[发明专利]用光学相干断层扫描血管造影对局部循环进行量化

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年9月10日提交的、题为“用光学相干断层扫描血管造影对局部循环进行量化(QUANTIFICATION OF LOCAL CIRCULATION WITH OCT ANGLOGRAPHY)”、号为61/699,257的美国临时专利申请的优先权；以及要求于2013年3月15日提交的、名为“在活自体内定量的光学血流成像(IN VIVO QUANTITATIVE OPTICAL FLOW IMAGING)”、号为61/799,502的美国临时专利申请的优先权。明确地要求这些临时申请的优先权，并且这些临时申请的公开通过引用被全部合并于此。

技术领域

本公开一般涉及生物医学成像领域，以及更具体地，涉及与光学相干断层扫描和血管造影相关联的方法、设备和系统。

对政府的支持给予致谢。

本发明通过政府支持在由美国国立卫生研究院颁发的第R01-EY013516号的基金下进行。政府在本技术中享有一定的权利。

背景技术

糖尿病性视网膜病变、年龄相关性黄斑变性和青光眼是典型的眼部疾病，其中已经观察到血管紊乱和循环障碍。例如，越来越多的证据表明，在视神经眼部微循环功能障碍影响青光眼的进展。因此，眼部循环量化对于眼科疾病诊断而言是很重要的。

目前，一些方法已用于测量眼部灌注。荧光素血管造影(FA)在健康和疾病方面提供了有用的定性信息；但是，它仅示出肤浅的视网膜血管，但并没有评估深入灌注，诸如在视神经乳头(ONH)中的微循环、脉络膜血流。此外，注入染料会引起恶心和过敏反应，使得其不适于用作用于常规青光眼评估的工具。激光多普勒血流仪【例如海德堡视网膜流量计(HRF)】和激光散斑血流仪两者都可以显示疾病和正常对照组之间的差异，在激光多普勒血流仪中对流过较小视网膜区域的毛细管血流进行采样，而激光散斑血流仪提供对血流速度进行局部采样。然而，用这些方法所提供的测量由于依赖性较小采样区域的信号强度和位置，因而对于诊断应用而言变化太多。已经提出用磁共振成像(MRI)来定量地成像ONH灌注；然而，对于该方法而言的主要限制因素是ONH的较小尺寸和有限的分辨率，以检测病灶(focal)循环或轻微循环功能不全(insufficiency)。

光学相干断层扫描(OCT)是一种已被广泛用于诊断和管理眼部疾病的一种成像技术。作为相干检测技术，OCT可以检测提供了关于血流信息的反向散射光的多普勒频移。多普勒OCT已经用于测量患有青光眼、视神经病变和糖尿病性视网膜病变的患者的人体总的视网膜血液流动(TRBF)。用这种方法，来自中央视网膜血管的全局血流可被量化，但局部微循环因为速度范围太低以至于不能精确地进行多普勒测量而不能得到解决。为了测量局部微循环，我们最近开发出了利用超高速OCT来提供高质量的三维(3D)血管造影的频谱幅度分离去相关血管造影(SSADA)算法。因为SSADA基于各向同性维度分辨率单元中的反射率变化，因此其对于横向和轴向运动同样敏感。因此，其可能提供不依赖于光束入射角的局部微血管灌注的更公正的估计。相比而言，多普勒和相位方差OCT血管造影相比于横向流动而言对于轴向流动更敏感。因此，SSADA会是用于对在不同血管床内微循环的血管造影进行定量的良好基础。

由于生物组织的高散射和吸收性质，生物组织和脉管系统的活体内三维映射是困难的。一些目前的方法具有较慢的扫描速度，使得难以在活体内进行三维成像。仍然缺乏具有更快扫描速度的其它一些技术，因为它们无法在不产生重叠图像的情况下深入地扫描到生物组织内，需要使用侵入性操作来扫描感兴趣的组织。目标在于更深入成像的许多技术通常无法提供具有移动材料(例如，血流)的组织的深入成像。因此，用于有效地对结构和/或组织移动(诸如血液流动)进行成像的方法具有显著的临床重要性。