光相干斷層掃描（OCT）血管成像是在OCT基礎上優化并結合血管成像方法，將視網膜血管組織和神經組織進行對比顯像而獲取的高分辨率視網膜循環圖像，可實現視網膜脈絡膜血管分層成像。對于早期糖尿病視網膜病變（DR），通過觀察黃斑中心凹無血管區形態、視網膜血管密度變化以及視網膜微動脈瘤數量可對非增生型DR進行量化評估。對于晚期DR，通過視網膜新生血管形態變化和累及部位可對疾病進展和預后進行客觀評價。了解不同病程DR特征性病變的OCT血管成像圖像特征，可為DR的診斷和治療效果評估提供參考價值。
引用本文： 鄔嘉蔚, 柯曉云, 符敏. 光相干斷層掃描血管成像在糖尿病視網膜病變診斷中的應用研究進展. 中華眼底病雜志, 2018, 34(1): 86-89. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2018.01.026 復制
熒光素眼底血管造影（FFA）是診斷糖尿病視網膜病變（DR）的金標準，但存在熒光素滲漏、不能分層成像視網膜內主要毛細血管結構以及檢查過程因造影劑可能出現的不良反應等不足。光相干斷層掃描（OCT）血管成像是一種快速、無創、可重復性及操作方便快捷的新型血管成像技術，可實現視網膜脈絡膜血管分層成像，目前已成為DR診斷和治療效果評估的重要檢查手段[1]。對于早期DR，通過觀察黃斑中心凹無血管區（FAZ）形態、視網膜血管密度（RVD）變化以及視網膜微動脈瘤（RMA）數量可對非增生型DR（NPDR）進行量化評估。對于晚期DR，通過視網膜新生血管（RNV）形態變化和累及部位可對疾病進展和預后進行客觀評價。現就OCT血管成像（OCTA）在DR特征性病變的應用研究進展作一綜述。
1 OCTA概述
OCTA是在OCT的基礎上進行優化并結合先進的運算方法，將視網膜血管組織和神經組織進行對比顯像，形成以微米為單位的高分辨率視網膜血液循環圖。在一定視窗范圍內運用高頻率A掃描和B掃描技術，快速而連續地獲得視網膜組織的反射信號，分別對動態循環組織（相關性較差）和靜態視網膜神經組織（相關性較好）進行捕獲成像，再將其合并形成完整的三維眼底血管成像圖[2]。有學者正致力于探究OCTA最佳算法以優化其成像的信噪比，提高成像質量有利于眼底微血管細節的觀察[3]。目前已有較多關于視網膜血管成像算法[4]，如分頻譜幅度去相關血管成像算法、光學微血管造影、散斑方差檢測、相位方差檢測以及關聯映射法。此外，OCTA通過調節信號強度分別對視網膜不同層面上血管網進行顯像，目前可分別觀察到神經纖維層與神經節細胞層間的淺層毛細血管網以及內核層與外叢狀層間的深層毛細血管網。但是，OCTA也存在一定的局限性，如掃描范圍有限、不能動態觀察血流情況、易受血流速度的影響等。另外，檢查時要求被檢者固視好以及屈光間質較清晰才能獲得最佳成像圖。
2 OCTA在DR診斷中的應用
OCTA通過整合眼底組織不同的反射信號以顯示其血管形態學特點，不僅實現對各個階段DR血管形態學的觀察，而且可對FFA檢查未發現視網膜病變的糖尿病（NoDR）患者眼底進行分析。研究發現，DR早期階段OCTA可見FAZ明顯擴大、環的結構破壞以致變形，RVD降低以及RMA等異常變化。DR晚期階段可觀察到RNV病變結構。OCTA可以對DR各個階段的視網膜血管病變進行量化分析。
2.1 FAZ
黃斑中心凹視網膜組織結構的完整性是重要解剖學基礎，與視覺功能密切相關，其中毛細血管是組織代謝的結構基礎。FAZ是正常黃斑中心凹無血管結構區域，一般呈較光滑的圓環結構。但隨著DR進展，異常代謝過程對黃斑旁中心凹的血管組織造成可逆或不可逆損害，從而引起FAZ擴大或變形。臨床中可通過FFA觀察FAZ形態，但FFA不能對其范圍進行量化，也不便隨訪監測FAZ的異常改變。而OCTA可實現對FAZ的形態觀察以及定量分析。Krawitz等[5]采用OCTA測量了一組DR患眼的FAZ，發現隨著DR進展其FAZ顯著擴大。另有研究發現，NoDR患眼FAZ已有明顯改變，其參數較正常對照組顯著擴大[6-9]。Freiberg等[7]的研究還發現NoDR患眼視網膜深層FAZ較淺層范圍明顯擴大。Takase等[8]的研究也發現NoDR、NPDR患眼的FAZ擴大主要表現在深層視網膜。以上研究結果均顯示DR患者的FAZ較正常人明顯擴大，且較早發生于深層視網膜組織（內核層/外叢狀層）。其原因可能是持續的高血糖環境促使血視網膜屏障損害，微血管內皮細胞增生，導致毛細血管管腔狹窄甚至閉塞，最終萎縮退化[10, 11]；也可能與視網膜微血管的內皮細胞間隙擴大及炎癥反應刺激有關，產生組織液滲出集聚在組織間，壓迫周邊毛細血管以及影響組織代謝，進一步加重毛細血管閉塞及退行性病變[11]；還可能是由于視網膜光感受器氧耗代謝旺盛，產生大量氧化應激物，直接刺激周邊組織結構，故對視網膜深層微血管組織影響較大。因此，通過OCTA可以有效量化FAZ，其相關參數可作為黃斑缺血的潛在特征性診斷指標，在臨床監測DR的進展中有重要意義。且因其無創性特點便于臨床隨訪觀察，可加強對早期DR的監測。也有學者提出可以進一步根據FAZ的測量指標以明確DR患者合適的血糖管理目標[7]。
2.2 RVD
RVD與無灌注區范圍密切相關。由于早期視網膜毛細血管損害不會完全形成局部明顯的無灌注區域，而是表現為RVD降低。因此，RVD變化也可成為觀察早期DR的特異性指標之一。FFA是目前臨床上觀察視網膜微血管的主要檢查方法，但其不足是提供的視網膜血管圖像不完整，甚至缺乏深層毛細血管網的圖像信息。Mendis等[12]采用共聚焦掃描激光顯微鏡觀察正常供體眼的視網膜毛細血管，與年齡匹配的健康個體FFA檢查所見毛細血管進行對比，結果發現僅有30%的患眼FFA呈現清晰的毛細血管圖像，且FFA顯示毛細血管密度明顯低于組織學檢查結果。與FFA相比，OCTA完整性不受熒光劑代謝的影響，并且可以進行圖像疊加以提高圖像的分辨率，獲取的視網膜血管灌注圖像可彌補部分FFA成像不足。Sambhav等[13]研究發現不伴有糖尿病黃斑水腫（DME）的NPDR患眼，隨著病情加重，RVD顯著降低，尤其以淺層RVD降低明顯。Simonett等[14]研究發現早期DR（NoDR和輕度NPDR）患眼的RVD明顯較正常對照組降低，但主要體現在深層視網膜組織，FAZ無明顯變化。王健等[9]研究則發現NoDR患眼RVD與正常對照組無明顯差異。在Kim等[15]的研究中，重度NPDR和增生型DR（PDR）患眼較輕度NPDR和正常對照組的RVD均有顯著降低，伴有DME的NPDR患眼RVD明顯降低。上述研究結果的差異其原因可能是樣本量不同造成結果存在較大偏倚。微血管病變可能多存在于深層視網膜中，而OCTA對于視網膜深層血管組織的獲取易產生一定偽影，進而影響RVD分析。此外，PDR的RNV形成也可能增加RVD，或伴有DME的患眼可能引起無灌注區明顯擴大，使RVD明顯降低。OCTA在量化RVD對DR進行比較研究時受較多混雜因素的影響。OCTA在深層組織成像結果的不穩定性導致DR早期病變RVD的主要發生層面仍然存在爭議。目前OCTA能獲取3 mm×3 mm、6 mm×6 mm或9 mm×9 mm等多種圖像模式，但其掃描范圍與分辨率呈反比，故獲取3 mm×3 mm的圖像分辨率最高，更利于觀察視網膜微血管情況，因此RVD檢測主要集中于黃斑區中心凹旁區域。量化黃斑區RVD可與測量FAZ面積進行互補分析。由于FAZ周邊微血管病變不明顯呈現陰性結果，所以通過RVD檢測可進一步觀察DR進展情況。
2.3 RMA
RMA是DR最早出現的形態學異常改變。表現為血管壁損傷后局部機械抗壓能力降低，導致血管壁局部擴張。目前DR診斷標準中，RMA是DR早期重要且特異的病變標志。此外，一項多中心隨機臨床試驗研究結果證實，RMA的數量是視網膜病變關鍵的預后指標之一，與視功能預后密切相關[14]。RMA在檢眼鏡下表現為針尖樣紅點；FFA早期呈點狀強熒光，晚期可出現小片狀熒光素滲漏。OCTA可見視網膜點狀強反射信號，且能對RMA在視網膜內的分布準確定位。有研究通過隨訪動態觀察，發現NPDR患眼的RMA與DME形成密切相關[16, 17]。Haritoglou等[16]認為對DR患者RMA的監測可以預測5年內DME的發生率。DME是DR發展過程中對視力造成嚴重威脅的病變之一，因此對于早期DR患者監測RMA數量以及病變部位具有重要的臨床價值。Ishibazawa等[18]通過OCTA觀察發現，不同病程DR患眼大部分RMA分布于視網膜深層血管網。Hasegawa等[19]研究也證實上述觀察結果。上述研究結果均與Moore等[20]組織學研究結果一致。但Ishibazawa等[18]和Couturier等[21]研究均發現OCTA觀察RMA數量要少于FFA檢查結果。Soares等[22]分別采用兩種不同OCTA儀（AngioVue和AngioPlex）自動量化RMA，與FFA檢查結果對比發現，兩種OCT儀觀察到的RMA數量分別占FFA觀察結果的34%和98%。因此，OCTA觀察RMA數量其靈敏度可能低于FFA。原因可能是因為微血管內皮細胞增生或纖維性病變，導致血液流動緩慢，血流速度小于兩次B掃描間隔時間（小于0.3 mm/s）時不易被檢測到[23]。一項組織學研究發現RMA存在4種不同形態，其中有動脈瘤腔內多形核細胞或大量紅細胞聚集，可能會導致該病變在OCTA中不顯像[24]。FFA可能由于熒光素滲漏遮蔽周邊組織不易發現RMA。OCTA則不受這一因素影響，可作為FFA檢查結果的補充，進一步隨訪觀察監測DR的發展以及預測DME的發生。
2.4 RNV形態
PDR特征性病變以RNV形成為主。FFA是診斷RNV的金標準，其早期可呈現新生血管形態，晚期出現大量熒光素滲漏的特征性改變，且RNV愈新鮮其熒光素滲漏愈早出現[25]。OCTA不依賴于血管中熒光素即可對視網膜血管形態進行顯像。Ishibazawa等[18]觀察PDR時發現，部分患眼FFA早期即出現熒光素滲漏并遮擋病灶及周邊視網膜血管，無法清晰顯示血管細節，同時當RMA和RNV均表現為點狀熒光素滲漏時，FFA并不能很好分辨兩者。OCTA則通過視網膜組織反射信號，易于區分微動脈瘤和RNV[26]。Schaal等[27]對比觀察OCTA和眼底彩色照相在檢測RNV的差異，發現眼底彩色照相的漏診率達12%。因此，OCTA觀察RNV數量優于FFA和眼底彩色照相，并且可以同時觀察RNV形態變化以及累及部位。de Carlo等[28]發現PDR患眼OCTA可見部分RNV突破視網膜內界膜突向玻璃腔，易出血甚至牽拉視網膜周圍組織。此外，Ishibazawa等[18]還通過OCTA觀察PDR患眼抗VEGF治療后RNV的形態變化情況，結果與Suzuma等[29]、Kohno等[30]組織學研究結果一致。因此，通過OCTA無創性檢查方法也可用于有關PDR治療的療效評價[31]。
熒光素眼底血管造影（FFA）是診斷糖尿病視網膜病變（DR）的金標準，但存在熒光素滲漏、不能分層成像視網膜內主要毛細血管結構以及檢查過程因造影劑可能出現的不良反應等不足。光相干斷層掃描（OCT）血管成像是一種快速、無創、可重復性及操作方便快捷的新型血管成像技術，可實現視網膜脈絡膜血管分層成像，目前已成為DR診斷和治療效果評估的重要檢查手段[1]。對于早期DR，通過觀察黃斑中心凹無血管區（FAZ）形態、視網膜血管密度（RVD）變化以及視網膜微動脈瘤（RMA）數量可對非增生型DR（NPDR）進行量化評估。對于晚期DR，通過視網膜新生血管（RNV）形態變化和累及部位可對疾病進展和預后進行客觀評價。現就OCT血管成像（OCTA）在DR特征性病變的應用研究進展作一綜述。
1 OCTA概述
OCTA是在OCT的基礎上進行優化并結合先進的運算方法，將視網膜血管組織和神經組織進行對比顯像，形成以微米為單位的高分辨率視網膜血液循環圖。在一定視窗范圍內運用高頻率A掃描和B掃描技術，快速而連續地獲得視網膜組織的反射信號，分別對動態循環組織（相關性較差）和靜態視網膜神經組織（相關性較好）進行捕獲成像，再將其合并形成完整的三維眼底血管成像圖[2]。有學者正致力于探究OCTA最佳算法以優化其成像的信噪比，提高成像質量有利于眼底微血管細節的觀察[3]。目前已有較多關于視網膜血管成像算法[4]，如分頻譜幅度去相關血管成像算法、光學微血管造影、散斑方差檢測、相位方差檢測以及關聯映射法。此外，OCTA通過調節信號強度分別對視網膜不同層面上血管網進行顯像，目前可分別觀察到神經纖維層與神經節細胞層間的淺層毛細血管網以及內核層與外叢狀層間的深層毛細血管網。但是，OCTA也存在一定的局限性，如掃描范圍有限、不能動態觀察血流情況、易受血流速度的影響等。另外，檢查時要求被檢者固視好以及屈光間質較清晰才能獲得最佳成像圖。
2 OCTA在DR診斷中的應用
OCTA通過整合眼底組織不同的反射信號以顯示其血管形態學特點，不僅實現對各個階段DR血管形態學的觀察，而且可對FFA檢查未發現視網膜病變的糖尿病（NoDR）患者眼底進行分析。研究發現，DR早期階段OCTA可見FAZ明顯擴大、環的結構破壞以致變形，RVD降低以及RMA等異常變化。DR晚期階段可觀察到RNV病變結構。OCTA可以對DR各個階段的視網膜血管病變進行量化分析。
2.1 FAZ
黃斑中心凹視網膜組織結構的完整性是重要解剖學基礎，與視覺功能密切相關，其中毛細血管是組織代謝的結構基礎。FAZ是正常黃斑中心凹無血管結構區域，一般呈較光滑的圓環結構。但隨著DR進展，異常代謝過程對黃斑旁中心凹的血管組織造成可逆或不可逆損害，從而引起FAZ擴大或變形。臨床中可通過FFA觀察FAZ形態，但FFA不能對其范圍進行量化，也不便隨訪監測FAZ的異常改變。而OCTA可實現對FAZ的形態觀察以及定量分析。Krawitz等[5]采用OCTA測量了一組DR患眼的FAZ，發現隨著DR進展其FAZ顯著擴大。另有研究發現，NoDR患眼FAZ已有明顯改變，其參數較正常對照組顯著擴大[6-9]。Freiberg等[7]的研究還發現NoDR患眼視網膜深層FAZ較淺層范圍明顯擴大。Takase等[8]的研究也發現NoDR、NPDR患眼的FAZ擴大主要表現在深層視網膜。以上研究結果均顯示DR患者的FAZ較正常人明顯擴大，且較早發生于深層視網膜組織（內核層/外叢狀層）。其原因可能是持續的高血糖環境促使血視網膜屏障損害，微血管內皮細胞增生，導致毛細血管管腔狹窄甚至閉塞，最終萎縮退化[10, 11]；也可能與視網膜微血管的內皮細胞間隙擴大及炎癥反應刺激有關，產生組織液滲出集聚在組織間，壓迫周邊毛細血管以及影響組織代謝，進一步加重毛細血管閉塞及退行性病變[11]；還可能是由于視網膜光感受器氧耗代謝旺盛，產生大量氧化應激物，直接刺激周邊組織結構，故對視網膜深層微血管組織影響較大。因此，通過OCTA可以有效量化FAZ，其相關參數可作為黃斑缺血的潛在特征性診斷指標，在臨床監測DR的進展中有重要意義。且因其無創性特點便于臨床隨訪觀察，可加強對早期DR的監測。也有學者提出可以進一步根據FAZ的測量指標以明確DR患者合適的血糖管理目標[7]。
2.2 RVD
RVD與無灌注區范圍密切相關。由于早期視網膜毛細血管損害不會完全形成局部明顯的無灌注區域，而是表現為RVD降低。因此，RVD變化也可成為觀察早期DR的特異性指標之一。FFA是目前臨床上觀察視網膜微血管的主要檢查方法，但其不足是提供的視網膜血管圖像不完整，甚至缺乏深層毛細血管網的圖像信息。Mendis等[12]采用共聚焦掃描激光顯微鏡觀察正常供體眼的視網膜毛細血管，與年齡匹配的健康個體FFA檢查所見毛細血管進行對比，結果發現僅有30%的患眼FFA呈現清晰的毛細血管圖像，且FFA顯示毛細血管密度明顯低于組織學檢查結果。與FFA相比，OCTA完整性不受熒光劑代謝的影響，并且可以進行圖像疊加以提高圖像的分辨率，獲取的視網膜血管灌注圖像可彌補部分FFA成像不足。Sambhav等[13]研究發現不伴有糖尿病黃斑水腫（DME）的NPDR患眼，隨著病情加重，RVD顯著降低，尤其以淺層RVD降低明顯。Simonett等[14]研究發現早期DR（NoDR和輕度NPDR）患眼的RVD明顯較正常對照組降低，但主要體現在深層視網膜組織，FAZ無明顯變化。王健等[9]研究則發現NoDR患眼RVD與正常對照組無明顯差異。在Kim等[15]的研究中，重度NPDR和增生型DR（PDR）患眼較輕度NPDR和正常對照組的RVD均有顯著降低，伴有DME的NPDR患眼RVD明顯降低。上述研究結果的差異其原因可能是樣本量不同造成結果存在較大偏倚。微血管病變可能多存在于深層視網膜中，而OCTA對于視網膜深層血管組織的獲取易產生一定偽影，進而影響RVD分析。此外，PDR的RNV形成也可能增加RVD，或伴有DME的患眼可能引起無灌注區明顯擴大，使RVD明顯降低。OCTA在量化RVD對DR進行比較研究時受較多混雜因素的影響。OCTA在深層組織成像結果的不穩定性導致DR早期病變RVD的主要發生層面仍然存在爭議。目前OCTA能獲取3 mm×3 mm、6 mm×6 mm或9 mm×9 mm等多種圖像模式，但其掃描范圍與分辨率呈反比，故獲取3 mm×3 mm的圖像分辨率最高，更利于觀察視網膜微血管情況，因此RVD檢測主要集中于黃斑區中心凹旁區域。量化黃斑區RVD可與測量FAZ面積進行互補分析。由于FAZ周邊微血管病變不明顯呈現陰性結果，所以通過RVD檢測可進一步觀察DR進展情況。
2.3 RMA
RMA是DR最早出現的形態學異常改變。表現為血管壁損傷后局部機械抗壓能力降低，導致血管壁局部擴張。目前DR診斷標準中，RMA是DR早期重要且特異的病變標志。此外，一項多中心隨機臨床試驗研究結果證實，RMA的數量是視網膜病變關鍵的預后指標之一，與視功能預后密切相關[14]。RMA在檢眼鏡下表現為針尖樣紅點；FFA早期呈點狀強熒光，晚期可出現小片狀熒光素滲漏。OCTA可見視網膜點狀強反射信號，且能對RMA在視網膜內的分布準確定位。有研究通過隨訪動態觀察，發現NPDR患眼的RMA與DME形成密切相關[16, 17]。Haritoglou等[16]認為對DR患者RMA的監測可以預測5年內DME的發生率。DME是DR發展過程中對視力造成嚴重威脅的病變之一，因此對于早期DR患者監測RMA數量以及病變部位具有重要的臨床價值。Ishibazawa等[18]通過OCTA觀察發現，不同病程DR患眼大部分RMA分布于視網膜深層血管網。Hasegawa等[19]研究也證實上述觀察結果。上述研究結果均與Moore等[20]組織學研究結果一致。但Ishibazawa等[18]和Couturier等[21]研究均發現OCTA觀察RMA數量要少于FFA檢查結果。Soares等[22]分別采用兩種不同OCTA儀（AngioVue和AngioPlex）自動量化RMA，與FFA檢查結果對比發現，兩種OCT儀觀察到的RMA數量分別占FFA觀察結果的34%和98%。因此，OCTA觀察RMA數量其靈敏度可能低于FFA。原因可能是因為微血管內皮細胞增生或纖維性病變，導致血液流動緩慢，血流速度小于兩次B掃描間隔時間（小于0.3 mm/s）時不易被檢測到[23]。一項組織學研究發現RMA存在4種不同形態，其中有動脈瘤腔內多形核細胞或大量紅細胞聚集，可能會導致該病變在OCTA中不顯像[24]。FFA可能由于熒光素滲漏遮蔽周邊組織不易發現RMA。OCTA則不受這一因素影響，可作為FFA檢查結果的補充，進一步隨訪觀察監測DR的發展以及預測DME的發生。
2.4 RNV形態
PDR特征性病變以RNV形成為主。FFA是診斷RNV的金標準，其早期可呈現新生血管形態，晚期出現大量熒光素滲漏的特征性改變，且RNV愈新鮮其熒光素滲漏愈早出現[25]。OCTA不依賴于血管中熒光素即可對視網膜血管形態進行顯像。Ishibazawa等[18]觀察PDR時發現，部分患眼FFA早期即出現熒光素滲漏并遮擋病灶及周邊視網膜血管，無法清晰顯示血管細節，同時當RMA和RNV均表現為點狀熒光素滲漏時，FFA并不能很好分辨兩者。OCTA則通過視網膜組織反射信號，易于區分微動脈瘤和RNV[26]。Schaal等[27]對比觀察OCTA和眼底彩色照相在檢測RNV的差異，發現眼底彩色照相的漏診率達12%。因此，OCTA觀察RNV數量優于FFA和眼底彩色照相，并且可以同時觀察RNV形態變化以及累及部位。de Carlo等[28]發現PDR患眼OCTA可見部分RNV突破視網膜內界膜突向玻璃腔，易出血甚至牽拉視網膜周圍組織。此外，Ishibazawa等[18]還通過OCTA觀察PDR患眼抗VEGF治療后RNV的形態變化情況，結果與Suzuma等[29]、Kohno等[30]組織學研究結果一致。因此，通過OCTA無創性檢查方法也可用于有關PDR治療的療效評價[31]。