编者按：光学相干断层扫描(OCT) 是采用光波作为成像的眼科检查手段，具有非接触性、非侵入性、高度灵敏及高分辨率特点。历经十数年的发展，已成为眼科眼部病变诊断和管理中必不可少的影像学检查。Euretina会议上，来自Duke大学医学院生物医学工程学和眼科学的Cynthia A Toth教授，从一个外科医生的视角，分享了OCT的新进展以及其在OCT治疗应用方面的观点。
OCT的诊断价值
OCT从出现到发展已经近30年，经历了从时域OCT到频谱域OCT到高速扫描源OCT的变迁。不光改变了临床治疗视网膜疾病患者的方式（例如湿性年龄相关性黄斑变性），而且现在还带进手术室辅助手术。
在成人中，OCT改变了医生对几乎所有黄斑疾病的评估模式。目前这项技术应用到儿童身上，不仅帮助改变医生对弱视的理解，也可以帮助医生识别黄斑是否存在任何异常。成人到婴儿的应用转化，是OCT在创新与转化方面的进步。
无一例外，医生认识到OCT数据在视网膜疾病患者护理中的价值。另一方面，内科和外科医生在护理时需要临床相关的OCT数据。1996年，Toth教授在动物实验进行激光安全性测试时开始结缘OCT，并伴随OCT一起成长，2018年后将手持OCT应用到早产婴幼儿视网膜病变(ROP)的诊疗工作。
OCT是如何从AMD的管理应用到手术中的呢?
从开始在nAMD、糖尿病视网膜病变(DR)患者中应用OCT，到现在在干性AMD、周围性病变中观察视网膜变性以及治疗前后结构上的进展改变，OCT的更广泛作用不断为人们所挖掘出来。
2006~2012年，Toth教授团队进行了一项AREDS2辅助SDOCT的研究(A2A SDOCT)。研究发现，OCT图像上晚期nAMD的前兆包括视网膜和视网膜特征、视网膜层厚度、Drusen-RPE体积。nAMD患者在进行药物注射周期性治疗后，形态学有了明显改善。
此外，OCT可以对nAMD的治疗进行追踪。定量SDOCT可以对异常视网膜色素上皮层DC(RPEDC)的情况进行测量。研究发现，OCT检测Drusen的体积情况，RPEDC厚度≥正常平均厚度3个标准差；RPE- Drusen复合体异常变薄(RAT)体积，RPEDC厚度低于正常平均厚度2个标准差。OCT可以发现相对罕见的Drusen特征、预测黄斑萎缩进展情况、明确某一特定OCT反映的Drusen亚结构(ODS)情况，并可以将其放在一起、患者之间进行综合对比分析。
SDOCT还可以预测黄斑萎缩的发生风险和进展，这已经被众多研究所证实。
Toth教授借助OCT观察了视网膜手术前后视网膜的变化情况，并于2000年将研究成果发表在Retina杂志。然而，手术过程中的视网膜情况却无从得知。
术中OCT
手术显微镜提供的直视功能具有一定局限性，包括有限的深度知觉和视野、有限的景深和位置数据、固定的视角，限制了手术医生的肢体活动。因此，OCT被引入作为显微手术的直视辅助。IZATT是一种用于眼体内定量成像的临床仪器，Toth教授团队在这方面也取得了丰富的成果。
显然，术中OCT的图像有很重要的应用价值。2001年，Toth教授利用TDOCT辅助激光角膜切口，发现可以很好地在术中显示热度图、前房内纤维蛋白情况。模型眼视网膜和手术器械的“实时”OCT成像，对手术医生的帮助有限，需要借助改良的裂隙灯而且裂隙灯桌面笨重、扫描速度仅8 b-scans /秒、光照超过ANSI标准。
为满足手术需要，OCT的扫描速度在不断提升。从最初1992年OCT问世时的每秒不到1kHz，到目前的血管成像，速度已经达到1+MHz。形态上，手持式向插座式的过渡，也使SDOCT成功应用到手术室，使得术中操作变得更加方便。
从术前视网膜评估，到术后即刻视网膜评估以及最终转归的随访，OCT缩短了手术操作过程中的“黑窗”时间。
由Izatt Duke牵头、在NIH的资助下，显微镜集成SDOCT也应用到临床。是非常有用的术中附加诊断工具，可以辅助手术中的治疗决策。
当进行黄斑疾病的治疗时，如果没有SDOCT的辅助,可能会影响手术的决策，并对术后视力的预后判断产生影响。iOCT在几乎所有病例中都是可行的，似乎可以让手术医生从独特的视角进行细节的评估，对手术决策有重要的影响。
当然，术中SDOCT系统也面临着一些挑战。Toth教授借助手术视频进行了讲解。在实施后界膜剥除的过程中，SDOCT实时扫描可以清楚显示内界膜与视网膜之间的情况，增加了手术的安全性。
4-D MIOCT可以实现近乎实时的术中3-D
实时容积("4D")扫频OCT已经实现了400 MVOX/S的扫描速度，并在2016年荣获nVidia全球影响力奖项。当前一代DUKE 4D微型技术，拥有紧凑的MIOCT扫描头，高度降低，可以变焦、远心。在猪眼模拟试验中，从控制施加在视网膜上的压力、目标组织处理，到视网膜下精细运动的可视化、诸如基因治疗的视网膜下注射等，MIOCT以12.5 VOLS/SEC的速度实现了手术操作过程的可视化。
OCT辅助存在一个问题，那就是手术图像和OCT图像是两个独立不同的图像，有时手术操作还是存在一定风险的。4D MIOCT可以将数字化的显微镜图像和4D-OCT图像进行图像的融合。基于深度的实时色彩可以将视网膜变形很好地展示出来。另外，还可以测量视网膜下的给药量。
还有一个易令人忽视却十分重要的点，就是通过OCT可以对手术操作对视网膜的影响进行客观的测量。通过测量手术操作时的视网膜厚度，通过定制的Duke OCT视网膜分析程序(DOCTRAP)算法，可以确定无效操作区域并隔离手术器械、在B超上识别出RPE和ILM。另外，OCT扫描结果还可以用作视网膜上的标记。通过将术中视野OCT扫描的视网膜情况与视网膜上同时进行的器械操作相结合，这样OCT容积就可以作为一种术中的解剖标志。
总结
从实时3D图像到3D沉浸式视觉，再到手术机器人，技术融合为眼外科手术带来了革命性突破。同时，未来手术显微镜可以跟踪患者的眼睛、头部，可以配合医生随心所欲进行手术。随着人工智能(AI)技术的发展，AI与OCT的结合将为医生分析获得的大量数据提供帮助。在AI的帮助下，医生可以整体地审视获得的图像信息，并根据结果对它们进行评估，进而帮助医生探索每个患者的特点，以及医生应该考虑如何治疗。然而，挑战也依然存在……需要进一步实时捕获、提取、沟通相关成像数据，以改善手术和治疗的效果。
