柳孟云 酈惠燕 王穎君 杜持新
結(jié)膜增生性疾病包括結(jié)膜變性疾病和結(jié)膜腫瘤兩大類,是常見(jiàn)的眼表疾病。結(jié)膜變性疾病主要指翼狀胬肉和瞼裂斑,結(jié)膜腫瘤包括眼表鱗狀細(xì)胞瘤(ocular surface squamous neoplasia,OSSN)、無(wú)色素型黑色素瘤、淋巴瘤等。惡性腫瘤的正確診斷對(duì)于患者的預(yù)后尤為重要。臨床上常用的檢查和診斷方法有裂隙燈顯微鏡、共聚焦顯微鏡、角膜地形圖、超聲生物顯微鏡、組織病理學(xué)、細(xì)胞學(xué)檢查和光學(xué)相干斷層成像技術(shù)(optical coherence tomography,OCT)等[1-3]。裂隙燈顯微鏡檢查最常用,可觀察到病灶表面整體情況,但其放大倍數(shù)有限,且無(wú)法觀察組織深部結(jié)構(gòu),往往難以對(duì)許多疾病鑒別診斷。共聚焦顯微鏡雖能在細(xì)胞水平成像,但視野局限,無(wú)法獲取“大”圖像,并且掃描深度有限。組織病理學(xué)檢查作為OSSN等疾病的金標(biāo)準(zhǔn)則要求手術(shù)切除,患者不易接受。細(xì)胞學(xué)檢查雖無(wú)需行手術(shù),但只能檢查淺表部分的細(xì)胞,且陽(yáng)性率低[1]。超聲生物顯微鏡在掃描面積及穿透力方面較有優(yōu)勢(shì),但分辨率只有50μm,且為接觸性檢查,檢查的舒適性和患者的耐受性欠佳[2]。角膜地形圖雖然是無(wú)創(chuàng)、非接觸式檢查,但只能顯示模擬的高度圖而無(wú)法進(jìn)行組織的成像。OCT是一種無(wú)創(chuàng)、非接觸式的檢查,其掃描時(shí)間短,可重復(fù)性高,能提供隨訪模式[4-5],分辨率高,能準(zhǔn)確測(cè)量角膜、結(jié)膜上皮等結(jié)構(gòu)[6]。隨著傅里葉技術(shù)的發(fā)展,超高分辨率OCT(ultrahigh resolution,UHR-OCT)應(yīng)運(yùn)而生,其具有1~4μm的超高分辨率,可對(duì)眼前節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行清晰成像和精確測(cè)量,可用于眼表增生性疾病的診斷、鑒別診斷、治療及預(yù)后評(píng)估[4,7-8]。本文從UHR-OCT的原理入手,闡述UHR-OCT下結(jié)膜增生性疾病的光學(xué)影像特征,以及在診斷和治療中的應(yīng)用。
1.1 OCT原理及發(fā)展史 OCT為低相干光源發(fā)出的近紅外光,經(jīng)分束器后到達(dá)參考臂和樣品臂,由于近紅外光在眼不同組織中的單次后向散射性不同,經(jīng)樣品臂返回的光線中攜帶了大量樣品內(nèi)部信息,經(jīng)過(guò)和參考臂返回的光線發(fā)生干涉而放大形成干涉光,最后的光信息由CCD或其他光電探測(cè)器探測(cè)記錄,并計(jì)算光回波的延遲時(shí)間和強(qiáng)度,分析出不同組織的結(jié)構(gòu)及其距離,由計(jì)算機(jī)處理成像,顯示出組織的斷層結(jié)構(gòu)。自從1991年時(shí)域OCT第一次被Huang等[9]報(bào)道用于視網(wǎng)膜的光學(xué)斷層成像,開(kāi)辟了新的醫(yī)學(xué)影像診斷技術(shù)。Izatt等[10]在1994年首次報(bào)道時(shí)域OCT眼前節(jié)成像,用于觀察前房、前房角、晶狀體等結(jié)構(gòu)。時(shí)域OCT通過(guò)移動(dòng)參考鏡前后位置改變參考臂的光程,使樣品中只有等光程深度位置的反射光參與干涉,由于需要前后移動(dòng)參考鏡從而影響了它的成像速度,其掃描速度是2 000A/s[11]。
隨著軟件的不斷更新和硬件設(shè)備的進(jìn)一步提高,OCT從一開(kāi)始的時(shí)域OCT發(fā)展到基于傅里葉變換的光斷層成像干涉法,它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是參考臂中的反射鏡是固定的,并利用分光光譜儀對(duì)樣品內(nèi)部所有深度位置反射光干涉信號(hào)進(jìn)行一次性測(cè)量,得到干涉信號(hào)的頻率譜,再通過(guò)傅里葉變化的算法,將頻率域信號(hào)轉(zhuǎn)化為空間域信號(hào),因此成像速度和靈敏度明顯提高。它分為掃頻OCT和譜域OCT,目前掃頻OCT多采用波長(zhǎng)為1 310nm的掃頻光源,掃描深度達(dá)10mm,掃描寬度達(dá)16mm,但是其軸向分辨率僅為10μm,常用于前房角、睫狀肌、晶狀體的測(cè)量。譜域OCT多采用波長(zhǎng)為850nm左右的光源,掃描深度達(dá)5~6mm,軸向分辨率可高達(dá)5μm,已廣泛用于視網(wǎng)膜、淚膜和角膜等的成像和厚度測(cè)量。在此基礎(chǔ)上,高分辨率OCT和UHR-OCT應(yīng)運(yùn)而生[4]。
1.2 UHR-OCT的特點(diǎn) 目前UHR-OCT大多采用中心波長(zhǎng)830~850nm,帶寬100nm的超輻射發(fā)光二極管光源以及由高速線陣CCD或CMOS相機(jī)記錄,掃描的速度可達(dá)70 000A/s,光學(xué)軸向分辨率達(dá)1~4μm,同時(shí)掃描寬度為5~12mm,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高清晰刻畫從結(jié)膜、淚膜、角膜上皮至內(nèi)皮的分層結(jié)構(gòu)[4,12-14]。
2.1 正常的角膜和結(jié)膜 在UHR-OCT成像下,正常角膜上皮覆蓋一層高反射的淚膜(圖1a),其測(cè)量厚度約為4.4μm[15]。角膜上皮較薄,呈現(xiàn)規(guī)則的線性結(jié)構(gòu),反射信號(hào)較暗(圖1b);角鞏緣上皮和結(jié)膜上皮也較薄,但表現(xiàn)為輕度的高反射信號(hào)(圖1c),結(jié)膜上皮欠規(guī)則,尤其是結(jié)膜起始部分,角膜基質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻(圖1d)[16]??梢?jiàn)在UHR-OCT下,角膜各結(jié)構(gòu)成像清晰,因此利用UHR-OCT可測(cè)量角膜各結(jié)構(gòu)。Feng等[17]利用OCT測(cè)量中央角膜、角膜緣和結(jié)膜上皮的厚度分別為 (54.7±1.9)、(79.6±7.4)和(44.9±3.4)μm。
圖1 正常角膜結(jié)構(gòu)(a:角膜表面較高反射信號(hào)的淚膜;b:角膜上皮薄;c:結(jié)膜上皮;d:規(guī)則的基質(zhì)層)(此圖來(lái)源于浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第四醫(yī)院眼科)
2.2 翼狀胬肉和瞼裂斑 翼狀胬肉是眼表的一種翼狀的增生性疾病,多認(rèn)為與紫外線的慢性暴露有關(guān),常向心性侵入透明角膜[18-19]。翼狀胬肉在UHR-OCT下表現(xiàn)為上皮厚度正?;蜉p度增厚(圖2a),同時(shí)上皮呈中等程度的高反射,上皮下可見(jiàn)病灶呈高的高反射信號(hào),且位于角膜上皮和前彈力層之間(圖2b)[12,15]。假性翼狀胬肉的臨床表現(xiàn)與翼狀胬肉十分相似,但在UHR-OCT下,假性翼狀胬肉向外生長(zhǎng)并沒(méi)有真正接觸到角膜[18],可有效做出鑒別診斷,為手術(shù)方案的設(shè)計(jì)提供參考。
瞼裂斑表現(xiàn)與翼狀胬肉相似。Soliman等[20]應(yīng)用OCT發(fā)現(xiàn)瞼裂斑與翼狀胬肉的差別在于其生長(zhǎng)止于角鞏膜緣,而正常角膜上皮未見(jiàn)隆起,其與前彈力層之間無(wú)高反射信號(hào),并且與鞏膜之間有明顯的分界線(圖2cd)。有學(xué)者認(rèn)為角鞏膜緣存在一個(gè)潛在的屏障阻擋瞼裂斑,當(dāng)瞼裂斑的生長(zhǎng)突破角膜緣的屏障時(shí)就發(fā)展為翼狀胬肉[21-23]。因此UHR-OCT下超微結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)能真實(shí)反映瞼裂斑至胬肉的發(fā)病過(guò)程,協(xié)助臨床做出精確的診斷。
翼狀胬肉首選的治療方式是手術(shù)切除聯(lián)合自體結(jié)膜移植,部分患者需佩戴角膜繃帶鏡減少術(shù)后異物感和促進(jìn)角膜上皮愈合。Chen等[8]利用UHR-OCT實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)繃帶鏡下上皮愈合的情況,指導(dǎo)摘鏡時(shí)間。Kheirkhah等[24]通過(guò)UHR-OCT觀察到自體結(jié)膜移植術(shù)后,結(jié)膜上皮厚度在3個(gè)月內(nèi)逐漸下降后趨于穩(wěn)定。Pujol等[25]研究發(fā)現(xiàn)在UHR-OCT下一個(gè)正常的角膜緣結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),可以作為翼狀胬肉治愈的依據(jù),監(jiān)測(cè)角鞏膜緣的超微結(jié)構(gòu)可以預(yù)測(cè)胬肉的復(fù)發(fā)。
圖2 翼狀胬肉和瞼裂斑[a:裂隙燈下翼狀胬肉的表現(xiàn)(黑色箭頭);b:翼狀胬肉在UHR-OCT下上皮反射信號(hào)增高,而厚度不增厚(箭頭1),病灶侵入到角膜上皮與前彈力層之間(箭頭2);c:瞼裂斑在裂隙燈下的表現(xiàn)(白色箭頭);d:瞼裂斑在UHR-OCT下與翼狀胬肉的區(qū)別在于:瞼裂斑生長(zhǎng)終止于角膜緣(箭頭1),角膜上皮未見(jiàn)隆起(箭頭2),病灶與鞏膜有明顯分界(箭頭3)](此圖來(lái)源于浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第四醫(yī)院眼科)
2.3 OSSN OSSN是來(lái)源于角膜、結(jié)膜鱗狀上皮的新生物,按病理可分為良性、交界性和惡性病變,良性病變包括括鱗狀細(xì)胞良性增生、乳頭狀瘤,交界性病變包括輕度不典型增生,惡性病變包括原位癌、鱗狀細(xì)胞癌等[26-27]。近年來(lái),結(jié)膜上皮內(nèi)瘤變被提出并運(yùn)用于眼表的腫瘤診斷,包括結(jié)膜上皮異型增生和原位癌[28]。OSSN常常需要與翼狀胬肉、瞼裂斑、無(wú)色素型黑色素瘤等鑒別。Segev等[29]認(rèn)為經(jīng)過(guò)角膜專家診斷和切除后的翼狀胬肉行常規(guī)病理活檢的收益較小。臨床上不典型的OSSN與翼狀胬肉表現(xiàn)很接近,容易誤診漏診(圖3a)。Shousha等[5]首先將UHR-OCT運(yùn)用在OSSN的診斷上,經(jīng)過(guò)數(shù)年的研究總結(jié)出UHR-OCT下,OSSN的圖像特征為:(1)具有增厚的高折射上皮;(2)正常上皮到非正常上皮的突然轉(zhuǎn)變;(3)病灶和深部組織間的上皮內(nèi)瘤變(圖3b)。Kieval等[12]發(fā)現(xiàn)以142μm作為角膜上皮厚度的截?cái)嘀?,在鑒別OSSN和翼狀胬肉時(shí)的靈敏度和特異度分別是94%和100%。在OSSN伴隨有紅斑痤瘡、瞼裂斑、Salzmann’s結(jié)節(jié)狀變性和角膜緣干細(xì)胞缺失的情況下,利用上述3點(diǎn)UHR-OCT下的OSSN特征,仍然能夠?qū)SSN診斷出來(lái),并與病理活檢結(jié)果一致[30]。因此UHROCT的應(yīng)用可降低非OSSN活檢的概率,并且提高診斷的準(zhǔn)確性和有效性。
圖3 OSSN[a:裂隙燈下OSSN的表現(xiàn)與翼狀胬肉相近(黑色箭頭);b:UHR-OCT下OSSN的成像,病灶上皮有高的高反射信號(hào)且增厚(星號(hào)),正常上皮與OSSN上皮有明顯的突然轉(zhuǎn)變區(qū)(箭頭1),病灶與其下組織存在上皮內(nèi)瘤變(箭頭2)](此圖來(lái)源于Bascom Palmer Eye Institute,University of Miami Miller School of Medicine,由本文作者杜持新采集)
2.4 無(wú)色素性黑色素瘤 無(wú)色素性黑色素瘤是惡性程度較高的腫瘤,來(lái)源于黑色素細(xì)胞,在臨床上常常表現(xiàn)為結(jié)膜面不規(guī)則的結(jié)節(jié)狀隆起,易復(fù)發(fā),常發(fā)生耳前、頜下淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[31],若不及時(shí)正確處理往往造成嚴(yán)重后果,裂隙燈常表現(xiàn)為無(wú)色素的腫塊,與OSSN相近,容易被誤診為OSSN(圖4a),甚至有無(wú)色素性黑色素瘤形態(tài)類似于霰粒腫的報(bào)道[32]。因此,在腫塊處理前有必要行UHR-OCT等無(wú)創(chuàng)檢查以幫助診斷,為選擇切開(kāi)活組織檢查或切除活組織檢查提供依據(jù)[13]。在UHR-OCT下,無(wú)色素型黑色素瘤上皮組織不增厚,可以明確地與OSSN區(qū)別開(kāi)來(lái),上皮組織和基底膜反射均增強(qiáng),上皮產(chǎn)生部分?jǐn)嗔?,同時(shí)病灶下產(chǎn)生大片的陰影部分(圖4b)[13,16]。因此利用OCT能清晰了解瘤體的部位、大小、深度和邊界,并能引導(dǎo)檢查者設(shè)計(jì)手術(shù)徑路,避免切開(kāi)活組織檢查造成的腫瘤細(xì)胞脫落轉(zhuǎn)移[1,12,33-34]。
圖4 無(wú)色素性黑色素瘤[a:裂隙燈下無(wú)色素性黑色素瘤表現(xiàn)與OSSN接近;b:UHR-OCT下對(duì)病灶的成像(箭頭1代表圖a中黑色箭頭表示的病灶),角膜上皮厚度正常(箭頭2),病灶下有大片陰影(箭頭3),出現(xiàn)部分?jǐn)嗔眩^4)](此圖來(lái)源于Shousha等[5])
2.5 色素痣 眼表良性腫瘤中以色素痣為常見(jiàn)。裂隙燈檢查見(jiàn)其顏色可由黃褐色到深棕色(圖5a),根據(jù)病變位置不同又可分為上皮內(nèi)痣、復(fù)合痣和上皮下痣[35-36]。常規(guī)用超聲生物顯微鏡檢查時(shí)能夠探及到病灶的后緣,但對(duì)前緣的成像分辨率較低[2]。在UHR-OCT下,色素痣上皮厚度正常,擁有輕度的高反射信號(hào),??梢?jiàn)強(qiáng)信號(hào)的基底膜,固有質(zhì)下存在陰影部分,常可見(jiàn)小囊泡[16],由于黑色素的存在,OCT的光學(xué)信號(hào)容易被阻擋而產(chǎn)生陰影(圖5b)[13]。使用1 300nm波長(zhǎng)的OCT穿透深度更深,可嘗試探查色素痣的深部信息。UHR-OCT可以作為超聲生物顯微鏡的一種補(bǔ)充檢查隨訪的工具。
圖5 色素痣 [a:黑色箭頭表示裂隙燈下色素痣的表現(xiàn);b:在UHR-OCT下,色素痣向外隆起(箭頭1),其中存在大量固有質(zhì)(箭頭2),病灶下存在大量陰影(箭頭3),可見(jiàn)小囊泡(箭頭4)](此圖來(lái)源于Shousha等[5])
2.6 結(jié)膜原發(fā)性獲得性黑色素沉著病(conjunctival primary acquired melanosis,PAM) PAM是一種獲得性的色素沉著病,常在中年發(fā)病,表現(xiàn)為結(jié)膜上局限性的、補(bǔ)丁狀的、扁平的、多病灶的或彌散性色素沉著的病灶(圖6a)[37]。對(duì)PAM最初的處理多為觀察和冷凍療法,無(wú)異型性和輕度異型性的PAM不會(huì)轉(zhuǎn)變成黑色素瘤,而伴有高度異型性的PAM有13%會(huì)最終轉(zhuǎn)變成黑色素瘤[38]。因此PAM的隨訪比較重要。但由于超聲生物顯微鏡和共聚焦顯微鏡的隨訪性較差,UHR-OCT可作為比較重要、便捷的隨訪工具。在UHR-OCT下,其特點(diǎn)為上皮細(xì)胞層厚度正常,伴有中等程度的高反射信號(hào),基底膜出現(xiàn)強(qiáng)的高反射信號(hào),并且它們的信號(hào)均勻一致,同時(shí)未突破基底膜侵入上皮下組織。但值得注意的是,即使在UHR-OCT下,仍然無(wú)法辨別出細(xì)胞的異型性(圖6b)[13],需要結(jié)合共聚焦顯微鏡或活檢做出明確診斷。
2.7 結(jié)膜淋巴瘤 眼附屬器官淋巴瘤為結(jié)外淋巴瘤,其中約80%屬于黏膜相關(guān)淋巴瘤[39],其中35%~40%發(fā)生在結(jié)膜[40]。結(jié)膜淋巴瘤在裂隙燈下表現(xiàn)為一個(gè)肉色的結(jié)膜腫塊(圖7a),而在UHR-OCT下,其上皮的厚度及反射信號(hào)均正常,上皮下的病灶反射信號(hào)較低且均勻一致,在病灶周圍包繞著未侵入腫塊實(shí)質(zhì)的高反射信號(hào)(圖7b)。利用UHR-OCT可準(zhǔn)確診斷結(jié)膜淋巴瘤,結(jié)果與病理組織活檢一致,同時(shí)可利用UHR-OCT對(duì)結(jié)膜淋巴瘤接受治療后進(jìn)行評(píng)估與隨訪[12,15]。
圖6 PAM[a:黑色素沉著病在裂隙燈下的表現(xiàn);b:在UHR-OCT下,上皮層中等程度高反射,無(wú)明顯增厚(箭頭1),基底膜反射信號(hào)較高(箭頭2),無(wú)法判斷異型性](此圖來(lái)源于Shousha等[5])
圖7 結(jié)膜淋巴瘤[a:裂隙燈下淋巴瘤呈肉色的腫塊;b:角膜上皮輕度高折射信號(hào)、厚度正常(箭頭1),腫塊基質(zhì)信號(hào)較低且均勻一致(箭頭2),其外包繞高反射的上皮下組織(箭頭3)](此圖來(lái)源于Nanji等[16])
UHR-OCT具有高清斷層掃描成像、高分辨率、快速、非接觸性和無(wú)損傷性的特點(diǎn),是臨床上非常易被患者所接受的檢查和治療隨訪工具,能夠清晰地將眼表的細(xì)微結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出來(lái)。UHR-OCT在眼表增生性疾病的應(yīng)用中,雖然在色素痣、黑色素沉著病和無(wú)色素型黑色素瘤等疾病中信號(hào)容易被色素細(xì)胞遮擋而產(chǎn)生深部組織成像不清或產(chǎn)生陰影,但得益于其超高分辨率和較大的掃描寬度,可以獲得相當(dāng)清晰組織的“光學(xué)病理切片”,能有效利用各層的清晰結(jié)構(gòu)測(cè)量出不同層次的精確厚度,從而準(zhǔn)確地對(duì)OSSN、翼狀胬肉、無(wú)色素型黑色素瘤、結(jié)膜淋巴瘤等進(jìn)行診斷和鑒別診斷,其準(zhǔn)確性甚至可以和組織活檢相媲美。隨著OCT的普及、技術(shù)性能的進(jìn)一步提高,功能OCT例如光學(xué)相干斷層掃描血管成像技術(shù)的應(yīng)用,將會(huì)使我們對(duì)各類眼表增生性疾病的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深刻,這將有助于此類疾病的發(fā)病機(jī)制的研究。目前還需要更大樣本量進(jìn)一步臨床觀察,以建立各種眼前節(jié)增生性疾病的較為精確的光學(xué)影像診斷標(biāo)準(zhǔn)。在未來(lái),OCT有著廣闊的應(yīng)用前景,甚至有可能很大程度地替代常規(guī)的眼表腫瘤的組織學(xué)活檢。