眼前段高分辨率光学相干断层扫描在眼表鳞状细胞肿瘤诊断及治疗监测中的应用

摘要

眼前段高分辨率光学相干断层扫描（HR-OCT）是一种用于眼表鳞状细胞肿瘤（OSSN）诊断及治疗评估的前景良好的无创性检查方法。本文介绍了该技术的系统设置、扫描方法以及典型的诊断结果。

摘要

眼表鳞状细胞新生物（OSSN）是眼表最常见的肿瘤，其病理范围从轻度不典型增生至浸润性鳞状细胞癌。传统上，OSSN的诊断依赖组织病理学确诊，需进行全层活检。然而，在过去二十年中，OSSN的治疗策略在临床实践中已从手术干预转向局部化疗方案。这一转变凸显了对眼表病变进行微创或无创诊断方法的迫切需求。在多种成像设备中， commercially available 高分辨率光学相干断层扫描（HR-OCT）已 emerged as 一种用于表征OSSN的有力工具。HR-OCT可提供 体内，提供眼表病变的横断面视图，为眼表鳞状细胞肿瘤（OSSN）提供具有高敏感性和特异性的“光学活检”。该技术在区分上皮内型或浸润性OSSN与其他良性病变方面具有重要价值。此外，HR-OCT可用于监测局部化疗的治疗反应，并在随访过程中检测亚临床OSSN。本文介绍了图像采集的扫描方案，并概述了OSSN的图像解读方法。这一标准化、实用且可重复的操作流程建议纳入临床工作流程，有望辅助临床医生对OSSN进行有效管理。

引言

眼表鳞状细胞瘤（OSSN）是结膜和角膜最常见的非色素性肿瘤。OSSN 这一术语涵盖一系列广泛的鳞状细胞瘤性病变，包括不同程度的发育不良（I-III级）和上皮内瘤变（即原位癌） 原位，原位癌（CIS）以及浸润性鳞状细胞癌（SCC）¹通过裂隙灯检查，可根据典型临床表现诊断眼表鳞状细胞新生物（OSSN），其特征为隆起的、白斑样或乳头状肿块，常位于角膜缘，跨越结膜向角膜延伸，并伴有供血血管。²有时，其表现可能不甚典型。OSSN 诊断的金标准仍是通过切取或切除活检进行组织病理学确诊。^1,3.

近年来，眼表鳞状细胞肿瘤（OSSN）的治疗模式已从手术治疗转向局部化疗。这极大地推动了活检向更少侵入性或非侵入性方法的转变。⁴. 已有多种成像设备被用于眼表鳞状细胞瘤（OSSN）的特征分析，即高分辨率光学相干断层扫描（HR-OCT）， 在体 共聚焦显微镜（IVCM）⁵，印迹细胞学（IC）⁶，超声生物显微镜（UBM）⁷，以及亚甲蓝染色⁴目前，已有若干研究利用眼前节高分辨率光学相干断层扫描（HR-OCT）对眼表鳞状细胞 neoplasia（OSSN）的特征进行了描述。采用谱域技术的商用HR-OCT设备可实现约5 µm的轴向分辨率。这些图像可提供 体内，眼前表面病变的横断面视图，并显示与组织病理学变化相对应的OSSN特异性特征。因此，高分辨率光学相干断层扫描（HR-OCT）可使临床医生获取“光学活检”，从而在临床中快速诊断和监测OSSN。

为了促进高分辨率光学相干断层扫描（HR-OCT）在眼表鳞状上皮瘤（OSSN）管理中的应用，本文详细提供了标准化、实用且可重复的图像采集操作指南，以确保图像质量满足临床使用要求。同时，阐明了OSSN及其他常见良性病变在HR-OCT上的特征，以提高图像判读的准确性。

方案

以下所述所有方案均遵循哈尔滨医科大学附属第一医院人类研究伦理委员会的指南，并符合《赫尔辛基宣言》的原则。批准编号为2023IIT008。所有研究参与者均签署书面知情同意书。本研究纳入了表现为结膜肿物的受试者。排除标准包括妊娠或哺乳期女性，以及可能妨碍完成研究检查的疾病状况。符合纳入标准的受试者由眼表专科医生（CLK）进行完整的眼科检查。在初次就诊及随访时进行眼前节光学相干断层扫描（AS-OCT），并在初次就诊或手术时进行印迹细胞学检查和/或组织活检以进行组织学分析。

1. 裂隙灯检查与成像操作步骤

1. 让受试者坐在裂隙灯后方。向受试者解释检查流程。
2. 编辑受试者的信息。
3. 对设备进行消毒：使用酒精棉片擦拭裂隙灯头部和颏托。
4. 为受试者调整检查体位。
   1. 让受试者将下巴置于颏托上。指导受试者转动眼球，充分暴露病灶。在裂隙灯下观察病灶。
   2. 在临床检查过程中记录病灶的详细特征，例如单双侧性、外观、象限位置、眼表受累范围、病灶尺寸、是否存在角化物、色素沉着、内在血管、供养血管、囊样间隙以及巩膜受累情况。
   3. 翻转眼睑，观察穹隆部或睑结膜是否受累。
5. 使用裂隙灯进行眼前节摄影，以记录临床特征。

2. 在HR-OCT设备中进行成像

注意：以下是由傅里叶域光学相干断层扫描系统（见材料表）扫描获取眼前节 OCT 图像的一般操作流程，该系统的轴向分辨率为 5 µm，横向分辨率为 8 µm，扫描速度为 26,000 A扫描/秒。为确保图像质量，建议采用波长较短的谱域 OCT，例如高分辨率 OCT（深度分辨率为 5–7 µm）或超高分辨率 OCT（深度分辨率为约 2–3 µm），以更清晰地显示眼表病变的特征。

1. 让受试者坐在成像设备后方。向受试者解释检查流程。
2. 双击 RTVue 图标以启动程序。
3. 编辑受试者信息。
   1. 点击 新建患者 按钮以创建新患者。填写信息字段，如 姓氏、名字、性别、出生日期 和 民族。点击 保存 按钮。
4. 消毒设备：使用酒精棉片擦拭OCT镜头和下巴托架。
5. 通过点击 角膜 < 交叉线按钮，选择所需的扫描模式。
6. 将眼前节镜头连接至系统扫描仪。
7. 根据眼前节裂隙灯摄影结果，选择需要扫描的眼部。
8. 为受试者调整成像位置。
   1. 让受试者将下巴置于下巴托架上。指导受试者转动眼球，充分暴露眼表病灶。
   2. 将目标病灶对准扫描中心。点击 扫描 选项卡。
9. 按下 自动P选项卡 以增强信号强度。调整扫描仪头部位置，获得最佳眼部图像。使用8×8 mm自动分层OCT扫描获取图像。
10. 查看OCT切片图像。点击 保存 选项卡以保存扫描结果。

3. 确定感兴趣区域（ROI）

1. 在对齐过程中观察动态的断面视图。将十字线与病灶最厚处对齐，并采集扫描图像。
2. 注意正常与异常组织相邻区域。采集病灶边缘的图像。

4. OCT 图像分析

注意：评估眼前节光学相干断层扫描（AS-OCT）参数，包括病灶位置（上皮层、上皮下层或巩膜）、上皮层反射性及厚度、正常与异常组织之间过渡区的突然变化、上皮层与上皮下层之间分离区域的可见性、病灶均匀性、囊样间隙的存在、后方阴影的存在、肿瘤后缘范围的清晰度以及下方巩膜的可见性。

1. 打开系统软件，进入测量工具部分。点击查看B扫描< 测量工具。
2. 在测量工具中，选择距离工具 < 测量工具。测量病灶的最大上皮层和上皮下层厚度值。
   1. 首先在前部上皮层边界选择一个起始点，然后垂直移动至上皮层与上皮下层之间可见的分界处。将最大面积测量数据保存为上皮层厚度。
   2. 接着在上皮层与上皮下层之间可见的分界处选择一个锚定点，再垂直移动至病灶的后缘边界（通常为巩膜的前边界）。将最大面积测量数据保存为上皮下层厚度。
3. 点击 截图工具 < 测量工具，导出测量报告界面的.jpg图像。

5. 随访程序

注意：在局部化疗期间应每月进行一次OCT检查，并在手术切除及药物或辅助手术治疗后的每次随访时进行OCT检查。

1. 裂隙灯检查（重复步骤1）：观察并记录病灶的变化。
2. 进行眼前节光学相干断层扫描（AS-OCT）检查。
   1. 打开系统软件，在“"搜索依据"栏中输入患者的姓名或出生日期以查找现有患者。输入患者的相关信息后，点击搜索按钮。
   2. 找到患者后，点击其姓名以列出所有就诊记录。选择"最近一次就诊"，并查看OCT图像。
   3. 点击扫描按钮以获取当前的AS-OCT图像，并评估AS-OCT上的参数（重复步骤2至步骤4）。

结果

图1A、B展示了OSSN的高分辨率光学相干断层扫描（HR-OCT）图像，显示出三个关键特征：（1）明显增厚的高反射性上皮层；（2）从正常上皮向异常上皮的突然转变，表现为上皮亮度和厚度的急剧增加；（3）偶尔可见上皮层与下方组织之间的分界面。然而，在非常厚的病灶中，病灶的下缘可能因遮蔽效应而部分模糊不清。

在单纯的OSSN病变中，上皮下组织通常厚度正常。然而，与其他眼部病变（如翼状胬肉、假性胬肉和皮样瘤）的HR-OCT表现不同，这些病变常显示上皮正常或轻度增厚，并伴有致密、高反射的增厚的上皮下团块（图1C-H）。角膜上皮通常呈暗色且较薄，而结膜上皮较薄但轻度高反射，有时反射较强，这可能由光化性改变引起。这些独特的特征始终与组织病理学检查所见的变化相一致，使得HR-OCT成为区分OSSN与其他各种眼表病变的重要手段⁸。

HR-OCT 还可用于监测眼表鳞状细胞癌（OSSN）的化疗反应。在局部化疗过程中，经过2个周期的局部化疗后，可观察到上皮厚度和高反射性的降低，这标志着OSSN临床消退的时间点，有助于临床医生确定治疗持续时间（图2）。此外，在随访过程中还可检测到正常解剖结构的恢复。

图1：不同类型眼表病变的成像示例。（A）裂隙灯摄影显示胶样眼表上皮内瘤变（OSSN）。一名58岁男性左眼上方象限出现角膜缘病变。（B）高分辨率OCT（HR-OCT）显示病灶上皮边界清楚、显著高反射，并伴有遮蔽效应。可见正常上皮与增厚的高反射上皮之间的 abrupt transition（突然过渡），以及病灶与下方组织之间存在的裂隙平面。病灶最大上皮厚度超过818 µm。（C）裂隙灯摄影显示翼状胬肉。一名36岁女性出现结膜和角膜病变，符合翼状胬肉特征。（D）HR-OCT显示上皮下组织增厚，呈条纹状反射，可能对应于血管结构以及由裂隙平面分隔的薄层上皮。病灶最大上皮和上皮下厚度分别为62 µm和811 µm。（E）裂隙灯摄影显示脂性皮样瘤。一名13岁男性左眼鼻侧象限出现类脂肪样病变。（F）HR-OCT显示上皮较薄，其下为显著增厚且结构均一的组织，并伴有遮蔽现象。病灶最大上皮和上皮下厚度分别为105 µm和1.88 mm。（G）裂隙灯摄影显示假性胬肉。一名70岁女性右眼鼻侧角膜缘处出现隆起的结膜病变。（H）HR-OCT显示上皮呈中度高反射，基质层（substantia propria）内可见增厚病灶，与低反射团块区域交错分布。病灶最大上皮和上皮下厚度分别为70 µm和737 µm。比例尺：250 µm。请点击此处查看该图的放大版本。

图2：眼表鳞状细胞癌在局部化疗前后的成像示例。（A）初诊时，裂隙灯摄影显示胶冻样眼表鳞状细胞癌。十字线对准病灶中心（B），高分辨率OCT（HR-OCT）显示了上皮增厚区域的水平（C）和垂直（D）范围，表现为高反射信号。经过为期2个月的局部化疗（5-氟尿嘧啶1%，用药1周、停药3周，每日给药4次；干扰素-α2b 1MIU/mL，每日给药4次）后，裂隙灯摄影显示病灶完全消退（E）。十字线对准原始位置（F），HR-OCT显示上皮层厚度恢复正常，但仍可见水平（G）和垂直（H）方向的高反射信号区域。比例尺：250µm。请点击此处查看该图的放大版本。

讨论

眼前节光学相干断层扫描（AS-OCT）是一种用于检查眼表的有前景的诊断工具。它基于迈克耳孙干涉测量原理⁹，获取眼表的光学横断面图像。AS-OCT 的系统性解读始于眼表最外层组织，即角膜、角膜缘及结膜复合体的上皮层。Vempuluru 等人最近的一项研究表明，AS-OCT 在确认大多数眼表肿瘤（尤其是眼表鳞状细胞癌，OSSN）起源的上皮层受累方面具有重要价值¹⁰。尽管目前临床上已有多种非接触式技术可用于OSSN的管理，但高分辨率OCT（HR-OCT）仍具有多项优势而脱颖而出：扫描速度快、可覆盖整个眼表、图像易于解读，且对操作者培训要求极低。Yim 等人发现，初学者在完成一个简短的AS-OCT特征学习模块后，即可表现出良好的学习曲线¹¹。因此，本文重点介绍一种标准化、实用且可重复的OSSN成像方法，以促进AS-OCT在临床工作流程中的应用。

HR-OCT 可快速辅助指导眼表鳞状上皮内瘤变（OSSN）与其他多种眼表病变的鉴别诊断。它能提供具有典型形态学特征的横断面图像，即上皮增厚、反射增强以及突然的过渡带。大多数非上皮来源的疾病通常表现为上皮层正常，而上皮下病变增厚。许多研究通过测量上皮厚度值来定量区分 OSSN。经验证，120–142 µm 的截断值在区分 OSSN 与翼状胬肉时具有良好的敏感性和特异性^12,13。AS-OCT 还可用于识别共存的眼部病理改变²，有助于潜在地减少活检需求，或指导活检部位的选择，从而实现更准确的诊断和治疗。

尽管组织病理学检查仍是金标准，但高分辨率光学相干断层扫描（HR-OCT）可作为监测化疗反应和避免过早终止治疗的有用辅助工具。在局部化疗过程中，HR-OCT图像上可观察到上皮趋于正常化的进展表现，即上皮厚度和高反射性降低、过渡带变得不明显，此现象被定义为肿瘤正在消退；而当上皮呈现正常化外观时，则定义为临床肿瘤已消退¹⁴。通常，为防止眼表鳞状细胞新生物（OSSN）进展和复发，在HR-OCT显示肿瘤已消退后，仍建议追加1-2个周期的局部化疗，以实现肿瘤的完全消退¹⁵。此外，HR-OCT还可用于随访期间监测亚临床病变，帮助临床医生调整治疗方案，从而预防肿瘤复发¹⁶。

然而，必须认识到高分辨率光学相干断层扫描（HR-OCT）在临床应用中的局限性。HR-OCT 无法可靠地区分鳞状上皮肿瘤的不同亚型，例如假上皮瘤样增生、乳头状瘤、宫颈上皮内瘤变（CIN）和鳞状细胞癌（SCC）¹⁷。此外，在角化、色素沉着的肿瘤或深度超过 500 µm 的病灶中，通常会出现阴影效应，这可能妨碍对上皮后界边界的清晰显示¹⁰。另外，部分病灶可能具有重叠的影像特征，从而降低判读的准确性¹⁸。尽管存在上述不足，HR-OCT 仍是一种有前景的成像手段，尤其适用于起源于上皮或上皮下组织的肿瘤诊断。该影像辅助技术可帮助临床医生在门诊中更有效地管理眼表鳞状上皮肿瘤（OSSN）。更重要的是，眼前节光学相干断层扫描（AS-OCT）中的这些影像生物标志物可进一步拓展应用于深度学习领域，协助眼科医生提高诊断、预后评估和病情监测的准确性，同时减轻工作负担并降低医疗成本。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
70% 乙醇	任意品牌
傅里叶域光学相干断层扫描（OCT）系统	Optuvue Inc., Fremont, CA, USA	RTVue XR
RTVue 软件	Optuvue Inc., Fremont, CA, USA