
活體成像中相干斷層成像技術(shù)的優(yōu)勢
活體成像中相干斷層成像技術(shù)的優(yōu)勢。活體成像技術(shù)作為生物醫(yī)學(xué)研究中的重要工具,近年來取得了顯著的進(jìn)展。其中,相干斷層成像技術(shù)(Optical Coherence Tomography,OCT)以其獨特的優(yōu)勢,在眼科、心血管等多個領(lǐng)域展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景。本文將從多個角度探討OCT在活體成像中的優(yōu)勢。
一、OCT的基本原理與成像特點
OCT是一種基于弱相干干涉測量法的基本原理的成像技術(shù)。它利用近紅外光作為探測光,通過光纖干涉儀將探測光投射到生物組織中,然后檢測從組織不同深度層面反射回來的光信號。這些反射光信號包含了組織厚度與距離的信息,經(jīng)過計算機(jī)處理后可以構(gòu)建出高分辨率的組織斷層圖像。
OCT具有非接觸、非侵入、成像速度快、探測靈敏度高等優(yōu)點。其軸向分辨率取決于光源的相干特性,通常可以達(dá)到1-10微米,而徑向分辨率與普通光學(xué)顯微鏡類似,也在微米量級。這使得OCT能夠清晰地分辨生物組織的細(xì)微結(jié)構(gòu)。
二、OCT在眼科成像中的優(yōu)勢
高分辨率與直觀性
OCT在眼科成像中具有極高的分辨率,能夠高分辨率實時地顯示視網(wǎng)膜各層的病變。它不僅可以定性地顯示眼部組織細(xì)微結(jié)構(gòu)的病理改變,還可以精確地測量眼部組織的厚度。這對于黃斑疾病和青光眼的診療具有重要意義。例如,在黃斑病變(如玻璃體視網(wǎng)膜界面疾病、黃斑水腫、老年黃斑變性、中心性漿液性脈絡(luò)膜視網(wǎng)絡(luò)膜病變等)的診斷和追蹤觀察中,OCT能夠提供直觀且準(zhǔn)確的圖像信息。
無創(chuàng)性與易配合性
OCT檢查是一種無創(chuàng)性檢查,患者在檢查過程中不會感到不適,易于配合。這使得OCT能夠成為眼科疾病的常規(guī)篩查和隨訪工具。同時,由于無需使用造影劑,也避免了造影劑過敏等潛在風(fēng)險。
廣泛的應(yīng)用范圍
OCT在眼科臨床的應(yīng)用范圍非常廣泛。除了上述提到的黃斑疾病和青光眼外,它還可以用于后極部視網(wǎng)膜病變(如視網(wǎng)膜劈裂癥與視網(wǎng)膜脫離的鑒別等)的診斷。近年發(fā)展的眼前段OCT則可以清晰地顯示眼前段組織的病理改變。
三、OCT在心血管成像中的優(yōu)勢
高分辨率與微觀結(jié)構(gòu)識別
OCT在心血管成像中的分辨率同樣極高,可以清晰分辨一些微觀結(jié)構(gòu),如膽固醇結(jié)晶、滋養(yǎng)血管、巨噬細(xì)胞浸潤、紅白血栓等。這對于評價易損斑塊、指導(dǎo)支架植入,尤其是在急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome,ACS)等冠心病診療領(lǐng)域具有重要意義。例如,在PCI(經(jīng)皮冠狀動脈介入治療)術(shù)前和(或)術(shù)后行OCT檢查,可以影響術(shù)者的介入治療策略,準(zhǔn)確評估斑塊性質(zhì)(如纖維帽厚度、鈣化深度與厚度、內(nèi)膜侵蝕、斑塊破裂、血栓性質(zhì)、分叉嵴的長度和角度)以及介入術(shù)后即刻和長期隨訪效果(如支架貼壁、支架膨脹、支架內(nèi)皮化、支架失敗原因等)。
術(shù)中精準(zhǔn)指導(dǎo)
OCT在PCI術(shù)中可以提供精準(zhǔn)的指導(dǎo)。通過實時成像,醫(yī)生可以準(zhǔn)確地判斷支架的落腳點、支架/球囊的直徑和長度、分叉病變Rewire導(dǎo)絲穿網(wǎng)眼位置、分支開口金屬小梁覆蓋情況等信息,從而提高手術(shù)的成功率和安全性。
四、OCT在其他領(lǐng)域的應(yīng)用潛力
牙科與皮膚科
除了眼科和心血管領(lǐng)域外,OCT還嘗試在牙科和皮膚科的臨床診斷中應(yīng)用。在牙科領(lǐng)域,OCT可以用于牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)等結(jié)構(gòu)的成像和分析;在皮膚科領(lǐng)域,OCT可以用于皮膚病變的診斷和監(jiān)測。這些應(yīng)用都展示了OCT在生物組織活體檢測和成像方面的巨大潛力。
癌癥研究
OCT在癌癥研究中也展現(xiàn)出了一定的應(yīng)用前景。結(jié)合造影劑后,OCT的分辨率得到顯著提高,并可以擴(kuò)展用于細(xì)胞和分子成像。例如,通過使用納米造影劑作為血管內(nèi)造影劑,OCT能夠觀察到皮膚表面以下更深層次的毛細(xì)血管和腫瘤組織。此外,OCT還可以用于術(shù)中手術(shù)指導(dǎo),探測腫瘤邊緣和脈管系統(tǒng)。
五、OCT技術(shù)的不斷發(fā)展
近年來,OCT技術(shù)經(jīng)歷了多次更新和升級。從最初的時域OCT(TD-OCT)到頻域OCT(FD-OCT),再到掃頻OCT(SSOCT),成像速度、分辨率和圖像質(zhì)量都得到了顯著提升。例如,最新的ILUMEINTM和ILUMEIN"OPTIS"系統(tǒng)將成像速度進(jìn)一步提高到180幀/秒,單次掃描的血管段長度達(dá)75mm,同時整合了血流儲備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve,F(xiàn)FR)功能,同時具備形態(tài)學(xué)和功能學(xué)評估功能,使OCT的應(yīng)用指征進(jìn)一步拓展。
六、OCT技術(shù)的局限性與挑戰(zhàn)
盡管OCT技術(shù)具有諸多優(yōu)勢,但也存在一些局限性和挑戰(zhàn)。例如,在眼科成像中,OCT的影像攝取主要在黃斑區(qū)或后極部相對較小的區(qū)域,對視網(wǎng)膜周邊部成像的臨床價值較低。此外,組織顯像的分辨率處于光波強(qiáng)弱的顯示,其精細(xì)程度尚不能完全體現(xiàn)活體組織學(xué)水平。在心血管成像中,OCT需要通過造影劑清空血液,因此對于造影劑過敏或者嚴(yán)重腎病的患者不能使用。
綜上所述,相干斷層成像技術(shù)在活體成像中具有顯著的優(yōu)勢。它在眼科、心血管等多個領(lǐng)域展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景,并且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,其應(yīng)用指征將進(jìn)一步拓展。然而,OCT技術(shù)也存在一些局限性和挑戰(zhàn),需要科研人員和臨床醫(yī)生共同努力來克服。未來,隨著OCT技術(shù)的不斷成熟和完善,它將在生物醫(yī)學(xué)研究和臨床診療中發(fā)揮更加重要的作用。