4)無法顯示動態圖像:CNV并發的黃斑水腫在OCTA圖像顯示不清晰[24],僅當黃斑水腫十分明顯時才表現為弱信號區域。因此,使用OCTA時仍然需要考慮結合傳統檢查手段OCT和FFA的使用。