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Lumic Lumic：眼科百科
視網膜與玻璃體

自適應光學

一目瞭然的要點

Section titled “一目瞭然的要點”

1. 什麼是自適應光學？

Section titled “1. 什麼是自適應光學？”

自適應光學（Adaptive Optics; AO）是一種透過波前感測器檢測眼球光學系統的像差，並利用可變形鏡即時校正，從而大幅提升視網膜成像解析度的技術。

該技術最初為天文學中減少地球大氣引起的光學像差而開發，後經改良和優化用於活體視網膜的可視化。眼球的光學系統包含角膜、水晶體和玻璃體引起的像差，在常規眼底攝影中，這些像差限制了解析度的上限。AO克服了這一限制。

結合AO，可以可視化視錐細胞、視桿細胞、視網膜色素上皮（RPE）細胞、視網膜神經節細胞（RGC）、毛細血管和視神經等，這在傳統眼底檢查中是不可能的。透過與現有眼底攝影（FIO）、OCT和SLO結合，實現多模態成像。

Q 自適應光學用於什麼目的？
A

用於在活體內直接觀察視網膜細胞層級的結構。主要用途包括監測遺傳性視網膜疾病的感光細胞消失模式、檢測年齡相關性黃斑變性和糖尿病視網膜病變的微細變化、識別OCT無法解釋的視覺症狀的原因，以及作為臨床試驗中的結構性終點1)。

2. 主要成像模態

Section titled “2. 主要成像模態”

利用AO的成像設備目前大致分為三種模態。各模態的解析度、用途和核准情況如下所示。

模態橫向解析度主要用途核准情況
AO-FIO中等快速廣域成像臨床核准
AO-SLO約2.5微米感光細胞與視網膜神經節細胞可視化研究用途
AO-OCT約為SD-OCT的5倍深度分辨的層結構可視化研究用途

AO-FIO

臨床核准：Imagine Eyes公司的rtx-1是唯一獲得臨床核准的設備。

成像方式：重複波前像差評估→AO校正→影像收集的循環。患者固定於頷托和額部穩定裝置上，透過注視和按鈕操作啟動系統。

優點：可以更快地獲取大範圍影像。

缺點：由於視網膜和脈絡膜的散射光，對比度較低。

AO-SLO

成像方式：AO與成像系統一體化，實現即時像差校正。透過離焦控制調整視網膜內的焦平面，可實現光學切片。

解析度：橫向約2.5μm，軸向約100μm1)。

檢測模式：支援共焦（視錐外節）、暗視野（RPE）、離軸孔徑（RGC等）和分光檢測器（視錐內節前端）等多種模式1)。

缺點：掃描範圍狹窄，需數小時成像，且需維持良好固視1)。

AO-OCT

成像方式：部分設備採用SLO與OCT整合結構。

優點：水平解析度約為傳統SD-OCT的5倍。可依深度顯示RGC、RPE和脈絡膜微血管。

缺點：存在運動偽影和固視不良導致的影像品質限制。人工水晶體眼或長眼軸長度眼成像困難1)。

Q 補償光學與OCT有何不同？
A

OCT可視化視網膜的斷層影像（縱切面），但難以辨識個別細胞。AOSLO能以約2.5μm的橫向解析度可視化單一感光細胞，能夠偵測OCT難以發現的細微感光細胞損傷1)。兩者為互補技術，常作為多模態影像合併使用。

3. 臨床應用與適應症

Section titled “3. 臨床應用與適應症”

AO成像應用於多種視網膜疾病的評估。以下顯示可視化的結構及不同疾病的主要發現。

遺傳性視網膜疾病

視網膜色素變性（RP）：在OCT顯示正常的中心視網膜中也能檢測到顯著的視錐細胞喪失。特徵包括不規則的視錐細胞鑲嵌、視錐細胞密度降低及六角形性減少。

Stargardt病：錐狀細胞與桿狀細胞間距顯著增大。周邊部可見「星空」圖案。

無脈絡膜症：萎縮邊界處錐狀細胞鑲嵌結構得以維持。特徵性氣泡狀高反射斑點。

視網膜血管疾病

糖尿病視網膜病變：在細胞層級檢測到錐狀細胞填充密度變化以及微動脈瘤等血管異常。

視網膜血管動力學：可即時追蹤視網膜血管內白血球的移動。

CSCR：中心性漿液性脈絡膜視網膜病變中錐狀細胞鑲嵌異常的可視化。

臨床試驗應用

結構性終點：可定量評估細胞層級的變化，並作為治療效果的結構性終點。

年齡相關性黃斑部病變早期偵測：偵測年齡相關性黃斑部病變中的玻璃膜疣。

RGC成像：青光眼患者視網膜神經節細胞的可視化。

遺傳性視網膜疾病中不同疾病的AO表現

Section titled “遺傳性視網膜疾病中不同疾病的AO表現”

以下為主要遺傳性視網膜疾病的AO表現特徵。

疾病主要AO發現特徵性模式
視網膜色素變性視錐細胞密度降低六邊形減少
史塔加特病錐體-桿體間距增大星空樣圖案
無脈絡膜症萎縮邊界處錐體保留氣泡狀高反射斑點

卵黃狀黃斑失養症表現為病變區域視錐細胞和RPE密度降低，但病變外區域保持正常。還觀察到提示視網膜下巨噬細胞的可移動盤狀結構。

X染色體連鎖視網膜分裂症表現為中心凹分裂內視錐細胞間距不規則且增大。離焦成像顯示特徵性的大幅條狀視錐細胞。

亞瑟症候群II型即使OCT外觀正常，與非症候群性RP相比，中心凹視錐細胞密度也較低。III型中心凹視錐細胞密度得以維持，但在敏感度喪失區域視錐細胞結構消失。

顯示AOSLO臨床實用性的發現

Section titled “顯示AOSLO臨床實用性的發現”

OCT難以檢測的細微病變的一個例子是白內障術後囊樣黃斑水腫消退後的病例。

Khoussine等人（2025）報告了一例68歲女性白內障術後囊樣黃斑水腫消退的病例1)。OCT僅顯示小的EZ缺損，但AOSLO檢測到貫穿黃斑光感受器鑲嵌的裂縫樣病變。病變的位置和方向與Amsler網格上的視物變形模式一致，證明囊樣黃斑水腫消退後光感受器損傷仍然存在，並可能導致持續性視物變形。

同樣地，有報告指出在太陽視網膜病變和視網膜剝離術後，AOSLO檢測到了OCT上不明確的細胞損傷1)。

Q 自適應光學在哪些情況下特別有用？
A

典型應用包括：確定OCT無法解釋的視覺症狀的原因（如囊樣黃斑水腫消退後的視物變形）、遺傳性視網膜疾病中感光細胞消失模式的定量監測、年齡相關性黃斑變性和糖尿病視網膜病變細微變化的早期檢測，以及作為臨床試驗中的結構性終點1)。

4. 技術原理與詳細光學機制

Section titled “4. 技術原理與詳細光學機制”

基本構成元件

Section titled “基本構成元件”

自適應光學眼底成像系統由以下三個主要組件構成。

  • 波前感測器：即時偵測眼球光學系統的像差。通常使用哈特曼-夏克波前感測器。
  • 可變形鏡：對偵測到的像差施加反相變形，進行光學校正。需要高速、高精度的形狀變化。
  • 閉迴路控制：波前感測器和可變形鏡透過回饋控制聯動，在連續成像過程中即時維持像差校正。離焦控制也整合在此閉迴路中。

AO-SLO的光學設計

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在AO-SLO中，根據檢測方式可以獲得不同的組織對比度。

  • 共焦檢測：最小化散射的高對比度影像。最適合可視化視錐細胞外節1)。
  • 非共焦暗視野模式：有效可視化RPE細胞。
  • 離孔徑模式：增強光散射結構，有助於可視化RGC等透明結構。
  • 分探測器模式（split-detection）：非共焦四象限檢測方式。可視化視錐細胞內節前端1)。

Dubra設計的客製AOSLO系統採用非共焦四象限檢測方式，最大視角為2.5度1)。成像時獲取短影片，並透過客製軟體進行運動穩定處理1)。

這項技術最初在天文學中用於校正大氣擾動引起的像差，後來被轉用並改進應用於眼科領域。

5. 最新研究與未來展望

Section titled “5. 最新研究與未來展望”

光感受器損傷機制的闡明

Section titled “光感受器損傷機制的闡明”

AOSLO能夠捕捉OCT無法檢測到的細胞層級變化，有助於闡明視覺症狀的病理機制。

Khoussine等人（2025）證明，在囊樣黃斑水腫消退後持續存在的視物變形症病例中，裂隙樣感光細胞病變在空間上與Amsler網格上的視物變形模式一致1)。受損的感光細胞是否會隨時間恢復尚不清楚，需要進一步的縱向研究。

該報告指出，裂隙區域中看似感光細胞缺損究竟是實際感光細胞丟失還是排列異常，鑑別存在困難1)。此外，即使錐體外節喪失，內節可能仍得以保留，內節的保留是否可作為視功能恢復的預後因素值得關注1)。

臨床試驗應用

Section titled “臨床試驗應用”

AO技術檢測細胞層級變化的能力有望作為遺傳性視網膜疾病基因治療和細胞治療臨床試驗的結構終點。其優勢在於能夠定量評估傳統OCT或視野檢查無法檢測到的早期感光細胞變化。

臨床導入的挑戰

Section titled “臨床導入的挑戰”

目前臨床推廣的障礙如下：

  • 設備批准的局限性：臨床批准的設備僅有rtx-1（AO-FIO）。AO-SLO和AO-OCT僅限於研究用途。
  • 成本與技術熟練度：設備成本高，需要熟練的操作人員。
  • 成像時間長：特別是AO-SLO需要良好的固視維持，成像耗時較長1)。
  • 影像品質不一致：影像品質因患者的固視能力、屈光狀態和瞳孔直徑等因素而有很大差異。
  • 缺乏標準化資料庫：正常值資料庫尚未建立，難以評估個體差異。
Q 自適應光學將來會成為標準檢查嗎？
A

其在臨床試驗的結構性終點和感光細胞損傷的詳細評估中的實用性已得到證實，隨著基因治療的普及，需求預計會增加。然而，成本、操作複雜性、成像時間和缺乏標準化數據庫是普及的障礙，目前其在一般眼科中的應用仍然有限1)。

Q 自適應光學檢查可以在一般眼科進行嗎？
A

唯一獲得臨床批准的設備是rtx-1（AO-FIO），可在部分專業機構進行。AO-SLO和AO-OCT目前僅限於研究機構，在一般眼科中難以實施。由於成本和技術熟練度問題，其在一般眼科中的普及仍處於有限階段。

6. 參考文獻

Section titled “6. 參考文獻”
  1. Khoussine J, Arthur P, Rogers J, Stangel N, Stepien KE, Chang JS. Adaptive Optics Imaging Uncovers Photoreceptor Alterations Underlying Visual Distortion After Cystoid Macular Edema. Journal of vitreoretinal diseases. 2025. doi:10.1177/24741264251404745. PMID:41459033; PMCID:PMC12742994.
  2. Roorda A. Adaptive optics ophthalmoscopy. J Refract Surg. 2000;16(5):S602-7. PMID: 11019882.
  3. Zhao Z, Ma Y, Song Z, Antonello J, Cui J, Chen B, et al. Intensity adaptive optics. Light Sci Appl. 2025;14(1):128. PMID: 40108147.

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Medical review： Maya Yamada, Ophthalmologist · Last updated