自適應光學（AO）是一種通過降低光學像差的影響以提高光學系統性能的技術，與掃描激光檢眼鏡結合（AOSLO）應用于眼科可以矯正人眼屈光系統的像差，從而極大地提高成像的分辨率和成像質量。AOSLO能夠在活體視網膜上觀察到細胞水平的微觀結構如光感受器、神經纖維、血管壁細胞等，從而可以發現疾病的早期改變，同時在疾病的隨訪中亦可觀察視網膜微觀結構的改變。目前，由于AOSLO內部固有的技術缺陷，限制了其在臨床的廣泛應用。隨著AO技術的不斷進步，相關軟件功能的進一步完善，系統將變得更加成熟，必將在科研和臨床中發揮越來越重要的作用。
引用本文： 張劍平, 張美霞. 自適應光學掃描技術在眼底檢查中的應用進展. 中華眼底病雜志, 2019, 35(6): 625-627. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2019.06.025 復制
掃描激光檢眼鏡（SLO）是眼科醫生觀察眼底視網膜的重要工具和手段[1]。但由于人眼的屈光系統存在像差缺陷，使得SLO的分辨率無法提高從而影響其成像質量。而自適應光學（AO）技術的應用則很大程度上解決了這個問題。AO是一種通過降低光學像差的影響以提高光學系統性能技術，最初是為解決天文望遠鏡因大氣湍流而產生目標失真以及成像模糊等問題而提出的設想[2]。1989年，Roorda[3]首次嘗試將AO技術應用于輔助SLO成像，當時系統只能校正散焦和散光。其后Liang等[4]成功將AO與SLO結合，制造出自適應光學掃描激光檢眼鏡（AOSLO），極大提高了眼底成像的質量和分辨率。自此AOSLO的臨床應用成為現實。本綜述旨在介紹AOSLO的技術特點、在眼科的發展現狀以及最新臨床應用前沿。
1 AOSLO的優勢和不足
1.1 優勢
圖像分辨率高 眼科現有的各種檢查設備因為分辨率有限如OCT、FFA、ICGA等的橫向分辨率均為20.0 μm[5]，不能在活體上觀察到視網膜不同層次結構的細胞。AO應用于SLO實現在原有軸向分辨率提高的基礎上極大地提升了圖像橫向分辨率，使得AOSLO的圖像橫向分辨率達到2.5 μm[5]。
共焦分層功能 AOSLO基于共聚焦SLO結構，在視網膜上的照亮點更小，共焦光圈可以阻斷自非聚焦平面的偏振光和散射光，可實現在視網膜不同深度上產生共焦平面圖像，能夠在活體上觀察視網膜各層結構的細胞，包括神經纖維束、光感受器細胞、RPE層細胞以及毛細血管內皮細胞等[3, 6-7]。
無創生成視網膜血管網絡圖 在沒有造影劑的情況下，AOSLO可以顯示視網膜血管中的血細胞運動，由于血細胞相對于血管移動，AOSLO可提取視網膜運動最快的部分，進而將視網膜血管可視化，從而顯示毛細血管網絡。2009年，Mujat等[6]使用AOSLO獲得了視盤及視盤旁的毛細血管網絡。2015年，Sheehy等[8]使用AOSLO觀察了黃斑中心凹周圍的毛細血管網絡。Mo等[9]應用AOSLO和OCT血管成像（OCTA）測量了一組正常人和視網膜血管性疾病患者的黃斑區血流密度和中心凹無血管區面積（FAZ）、周長，結果顯示，AOSLO、OCTA在FAZ、周長和血流密度的測量上無統計學差異；但AOSLO較OCTA測量血管直徑的結果更為準確。
動眼追蹤功能 追蹤SLO可以與AOSLO系統相結合，通過提供實時的光學和數字跟蹤，采集到更高分辨率的視網膜圖像[10]。其解決了檢查過程中因為眼球運動導致的圖像失真或變形；而且追蹤頻率很高，精確度也是極為準確。
1.2 不足
相干性干擾 點光源是在視網膜上成像，即使應用低相干光源，同樣會具有一定相干性。光源相干性產生散斑和干涉偽影也會降低成像質量，影響分辨率，這也是未來AOSLO研究改進的一個方向[3]。
成像效率低 AOSLO成像低效，因為AOSLO的單次掃描范圍很小，場角僅為5°[11]，因此掃描到的區域面積也很小；若想獲得目標區域的整個圖像，可能需要花費較長時間。為提高AOSLO的成像效率，雙共軛AO技術是一種高效但目前比較困難的方法，可以在一次掃描中將視場角增加到大約7°×7°，且通過多個掃描圖像進行拼圖，可以將視場角擴大到20°[12-13]。如何使掃描系統更有效率，也是AOSLO以后需要改進的方向。
2 臨床應用進展
2.1 糖尿病視網膜病變（DR）
AOSLO能夠在不使用造影劑的前提下，直接、無創地觀察視網膜血管壁、毛細血管內皮細胞、血細胞和光感受器。使得監測糖尿病患者未發生DR的眼底改變成為可能[14]。相關研究已經證實，DR早期患者即存在視網膜血管壁的異常以及血流速度、血管管徑的改變[11]。另有研究表明，DR患者的視錐細胞排列的律性也會發生變化，且視錐細胞排列規律性的降低與患有糖尿病、DR嚴重程度和糖尿病黃斑水腫加重相一致[15]。另有研究顯示，有糖尿病但未發生DR的患者眼底血管血流速度波動率、血流量和紅細胞聚集速度均高于健康人群[16]。如果能夠在早期發現相關血管血流及光感受器的病理異常，則可以積極采取相應的預防或治療措施，阻止DR的進展[11]。今后AOSLO可能應用于DR的早期篩查，設計個體化治療方案，進行無創隨訪觀察。
2.2 青光眼
青光眼是一組以視野缺損和視神經萎縮為特征的眼科疾病。篩板是視神經和視網膜血管出入眼球的通道，RGC的軸突形成神經束穿過篩板孔。組織病理學研究已經證實，篩板在青光眼的不同階段均存在形態學改變[7]。但由于傳統眼底照相和SLO的分辨率相對較低，難以清楚觀察到視盤的細微結構，而AOSLO可以清晰地顯示篩板結構。Boretsky等[7]等研究報道，與正常對照組比較，青光眼患者篩板孔面積明顯增大，而篩板孔伸長率無明顯差異，并認為青光眼的發生可能與較大的平均篩板孔面積有關。另有研究發現，AOSLO圖像上青光眼患者眼底無論正常區域還是病變區域（OCT圖像），神經纖維束寬度均有所減少，而這些異常與視野缺損有關[17]。提示AOSLO可能有助于檢測與視覺功能喪失相關的早期神經纖維束異常。
2.3 視網膜色素變性（RP）
RP是一種以進行性光感受器和RPE功能喪失為特點的遺傳性眼病。盡管OCT可以觀察到RP患者光感受器層的改變，如光感受器內節中斷、外叢狀層及外核層變薄等，但是不能明確具體受損結構[18]。Park等[19]應用AOSLO和頻域OCT對RP患者和正常人的眼底黃斑中心凹鼻側和顳側進行檢查，發現在0.5°～1.5°范圍內，RP患者和正常對照組的外核層厚度在OCT中無明顯差異；RP患者視錐細胞密度明顯低于正常對照組，雖然兩組受檢者視錐細胞密度均有高度的變異性。其表明測量外核層厚度不如AOSLO檢測視錐細胞光感受器敏感。另有研究者發現，在距黃斑中心凹1 mm處，RP患者的平均視錐細胞密度顯著低于正常人，即使患者該區域的橢圓體帶完整且視覺敏感度＞35 dB[20]。這提示應用AOSLO測量的黃斑旁視錐細胞密度，可能是RP患者一個敏感監測指標。
2.4 老年性黃斑變性（AMD）
AMD分為萎縮型和滲出型，是發達國家55歲以上人群中常見的致盲眼部疾病[11]，也是我國老年人群不可逆視力喪失的主要原因之一。Boretsky等[7]對一組明確診斷為AMD的患者應用AOSLO和SLO、頻域OCT、FAF進行檢查，結果顯示，AOSLO可以顯示早期AMD患眼光感受器嵌合體由于局灶性玻璃膜疣形成的輕微破壞，且可以發現SLO、頻域OCT、FAF等檢查未識別至視網膜玻璃膜疣；在晚期萎縮型AMD中，斑片狀玻璃膜疣和地圖樣萎縮區域可見光感受器密度顯著下降，且當AMD從早期進展到晚期，可以觀察到光感受器數量顯著下降。該研究提示AOSLO有助于早期發現和診斷AMD，近而可以在疾病早期給予相應的干預措施，也可以應用于后期治療效果的隨訪觀察。
2.5 Stargardt病（STGD）
STGD又稱為眼底黃色斑點癥，是一種原發于RPE的常染色體隱性遺傳病。其發病機制可能為RPE細胞對光感受器代謝產物脂褐素吞噬能力下降，導致脂褐素沉積在RPE層，RPE細胞的功能障礙或凋亡導致光感受器細胞的萎縮[20-21]。OCT圖像上可以觀察到黃斑區神經上皮層萎縮缺失或變薄。這些沉淀物對光感受器的影響一直難以評估，由于眼球的光學像差限制了現有檢查設備視網膜圖像的最高分辨率，而AO技術則解決了這一問題。研究發現，STGD患者眼底無臨床可見的異常區域FAF正常且無RPE異常時，AOSLO檢查視錐細胞清晰可見，其間隔正常或接近正常；單純FAF正常區域，AOSLO檢查發現臨近視錐細胞間距在正常范圍內，但細胞排列規律性下降且細胞數量稀少；在FAF增強區域，對應AOSLO提示視錐細胞數量減少、細胞間距逐漸增大[22]。而當病變進展到晚期，視錐細胞大量凋亡，則不適合應用AOSLO進行計數和測量間距。
目前，AOSLO內部固有的技術缺陷，限制了其在臨床的廣泛應用，但隨著AO技術的不斷進步，相關軟件功能的進一步完善，系統將變得更加成熟。隨著臨床應用的不斷擴展，會有更多新發現，必將在科研和臨床中發揮越來越重要的作用。
掃描激光檢眼鏡（SLO）是眼科醫生觀察眼底視網膜的重要工具和手段[1]。但由于人眼的屈光系統存在像差缺陷，使得SLO的分辨率無法提高從而影響其成像質量。而自適應光學（AO）技術的應用則很大程度上解決了這個問題。AO是一種通過降低光學像差的影響以提高光學系統性能技術，最初是為解決天文望遠鏡因大氣湍流而產生目標失真以及成像模糊等問題而提出的設想[2]。1989年，Roorda[3]首次嘗試將AO技術應用于輔助SLO成像，當時系統只能校正散焦和散光。其后Liang等[4]成功將AO與SLO結合，制造出自適應光學掃描激光檢眼鏡（AOSLO），極大提高了眼底成像的質量和分辨率。自此AOSLO的臨床應用成為現實。本綜述旨在介紹AOSLO的技術特點、在眼科的發展現狀以及最新臨床應用前沿。
1 AOSLO的優勢和不足
1.1 優勢
圖像分辨率高 眼科現有的各種檢查設備因為分辨率有限如OCT、FFA、ICGA等的橫向分辨率均為20.0 μm[5]，不能在活體上觀察到視網膜不同層次結構的細胞。AO應用于SLO實現在原有軸向分辨率提高的基礎上極大地提升了圖像橫向分辨率，使得AOSLO的圖像橫向分辨率達到2.5 μm[5]。
共焦分層功能 AOSLO基于共聚焦SLO結構，在視網膜上的照亮點更小，共焦光圈可以阻斷自非聚焦平面的偏振光和散射光，可實現在視網膜不同深度上產生共焦平面圖像，能夠在活體上觀察視網膜各層結構的細胞，包括神經纖維束、光感受器細胞、RPE層細胞以及毛細血管內皮細胞等[3, 6-7]。
無創生成視網膜血管網絡圖 在沒有造影劑的情況下，AOSLO可以顯示視網膜血管中的血細胞運動，由于血細胞相對于血管移動，AOSLO可提取視網膜運動最快的部分，進而將視網膜血管可視化，從而顯示毛細血管網絡。2009年，Mujat等[6]使用AOSLO獲得了視盤及視盤旁的毛細血管網絡。2015年，Sheehy等[8]使用AOSLO觀察了黃斑中心凹周圍的毛細血管網絡。Mo等[9]應用AOSLO和OCT血管成像（OCTA）測量了一組正常人和視網膜血管性疾病患者的黃斑區血流密度和中心凹無血管區面積（FAZ）、周長，結果顯示，AOSLO、OCTA在FAZ、周長和血流密度的測量上無統計學差異；但AOSLO較OCTA測量血管直徑的結果更為準確。
動眼追蹤功能 追蹤SLO可以與AOSLO系統相結合，通過提供實時的光學和數字跟蹤，采集到更高分辨率的視網膜圖像[10]。其解決了檢查過程中因為眼球運動導致的圖像失真或變形；而且追蹤頻率很高，精確度也是極為準確。
1.2 不足
相干性干擾 點光源是在視網膜上成像，即使應用低相干光源，同樣會具有一定相干性。光源相干性產生散斑和干涉偽影也會降低成像質量，影響分辨率，這也是未來AOSLO研究改進的一個方向[3]。
成像效率低 AOSLO成像低效，因為AOSLO的單次掃描范圍很小，場角僅為5°[11]，因此掃描到的區域面積也很小；若想獲得目標區域的整個圖像，可能需要花費較長時間。為提高AOSLO的成像效率，雙共軛AO技術是一種高效但目前比較困難的方法，可以在一次掃描中將視場角增加到大約7°×7°，且通過多個掃描圖像進行拼圖，可以將視場角擴大到20°[12-13]。如何使掃描系統更有效率，也是AOSLO以后需要改進的方向。
2 臨床應用進展
2.1 糖尿病視網膜病變（DR）
AOSLO能夠在不使用造影劑的前提下，直接、無創地觀察視網膜血管壁、毛細血管內皮細胞、血細胞和光感受器。使得監測糖尿病患者未發生DR的眼底改變成為可能[14]。相關研究已經證實，DR早期患者即存在視網膜血管壁的異常以及血流速度、血管管徑的改變[11]。另有研究表明，DR患者的視錐細胞排列的律性也會發生變化，且視錐細胞排列規律性的降低與患有糖尿病、DR嚴重程度和糖尿病黃斑水腫加重相一致[15]。另有研究顯示，有糖尿病但未發生DR的患者眼底血管血流速度波動率、血流量和紅細胞聚集速度均高于健康人群[16]。如果能夠在早期發現相關血管血流及光感受器的病理異常，則可以積極采取相應的預防或治療措施，阻止DR的進展[11]。今后AOSLO可能應用于DR的早期篩查，設計個體化治療方案，進行無創隨訪觀察。
2.2 青光眼
青光眼是一組以視野缺損和視神經萎縮為特征的眼科疾病。篩板是視神經和視網膜血管出入眼球的通道，RGC的軸突形成神經束穿過篩板孔。組織病理學研究已經證實，篩板在青光眼的不同階段均存在形態學改變[7]。但由于傳統眼底照相和SLO的分辨率相對較低，難以清楚觀察到視盤的細微結構，而AOSLO可以清晰地顯示篩板結構。Boretsky等[7]等研究報道，與正常對照組比較，青光眼患者篩板孔面積明顯增大，而篩板孔伸長率無明顯差異，并認為青光眼的發生可能與較大的平均篩板孔面積有關。另有研究發現，AOSLO圖像上青光眼患者眼底無論正常區域還是病變區域（OCT圖像），神經纖維束寬度均有所減少，而這些異常與視野缺損有關[17]。提示AOSLO可能有助于檢測與視覺功能喪失相關的早期神經纖維束異常。
2.3 視網膜色素變性（RP）
RP是一種以進行性光感受器和RPE功能喪失為特點的遺傳性眼病。盡管OCT可以觀察到RP患者光感受器層的改變，如光感受器內節中斷、外叢狀層及外核層變薄等，但是不能明確具體受損結構[18]。Park等[19]應用AOSLO和頻域OCT對RP患者和正常人的眼底黃斑中心凹鼻側和顳側進行檢查，發現在0.5°～1.5°范圍內，RP患者和正常對照組的外核層厚度在OCT中無明顯差異；RP患者視錐細胞密度明顯低于正常對照組，雖然兩組受檢者視錐細胞密度均有高度的變異性。其表明測量外核層厚度不如AOSLO檢測視錐細胞光感受器敏感。另有研究者發現，在距黃斑中心凹1 mm處，RP患者的平均視錐細胞密度顯著低于正常人，即使患者該區域的橢圓體帶完整且視覺敏感度＞35 dB[20]。這提示應用AOSLO測量的黃斑旁視錐細胞密度，可能是RP患者一個敏感監測指標。
2.4 老年性黃斑變性（AMD）
AMD分為萎縮型和滲出型，是發達國家55歲以上人群中常見的致盲眼部疾病[11]，也是我國老年人群不可逆視力喪失的主要原因之一。Boretsky等[7]對一組明確診斷為AMD的患者應用AOSLO和SLO、頻域OCT、FAF進行檢查，結果顯示，AOSLO可以顯示早期AMD患眼光感受器嵌合體由于局灶性玻璃膜疣形成的輕微破壞，且可以發現SLO、頻域OCT、FAF等檢查未識別至視網膜玻璃膜疣；在晚期萎縮型AMD中，斑片狀玻璃膜疣和地圖樣萎縮區域可見光感受器密度顯著下降，且當AMD從早期進展到晚期，可以觀察到光感受器數量顯著下降。該研究提示AOSLO有助于早期發現和診斷AMD，近而可以在疾病早期給予相應的干預措施，也可以應用于后期治療效果的隨訪觀察。
2.5 Stargardt病（STGD）
STGD又稱為眼底黃色斑點癥，是一種原發于RPE的常染色體隱性遺傳病。其發病機制可能為RPE細胞對光感受器代謝產物脂褐素吞噬能力下降，導致脂褐素沉積在RPE層，RPE細胞的功能障礙或凋亡導致光感受器細胞的萎縮[20-21]。OCT圖像上可以觀察到黃斑區神經上皮層萎縮缺失或變薄。這些沉淀物對光感受器的影響一直難以評估，由于眼球的光學像差限制了現有檢查設備視網膜圖像的最高分辨率，而AO技術則解決了這一問題。研究發現，STGD患者眼底無臨床可見的異常區域FAF正常且無RPE異常時，AOSLO檢查視錐細胞清晰可見，其間隔正常或接近正常；單純FAF正常區域，AOSLO檢查發現臨近視錐細胞間距在正常范圍內，但細胞排列規律性下降且細胞數量稀少；在FAF增強區域，對應AOSLO提示視錐細胞數量減少、細胞間距逐漸增大[22]。而當病變進展到晚期，視錐細胞大量凋亡，則不適合應用AOSLO進行計數和測量間距。
目前，AOSLO內部固有的技術缺陷，限制了其在臨床的廣泛應用，但隨著AO技術的不斷進步，相關軟件功能的進一步完善，系統將變得更加成熟。隨著臨床應用的不斷擴展，會有更多新發現，必將在科研和臨床中發揮越來越重要的作用。