快節(jié)奏的生活，各種電子產(chǎn)品的廣泛使用，以及人口老齡化等原因，使眼底疾病患者不斷增加，如何守護人類的“心靈之窗”成為國民健康重要問題。眼底組織結構精細復雜，在治療上具有一定的困難，在眼科手術中，眼組織中的血流灌注信息是外科醫(yī)生判定患者當下眼組織生理功能、病理狀態(tài)和術后并發(fā)癥的重要依據(jù)。

      例如，在白內障超聲乳化手術或玻璃體切除術等眼科手術中，患者的眼內一般會產(chǎn)生急性眼內壓波動，當眼內壓的變化超出眼底血管的代償能力時，可能導致血管受損，增加術后并發(fā)癥的發(fā)生率。然而，術中常用的工具手術顯微鏡難以實現(xiàn)毛細血管水平血流灌注的可視化、量化。

　　光學相干層析成像(OCT)技術能夠實現(xiàn)無接觸、非侵入、高分辨的結構成像，作為其功能拓展的光學相干血流造影(OCTA)技術可進一步提供無外源標記、高分辨(毛細血管水平)的三維血流灌注結果。結合了OCT和OCTA技術的手術顯微鏡擴展了深度方向上的可視化維度，可以獲取必要的術中深度信息，有望提升手術的成功率。

　　這一系統(tǒng)，有助于預測術后效果

　　浙江大學現(xiàn)代光學儀器國家重點實驗室李鵬副教授團隊發(fā)展了一種集成手術顯微鏡的術中光學相干血流造影系統(tǒng)(iOCTA)，以實現(xiàn)術中眼底視網(wǎng)膜血流灌注的動態(tài)監(jiān)測。該系統(tǒng)在商用手術顯微鏡的基礎上，設計了簡捷可靠的光機結構，在保持手術顯微鏡在軸向上的人體工程學設計的同時，實現(xiàn)了OCT模塊與手術顯微鏡模塊的同步聚焦。本實驗所涉及的iOCTA系統(tǒng)主要分為OCT模塊和手術顯微鏡模塊，其整體光路結構和實物搭建如圖1所示。

　　圖1 集成手術顯微鏡的iOCTA系統(tǒng)。(a)系統(tǒng)光路結構示意圖，Lens 2為眼底觀察系統(tǒng)的非接觸鏡;(b)樣品臂和實驗動物，其中1：掃描振鏡，2：擴束透鏡組，3：顯微鏡-OCT光路耦合件，4：用于安裝手術顯微鏡主體的支撐裝置，5：面陣相機(Camera 2)，6：手術顯微鏡主體，7：眼底觀察系統(tǒng)(包括調節(jié)裝置和非接觸鏡)，8：實驗兔眼;9：可調位移臺

　　基于上述系統(tǒng)，本文控制振鏡掃描范圍以獲取三維OCT體數(shù)據(jù)(Z-X-Y)，對應兔眼視網(wǎng)膜組織上的成像范圍約為2.6 mm×3 mm×3 mm。其中，每個B-frame在快掃描(X)方向包含400 A-line，在每個位置連續(xù)獲取3個B-frame，在慢掃描(Y)方向共采樣400個位置，總采集時間約為4.8 s。

　　為了驗證iOCTA系統(tǒng)生成術中血流成像結果的可行性，實施了眼科手術模擬實驗，即通過人為改變兔眼眼內壓來模擬白內障超聲乳化手術或玻璃體切除術中的眼內壓波動，并在實驗中全程使用該iOCTA系統(tǒng)實時監(jiān)測。系統(tǒng)采用基于逆信噪比和復值退相關的光學相干血流運動造影(ID-OCTA)算法，在ID空間沿靜態(tài)信號分布的3σ邊界處設置分類線，剔除靜態(tài)周圍組織，保留動態(tài)血流區(qū)域，實現(xiàn)了活體、無創(chuàng)、無接觸、無標記、毛細血管水平的三維血流灌注成像。

      利用該系統(tǒng)實現(xiàn)了活體兔眼的術中眼底血流灌注成像，該成像過程分為三個階段：施加灌注前(階段I)，術中眼內壓急性增加并保持60 mmHg(階段II)，術中眼內壓急性降低并保持初始的正常值(階段III)。通過定性(圖2)和定量分析(圖3)縱向揭示了血流灌注隨眼內壓的時空動態(tài)演變過程，發(fā)現(xiàn)階段II的急性高眼壓將導致血流灌注密度值在短時間內降低至基線值的20%以下，相對血流密度變化趨勢在各代表性時間點與兔眼視網(wǎng)膜血流灌注的en-face圖像逐一對應。所研制的iOCTA技術有望實現(xiàn)眼科手中眼底血流灌注的實時監(jiān)測，有助于外科醫(yī)生客觀評價手術過程和預測術后效果。

　　圖2 術中兔眼視網(wǎng)膜血流灌注隨眼內壓的動態(tài)變化

　　圖3 術中兔眼視網(wǎng)膜相對血流密度隨眼內壓動態(tài)變化的量化結果(三只兔眼的平均結果)

　　總結與展望

　　利用該iOCTA系統(tǒng)實現(xiàn)了活體兔眼眼科模擬手術中的眼底血流灌注成像，并通過定量的縱向分析揭示了血流灌注隨眼內壓的時空動態(tài)演變過程。所獲結果表明，該iOCTA系統(tǒng)能夠實現(xiàn)術中眼底血流狀態(tài)的高分辨監(jiān)測，有助于外科醫(yī)生客觀評價手術過程和預測術后效果，可廣泛應用于眼科臨床手術。在后續(xù)工作中，團隊將從成像實時性、實用性等方面進一步改進iOCTA系統(tǒng)，開展iOCTA的臨床應用研究，結合眼底激光治療等手術進行眼底血流實時監(jiān)測，研究術中眼底血流灌注狀態(tài)和術后并發(fā)癥的關聯(lián)機制，改善手術操作。

　　參考文獻： 中國光學期刊網(wǎng)

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