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综述:眼血流成像技术进展:激光散斑血流成像与光学相干断层扫描血管成像在视网膜及脉络膜血管疾病中的临床应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月22日 来源:Survey of Ophthalmology 5.9
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本综述系统探讨了激光散斑血流成像(LSFG)与光学相干断层扫描血管成像(OCTA)两种无创眼血流成像技术的原理、参数及临床应用,重点分析了其在年龄相关性黄斑变性(AMD)、糖尿病视网膜病变(DR)等十余种眼病中的诊断与监测价值,并展望了人工智能(AI)整合等前沿发展方向。
Abstract
眼血流成像技术已成为临床实践中不可或缺的工具,尤其当视网膜血管紊乱与多种眼部疾病的病理生理机制密切相关时。本综述聚焦于激光散斑血流成像(LSFG)和光学相干断层扫描血管成像(OCTA),深入探讨了其原理、关键参数、优势、局限性及常见伪影,并系统评估了它们在年龄相关性黄斑变性(AMD)、息肉样脉络膜血管病变(PCV)、糖尿病视网膜病变(DR)、视网膜静脉阻塞(RVO)、视网膜动脉阻塞(RAO)、病理性近视、青光眼、非动脉炎性前部缺血性视神经病变(NAION)以及早产儿视网膜病变(ROP)等疾病中的应用价值。最后,综述还讨论了新生儿成像设备、超广角OCTA及人工智能(AI)在血管分析中的整合等新兴进展。
Introduction
随着视网膜血管紊乱被证实与年龄相关性黄斑变性(AMD)、糖尿病视网膜病变(DR)、视网膜血管阻塞及青光眼等疾病的病理机制相关,眼血流研究近年来备受关注。评估方法可分为有创与无创两类:有创技术如荧光素血管造影(FA)和吲哚青绿血管造影(ICGA)因需静脉注射染料且可能引发不良反应,应用受限。近几十年来,无创灌注测量技术如激光多普勒血流测量(LDF)、光学相干断层扫描血管成像(OCTA)和激光散斑血流成像(LSFG)成为研究热点。本综述重点讨论LSFG和OCTA这两种临床广泛应用的成像设备。
LDF
LDF于1970年代被首次研究,1980年代初商业化。其基于多普勒效应,利用相干激光测量移动红细胞引起的频移,可提供血流速度和容积的相对测量值,应用于视网膜、视盘(ONH)、中心凹下脉络膜及虹膜。LDF在神经血管耦合、激素影响、早期诊断和治疗评估中均有应用。
Principles and applications
LSFG是一种无创技术,1994年首次用于人类视网膜,2008年商业化為LSFG-NAVI。它利用激光散斑现象测量视盘、脉络膜、虹膜和视网膜血管的循环,典型视野(FOV)为6×3 mm(21°),可实时监测组织循环变化。
Parameters
LSFG通过两个主要相对参数计算眼血流:平均模糊率(MBR)和相对血流容积(RFV)。MBR代表散斑图案的模糊程度,直接反映血流速度;RFV则结合血管面积与MBR,估算总血流容积。
Principles and applications
OCTA是一种无创血管可视化方法,自2014年推出后迅速发展并广泛应用于临床。它在结构OCT基础上通过重复B扫描检测运动对比,从而显示血管系统。鉴于算法和硬件配置的多样性,设备间比较需谨慎。
AMD
AMD是一种进展性退行性疾病,在发达国家导致60岁以上人群视力丧失。早期和中期以玻璃膜疣和色素异常为特征,晚期则包括地图样萎缩(GA)和伴有脉络膜新生血管(CNV)的新生血管性AMD(nAMD)。血管功能障碍在AMD发病机制中起核心作用,导致缺氧、玻璃膜疣积累、组织变性和异常血管生成。
Polypoidal choroidal vasculopathy (PCV)
PCV是肥厚脉络膜谱系中的一种疾病,以脉络膜血管充血、分支脉络膜血管网络及血管末端息肉样扩张为特征。虽临床与nAMD相似,但PCV对抗血管内皮生长因子(VEGF)单药治疗反应不佳,区分两者对治疗规划至关重要。当前诊断策略主要依赖基于OCT的结构标志物,但眼血流评估提供了额外信息。
DR
DR是全球视力损害的主要原因。慢性高血糖引发选择性周细胞丢失、内皮功能障碍和白细胞淤滞。周细胞凋亡及后续内皮损伤导致微动脉瘤形成、血管通透性增加和毛细血管闭塞。白细胞淤滞通过上调黏附分子和炎症进一步减少灌注并加剧缺血。晚期糖基化终末产物(AGEs)通过氧化应激和炎症促进这些变化。
Retinal vein occlusion (RVO)
RVO是第二常见的视网膜血管疾病,也是老年人视力丧失的常见原因。包括影响筛板后中央视网膜静脉的中央RVO(CRVO)和发生在动静脉交叉处的分支RVO(BRVO)。
Retinal artery occlusion (RAO)
RAO导致急性视网膜缺血和无痛性视力丧失,在某些情况下是需要立即诊断和干预的眼科急症。包括引起广泛视网膜缺血的中央RAO(CRAO)和导致局部梗塞的分支RAO(BRAO)。
Pathologic Myopia
近视是全球日益增长的公共卫生问题,以进展性眼轴延长(AL)为特征,引起脉络膜和视网膜的机械性拉伸和变薄,增加扩散距离并降低VEGF表达。测量眼血流对于监测病理性近视的进展和指导管理至关重要。
Glaucoma
青光眼是全球不可逆盲的主要原因。视神经病变的病理生理学主要有两种理论:机械理论,归因于眼压(IOP)升高造成的损伤;血管理论,将其与眼血流不足和缺血联系起来。原发性开角型青光眼(POAG) largely pressure dependent,而正常眼压性青光眼(NTG)与血管功能障碍相关。由于NTG在晚期前无症状,早期检测血流异常对预防视力丧失至关重要。
Non-arteritic anterior ischemic optic neuropathy (NAION)
NAION是中老年人群视力丧失的主要原因,也是仅次于青光眼的第二常见视神经病变。视盘急性低灌注引发导致缺血和肿胀的级联反应,进一步损害毛细血管灌注。它导致进行性视野丧失和视神经萎缩,需要迅速诊断和干预以获得最佳视力结果。
Retinopathy of prematurity (ROP)
ROP是儿童盲的主要原因,由早产后视网膜血管化异常引起。由于视网膜灌注失调 contributes to ROP progression,眼血流成像可能有助于诊断、监测和治疗评估。
Devices for neonates
新生儿测量可使用LSFG-baby系统和手持OCTA设备进行,婴儿在仰卧位测试。LSFG-baby系统在婴儿正常睡眠期间表现出MBR和脉冲波形参数的高重现性,以及视盘MBR与矫正胎龄的相关性。此外,一些病例报告表明它用于评估ROP治疗效果;然而,其重现性略低。
Clinical Application
LSFG和OCTA作为无创眼血管评估成像工具具有 distinct advantages(表2)。LSFG提供血流动力学的定量测量,尤其在脉络膜循环中,使其对眼灌注和自动调节功能的评估很有价值。OCTA产生高分辨率、分层特异性的视网膜和脉络膜血管系统可视化,实现详细的形态学评估;然而,它缺乏量化血流的能力。
Research applications
除临床用途外,LSFG和OCTA还是研究眼病理生理学和治疗效果的重要工具。LSFG主要用于研究 settings。其量化实时血流动力学的 ability 使其特别适用于研究血管扩张剂和神经保护疗法的效果,尤其在NAION和青光眼等条件下。OCTA广泛用于研究血管病理生理学和评估治疗疗效。
Conclusion
LSFG和OCTA是提供无创、可重复、定量的眼血流和血管结构成像的工具。LSFG和OCTA在真实世界 setting 中的临床应用总结于表3。成像技术的进步 combined with AI整合增强了图像质量、自动化数据分析并拓宽了临床应用。
Methods of Literature Search
使用PubMed/MEDLINE、Embase、Cochrane Library、Google Scholar和Web of Science数据库进行 comprehensive literature search,识别截至2025年4月发表的所有相关研究。搜索包括以下非缩写关键词的各种组合:“laser Doppler flowmetry”、“laser speckle flowgraphy”、“optical coherence tomography angiography”、“age-related macular degeneration”、“polypoidal choroidal vasculopathy”、“diabetic retinopathy”、“retinal”。
Uncited references
28; 86; 94
Funding
本研究由长庚纪念医院研究基金(CMRPG3P0051和CMRPG3P0191)及科技部研究基金(NSTC 113-2314-B-182A-040)支持。资助者在研究设计或 conduct 中无任何角色。
CRediT authorship contribution statement
sun Ming-hui: 验证, 监督, 资源, 调查, 概念化。 Yih-Shiou Hwang: 监督, 项目管理, 概念化。 Nan-Kai Wang: 监督, 项目管理, 概念化。 Yi-Hsuan Tseng: 写作-审阅编辑, 写作-初稿, 验证, 调查, 概念化。 Chi-Chun Lai: 监督, 项目管理。 Wei-Chi Wu: 写作-审阅编辑, 监督, 项目管理, 资金获取。
Declaration of Competing Interest
作者声明无利益冲突。
Acknowledgements
我们感谢Editage(www.editage.com.tw)的英语语言编辑。
Conflict of Interest Disclosure
作者声明无利益冲突。
Methods of Literature Search
使用PubMed数据库进行文献搜索,仅包括英语文章。搜索词包括关键词组合,如“ocular blood flow”、“laser speckle flowgraphy”、“optical coherence tomography angiography”、“artifacts”及疾病特定术语如“age-related macular degeneration”、“polypoidal choroidal”、“diabetic”。
Glossary
AGE 晚期糖基化终末产物
AI 人工智能
AL 眼轴长度
AMD 年龄相关性黄斑变性
ARBS 血流面积比
ATI 加速时间指数
BOS 吹熄分数
BOT 吹熄时间
BRVO 分支视网膜静脉阻塞
BVN 分支新生血管网络
CRVO 中央视网膜静脉阻塞
DCP 深层毛细血管丛
DL 深度学习
DME 糖尿病性黄斑水肿
DMI 糖尿病性黄斑缺血
DR 糖尿病视网膜病变
FA 荧光素血管造影
FAI 血流加速指数
FAZ 中心凹无血管区
FOV 视野
GA 地图样萎缩
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