【摘要】 青光眼是一种全世界范围的致盲性眼病,青光眼的诊断和鉴别诊断非常重要。相干光断层扫描(optical coherence tomography,OCT)是一种新的光学诊断技术,具有非接触性、非侵入性、高分辨率等优点。在青光眼的诊断中,OCT不仅可以对视网膜神经纤维层厚度等结构改变进行定量检测,近年来OCT还广泛的应用于眼前节的各种组织的形态学检测。我们就OCT在青光眼的诊断中的应用作一综述。
【关键词】 相干光断层扫描 青光眼
0引言
青光眼是全球第二大致盲性眼病,全球约有7000万人患病并有约520~670万人因此而失明,是不可逆性盲最主要的原因[1]。在我国约有170万人因青光眼而单眼致盲,其中71%由PACG引起[2]。青光眼的病理损害基础是视网膜神经节细胞和轴索的损害,从而导致眼底多处结构和视野的功能性改变。此时,眼前节包括角膜、前房角、虹膜等形态学结构也会发生一系列改变。对青光眼的诊断从不同的角度有不同的方法。相干光断层扫描(optical coherence tomography, OCT)是一种非接触性、非侵入性、高分辨率的生物组织结构显像技术,对角膜、巩膜、虹膜及视网膜均可进行高分辨率的活体断层成像,这是以往检查手段所无法比拟的。故自问世以来已广泛的应用于临床。在青光眼的诊断中,OCT起初主要应用于眼后节视网膜神经纤维层厚度的测量,1994年Lzatt等[3]首次将OCT应用于眼前节的检查中,随后各种适用于眼前节的机型大量被各国研制开发。推进了这一技术的发展。
1 OCT的工作原理和产生背景
OCT的工作原理类似于B超,只是B超应用的是声波而OCT采用的是光波。光波比声波的速度要快100万倍。OCT的超亮二极管发出光束,经光纤进入光纤偶联器,被分成两束。一束通过照射某一特定区域获取该处不同深层组织反向散射光信号,另一束进入参照系统。两个光路中反射或反向散射的光线被重新整合成一束并为探测器探测,对不同深层组织所产生的反向散射强度和延搁时间进行测量,相当于生物组织的距离是通过反射光的先后时间来测定的。经计算机对获得的数据进行分析,以伪彩色灰阶值实时地构建对应的图像。通过多次规律间隔的扫描,OCT能够对样本的生物结构进行三维的重构。1991年Huang等[4]首先将研制的OCT应用于离体视网膜和动脉。几经改进,终于确立了它在视网膜和眼底的优越性。1995年OCT正式用于眼科临床。自问世以来,OCT经历了两次换代,OCT2较OCT1在扫描程序和分析程序上均有增加。目前用于临床的Stratus OCT(OCT3)提供了18种扫描程序和19种分析程序,轴向分辨率=10μm,横向分辨率=20μm,构建的扫描组织横截面图像层次结构更加清晰。用于检测视网膜的OCT采用的是820~850nm波长的低相干光,扫描速度是400次/s,这种眼后段的OCT虽可完成部分眼前段的成像,但因其光源波长接近可见光,散射丢失光线不能穿过角膜缘,故无法测量前房角结构。而且,这种眼后段的OCT采集速度慢,每幅图的采集时间超过1s,易产生可视伪像。因此,在眼前节的检测中需要有波长和采集速度均适用的基于眼后节OCT原理的新型OCT。Izatt等[3]首先将OCT应用于眼前节,1997年Koop等[5]利用OCT技术记录了猪眼激光角膜热成形术后角膜和眼前节的改变。他们使用的都是眼后节OCT对眼前节成像。Radhakrishnan等[6]首先报道了采用1310nm波长扫描光源、以4000次/s的轴向扫描速度进行成像的眼前节OCT技术。这种OCT成像可以清晰的显示角膜上皮和基质、角巩膜缘、巩膜、虹膜色素上皮和基质以及晶状体前囊,清晰直观的观察前房角的结构。1310nm波长OCT为青光眼的诊断和手术提供了很大的技术支持。他们开发了手持式探头高速OCT,减少了移动相差,缩短了检查时间,对眼前节实施动态实时成像。可在大规模人群筛查中使用。
2 OCT在青光眼中的应用
2.1视网膜神经纤维层
青光眼的RNFL厚度改变早于临床可见的视野损害,对RNFL的厚度测量可用于青光眼的早期诊断,保护患者视功能。Unno等[7]用OCT3对73眼(29只正常眼和44只青光眼)进行视盘周围RNFL厚度测量。所有眼的视力≥0.9。RNFL厚度在正常眼平均是106μm,视乳头上方和下方RNFL较颞侧和鼻侧厚。他们发现按照Aulhorn分类与Grev修改过的分类方法定义的各个阶段的青光眼性视野损害没有差异,唯一不同是正常眼与I期青光眼的RNFL厚度改变(P<0.01),视野损害随着青光眼的进展而进行性加重,RNFL厚度与各期青光眼的视野改变有很好相关性(r=0.74,P<0.01)。Sihota等[8]采用观察性横断面研究对160只正常眼和134只原发性开角型青光眼进行OCT检测,来评价OCT检测出正常人和各期青光眼患者视乳头周围RNFL厚度不同的能力。结果正常人、早、中、晚期青光眼、青光眼致盲患者的平均RNFL厚度分别是102.30±10.34,77.68±15.7,66.07±15.5,53.65±14.02和44.93±4.95μm,正常人和各期青光眼患者的所有RNFL厚度参数都有显著的差异(P<0.01)。平均和下象限RNFL显示了最大的ROC曲线下面积。用OCT测量RNFL厚度可以作为有利的辅助诊断,精确客观的区分正常眼和青光眼,甚至是早期青光眼,并且有助于诊断各期青光眼。平均RNFL厚度和下象限RNFL厚度是最有效的参数。研究显示青光眼致盲性眼的RNFL厚度结构与视野的功能之间没有一定的相关性。Gyatsho等[9]研究了OCT测定印度人中正常人、高眼压症和青光眼患者RNFL厚度。他们测定了全周和4个象限的RNFL厚度,这些指标在这3个群体的RNFL厚度的测量中是不同的。对这些指标的检测能力做了ROC曲线下面积的计算。结果,23只POAG患眼、24只高眼压症眼和48只正常眼中,高眼压症眼与正常眼的上、下象限和全周RNFL厚度有明显的不同(P=0.031,0.019和0.022)。青光眼和高眼压症眼的这5个参数均明显不同(P<0.01),其中,具有最大ROC曲线下面积的参数是上象限和平均RNFL(0.979和0.989)。区分高眼压症和正常人的最大ROC曲线下面积的参数是上象限和下象限的RNFL(0.700和0.717)。Wollsteior等[10]研究了OCT测量黄斑厚度与视乳头周围RNFL厚度在诊断青光眼中的价值。认为测量黄斑厚度可以作为诊断青光眼的手段,但测量视乳头周围的RNFL厚度更有价值。我国学者季宝玲等[11]也在青光眼患者中用OCT 测量RNFL厚度和黄斑厚度,比较二者在青光眼早期诊断中的作用。研究显示测量视乳头旁RNFL厚度对青光眼的早期诊断价值比黄斑厚度大。可能的原因是黄斑区检测范围较小,此区域外的青光眼损害检测不到。另一个原因是黄斑区通过测量整个视网膜神经上皮层厚度以间接反应RNFL厚度和RGC的变化。而视乳头旁可直接测量RNFL厚度。
2.2角膜
中央角膜厚度(CCT)与眼压计测量的眼压值的准确性相关。正常个体间中央角膜厚度可以有较大的变异,不同类型青光眼及高眼压症的CCT也有所差异[12]。将OCT所测CCT值与眼压测量值结合分析,为青光眼的诊断拓展了一个新的研究领域。国内外许多学者对CCT进行了各方面研究。Bechmann等[13]用OCT测量了正常人及各型青光眼的CCT值。其中,42只NTG眼、22只OHT眼、20只POAG眼和36只正常眼。平均CCT值分别是482±28,593±35,512±30和530±32μm。OHT患者的平均CCT较其他组厚,NTG患者的平均CCT较其他组明显变薄。POAG组的平均CCT较正常组薄。刘杏等[14]也做了类似的报道,结果与国外学者相似。根据刘杏等的研究结果,虽然CCT值与眼压计测眼压值有一定的相关关系,但相关性很弱。至于CCT值在青光眼的诊断中作用到底有多大尚需进一步研究。
2.3前房角和前房深度
前房和前房角的改变是青光眼病变的重要体征,对前房角状态的测量是诊断青光眼的重要指征之一。前房角镜检查是临床上重要的手段,但它是一种半定量的、主观的检查,而且检查的准确性等与检查者的经验有关。UBM可对前房进行二维成像,能够对不同位置、角度和解剖关系的睫状体和周围虹膜成像。但它需要接触眼球会在测量时对房角造成压力而产生误差,对有些不能直接接触的病例无法成像,使它的使用受到了限制。OCT避免了二者的缺点,无需接触眼球,是一种定量的二维截面成像技术,而且OCT在前房深度和前房角的测量中有较好的可重复性。 Radhakishnan等[15]比较了眼前节OCT与UMB在筛查青光眼窄前房角的精确度。分别用这两种仪器对17只正常眼和14只窄角性青光眼进行测量,测量房角参数包括房角开放距离,房角隐窝区,小梁虹膜空间以及这些参数的灵敏度和特异度。结果在31眼中OCT和UBM都检出了8只窄前房角,二者各参数具有同样的平均值、可重复性、灵敏度和特异度。这些参数ROC曲线下面积变动于0.96~0.98。两种检查仪器在鉴定窄前房角时有着同样好的诊断特性。再者,OCT因为是一种非接触性易操作的检查手段,在青光眼性窄前房角的筛查中更可取。Sakata等[16]研究了OCT和前房角镜的比较。对502例无视力障碍的50岁以上受试者分别进行OCT和前房角镜的前房角检查。结果423只右眼纳入分析。被检眼中59%被OCT检出至少有一个象限的房角关闭,前房角镜检出的是33%,二者有相当的一致性(k=0.40)。OCT和前房角镜在各个象限的房角关闭检测能力也有不同,按检出百分比,上象限是48%和29%,下象限是43%和22%,鼻侧象限是18%和14%,颞侧是12%和20%。在1692个象限中前房角镜检测前房角关闭而OCT检测是开放的象限119个,相反OCT检测关闭的而前房角镜检测是开放的276个。两种检查检出房角关闭频率最高的象限是上象限,在上、下两个象限的检测中OCT较前房角镜检出率要高。Lavanya等[17]比较了3种非接触性方法IOLMaster,SPAC和OCT对前房深度的测量。测量的前房深度是从角膜上皮至晶状体前表面。由同一检查者对497例来自同一社区诊所的受试者的右眼分别进行这3种检查。结果,平均前房深度用IOLMaster检查是3.08(SD 0.36)mm,SPAC是3.10(SD 0.44)mm,OCT是3.14(SD 0.34)mm。3种检查结果两两间差异都有显著性(P<0.01),3者中OCT的测量更系统全面。但3种检查的差异没有临床意义,3种检查的结果差异不会影响到临床的诊断和治疗。
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