OCT读图指南和诊断会诊

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/30 09:13:18
目前光学相干断层扫描技术(OCT)在眼科的应用已经是众所周知,它的快速和精确,已经获得众多的OCT用户的认可。但是由于目前OCT设备的昂贵,在我们国内的尚只有医学院附属医院以及发达地区的专科医院具备该设备。很多医生,尤其是年轻的医生都希望能够了解这一技术。新近开展这项技术的医院希望能快速获取更多的读图经验。在这里,我希望能在眼科论坛这个平台,展示ZEISS公司的OCT3——STRATUS OCT的详尽功能,和大家一起分享OCT带来的便利。

本文分析和讨论的图片基本以OCT3——Stratus OCT为主要,可能部分的内容会按照以前的第2代OCT进行分析。但关于正常值数据等一概以Stratus OCT为准。前一代的结果会有比较大的差异,在此不再复述。

[b]一、OCT的简要发展史[/b]

-OCT技术文章发表在Science杂志。
Science. 1991 Nov 22;254(5035):1178-81
Huang D, Swanson EA, Lin CP, Schuman JS, Stinson WG, Chang W, Hee MR, Flotte T, Gregory K, Puliafito CA, et al.
[url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=1957169&query_hl=9]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entr ... =1957169&query_hl=9[/url]

-OCT l -1994由ZEISS公司开发,并投入商业使用。
最初为一种科研用仪器,目前大家仍旧能够在新的OCT上面看见一些程序就是来自OCT1.目前在中国存在的很少了。该设备操作比较复杂,而且分析也相对误差大,主要是分辨率上还不高。

OCT 2 – 2000商业化。
体积更小,更易操作。明显的分辨率提高了,出现了RNFL分析。
国内早期的OCT文章基本基于该设备。

StratusOCT (OCT3000)– 2002年3月上市。
高分辨率、更快、更小。
进一步的分析程序:包括视网膜分析,RNFL分析、视盘分析。同时包含FDA认证的RNFL和黄斑正常值数据库。

目前全球共有5000台在使用。
在中国大约100台,多数为OCT3。

二、 原理
Michelson 干涉计是OCT技术的原理。

A超是大家熟悉的。A超采用声波来测量长度,而OCT采用的是光波测量距离。由于光波的波长和传播速度远远高过声波,故而两者比较后者的精确性明显高。

目前OCT使用的光源,叫Superluminescent LED——超级发光二极管,全世界都是由俄罗斯国防部下属工厂提供的,从前用于军事用途(如导弹和军事卫星)。这里的Superluminescent LED 发出820nm波长的红外光(不可见光),不是激光(参考[url=http://www.ee.ucla.edu/~pbmuri/1998-review/simonis/slide6.html]http://www.ee.ucla.edu/~pbmuri/1998-review/simonis/slide6.html[/url]),对患者刺激小,到角膜的能量仅750mW,基本没有损伤。

当这束光投射后,在分光镜上分成两束:一束作为参考光(ref.)被反射镜反射回,另外一束投射到检查的标本(眼底),光线被不同层面的组织反射回。这束光和参考光发生了共振和干涉(类似在池塘投下两枚石子,产生的波相互干扰一样),形成低相干的光信号,即OCT的信号被计算机采集获得。这里比较分析反射波和参考波,就能获得关于组织反射性和距离的数据。特定的程序进行分析,立即可以获得相应的定性和定量结果。

A-Scan是OCT扫描的特定模式:它是采用了类似A超扫描的方式,垂直于我们的眼轴入射光波,采集某特定区域的从玻璃体到脉络膜的信号。它和B-Scan不一样,SLO检眼镜采用该扫描模式。目前还有一种C-Scan,又叫En-face扫描,主要是用于3D合成时的。

在读报告的过程中,在RNFL或retina的厚度上,均可看见在“xx A -Scan retina thickness is XXX",即是表示了在这么长的扫描线上(比如6mm),第xx根扫描线上的视网膜厚度是XXX um。

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polo 发表于 2009-2-21 00:29

[b]OCT如何评估视盘?[/b]

OCT采用6条4mm的扫描线,以视盘为中心,做放射状扫描,从而获得视盘的形态图,随后计算机程序根据扫描的结果,合成眼底的形态,并分别分析每条扫描线上的病变,以及计算杯盘的整体数据。

在OCT的断层扫描过程中,它始终要寻找RPE和RNFL的信号。而且,RPE的终末端信号是很重要的,在分析视盘过程中的最关键。

在定义视盘的边界(offset)时,OCT定义的是RPE终末端向上做垂直线(有时在OCT的图像上看起来不垂直,原因是OCT图像被处理过,无需考虑该差异)。在定义视杯的边界是在RPE向上150um,做平行RPE终末端的平行线(在OCT报告上,显示为红色的连线)。该参考平面数值可以更改。在红线以上的部位是盘沿位置,红线以下为视杯。

这个150um是如何获得的呢?——通过组织学的切片分析计算获得的(参考文献随后会提供)。最近,Leung CK等研究采用了95um,150um和205um作为参考平面,分析视盘的盘沿(cup rim)、盘沿容积(rim volume)和垂直轴杯盘比(vertical cup-disc ratio)。最终显示150um的界面显示早期青光眼改变是可靠的。(Invest Ophthalmol Vis Sci. 2005 Mar;46(3):891-9.)

但是临床分析过程中,实际的结果是OCT的结果和CSLO以及人为评估的盘沿结果会大,这在Schuman JS等人的研究里已经证实。(Am J Ophthalmol. 2003 Apr;135(4):504-12)同时他们也指出,由于常规视盘分析:cup-to-disc ratio的相对变异大,在区分正常人和青光眼患者的敏感性和特异性不高,他们提出的参考是采用视盘的盘沿容积分析(Vert. Intergrated Rim Volume)来分析。因为,盘沿容积在OCT对应了视盘上RNFL的多少。比如他们的研究的77眼视盘盘沿容积平均值为0.36±0.08mm³。国人的数据并没有该分析。如果有条件我们可以做同样的工作。
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polo 发表于 2009-2-21 00:29

视盘分析报告:
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polo 发表于 2009-2-21 00:30

视网膜神经纤维层厚度分析报告:
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polo 发表于 2009-2-21 00:33

视网膜神经纤维层连续性分析(追踪分析):

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polo 发表于 2009-2-21 00:34

视网膜厚度分析(包含正常值数据库):
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polo 发表于 2009-2-21 00:35

视网膜厚度/容积分析(表格图):

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polo 发表于 2009-2-21 00:36

黄斑正常值数据库彩色概率图:


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polo 发表于 2009-2-21 00:36

RNFL 正常值数据库彩色概率图:


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polo 发表于 2009-2-21 00:39

[b]三、扫描深度和分辨率[/b]

OCT的扫描深度是2mm,从而可以获得从玻璃体到脉络膜的浅层,正常情况下,OCT的扫描深度不能达到脉络膜深层,因而巩膜在正常情况下,也无法显影。

但是在病理情况下,例如发生黄斑区视网膜脱离且高度大于2mm时,OCT可能无法获得视网膜信号,因而无法分析;在病理性近视,亦可以由于视网膜和脉络膜的萎缩,可能全层的网膜和脉络膜变薄,光线穿透到巩膜获得很强的高反射也有可能。

在一次A-Scan时,在2mm深度,OCT采集了1024个数据,因而其轴向分辨率达到了10um;在一次快速扫描或慢速扫描上,OCT要进行128~768次A-Scan。因而其横向分辨率上,获得的是20um左右的分辨率。
例如:
- Fast macular thickness sacn 128×6=768 A-Scan
- Line Scan 512 A-scan
- Maular thickness scan 256 A- Scan
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通过高分率的扫描我们能够获得OCT的黄斑区图像;也能够获得RNFL的图像;同时,视盘的横断面研究也提供了青光眼和视盘疾病研究的新途径。

OCT带给您的是全新的眼科疾病诊断和病理诊断的手段。

下图显示为正常人的黄斑(扫描方式:Line 长度5mm 获得):注意各层的位置和形态。同时注意在黄斑区和RPE层分离的IS/OS这层,在正常黄斑出现,而且只有StratusOCT上才能分辩出来。在OCT1、OCT2上这层和RPE层是完全融合的。
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下图是显示RNFL(扫描方式: Fast RNFL scanning 扫描直径 3.46mm)
注意:该图形为环形扫描(T-S-N-I-T,即颞侧-上方-鼻侧-下方-回到颞侧)展开后形成。直径为以视盘为中心的直径3.46mm环。
(本扫描方式应用在正常值数据库的建立上,所有安装了RNFL正常数据库的用户,评估青光眼或者青排时请使用)
注意箭头指示,分别对应为上方和下方,可见RNFL厚度明显较鼻颞侧厚。符合生理情况。
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polo 发表于 2009-2-21 00:41

[b]OCT信号的解释[/b]

在下图上我们可以看见Log Reflection 这样的一个符号,然后有多种的颜色梯度。这里,很好的解释了OCT信号的真实含义:反射性。OCT得到的是组织的反射性高低,然后用颜色梯度(黑-蓝-绿-红-白)的伪颜色梯度,表示组织反射高低。熟悉的朋友,很容易通过这个来区分不同的层面。

红-白色–高反射率(RPE 和脉络膜毛细血管层、 RNFL层)
蓝-绿色–低反射率(神经节细胞, 光感受器 和脉络膜中层)
黑 色–非常低的反射率以及光线不能穿透的部位(玻璃体、脉络膜深层)
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polo 发表于 2009-2-21 00:42

[b]四、另外一种颜色梯度[/b]

在OCT定量分析的过程中,还用到另外一种颜色梯度,它的单位是um主要用在Retina map Analysis里面:

这里的颜色和厚度对应:
白色:> 470um
红色:350-470um
橙色:320-350um
黄色:270-320um
绿色:210-270um
蓝色:150-210um
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说道底,最后拿到了一张OCT的图像,如何来看图?(视网膜扫描图)

说点自己的经验,主要是理理头绪,可能有误请高手继续纠正:
1、首先,观察正常的结构都出现没有?按照上面我提及的三种反射,寻找标志:RNFL和RPE的高反射;两层高反射间的低反射。视网膜上和RPE下的无反射。

2、正常的组织有没有缺失(例如RPE的连续性如何,RNFL的厚薄有没有改变)?
组织中有没有出现异常的反射(高反射、中度到低度,无反射区)?

3、异常区域的定量分析是多少?变厚了,变薄了?

polo 发表于 2009-2-21 00:44

[b]举例说明:[/b]

下图所示:
第一步:正常的结构出现没有:寻找标志,发现周边RPE和RNFL信号存在,中央RPE上没有正常应出现的中心凹结构,以及中低反射组织不存在。

第二步:根据上步发现,RPE上方全层视网膜组织缺失;玻璃体内有异常的中等反射条带,和黄斑视网膜没有联系(箭头所示)。可初步判断是黄斑裂孔。同时观察裂孔周围视网膜组织内有空腔样改变,位置在外丛状层区域(提示该病变为慢性改变,导致周围视网膜变性所致)。

第三步:定量测量黄斑裂孔孔径,结果是350um。黄斑孔周边网膜厚度测量大于正常范围。

最后可以下结论:RPE上方全层视网膜组织缺失,视网膜全层孔,孔径350um伴玻璃体完全后脱离,中心凹未见玻璃体牵拉。诊断:黄斑裂孔(3期)伴黄斑水肿。

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分别显示一张Stratus OCT和Visante OCT的角膜图片。
下图为Stratus OCT角膜图片
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下图为LASIK手术后第一天的Visante OCT图像
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polo 发表于 2009-2-21 00:51

五、OCT在视网膜疾病扫描的操作体会

我的体会是,在众多的OCTscan模式中,比较实用的程序有两个:
Fast Macular Thickness(快速)和Line(线性)。

相信大家对Fast Macular Thickness扫描比较熟悉。常见的一些报告分析,尤其是包含正常数据库的分析,均需要使用Fast Macular Thickness模式获得:

1、6条放射状扫描线能够获得6个方位的信号,总信号为768×1024点数据,信息量大。
2、总的扫描时间短,仅需约1秒钟,患者很容易配合。
3、图像质量可供筛选。

缺点:不甚清晰,尤其是屈光间质不好的患者。

Line扫描的特点是:
1、单线可以对视网膜后极部任意位置(0-360度)做任意长度的扫描(3-9mm)扫描。
2、图像最清晰。最高分辨率在3mm下获得512×1024点数据。

缺点是:扫描时间略长,需要患者配合。容易发生图像扭曲。

下图:OCT 快速扫描图像

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下图:OCT line扫描的图像
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polo 发表于 2009-2-21 00:53

[b]扫描前[/b]

患者准备:

1、瞳孔要求:瞳孔尺寸在3mm时,我们就可以获得一个好的OCT图像(对于长期点毛果的患者,您就死了心吧,肯定作不出来。要做请在停用至少15天后再检查。)

2、当虹膜投射在眼底的图象成剪刀状时,和小瞳孔时会使OCT图象信号衰减。

3、屈光间质:对有白内障或介质浑浊的患者,散瞳可以获得更好的图像。

4、光学情况:让患者眨眼;对患有干眼症的患者请使用人工泪液。

5、屈光补偿:对你的患者进行合适的屈光补偿,能够获得最佳的图像。屈光补偿请使用OCT主机上的调节旋纽。

6、患者的舒适度和固视:患者坐的不舒服怎么能好好检查好好配合?没有固视的患者很难配合检查。

什么患者不适和做:您用直接检验镜不能看清黄斑和眼底的患者。

[b]扫描中[/b]

1、正常情况下,在快速扫描的过程中,无需对扫描的参数进行调节。但是对固视点以及扫描线可能会调节:总的原则是:眼底图应该全屏均很清晰(下图1所示区域);感兴趣区域或目标区域居于中央(保证A-scan是垂直于目标区)。

2、通过Z-offset 上下键(2区域),调整OCT扫描信号的高度,让信号位于信号框的中央。(如3示)

3、位置调节好,预备扫描前,点击优化键(Optimize)(2区域),获得最佳的OCT的偏正性-Polarization(或其信号强度)!

请在每次扫描前勿必自动优化!

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4、点击 scan Mode 即可开始扫描;再次点击去激活,回到准备扫描界面。

5、Freeze With Flash/Without Flash:闪光冻结图像或者不闪光冻结图像。
除非需要,请选择Freeze without flash,给你的患者舒服的感觉。
如果有条件,请用您的免散瞳拍照吧,更清晰。咱这OCT摄像头只有30万像素。
(不过,要是是RNFL扫描您想看看它的RNFL有没有缺损,偶尔Freeze with flash效果不错)

6、Review图像,找到信号强度(Signal Strength(max 10))最高和OCT图像最佳的,同时,没有“missing data”等提示的结果予以保存。(见下图)
如果不进入Review,直接保存将保存最后一次扫描的结果。

7、退出扫描回到主界面。

下图:Review下(预览)的结果提示:
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信号强度因子(Sigal Strength)

-最大值:10;
-强度在5以上的结果可信度高;
-在高度近视、屈光间质混浊,LASIK术后等情况下可能低于5。

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polo 发表于 2009-2-21 00:55

[b]扫描分析[/b]

很多时候,我们通过一次Fast Macular thickness扫描就能获得信号很好的眼底图像,那么结束这次扫描立即就能进行分析了。选择什么样的分析模式,又是新手比较头疼的事情。——毕竟在17种方法中找到一个合适的不容易的。
我的经验,对于黄斑区域的扫描:
第一步:采用Retina Map(single eye)分析,这样可以很轻松看见病变的大致区域。

第二步:回到Retina Thickness(single eye),找到病变最大的角度。(0~360度)

第三步:回到扫描,采用Line扫描病变最大的部位。根据病变的大小,选择合适的角度和扫描线的长度。

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视网膜厚度地图分析显示,由于囊样黄斑水肿,中心视网膜厚度高达498 µm 视网膜容积增加(9.04 mm2)。
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看下图,扫描线的方向是90度,自下向上扫描。假定是我们认定病变最大的位置在本条扫描线上的话,那么回到Line 线性扫描的话,我们就需要选择相应的参数了。
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如下图,通过Line扫描进入扫描界面上后,可以更改Length和Angle。其中Length范围从3~9mm,Angle范围从0~360。
根据上面发现最大病变在90度黄斑的话,选择参数:Length3mm,angle 90,按回车键输入。
如果病变是一巨大的水肿,可能选择的参数就要调整Length到9mm比较合适。

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polo 发表于 2009-2-21 00:56

[b]六、错误的图像,如何避免错误的结果[/b]

一般我们都能遇上不太好的结果,往往是患者的屈光间质问题,导致的信号强度在5以下常出现。

要知道所有有关视网膜厚度的结果,全部要依靠下面的这两条线——对应视网膜前表面和RPE,如果机器找得不对,肯定结果要有误差。

这个时候,需要使用Caliper On,标尺功能手动测量。
尽量不要迷信Layer on算出来的结果。

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polo 发表于 2009-2-21 00:57

[b]病理性近视合并网脱的病例一组图片[/b]
(Photo By:王光璐教授)

种类:并发于黄斑裂孔;
无黄斑裂孔(单纯性)的脱离;
表现:脱离常见于后巩膜葡萄肿区,极浅而限局,临床上难以发现。可长期稳定不发展,可自发吸收,可和劈裂并存,有或无明显玻璃体牵引的存在。
机理:视网膜未能与巩膜扩展相适应发展。
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polo 发表于 2009-2-21 00:57

OCT pic 1
视网膜脱离和内层劈裂,同时伴有视网膜囊样变性;但是后葡萄膜肿仍旧不明显。
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polo 发表于 2009-2-21 00:57

pic 2
这张视网膜的后葡萄膜肿很明显了,显然患者的视网膜已经无法和脉络膜和巩膜贴附了。
同时,视网膜脱离的范围是很大的。后方的高反射也不能定性了,不知应该是巩膜的反光还是残余视网膜脉络膜的反光。
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polo 发表于 2009-2-21 00:58

pic 3
视网膜后葡萄膜肿;同时伴有视网膜前膜和网膜脱离。
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polo 发表于 2009-2-21 00:59

[b]七、 Vitreoretinal Interface 疾病[/b]

1、 玻璃体黄斑牵引综合征(Vitreomacular Traction Syndrome)

——定义为一种由于不完全的玻璃体后脱离(imcomplete posterior vitreous detachment)合并持续的玻璃体黄斑粘连(adhesion),导致的视网膜(黄斑区)改变。

OCT的主要改变:
-黄斑外的玻璃体后脱离合并玻璃体后皮质与中心凹的粘连
-黄斑视网膜水肿和增厚
-随着病程加重,可能出现黄斑囊样水肿(CME)或者黄斑裂孔(MH)
-玻璃体手术治疗能够改善患者的视力

Reference:
Arch Ophthalmol 1998;116:1388-1389
Am J Ophthalmol 2001;132:122-123

Pic from Dr. Zhang Jianhua

提供:济南明水眼科医院

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polo 发表于 2009-2-21 01:00

2、视网膜前膜(Epiretinal Membrance)
自发性的视网膜前膜属于一种年龄相关性疾病。在60岁以上人群中发生率约6%。由于持续的牵拉,引起视力下降;同时导致临近视网膜血管扭曲变形,通透性增加,视网膜水肿和和视力的进一步下降。

OCT上的表现:
-视网膜前表面前(RNFL层上方)的高反射:红色或白色的OCT信号出现在RNFL层表面
-25%的患者前膜和视网膜组织分离,发生高反射区与视网膜间的间隙;大多数病例ERM和视网膜均粘连在一起。
-黄斑中心凹形态消失——预示ERM膜为中等厚度。
-视网膜增厚和水肿改变
-同时由于牵拉的存在,可能伴发黄斑假孔(Macular Pseudohole)的出现。黄斑假孔表现为黄斑中心陡峭的小坑(pit),然而视网膜厚度确为正常厚度。

视网膜前膜的主要病因:

-自发性的(Idiopathic)
-血管性(糖网,静脉阻塞;)(diabetic retinopathy, venous occlusions)
-葡萄膜炎症(Inflammatotry uveitis)
-外伤(Trauma)
-医源性损伤(postoperative causes)
-年龄相关性黄斑变性(AMD)
-脉络膜视网膜瘢痕(Chorioretinal scars)
PIC by Massin P et al.
提供:Am J Ophthlmol 2000;130:732-739

左上:视网膜前表面清晰可见的视网膜前膜(箭头所示),视网膜增厚;
右上:部分脱离的前膜(箭头所示),视网膜增厚伴视网膜下低反射区;
左下:前膜牵拉导致的视网膜增厚,但是前膜在OCT信号上不能分辨;
右下:黄斑区增厚,前膜(箭头所示)牵拉导致黄斑假孔。
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polo 发表于 2009-2-21 01:00

3、特发性黄斑裂孔(Idiopathic Macular Hole)

多发于女性,男女比例为1:2。好发在年龄大于60岁以上的人群。黄斑裂孔为各种原因造成的黄斑区视网膜组织的损伤,在视网膜内界膜至感光细胞层发生组织缺损,形成裂孔。

如黄斑区的视网膜组织完全缺损,称为全层黄斑裂孔;
如黄斑区的视网膜组织尚有保留,未完全缺损则称为板层黄斑裂孔。

黄斑裂孔的分期:
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上图解释:
Stage 0 (第一行)
正常的黄斑形态
Stage 1(第二行)
黄斑中心凹正常形态消失,玻璃体后脱离伴黄斑中心凹下囊腔(pseudocyst)改变;
Stage 2(第三行)
黄斑裂孔形成,中心凹下囊腔顶部缺失,但底部视网膜组织仍在位
Stage 3(第四行)
全层视网膜裂孔形成,裂孔周边视网膜水肿样改变
Stage 4(第五行)
裂孔完全形成,周围视网膜水肿

polo 发表于 2009-2-21 01:03

黄斑裂孔发展模式图:
Three-dimensional Observations of Developing Macular Holes.SHOJI KISHI, MD, AND HIDETO TAKAHASHI, MD. Am J Ophthalmol 2000;130:65–75.
黄斑裂孔分期(Gass,1994)
1期 即将发生的黄斑裂孔;
1a期 正常黄斑中心凹变浅;
1b期 正常黄斑中心凹消失;
2期 裂孔直径≤350?m,或裂孔边缘有盖附着;
3期 裂孔直径约400~500?m,可以看见盖或没有盖;
4期 裂孔直径较大且伴玻璃体完全后脱离。

4、板层黄斑裂孔(Lamellar Macular Hole )

如前所述,板层黄斑裂孔是视网膜部分的缺损性改变,它可以是全层黄斑裂孔的某一阶段,亦可以是独立的改变。OCT往往表现为黄斑中心凹周围视网膜增厚,伴随中心凹处视网膜局部缺损的低反射暗区,中心凹正常形态消失,视网膜厚度小于正常范围。

如下图:
1)视网膜前膜在中心凹产生牵引,周围组织正常,黄斑组织薄伴缺失。
2)囊样的空间出现在板层裂孔的边缘。
3)外层视网膜组织仍然存在的板层孔,玻切手术干预效果不佳---观察。
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总结:黄斑裂孔的主要病因

-自发性(idiopathic,特发性)
-外伤(traumatic)
-病理性近视(High myopia)
-血管性疾病
糖尿病视网膜病变(DR)
静脉阻塞(venous occlusion)
高血压视网膜病变(Hypertensive retinopathy)
脉络膜新生血管(CNV)
-罕见的病因:
Vitelliform macular degeneration
Coloboma of the optic nerve
Retinal hamartoma
Lighting stike
Light-induced retinal injury