眼底病OCT与OCTA

作者简介

魏文斌 教授，博士研究生导师，首都医科大学附属北京同仁医院副院长、眼科学院副院长，著名眼底病学专家，中央保健会诊专家，国家卫生健康委员会有突出贡献的中青年专家，享受国务院政府特殊津贴。曾获白求恩奖章、全国医德楷模、中国好医生、中国最美医生等荣誉称号。入选首批国家级和北京市“新世纪百千万人才工程”、国家“万人计划”领军人才。 王艳玲 教授，博士研究生导师，首都医科大学附属北京友谊医院眼科主任，首都医科大学眼科学院副院长。中华医学会神经眼科学组委员，中国医师协会眼底病学组委员，北京医学会眼科分会副主任委员。1996 年公派赴日本关西医科大学眼科研修。主持国家自然科学基金等多项课题，申领实用新型专利 3 项。以第一作者或通讯作者身份发表眼科学术论文 120 余篇，其中 SCI 期刊收载论文 40 篇。 王 康 主任医师，教授，博士研究生导师，首都医科大学附属北京友谊医院眼科副主任。中国中医药信息学会眼科分会常务理事，北京医师协会眼科分会眼底病及感染性眼病学组委员、人工智能分会委员，北京市住院医师规范化培训专业委员会委员。2015—2016 年赴美国加州大学洛杉矶分校 Doheny 眼科研究所访学。2005 年入选北京市科技新星，2011 年入选北京市“十百千”卫生人才培养“百”人项目，北京市卫生系统第四批“215”高层次人才。主持国家自然科学基金 1 项、北京市科委及北京市卫生局课题 6 项，申领实用新型专利 3 项。主编 / 主译学术专著 2 部，以第一作者或通讯作者身份在 SCI 期刊(包括 IOVS、Am J Ophthalmol、Retina、Ophthalmology、Acta Ophthalmol 等高影响力期刊）发表学术论文 20 余篇。

内容简介

第 1 章? OCT 概览 一、主要特点 z 光学相干断层扫描(optical coherence tomography，OCT）是一种无创的操作，使我们可以直观地观察到视网膜和脉络膜影像，在现代眼科多模态成像中发挥关键作用。OCT 已经成为玻璃体 - 视网膜专科最有价值的诊断成像工具。 z OCT 技术从最初的时域 OCT 开始不断进化和扩展。傅里叶域检测技术的出现让 OCT 成像获得了前所未有的扫描速度和灵敏度，从而使 OCT 在临床上得到广泛应用。该技术通过两种方式实现：一种是基于光谱仪的谱域 OCT(spectral-domain OCT，SD-OCT），另一种是基于扫描激光的扫频源 OCT(swept-source OCT，SS-OCT）。更快的扫描速度对活体成像至关重要，因为它可以最大限度地减少运动伪影，并可以采集体积 OCT 数据。 z 光学相干断层扫描血管造影(OCT angiography，OCTA）可以提供视网膜和脉络膜各层微血管血流的详细信息。大量的 OCTA 数据支持基于软件的图像处理，并可提供反映血管病理改变的定量生物标志物。 z 在玻璃体视网膜手术过程中，显微镜集成的术中 OCT 可实时反馈组织与眼内手术器械之间的相互作用。 二、OCT 成像 z OCT 可以对包括视网膜在内的组织进行实时、高分辨率、无创的光学生物成像 [1, 2]。OCT 采用了一种称为干涉测量的概念。该技术基于检测和分析两个低相干(宽带）光栅，如超发光二极管(superluminescent diode，SLD）或脉冲激光器间的干涉、参考信号，以及组织来源的反射信号。组织的高反射区域将产生更大的干涉波。当参考信号和反射信号路径长度匹配或只有很小的差异(即在光源的相干长度范围内）时，可以确定组织的距离(深度）。 z 组织上单个扫描线的反射率剖面被称为 A 扫描(1D 图像），包含距离(深度）和信号强度的信息 [3]。通过组合一系列的 A 扫描，可以获得组织的横断面断层图像(B 扫描，2D 图像）(图 1-1）。通过汇集快速获得的小间距 B 扫描可以得到组织的体积图像(3D 图像）。体积扫描可以从任何角度重建和查看 OCT 图像，包括旋转 B 扫描、特定深度的en-face 图像和厚度图。 z SD-OCT 仪器包括光谱仪和线扫描相机，它们分析反射光的光谱，并通过应用傅里叶变换生成 A 扫描。这项技术同时检测来自整个组织深度的信号，并摒除了时域 OCT 中使用的移动扫描参考机械臂。这使得扫描速度提高了 50～100 倍。提高扫描速度有助于减少可能降低图像质量的运动伪影，并且使体积扫描成为可能。 z 在 SD-OCT 中，扫描速度取决于(或受限于）相机读取速率。由于光谱仪的光谱分辨率有限，SD-OCT 容易在更深的轴向范围内失去检测灵敏度，这种现象称为灵敏度衰减。z SS-OCT 不需要光谱仪和线扫描相机，而是通过配备快速可调谐激光器和光电探测器，以实现比 SD-OCT 更快的扫描速度和更高的检测效率。最新一代的商用 SD-OCT 仪器 A 扫描速度为每秒 7 万～8.5 万次，而 SS-OCT 仪器 A 扫描速度为每秒 10 万次或更快。最新的研究型 SS-OCT 仪器则可获得高达每秒数百万次的 A 扫描。与 SD-OCT(扫描波长集中在850nm 左右）相比，SS-OCT 的扫描波长更长(中心在 1050nm），因而可以在更长的成像范围内提供优化的脉络膜和视神经图像。 z 以 850nm 或 1050nm 为中心的扫描波长可以最大限度减少信号在水(屈光间质）中的吸收或衰减，因此适合视网膜和脉络膜成像。 z OCT 的性能特征，包括扫描速度、轴向分辨率和成像深度，在很大程度上取决于仪器的设计。减短光源的相干长度(宽带光源的相干长度较短）或减短中心波长，可以提高 OCT 的轴向分辨率。横向分辨率通常受到眼光学特性的限制。光学参数间存在特定的平衡：① A扫描速率增加会导致灵敏度降低；②轴向分辨率提高会使最大成像深度降低；③横向扫描密度增加会导致视野减小。 z 为了补偿眼球运动，商用仪器利用扫描激光检眼镜或红外摄像机的眼底图像进行主动眼球跟踪。为了进一步减少伪影，建议额外使用软件校准功能和运动校正功能。 z 将多次扫描平均化可以减少(散斑）噪声，提高信噪比(图像质量）。利用自适应光学系统补偿眼球像差，可以提高横向分辨率。 z 增强深度成像技术(通常为 SD-OCT）利用了灵敏度衰减现象。将物镜靠近眼球，使脉络膜 - 巩膜界面处于零衰减线，可以获得垂直倒置的结构图像，从而更好地显示脉络膜。 本书详细介绍了各类眼底疾病的 OCT 与 OCTA 影像表现，着重阐释了基于疾病影像特征的预后判断，并围绕预后判断对治疗方案的选择进行了深入浅出的探讨，有助于眼科临床医生建立全面而系统的多模态成像理念，培养眼底影像诊断思维模式，从而对眼底疾病做出准确的诊断。