2019年美国眼科临床指南(PPP)解读——光学相干层析血管成像在糖尿病视网膜病变诊治中的应用及相关研究

2019年底美国眼科学会(AAO)发布了新版糖尿病视网膜病变(DR)临床指南(PPP)。光学相干层析血管成像(OCTA)被列入DR PPP中,成为AAO推荐的辅助检查之一。OCTA有助于DR的早期筛查、病情监测、治疗指导、疗效评价,甚至病理机制研究,正日益成为防治DR这一世界性难题的重要工具。

光学相干层析血管造影技术原理及其临床定量分析

光学相干层析血管造影术(OCTA)以光学相干层析(OCT)技术为基础,是一种使用流动的红细胞作为内在造影剂的血管造影方法,具有高分辨率、高灵敏度以及非侵入性的优势。利用流动的红细胞与静态组织在OCT信号上的幅值与相位差异,可实现对视网膜血管网的三维造影。根据血管网的复杂性与形貌扭曲程度,设有血管密度指数、血管直径指数、血管周长指数、血管复杂指数等指标应用于糖尿病视网膜病变(DR)、静脉阻塞(VO)等眼病的筛查,在临床治疗中表现卓越。对OCTA的发展、算法的基本原理以及临床定量指标进行了概述,并简述了几种OCTA方法在标准定量指标上的对比。

光学相干层析血管造影术及其在眼科学中的应用

光学相干层析血管造影(OCTA)是一种无需注射染料和无创的新兴影像学检查方法,它能以极高的分辨率和灵敏度来显示眼底血管网络,其高达微米级的纵向分辨能力能够定位病变在视网膜和脉络膜中的原发位置。OCTA可以提供与当前金标准相当甚至更好的血管观察效果,尤其是在没有副作用的情况下重复检查。因此,自从OCTA技术问世后,就获得了快速发展,商用化产品已经在临床实践中获得了应用。为了帮助相关人员快速了解这一技术,本文对OCTA技术的原理方法、在眼科学中的应用、产品和临床使用现状、存在不足与展望等进行了介绍。

光学相干层析的三维血管成像方法及其算法

光学相干层析血管造影(OCTA)以光学相干层析(OCT)为基础,是一种新型、无损、快速、安全的三维血管成像技术。OCTA成像的方法有多种,根据其算法使用的OCT信号信息可将其分为基于相位、振幅和复合信号3种类型。本文在描述各类型的成像原理、算法及其优缺点后,对3种类型的OCTA方法进行了比较,其中使用复合信号的类型成像质量最好。同时,结合OCTA的研究进展对其未来的发展进行了展望。

光学相干层析血管扫描在视网膜静脉阻塞中的应用

视网膜静脉阻塞(RVO)是眼科临床常见的眼底视网膜血管性疾病。RVO属于视网膜血管性疾病,观察发病后视网膜血管尤其是毛细血管的变化对于视网膜静脉阻塞的治疗以及预后的观察评估有着重要的意义。一直以来,荧光素眼底血管造影(FA)是检查视网膜血管性疾病的金标准,但是FA是一项有创检查,存在有过敏等风险。近年来,光学相干层析扫描血管成像(OCTA)是一种快速、非侵入性的新型血流成像技术,不仅能够定性的分析眼部血管形态,更重要的是能够无创性定量测量眼部血管及血流灌注,同时还能对深部病变进行评估。对OCTA在视网膜静脉阻塞中的应用、优点及局限性进行综述。

血管内光学相干层析成像技术在冠状动脉粥样硬化斑块检测方面的应用

血管内光学相干层析成像(IVOCT)技术近年来在冠状动脉粥样硬化斑块检测方面发展非常迅速,可实现血管内病变组织高分辨率、无辐射、实时在体成像,在临床诊断方面发挥了重要的作用。本文简要介绍了IVOCT的成像原理、生物组织光学特征参数以及色散系数的计算方法,并对动脉粥样硬化斑块的机器学习算法进行了概述,为构建斑块的智能识别系统提供了研究思路。

光学相干层析扫描血管成像在视网膜血管性疾病中的应用

眼底荧光血管造影以及吲哚青绿脉络膜血管造影是目前视网膜血管性疾病诊断的金标准,但这2项均为有创检查,且染料入血可以引起不良反应。光学相干层析扫描血管成像(OCTA)是一项基于光学相干层析成像(OCT)的,新型、无创、非接触的眼底血管成像方法,可以分层显示视网膜血管,在糖尿病视网膜病变、视网膜血管阻塞、脉络膜新生血管性疾病、中心性浆液性脉络膜视网膜病变以及黄斑旁毛细血管扩张症中均有应用。本文就OCTA的相关概念及其在眼底血管性疾病中的应用进行综述。

高灵敏、高对比度无标记三维光学微血管造影系统与脑科学应用研究

结合光学相干层析技术的三维成像能力和动态散射技术的运动识别能力,可以实现无标记的三维光学微血管造影,在不牺牲线扫描速度的前提下,通过帧间分析的方法提高血流造影的灵敏度,实现毛细血管水平的探测.提出小波域分量复合的方法降低静态组织信号和动态血流信号之间的分割误差,实现高对比度的血管造影分别利用组织血流模拟样品和活体大鼠脑组织进行实验验证,结果发现,采用小波域分量复合之后,血管分割误差分别减小了83%和71%,造影图对比度增强,并且具有更好的血管连接性.进而,利用研制的系统对大鼠脑血管局部缺血性中风模型进行了初步的成像研究,清晰地呈现了中风模型形成,血管受损和血管恢复的整个过程,有助于对局部缺血性中风模型机理的研究.

OCTA评估康柏西普联合PRP治疗sNPDR合并DME对黄斑区血流密度的影响

目的:分析康柏西普联合全视网膜光凝术(PRP)在重度非增殖期糖尿病视网膜病变(sNPDR)合并糖尿病性黄斑水肿(DME)患者中的效果。方法:将sNPDR合并DME患者50例(50眼)随机分为对照组和观察组,各25例(25眼)。对照组单纯行PRP治疗,观察组予以PRP+康柏西普治疗,随访至治疗后1个月。比较两组视力变化情况、黄斑区血流密度、黄斑中心凹厚度(CMT)改善情况。结果:治疗后,观察组最佳矫正视力优于对照组,CMT低于对照组,黄斑区深层毛细血管丛(DCP)血流密度高于对照组(P<0.05);两组黄斑区浅层毛细血管丛血流密度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:康柏西普联合PRP治疗sNPDR合并DME患者效果良好,可减轻黄斑水肿,增加黄斑区DCP血流密度,改善患者的视力。

SS-OCTA对黑色素瘤皮肤结构和血管的成像实验

扫频源光学相干层析血管成像(SS-OCTA)是一种基于分频幅去相关血管造影法(SSADA)的新型血管成像技术,在肿瘤等疾病的早期诊断方面拥有较大前景。本文在5.12 mm×5.12 mm成像视场、标准图像最大信噪比34.3dB的SS-OCTA成像平台,对黑色素瘤C57BL6小鼠进行皮肤结构和血管成像采集。结果表明在皮肤科疾病的早期诊断方面,利用SS-OCTA系统进行血管成像优于结构成像。

原发性闭角型青光眼黄斑区视网膜血管密度的相关性研究

目的分析原发性闭角型青光眼(PACG)黄斑区视网膜血管密度的相关因素。方法前瞻性纳入2019年9月1日-2020年2月1日在南昌大学附属眼科医院确诊为PACG的41例60眼。所有患者均行常规眼科检查、眼压测定、自然瞳验光、视野检查、房角镜检查、A型超声生物测定、超声生物显微镜、免扩瞳眼底照相检查、频域光相干断层扫描及光学相干层析扫描血管成像。获取PACG黄斑区视网膜血管密度,采用Pearson相关分析法分析其相关因素。结果入组患者年龄(61.17±9.67)岁,眼压(27.10±15.11)mmHg。相关分析结果显示,黄斑区视网膜中央血管长度密度和中央血管灌注密度与血管舒张压呈明显正相关(r=0.287、0.260,均P<0.05);内层、外层、整体血管长度密度和内层、外层、整体血管灌注密度与年龄(r=-0.330^-0.440,均P<0.01)和最佳矫正视力(logMAR)(r=-0.307^-0.380,均P<0.05)呈明显负相关;黄斑区视网膜各区血管长度密度和血管灌注密度均与黄斑中心凹视网膜厚度呈明显正相关(r=0.301~0.379,均P<0.05)。结论原发性闭角型青光眼患者年龄越小,最佳矫正视力越好,黄斑中心凹视网膜厚度越厚则黄斑区视网膜血管密度越大,血管灌注越丰富;舒张压越高,中央血管密度越大。

深度学习在血管内光学相干层析成像中的应用现状

血管内光学相干层析成像(IVOCT)是目前分辨率最高的血管内成像技术,可以清晰地显示管腔的几何形态及具有近显微特征的血管壁结构。在临床常规应用中,对每段血管会获得数百或上千帧B扫描图像,而人工分析图像耗时费力,结果还可能受到临床医生专业能力的影响。近年来,深度学习技术在医学影像领域不断取得重大突破,也被应用于IVOCT图像的自动分析和处理中。对深度学习在IVOCT研究中的应用现状进行了归纳和总结,主要包括图像分割、组织标定、斑块分类和目标检测,分析了目前存在的问题,并展望了未来可能的发展方向。

急性髓系白血病患者早期视网膜微血管改变及其相关因素分析

目的通过光学相干层析血管成像(OCTA)评估未出现临床可见视网膜病变的急性髓系白血病患者的视网膜微血管损害,并与血液学指标、病程、化疗疗程进行相关性分析。方法纳入40例经扩瞳检眼镜检查无临床可见视网膜病变的急性髓系白血病患者(研究组)和42例健康人群(对照组)作为研究对象,所有受试者均接受常规眼科检查,并进行以黄斑为中心6.0 mm×6.0 mm区域和以视盘为中心4.5 mm×4.5 mm区域OCTA扫描,测量指标包括浅表毛细血管丛(SCP)和深层毛细血管丛(DCP)的血管密度(VD)、中心凹无血管区(FAZ)周长、FAZ面积、黄斑中心凹无血管区周围300μm毛细血管密度(FD300)、视网膜神经纤维层(RNFL)厚度、视盘周围血管密度。同时进行血液学相关指标检查,包括血红蛋白、白细胞计数、红细胞计数、血小板计数和幼稚细胞比例、乳酸脱氢酶(LDH)水平、血管内皮生长因子(VEGF)水平;并将研究组OCTA参数与血液学相关指标、病程、化疗疗程进行相关性研究。结果研究组旁中心凹区和中心凹周围区、中心凹区、黄斑总体的SCP、DCP的血管密度分别低于对照组相应指标(P<0.05)。研究组黄斑区FAZ的面积、周长较对照组增大(P<0.05),FD300较对照组明显降低(P<0.05)。2组间RNFL厚度、视盘周围血管密度差异无统计学意义(P>0.05)。多元线性回归分析结果显示,中央凹区SCP、DCP的血流密度,FD300与血红蛋白指标呈正相关(β=0.14,P=0.008;β=0.131,P=0.033;β=0.156,P=0.014);FAZ的面积与血红蛋白水平呈负相关(β=-0.102,P=0.009);FAZ的周长与红细胞计数呈负相关(β=-0.261,P=0.033);黄斑总体及中心凹周围区DCP的血流密度与幼稚细胞比例呈负相关(β=-0.129,P=0.006;β=-0.151,P=0.003);黄斑总体及中心凹旁、中心凹周围区SCP的血流密度,FD300与血清中VEGF水平呈负相关(β=-0.025,P=0.018;β=-0.037,P=0.017;β=-0.022,P=0.036;β=-0.037,P=0.025)。中心凹周围区SCP的血管密度,黄斑总体、旁中心凹区、中心凹周围区DCP的血管密度均与化疗疗程呈负相关(β=-0.152,P=0.038;β=-0.161,P=0.041;β=-0.796,P=0.014;β=-0.130,P=0.011)。黄斑总体、中心凹周围区DCP的血管密度与病程呈负相关(β=-0.142,P=0.046;β=-0.109,P=0.045)。FAZ的面积、FAZ的周长与化疗疗程呈正相关(β=0.183,P=0.007;β=0.197,P=0.039)。结论在出现临床可见的视网膜病变之前,急性髓系白血病患者的视网膜就已经开始出现微血管的损伤;急性髓系白血病患者黄斑微循环损害与幼稚细胞比例增高,红细胞计数、血红蛋白含量降低,VEGF水平增高,化疗疗程增加,病程延长等因素有关。

血管内光学相干层析成像中的冠状动脉支架重建

冠状动脉支架置入已经成为冠状动脉粥样硬化性心脏病的重要治疗手段。药物洗脱冠状动脉支架断裂(CSF)的识别与检测是目前的难点问题。血管内光学相干层析成像(IVOCT)系统以其极高的成像分辨率在CSF识别与检测方面具有独特优势。本文提出了一种在IVOCT中对冠状动脉支架精准重建的方法。该方法利用金属支架具有成像阴影这一特征,在血管边界分割后,将支架及其一定深度阴影的强度值进行累加生成一维数组,然后将一维数组按照回撤次序排列形成支架展开图像。与三维成像、纵切图像等支架重建方法相比,所提方法不仅可以保持支架的整体结构,而且避免了对操作人员空间想象力的要求。本文利用所提重建方法定量识别和分析了CSF,该方法可针对不同的支架结构选择不同的IVOCT成像参数。

原发性开角型及慢性闭角型青光眼患者视盘毛细血管密度和视野缺损的关联性研究

目的本研究旨在通过分析原发性开角型青光眼(POAG)患者和慢性原发性闭角型青光眼(PACG)患者的视盘毛细血管密度与视野缺损的相关性,探讨视盘毛细血管密度在青光眼诊断和病情评估中的价值。方法纳入2017年9月~2018年9月我院收治的POAG患者90例(90眼)作为POAG组,慢性PACG患者75例(75眼)作为PACG组,2组的年龄、性别和视野平均缺损(MD)值进行了匹配。此外,纳入同期性别、年龄匹配的60位健康体检者60眼作为对照组。检测所有参与者的视盘毛细血管密度、视网膜神经纤维层(RNFL)厚度及视野缺损情况。结果POAG和PACG患者的平均RNFL厚度和平均毛细血管密度均显著低于正常人(P<0.05),而POAG患者和PACG患者的平均RNFL厚度和平均毛细血管密度差异没有统计学意义(P>0.05)。对于POAG患者,其视盘上方、下方、颞侧和全区的RNFL厚度与视野MD值呈负相关(r=-0.525,-0.462,-0.246,-0.453,P均<0.05),但是鼻侧的RNFL厚度与视野MD值无相关性(r=-0.198,P>0.05)。4个区域和全区的毛细血管密度与视野MD值均呈显著负相关(r=-0.341,-0.426,-0.285,-0.298,-0.557,P均<0.05)。对于PACG患者,仅上方、下方和全区的RNFL厚度与视野MD值相关(r=-0.543,-0.604,-0.448,P均<0.05),但是4个区域及全区的毛细血管密度均与视野MD值显著相关(r=-0.613,-0.494,-0.179,-0.413,-0.589,P均<0.05)。结论视盘毛细血管密度与POAG和PACG患者的视野缺损相关,视盘毛细血管密度的变化对于青光眼的诊断和病情评估有重要的参考价值。

定量血管内光学相干层析成像的研究进展

血管内光学相干层析成像(IVOCT)是目前分辨率最高的血管内成像技术,可对冠状动脉血管腔及管壁内膜下病变进行快速、清晰的成像。仅根据组织结构的层析图像无法精确识别粥样硬化斑块成分(如钙化、纤维化、脂质和混合斑块),需要形态结构之外的生理信息的对比机制,获得具有临床诊断价值的组织参数,即定量IVOCT(qIVOCT)。本文针对根据IVOCT原始背向散射信号和灰阶图像定量测量血管壁组织的光学特性参数、弹性参数和血流动力学参数的研究现状进行归纳和总结,分析目前存在的问题,展望可能的发展方向。

一种高重复频率激发电路下的高速超声内窥成像系统

光学相干层析?血管内超声联合(Optical coherence tomography intravascular ultrasound,OCT?IVUS)成像技术能同时弥补光学相干涉成像的低成像深度与超声成像的低分辨率,能够较为全面地进行血管内的易损斑块识别,但受血管内超声(Intravascular ultrasound,IVUS)技术超声激发重复频率限制,OCT?IVUS成像难以在高帧率成像的同时获得高成像线数,从而影响显示分辨率。为提升IVUS成像速度,同时不降低图像显示的分辨率,尝试应用高重频超声激发技术的方法解决这一难题。本文设计了一种50 kHz的高重频超声激发电路,并在此设计基础上研制了一种50 f/s的高速超声内窥成像系统;进而对系统性能进行测试。激发电路高压脉冲测试以及信噪比(Signal noise ratio,SNR)测试结果表明:激发电路可用于25 MHz超声换能器的激发,具有较高的SNR;应用此激发电路所研制的超声内窥成像系统能够在不降低显示分辨率的前提下提高成像速度,该系统技术能有效检出易损斑块,促进OCT?IVUS的临床应用,对心血管疾病的早期发现、诊断和预防具有一定价值。

视网膜静脉阻塞黄斑区的血流密度变化及其与视功能的相关性

目的:利用光学相干断层扫描血管成像技术(OCTA)观察视网膜静脉阻塞患者黄斑区浅层和深层视网膜毛细血管丛血流密度、中心凹无血管区(FAZ)面积、黄斑中心凹厚度(CMT)等的变化,并分析其与视功能的相关性。方法:本组54例(眼)视网膜静脉阻塞(RVO)患者,其中34例(眼)视网膜分支静脉阻塞,20例(眼)视网膜中央静脉阻塞;健康对照组19例(眼),通过OCTA在以视网膜黄斑中心凹为中心的3 mm &#215;3 mm区域进行扫描,比较分析患眼、对侧眼及健康对照眼在FAZ面积、黄斑区血流密度、CMT的变化,分析其与最佳矫正视力(BCVA)的相关性。结果:患眼的FAZ面积均大于对侧眼和对照眼(P 【0.01, P 【0.05),且FAZ面积与logMAR BCVA呈正相关;患眼黄斑区浅层和深层的血流密度明显低于对侧眼和对照眼(P 【0.001, P 【0.001),且浅层及深层的血流密度均与logMAR BCVA呈负相关;患眼的CMT均较对侧眼及正常眼增厚(P 【0.001, P 【0.001)。结论:OCTA对于检测RVO黄斑区浅层和深层视网膜血流密度、FAZ面积等相关指标具有无创、便捷、准确的优点。RVO患者患眼较对侧眼及正常对照眼在浅层及深层视网膜血流密度和浅层FAZ面积均有改变,且FAZ面积和血流密度与RVO眼的最佳矫正视力相关。

视网膜静脉阻塞中一种新的诊疗技术

视网膜静脉阻塞是一种血管性疾病,眼底荧光血管造影(FFA)是一直以来诊断的金标准,但由于FFA是一项侵入性检查技术,不能被临床中频繁使用。光学相干断层扫描血管成像技术(OCTA)是一项快速、无创、可重复、高分辨率的新的检查技术,对于眼科疾病,尤其是视网膜血管性疾病的诊疗有很大帮助,现已广泛应用于各类眼科疾病中。现就OCTA在视网膜静脉阻塞中的应用做一综述。

基于眼前节结构信息的OCT和OCTA图像运动伪影校正

在眼前节的三维光学相干层析成像(3D-OCT)和光学相干层析血管成像(OCTA)过程中,由成像对象的呼吸、心跳等非自主运动造成的运动伪影现象严重影响着成像质量。提出一种基于眼前节结构信息来估计成像对象运动曲线进而实现运动伪影校正的方法。利用所提方法分别对角膜的C-scan以及虹膜的OCTA图像进行分析,从而获得慢轴方向上的相对运动,并将二者结合得到准确的运动曲线,并以此为参照校正OCT图像中的运动伪影。作为演示,将该方法应用到小鼠眼前节3D-OCT和OCTA图像的运动伪影校正中,结果证明,所提方法能够有效地消除运动伪影并提升图像质量。所提方法的计算量小且无需引入额外硬件设备和冗余扫描方式,能够满足眼前节运动伪影校正的需要,对提升眼前节3D-OCT及OCTA扫描效果具有重要意义。