Chụp cắt lớp vi tính quang học (OCT) đã hoàn toàn thay đổi bộ mặt của nhãn khoa hiện đại, biến việc thăm dò võng mạc từ quan sát bề mặt thành thăm khám vi cấu trúc theo từng lớp không gian ba chiều. Tuy nhiên, trong thực hành lâm sàng hằng ngày, không ít bác sĩ nhãn khoa rơi vào bẫy "nhìn bản đồ màu" hoặc phụ thuộc hoàn toàn vào các lát quét mặc định của máy. Việc không nắm rõ nguyên lý tạo ảnh, mật độ lấy mẫu (sampling density), cũng như sự khác biệt giữa các mẫu quét (scan patterns) dễ dẫn đến những nhận định sai lầm về hình thái tổn thương, thậm chí bỏ sót bệnh lý ở giai đoạn sớm.
Mỗi thiết bị OCT thương mại trên thị trường — từ Zeiss Cirrus, Heidelberg Spectralis, Optovue RT-Vue cho đến Topcon 3D-OCT — đều được tích hợp các thuật toán quét riêng biệt. Việc lựa chọn đúng mẫu quét không đơn thuần là thao tác kỹ thuật, mà là một quyết định lâm sàng chiến lược: làm thế nào để cân bằng giữa độ phân giải không gian, tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) và thời gian ghi ảnh để thu được thông tin chẩn đoán tối ưu nhất cho từng người bệnh.
Bản chất hình ảnh học và cơ chế vật lý của các mẫu quét OCT
Về mặt bản chất, một hình ảnh OCT cắt ngang (B-scan) được cấu tạo từ hàng loạt các đường quét dọc đơn lẻ theo chiều sâu (A-scan). Khi nhiều B-scan được sắp xếp liên tiếp nhau trong một không gian hai chiều, thiết bị sẽ tái tạo nên một khối dữ liệu thể tích 3D (Cube scan). Từ khối dữ liệu gốc này, phần mềm máy tính có thể trích xuất ra các dạng hiển thị khác nhau như bản đồ độ dày võng mạc (Macular thickness map), hình ảnh dựng bề mặt (C-scan/En Face/Summed Voxel Projection), hoặc bản đồ phân tích lớp sợi thần kinh võng mạc (RNFL map).
Để hiểu sâu về giá trị của từng mẫu quét, người thầy thuốc cần nắm vững mối tương quan giữa độ phân giải hình ảnh và thời gian quét. Mẫu quét khối (Macular Cube Scan) thu thập một thể tích dữ liệu lớn trên diện tích thường là 6 mm × 6 mm quanh hoàng điểm. Để hoàn thành khối quét trong thời gian bệnh nhân có thể giữ yên mắt, máy phải chấp nhận giảm độ phân giải của từng B-scan đơn lẻ. Do đó, khi tách riêng từng lát B-scan từ một khối Cube, ta sẽ thấy hình ảnh bị giảm độ sắc nét và mất đi một số chi tiết vi mô.
Trái lại, các mẫu quét đường đơn hoặc quét mảng song song (Line Scan / Raster Scan) tập trung mật độ A-scan rất cao trên một vùng hẹp. Đặc biệt, kỹ thuật chồng hình/lấy mẫu quá mức (Oversampling hoặc Frame Averaging) cho phép máy quét nhiều lần trên cùng một vị trí rồi tính giá trị trung bình. Quá trình này giúp triệt tiêu nhiễu đốm (speckle noise), tăng vượt trội tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR), từ đó bộc lộ rõ nét các màng tế bào tinh vi như màng giới hạn trong (ILM), dải màng giới hạn ngoài (ELM), hay vùng elip (Ellipsoid Zone - EZ).
Đối với mẫu quét nan hoa (Radial Scans), thiết bị thực hiện từ 6 đến 18 đường quét phân kỳ đi qua tâm hoàng điểm. Ưu điểm của quét nan hoa là mật độ điểm quét cực kỳ dày đặc tại trung tâm hoàng điểm (fovea). Tuy nhiên, nhược điểm chí mạng là khi đi ra xa trung tâm, khoảng cách giữa các đường quét rộng dần ra. Khi dựng bản đồ độ dày hoàng điểm, máy bắt buộc phải dùng thuật toán nội suy (interpolation) để "đoán" giá trị ở các khoảng trống. Điều này đồng nghĩa với việc các tổn thương nhỏ nằm giữa hai đường quét nan hoa ở vùng trung gian hoàng điểm có thể bị máy bỏ qua hoàn toàn.
Bên cạnh đó, công nghệ Hình ảnh chiều sâu cải tiến (Enhanced Depth Imaging - EDI) ra đời nhằm khắc phục hạn chế giảm tín hiệu theo chiều sâu của SD-OCT. Bằng cách di chuyển đường giải tầng không (zero delay line) đến gần màng mạch hơn kết hợp với thuật toán chồng hình, EDI-OCT cho phép ánh sáng xuyên sâu qua lớp hắc tố võng mạc (RPE), ghi lại chi tiết cấu trúc màng mạch và ranh giới củng mạc - hắc mạch (sclerochoroidal junction) vốn bị mờ đục trên các chế độ quét tiêu chuẩn.
Thông số kỹ thuật và đặc tính mẫu quét trên các thiết bị OCT phổ biến
Mặc dù cùng dựa trên nguyên lý cơ bản, các hãng sản xuất thiết bị OCT đã phát triển những giao thức quét riêng biệt với các thông số kỹ thuật được tối ưu hóa khác nhau. Việc hiểu rõ các thông số này giúp bác sĩ lâm sàng chủ động hơn khi chỉ định và đọc kết quả trên từng dòng máy cụ thể.
| Thiết bị OCT | Mẫu quét 3D Hoàng điểm (Cube Scan) | Mẫu quét Đường / Mảng (Line / Raster Scan) | Mẫu quét Nan hoa / Lưới (Radial / Mesh) | Tính năng quét diện rộng & Ống mạch (Widefield & OCTA) |
|---|---|---|---|---|
| Zeiss Cirrus SD-OCT | • 200 × 200 (200 B-scans, 200 A-scans/B-scan) • 512 × 128 (128 B-scans, 512 A-scans/B-scan) | • 1-line raster • 5-line raster (chồng hình 4 lần) • Thu gộp 5 đường thành 1 B-scan (chồng hình 20 lần) | • Quét nan hoa (Radial) • Không có dạng lưới (Mesh: None) | • PLEX Elite SS-OCT: Quét khối 12 × 12 mm (tùy chọn 512×512, 800×800, 1024×1024) • Tự động ghép ảnh (Montage OCTA) |
| Heidelberg Spectralis | • Volume scan tiêu chuẩn: 25 B-scans (512 A-scans) • Volume scan dày: 49 B-scans (1024 A-scans) | • 7-line raster scan (6 × 6 mm) • Khả năng oversample lập trình tối đa lên tới 100 lần mỗi điểm | • 6-line radial scan • Tùy chọn cài đặt linh hoạt | • Chế độ EDI sẵn có • Chụp mạch máu OCTA chất lượng cao trên vùng quét tùy chỉnh |
| Optovue RT-Vue | • 3D Retina (74 mm × 7 mm, 141 B-scans x 385 A-scans) | • HD Line / Cross-line • 21-line raster (chiều dài 6–12 mm, rộng 1–8 mm) | • 18-line radial (chiều dài 2–12 mm) • Grid scan (5 đường ngang × 5 đường dọc) | • Quét diện rộng 3D Widefield • OCTA montage tự động nhiều vùng quét |
| Topcon 3D-OCT / Maestro | • 256 × 256 hoặc 512 × 128 scanning protocol | • Line scan, 5-Line Cross | • 12-line radial scan (trên Maestro) | • Swept Source & SD-OCT Widefield 12 × 9 mm (bao phủ cả hoàng điểm và đĩa thị) |
Đối với kỹ thuật OCT Angiography (OCTA), thuật toán yêu cầu quét lặp lại nhiều lần tại cùng một tọa độ B-scan để phát hiện sự biến thiên của tín hiệu phản xạ do chuyển động của hồng cầu. Kích thước khối quét OCTA tiêu chuẩn là 3 mm × 3 mm hoặc 6 mm × 6 mm. Các hệ thống Swept-Source OCTA hiện đại (như Zeiss PLEX Elite) có thể mở rộng vùng quét đơn lên 12 mm × 12 mm hoặc 15 mm × 9 mm, hoặc tự động ghép nhiều vùng quét (Montage) để tạo ra bản đồ mạch máu toàn cảnh của màng mao mạch nông (Superficial Capillary Plexus - SCP), màng mao mạch sâu (DCP) và màng mầm (Avascular zone).
Phân tích lâm sàng và những cạm bẫy trong phiên giải kết quả OCT
Trên thực tế lâm sàng, sự chênh lệch giữa hiểu biết lý thuyết và việc phiên giải kết quả hình ảnh có thể dẫn đến những sai lầm nguy hiểm trong chẩn đoán và điều trị. Bác sĩ nhãn khoa cần luôn giữ một tư duy phản biện trước mọi bản in kết quả OCT.
"Một bản đồ độ dày màu đỏ rực không đồng nghĩa với việc bệnh nhân bị phù hoàng điểm nặng, và ngược lại, một bản đồ màu xanh 'bình thường' vẫn có thể che giấu những tổn thương cấu trúc đe dọa thị lực nằm giữa các khoảng trống lấy mẫu."
Dưới đây là phân tích chuyên sâu về 3 cạm bẫy lâm sàng phổ biến nhất liên quan đến mẫu quét:
- Cạm bẫy do nội suy ở quét Nan hoa (Radial Scan Artifacts): Khi chụp mẫu quét nan hoa 6 hoặc 12 đường, khoảng cách giữa các bán kính ở vùng ngoài hoàng điểm khá xa nhau. Nếu bệnh nhân có một nang phù vi mô, một ổ xuất huyết nhỏ hay một biến đổi RPE khu trú nằm lấn vào khoảng trống giữa 2 đường quét, máy sẽ không ghi nhận được. Khi dựng bản đồ định lượng (Macular Map), phần mềm tự động lấy trung bình cộng độ dày của hai vùng kế bên để lấp vào khoảng trống. Kết quả là tổn thương thực tế bị biến mất trên bản đồ, hoặc bị méo mó hình thái nghiêm trọng.
- Bẫy hy sinh độ phân giải của Cube Scan: Khối quét Macular Cube rất xuất sắc trong việc dựng hình 3D và theo dõi diễn tiến thể tích dịch võng mạc qua các lần tái khám. Tuy nhiên, nếu bác sĩ muốn kết luận về sự vẹn toàn của dải EZ (nguyên nhân gây giảm thị lực không tương thích ở bệnh nhân đái tháo đường hoặc sau phẫu thuật bóc màng trước võng mạc), việc chỉ dựa vào các B-scan của khối Cube là một sai lầm. Độ phân giải A-scan thấp sẽ làm mờ ranh giới các lớp tế bào. Lực chọn đúng đắn lúc này phải là chỉ định thêm một đường quét HD Line hoặc Raster Scan có chế độ oversampling cao (ví dụ chồng hình 20-100 lần).
- Bẫy bỏ sót bệnh lý hắc mạc trên SD-OCT tiêu chuẩn: Trong các bệnh lý thuộc phổ Hắc mạc dầy (Pachychoroid) như Bệnh hắc võng mạc trung tâm thanh dịch (CSCR), Bệnh tân mạch hắc mạc dạng polyp (PCV), hoặc Viêm màng bồ đào Vogt-Koyanagi-Harada (VKH), tổn thương gốc rễ nằm ở lớp mạch máu hắc mạc và sự tăng độ dày hắc mạc. Nếu chỉ sử dụng mẫu quét SD-OCT thông thường, tín hiệu ánh sáng sẽ bị cản trở bởi lớp RPE, làm cho ranh giới củng - hắc mạc hoàn toàn bị tối đen. Việc không bật chế độ EDI (Enhanced Depth Imaging) sẽ khiến bác sĩ bỏ sót tình trạng tăng độ dày hắc mạc lan tỏa hoặc các nang màng mạch ẩn sâu.
Khuyến cáo thực hành cho bác sĩ nhãn khoa lâm sàng
- Cá thể hóa mẫu quét theo mục tiêu lâm sàng: Sử dụng Macular Cube/Volume Scan khi cần đánh giá tổng thể không gian 3D, lập bản đồ độ dày hoàng điểm và theo dõi thể tích dịch; kết hợp ngay với HD Line Scan (chồng hình cao) đi qua tâm fovea và qua điểm tổn thương nghi ngờ để phân tích vi cấu trúc các lớp võng mạc.
- Thận trọng với bản đồ độ dày từ Radial Scan: Tuyệt đối không dựa hoàn toàn vào bản đồ màu độ dày (Macular Map) được dựng từ các quét nan hoa khi tìm kiếm tổn thương khu trú nằm ngoài trung tâm fovea. Luôn kiểm tra trực tiếp từng lát cắt B-scan đơn lẻ trước khi đưa ra kết luận.
- Chủ động bật chế độ EDI-OCT: Đưa EDI-OCT thành quy trình quét bắt buộc đối với tất cả các ca lâm sàng nghi ngờ bệnh lý hắc mạc, cận thị nặng, u màng mạch hoặc cận thị thoái hóa nhằm đánh giá chính xác ranh giới củng - hắc mạc.
- Đối chiếu đa chế độ trên OCTA: Khi đọc kết quả OCTA, luôn phải kiểm tra song song giữa hình ảnh dòng chảy En Face và đường cắt B-scan cấu trúc có đè tín hiệu dòng chảy (Flow overlay) để loại trừ các xảo ảnh do sọc bóng (projection artifacts) hoặc do đục môi trường trong suốt.
Tài liệu tham khảo:
Kieser, M., & Sadda, S. R. (2022). Basic Scan Patterns and OCT Output. In Handbook of Retinal OCT: Optical Coherence Tomography (2nd ed., pp. 4-9). Elsevier.