[发明专利]一种黄斑区脉络膜毛细血管密度的分析算法

说明书

一种黄斑区脉络膜毛细血管密度的分析算法，利用视网膜外层无血流灌注这一解剖特性，来去除脉络膜毛细血管层的血管伪影；通过提取光学相干断层成像技术中CC的结构信息来消除视网膜RPE的遮蔽作用，并利用视网膜深层血管丛的血流信息来作为CC的阈值设定依据，解决了现有CC的毛细血管密度计算中存在的视网膜伪影、RPE遮蔽及阈值设定主观化的问题。

技术领域

本发明具体涉及光学相干断层成像技术技术领域，具体涉及一种黄斑区脉络膜毛细血管密度的分析算法。

背景技术

光学相干断层扫描血管造影术(Optical Coherence Tomography Angiography,OCTA)是一种非接触性、扫描速度快、分辨率高的血管成像技术，其对比样品同一成像位置多张结构OCT的横断面图像，来检测出背向散射光上的运动差异，反映出血管中红细胞的移动情况，从而对视网膜和脉络膜的微血管结构进行无创成像。自从OCTA问世以来，就被迅速采纳并应用于许多眼科疾病中，如新生血管性年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变、黄斑毛细血管扩张和青光眼等。相较于基于造影剂的成像方法如荧光素血管造影(fluorescein angiography,FA)和吲哚青绿血管造影(indocyanine green angiography,ICGA)，OCTA具有提供深度解析的血管信息的优势。同时由于其不需要造影剂，因此具有无创性和高重复性。

现有OCTA商业设备中采用了不同的算法，如基于振幅信息、基于相位信息和基于复合信息等，来提取检测组织中的血流信息，精确反映视网膜微血管结构信息；但不管何种算法获得的脉络膜毛细血管层(choriocapillary layer，CC)的血流图像，其仍存在以下3个问题：1)CC中不可避免地存在浅层血管投影的伪影，需要进行矫正。2)视网膜RPE层富含色素，对红外激光具有极强的吸收作用，由于RPE层厚度存在个体差异，从而造成脉络膜结构信号强度的个体化差异，而现有研究表明，结构信号强弱与血流信号强弱呈正相关，因此在分析血流信号时有必要对结构信号进行矫正。3)如何客观、科学地获取CC中毛细血管血流的阈值。

(1)基于浅层视网膜血流信号分析：

北京同仁医院魏文斌教授团队利用浅层视网膜微血管结构信息来设置CC的毛细血管血流的阈值。首先，手工绘制黄斑区浅层视网膜微血管结构的黄斑中心凹无血管区(foveal avascular zone,FAZ)；其次，利用FAZ中心将黄斑区浅层视网膜微血管结构进行分区，分为中央区1mm和1-3mm的旁中央环形区；最后，计算1-3mm的旁中央环形区的平均亮度及其标准差，将平均亮度与标准差之和作为CC毛细血管血流阈值,来消除浅层视网膜血管投影的伪影，从而计算CC的毛细血管密度。该方法简单明了，但是缺乏科学合理的解释来阐述血流阈值确定的可行性以及缺乏对RPE层遮蔽作用的矫正。(来源于期刊文献《Vascular Density in Retina and Choriocapillaris as Measured by OpticalCoherence Tomography Angiography》)

(2)基于组织血流信号与结构信号比值分析：

美国俄勒冈健康与科学大学的David Huang教授团队将血流信号与B-ScanOCT结构信号进行叠加，并且发现结构信号越强的区域，如RPE层，其血流伪影信号也越强，因此将血流信号与结构信号的比值作为新的指标F。只有满足深层组织的指标F大于其浅层组织的F时，方可认为其为真实的血流信号，否者判断为浅层血管的伪影(如图1)。通过该方法，综合利用血流信号与结构信号，有效地去除浅层视网膜血管的伪影及矫正RPE层的遮蔽作用，但是由于该方法需要涉及到OCTA商业仪器的原始数据，获取难度大，目前难以推广；此外未涉及到CC中毛细血管血流阈值的设定，因此本方法未直接获得CC的毛细血管密度。(来源于期刊文献《Projection-resolved optical coherence tomographic angiography》)。

(3)基于组织血流信号与结构信号综合分析：