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光學相干層析血流成像的讀片常識及要點

本文原載於《中華眼科雜誌》2017年第5期

光學相干層析血流成像(optical coherence tomographic angiography,OCTA)是一種在平面(en face)OCT的基礎上,採用分頻幅去相關血流成像(split-spectrum amplitude decorrelation angiography SSADA)方法[1],無創顯示視網膜及脈絡膜血流形態及變化的新技術。目前,OCTA已應用於中心性漿液性脈絡膜病變[2]、脈絡膜新生血管[3]、息肉樣脈絡膜血管病變[4]和糖尿病視網膜病變[5]等多種視網膜、脈絡膜病變的診斷和治療中,具有廣闊的臨床應用前景。充分了解OCTA的操作技術特點,掌握OCTA的圖片特徵及讀片要點,才能更好地將該技術應用於臨床,提高視網膜脈絡膜血管疾病的診療水平。

一、了解OCTA的原理

OCTA本質上是OCT技術的衍生,而SSADA是一種應用於OCTA,提高圖像質量的演算方法,檢查者必須明白其成像的原理和特徵,才能合理並清晰地對圖像進行系統分析。

在正常狀態下,血液是流動的,不同時間點通過同一截面的血細胞不同。SSADA通過對同一截面進行多次B掃描,將多幅圖像中有差異的像素點(血流)保留,並去除無差異的像素(組織),即完成去相關步驟。而分頻幅是對圖像清晰度增強的演算方法,將原始的圖像分為不同的頻譜去除圖像雜訊,再將其合而為一。與其他演算方法比較,分頻幅在去除圖像雜訊的同時又可最大量地保留細節,使原始的圖像資訊不至於丟失[6]。分頻幅演算後,不同位置B掃描的去相關圖像經過位置校正,可確保無錯位。最終,軟體將所有的B掃描合併,從而得到完整的三維去相關立體圖像。檢查者可以選擇觀察不同層面的視網膜和脈絡膜血管的結構形態,並根據實際需要觀察的目標深度和層面厚度進行細微調整。

二、認識OCTA與傳統眼底血管造影的不同之處

OCTA的圖片看似與傳統眼底血管造影圖片類似,但由於成像原理不同,臨床醫師不能將分析傳統眼底血管造影影像的方法生搬硬套用於OCTA的圖片,而是應該充分認識到OCTA與傳統眼底血管造影的差異以及兩者各自的優勢及局限性,將兩者結合,方能更好地將OCTA應用於各種視網膜脈絡膜血管疾病的診療中。

1.OCTA檢查便捷:

OCTA的圖像來源於組織本身,不需要注射造影劑。因此,OCTA圖片的獲取無創且方便快捷,可在每次就診時均進行OCTA檢查,有利於對疾病變化進行隨訪觀察。此外,對於那些不宜行FFA或ICGA檢查的患者也可以行OCTA檢查[7]。

2.OCTA可觀察視網膜脈絡膜血管網路及其血流:

儘管FFA檢查可觀察視網膜毛細血管,但其無法顯示全部的血管,如視盤周圍放射狀毛細血管[8]和深層視網膜毛細血管[9]。而使用OCTA,可以獲得視網膜脈絡膜血管網路的三維圖像,顯示視網膜不同層次的血流,觀察視盤周圍毛細血管網和內、外層視網膜血管叢[10]。

3.OCTA無法評估血管的滲透性:

OCTA僅顯示血流形態,無法顯示傳統FFA的滲漏、積存或著染等現象[11]。然而,正是因為無法顯示上述現象,OCTA可以更加清晰地顯示異常微血管的結構。

4.OCTA可明確血管的位置:

由於與蛋白的結合率高且入射光的波長較長,故ICGA可以顯示RPE下血管。然而,吲哚氰綠的對比度低,無法明確顯示血管的準確位置。OCTA可以分層顯示RPE下的血管,不僅能夠明確血管的位置,而且具有較高的解析度[12]。

5.OCTA在不同時間獲得相同圖像:

傳統眼底血管造影為動態檢查,其成像時間可分為早期、中期和晚期[13],通過比較血管充盈時間,以獲得患者視網膜的血流信息[10]。而OCTA是靜止的,在不同時間可獲得相同的圖像。

6.OCTA掃描範圍有限:

目前OCTA在後極部的最大掃描範圍為8 mm×8 mm,觀察周邊視網膜病變還需依賴傳統眼底血管造影。

鑒於OCTA和眼底血管造影各自的特點,兩者應用於不同眼底疾病的診斷。對於累及周邊部視網膜和影響視網膜血管屏障功能的疾病,如視網膜靜脈阻塞、糖尿病視網膜病變、視網膜血管炎,眼底血管造影檢查能夠發現周邊部的無灌注區、新生血管、視網膜血管壁異常,其檢查結果對於治療時機的選擇和療效評估極為重要。受到掃描範圍的限制,OCTA不能很好觀察周邊視網膜,因此具有一定的局限性。而對於後極部病變,尤其新生血管類疾病,OCTA可以清晰顯示異常血管的形態、層次及位置;並且因為是無創檢查,可以重複檢查以動態觀察異常血管的變化,因此OCTA對於此類疾病的隨訪極為重要。

三、理解偽影的來源對於正確讀片至關重要

OCTA在成像過程中,偽影幾乎不可避免。因此,了解偽影的來源,準確區分偽影和真正的血流信號,對於正確讀片至關重要。OCTA中的偽影有多種來源,包括圖像獲取過程中產生的偽影、眼部組織本身結構特點導致的偽影、眼球運動相關偽影、圖像處理過程中產生的偽影及投射偽影等。

1.圖像獲取過程中產生的偽影:

OCTA的圖像獲取依賴於在同一位置進行多次掃描,因此對掃描速度要求較高。當提高掃描速度時,圖像質量就會受到影響,從而在圖像獲取過程中產生偽影。為了提高圖像質量,OCTA需要具有比結構OCT更快的掃描速度。

2.眼部組織本身結構導致的偽影:

OCT光波在RPE的色素和緊密的脈絡膜毛細血管網中會發生散射和衰減;此外,屈光間質混濁,如白內障、玻璃體積血、玻璃體混濁、視網膜出血等,均會引起OCTA信號衰減,使臨床醫師無法判斷該區域是否存在血流(圖1)。

3.眼球運動相關偽影:

心動周期、呼吸、震顫和微小掃視運動導致視網膜和脈絡膜出現軸向運動,從而產生偽影(圖2)。

4.圖像處理過程中產生的偽影:

為了減少低信號或噪音引起的假血流偽影,OCTA常通過掩飾處理或閾值處理方法刪除低信號或噪音,因此只有足夠強的信號才能形成OCTA血流圖像。當RPE和脈絡膜毛細血管發生萎縮時,脈絡膜深層血管的信號增強,使得原本沒有血流的RPE層呈現出脈絡膜血流。此外,特別需要注意的是通常OCTA會對獲取圖像進行後期處理,並參照Bruch膜或其他層次對視網膜脈絡膜進行分層。但在病理情況下,如黃斑水腫、視網膜下出血等,正常的組織結構發生改變而出現分層錯誤。分析圖像結果前,需要手動調整分層錯誤(圖3)。

5.投射偽影:

投射偽影是不可避免的,並且可以在所有血管結構下形成,因此了解投射偽影的產生原理對於準確進行臨床評估具有重要意義。

光通過血管時可發生反射、折射或被吸收。運動的血細胞的反射光是OCTA成像的基礎。然而,當光線穿過運動的血流,可能遇到血管下組織。當光線遇到RPE,可反射回OCT設備。因為血管中有處於不斷變化的血流,因此穿過血管被反射的光線也在不斷變化,形成類似血流的信號。因此,RPE上會看到類似視網膜血管的血流信號,此為投射偽影。OCTA中的投射偽影可來源於任何層次,視網膜血管層,甚至脈絡膜血管層,只要在血管結構以下的層面,均有可能產生投射偽影。RPE層面由於存在色素,故在此層所能觀察到的投射偽影最為明顯(圖4)。

儘管投射可影響OCTA的圖像觀察,但合理利用投射偽影,可更好地觀察纖維血管性RPE脫離的新生血管形態,尤其在行抗VEGF治療後,病變形成多個層次,即最內層為RPE,下方為新生血管,其下為纖維組織。當分層位置位於RPE下新生血管層所在的位置,在RPE層反射的視網膜血管會影響對新生血管的觀察。然而,當將分層位置向下方纖維組織移動後,新生血管在纖維組織上的投影就可清楚顯示,從而可以更為清楚觀察新生血管的形態(圖5)[12]。

四、掌握OCTA的正常圖像特點和讀片要點

在讀片過程中,首先應判斷掃描模式和掃描範圍。目前有黃斑區和視盤區兩種掃描模式。黃斑區掃描範圍包括2 mm×2 mm、3 mm×3 mm、6 mm×6 mm及8 mm×8 mm,視盤區掃描範圍為3 mm×3 mm和4.5 mm×4.5 mm。掃描範圍越小,圖像質量越高,對細節的解析度越好。檢查者需要根據具體需求選擇合適的掃描模式和掃描範圍。此外,需要特別注意觀察的層面,OCTA可以對立體圖像進行自動分層,也可手動調節選取需關注的層面。讀片時不可只關注血流en face圖像,應該結合結構en face圖像、橫斷面掃描圖像,進行綜合評估分析。

OCTA雖然可顯示視網膜和脈絡膜的血流,但與傳統眼底血管造影圖像比較,存在很大差異。因此,在讀片分析過程中,有必要使用新的術語描述血流的變化。

1.血流形狀:

首先需要判斷血管形狀是否規則,有無血管扭曲或變形(圖6)。

2.血流密度:

血流網路可能稠密、稀疏、增寬、擴張或扭曲。新的OCTA程序可以自動測量黃斑區淺層、深層視網膜層的血流密度和視盤周圍放射狀毛細血管的密度,這對於動態觀察生理和病理狀態下眼球微循環變化具有重要意義。對健康人黃斑區各層血流密度和視盤周圍放射狀毛細血管密度進行測量,發現隨著年齡的增長,黃斑區血流密度降低,並且與眼軸和黃斑中心凹下脈絡膜厚度無關[14]。

3.血流紋理:

紋理在OCTA的描述中是一個全新概念,其可能為粗糙、顆粒狀、微弱或斑點狀等表現。

正常情況下,視網膜淺層可見視網膜血管形態自然,無異常擴張、扭曲、缺損,毛細血管網分布均勻,無異常缺損。黃斑拱環形態完整,無血管區直徑一般為450~500 μm。深層視網膜黃斑旁血管呈葉片形或扇形分布,毛細血管分布均勻(圖7)。外層通常無血管,表現為低血流甚至無血流的暗區。若發現血流信號,常提示脈絡膜新生血管,需要進一步排除。脈絡膜毛細血管層由於血流豐富,一般表現為均勻明顯夾雜的信號圖像。值得注意的是,在SSADA OCTA圖像中,雖然亮度與血流的速度成正比,但當血流的速度超過其所能檢測的上限時,血管將顯示為暗色,這種情況多發生在脈絡膜大血管層。SSADAD OCTA中脈絡膜大血管由於血流快速,血管圖像反而顯示為黑色。隨著掃描範圍擴大,所能觀察到較細微的血管細節會丟失,若需觀察病灶細節,建議使用2 mm×2 mm、3 mm×3 mm兩種掃描範圍。但是,使用2 mm×2 mm、3 mm×3 mm掃描範圍,對於患者固視的要求較高。對於固視差的患者可以使用較大範圍的掃描方式。

正常視盤的OCTA圖像可見大血管走行自然,視盤內及視盤周圍各象限的毛細血管分布均勻,無缺損。通常可配合神經纖維層厚度測量,綜合評估視盤周圍毛細血管的分布情況(圖8)。

五、小結

OCTA作為一種無創、三維、高解析度的血流成像技術,在未來臨床應用中必然有非常廣泛的前景。因此,臨床醫師必須了解OCTA的原理和特點,明確其應用範圍和圖像特點,才能更加準確把握其臨床適應證,更好地將OCTA應用於相應疾病的診斷和隨訪觀察中。

參考文獻


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