偏振激光掃描儀偏振光激光掃描儀的發(fā)展

自十年前推出該技術(shù)以來，SLP已經(jīng)歷了幾代硬件和軟件的更新 。

(一)硬件的更新

1.神經(jīng)纖維分析儀

1992年第一代設(shè)備(神經(jīng)纖維分析儀NFA I)上市，是一個單獨的設(shè)備，后來被雙重設(shè)備(NFA II)替代。應(yīng)用NFA高度的可重復(fù)性已有報告，延遲的測量已經(jīng)被證明與視覺功能相關(guān)性好∞J 。

2.GDx神經(jīng)纖維分析儀

GDx神經(jīng)纖維分析儀(GDx NFA)于1996年上市，標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫包含了不同年齡、人種的400只眼和一個血管排除運(yùn)算法則來增強(qiáng)檢查的重復(fù)性。在無晶狀體眼、人工晶狀體眼和青光眼中檢測的可重復(fù)性已有報告 。

(二)軟件的更新

1.固定角膜補(bǔ)償模式

GDx神經(jīng)纖維分析儀整合了固定的角膜補(bǔ)償儀(fLxed corneal compensation algorithm，F(xiàn)CC)以克服角膜的雙折射。一些研究已證實角膜偏振的大小和軸位是可變的，與SLP檢測的RNFL厚度有關(guān)。這一產(chǎn)品沒有完全克服角膜的雙折射，因而與固定角膜補(bǔ)償有偏離。而且未經(jīng)修正的角膜雙折射擴(kuò)大了RNFL厚度的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，因而明顯降低了這項技術(shù)的敏感性和特異性 。

2.可變角膜補(bǔ)償模式

GDx可變角膜補(bǔ)償模式(variable COlTleal com-pensation algorithm，VCC)利用黃斑雙折射圖案來確定眼部特異性的角膜雙折射，已在臨床應(yīng)用來中和有黃斑病變的角膜雙折射。延遲參數(shù)以色塊碼顯示與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)的差異。二維空問RNFL概率圖顯示青光眼損害統(tǒng)計學(xué)上的可能性。與固定角膜補(bǔ)償(FCC)相比，GDx VCC與視功能的相關(guān)性增加，大大提高了辨別青光眼視神經(jīng)損害的能力"J，并增強(qiáng)了聯(lián)合OCT對RNFL評價的能力。Medeiros等曾比較GDx VCC、HRT II、OCT對可疑青光眼RNFL檢測的敏感性，結(jié)論:三者的高度特異性和敏感性相似(既往的報道認(rèn)為后兩者相對于GDx敏感性較高)，采用可變角膜補(bǔ)償后，GDxVCC的敏感性明顯上升。Magacho和Mermoud 也曾分別使用HRT、GDx對同一組患者測量，發(fā)現(xiàn)HRT的測量值變異度較GDx大 。

3.強(qiáng)化角膜補(bǔ)償模式

既往文獻(xiàn)報告VCC模式優(yōu)于FCC模式，但是在對一些近視眼患者的檢測中，會產(chǎn)生非典型的延遲圖像，這些圖像是由于在SLP測量中出現(xiàn)低信噪比，從而影響了測量RNFL延遲值的準(zhǔn)確性。研究者因此又設(shè)計了強(qiáng)化角膜補(bǔ)償模式(enhanced corneal compensation algorithm，ECC)。在這一模式的測量路徑中加入了一條大的雙折射斜線，以便將總的延遲量增大。而在VCC模式的直接測量結(jié)果中延遲量較低。雙折射線是由每次對黃斑區(qū)測量時獲得，然后通過計算將測量的實際值轉(zhuǎn)化為RNFL的延遲值。ECC模式在排除眼前節(jié)偏振的干擾及發(fā)現(xiàn)神經(jīng)纖維層病變的敏感性方面更有效 。

Toth和Hollo為接受LASIK術(shù)的患眼進(jìn)行RNFL測量比較后認(rèn)為，ECC模式較之VCC模式能更好地中和非典型的偏振圖像和不能完全補(bǔ)償?shù)?、由角膜產(chǎn)生的延遲值 。

偏振光激光掃描儀GDx VCC采用的是一個固定的掃描環(huán)形區(qū)域，直徑為3.2 mm，中心為視盤。它是一個高質(zhì)量的精確聚焦的掃描，能在眼球輕微移動時仍有很好的對焦。軟件根據(jù)定位、折射和眼部的調(diào)整自動給出l~10的定量分值，可以接受的圖像質(zhì)量為8分以上 。

正常厚度的RNFL的圖像表現(xiàn)為上下方為明亮的黃色和紅色(較厚)，鼻側(cè)顳側(cè)為綠色和藍(lán)色(較薄)。顳側(cè)、上方、鼻側(cè)、下方、顳側(cè)(TSNIT)曲線圖顯示了計算環(huán)的RNFL厚度，表明正常值的范圍?；緟?shù)包括橢圓平均值(TSNIT average):橢圓測量環(huán)內(nèi)所有像素的平均值;上方平均值(superi-or average):橢圓測量環(huán)內(nèi)上方1200區(qū)域所有像素的平均值;下方平均值(inferior average):橢圓測量環(huán)內(nèi)下方120。區(qū)域所有像素的平均值;TSNIT標(biāo)準(zhǔn)差(TSNIT standard deviation):某部位RNFL厚度值在正常人數(shù)據(jù)庫中出現(xiàn)的概率，通常以4×4像素為單位;Inter-Eye雙眼間對稱性(symmetry);神經(jīng)纖維指數(shù)(nerve fiber indicator，NFI)。并用色塊來顯示與正常眼數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學(xué)差異舊 。

目前還沒有普遍接受的對RNFL圖像或延遲參數(shù)進(jìn)行判斷的標(biāo)準(zhǔn)，也尚未建立公認(rèn)的異常掃描圖定義。如果一幅GDx VCC掃描圖的TSNIT平均、上方平均、下方平均、TSNIT標(biāo)準(zhǔn)差、雙眼對稱性和神經(jīng)纖維指數(shù)(NFI)在P<0.01的水平，通常認(rèn)為是異常的?，F(xiàn)在認(rèn)為GDx VCC掃描圖的TSNIT平均、上方平均、下方平均、TSNIT標(biāo)準(zhǔn)差、雙眼對稱性和神經(jīng)纖維指數(shù)(NFI)的P<0.05時為正常和異常的分界。曾有人建議把>47(P<0.01)或>30(P<0.05)作為NFI的上限 。

SLP發(fā)現(xiàn)存在RNFL改變的可能性包括:評估延遲值絕對值的改變、RNFL四象限厚度改變、RNFL厚度剖面改變、相對基值的RNFL厚度改變的色碼圖。但是與OCT一樣，改變的可能性缺乏統(tǒng)計學(xué)意義，限制了區(qū)分測量可變性改變的能力，而且對這種運(yùn)算法則尚未確認(rèn) 。

1.雙折射

視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突微管的平行排列使得RNFL成為一雙折射介質(zhì)。SLP用共焦激光掃描檢眼鏡、綜合偏振光儀通過輔助光兩次穿過RNFL的雙折射形成的偏振光來定量評價RNFL延遲量。雙折射中慢光軸和RNFL束排列方向一致，其延遲和它的厚度成正比。SLP系統(tǒng)采用近紅外二極管偏振激光(波長為780 am)作光源，通過眼的屈光間質(zhì)，聚焦于視盤周圍的視網(wǎng)膜某一位點上，穿過具有雙折射特性的RNFL，一部分光速率被改變從而產(chǎn)生偏振光的延遲，偏振光反射經(jīng)偏振調(diào)制器檢測并進(jìn)行分析，存儲于電子計算機(jī)中。通過掃描裝置移到鄰近視網(wǎng)膜位點進(jìn)行重復(fù)測量。每個最終延遲圖像由256×256像素組成，每個像素對應(yīng)于其相應(yīng)部位的延遲值，掃描閾達(dá)200×200，獲取時間為0.7 s。由于平行排列的RNFL軸索內(nèi)包含的微管直徑小于偏振光的波長，能夠改變偏振光兩部分中一部分光前進(jìn)的速率從而產(chǎn)生偏振光的位相延遲，這種位相延遲的大小與微管的密度成正比，所以SLP所測的RNFL厚度為一相對厚度，但與組織切片法測得的厚度有高度相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r=0.7，P<0.001，即偏振激光1個延遲值相當(dāng)于7.4μm RNFL厚度 。

2.人工角膜雙折射計算和補(bǔ)償

所有的雙折射結(jié)構(gòu)都會使光束產(chǎn)生偏振改變，總的延遲量取決于眼前節(jié)(角膜、晶狀體)和RNFL厚度。用SLP測量RNFL厚度的精確性有賴于從總的延遲量中提取出RNFL所導(dǎo)致的延遲量。為排除角膜雙折射對RNFL厚度測定的干擾，偏振光掃描儀融合了可變角膜補(bǔ)償器。它以黃斑作為眼內(nèi)的偏振儀，測定和排除眼部特殊的角膜偏振軸位(cornealpolarization axis，CPA)和偏振量(corneal polarizationmeasure，CPM)。黃斑部的Henle纖維層能產(chǎn)生放射狀雙折射，是因為光感受器軸的統(tǒng)一排列。人們認(rèn)為未經(jīng)角膜雙折射補(bǔ)償?shù)狞S斑偏振圖像具有獨特的領(lǐng)結(jié)形和雙峰形。由于角膜雙折射和黃斑部Henle纖維層的相互作用而產(chǎn)生"領(lǐng)結(jié)"形圖案，該圖案用來確定角膜雙折射。當(dāng)角膜的短軸和Henle纖維層的短軸平行時，"領(lǐng)結(jié)"亮的部分產(chǎn)生，從而得出延遲量的總和。當(dāng)角膜的短軸和Henle纖維層的短軸相垂直，"領(lǐng)結(jié)"暗的部分產(chǎn)生，產(chǎn)生延遲量的抵消。這樣前節(jié)雙折射部分可從"領(lǐng)結(jié)"亮的部分的方向中直接讀出。SLP通過檢查黃斑延遲圖像可以得出對角膜補(bǔ)償是否適當(dāng)?shù)脑u價。但是黃斑病變會干擾Henle纖維層的完整性而產(chǎn)生不確定的"領(lǐng)結(jié)"圖案，使"領(lǐng)結(jié)"法則對角膜補(bǔ)償不再適用 。