多種眼病可伴有視網膜神經纖維層(RNFL)的變薄，有些在出現明顯的臨床症狀和體徵之前就已發生，然而，多數情況下對RNFL的檢查和拍攝是一有難度的技術，這些技術不但具有主觀性、非定量性、不穩定性、耗時，並依賴操作者的熟練程度，其敏感性和特異性亦有限。偏振雷射掃瞄器(SLP)是繼視網膜厚度分析儀(RTA)、共焦雷射掃瞄器(HRT)、相干光斷層掃描(OCT)等之後出現的一項新技術。它利用視網膜神經節細胞軸索產生的雙折射原理實現對RNFL厚度的測量，可以提供自動、客觀和可定量的RNFL測定方法，具有高度的可重複性，檢測結果和臨床上對視盤結構的評估及視功能檢查一致。
基本介紹
- 中文名：偏振雷射掃瞄器
- 外文名：Polarized laserscanners
技術原理,偏振光雷射掃瞄器圖像數據分析,偏振光雷射掃瞄器的發展,臨床性能,
多種眼病可伴有視網膜神經纖維層(retinal nerve fiber layer，RNFL)的變薄，有些在出現明顯的臨床症狀和體徵之前就已發生20多年前Quigley等證明在視野計發現視功能改變之前已有40%的視神經軸突消失。多數情況下對RNFL的檢查和拍攝是一有難度的技術，這些技術不但具有主觀性、非定量性、不穩定性，而且耗時，依賴操作者的熟練程度，其敏感性和特異性亦有限。偏振雷射掃瞄器(scanning laser polarimetry，SLP)是繼視網膜厚度分析儀(RTA)、共焦雷射掃瞄器(HRT)、相干光斷層掃描(OCT)等之後出現的一項新技術。它利用視網膜神經節細胞軸索產生的雙折射原理實現對RNFL厚度的測量，可以提供自動、客觀和可定量的RNFL測定方法，具有高度的可重複性，檢測結果和臨床對視盤結構的評估及視功能檢查一致。
技術原理
1．雙折射
視網膜神經節細胞軸突微管的平行排列使得RNFL成為一雙折射介質。SLP用共焦雷射掃描檢眼鏡、綜合偏振光儀通過輔助光兩次穿過RNFL的雙折射形成的偏振光來定量評價RNFL延遲量。雙折射中慢光軸和RNFL束排列方向一致，其延遲和它的厚度成正比。SLP系統採用近紅外二極體偏振雷射(波長為780 am)作光源，通過眼的屈光間質，聚焦於視盤周圍的視網膜某一位點上，穿過具有雙折射特性的RNFL，一部分光速率被改變從而產生偏振光的延遲，偏振光反射經偏振調製器檢測並進行分析，存儲於電子計算機中。通過掃描裝置移到鄰近視網膜位點進行重複測量。每個最終延遲圖像由256×256像素組成，每個像素對應於其相應部位的延遲值，掃描閾達200×200，獲取時間為0．7 s。由於平行排列的RNFL軸索內包含的微管直徑小於偏振光的波長，能夠改變偏振光兩部分中一部分光前進的速率從而產生偏振光的位相延遲，這種位相延遲的大小與微管的密度成正比，所以SLP所測的RNFL厚度為一相對厚度，但與組織切片法測得的厚度有高度相關性，相關係數r=0．7，P<0．001，即偏振雷射1個延遲值相當於7．4μm RNFL厚度。
2．人工角膜雙折射計算和補償
所有的雙折射結構都會使光束產生偏振改變，總的延遲量取決於眼前節(角膜、晶狀體)和RNFL厚度。用SLP測量RNFL厚度的精確性有賴於從總的延遲量中提取出RNFL所導致的延遲量。為排除角膜雙折射對RNFL厚度測定的干擾，偏振光掃瞄器融合了可變角膜補償器。它以黃斑作為眼內的偏振儀，測定和排除眼部特殊的角膜偏振軸位(cornealpolarization axis，CPA)和偏振量(corneal polarizationmeasure，CPM)。黃斑部的Henle纖維層能產生放射狀雙折射，是因為光感受器軸的統一排列。人們認為未經角膜雙折射補償的黃斑偏振圖像具有獨特的領結形和雙峰形。由於角膜雙折射和黃斑部Henle纖維層的相互作用而產生“領結”形圖案，該圖案用來確定角膜雙折射。當角膜的短軸和Henle纖維層的短軸平行時，“領結”亮的部分產生，從而得出延遲量的總和。當角膜的短軸和Henle纖維層的短軸相垂直，“領結”暗的部分產生，產生延遲量的抵消。這樣前節雙折射部分可從“領結”亮的部分的方向中直接讀出。SLP通過檢查黃斑延遲圖像可以得出對角膜補償是否適當的評價。但是黃斑病變會干擾Henle纖維層的完整性而產生不確定的“領結”圖案，使“領結”法則對角膜補償不再適用。
偏振光雷射掃瞄器圖像數據分析
偏振光雷射掃瞄器GDx VCC採用的是一個固定的掃描環形區域，直徑為3．2 mm，中心為視盤。它是一個高質量的精確聚焦的掃描，能在眼球輕微移動時仍有很好的對焦。軟體根據定位、折射和眼部的調整自動給出l～10的定量分值，可以接受的圖像質量為8分以上。
正常厚度的RNFL的圖像表現為上下方為明亮的黃色和紅色(較厚)，鼻側顳側為綠色和藍色(較薄)。顳側、上方、鼻側、下方、顳側(TSNIT)曲線圖顯示了計算環的RNFL厚度，表明正常值的範圍。基本參數包括橢圓平均值(TSNIT average)：橢圓測量環內所有像素的平均值；上方平均值(superi—or average)：橢圓測量環內上方1200區域所有像素的平均值；下方平均值(inferior average)：橢圓測量環內下方120。區域所有像素的平均值；TSNIT標準差(TSNIT standard deviation)：某部位RNFL厚度值在正常人資料庫中出現的機率，通常以4×4像素為單位；Inter—Eye雙眼間對稱性(symmetry)；神經纖維指數(nerve fiber indicator，NFI)。並用色塊來顯示與正常眼數據的統計學差異舊。
目前還沒有普遍接受的對RNFL圖像或延遲參數進行判斷的標準，也尚未建立公認的異常掃描圖定義。如果一幅GDx VCC掃描圖的TSNIT平均、上方平均、下方平均、TSNIT標準差、雙眼對稱性和神經纖維指數(NFI)在P<0．01的水平，通常認為是異常的。現在認為GDx VCC掃描圖的TSNIT平均、上方平均、下方平均、TSNIT標準差、雙眼對稱性和神經纖維指數(NFI)的P<0．05時為正常和異常的分界。曾有人建議把>47(P<0．01)或>30(P<0．05)作為NFI的上限。
SLP發現存在RNFL改變的可能性包括：評估延遲值絕對值的改變、RNFL四象限厚度改變、RNFL厚度剖面改變、相對基值的RNFL厚度改變的色碼圖。但是與OCT一樣，改變的可能性缺乏統計學意義，限制了區分測量可變性改變的能力，而且對這種運算法則尚未確認。
偏振光雷射掃瞄器的發展
自十年前推出該技術以來，SLP已經歷了幾代硬體和軟體的更新。
(一)硬體的更新
1．神經纖維分析儀
1992年第一代設備(神經纖維分析儀NFA I)上市，是一個單獨的設備，後來被雙重設備(NFA II)替代。套用NFA高度的可重複性已有報告，延遲的測量已經被證明與視覺功能相關性好∞J。
2．GDx神經纖維分析儀
GDx神經纖維分析儀(GDx NFA)於1996年上市，標準化的資料庫包含了不同年齡、人種的400隻眼和一個血管排除運算法則來增強檢查的重複性。在無晶狀體眼、人工晶狀體眼和青光眼中檢測的可重複性已有報告。
(二)軟體的更新
1．固定角膜補償模式
GDx神經纖維分析儀整合了固定的角膜補償儀(fLxed corneal compensation algorithm，FCC)以克服角膜的雙折射。一些研究已證實角膜偏振的大小和軸位是可變的，與SLP檢測的RNFL厚度有關。這一產品沒有完全克服角膜的雙折射，因而與固定角膜補償有偏離。而且未經修正的角膜雙折射擴大了RNFL厚度的標準數據，因而明顯降低了這項技術的敏感性和特異性。
2．可變角膜補償模式
GDx可變角膜補償模式(variable COlTleal com—pensation algorithm，VCC)利用黃斑雙折射圖案來確定眼部特異性的角膜雙折射，已在臨床套用來中和有黃斑病變的角膜雙折射。延遲參數以色塊碼顯示與標準數據統計學的差異。二維空問RNFL機率圖顯示青光眼損害統計學上的可能性。與固定角膜補償(FCC)相比，GDx VCC與視功能的相關性增加，大大提高了辨別青光眼視神經損害的能力"J，並增強了聯合OCT對RNFL評價的能力。Medeiros等曾比較GDx VCC、HRT II、OCT對可疑青光眼RNFL檢測的敏感性，結論：三者的高度特異性和敏感性相似(既往的報導認為後兩者相對於GDx敏感性較高)，採用可變角膜補償後，GDxVCC的敏感性明顯上升。Magacho和Mermoud 也曾分別使用HRT、GDx對同一組患者測量，發現HRT的測量值變異度較GDx大。
3．強化角膜補償模式
既往文獻報告VCC模式優於FCC模式，但是在對一些近視眼患者的檢測中，會產生非典型的延遲圖像，這些圖像是由於在SLP測量中出現低信噪比，從而影響了測量RNFL延遲值的準確性。研究者因此又設計了強化角膜補償模式(enhanced corneal compensation algorithm，ECC)。在這一模式的測量路徑中加入了一條大的雙折射斜線，以便將總的延遲量增大。而在VCC模式的直接測量結果中延遲量較低。雙折射線是由每次對黃斑區測量時獲得，然後通過計算將測量的實際值轉化為RNFL的延遲值。ECC模式在排除眼前節偏振的干擾及發現神經纖維層病變的敏感性方面更有效。
Toth和Hollo為接受LASIK術的患眼進行RNFL測量比較後認為，ECC模式較之VCC模式能更好地中和非典型的偏振圖像和不能完全補償的、由角膜產生的延遲值。
臨床性能
1．有效性
對SLP和無赤光眼底照片顯示的RNFL缺損部位進行比較發現，經眼前節雙折射補償的SLP圖像更能反映RNFL的真實結構，但對於人眼組織學的證實仍有待確立。可變的眼前節雙折射補償已經被證實能對正常眼和多數有黃斑病變的患眼作出對角膜偏振軸位和偏振量的精確估計。
2．敏感性和特異性
在正常人群中RNFL厚度值範圍廣泛，研究者曾用偏振光敏感的OCT(polarization—sensitive OCT)對正常人的RNFL掃描發現，其雖在掃描半徑上較穩定，但在測量視乳頭周圍神經纖維層厚度所得值方面波動性較大，青光眼人群和正常人群中有較大範圍的重疊，對於晚期青光眼檢查的敏感性和特異性較之輕中度青光眼更高。在一項對比OCT和SLP的研究中發現，兩項技術得出的結構信息與青光眼視功能均有明顯的相關性。但是延遲參數提供的RNFL厚度結果(平均厚度和總的測量結果)較之結構化的延遲參數(如調節後的分數、率的參數和數量)與視野的平均缺損相關性前者較小。
