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視網膜與玻璃體

廣角視網膜成像系統

視網膜成像是指將三維(3D)視網膜組織獲取為二維影像的技術總稱。在眼科診療中,它是疾病診斷和管理不可或缺的檢查基礎。

廣角成像(WFI)定義為拍攝50度以上視野區域的技術。具有更寬視野的超廣角成像(UWFI),如Optos®,可拍攝最大200度,覆蓋視網膜表面積80%以上。

傳統眼底相機的畫角最大約60度,正面視時僅能拍攝黃斑弓形區稍外側,即使配合眼球運動也勉強能拍攝到赤道部。因此,眼底周邊部的拍攝受到很大限制。

20世紀初,眼科醫師依賴膠片眼底攝影螢光素眼底血管造影。20世紀後半葉,數位成像普及,所有眼底相機都轉向了數位系統。

最大的變革是光學同調斷層掃描OCT)的引入。自1990年代引入以來,許多脈絡膜視網膜疾病的理解、管理和治療評估發生了巨大變化。近年來,廣角和超廣角成像也迅速普及,眼底周邊區域的評估顯著提升。

Q 廣角成像和超廣角成像有什麼不同?
A

根據定義,視野角度50度以上被歸類為廣角成像(WFI)。超廣角成像(UWFI)特指像Optos®這樣視野可達200度的系統,其特點是能夠在一張圖像中捕捉超過80%的視網膜表面積。

Q 不散瞳也能進行廣角拍攝嗎?
A

Optos®和CLARUS®等非接觸式UWFI系統可以在不散瞳的情況下進行拍攝。即使在散瞳不良或兒童抗拒散瞳的情況下,也能拍攝到眼底周邊區域,這是一個很大的優點。

現代廣角和超廣角成像系統大致分為接觸型和非接觸型。主要設備的比較如下所示。

設備名稱接觸/非接觸視野角度主要光源/原理
RetCam®接觸型最大130°CMOS + 光纖
HRA2® + Staurenghi鏡頭接觸型最大150°SD-OCT + CSLO
Optos®非接觸型最大200°(從眼球中心)基於CSLO(紅、綠雷射)
CLARUS® 500非接觸型133°(單張)/200°(兩張合成)裂隙掃描(紅、綠、藍LED)
Heidelberg Spectralis非接觸型55°~102°(配合附件)SD-OCT + CSLO

接觸型

RetCam®(Clarity Medical Systems公司):最大130°。主要用於兒童和新生兒的眼底攝影。在全身麻醉或點眼麻醉下進行。可進行眼底攝影螢光眼底血管攝影(僅RetCam® 3支援FA)。截至2019年,是日本唯一獲批的接觸式廣角眼底相機

HRA2® + Staurenghi鏡頭:接觸時最大150°。支援螢光和自發螢光攝影。配備OCT的型號可同時獲取造影所見和相應的斷層影像。

注意事項:外傷後或術後早期避免使用。懷疑感染性病變時,應充分注意院內感染預防。

非接觸型

Optos®(英國Optos PLC公司):使用橢圓凹面鏡可拍攝最大200°(從眼球中心)。透過綠色(532 nm)雷射主要拍攝視網膜色素上皮前方,紅色(633 nm)雷射拍攝眼底深部,合成偽彩色影像。支援FA、眼底自發螢光(綠色/紅外)和ICGA。可免散瞳拍攝。

CLARUS® 500(蔡司公司):單張133°,兩張合成200°。採用紅、綠、藍LED光源的裂隙掃描方式(部分共焦)。配備真彩色影像以及藍、綠、紅外自發螢光模式。可免散瞳拍攝。

RetCam®的使用方法(接觸型的注意事項)

Section titled “RetCam®的使用方法(接觸型的注意事項)”

在充分散瞳(使用美多麗®P)後進行拍攝。角膜滴入羥乙基纖維素(Scopisol®),將130°鏡頭直接接觸角膜,用腳踏開關操作。兒童需使用開瞼器或檢查者手指確保開瞼。在眼瞼顳側貼上膠帶形成Scopisol®池,可實現穩定拍攝。

Q 接觸型和非接觸型在什麼情況下如何區分使用?
A

接觸式設備(如RetCam®)主要用於新生兒、嬰幼兒或需要限制體動的病例。非接觸式設備(Optos®、CLARUS®)適用於包括成人在內的廣泛年齡層,可在無散瞳下進行周邊部拍攝。術後早期或外傷後選擇非接觸式。

現代WFI和UWFI系統的一大優勢是能夠在同一設備上獲取多種成像模式。主要成像模式如下所示。

  • 彩色眼底照相:記錄出血、硬性滲出等顏色資訊和形態變化。
  • 螢光素眼底血管造影(FA:使用螢光素(488 nm)評估血管通透性和血流。超廣角FA可在一張影像中捕捉眼底周邊部的血管病變。
  • 吲哚青綠血管造影(ICGA:評估脈絡膜血管。Optos® California及後續機型支援超廣角ICGA
  • 眼底自發螢光(FAF:評估脂褐質等自發螢光物質。藍色(BAF)、綠色(GAF)和紅外(IRAF)波長提供不同資訊。
  • 無赤光攝影:有助於觀察神經纖維層。
  • OCTOCT-A:非侵入性獲取視網膜斷層影像和血流資訊。

Optos® 200Tx的眼底自發螢光模式使用綠色(532 nm)雷射,因此色調與普通眼底相機不同,評估眼底自發螢光時需考慮這一波長特性。HRA還可進行同步FA/ICG造影,在同一視角下同時獲得造影結果並標記對應部位,便於部位比較。

WFI和UWFI系統用於非常廣泛的眼病的診斷和管理。

使用RetCam®進行兒童眼底攝影可帶來以下益處:①客觀比較疾病隨時間的變化,②透過螢光血管攝影詳細評估病理,③培訓年輕醫師,④用於學術報告和論文資訊共享,⑤與兒科醫師和輔助醫療人員溝通,⑥向家屬解釋病情。檢查可在手術室全身麻醉下(EUA)或門診局部麻醉下進行。1歲以下兒童可使用浴巾等固定身體進行拍攝,但若年齡較大無法控制活動,則需在鎮靜(三氯福司鈉(Trichloryl®糖漿)或水合氯醛(Escre®栓劑))下進行觀察和拍攝。

在糖尿病視網膜病變篩檢中的應用

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越來越多的證據支持從傳統的7視野(7F)攝影轉向超廣角成像來評估糖尿病視網膜病變的嚴重程度。

UWF-F7分級與ETDRS 7視野嚴重程度評估的一致性很高,嚴重發現的一致性:非增殖性DR(κ=0.73;一致性96%)、增殖性DR(κ=0.74;一致性97%)、散射光凝(κ=0.97;一致性99%)和局部光凝(κ=0.71;一致性98%)4)。UWF成像的主要優勢在於能夠可視化視網膜的大面積區域(至少80%),從而識別僅靠7視野攝影無法檢測到的病變4)

WFI/UWFI系統有以下技術限制。

  • 定量評估困難:將球面(視網膜)轉換為平面(影像)時,周邊區域相較中心區域被顯著放大。因此,對視網膜病變的大小和面積進行定量評估需要特殊的校正方法。
  • 假影:在周邊拍攝時,眼瞼和睫毛容易干擾光路並出現在影像中。對於景深較深的Optos®,這相對較多地妨礙了周邊區域的評估。
  • 色調差異:Optos®和基於CSLO的系統使用特定波長的雷射或LED作為光源,影像色調與傳統眼底相機(透過視網膜表面反射)不同。透過調整色彩平衡,可以使其接近檢眼鏡檢查所見。
  • 3D到2D轉換的挑戰:將三維視網膜表面表示為二維影像仍然是一個挑戰。

CSLO使用單波長雷射光束高速掃描代替明亮的閃光來照射眼底。共焦光闌阻擋離焦的反射和散射光,獲取高對比度、高解析度的影像。基於CSLO的系統具有景深深的特性。

Optos®的原理

橢圓凹面鏡方式:利用橢圓兩個焦點之一發出的光必然通過另一個焦點的特性。將眼底掃描的中心(虛擬掃描點)置於瞳孔平面上,掃描眼底200度範圍。

雙波長合成:使用532 nm(綠光)主要拍攝視網膜色素上皮前方,633 nm(紅光)拍攝眼底深層,合成偽彩色影像。

共焦方式:由於不同波長對組織的穿透深度不同,獲取不同深度的資訊,因此色調與傳統眼底相機不同。

CLARUS®的原理

裂隙掃描方式(部分共焦):使用紅、綠、藍LED光源的BLFI(平衡光眼底成像)技術。中心區域採用共焦方式,周邊區域採用部分共焦方式拍攝。

真彩色影像:將紅、綠、藍各波長取得的資訊合成,提供接近白色光源眼底相機的自然彩色影像。

散瞳功能:單張影像可拍攝133°,兩張影像合成最大200°,拼接最大267°。

Heidelberg視網膜血管造影儀(HRA)的標準視角為30°,但透過附件可拍攝55°或102°。配備三種雷射(488 nm、785 nm、817 nm),可利用各波長特性進行觀察。在多色系統中,同時捕捉藍、綠、近紅外光,即時獲得偽彩色眼底影像。透過平均疊加處理,即使在中度混濁的病例中也能獲得清晰影像。


7. 最新研究與未來展望(研究階段報告)

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可與智慧型手機連接的攜帶式眼底攝影設備的研究正在進展中。

Kim等人(2024)在越南(廣治省和太原省)使用EYELIKE設備進行了智慧型手機眼底攝影(SBFI),分析了7,023人(13,615隻眼)1)。利用遠距診斷系統獲得的患病率與亞洲其他國家的數據基本一致。結論認為,SBFI在資源效率和診斷準確性方面優於RAAB,並且即使沒有眼科醫生的篩檢團隊也能實施1)

結合AI的自動診斷系統的開發也在進行中,有望應用於成本效益高的眼疾篩檢。

作為研究原型,已報導了速度高達6,700,000 A掃描/秒的掃頻源OCT(多MHz FDML OCT)。使用垂直腔面發射雷射器(VCSEL)的掃頻光源實現了最大50 mm的攝影範圍,表明有可能透過單次OCT拍攝包括前節、水晶體玻璃體視網膜脈絡膜鞏膜的整個眼球。實現4D術中OCT也是未來的目標之一。

這是一種量化RPE釋放的自發螢光量的方法。在Stargardt病中,即使眼底看起來正常,也能檢測到大量自發螢光物質的積累,為疾病提供了新的見解和預後預測手段。

超廣角吲哚青綠血管造影(UWF-ICGA)有望為中心性漿液性脈絡膜視網膜病變(CSC)和息肉狀脈絡膜血管病變PCV)的病理機制闡明做出貢獻。配備螢光素造影濾光片的自適應光學掃描雷射檢眼鏡(AO-SLO)也在開發中,可能以組織病理學解析度可視化黃斑部血管結構,並改變黃斑缺血的管理。

Q 是否可以用智慧型手機拍攝眼底照片?
A

EYELIKE等智慧型手機連接的眼底攝影設備已實用化,用於低收入和中等收入國家的遠距篩檢1)。但目前視角有限,無法與專用超廣角相機相比。結合AI提高診斷準確性的前景值得期待。


  1. Kim J, Yoon S, Kim HYS. Prevalence of Selected Ophthalmic Diseases Using a Smartphone-Based Fundus Imaging System in Quang Tri and Thai Nguyen, Vietnam. Healthc Inform Res. 2024;30(2):162-167.
  2. Noor A, et al. Retinopathy in Mucopolysaccharidoses: Patterns, Variance, Progression. Ophthalmology. 2024.
  3. American Academy of Ophthalmology. Diabetic Retinopathy Preferred Practice Pattern. 2024.
  4. December 2024 Journal Highlights. Ophthalmology. 2024. [UWF-F7 grading concordance study]

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