大家好。这是我们他山之石的第一季的第6期。本期我们继续之前的话题:血管内OCT。这一期我们来讲一讲血管内OCT是怎么成像的,又是怎么出现伪像的。由于先天的特点,OCT成像时面临着最主要的的障碍是近红外光穿透力较弱,无法穿过红细胞。
那么怎么解决这一问题呢?有两个思路,一是阻断血流,让红细胞不再流经观察区域造成干扰。这显然存在着一定的风险。堵住了前向血流,时间长了就会造成远端的缺血。这在冠脉系统是很不实用的,而在脑血管系统,却是可以尝试的,因为有脑血管代偿的存在。相对风险要小一些。第二种方案是通过高通透性的液体将血液冲刷干净,继而获得图像。而造影剂就是比较理想的介质。
所以目前在OCT成像时多使用造影剂冲刷血管腔中的血液。图像获取过程中若血液清除不彻底,将严重影响图像的质量。而造影剂在血管中停留的时间也是有限的。这就给OCT提出了另外一个挑战,那就是成像时导丝回撤速度要够快。所以目前市场上使用相对较多的是FD-OCT系统。在成像时, OCT成像导管沿着PTCA导丝被送入靶病变远端,导管近端显影标记距目标区域远端约5mm,通过血管造影确认OCT导管位于靶血管中无重叠、无纵向短缩的角度。直接向指引导管内推注冲洗液,冲洗液多采用等渗造影剂或低分子右旋糖酐清除血流。启动自动回撤导管的功能,将导管回撤速度常规设置为20mm/s(最大可达25mm/s),成像速度100帧/s。图像扫描完成后,撤出OCT成像导管。这个过程在脑血管系统中也是可以完成的,具体的成像方式和剂量也有相应的专家建议近期即将发表。
当然,在OCT图像获取过程中,血管的扭曲、直径较大、偏心性斑块等也会影响OCT图像的质量。血液冲洗不完全、导丝位置偏于血管壁一侧(导丝与血管不同轴)等,都会影响图像的质量和测量的准确性。这均会形成多种伪像,令图像无法提供动脉内不同组织的准确信息。
主要的伪像及影响图像分析因素包括:
(一)不均匀旋转伪像。其产生原因是在图像采集过程中,连接有驱动光缆的机械导管系统或光学组件旋转不均匀造成的,可能原因包括血管形态扭曲、成像导管受压(如止血阀较紧)、成像导管卷曲,以及成像导管通过狭窄病变。
(二)多次反射。某些导管有多个反射面,经多个面反射的反射光可能导致图像中出现一条或多条环状线。
(三)晕状伪像。晕状伪像是支架丝表面的高反射的高亮区域,其后方的轴向区域内表现为模糊的图像。
(四)饱和伪像。饱和伪像表现为轴向分布的明暗不等的线性条纹。当具有高反射性的物质暴露于OCT光源下时,可能产生很强的背散射而不能被检测器精确地检测出,从而形成A形伪像。具有高背散射的物质包括导丝、组织的表面以及金属支架丝,这些均可能引起饱和伪像。
(五)运动(motion)伪像。相对于成像导管,血管会有多种运动形态,形成不同类型的伪像,影响横截面和线型成像。不连续位置被称为接缝线,这在心脏跳动中尤为明显。
(六)折叠伪像。在FD-OCT系统中,当血管直径超过OCT的最大测量深度时,图像中部分血管可能表现为折叠形态。临床中应当避免误判此类伪像。
(七)斑点。斑点是OCT图像形成过程中产生的图像噪声。根据OCT的分辨率不同,斑点的大小也不同。
(八)阴影。阴影一般指不透明物质远离管腔的一侧出现信号强度的丢失,可完全阻碍或显著降低深部组织结构的图像信号强度。这一类不透明物质包括导丝、金属支架丝、气泡等,也包括导管及管腔中未清除干净的血液、血栓,导致难以识别血管壁。另外,巨噬细胞聚集也可能造成阴影。
(九)血管冲洗不良。视野区域内血液未清除干净时,管腔内可能出现高信号强度区域。有时即使发生血管冲洗不良,但也能提供足以准确分析的高质量血管壁图像。有时血管冲洗不良会减弱动脉的信号强度,导致图像质量不高,无法对图像进行分析评估。
(十)散射及聚焦伪像。成像部位发生散射或偏离成像焦点会导致OCT图像的信号减弱并降低横向分辨率,因此,偏离成像焦点的支架丝、血液或组织后方的成像部位会表现较为黯淡,有时可伴有成像扩大现象。
(十一)贴近伪像。偶尔当导管非常接近或接触血管壁时,组织距离导管的距离越近,OCT图像的灰度值越高。
(十二)切向信号丢失。当导管接近血管壁时,光线方向近乎与组织表面平行。这种现象更多见于导管与平整或凸起的血管壁接触时。在这种情况下光线沿血管壁表面逐渐减弱,切向方向远端的信号强度减弱。
(十三)支架丝的定向伪像。有时当导管靠近支架段血管壁时,支架丝可表现为面向导管的“风车样”形态。这种现象也被称为“向日葵”或“旋转木马”伪像。
转而回到神经介入领域。脑血管相对于冠脉更加迂曲,颅外血管管径更粗,OCT成像过程中伪像效应更加常见。最为常见的是血管冲洗不良和贴近伪像。在实际操作中,由于光纤的脆性,当通过迂曲的脑血管时,往往容易导致光纤断裂和信号的丢失。因此现有的OCT系统并不能完全使用于脑血管系统。此外,目前OCT导管整体管腔直径也较粗,前端无效段较长,对于颅内血管,更加不安全。那么如何对OCT的成像系统进行改进从而更加适合在脑血管中使用呢?这或许是很好的探索方向。
作者简介✦
刘锐
南京大学神经病学研究所(东部战区总医院神经内科) 副主任医师,医学博士,中国卒中学会青年理事,江苏省卒中学会神经介入专委会委员、秘书,江苏省医学会介入分会青年委员。以第一作者及通讯作者在Neurology、Stroke等中文核心期刊及SCI 期刊发表论文20余篇,以第一完成人获得国家发明专利、实用新型专利各1项。参与设计多项大型临床试验及器械研发,主持国家自然科学基金青年基金1项。作为主要执笔人完成《中国缺血性脑血管病非急诊介入治疗术前评估专家共识》等3篇国家级指南规范的撰写和制定。
关于CNIT✦
CNIT由首都医科大学宣武医院神外科主任张鸿祺教授发起、各类医学创新主体联合成立的神经介入创新与转化联盟(China Alliance of Neurointerventional Innovation and Transformation,简称CNIT),以“搭建神经介入领域创新交流平台”、“开展神经介入领域深度创新研究”、“促进神经介入领域成果转化落地”为主要任务,致力于搭建由神经介入高端医学创新人才、研究型医疗机构、高等院校、科研院所、专业学术团体、医疗科技企业等各类创新主体及合作伙伴组成的非营利性专业学术与产学研用平台,充分激发神经介入领域各医学创新要素活力,推动神经介入学科创新技术产业化,形成神经介入创新的临床高地和产业高地,引领神经介入领域产业创新发展。








