應(yīng)用光學(xué)相干斷層掃描血管成像技術(shù)分析近視眼黃斑區(qū)微血管變化

馮立淼，楊葉，胡亮，方海珍，楊小玲，陳浩

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院，溫州 325027）

?論 著?

應(yīng)用光學(xué)相干斷層掃描血管成像技術(shù)分析近視眼黃斑區(qū)微血管變化

馮立淼，楊葉，胡亮，方海珍，楊小玲，陳浩

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院，溫州 325027）

目的：應(yīng)用光學(xué)相干斷層掃描血管成像技術(shù)（OCTA）研究近視眼黃斑區(qū)視網(wǎng)膜微血管的變化及其與視網(wǎng)膜厚度的相關(guān)性。方法：2015年6月至2016年5月在溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院就診的患者45例（90眼）納入研究，其中低度近視及正視眼組15例（30眼）作為對(duì)照組，中度近視組15例（30眼）、高度近視組15例（30眼）。采集黃斑區(qū)微血管密度及視網(wǎng)膜厚度，通過自動(dòng)分層獲得視網(wǎng)膜表層和深層血管圖。選取以黃斑中心凹（fovea）為中心直徑1 mm圓和3 mm旁中心（parafovea）圓環(huán)內(nèi)血管密度進(jìn)行分析。結(jié)果：Fovea處表層微血管密度和深層微血管密度均與眼軸呈正相關(guān)（r=0.51、0.52，P＜0.05）。Parafovea處表層微血管密度與眼軸呈負(fù)相關(guān)（r=-0.34，P=0.01），其深層微血管密度與眼軸無(wú)相關(guān)性（r=-0.03，P=0.79）。Fovea處表層微血管密度和深層微血管密度均與fovea處視網(wǎng)膜內(nèi)五層厚度呈顯著正相關(guān)（r=0.85、0.82，P＜0.05）。Parafovea處表層微血管密度和深層微血管密度均與parafovea處視網(wǎng)膜內(nèi)五層厚度無(wú)相關(guān)性（r= 0.16、0.07，P＞0.05）。結(jié)論：隨著眼軸的增加和視網(wǎng)膜厚度的增加，fovea處視網(wǎng)膜微血管密度會(huì)隨之增加，而在parafovea區(qū)域，表層視網(wǎng)膜微血管密度會(huì)隨著眼軸的增加而減少，但與視網(wǎng)膜厚度的變化并無(wú)相關(guān)性。臨床上在應(yīng)用血管成像技術(shù)時(shí)應(yīng)考慮近視眼本身對(duì)黃斑區(qū)微血管的影響。

光學(xué)相干斷層掃描血管成像技術(shù)；近視；黃斑；微血管密度；視網(wǎng)膜

近視是一種常見的眼病，亞洲人群近視比例為40%～70%[1-6]。一項(xiàng)全球性流行病學(xué)調(diào)查的meta分析預(yù)測(cè)，到2050年近視人數(shù)將達(dá)到47.58億[7]。已有研究[8-10]表明近視眼度數(shù)的增加、眼軸的擴(kuò)張會(huì)導(dǎo)致未發(fā)生眼底病變的近視眼視網(wǎng)膜發(fā)生相應(yīng)的變化。近視的很多并發(fā)癥都與血管相關(guān)，因此近視眼的眼底研究不僅只集中在視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜的厚度，還包括了其血管分布和血流灌注。LI等[10]基于眼底照相和碎片分析的研究發(fā)現(xiàn)近視眼視網(wǎng)膜血管密度降低。SHIMADA等[11]應(yīng)用多普勒技術(shù)發(fā)現(xiàn)近視眼視網(wǎng)膜血管的灌注與管徑均降低。限于過去的圖像采集技術(shù)，這些研究都是針對(duì)視網(wǎng)膜或球后的大血管。目前基于分頻幅去相關(guān)原理（split-spectrum amplitude-decorrelation angiography，SSADA）的光學(xué)相干斷層掃描血管成像技術(shù)（optical coherence tomography angiography，OCTA）已經(jīng)開始在臨床應(yīng)用，由于其無(wú)創(chuàng)安全、可重復(fù)性好且可以量化分析，在眼底病的研究中有很大的應(yīng)用價(jià)值。

在以往研究中，ZHAO等[12]發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜內(nèi)五層厚度與屈光度數(shù)呈負(fù)相關(guān)。NAKANISHI等[13]研究發(fā)現(xiàn)在視網(wǎng)膜中下方神經(jīng)節(jié)細(xì)胞復(fù)合體會(huì)隨著眼軸的增加而變薄。神經(jīng)纖維層及其復(fù)合體內(nèi)含有大量的毛細(xì)血管，但以往研究并未對(duì)此進(jìn)行深入探討。了解這些毛細(xì)血管分布是否也存在相應(yīng)的變化，將有助于理解近視眼的發(fā)展進(jìn)程及相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生機(jī)制。因此，本研究應(yīng)用OCTA分析近視眼黃斑區(qū)視網(wǎng)膜毛細(xì)血管密度的分布特征及其與視網(wǎng)膜厚度的相關(guān)性。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選取2015年6月至2016年5月在我院就診的患者45例（90眼）納入研究，其中對(duì)照組為低度近視及正視眼（+1.5～-2.0 D）15例（30眼）、中度近視（-3.0～-6.0 D）組15例（30眼）、高度近視（＞-6.0 D）組15例（30眼）。本研究通過本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并遵守赫爾辛基宣言中的倫理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，所有受檢者均簽署知情同意書。

入選標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～40歲，最佳矯正視力（best corrected visual acuity，BCVA）20/20以上，雙眼固視良好，雙眼屈光度相差不超過2 D，眼壓為11～21 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），眼底檢查和光學(xué)相干斷層掃描（optical coherence tomography，OCT）檢查眼底情況正常。排除標(biāo)準(zhǔn)：①眼部手術(shù)、外傷史；②患有可能會(huì)對(duì)眼部循環(huán)造成影響的眼部或者其他系統(tǒng)性疾病，如青光眼、糖尿病等；③近2周內(nèi)使用藥物治療；④眼底檢查表現(xiàn)出病理性的黃斑區(qū)改變（包括黃斑裂孔、黃斑區(qū)新生血管、黃斑萎縮等）。如果被檢者雙眼均符合納入標(biāo)準(zhǔn)，則取雙眼參與研究，如被檢者只有一只眼符合納入標(biāo)準(zhǔn)，則予以剔除。

1.2 方法

1.2.1 一般檢查：所有受檢者依次進(jìn)行各項(xiàng)常規(guī)檢查，包括主覺驗(yàn)光得到BCVA，IOL Master（德國(guó)卡爾蔡司公司）測(cè)量眼軸，非接觸式眼壓計(jì)測(cè)量眼內(nèi)壓（intraocular pressure，IOP），裂隙燈顯微鏡檢查，眼底檢查，眼部OCT檢查。

1.2.2 OCTA檢查：本研究采用頻域系統(tǒng)RTVue-XR Avanti（美國(guó)Optovue公司）采集黃斑區(qū)微血管密度及視網(wǎng)膜厚度等，該系統(tǒng)的A型掃描頻率為70 kHz，光源840 nm，帶寬45 nm。所有被檢者雙眼的檢查掃描在同一次檢查中完成。視網(wǎng)膜厚度選擇retina map模式，掃描范圍為5 mm×5 mm。通過自動(dòng)分層計(jì)算視網(wǎng)膜內(nèi)五層、外五層及全層厚度。視網(wǎng)膜微血管選擇黃斑血管成像程序，以黃斑中心凹（fovea）為中心進(jìn)行柵欄狀掃描，掃描范圍為3 mm× 3 mm，水平相和垂直相分別掃描1次，然后通過運(yùn)動(dòng)矯正原理（motion correction technology，MCT）對(duì)眼動(dòng)進(jìn)行校正后獲得黃斑區(qū)微血管圖，圖像分辨率為304像素×304像素，各相掃描時(shí)間為2.9 s。微血管圖通過自動(dòng)分層可獲得視網(wǎng)膜表層（superficial）和深層（deep）微血管圖，視網(wǎng)膜表層血流層界限為視網(wǎng)膜內(nèi)界膜下3 μm至內(nèi)叢狀層下15 μm，視網(wǎng)膜深層血流層界限為內(nèi)叢狀層下15～70 μm。使用機(jī)器自帶軟件進(jìn)行密度計(jì)算，選取以fovea為中心直徑1 mm圓和3 mm黃斑旁中心凹（parafovea）圓環(huán)內(nèi)微血管密度進(jìn)行分析（見圖1），以百分比（%）表示。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。計(jì)量資料以±s表示，計(jì)量資料比較采用單因素方差分析，計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)，黃斑區(qū)微血管密度與眼軸及視網(wǎng)膜內(nèi)五層厚度的相關(guān)性采用pearson相關(guān)性分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較 3組間性別、年齡、IOP差異

無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），3組等效球鏡度、眼軸比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

2.2 黃斑區(qū)視網(wǎng)膜表層及深層微血管密度 高度近視組fovea表層微血管密度較中度近視組和對(duì)照組高，中度近視組fovea表層微血管密度較對(duì)照組高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。高度近視組fovea深層微血管密度較中度近視組和對(duì)照組高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而中度近視組fovea深層微血管密度與對(duì)照組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見圖2。

A：視網(wǎng)膜表層血流層（視網(wǎng)膜內(nèi)界膜下3 μm至內(nèi)叢狀層下15 μm）；B：視網(wǎng)膜深層血流層（內(nèi)叢狀層下15 μm至70 μm）；C：血流密度計(jì)算選取以fovea為中心，直徑1 mm圓及3 mm圓環(huán)

表1 3組基本信息及眼球參數(shù)（n=15）

圖2 3組黃斑區(qū)視網(wǎng)膜表層及深層微血管密度

高度近視組parafovea表層微血管密度較中度近視組和對(duì)照組低，中度近視組parafovea表層微血管密度較對(duì)照組低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。3組間parafovea深層微血管密度差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見圖2。

2.3 黃斑區(qū)微血管密度與眼軸的相關(guān)性 Fovea處表層微血管密度與深層微血管密度均與眼軸呈正相關(guān)性（r=0.51、0.52，P＜0.05），見圖3A-B。Parafovea處表層微血管密度與眼軸呈顯著負(fù)相關(guān)（r= -0.34，P=0.01），見圖3C，該處深層微血管密度與眼軸無(wú)相關(guān)性（r=-0.03，P=0.79），見圖3D。

2.4 黃斑區(qū)微血管密度與視網(wǎng)膜內(nèi)五層厚度的相關(guān)性 Fovea處表層微血管密度與深層微血管密度均與fovea處視網(wǎng)膜內(nèi)五層厚度呈正相關(guān)（r=0.85、0.82，P＜0.05），見圖4A-B。Parafovea處表層微血管密度與深層微血管密度均與parafovea內(nèi)五層視網(wǎng)膜厚度無(wú)明顯相關(guān)性（r=0.16、0.07，P＞0.05），見圖4C-D。

3 討論

OCTA是一種全新的、非侵入性的視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜微血管檢查方法。相較于傳統(tǒng)的熒光素眼底血管造影，OCTA具有快速、無(wú)創(chuàng)成像、三維可視化等優(yōu)勢(shì)。由于OCTA技術(shù)無(wú)需造影劑，也避免了由造影劑帶來(lái)的一系列不良反應(yīng)。

以往的研究表明，隨著近視眼度數(shù)增加，眼軸擴(kuò)張，在未發(fā)生眼底病變的近視眼的視網(wǎng)膜亦已經(jīng)發(fā)生相應(yīng)的變化[8-10]。應(yīng)用眼底照相、碎片分析及多普勒技術(shù)發(fā)現(xiàn)近視眼視網(wǎng)膜微血管密度、灌注及管徑均降低[10-11]。本研究結(jié)果顯示3組fovea表層微血管密度組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；高度近視組fovea深層與中度近視組、對(duì)照組比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而中度近視組與對(duì)照組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；3組parafovea表層微血管密度組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，3組parafovea深層微血管密度組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，該結(jié)果與之前研究結(jié)果基本一致。而視網(wǎng)膜微血管密度的改變與眼軸及視網(wǎng)膜厚度改變息息相關(guān)[8-9，14]，因此，具體探究微血管密度改變的成因，還需將眼軸及視網(wǎng)膜厚度因素考慮進(jìn)去。

圖3 微血管密度與眼軸的相關(guān)性

LIM等[15]和LI等[10]應(yīng)用眼底照相和碎片分析法發(fā)現(xiàn)近視眼視網(wǎng)膜微血管密度呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，KANEKO等[16]基于廣角造影技術(shù)對(duì)近視眼眼底周邊部的血管灌注研究也發(fā)現(xiàn)在高度近視患者的視網(wǎng)膜周邊血管無(wú)灌注區(qū)增加，這些與本研究中parafovea的表層微血管密度變化一致。OCTA的表層血管密度包括了二級(jí)及三級(jí)血管分支，即與眼底照相[10-15]中顯示的血管一致，但眼底照相中并無(wú)深層信息。相較于之前研究的不足，本研究通過使用OCTA，可以采集深層血管數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行更加完善的分析，發(fā)現(xiàn)深層血管密度幾乎全部為毛細(xì)血管網(wǎng)組成，其均勻分布，并不與眼軸有明顯相關(guān)性。因此本研究結(jié)果提示，近視眼隨著度數(shù)和眼軸增加，fovea微血管密度在表層與深層均表現(xiàn)為增加的趨勢(shì)，并且與眼軸有明顯的正相關(guān)，而parafovea微血管密度在表層與深層均呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，但是其中只有表層的微血管與眼軸有明顯的相關(guān)性，而深層微血管密度并不隨著眼軸的增加而顯著變化，呈現(xiàn)相對(duì)均勻的分布。

人眼視網(wǎng)膜內(nèi)毛細(xì)血管網(wǎng)的分布主要集中在視網(wǎng)膜內(nèi)五層，其中表層毛細(xì)血管網(wǎng)主要分布在神經(jīng)纖維層和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層，而深層毛細(xì)血管主要分布在內(nèi)叢狀層和內(nèi)核層，視網(wǎng)膜外五層基本為無(wú)血管區(qū)[17]。因此本研究在采集黃斑區(qū)微血管密度的同時(shí)，對(duì)黃斑區(qū)視網(wǎng)膜的厚度亦做了采集區(qū)分，并發(fā)現(xiàn)在fovea區(qū)域內(nèi)，視網(wǎng)膜內(nèi)五層的厚度與視網(wǎng)膜表層及深層微血管密度均有明顯相關(guān)性，隨著厚度的增加，表層及深層微血管密度也呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。而在parafovea區(qū)域內(nèi)，視網(wǎng)膜內(nèi)五層的厚度與視網(wǎng)膜表層及深層微血管密度均無(wú)明顯相關(guān)性。這種表現(xiàn)可能由于中心凹處有一部分無(wú)血管區(qū)（foveal avascular zone，F(xiàn)AZ），對(duì)應(yīng)著視網(wǎng)膜內(nèi)五層的缺失，而隨著無(wú)血管區(qū)向parafovea延伸，視網(wǎng)膜內(nèi)五層的逐漸出現(xiàn)，血管亦隨之產(chǎn)生。由于本研究定義的fovea區(qū)域?yàn)辄S斑中心凹處直徑1 mm的圓形區(qū)域，加上FAZ的存在和黃斑區(qū)生理結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使其涵蓋的包含血管的區(qū)域相對(duì)parafovea較少，從OCTA的視網(wǎng)膜分層切面圖可以觀察到fovea區(qū)域視網(wǎng)膜內(nèi)五層呈陡峭的楔形結(jié)構(gòu)。相較于parafovea處視網(wǎng)膜的分布平坦、血管分布均勻，fovea處的陡峭結(jié)構(gòu)使其對(duì)視網(wǎng)膜厚度的改變更加“敏感”，因此造成fovea區(qū)域微血管密度的變化與視網(wǎng)膜厚度變化有直接相關(guān)性，而parafovea區(qū)域微血管密度的變化與視網(wǎng)膜厚度變化無(wú)明顯相關(guān)性的結(jié)果。ZHAO 等[12]研究表明，在視網(wǎng)膜層次結(jié)構(gòu)無(wú)明顯病變時(shí)，1～3 mm圓環(huán)內(nèi)的視網(wǎng)膜厚度變化與近視相關(guān)性并不明顯，而在3～6 mm區(qū)域才會(huì)呈現(xiàn)隨近視眼眼軸變化的趨勢(shì)，與本研究發(fā)現(xiàn)的parafovea區(qū)域微血管密度與視網(wǎng)膜厚度變化無(wú)相關(guān)性的結(jié)果一致。

圖4 微血管密度與視網(wǎng)膜內(nèi)五層厚度的相關(guān)性

由于眼底毛細(xì)血管的直徑為5～10 μm，而目前的OCTA的分辨率為304像素×304像素，所以血管分布圖的范圍只有選擇3 mm×3 mm才能較為敏感地探測(cè)到毛細(xì)血管的信號(hào)。因此受到掃描范圍的限制，實(shí)驗(yàn)中眼底黃斑區(qū)較周邊部或黃斑區(qū)以外的視網(wǎng)膜毛細(xì)血管信息無(wú)法取得，今后隨著掃描技術(shù)的發(fā)展，可以進(jìn)一步研究周邊視網(wǎng)膜毛細(xì)血管的變化，對(duì)于近視眼毛細(xì)血管變化的認(rèn)識(shí)可能會(huì)更加全面。

綜上，本研究基于OCTA技術(shù)，在無(wú)需造影劑的情況下，方便快捷地探測(cè)視網(wǎng)膜黃斑區(qū)的微血管密度，研究結(jié)果提示隨著眼軸的增加和視網(wǎng)膜厚度的增加，fovea處視網(wǎng)膜微血管密度會(huì)隨之增加，而在parafovea區(qū)域，表層視網(wǎng)膜微血管密度會(huì)隨著眼軸的增加而減少，但是卻與視網(wǎng)膜厚度的變化并無(wú)直接關(guān)系。由于OCTA相較于傳統(tǒng)檢測(cè)方法有更加快速安全便捷等優(yōu)勢(shì)，OCTA正在越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于臨床。在應(yīng)用血管成像技術(shù)時(shí)，當(dāng)研究對(duì)象合并近視眼，近視眼本身在OCTA上的表現(xiàn)可能會(huì)干擾其他眼病的微血管變化的表現(xiàn)，因此在分析微血管密度變化時(shí)必須要考慮近視眼的影響。

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（本文編輯：賈建敏）

The analysis of macular microvasculature alteration of myopic eyes with optical coherence tomography angiography

FENG Limiao, YANG Ye, HU Liang, FANG Haizhen, YANG Xiaoling, CHEN Hao. Eye Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325027

Objective:To explore the alterations of myopic macular retinal capillaries and its correlation with retinal thickness using optical coherence tomography angiography (OCTA).Methods:Ninety eyes of 45 people were included in this study, divided into low myopia and emmetropia group 30 eyes of 15 people (control group), moderate myopia group 30 eyes of 15 people, high myopia group 30 eyes of 15 people. Acquisition of macular micro-vascular density and retinal thickness, then obtained the superfi cial and deep vascular graph by automatic stratifi cation. The densities of 1 mm circle (fovea) and 3 mm circle ring (parafovea) in the center of macular fovea were analyzed using the built-in software.Results:There was a signifi cant positive correlation between foveal superfi cial/deep density and the axial length (r=0.51, 0.52, P＜0.05). There was a signifi cant negative correlation between parafoveal superficial density and axial length (r=-0.34, P=0.01), but no significant correlation between parafoveal deep density and axial length (r=-0.03, P=0.79). There was a signifi cant positive correlation between foveal superfi cial/deep density and the inner fi ve-layer thickness of fovea (r=0.85, 0.82, P＜0.05). There was no signifi cant correlation between parafoveal superfi cial/deep density and the inner fi ve-layer thickness of parafovea (r=0.16, 0.07, P＞0.05).Conclusion:The density of retinal blood vessels in macular fovea will increase with increasing axial length and retinal thickness, while the density of retinal blood vessels will decrease with increasing of axial length but not directly related with the change of retina thickness in retinal parafovea. Clinical application of blood fl ow imaging technology should be taken account into myopia on the macular micro vascular impact.

optical coherence tomography angiography; myopia; macula; microvasculature density; retina

R735.9

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2017.06.001

2016-11-28

浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（LY17H120005）；溫州市公益性科技計(jì)劃項(xiàng)目（Y20160442）。

馮立淼（1989-），男，安徽滁州人，碩士生。

陳浩，教授，博士生導(dǎo)師，Email：chenhao@mail.eye.ac.cn。