光学相干断层扫描仪在青光眼早期诊断中的应用进展

文美丹 何文静 曾思明

光学相干断层扫描仪在青光眼早期诊断中的应用进展

文美丹 何文静 曾思明

青光眼是一组以视神经萎缩和特征性视野缺损为共同特征的疾病，是世界上第二位不可逆性致盲眼病[1]。在全球范围内，大约有6000万青光眼视神经损害的患者，约840万人因此而失明，预计到2020年，青光眼的患病和失明人数将分别增长到8000万和1120万[2]。因青光眼导致的视功能损害不可逆，其早期检测和早期诊断就显得尤为重要。传统的青光眼诊断方法以眼压、视野与视盘改变为依据，但这些检查具有主观性和变异性等不足，因此眼科医师需寻求更为客观、定量的诊断标准。光学相干断层扫描技术（optical coherence tomography, OCT）是一种非接触性、高分辨率的生物组织结构显像技术，可以对角膜、巩膜、虹膜、房角及视网膜进行高分辨率的活体断层成像，本文对OCT在青光眼早期诊断中的应用作一综述。

1 OCT概述

OCT的工作原理类似于超声成像，其区别主要是光波代替了超声波，且光波的速度较声波快100万倍。从OCT的超亮二极管发出光束，经光纤进入光纤耦联器后被分成两束，一束通过照射某一特定区域获取该处不同层面组织反向散射光信号，另一束则进入参照系统。2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，并对不同层面组织所产生的反向散射强度和延搁时间进行测量。利用计算机软件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。最初应用于临床的OCT为OCT 1，它提供了10个扫描程序和7个分析程序，但因其体积庞大及操作复杂，故主要应用于科研工作。2000年出现了体积更小、更易操作的OCT 2，因增加了2个扫描程序和4个分析程序，故其在视网膜厚度测量方面的可重复性更佳，对黄斑厚度的测量其变异值＜11 μm。2002年出现了拥有18种扫描程序和19种分析程序的OCT 3，其扫描和分析程序更完善，分辨率更高，并提供了视网膜神经纤维层厚度的正常参考值及视盘分析程序，为OCT在青光眼的诊断方面提供了更广泛的应用前景[3]。2006年，傅里叶OCT（Fourier-domain optical coherence tomography, FD-OCT）即频域OCT（spectral domain OCT, SD-OCT）技术的出现对其成像速度和分辨率带来了革命性的影响，它使得视网膜活体成像更清晰、直观。FD-OCT的神经节细胞复合体检测程序使研究黄斑区更细致的结构成为可能。

2 OCT在青光眼中的应用

2.1 角膜厚度 高眼压是青光眼最重要的危险因素，不管是在分类上还是在青光眼患者的随访中，眼压的准确测量尤为重要[4]。然而，准确的眼压读数会受到中央角膜厚度（central corneal thickness, CCT）的影响，它与CCT呈正相关，这可能会因此而影响青光眼和高眼压症患者的诊断、筛查和随访[5]。多年来，A超角膜测厚仪一直作为测量CCT的“金标准”。OCT作为一种新的影像学检测仪器，因其分辨率＜10 μm，可以对角膜进行清晰的成像（图1），能客观、定量、重复、非接触地测量CCT而应用于临床实践中。

图1 女，58岁，原发性开角型青光眼。A～C显示该患者左眼角膜OCT图像，A显示扫描部位及方向；B为角膜厚度图，可见角膜从周边到中央厚度逐渐增厚，到中央角膜为最厚，中央角膜厚度测量值为518 μm（B）；角膜横断面成像示其角膜未见明显病变（C）

Chen等[6]通过不同操作者应用FD-OCT反复测量35只健康眼的CCT，发现FD-OCT测量CCT有良好的可重复性。Garcia-Medina等[7]分别利用超声波角膜测厚仪（ultrasound pachymetry, USP）和FD-OCT对80例80只原发性开角型青光眼（primary open-angle glaucoma, POAG）进行CCT测量，结果显示这两种检查方法测得的平均CCT分别为（537.76±32.24）μm和（520.53±30.44）μm， 有 显 著 差异并高度相关；并认为FD-OCT对POAG测得的CCT值小于USP测得值，但两者的差别在眼压评估方面无临床意义。Lázaro等[8]比较了眼前节OCT（anterior segment optical coherence tomography, AS-OCT）和USP对CCT的测量，并进行了相关性研究，由同一检查者对112例受试者112眼分别进行两种检查，两种检查结果无显著差异且高度相关。张鸿瑫等[9]通过比较FD-OCT与A超角膜测厚仪测量高度近视眼患者的CCT，结果发现FD-OCT测量CCT更准确、方便。徐玲娟等[10]比较了FD-OCT及A超角膜测厚仪测量27例健康志愿者54眼中CCT的差异，发现两者差异无统计学意义，并认为A超角膜测厚仪测量CCT时因受表面麻醉药的影响使其测得的数值较实际值稍高，且因A超角膜测厚仪为接触性测量、测量时存在交叉感染风险以及给患者带来不适感，将逐步被非接触的、操作方便、准确及可重复性好的OCT所取代。

2.2 前房深度及前房角 朱芹等[11]研究了原发性慢性闭角型青光眼患者房角粘连与视野缺损的关系，发现青光眼组房角粘连程度与视野平均缺损及眼压呈正相关，当房角粘连范围＞180°时，小梁切除术效果更明确，虹膜周边激光切开术则相对无效。因此，综合评价前房角是准确诊断和治疗青光眼的关键。目前前房角镜普遍应用于眼科临床中，但因其为接触性的检查以及其结果受操作者的经验影响很大，故在房角结构的客观评价时存在一定的局限性。近年发展起来的AS-OCT能在活体内非接触地测量和客观评估房角，并可提供多种测量参数（图2、3）。

图2 女，50岁。A、B显示正常人眼房角OCT图像，A显示扫描部位及方向；B为前房角横断面成像，可见巩膜突与虹膜表面分离，且间距较宽，房角开放（箭）

图3 男，55岁，原发性闭角型青光眼。A、B显示闭角型青光眼患者房角OCT图像，A显示扫描部位及方向；B为前房角横断面成像，可见巩膜突与虹膜根部表面相贴，房角关闭（箭）

Nolan等[12]认为AS-OCT闭角的敏感性及检出率均高于房角镜，尤其在上方和下方象限。Kim等[13]评估了ASOCT检测前房角的可重复性，发现在鼻侧和颞侧象限有良好的可重复性，但在下方象限存在较明显的差异，这可能与不同象限巩膜突差异以及下方象限较难获得高质量的图像有关。Chen等[14]分别用AS-OCT和超声生物显微镜（ultrasound biomicroscopy, UBM）对前房深度进行测量，发现这两种检查方法测得的结果无显著差异。Low等[15]认为UBM较ASOCT更费时，并需要操作者技术熟练，以获取足够高质量的图像。与UBM相比，AS-OCT成像的不足之处是1310 nm波长光不能穿透虹膜色素上皮。因此，不能通过AS-OCT直视睫状体、晶状体、悬韧带等相对深层次的组织结构。尽管如此，AS-OCT在临床应用中仍有很多优势，如快速、高分辨率、较少依赖操作员的技能以及非接触性等，且对患者来说相对舒适，尤其是对于不能耐受前房角镜检查的患者。此外，AS-OCT还能在青光眼手术后即刻观察房角情况。

2.3 视网膜神经纤维层 视网膜神经纤维层（retinal nerve fber layer, RNFL）变薄及丢失是青光眼的早期特征性改变，因此准确检测青光眼患者的RNFL厚度的改变是诊断和防治青光眼视神经损害的关键。OCT作为一种新的高分辨率的横截面断层扫描方法，能在活体实时显示生物学组织的细微结构，可以直接从剖面图像中测量RNFL的绝对厚度（图4），其检测值与组织学测量值基本一致[16]。

Kanamori等[17]发现Cirrus、RTVue、三维频域OCT这3种SD-OCT测量的RNFL厚度与视野均有良好的一致性。马英慧等[18]研究了早、中、晚期青光眼患者OCT检测的RNFL厚度与视野缺损的相关性，发现早、中期青光眼患者平均RNFL厚度、上方和下方平均RNFL厚度与相应视野缺损呈中度负相关（r=－0.459、－0.481、－0.583, P＜0.05），晚期青光眼患者平均RNFL厚度、上方和下方平均RNFL厚度与相应视野缺损无明显相关性（r=－0.231、－0.290、－0.307, P＞0.05）。王晓贞等[19]应用频域RTVue OCT测量62例正常人和67例青光眼患者的RNFL厚度，评估了频域OCT的RNFL厚度各参数在青光眼诊断中的作用，发现RTVue OCT测量平均RNFL厚度参数在青光眼的诊断中有较好的特异性和敏感性（ROC曲线下面积为0.914±0.026），能很好地区分正常人和青光眼患者。Kratz等[20]采用前瞻性横断面研究对85只青光眼和88只正常眼分别用Cirrus OCT和海德堡视网膜断层扫描装置3（heidelberg retinal tomograph 3, HRT3）对RNFL厚度进行检测，分析两者测量RNFL厚度的关系，结果发现通过HRT3测量的总体及4个象限的RNFL厚度均明显高于Cirrus OCT，且均有显著差异及良好的相关性。由于OCT和HRT3的标准诊断分类不同，故在临床实践中两者的测量结果不能互换。王雅丽等[21]分析了傅里叶OCT和HRT3测量青光眼患者的RNFL厚度的各项参数，并评价了两者在青光眼早期诊断中的作用，发现两者的各项视盘参数结果接近，且均与视野的平均缺损值有较好的相关性，并且两者在青光眼早期诊断中均有重要价值。然而，傅里叶OCT在检测RNFL的切面图像及定量测定方面要明显优于HRT3，更有利于早期发现RNFL的厚度改变。Raghu等[16]报道OCT比HRT3在测量RNFL厚度方面更有优势，因其具有更高的轴向分辨率并能自动描绘视盘的边缘，故能消除因操作者导致的误差。

图4 男，60岁，原发性开角型青光眼早期。A～C显示右眼视乳头旁RNFL厚度成像。A为彩色眼底照，绿色圈为OCT扫描部位；B、C中，绿色区域代表患者的RNFL厚度正常，黄色代表RNFL厚度处于临界，红色代表RNFL厚度低于正常人。由图可见患者右眼颞上及颞下RNFL萎缩变薄，S：上方；T：颞侧；I：下方；N：鼻侧；

图5 女，65岁，原发性开角型青光眼。A、B显示黄斑区GCC成像，下方（右侧）GCC厚度明显小于上方（左侧），RNFL层尤为明显（箭头，A）；右眼下方的RNFL及GCL++层明显变薄（图中箭头所指红色区域），并可对其行定量分析（B）。ILM：内界膜；RNFL：视网膜神经纤维层；GCL：神经结细胞层；IPL：内丛状层。GCL++=GCC=RNFL+GCL+IPL，GCL+=GCL+IPL

2.4 黄斑区神经节细胞复合体 神经节细胞复合体（ganglion cell complex, GCC）由视网膜内丛状层、神经节细胞层及RNFL组成，GCC随着青光眼神经节细胞（retinal ganglion cell, RGC）的丢失而变薄。由于50%以上的神经节细胞胞体位于黄斑区，故可以通过测量黄斑区GCC厚度敏感地检测到RGC的丢失[22]。自OCT推出以来，利用其测量视乳头旁视网膜神经纤维层（peripapillary retinal nerve fber layer, pRNFL）厚度是一种广泛应用于青光眼的检测和随访的影像学方法。由于早期研究结果显示时域OCT的黄斑厚度参数对青光眼的诊断效力不如pRNFL，故黄斑厚度参数未普遍应用于青光眼。基于SD-OCT能够更好地分割和测量视网膜（图5），使得眼科医师再次关注于利用黄斑厚度参数来诊断青光眼。

Inuzuka等[23]利用SD-OCT对只有上方或下方视野缺损的67例POAG患者67眼进行黄斑区神经节复合体（macular ganglion cell complex, mGCC）厚度测量，发现mGCC厚度是早期青光眼改变的一个敏感指标，它与视野检查结果有良好的一致性，并能早于视野检测到与青光眼损害相关的结构改变。樊宁等[24]通过对照研究发现SD-OCT能够定量测量并区分青光眼患者与正常人的黄斑区GCC厚度。黄斑区GCC随青光眼病情的进展而逐渐变薄，并与RNFL及视野损害有较好的相关性。Tan等[25]认为黄斑区GCC是诊断青光眼损害的最佳测量部位，并与pRNFL对青光眼诊断效力相当。朱红军等[26]评估了OCT测量正常人和POAG患者黄斑区GCC厚度的可重复性，发现OCT测量正常人及POAG患者黄斑区GCC厚度在操作者内和操作者间均有较好的可重复性。Ganekal[27]在20例可疑青光眼患者和20例青光眼患者中用OCT分别测量pRNFL厚度及黄斑区GCC厚度，比较两者在青光眼诊断中的价值，结果发现两者对青光眼的诊断价值相当。Nakano等[28]认为对于高度近视眼合并青光眼的患者而言，与pRNFL相比，利用SD-OCT评估黄斑区GCC厚度的一致性和准确性更好，可能由于黄斑区GCC厚度受眼轴的影响更小。Lee等[22]通过对30眼存在旁中心暗点和33眼不存在旁中心暗点的青光眼进行研究，发现黄斑区GCC厚度在区分是否存在旁中心暗点方面优于pRNFL厚度。因此，在青光眼的诊断和跟踪随访中，GCC厚度的测量可以作为pRNFL检查的补充手段[27,29,30]。然而目前关于OCT的黄斑区GCC厚度参数在青光眼诊断中的应用研究较少，尤其在国内，且大多数研究均为横断面研究并主要集中在平均黄斑区GCC厚度，故在纵向和局部黄斑区GCC厚度参数方面尚需进一步探索。

3 总结

青光眼是可以避免的盲眼病之一，需要早期诊断、早期控制。OCT是近年发展起来的有前景的一种技术，以其非接触性、客观性及可重复性好、操作简单并可以对眼组织进行高分辨率的断层成像等优点，在青光眼的诊断和随访中的应用价值得到眼科医师的重视，但其不足之处在于OCT扫描参数的准确性以及可重复性易受伪影的影响，并依赖于图像质量、穿透力不够等[31]。随着技术的更新、软件的升级和数据库的完善，上述不足之处有望得到改善，OCT也将在青光眼的诊断和随访中得到更广泛的应用。

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青光眼；体层摄影术，光学相干；综述

2014-04-03 【修回日期】2014-10-20

（本文编辑 张春辉）

R445.3；R775.1

2012年度广西医疗卫生重点科研课题项目（重2012097）。

广西壮族自治区人民医院眼科 广西南宁 530021

曾思明 E-mail: gxeye@126.com

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.11.018