光干渉断層撮影血管造影

光干渉断層撮影血管造影法（OCTA）^{[1] [2] [3] [4]は、}光干渉断層撮影（OCT）に基づく非侵襲性画像診断技術であり、ヒトの網膜、^{[4] [ 5] [6 ] [7] [8] [9]}脈絡膜、^{[10] [11] [12] [13]}皮膚^[14]および様々な動物モデル^{[15] [16] [17]}の血管網を可視化するために開発された。OCTAはスペックル分散光干渉断層撮影 を利用する場合がある。

OCTAは、断面OCTスキャン（Bフレーム）間のモーションコントラストを使用して、血流と静的組織を区別し、血管解剖学の画像化を可能にします。^{[4] [18]} スキャン中の患者の動きを補正するために、軸方向のバルク組織の変化は排除され、検出されたすべての変化が赤血球の動きによるものであることが保証されます。^[18] この形式のOCTでは、網膜にある小さな毛細血管を検出するために必要な解像度を実現するために、非常に高いサンプリング密度が必要です。 ^{[18] [19]} これにより、OCTAは人間の網膜の網膜血管の詳細な画像を取得できるようになり^{[20] 、}加齢黄斑変性（AMD）、^[21]糖尿病性網膜症（DR）、^{[22] [23]}動脈および静脈閉塞症、緑内障などのさまざまな眼疾患の診断に臨床的に広く使用されるようになりました。^{[24] [18]}

従来の色素ベースの血管造影法は依然として一般的なゴールドスタンダードですが、OCTAは多くの疾患で評価され、使用されています。^{[4] [5] [25]} OCTAは2014年に初めて臨床眼科に導入されました。^[26]

^{OCTAは、緑内障[24]}や加齢黄斑変性症[ ^27]などの失明の主な原因を含むいくつかの疾患に応用されています。糖尿病性網膜症（DR）では、OCTAは以前に確立された重篤な疾患のマーカー（硝子体増殖）を解決することが示されました。さらに、OCTAは、血管密度の亜臨床的減少を含む多数の追加バイオマーカーを提供することが示されました。^{[28] [29] [30] [31]}したがって、OCTAは将来、より早期の臨床前段階でDRの進行を監視できる可能性があります。同様に、OCTAは、中心（または分枝）網膜静脈閉塞症などの他の血管閉塞性疾患において、色素ベースの血管造影と比較して、より正確な情報を提供することが示されました。^{[32] [33]}

OCTAは、同じ断面位置で連続したBスキャンを比較することで、移動する粒子（赤血球）を検出します。簡単に言えば、静止したサンプルから反射された後方散乱光は複数のBスキャンにわたって同じままですが、移動するサンプルから反射された後方散乱光は変動します。さまざまな生物組織におけるこのような動きの信号を静的な信号と対比するために、複数のアルゴリズムが提案され、利用されています。^{[34] [35] [36] [3] [37] [38]}

Jiaら^[1]が開発したアルゴリズムは、網膜の血流を測定するために使用されます。分割スペクトル振幅非相関血管造影（SSADA）アルゴリズムは、OCT装置によって検出された反射光の非相関を計算します。

血管は最も相関除去が起こる場所であり、視覚化が可能になるが、静的組織は相関除去値が低い。^[39]この式は、受信信号の振幅または強度の時間の経過に伴う変動を考慮に入れている。変動が大きいほど相関除去値も大きくなり、動きが大きいことを示す。

眼球を画像化する際、患者の動きと眼球の衝動性運動が大きな課題となる。動きがあると信号に多くのノイズが入り、細い血管を区別できなくなる。動きが信号検出に与える影響を減らす方法の 1 つは、スキャン時間を短縮することである。スキャン時間が短いと、信号取得中に患者が過度に動くのを防ぐことができる。フーリエ領域 OCT、スペクトル領域 OCT、掃引光源の開発により、信号取得時間が大幅に改善され、OCTA が可能になった。^[40] OCTA のスキャン時間は現在約 3 秒であるが、衝動性眼球運動により信号対雑音比は依然として低い。この点で SSADA が非常に有利であることがわかる。SSADA は、B スキャンの数にわたって相関関係を平均化することで SNR を大幅に改善し、網膜の微小血管を可視化することができる。^[39]

OCTを使用して血流を測定する初期の取り組みでは、ドップラー効果を利用しました。^{[41] [42]}連続するAモードスキャンの位相を比較することにより、ドップラー方程式を介して血流速度を決定できます。これは光ドップラー断層撮影法と見なされました。スペクトル領域OCT（SD-OCT）とスウェプトソースOCT（SS-OCT）の開発により、この位相情報に簡単にアクセスできるようになったため、スキャン時間が大幅に改善されました。それでも、ドップラー技術は、特にスキャン時間を長くすることが感度の向上に重要になったため、バルク眼球運動アーティファクトによって根本的に制限されていました。 ^[43] 2000年代半ばには、システムがバルク眼球運動を補正し始め、これによりモーションアーティファクトが大幅に削減されました。また、システムは、連続するAモードスキャンとBモードスキャン間のドップラー位相の分散とパワーを測定し始めました。^{[43] [2] [44] [45]}

2012年までに、スプリットスペクトル振幅相関除去はSNRの向上とモーションアーティファクトの減少に効果的であることが示されました。^[37]商用OCT-Aデバイスもこの頃に登場し、2014年にはOptoVue AngioVue（SD-OCT）が、その後すぐにTopcon Atlantis/Triton（SS-OCT）が登場しました。^[43]

最も一般的な血管造影技術は、フルオレセイン（FA）またはインドシアニングリーン血管造影（ICGA）であり、どちらも注入可能な染料を使用します。静脈内染料注入は時間がかかり、副作用が生じる可能性があります。さらに、染料の漏れにより毛細血管の縁がぼやける可能性があり、この方法を使用すると網膜の画像は2Dのみになります。^[40] OCTAでは、染料注入が不要なため、画像撮影プロセスがより迅速かつ快適になり、同時に画像の品質が向上します。

現在の血管造影のゴールドスタンダードであるフルオレセイン血管造影（FA）とインドシアニングリーン血管造影（ICGA）はどちらも染料を注入する必要がある。^{[46] [47]}

OCTAは染料を必要としないが、動きによるアーティファクトの影響を受けやすい。FAやICGAで使用される染料は、吐き気、嘔吐、一般的な不快感を引き起こす可能性があり、有効寿命はわずか数分程度である。^[48]

物理学的観点から見ると、どちらの染料ベースの方法も蛍光現象を利用しています。FAの場合、これは青色の励起波長（約470 nm）と黄色付近の発光波長（520 nm）に相当します。^[49]新しい方法であるIGCAの場合、励起波長は750〜800 nmで、発光は800 nm以上で発生します。^[50]