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光学相干断层扫描

时间:2022-04-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:光学相干断层扫描技术,也称为光学相干层析技术是近十年迅速发展起来的一种成像技术,它利用弱相干光干涉仪的基本原理,检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号,通过扫描,可得到生物组织二维或三维结构图像。冠状动脉内OCT最常见的形式为时域OCT,即M2-OCT。从光源发出的近红外线通过光纤及探头到达人体组织。由于OCT技术在冠状动脉介入领域里的应用时间相对较晚,目前对冠状动脉痉挛的研究尚不多。

光学相干断层扫描技术(Optical Coherence Tomography,OCT),也称为光学相干层析技术是近十年迅速发展起来的一种成像技术,它利用弱相干光干涉仪的基本原理,检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号,通过扫描,可得到生物组织二维或三维结构图像。OCT成像的原理简单地说就是将光源发出的光线分成两束,一束发射到被测物体(血管组织),这段光束被称为信号臂,另一束到参照反光镜,称为参考臂。然后把从组织(信号臂)和从反光镜(参考臂)反射回来的两束光信号叠加。但信号臂和参考臂的长度一致时,就会发生干涉。从组织中反射回来的光信号随组织的形状而显示不同强弱。把它与从反光镜反射回来的参考光信号叠加,光波定点一致时信号增强(增加干涉),光波定点方向相反时信号减弱(削减干涉)。形成干涉的条件是频率相同,相位差恒定。利用干涉原理,OCT比较标准光源与反射信号以增强单一反射,减弱散射光线的放射。由于干涉只发生在信号臂和参考臂长度相同时,所以改变反光镜的位置,就改变了参考臂的长度,则可以得到不同深度的组织的信号。这些光信号经过计算机处理便可得到组织断层图像。

目前OCT分为两大类:时域OCT(TD-OCT)和频域OCT(FD-OCT)。冠状动脉内OCT最常见的形式为时域OCT(TD-OCT),即M2-OCT。时域OCT是把在同一时间从组织中反射回来的光信号与参照反光镜反射回来的光信号叠加、干涉,然后成像。它有两个光源,主光源是超亮度发光二极管,发射宽带近红外线(中心波长1310μm,带宽40~50μm)。从光源发出的近红外线通过光纤及探头到达人体组织。组织反向散射回来的光波被探头收集,同参考臂的光波信号结合形成干涉,然后经过计算机解析,构建出显示组织内部微观结构的高解析度图像。M2-OCT最大的限制是穿透深度只有1.5mm左右。另外,因为近红外线很难穿过红细胞,OCT成像时需阻断血流或冲洗血管以排除血管中的血液。这种方法的缺点是造成心肌缺血,而且操作较复杂,限制了OCT的临床应用。新一代的OCT成像系统D-OCT最大的优先是更高速度的扫描,每秒钟的扫描帧数为100帧,回撤速度达到20mm/s,因此只需注射一次造影剂就可完成冠状动脉血管的成像,彻底摈弃了球囊阻断血流的方法,大大提高了操作的安全性。FD-OCT在扫描速度提高的同时图像的分辨率也得到了提高,更清楚地看到病变的微细结构特征。

应用于血管内检查的OCT是目前临床实际应用中分辨率最高的冠状动脉影像学检查方法,最高分辨率可以到达10μm,比IVUS的分辨率高出10倍,FDOCT拓宽了OCT检查的适应证,左主干病变、开口病变等均可获得满意的图像,能更加清晰、准确地显示血管内膜及内膜下结构,目前已较广泛地应用于在冠状动脉造影术中观察血管内膜、斑块结构和性质、确定介入治疗适应证支架、观察支架扩张和贴壁情况等。

由于OCT技术在冠状动脉介入领域里的应用时间相对较晚,目前对冠状动脉痉挛的研究尚不多。近年来,日本学者开始将OCT应用于观察冠状动脉痉挛患者的血管壁结构,Kobayashi等报道了急性冠状动脉综合征患者在冠状动脉造影未显示明显病变后进行了OCT检查,发现与心电图缺血导联相对应的冠状动脉罪犯血管存在广泛的血管内膜纤维性增生和附壁血栓形成,血管呈轻度收缩状态,注射血管扩张剂后血管完全扩张,未见明显动脉硬化斑块的破裂征象,因此,可以明确血栓的来源应该是继发于持续性血管痉挛性闭塞的后果。Morikawa等对23例经乙酰胆碱试验诊断为冠状动脉痉挛的患者进行了OCT检查,结果见乙酰胆碱诱发的冠状动脉痉挛段血管内膜呈现明显的内膜增生,未见明显的脂质池和钙化,与使用硝酸甘油扩张血管后比较,乙酰胆碱诱发痉挛时管腔面积明显缩小,但内膜面积无显著变化,因此,血管痉挛时内膜出现明显的皱褶现象,此影像学表现是其他任何检查方法所无法直观显示的。

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