광학 코히렌스 단층 촬영 혈관 조영

Optical coherence tomography angiography

OCTA(광학적 [1][2][3]간섭 단층 촬영 혈관 조영[6])는 인간의 [7][8][9]망막, 맥락막,[4][5] 피부 및 다양한 동물 모델의 혈관 네트워크를 시각화하기 위해 개발된 OCT(광학적 간섭 단층 촬영)에 기초한 비침습적 영상 기술입니다.OCTA는 스펙클 분산 광코히렌스 단층촬영을 사용할 수 있습니다.

OCTA는 저코히렌스 간섭계를 사용하여 후방 산란 신호의 변화를 측정하여 혈류 영역과 정적 [10]조직의 영역을 구분합니다.스캔 중 환자의 움직임을 보정하기 위해 축 방향의 벌크 조직 변화가 제거되어 감지된 모든 변화가 적혈구 이동에 [11]의한 것임을 확인합니다.이 형태의 OCT는 망막에서 발견되는 작은 모세혈관을 감지하는 데 필요한 분해능을 얻기 위해 매우 높은 샘플링 밀도를 필요로 합니다.최근 OCT 수집 속도가 향상됨에 따라 필요한 샘플링 [11][12]밀도는 OCTA에 충분한 높은 분해능을 얻을 수 있게 되었습니다.이것은 OCTA가 나이와 관련된 황반변성(AMD), 당뇨병 망막증, 동맥과 정맥의 폐색, 녹내장과 [11]같은 다양한 안과적 질병을 진단하기 위해 임상적으로 널리 사용될 수 있게 했다.

의료 용도

기존의 염료 기반 혈관조영술이 여전히 일반적인 기준인 반면, OCTA는 많은 [13]질병에서 평가되고 사용되고 있습니다.

당뇨병성 망막증(DR)을 사용할 수 있습니다.DR에서 OCTA는 이전에 확립된 중증 질환(유도 증식)의 표지를 해결하는 것으로 나타났다.또한 OCTA는 혈관 [14][15]밀도의 무의식적 손실을 포함한 다수의 추가 바이오마커를 제공하는 것으로 나타났다.따라서 OCTA는 향후 초기 임상 전 상태에서 DR의 진행 상황을 감시할 수 있는 가능성을 제공할 수 있습니다.

마찬가지로 OCTA는 중심(또는 분기) 망막정맥폐쇄와 [16][17]같은 다른 혈관폐색성 질환에서 염료 기반 혈관조영술에 비해 더 정교한 정보를 제공하는 것으로 나타났다.

구조

OCTA는 동일한 단면 위치에서 순차적인 B-scan을 비교하여 움직이는 입자(적혈구)를 검출합니다.간단히 말하면 정적 샘플에서 반사된 후방 산란광은 여러 B-스캔에서 동일하게 유지되며 이동 샘플에서 반사된 후방 산란광은 변동한다.다양한 생체 [18][19][20][21][22][23]조직의 정적 신호와 그러한 운동 신호를 대조하기 위해 여러 알고리즘이 제안되고 이용되었다.

혈류 계산

Jia [24]등에 의해 개발된 알고리즘은 망막의 혈류를 결정하기 위해 사용된다.분할 스펙트럼 진폭 장식 혈관 조영(SSADA) 알고리즘은 OCT 장치에 의해 감지된 반사광의 장식 관계를 계산합니다.

혈관은 가장 장식적인 관계가 발생하는 곳이며, 정적 조직은 장식적인 [25]값이 낮습니다.이 방정식은 시간 경과에 따른 수신 신호 진폭 또는 강도의 변동을 고려합니다.변동이 클수록 더 큰 장식 값을 받고 더 많은 움직임을 나타냅니다.

눈을 촬영할 때 중요한 문제는 환자의 움직임과 눈의 천골 움직임입니다.움직임은 작은 혈관을 구별할 수 없게 하는 많은 소음을 신호로 유도한다.신호 검출에 대한 움직임의 영향을 줄이는 방법 중 하나는 스캔 시간을 단축하는 것입니다.스캔 시간이 짧으면 신호 수집 중에 환자가 너무 많이 움직이지 않습니다.푸리에 도메인 OCT, 스펙트럼 도메인 OCT, 스위프 소스 신호 취득 시간이 크게 향상되어 OCTA가 [26]가능해졌다.OCTA 스캔 시간은 현재 약 3초이지만, 천막 안구 이동으로 인해 신호 대 잡음비가 여전히 낮습니다.이것이 SSADA가 B-scan의 수에 걸쳐 장식을 평균화함으로써 SNR을 크게 개선할 수 있기 때문에 매우 유리하다는 것을 증명하고 망막의 미세 혈관을 [25]볼 수 있다.

역사

OCT를 사용하여 혈류를 측정하기 위한 초기 노력은 [27][28]도플러 효과를 이용했다.연속되는 A모드 스캔의 위상을 비교함으로써 도플러 방정식을 통해 혈류 속도를 결정할 수 있다.이것은 광학 도플러 단층 촬영으로 간주되었다. 스펙트럼 도메인 OCT(SD-OCT)와 스위프 소스 OCT(SS-OCT)의 개발로 이 위상 정보에 쉽게 접근할 수 있었기 때문에 스캔 시간이 크게 향상되었다.그러나 도플러 기법은 특히 더 긴 스캔 시간이 [29]감도를 증가시키는데 중요하기 때문에 부피가 큰 눈의 움직임 예술물에 의해 근본적으로 제한되었다.2000년대 중반부터 시스템은 부피가 큰 눈의 움직임을 보상하기 시작했고, 이로 인해 움직임의 예술성이 현저하게 감소했습니다.시스템은 또한 연속적인 A 모드와 B 모드 스캔 사이의 도플러 단계의 분산과 힘을 측정하기 시작했습니다. 나중에 연속적인 B 모드 스캔은 움직임에 대해 보정되어야 하고 위상 분산 데이터는 벌크 아이 모션 [29][30][31]왜곡을 제거하기 위해 임계값화되어야 한다는 것이 입증되었습니다.

2012년까지 분할 스펙트럼 진폭 장식은 SNR을 증가시키고 운동 아티팩트를 [24]감소시키는 데 효과적인 것으로 나타났다.상용 OCT-A 디바이스도 이 시기에 등장하여 2014년 OptoVue AngioVue(SD-OCT)를 시작으로 곧 Topcon Atlantis/Tridon([29]SS-OCT)을 시작으로 합니다.

기타 혈관 조영 기법

가장 일반적인 혈관조영 기술은 플루오레세인(FA) 또는 인도시아닌 그린 혈관조영(ICGA)이었으며, 둘 다 주입 가능한 염료의 사용을 수반했다.정맥주사는 시간이 많이 걸리고 부작용을 일으킬 수 있다.또,[26] 염료 누출에 의해 모세혈관의 가장자리가 흐려져 망막의 촬상은 2D 밖에 할 수 없다.OCTA를 사용하면 영상 처리 속도를 높이고 영상 품질을 향상시키는 동시에 염료 주입이 필요하지 않습니다.

현재 혈관조영술, 플루오레세인 혈관조영술(FA) 및 인도시아닌 그린 혈관조영술(ICGA)의 골드 스탠다드는 모두 염료를 [32][33]주입해야 합니다.

OCTA는 염료가 필요하지 않지만, 이 방법은 이미지를 캡처하는 데 시간이 오래 걸리고 모션 아티팩트에 영향을 받기 쉽습니다.FA 및 ICGA에 사용되는 염료는 메스꺼움, 구토 및 일반적인 불쾌감을 유발할 수 있으며, 유효 수명은 몇 [34]분에 불과합니다.

물리학적 관점에서 보면, 두 가지 염료 기반 방법 모두 형광 현상을 이용한다.FA의 경우 이는 파란색(약 470nm)의 여자 파장과 노란색(520nm)[35]에 가까운 방출 파장에 해당합니다.새로운 방법인 IGCA의 경우, 들뜸 파장은 750~800 nm이고 방출은 800 [36]nm 이상입니다.

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