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神经眼科

神经眼科中的光学相干断层扫描(OCT)

1. 神经眼科中的光学相干断层扫描(OCT)是什么?

Section titled “1. 神经眼科中的光学相干断层扫描(OCT)是什么?”

OCT是一种利用光学干涉现象的非侵入性成像诊断技术,可提供视网膜视神经的高分辨率断层图像1)。最初用于视网膜疾病和青光眼的管理,但现已迅速扩展到神经眼科疾病的应用1)

它特别适用于评估视神经病变视交叉后视路障碍。可以客观量化RNFL和GCIPL的水肿和萎缩,有时能在明显的临床体征或视功能损害出现之前检测到变化1)

在日本,1997年群马大学安装了第一台OCT设备,2008年开始纳入保险覆盖。目前,它已成为神经眼科评估的重要组成部分,预计未来使用量将进一步增加1)

在评估视路疾病时,cpRNFL厚度和黄斑部视网膜内层厚度是核心评估指标。

Q OCT用于哪些神经眼科疾病?
A

它广泛应用于视神经炎多发性硬化症视盘玻璃膜疣视乳头水肿压迫性视神经病变非动脉炎性前部缺血性视神经病变NAION)、阿尔茨海默病和帕金森病等疾病。这些疾病的特征性OCT表现详见“目标疾病与适应症”部分

神经眼科OCT多模态示例
神经眼科OCT多模态示例
Iridochorioretinal coloboma associated with buried optic nerve drusen: a case report. Arq Bras Oftalmol. 2022 May-Jun; 85(3):294-296. Figure 3. PMCID: PMC11826757. License: CC BY.
左眼。3A) 眼底检查。3B) 眼底自发荧光。3C) 视神经OCT。3D) B超扫描。

OCT检测到的异常大致分为“增厚”和“变薄”两类。

  • RNFL增厚:反映轴突水肿。见于视神经炎急性期、急性缺血及短期颅内压增高。
  • RNFL变薄:反映神经节细胞轴突丢失。见于神经退行性疾病、中毒性/营养缺乏性视神经病变、炎症/缺血过程的慢性期,最终导致视神经萎缩

cpRNFL

视盘周围视网膜神经纤维层RNFL)厚度:神经眼科中最有价值的结构参数。通过视盘周围环形扫描间接评估所有RGC 1)

分区评估:分别测量上方、下方、鼻侧、颞侧的厚度,并与视野结果对照(例如:颞下方RNFL萎缩→颞上方弓形暗点)。

正常数据库比较:与按种族和年龄匹配的正常眼数据库进行概率显示比较。由于个体差异大,轻度减少也可能不被判定为异常,需要评估实际测量值并与对侧眼比较。

黄斑GCIPL

GCL+IPL(GCIPL):由于大部分视网膜神经节细胞RGC)位于黄斑部,因此对检测视神经损伤很有用1)。根据设备不同,可报告为GCIPL(GCL+IPL)或GCC(NFL+GCL+IPL)。

视盘水肿时的优势:在伴有视盘水肿的急性期,cpRNFL分析困难,但黄斑部视网膜内层分析受视盘水肿影响较小,且能比cpRNFL更早检测到变薄。

先行变化:GCIPL变薄通常先于RNFL变化被检测到(在视神经炎非动脉炎性前部缺血性视神经病变压迫性视神经病变中均有报道)1)

OCTA

OCT血管成像:无需造影剂即可无创显示视网膜脉络膜血管的细微结构。

放射状视乳头周围毛细血管(RPC)评估:检测血管扩张、迂曲和血管密度降低。血管密度降低与神经纤维层缺损NFLD)部位一致。

在神经眼科中的应用:用于非动脉炎性前部缺血性视神经病变视乳头水肿视神经炎的鉴别诊断和随访1)

Q RNFL和GCIPL有什么区别?
A

RNFL包含视网膜神经节细胞RGC)的轴突,而GCIPL包含RGC的细胞体(GCL)和树突突触(IPL)。两者提供互补信息,根据病变位置和时期,哪个先变化有所不同。在伴有视乳头肿胀的急性期,GCIPL评估比cpRNFL更可靠。

以下是OCT在神经眼科领域应用的主要疾病及其特征性表现。

  • EDI-OCT是检测ODD的金标准1)
  • ODD定义:位于筛板上方、具有高反射边缘的低反射结构(ODDS联盟推荐)1)
  • 埋藏型ODD的检测:优于B超、自发荧光和CT,在埋藏型ODD高发的年轻人群中尤其有用1)
  • 与严重程度的相关性ODD体积越大,与RNFL变薄和视野缺损的相关性越强1)
  • **PHOMS(视盘周围高反射卵形团块样结构)**应被视为与ODD不同的现象1)

视神经炎、多发性硬化症(MS)和NMOSD

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  • RNFL和GCIPL变薄是MS视神经炎中已确立的生物标志物1)
  • 即使没有眼部症状的MS患者也表现出cpRNFL减少,尸检研究证实99%的MS患者存在视神经脱髓鞘病变。
  • 急性球后视神经炎RNFL厚度可能正常、减少或增加(轴突水肿)。约6个月后可检测到cpRNFL变薄。
  • cpRNFL厚度与最佳矫正视力对比敏感度、色觉、EDSS(残疾程度量表)和脑萎缩相关。
  • 进展型MSRNFL和GCIPL萎缩的速度比复发缓解型MS更快1)
  • 内颗粒层(INL)容积:作为CNS炎症性疾病活动的标志物受到关注1)
  • NMOSD:特征性表现为严重的视神经萎缩视网膜神经纤维层<30μm),即“地板效应”1)。微囊样黄斑水肿的发生率(20–26%,AQP4阳性者40%)高于MS(5%)1)
  • MOG-IgG相关 vs AQP4-IgG相关MOG-IgG相关视神经炎中GCIPL相对保留,而AQP4-IgG相关中GCIPL显著丧失1)
  • MSMOGAD的鉴别:首次视神经炎后,MOGAD患者表现出更差的视力和pRNFL萎缩。同时双侧视神经炎的发生率MOGAD为46.9%,MS为11.8%(p < .001)。鼻侧<58.5μm、颞上侧<105.5μm被认为是MOGAD的独立预测因子2)
Q OCT是否包含在多发性硬化的诊断标准中?
A

现行的McDonald标准(2017年修订)中,视神经未被列为DIS(空间多发性)部位,但已有报告显示纳入无症状视神经病变可提高敏感性,目前正在研究在未来的修订中扩大其用于证明DIS和DIT(时间多发性)的应用1)

非动脉炎性前部缺血性视神经病变(NAION)

Section titled “非动脉炎性前部缺血性视神经病变(NAION)”
  • 急性期评估视乳头水肿限制了RNFL评估,但GCIPL变薄在发病1个月内可检测到,且先于RNFL变化1)
  • 高低差模式:GCIPL变化呈现“高度差”(一个水平半球比另一个薄)是非动脉炎性前部缺血性视神经病变的特征,在发病2周时有助于与视神经炎鉴别1)
  • 慢性期表现:观察到与水平下鼻侧缺损和水平下半盲一致的变薄。
  • OCTA表现非动脉炎性前部缺血性视神经病变的视盘周围血管密度显著降低,血管流密度变化与视力改善的相关性已有报道1)

视乳头水肿与假性视乳头水肿的鉴别

Section titled “视乳头水肿与假性视乳头水肿的鉴别”
  • 视乳头水肿:可见cpRNFL升高。OCT有助于与假性视乳头水肿视盘玻璃膜疣/拥挤视盘)鉴别。
  • IIH特发性颅内压增高症):诊断后2-3周内GCIPL变薄>10μm,与1年后视功能不良相关1)
  • pRPE/BM前移位:反映颅内压(ICP)升高,也用于评估治疗反应1)
  • RNFL厚度减少可能意味着治疗反应良好,也可能意味着轴突损伤导致的神经萎缩。

压迫性视神经病变(如垂体腺瘤)

Section titled “压迫性视神经病变(如垂体腺瘤)”
  • 蝶形萎缩(bowtie atrophy)视交叉受压导致双颞侧偏盲时,观察到RNFL丧失1)
  • GCIPL变化:显示尊重垂直经线的萎缩模式,易于与视野缺损相关1)
  • 早期检测:GCIPL鼻侧双重变薄可在RNFL变化前检测到,对早期/轻度压迫有用1)
  • 术后预后预测:术前RNFL厚度正常(≥70μm)是术后视力和视野改善的唯一显著预测因子(多变量分析)1)
  • 视交叉部病变黄斑部中心凹垂直经线鼻侧的选择性变薄,以及cpRNFL颞侧和鼻侧象限的变薄是典型表现。
  • 视束综合征:同侧眼呈沙漏样萎缩,对侧眼呈带状萎缩。
  • 荟萃分析显示,AD患者的GCIPL、RNFL脉络膜变薄1)
  • 与同龄健康人相比,上方和下方象限的RNFL显著变薄,而鼻侧和颞侧无差异。
  • 有报道称AD患者的杯盘比(C/D)是对照组的3倍。
  • GCIPL变化与认知功能下降相关,可能成为AD进展的早期标志物1)
  • RNFL变薄的程度与疾病严重程度相关,并可作为进展指标。一项包含13项研究的荟萃分析显示,PD患者的RNFL厚度较对照组显著减少。
  • **REM睡眠行为障碍(RBD)**相关的RNFL和GCIPL变薄作为前驱期PD的替代标志物备受关注1)
  • 进行性核上性麻痹PSP)与PD的RNFL变薄模式不同1)

中毒性和营养缺乏性视神经病变

Section titled “中毒性和营养缺乏性视神经病变”
  • 乙胺丁醇视神经病变:即使眼底正常,GCIPL变化也先于RNFL异常1)。停用乙胺丁醇后GCIPL的变化可预测12个月后的恢复情况1)
  • 典型模式:颞侧RNFL变薄+弥漫性GCIPL变薄+中心视野缺损。维生素B12缺乏性视神经病变也可见相同模式1)
  • 同名半萎缩(homonymous hemiatrophy):表现为GCIPL变薄模式1)
  • 膝状体前病变 vs 膝状体后病变:前者可立即检测到RNFL变薄。后者因逆行性跨突触变性(RTSD)约5个月后检测到1)
  • 有病例报告显示,即使没有视野缺损,也可检测到GCIPL同名半萎缩1)
Q OCT能鉴别视乳头水肿和视盘玻璃膜疣吗?
A

EDI-OCT可以显示深部ODD,有助于鉴别视乳头水肿(cpRNFL升高)和假性视乳头水肿ODD、拥挤视乳头)。但有时与拥挤视乳头的鉴别可能困难,需要结合临床所见综合判断。

  • 测量部位视神经乳头黄斑部是两个基本部位。
  • cpRNFL厚度程序:围绕视乳头进行环形扫描,计算各扇区(上方、下方、鼻侧、颞侧)的厚度。
  • 黄斑部分析程序:输出GCC厚度(NFL+GCL+IPL)或GCIPL厚度(GCL+IPL)。不同机型的名称和测量范围有所不同。
  • 正常数据库比较:与按种族和年龄分层的正常眼数据库进行比较,以彩色地图显示概率。
  • 无设备间兼容性:由于不同设备的分割算法和测量范围不同,无法在不同设备之间进行数值比较。建议使用同一设备进行纵向评估。
  • 辅助定位OCT作为视野检查和临床检查的辅助手段,不应单独用于诊断。

OCT的类型及其在神经眼科中的应用

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以下总结了OCT的主要类型及其在神经眼科中的应用。

类型特征神经眼科中的主要用途
SD-OCT高速、高分辨率RNFL和GCIPL评估的标准
EDI-OCT深层结构可视化ODD检测、筛板脉络膜分析
SS-OCT更深的穿透深度筛板脉络膜的详细评估
OCTA血管成像,无需造影剂视乳头周围血管密度的定量化
  • 视乳头水肿 vs 假性视乳头水肿ODD、拥挤视盘):EDI-OCT有效。
  • 视神经炎 vs 非动脉炎性前部缺血性视神经病变:通过GCIPL变化模式(垂直性 vs 弥漫性)进行鉴别1)
  • MOGAD vs MS:通过鼻侧和颞上侧pRNFL萎缩模式进行鉴别2)
  • 压迫性视神经病变的术前预后预测:术前RNFL厚度用于预后预测1)
Q 不同设备的OCT检查结果可以相互比较吗?
A

由于不同设备之间的分割算法和正常数据库不同,因此无法在不同设备之间进行数值比较。建议使用同一设备进行纵向评估。详情请参阅“诊断和检查方法”部分。

OCT是一种通过光学干涉现象检测测量光与眼底反射光之间的光程差,从而获得深度方向信号强度分布(A模式)的技术。通过X-Y方向扫描获取断层图像(B模式)。

以下为主要OCT设备的比较。

种类特征代表机型
TD-OCT波长820nm,A扫描叠加,目前几乎不使用
SD-OCT深度分辨率提高,26,000 A扫描/秒以上Cirrus(卡尔蔡司)、Spectralis(海德堡)、RS-3000(尼德克)、3D-OCT-1 Maestro(拓普康)
SS-OCT穿透深度更高的激光,有助于分析脉络膜筛板DRI OCT Triton(拓普康)
EDI-OCT彻底改变了Bruch膜深层及ODD的可视化多机型搭载
En face OCT视网膜层的冠状切面图像,形态评估类似眼底照片
OCTA无需荧光染料即可高分辨率显示视网膜血管Avanti(Optovue)等

神经眼科领域优先评估的视网膜层如下。在青光眼视神经疾病中,这三层优先受损1)

  • RNFL视网膜神经纤维层:包含视网膜神经节细胞RGC)的轴突。
  • GCL(神经节细胞层):包含RGC的细胞体。
  • IPL(内网状层):包含RGC的树突与双极细胞轴突之间的突触。

6. 最新研究与未来展望(研究阶段报告)

Section titled “6. 最新研究与未来展望(研究阶段报告)”

在McDonald标准(2017年修订版)中,视神经未被列为DIS部位,但有报告称纳入无症状性视神经病变可提高敏感性1)。将OCT用于证明DIS和DIT的扩展应用正在作为未来方向进行研究1)

作为神经退行性疾病早期检测工具的潜力

Section titled “作为神经退行性疾病早期检测工具的潜力”

目前认为AD临床前阶段(存在淀粉样蛋白病理、认知正常)与RNFL变薄之间的关联尚不明确,需要纵向研究来确定OCT作为AD和PD筛查及监测工具的实用性1)。其作为RBD患者前驱期PD预测工具的潜力也备受关注1)

尽管OCT是一种非常有用的检查工具,但已知存在以下局限性。

  • 无儿童参考数据:正常值数据库来自18岁及以上的受试者。
  • 解剖变异近视等情况可表现为RNFL变薄。
  • 图像质量下降因素角膜疾病、白内障玻璃体漂浮物等中间屈光介质混浊会降低图像质量。
  • 分割错误:可能导致错误读数,尤其在高度近视眼和倾斜视盘中频繁发生。
  • 需要患者配合:无法维持固视的患者图像质量会下降。
  • 合并症的影响:在老年人中,由于青光眼、帕金森病等合并症,解释RNFL变薄的原因变得困难。
  • 地板效应:随着变薄进展,进一步的厚度变化无法检测,限制了晚期疾病的监测1)
  • 设备间不兼容性:纵向比较必须使用同一设备。
  • 综合判断的必要性:不应仅凭OCT诊断,应结合临床检查和视野检查综合判断。

  1. Lo C, Vuong LN, Micieli JA. Recent advances and future directions on the use of optical coherence tomography in neuro-ophthalmology. Taiwan J Ophthalmol. 2021;11(2):107-131.
  2. Pakeerathan T, et al. December 2024 Journal Highlights: differentiation of MS and MOGAD using OCT parameters. 2024.

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