多光谱眼底成像技术在脉络膜疾病中的诊断价值研究

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kekezhu99
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脉络膜是眼部血管最为丰富的组织结构,在人眼解剖结构、生理代谢、光保护作用以及免疫中起到重要作用。但由于其位于视网膜色素上皮下,故其成像受到色素上皮遮蔽的影响,普通影像学检查无法对脉络膜病灶进行全面而清晰的呈现。眼底影像学的进步为脉络膜成像提供了工具,也从不同角度评估脉络膜的形态改变。1956年应用眼部B超首次描述了脉络膜的形态,1973年吲哚箐绿脉络膜造影(Indocyanine Green Angiography,ICGA)首次采用造影剂对比方式呈现了脉络膜动态时像变化,1991年视网膜断层扫描(Optical Coherence Tomography,OCT)的出现为脉络膜断面成像提供了新的契机,但由于技术初始其穿透能力不足,无法对脉络膜全层厚度进行扫描,而2008年深度加强视网膜断层扫描(Enhanced-Depth-Imaging OCT,EDI-OCT)的出现首次实现了脉络膜全层扫描。光学相干断层扫描血流成像(Optical Coherence Tomography Angiography,OCTA)在OCT扫描的原理上进一步拟合,首次无创呈现视网膜血流及脉络膜血流信息,但其弊端为扫描范围相对较小、血流过快或过慢时均无法成像、造成病理信息遗漏,故对于脉络膜中血管和大血管其成像能力不足。多光谱眼底成像(MSI)作为一项视网膜脉络膜en-face无创成像技术,其优点在于不同光谱可检测不同深度视网膜脉络膜病变信息,目前其短波长550 nm-600 nm在糖尿病视网膜病变中的应用价值已有较多文献报道,但其中段波长以及红外波长(680 nm、780 nm、810 nm、850 nm)具有较强视网膜色素上皮穿透能力,但其在脉络膜疾病中的应用尚无系列研究。本研究以厚型脉络膜疾病谱及脉络膜肿瘤为初步探索对象,于本研究第一部分观察分析了MSI在肥厚型脉络膜疾病谱中的诊断力及其特征性影像学表现,并通过测量脉络膜血管密度实现了量化评估分析。本研究第二部分观察对比MSI在部分脉络膜肿瘤中的特征表现,并通过量化分析实现不同肿瘤的光谱分析,为多光谱成像在脉络膜疾病中的应用提供基础。第一部分多光谱眼底成像在肥厚型脉络膜疾病谱的影像学特点目的:分析多光谱眼底成像在肥厚型脉络膜疾病谱(中心性浆液性视网膜脉络膜病变、肥厚型脉络膜新生血管性病变、息肉状脉络膜血管病变)中的影像学特点,分析其独立诊断能力(敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值),通过多光谱量化参数进一步分析不同组别差异性及多因素相关性。方法:1.本研究纳入标准为单眼浆液或出血性黄斑病变,并经眼底荧光血管造影(Fundus Fluorescence Angiography,FFA)和ICGA诊断为中心性浆液性视网膜脉络膜病变、肥厚型脉络膜新生血管性病变或息肉状脉络膜血管病变者,共计173名患者(173眼)纳入本研究,进行多光谱眼底照相检查及其他眼底多模式影像学检查。2.由两名专业眼底医生按照多光谱影像学体征特点对图像进行判读,其中不同病理体征的判断标准为:息肉样病变(Polyps)表现为中长波长边缘高反射信号病灶,呈卵圆形或分叶状,病灶中间区域为低反射信号;分支血管网(Branching Vascular Network,BVN)表现为中等波长开始出现的高反射网状结构;色素上皮脱离(Pigment Epithelium Detachment,PED)表现为边界高反射的圆形病灶,其内呈等反射信号;神经上皮脱离,或视网膜下液(Subretinal Fluid,SRF)在短波长表现为等反射信号、中长波长表现为均匀的高反射信号。色素上皮紊乱变现为中波长出现的不均匀反射信号,延续到长波长。脉络膜大血管扩张(Pachyvessels)表现为中长波长下黄斑区条状高反射信号。按照多光谱判读标准,以FFA/ICGA为金标准参照,判读MSI对三种肥厚型脉络膜病变的诊断敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值,分析对比多光谱在检测肥厚型脉络膜病变相关体征(色素上皮紊乱、息肉状病灶、分支血管网、色素上皮脱离、脉络膜大血管扩张)的敏感性,确定观察不同体征的优选光谱;同时对比急性CSCR和慢性CSCR中MSI定位渗漏点的敏感性和特异性,并对比MSI在有PED的CSCR和无PED的CSCR组中定位渗漏点的敏感性和特异性,分析MSI显示渗漏点的能力。3.通过处理多光谱850 nm图像,计算脉络膜血管的密度,比较该参数在组间的差异性,分析其与年龄、性别、眼轴、等效球镜、黄斑下脉络膜厚度和脉络膜中血管层和脉络膜毛细血管联合厚度之间的相关性。结果:1.不同医生间判读结果进行比较,MSI的诊断一致性较高(Cohen’s kappa=0.91)。2.MSI诊断CSCR的敏感性为97.96%,特异性为96.00%,阳性预测值为96.97%,阴性预测值为97.30%;诊断PNV敏感性为80.00%,特异性为95.21%,阳性预测值为66.67%,阴性预测值为97.55%;在诊断PCV敏感性为87.27%,特异性为96.91%,阳性预测值为92.31%,阴性预测值为94.21%。3.MSI在检测肥厚型脉络膜谱系病变的病灶敏感性和特异性:Polyps敏感性为87.27%,特异性为81.79%;BVN敏感性为91.49%,特异性为92.06%;SRF敏感性为82.16%,特异性为94.87%;PED敏感性为82.11%,特异性为74.00%;色素上皮紊乱敏感性为95.86%,特异性为71.43%。Pachyvessels敏感性为35.90%,特异性为94.74%。4.MSI渗漏点表现为点状高反射,检出急性CSCR渗漏点的敏感性显著高于慢性CSCR(P<0.01),有PED组显著高于无PED组(P<0.01)。5.多光谱血管密度分析可见黄斑颞侧血管密度在CSCR组高于PNV组,但无统计学差异(P>0.05),CSCR组和PNV组均显著高于PCV组(P<0.001),多光谱血管密度与年龄呈负相关(r=-0.158,P=0.0187),与脉络膜毛细血管+脉络膜中血管密度的呈正相关性(r=0.425,P<0.001),与性别、眼轴长、等效球镜、黄斑下脉络膜厚度(SFCT)均无相关性(P>0.05)。小结:1.多光谱成像在肥厚型脉络膜谱系疾病中具有特征性表现,具有较高的敏感性和特异性,对CSCR、PNV及PCV的诊断能力较好;2.多光谱血管密度可作为评估脉络膜小血管及中血管变化的量化指标。第二部分多光谱眼底成像在脉络膜肿瘤中影像特点和诊断价值目的:观察脉络膜肿瘤的多光谱成像特点,分析非色素性脉络膜肿瘤(脉络膜骨瘤及脉络膜血管瘤)以及色素性脉络膜肿瘤(脉络膜黑色素瘤和脉络膜色素痣)的病理与光谱变化之间的对应关系,通过多光谱肿瘤反光指数(Reflection Index,RI)和边界清晰指数(Border Definition Index,BDI),量化对比不同病变特点,为脉络膜肿瘤诊断和鉴别诊断提供光谱学证据。方法:本研究为观察性断面对比研究,共纳入29名患者(30只患眼),其中脉络膜骨瘤9眼,脉络膜黑色素瘤1眼,脉络膜血管瘤10眼,脉络膜色素痣10眼。患眼多光谱眼底照相检查及其他眼底多模式影像学检查(眼底彩色照相、自发荧光、荧光素钠血管造影、吲哚菁绿脉络膜造影、OCT加强深度扫描模式、眼部彩超),临床必要者行电子计算机断层扫描和/或核磁共振扫描检查。分别记录瘤体的影像学特点,包括高反射、低反射、等反射信号,反射均匀、不均匀,若不均匀反射则进一步对其形态做描述、肿瘤与周围组织分界线是否清晰、肿瘤表面有无色素改变、肿瘤表面血管反射强度变化等信息。通过多光谱反射指数、边界清晰指数对不同肿瘤的光谱进一步量化对比分析。结果:1.脉络膜骨瘤光谱特点表现为“三明治”样变化规律,即550 nm、600nm表现为均匀高反射,620 nm、680 nm、780 nm不均匀高反射且呈现特征性蜂窝状反射形态,810 nm、850 nm也呈均匀高反射且反射强度高,此特点在未脱钙化骨瘤中均可观察到(100%),此反射形态的变化与EDI-OCT中观察到的骨瘤结构(前、后表面均为连续的线状高反射,中央为点状高反射)相对应。脱钙化的脉络膜骨瘤出现两种不同的光谱区域:“孤岛”区域(瘤体残留部分)、脱钙化(脉络膜血管透见)。此现象在脱钙化患眼中均可观察到(100%)。2.脉络膜血管瘤的光谱变化规律为550 nm与周围组织等反射信号,反射信号在680 nm为最强高反射,随后红外波长(780 nm、810 nm、850nm)反射强度降低。3.脉络膜色素痣和脉络膜黑色素瘤在550 nm-850 nm均为低反射,但脉络膜黑色素瘤的反射略高于脉络膜色素痣。4.MSI通过瘤体反光指数对比可见不同病理组成的脉络膜肿瘤,反光变化规律有特征性的鉴别点。5.MSI通过瘤体边界指数观察瘤体边界时,明显优于蓝光自发荧光、红外自发荧光、红外激光共聚焦扫描像以及荧光素钠造影(P<0.05)。ICGA是冠状面成像技术中唯一与MSI同样具有较清晰显示瘤体边界的检查方法。小结:1.MSI在脉络膜肿瘤诊断和鉴别诊断中具有特征性表现,并可现实与病理组织的对应关系,提示眼底肿瘤的病理组织成分。2.MSI的反光指数和边界清晰指数分析,为不同肿瘤的诊断和鉴别诊断提供依据。结论:1.MSI眼底成像可对肥厚型脉络膜谱系疾病提供敏感性及特异性较高的诊断信息,多光谱脉络膜血管密度可作为脉络膜小血管及中血管变化的量化指标。2.MSI可提供脉络膜肿瘤新型影像特点及光谱信息,多光谱量化分析为精准诊断和鉴别诊断提供新途径。3.MSI对脉络膜疾病具有新型影像诊断价值,可减少临床中对有创检查的依赖性。
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