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。

卷积神经网络(CNN)在血管内光学相干层析成像(IVOCT)钙化斑块检测中的应用研究

目的临床中对于不同的斑块组分干预手段不同,其中钙化斑块的识别在手术前、中、后都具有重要意义。而IVOCT凭借其高分辨率,成为体内血管成像的"金标准"。一个IVOCT回撤包含几百帧图像,但目前的IVOCT图像识读需要经过专业培训、经验丰富的医生进行逐帧查看,成本高、耗时长,且存在个体不同状态及个体间的差异等。使用CNN自动判别IVOCT图像中是否含有钙化斑块,以此辅助临床应用。方法研究数据来自哈尔滨医科大学附属第二医院。

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。

超广角光学相干断层扫描血管成像在视网膜静脉阻塞诊断中的应用

目的探讨超广角光学相干断层扫描血管成像(OCTA)在视网膜静脉阻塞(RVO)患者诊断中的价值。方法选取2023年1月至2024年1月在西安爱尔古城眼科医院接受检查并确诊的RVO患者78例(78眼)进行回顾性研究,其中男43例、女35例,年龄(58.7±9.4)岁。所有患者均于2周内分别接受超广角OCTA、荧光素眼底血管造影(FFA)检查,以FFA检查结果作为临床诊断金标准,计算超广角OCTA对视网膜无灌注区的诊断价值。采用配对t检验分析受检者患侧与健侧超广角OCTA检查的视盘区血流密度特征参数差异;采用方差分析法分析FFA与超广角OCTA检查无灌注区面积的差异。结果超广角OCTA检查视网膜层、浅层血管复合体、深层血管复合体无灌注区面积与FFA检出的无灌注区面积比较,差异均无统计学意义(均P>0.05)。视网膜中央静脉阻塞患者患侧视盘区整个图像血管、视盘周血管、整个图像毛细血管、视盘周毛细血管、下方鼻侧、下方颞侧、颞下、颞上、上方颞侧、下方颞侧血流密度均低于健侧[(50.61±4.82)%比(55.17±5.20)%、(51.40±4.77)%比(57.37±5.00)%、(45.68±5.20)%比(48.93±4.88)%、(45.48±5.50)%比(50.30±6.23)%、(43.83±5.50)%比(48.29±7.23)%、(50.90±7.27)%比(57.34±7.86)%、(48.65±6.61)%比(53.43±6.93)%、(49.50±6.14)%比(54.63±7.22)%、(49.33±7.10)%比(55.38±7.50)%、(45.52±6.14)%比(49.58±6.85)%],差异均有统计学意义(均P<0.05)。视网膜分支静脉阻塞患者患侧视盘区整个图像血管、视盘周血管、整个图像毛细血管、视盘周毛细血管、下方鼻侧、下方颞侧、颞下、颞上、上方颞侧、下方颞侧血流密度均低于健侧[(52.33±5.14)%比(55.43±4.88)%、(52.30±5.15)%比(57.43±4.86)%、(46.77±4.98)%比(49.54±5.50)%、(46.13±6.62)%比(50.63±5.87)%、(44.18±5.87)%比(48.43±6.61)%、(51.39±6.98)%比(57.92±6.94)%、(49.66±6.21)%比(53.56±6.60)%、(49.50±6.33)%比(54.81±6.87)%、(49.89±7.09)%比(56.12±7.28)%、(45.83±5.81)%比(50.75±6.43)%],差异均有统计学意义(均P<0.05)。超广角OCTA检查诊断视网膜中央静脉阻塞及视网膜分支静脉阻塞患者无灌注区的灵敏度分别为100.0%(35/35)、81.4%(35/43),特异度分别为86.0%(37/43)、100.0%(35/35)。结论超广角OCTA可检查RVO患眼视盘区血流密度特征,对RVO无灌注的诊断价值较高,且与FFA相比具有无创优势。

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。

光学相干层析成像技术在膜污染研究中的应用

简述了光学相干层析成像技术(Optical coherence tomography,OCT)的成像原理和监测优势;由于可快速生成高分辨率的污染层二维和三维图像,可用于表征污染层形成过程､定量分析污染层､表征膜内部污染与润湿､耦合深度学习模型预测膜污染,促进对膜污染形成过程和机制的理解;总结了OCT在膜污染分析中的主要问题,并对未来的研究进行了展望。

头颈部血管内支架植入术后光学相干层析成像初步观察

目的采用频域光学相干层析成像(FD-OCT)技术观察头颈部血管内支架植入术后周围组织结构变化。方法对9例接受头颈部血管内支架植入术治疗3个月后头颈部血管病变患者作全脑DSA造影及病变血管内FD-OCT检查。9例患者12个血管病变处共植入支架13枚,其中颈总动脉4枚,颈内动脉5枚,椎动脉3枚,左锁骨下动脉1枚。FD-OCT观察支架有无断裂及贴壁不良,支架内斑块或血栓形成、组织脱垂,血管内膜撕裂形成夹层或内膜增生至再狭窄等。结果 8例患者成功实施FD-OCT检查,1例失败。11支病变血管12枚支架成功获取清晰FD-OCT图像,观察结果显示,12枚支架中有1枚支架部分支撑杆未能完全封闭动脉壁上瘤口;21个支撑杆贴壁不良;2枚支架内有斑块及血栓形成;6枚支架内有不同程度血管内膜增生,其中1枚支架内严重内膜增生至支架内狭窄作再次支架植入术;3枚支架内有4个不同程度组织脱垂;未发现血管内膜撕裂形成夹层。结论 FD-OCT可清晰显示头颈部血管病变支架植入术后支架内斑块或血栓形成、组织脱垂、血管内膜撕裂或增生及支架贴壁情况,其临床意义有待进一步研究。

光学相干层析成像评价非ST段抬高型急性冠状动脉综合征患者靶血管中薄帽纤维粥样斑块分布

目的采用光学相干层析成像(OCT)观察薄帽纤维粥样斑块(TCFA)在非ST段抬高型急性冠状动脉综合征(NSTE-ACS)患者靶血管中的自然分布。方法采用OCT对斑块脂质含量进行半定量评价(角度或象限),测量靶血管开口至纤维帽最薄处距离。结果选择2013年6月至2015年3月住院治疗的连续NSTE-ACS患者33例,其中不稳定型心绞痛24例,非ST段抬高型心肌梗死9例。OCT共检出74处病变;45处靶病变;其中TCFA病变38处(51.4%),非TCFA病变36处(48.6%)。前降支18处TCFA主要集中在近段,其中近段30 mm内13处(72.2%),40 mm内16处(88.9%);回旋支9处TCFA平均分布于整个靶血管,近段距开口30 mm内仅有3个(33.3%);右冠状动脉11处TCFA也平均分布在各段,近段距开口30 mm内仅有4个(36.4%)。结论 NSTE-ACS患者靶血管中TCFA病变更趋于分布在前降支近段,在回旋支和右冠状动脉中则趋于平均分布。

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。

扫频源光学相干断层扫描血管成像在眼科临床中的应用进展

扫频源光学相干断层扫描血管成像(SS-OCTA)检查是近几年提出的一种新型血管成像技术,具有非侵入性、快速、高分辨率、自动化血管分层成像等优势,在眼科相关疾病的早期诊断、疗效评估及监测疾病进展等方面具有很高的价值。基于OCTA的基础,SS-OCTA采用快速调谐的激光器和1050 nm的波长,穿透力更强,对视网膜和脉络膜微血管系统进行无创深度分辨成像,加深了对多种眼部疾病(眼底病变、青光眼、神经退行性疾病等)特征的认识。此外,SS-OCTA也可用于研究眼前节结构,如角膜新生血管的深度和密度、虹膜新生血管治疗前后的变化等。该技术为眼科临床实践提供了一种新的手段。本文就SS-OCTA技术在眼科临床的应用进展进行综述。

光学相干断层扫描血管成像在慢性肾脏病中的研究进展

肾小球与视网膜脉络膜微血管在发育及结构的相似性为通过观察视网膜血管来无创性研究肾脏微循环提供了机会,近些年来,光学相干断层扫描血管成像(OCTA)这一项眼底血管成像技术在慢性肾脏病(CKD)中的研究开展较多,并且取得了大量研究成果,现就OCTA在CKD研究中所观察到视网膜脉络膜微血管及神经参数等方面的特征性变化进行综述,以期对预测CKD的病程和预后提供新思路,对CKD病人进行及早干预和病情随访提供更多的帮助。

一种基于微型螺旋桨驱动的血管内光学相干层析成像探头

血管内光学相干层析成像(IVOCT)对于心血管疾病的早期诊断具有重要意义。成像探头是IVOCT系统的核心器件。设计了一种基于微型螺旋桨驱动的IVOCT探头,该探头未使用传统内窥探头中为光束扫描提供动力的微型电机等电动装置,而是利用IVOCT系统成像时冲刷血液的流体驱动安装在探头末端的螺旋桨,从而带动安装在螺旋桨转轴上的直角棱镜旋转,实现光束对血管壁的扫描成像。对螺旋桨进行优化设计,提高了流体的驱动效率。探头外径为1.5 mm,探头扫描速度最高可达491 r/s。利用集成该探头的IVOCT系统对白胶带样品、小葱葱管以及离体鸡心脏动脉血管样品进行成像,获得了清晰的样品层析图像,验证了该探头的成像能力。

吲哚菁绿对大鼠脑皮层血管近红外光学特性及光学相干层析成像的影响

研究观察了吲哚菁绿(ICG)对大鼠脑皮层血管近红外光谱学特性及光学相干层析成像(OCT)的影响。实验中,将SD大鼠颞部开颅,暴露并标记大脑中动脉,给予动物尾静脉注射ICG溶液,应用可见-近红外反射光谱仪和OCT系统检测脑皮层血管反射光谱的动态变化和衰减系数的特征性变化。结果显示,ICG注射后,大脑中动脉的反射光谱在ICG的吸收峰(800nm)左右出现一个特异性的低反射峰并随时间而逐渐变化;在注射ICG 3min时,本特异性低反射峰值达到最强,反射光谱的特征性变化可以为实现最佳OCT图像效果提供时间点。此外,ICG注射后的脑动脉OCT信号衰减系数为24.692±1.471,明显高于未注射ICG时15.088±1.602(p<0.01)。实验结果说明ICG可以增加血管对近红外光的吸收,为增强血管的检测能力提供理论参考,也为无损监测血管病变、肿瘤血管新生及血液动力学变化提供一种可行性检测手段。

光学相干断层成像与血管内超声在冠状动脉介入术中的应用效果

目的 探讨光学相干断层成像(OCT)与血管内超声(IVUS)在经皮冠状动脉介入(PCI)术中的应用效果。方法 102例不稳定型心绞痛患者拟行PCI,于PCI术前、术中及术后依次行IVUS和OCT检测,获取两组图像并比较两种方法检测冠状动脉斑块成分特征、病变管径相关参数及并发症。结果 术前OCT脂质斑块、纤维斑块的检出率均明显低于IVUS,混合斑块、斑块侵蚀及斑块破裂的检出率均显著高于IVUS(均P<0.05);支架植入后,OCT支架贴壁不良、支架边缘夹层、支架内残余血栓及支架内斑块脱垂检出率均明显高于IVUS(均P<0.05);术后12个月,OCT晚期支架贴壁不良、支架边缘夹层及支架内斑块/血栓脱垂检出率均明显高于IVUS(均P<0.05)。结论 OCT和IVUS均可用于指导PCI术,OCT对术前斑块性质(斑块侵蚀、斑块破裂、红、白血栓)及术后并发症(支架贴壁不良、支架内残余血栓、支架边缘夹层及支架内组织脱垂)的识别优于IVUS,OCT能准确测量内衬纤维帽厚度,识别出薄帽纤维粥样斑块(TCFA),而IVUS能检测斑块负荷及血管重构指数。二者联用可取长补短,为未来的发展趋势。

光学相干断层扫描血管成像参数诊断非增殖性糖尿病视网膜病变的价值分析

目的:分析光学相干断层扫描血管成像(optical coherence tomography angiography,OCTA)诊断非增殖性糖尿病视网膜病变(non-proliferative diabetic retinopathy,NPDR)的价值。方法:连续纳入2021年1月至2023年6月期间在我科门诊收治的122例有2型糖尿病病史(包括伴或不伴有视网膜病变)的患者,均接受眼底荧光血管造影(fundus fluorescein angiography,FFA)检查和OCTA定量检查。以FFA结果为金标准,并将患者根据FFA结果分为对照组(无NPDR)、轻度NPDR组、中度NPDR组和重度NPDR组。OCTA观察指标包括,视网膜黄斑区中央视网膜厚度(central macular thickness,CMT)、血管线性密度(vascular density,VD)、血流灌注密度(perfusion density,PD)、黄斑中心凹无血管区面积(foveal avascular zone area,FAZ-A)、黄斑中心凹无血管区周长(foveal avascular zone perimeter,FAZ-P)、圆形指数(foveal avascular zone circularity index,FAZ-CI)。用单因素方差或非参数方法分析比较各组间定量指标的差异,取其中存在显著组间差异的指标纳入多因素Logistic回归模型,分析反映NPDR患病和严重程度的指标,并绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析单独或联合指标对于NPDR的诊断价值。结果:VD在各NPDR组中较对照组均显著下降,重度NPDR组较轻度、中度NPDR组均显著下降(P<0.05);PD在中度和重度NPDR组较对照组均显著下降(P<0.05),在重度NPDR组较轻度和中度NPDR组均显著下降(P<0.05);FAZ-A在各NPDR组中较对照组均显著下降(P<0.05),但在各NPDR组间均无统计学差异;FAZ-P在各NPDR组中较对照组均显著下降(P<0.05),但在各NPDR组间均无统计学差异;FAZ-CI在各组间均无统计学差异。多因素Logistic回归分析结果显示,CMT升高、VD和FAZ-P下降与NPDR患病相关(P=0.03,<0.001和0.001);CMT上升和VD下降与NPDR严重程度相关(P=0.01,<0.001)。ROC曲线分析显示,CMT(>260.00μm)、VD(<16.55/mm2)和FAZ-P(<2.15 mm)对NPDR均具有单独诊断价值(AUC分别为0.63、0.78和0.70),其中VD的诊断效能显著高于CMT(P=0.02),CMT与VD或FAZ-P的诊断效能之间则无统计学差异(P均>0.05)。CMT、VD和FAZ-P指标联合诊断NPDR的诊断效能(AUC=0.86)显著高于任一单项指标的诊断效能(P均<0.05)。结论:OCTA检查参数CMT、VD和FAZ-P均独立具备对NPDR的诊断价值,将三者联合使用则能进一步提高其诊断效能。OCTA血流参数联合黄斑形态参数可有效提高NPDR的临床诊断。

息肉样脉络膜血管病变患者光学相干断层扫描血管成像与吲哚菁绿血管造影图像特征的比较

目的总结对照息肉样脉络膜血管病变患者光学相干断层扫描血管成像(OCTA)与吲哚菁绿血管造影(ICGA)的图像特征。方法通过便利抽样法,选取2021年4月至2022年4月在南昌大学附属眼科医院接受治疗的50例息肉样脉络膜血管病变患者作为研究对象。所有患者在治疗前均接受OCTA与ICGA检查,以ICGA检查结果作为金标准,对OCTA与ICGA检查结果进行对照分析。结果50例患者中,ICGA检查可见特征性息肉样病灶17例,异常分支血管网21例,异常分支血管网合并特征性息肉样病灶10例,因出血遮挡无异常表现2例,检出率为96.00%(48/50)。OCTA检查可见特征性息肉样病灶16例,异常分支血管网19例,异常分支血管网合并特征性息肉样病灶11例,无异常表现4例,检出率为92.00%(46/50);两种检查方式检出率比较,差异无统计学意义(χ^(2)=0.709,P=0.400)。Kappa一致性检验分析结果显示,ICGA与OCTA诊断息肉样脉络膜血管病变具有较高一致性(Kappa=0.816,P<0.001)。以ICGA检查结果作为金标准,OCTA诊断息肉样脉络膜血管病变的敏感度、特异度、准确度分别为97.83%(45/46)、75.00%(3/4)和92.00%(46/50)。结论ICGA与OCTA诊断息肉样脉络膜血管病变的病变一致性较高,ICGA检查表现为异常分支血管网者,OCTA检查可见相似表现;ICGA检查表现为特征性息肉样病灶者,OCTA检查可见明显强信号亮点;ICGA与OCTA检查显示病灶形态及位置具有一定相似性。

基于光学相干层析成像与光学微血管造影的指纹防伪方法

提出一种指纹防伪方法,通过光学相干层析成像获取手指指尖的表皮层指纹、真皮层指纹与汗腺等结构信息,通过光学微血管造影获取手指指尖下的血流信息,结合两种技术获取具有动态防伪的指尖生物识别特征体数据.用真指纹和制作的假指纹对传统商业指纹采集仪和所提方法的有效性进行实验验证.结果表明:传统商业指纹采集仪难以分辨真假指纹,防伪能力不足;光学相干层析的指纹成像可利用获取的手指皮下结构有效识别常见的人造指纹制品,基于真皮层指纹状态判断真假指纹;利用光学微血管造影获取的手指皮下血流成像,结合平均光强阈值可实现指纹活体防伪;所提出的指纹防伪方法的准确率可达100%.

光学相干断层扫描血管成像联合视网膜地形图对复杂性视网膜脱离黄斑区的影响

目的探讨光学相干断层扫描血管成像(OCTA)联合视网膜地形图对复杂性视网膜脱离黄斑区的影响。方法选择2023年1月至2024年4月医院确诊的120例复杂性视网膜脱离的患者为研究对象,其中120只健侧眼设为对照组,另120只患侧眼设为试验组。两组均应用OCTA联合视网膜地形图,比较两组眼球视网膜浅层毛细血管丛血管密度、视网膜深层毛细血管丛血管密度、黄斑区视网膜厚度、黄斑区内外脉络膜厚度。结果试验组内环上方(IS)、内环鼻侧(IN)、内环下方(OS)和外环鼻侧(ON)视网膜浅层毛细血管丛血管密度低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);试验组黄斑区中心凹区域(C)、IN、内环颞侧(IT)、IS、内环下方(II)、ON、外环颞侧(OT)、OS、外环下方(OI)内、外层视网膜厚度及脉络膜厚度分别高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论OCTA联合视网膜地形图显示IN、IS、OS、ON区域视网膜浅层毛细血管丛血管密度下降,C、IN、IT、IS、II、ON、OT、OS、OI区域内、外视网膜厚度及外脉络膜厚度增厚,可以作为诊断复杂性视网膜脱离的重要指标。

光学相干断层扫描血管成像量化分析糖尿病患者黄斑区毛细血管参数

目的:应用光学相干断层扫描血管成像技术(OCTA)量化2型糖尿病患者黄斑区毛细血管的早期变化。方法:回顾性病例研究。分别纳入49名健康受试者、52例无视网膜病变的2型糖尿病患者(noDR)和43例轻度非增殖性糖尿病视网膜病变(mNPDR)患者,并得到在黄斑区3 mm×3 mm浅层毛细血管丛和深层毛细血管丛的OCTA图像。去除大血管后分别计算毛细血管灌注密度、血管长度密度(VLD)和平均血管直径(AVD)并进行比较。应用受试者工作特征曲线评估该参数监测2型糖尿病患者视网膜微血管早期改变的能力。结果:比较三组间VLD和AVD,差异均有统计学意义(P<0.001)。与健康受试者相比,noDR组的AVD均显著增加(P<0.05)。mNPDR组患者深层及浅层的VLD较noDR组显著下降(均P<0.01)。深层AVD鉴别noDR组与健康受试者的曲线下面积(AUC)为0.796,鉴别mNPDR组和健康受试者的AUC最高为0.920,其次为深层VLD(AUC=0.899),显著高于其他参数。结论:在糖尿病视网膜病变的临床前阶段,2型糖尿病患者的深层及浅层AVD均显著高于健康人,VLD均显著高于mNPDR患者。与健康人相比,深度AVD较其他参数更能检出noDR患者早期视网膜毛细血管的变化。

血管内光学相干断层成像在脑血管疾病介入诊疗中的应用进展

光学相干断层成像(OCT)是一种基于红外线进行组织成像的技术,可实现高达10~20μm的分辨率,已被广泛应用于冠状动脉病变诊疗,在脑血管疾病的诊疗中也日益受到重视。OCT在颈动脉狭窄、颅内动脉狭窄及夹层、脑动脉瘤和脑静脉疾病介入诊疗中的应用已经取得了一些进展,但目前尚缺乏大样本数据的循证支持。由于脑血管具有独特的解剖特点,需要寻求更为合适的器械设计。通过不断的器械改进和技术进步,OCT有望成为脑血管疾病预防、诊断和治疗的重要影像功能检测工具。