撰稿 | 周玉宇

導(dǎo)讀

視網(wǎng)膜微血管的可視化和評估對于眼部和全身疾病的研究、診斷、監(jiān)測和指導(dǎo)具有重要意義。隨著光學(xué)相干斷層掃描血管成像(optical coherence tomography angiography，OCTA)的引入，視網(wǎng)膜微血管三維可視化成為可能，且無需造影劑。目前許多基于實驗室和商業(yè)的臨床儀器，成像協(xié)議，數(shù)據(jù)分析方法和指標已被應(yīng)用，但通常不一致，從而導(dǎo)致混亂的情況，這是應(yīng)用 OCTA 來減輕疾病負擔(dān)的主要障礙。

Danuta M. Sampson 等人以 Towards standardizing retinal optical coherence tomography angiography: A review 為題在 Light: Science & Applications 發(fā)表綜述論文。

此綜述將通過簡要討論視網(wǎng)膜及其血液供應(yīng)，OCTA 的起源和技術(shù)背景及其在臨床實踐中的應(yīng)用；然后，回顧當(dāng)前的成像協(xié)議、數(shù)據(jù)分析方法、指標和臨床實踐，確定現(xiàn)有的差異之處，提出了成像協(xié)議、數(shù)據(jù)分析方法、指標、結(jié)果報告和臨床實踐的最低標準，還確定了需要進一步研究的領(lǐng)域。希望本篇綜述鼓勵 OCTA 協(xié)議的統(tǒng)一，提高數(shù)據(jù)收集、分析和報告過程的透明度，并促進 OCTA 對視網(wǎng)膜醫(yī)療服務(wù)和生命科學(xué)調(diào)查的影響。

視網(wǎng)膜，其血液供應(yīng)和臨床意義

視網(wǎng)膜是半透明的神經(jīng)組織，排列在眼睛的內(nèi)部后表面。它的功能是通過將由眼睛光學(xué)器件創(chuàng)建的世界投影圖像轉(zhuǎn)換為通過視神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X的電信號來產(chǎn)生視覺感知。盡管平均厚度僅為 300 μm，但由于視網(wǎng)膜神經(jīng)元的多層和像素化組織，視網(wǎng)膜具有并行處理復(fù)雜視覺信號的巨大能力。視網(wǎng)膜血液供應(yīng)和中央凹的示意圖如 圖1 所示。

圖1 視網(wǎng)膜循環(huán)圖

視網(wǎng)膜(如圖2)不同空間區(qū)域的微血管網(wǎng)絡(luò)的可視化和表征對于提高對各種常見疾病的認識、分類和分期(無論是作為原因還是作為結(jié)果)都至關(guān)重要，包括年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)，糖尿病視網(wǎng)膜病變，血管閉塞，冠心病和阿爾茨海默病。

圖2 實際視網(wǎng)膜微血管結(jié)構(gòu)

光學(xué)相干斷層掃描血管成像和視網(wǎng)膜應(yīng)用

光學(xué)相干斷層成像技術(shù)（optical coherence tomography, OCT）是一種三維斷層成像技術(shù)，可以在原位實時地提供微米級的組織結(jié)構(gòu)橫截面圖像。利用散射光相干原理探測生物組織中不同深度層面對入射弱相干光的背像反射信號或者散射信號，得到生物組織二維或三維結(jié)構(gòu)圖像。

目前常用的臨床血管成像技術(shù)是用于視網(wǎng)膜的熒光素血管成像(FA)和用于脈絡(luò)膜的吲哚菁綠血管成像(ICGA)。OCTA 的優(yōu)勢在于它不需要成像劑；從而避免了患者對染料的罕見不良反應(yīng)。同樣，OCTA 采集時間可以短至幾秒鐘，而 FA/ICGA 需要 5-10 分鐘。特別的，與 FA 和 ICGA 相比，OCTA 提供了更好的深部毛細血管叢和脈絡(luò)膜脈管系統(tǒng)可視化(圖3)。

圖3 光學(xué)相干斷層掃描成像(OCTA)，熒光素血管成像(FA)，吲哚菁綠血管成像(ICGA)和組織學(xué)的比較。

OCTA 已經(jīng)在眼科學(xué)中取得了新的發(fā)現(xiàn)。例如，OCTA 提供了對黃斑毛細血管擴張癥和糖尿病視網(wǎng)膜病變中淺表和深部毛細血管叢的相對重要性的見解。有前景的早期實驗室研究包括視網(wǎng)膜血管功能的研究、監(jiān)測脈搏波速度的研究、血流異質(zhì)性和對外部刺激的反應(yīng)。血管搏動是 OCTA 未來的一個領(lǐng)域，基于多普勒 OCT 的視網(wǎng)膜早期工作，以及使用 OCTA 針對皮膚成像的早期工作。展望未來，OCTA 也可能有益于神經(jīng)系統(tǒng)研究，以促進對多發(fā)性硬化癥，阿爾茨海默病，各種視神經(jīng)病變的病理生理學(xué)和腦小血管疾病的診斷的理解。

標準化建立的建議

OCTA 近年來取得了很大的進步，但其臨床應(yīng)用之旅才剛剛開始。如果我們能夠超越支離破碎的方法，走向共識的大規(guī)模協(xié)調(diào)應(yīng)用，OCTA 及其應(yīng)用的前景將是豐富而令人興奮的。

一個令人興奮的前景是建立可靠的、多來源的健康受試者和關(guān)鍵血管疾病患者視網(wǎng)膜OCTA 數(shù)據(jù)庫。不僅要進一步以 OCTA 為基礎(chǔ)診斷視網(wǎng)膜疾病，而且要支持利用人工智能和相關(guān)技術(shù)發(fā)現(xiàn)更好的生物標記物。為了能夠建立可靠的大型數(shù)據(jù)庫，接下來，總結(jié)了對標準化建立的重要的建議。

1. 一致的解剖學(xué)：采用視網(wǎng)膜血管層的定義和術(shù)語，如本綜述中視網(wǎng)膜層分割和定義部分所述。這種一致性將最大限度地減少由于可變層定義和定位斷層面OCTA深度位置而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)分析和結(jié)果報告的變化，并使報告之間的結(jié)果更容易比較。

2. 報告關(guān)鍵成像參數(shù)：OCTA 儀器和研究人員的生產(chǎn)者應(yīng)報告橫向分辨率和橫向掃描密度以及每個協(xié)議的角視場。同樣，應(yīng)報告血管速度(或掃描間時間)的范圍，只有了解全套參數(shù)，OCTA 用戶才能充分了解所應(yīng)用儀器的局限性并正確解釋其發(fā)現(xiàn)。

3. 定義圖像質(zhì)量指標：應(yīng)進一步開展工作，以確定評估 OCTA 圖像質(zhì)量的最佳自動化方法，建議所有人遵循。

4. 標準化放大倍數(shù)校正：應(yīng)進一步調(diào)查以得出校正 OCTA 圖像橫向放大倍數(shù)的最實用方法，以確保被所有用戶普遍接受。既定方法應(yīng)在商業(yè)和非商業(yè) OCTA 儀器中實施。

5. 深部血管復(fù)合體的正確投影偽影：為了準確評估深血管復(fù)合體，應(yīng)首先優(yōu)化能夠去除投影偽影的算法，然后采用。

6. 標準化 OCTA 圖像處理和分割：應(yīng)進行系統(tǒng)研究以測試和驗證自動 OCTA 圖像處理的算法：面部圖像閾值處理和血管分割；和視網(wǎng)膜層的分割。這些研究應(yīng)應(yīng)用于所有類型 OCTA 儀器的數(shù)據(jù)，并根據(jù)效率，準確性和執(zhí)行時間報告算法性能。用于 OCTA 圖像處理和分割的最佳單一通道將大大提高評估定量指標的起點。

7. 標準化圖像平均：應(yīng)進行系統(tǒng)研究以評估橫斷面 OCTA 圖像平均對 OCTA 血管指標準確性的重要性。基于在結(jié)果方面，應(yīng)采用標準成像協(xié)議，以盡量減少平均值引起的指標變化。

8. 創(chuàng)建更多開放獲取數(shù)據(jù)集：需要更多開放獲取數(shù)據(jù)集來驗證協(xié)議。目前，有兩個這樣的 OCTA 數(shù)據(jù)集，來自 ROSE 和 PREVENT 研究。這些數(shù)據(jù)集應(yīng)包括用 OCTA 收集的數(shù)據(jù)，但理想情況下還包括組織學(xué)；組織學(xué)目前受到較少偽影的影響，并使更多的血管可視化。

9. 創(chuàng)建開源軟件和標準指標：按照上面的步驟1-8應(yīng)該會生成一套適合在開源軟件中實施的最佳實踐，這也將使視網(wǎng)膜血管網(wǎng)絡(luò)的定量分析成為可能——基于本文定義的指標的選擇，從而最大限度地減少使用和比較不同算法分析的數(shù)據(jù)。

與此同時，OCTA 用戶應(yīng)集中精力協(xié)調(diào)成像協(xié)議，數(shù)據(jù)分析方法和數(shù)據(jù)報告，并確保他們公布所有數(shù)據(jù)的詳細描述和他們適用的程序。

結(jié)論

本綜述強調(diào)了儀器和研究之間 OCTA 結(jié)果缺乏可比性的挑戰(zhàn)，以及改善這一點以支持視網(wǎng)膜和全身血管疾病的診斷，監(jiān)測和治療的重要性。敦促 OCTA 視網(wǎng)膜成像界確定數(shù)據(jù)收集，分析和報告結(jié)果的最佳實踐，并促進透明數(shù)據(jù)共享，以提高準確性，可靠性和更廣泛的合作。

論文信息

Sampson, D.M., Dubis, A.M., Chen, F.K. et al. Towards standardizing retinal optical coherence tomography angiography: a review. Light Sci Appl 11, 63 (2022).

https://doi.org/10.1038/s41377-022-00740-9

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