五分(fēn)鍾了解//光學(xué)相幹斷層掃描技(jì )術（OCT）
目前光學(xué)相幹斷層掃描技(jì )術(OCT)已經廣泛用(yòng)于臨床眼科(kē)治療與檢查之中(zhōng)，作(zuò)為(wèi)一種良好的成像工(gōng)具(jù)在各種眼科(kē)疾病的診療中(zhōng)發揮了巨大作(zuò)用(yòng)，随着OCT技(jì )術的不斷進步，有(yǒu)學(xué)者将自适應光學(xué)技(jì )術(AO)與OCT技(jì )術進行結合産(chǎn)生了一種新(xīn)的眼底成像工(gōng)具(jù)---自适應OCT， AO本身不是一種成像方式。它是一項輔助技(jì )術，可(kě)增強眼底攝像頭，掃描激光檢眼鏡（SLO）或OCT等在視網膜成像模式下的性能(néng)。而這種新(xīn)的自适應OCT(AO-OCT)具(jù)有(yǒu)超高的分(fēn)辨率，可(kě)觀察到眼底視網膜微小(xiǎo)的細胞結構。這對于我們認識眼底視網膜結構的病理(lǐ)生理(lǐ)學(xué)是至關重要的，許多(duō)病理(lǐ)改變源于細胞規模的功能(néng)和結構改變，這有(yǒu)助于我們在疾病發生早期就可(kě)以注意到視網膜的病理(lǐ)變化。因此，對這些組織進行足夠細緻的研究，便可(kě)以更好地了解相關疾病的發展或治療幹預的效果。AO-OCT的出現首次實現了具(jù)有(yǒu)高分(fēn)辨率的體(tǐ)内3D視網膜成像。本文(wén)将簡單的介紹一下這種具(jù)有(yǒu)很(hěn)大潛力的眼科(kē)成像設備。
下圖為(wèi)目前“标準”臨床OCT圖像（在瞳孔處約1.5 mm光束直徑的成像）和AO-OCT圖像（約7 mm光束直徑的成像和AO修正）對比不同橫向分(fēn)辨率對視網膜圖像質(zhì)量的影響。圖像顯示對于通過AO-OCT采集的圖像，減小(xiǎo)平均斑點直徑以及限制聚焦深度的效果是顯而易見的，因為(wèi)AO-OCT需要移動焦平面才能(néng)使視網膜中(zhōng)不同深度的結構具(jù)有(yǒu)高信噪比。
使用(yòng)AO-OCT檢查健康志(zhì)願者的視網膜斷層結構并将其放大觀察視網膜各層結果如下圖。
圖二：A）AO-OCT 的斷層掃描圖像，其掃描焦點設置為(wèi)健康志(zhì)願者的中(zhōng)央凹4.5°偏心距處。B）将圖A中(zhōng)白色矩形标記的區(qū)域放大2倍（圓錐的一些內部和外部部分(fēn)分(fēn)別用(yòng)紅色和黃色矩形标記）。視網膜層标記如下：RNFL視網膜神經纖維層，GCL神經節細胞層，IPL內從狀層，INL內核層，OPL外從狀層，ONL / HFL外核層/ Henle纖維層，ELM外在限制膜，視錐細胞感光器內外段之間的IS / OS連接，COST視錐細胞外段尖端，RPE視網膜色素上皮細胞。
圖四：AO-OCT圖像在距中(zhōng)央凹約8°的偏心位置記錄。a）錐形感光體(tǐ)內部和外部之間的分(fēn)段連接，顯示出扭曲的強度模式。一些圖案被放大（插圖）并顯示出多(duō)峰波傳播所特有(yǒu)的強度分(fēn)布。b）在相同的視網膜位置記錄并以假色标顯示的不同視網膜層的合成圖像。COST層顯示為(wèi)紅色，杆外段尖端（ROST）層顯示為(wèi)綠色。
AO-OCT提供的高靈敏度和軸向分(fēn)辨率允許可(kě)視化不同的内部視網膜層。這其中(zhōng)尤其令人感興趣的是視網膜神經纖維層（RNFL）和視網膜微循環管系統。RNFL在青光眼診斷中(zhōng)起重要作(zuò)用(yòng)。AO-OCT的較高的橫向分(fēn)辨率允許可(kě)視化單個神經纖維束并測量相應的橫截面輪廓。下圖顯示了AO-OCT的成像數據，圖像中(zhōng)各個神經纖維束清晰可(kě)見。此外，可(kě)以在感興趣的放大區(qū)域看到小(xiǎo)的毛細管（用(yòng)黑色箭頭指示）和神經纖維束（用(yòng)白色箭頭指示）。
圖五：健康志(zhì)願者的AO-OCT圖像，其焦點設置在前層。a）平均（10幀）斷層掃描顯示單個神經纖維。b）用(yòng)a)中(zhōng)的白色矩形表示的感興趣區(qū)域（放大2倍）。各個束用(yòng)白色圓圈标記。黑色箭頭表示內部視網膜中(zhōng)的微毛細血管。c）用(yòng)無傳感器的AO儀器記錄的強度B掃描顯示不同的分(fēn)割層（用(yòng)不同的顔色表示）。d）在c）中(zhōng)用(yòng)紅線(xiàn)表示的層的正面投影。白色箭頭指向單個神經纖維束。水平虛線(xiàn)表示c）中(zhōng)顯示的斷層掃描的位置。
圖六：小(xiǎo)鼠視網膜神經纖維層AO-OCT圖像。a）斷層掃描顯示單個神經纖維束。紅色括号表示用(yòng)于平均的深度拓展，以便生成相應的en-face面圖像。b）在自适應光學(xué)矯正之前，神經纖維層en-face圖像。c）自适應光學(xué)矯正的神經纖維層en-face圖像。圖中(zhōng)白色箭頭指向在b）中(zhōng)幾乎看不到，但在c）中(zhōng)可(kě)以清楚看到的結構。
可(kě)廣泛的應用(yòng)于眼腦及眼底相關疾病診斷、病理(lǐ)研究、長(cháng)期疾病觀察、治療方案優化、藥物(wù)藥效評價等臨床前研究領域：
01
眼腦疾病研究
眼腦疾病作(zuò)為(wèi)獨立的研究方向越來越受到科(kē)研者的重視，通過以阿爾茲海默症、帕金森症、腦血管病變等眼腦重大疾病的篩查和防治為(wèi)目标，推動眼腦重大疾病臨床轉化與研究的中(zhōng)心科(kē)研機構也越來越多(duō)。
腦血管等病變在前期表現出的微血管阻塞、結構變化都可(kě)以通過microIV小(xiǎo)動物(wù)視網膜影像系統檢測并通過長(cháng)期的跟蹤眼底組織機構的細微變化，探究疾病發展機制和治療方法，為(wèi)眼腦疾病在視覺應用(yòng)方面探索相關疾病的發病機理(lǐ)、早期診斷、優化治療方案并促進基礎研究的重大研究成果快速向臨床轉化。
通過觀察視網膜上的Aβplaque（β澱粉樣蛋白）斑塊沉積物(wù)可(kě)用(yòng)于阿茲海默症研究
02
視網膜病變
Phoenix小(xiǎo)動物(wù)視網膜成像系統具(jù)有(yǒu)高靈敏度的熒光成像功能(néng)，能(néng)實現臨床和臨床前熒光素眼底造影技(jì )術的無縫連接。高解析度的成像功能(néng)可(kě)以對小(xiǎo)鼠眼底細微的血管變化得以辨認，血管壁、色素上皮和視網膜内界膜等屏障的受損情況也可(kě)以檢測到。因此，可(kě)有(yǒu)效的檢測和觀察眼底相關疾病如視網膜病變、黃斑變性、視網膜色素病變、早産(chǎn)兒視網膜病變、視網膜母細胞瘤、青光眼、白内障等，并對相關疾病進行準确、客觀的動态觀察，為(wèi)疾病診斷、治療、發病機理(lǐ)、預後評價等提供有(yǒu)價值的依據。
糖尿病導緻視網膜血管滲透增加
03
新(xīn)生血管相關眼病研究
脈絡膜新(xīn)生血管（Choroidal NeoVascularisation，CNV），是指來自脈絡膜毛細血管的增殖血管，通過Bruch膜的裂口而擴展，在Bruch膜與視網膜色素上皮之間、或神經視網膜與視網膜色素上皮之間、或位于視網膜色素上皮與脈絡膜之間增殖形成，又(yòu)稱視網膜下新(xīn)生血管。多(duō)見于黃斑部，因而損害中(zhōng)心視力，是緻盲的主要原因之一。Micron IV可(kě)搭載激光模塊，提供精(jīng)确的激光光凝束去刺激脈絡膜新(xīn)生血管的形成，人性化的設計保證操作(zuò)人員可(kě)以精(jīng)确地，可(kě)靠地控制遞送激光的定位，大小(xiǎo)和強度，滿足不同研究目的的需要。
激光造模後進行血管造影觀察
03
不同治療方案優化，完成臨床前到臨床的快速轉化
針對衆多(duō)的眼科(kē)疾病，采用(yòng)的治療方案主要有(yǒu)手術、藥物(wù)治療、激光治療、幹細胞治療等幾種，而針對某一特異病症選擇最直接有(yǒu)效的治療方法至關重要。MicroIV小(xiǎo)動物(wù)視網膜成像結合高清晰的OCT成像可(kě)以無創、長(cháng)期的對動物(wù)眼底細微結構變化如視網膜、脈絡膜細胞層變化進行高解析度的成像，有(yǒu)效評估不同的治療方法在疾病治療過程中(zhōng)眼底組織的治愈、恢複情況變化，最快的将臨床前研究方案轉化到臨床實際應用(yòng)中(zhōng)。
04
全身性疾病引起的視網膜病變
不僅僅是各種視網膜、脈絡膜、視神經疾病，黃斑疾病，各種全身性疾病所引起的視網膜病變，如糖尿病性視網膜病變、高血壓性視網膜病變、動脈硬化性視網膜病變等也都可(kě)以應用(yòng)MicroIV高解析度成像系統進行疾病研究。如糖尿病性視網膜病(diabetic retinopathy，DR)是糖尿病性微血管病變中(zhōng)最重要的表現，表現為(wèi)具(jù)有(yǒu)特異性改變的眼底病變，是糖尿病的嚴重并發症之一。MicroIV小(xiǎo)動物(wù)視網膜成像系統高解析度熒光成像結合高分(fēn)辨率的OCT成像功能(néng)可(kě)以清晰的觀察到微血管瘤、出血斑、硬性滲出、棉絮斑、靜脈擴張、黃斑水腫、黃斑缺血、視網膜内微血管異常、玻璃體(tǐ)出血等組織異常信息，為(wèi)病症的診斷、發展檢測、治療等提供有(yǒu)力的研究手段。
Micron IV已在各主要高等院校、科(kē)研機構和制藥公(gōng)司被證實其在眼科(kē)研究方面的重要價值。早在2010年ARVO大會上，該公(gōng)司開發的 Micron III Retinal Imaging Microscope被公(gōng)認為(wèi)小(xiǎo)動物(wù)視網膜成像的新(xīn)标準，來自全球的眼科(kē)學(xué)及神經科(kē)學(xué)研究者都給予了高度評價，在此基礎上公(gōng)司的科(kē)研團隊又(yòu)推出一款專門為(wèi)小(xiǎo)型實驗動物(wù)眼睛成像而開發的高技(jì )術眼科(kē)學(xué)研究綜合平台——Micron IV。無論在亞洲、歐洲和北美洲，該技(jì )術都已被快速而廣泛地接受。在國(guó)内，已經有(yǒu)多(duō)家醫(yī)藥、科(kē)研中(zhōng)心購(gòu)買此儀器，如：北大人民(mín)醫(yī)院、北京大學(xué)基礎醫(yī)學(xué)院、中(zhōng)山(shān)大學(xué)眼科(kē)國(guó)家重點實驗室、葛蘭素史克(GSK)上海等并對該儀器給予了很(hěn)高的評價。是眼腦及眼科(kē)研究不可(kě)或缺的一柄利器。
參考文(wén)獻
Pircher M, Zawadzki RJ. Review of adaptive optics OCT (AO-OCT): principles and applications for retinal imaging [Invited]. Biomed Opt Express. 2017;8(5):2536-2562. Published 2017 Apr 19. doi:10.1364/BOE.8.002536
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