OCTA評估早期1型糖尿病患者視網(wǎng)膜血流改變

謝可人，方 英，蔣 琳，袁松濤

目的：應(yīng)用光學(xué)相干斷層掃描血流成像(OCTA)定量評估1型糖尿病患者早期黃斑區(qū)的血流改變。

方法：入選20名健康人作為對照組，20例無糖尿病視網(wǎng)膜病變(NDR)的1型糖尿病患者，20例已經(jīng)確診伴有輕度或中度非增殖期糖尿病視網(wǎng)膜病變(NPDR)的1型糖尿病患者。應(yīng)用OCTA檢測黃斑部中央凹無血管區(qū)面積(FAZ)、FD-300、淺層毛細(xì)血管叢(SCP)和深層毛細(xì)血管叢(DCP)的血流密度等參數(shù)。

結(jié)果：與正常對照組相比，NDR組DCP的血流密度(旁中心凹區(qū)54.99%±2.27%，黃斑區(qū)為53.13%±2.15%)出現(xiàn)了明顯下降(P<0.05)。與正常對照組相比，NPDR組FD-300，SCP和DCP的血流密度(FD-300區(qū)49.11%±4.78%，SCP的旁中心凹區(qū)48.74%±4.78%，黃斑區(qū)45.43%±3.70%；DCP的旁中心凹區(qū)53.20%±4.19%，黃斑區(qū)50.84%±3.99%)都出現(xiàn)了明顯的下降(P<0.05)。

結(jié)論：1型糖尿病患者臨床前期黃斑部的毛細(xì)血管血流密度下降首先出現(xiàn)在深層毛細(xì)血管。而對于確診為輕度或中度NPDR患者，其黃斑區(qū)淺層及深層的毛細(xì)血管均會出現(xiàn)血流密度下降。

0 引言

糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)是糖尿病患者最常見的眼部并發(fā)癥，也是我國工作人群致盲的首要原因。雖然2型糖尿病患者在所有患病人群中所占比例較大，但1型糖尿病患者的DR發(fā)生率高于2型糖尿病患者[1]。根據(jù)威斯康星州糖尿病視網(wǎng)膜病變流行病學(xué)研究(WESDR)和洛杉磯拉丁眼研究(LALES)，在確診糖尿病5a后，約有25%的1型糖尿病患者會出現(xiàn)DR。10a后，這一數(shù)字上升到60%，15a后，進(jìn)一步上升至80%[2]。1型糖尿病患者發(fā)病較早，年紀(jì)輕，這就意味著糖尿病的早期診斷對于他們更為重要。同時研究表明由于早期強(qiáng)化干預(yù)可以改善年輕1型糖尿病患者的并發(fā)癥，因此有必要早期發(fā)現(xiàn)糖尿病患者視網(wǎng)膜血管的變化[3]。另外早期監(jiān)測糖尿病的血管變化，對臨床醫(yī)生進(jìn)一步了解DR的發(fā)病機(jī)制也有重要意義。既往臨床上基于眼底照相及眼底熒光血管造影檢查來幫助醫(yī)生評估患者的DR。近幾年來隨著OCT，特別是OCTA的普及和運(yùn)用，使我們有了新的手段來進(jìn)一步了解疾病的微血管改變。與眼底熒光素血管造影不同，OCTA檢測視網(wǎng)膜血管中紅細(xì)胞的流動，這意味檢查時無需擔(dān)心造影劑相關(guān)的副作用，如嘔吐、過敏反應(yīng)和心血管并發(fā)癥[4]。此外，眼底熒光素血管造影只能顯示視網(wǎng)膜淺層的毛細(xì)血管層，然而通過高分辨率掃描和投影偽影去除技術(shù)，OCTA可以看到視網(wǎng)膜的更為深層的血管變化[5]。同時，基于內(nèi)置軟件使得視網(wǎng)膜微血管變化的量化分析成為可能。既往有很多研究用OCTA研究了2型糖尿病患者的視網(wǎng)膜血管改變，卻很少有人關(guān)注1型糖尿病患者[6]。本研究的目的是探討1型糖尿病患者早期視網(wǎng)膜血流改變情況。

1 對象和方法

1.1對象 2019-08/10從江蘇省人民醫(yī)院入組40例1型糖尿病患者，其中20例無DR，20例有輕度或者中度NPDR。另外有20名正常對照者。按照《赫爾辛基宣言》的原則進(jìn)行觀察研究，并經(jīng)江蘇省醫(yī)院研究倫理委員會批準(zhǔn)。1型糖尿病的診斷依據(jù)中華醫(yī)學(xué)會糖尿病分會2011年的標(biāo)準(zhǔn)，由本院1名內(nèi)分泌科副主任醫(yī)師確診[7]。每名入組者的雙眼都會進(jìn)行檢查，判斷是否符合入排標(biāo)準(zhǔn)，如果雙眼都符合入排條件，則選擇右眼。入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)試驗(yàn)組為確診為1型糖尿病的患者，對照組為無眼底疾病的正常人群。(2)年齡大于18周歲(包括18周歲)。(3)簽訂入組同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)影響黃斑其他眼部疾病；(2)屈光不正>6.00D或眼軸長大于26mm；(3)有眼外傷史、做過眼底病手術(shù)、做過眼底激光；(4)白內(nèi)障、玻璃體混濁或其他影響OCTA成像的情況(掃描質(zhì)量<8且存在明顯的運(yùn)動偽影)；(5)非接觸式眼壓計測量眼壓>21mmHg；(6)對數(shù)視力表所測最佳矯正視力均在1.0或以上；(7)可能引起視網(wǎng)膜血管改變的全身性疾病。

1.2方法

1.2.1臨床參數(shù) 所有受試者都進(jìn)行了眼部檢查，包括最佳矯正視力、眼壓測量、裂隙燈眼底檢查和彩色眼底照相。DR的臨床分期由一位資深的眼底病主任醫(yī)師評估。此外，還收集了入組者的一般特征，包括年齡、性別、糖化血紅蛋白和病程。

1.2.2 OCTA數(shù)據(jù)采集 使用Angiovue OCTA進(jìn)行OCTA檢查(設(shè)備版本2018.0.0.14；rtvuexravanti；Optovue，F(xiàn)remont，CA，USA)。該設(shè)備使用840nm的光源，每秒掃描速度為70000次。采用分頻幅去相關(guān)血管血流成像(split-spectrum amplitude decorrelation angiography，SSADA)算法對OCTA圖像進(jìn)行分析。我們選擇以黃斑中心小凹為中心的3mm×3mm掃描模式來評價納入者視網(wǎng)膜黃斑部的血管變化。在黃斑3mm×3mm的掃描模式中，F(xiàn)AZ被定義為中央凹的無血管區(qū)，其外圍為連續(xù)血管閉合圓環(huán)，分層的范圍為從內(nèi)界膜(internal limiting membrane，ILM)到外叢狀層(outer plexiform layer,OPL)之間。FD-300是一個以FAZ為內(nèi)環(huán)，向外延伸300μm的圓形范圍，其分層從ILM到OPL。血流密度定義為單位面積的血流面積與觀察面積的比例，密度水平反映了循環(huán)灌注量[8]。SCP的界限為ILM以下3μm至內(nèi)叢狀層(inner plexiform layer,IPL)下15μm。DCP的界限為IPL下從15μm延伸到70μm。OCTA的軟件中提供了一種稱為三維去投影的技術(shù)，可以避免由淺層信號疊加引起的DCP血流信號過高。如果檢查設(shè)備自動分層邊界出現(xiàn)了明顯偏離，則對OCTA的分層進(jìn)行手動校正。定量分析中，文中黃斑(macular)區(qū)域指的是3mm×3mm的掃描區(qū)域。旁中央凹(parafovea)區(qū)域定義為以中央小凹為中心的環(huán)形區(qū)域，環(huán)的內(nèi)圓半徑為0.5mm，外圓直徑為1.5mm，見圖1。

2 結(jié)果

本研究共包括20名正常對照者，20例NDR，20例有輕度或中度NPDR。表1顯示了各組的一般臨床特征，三組之間年齡、性別和所選眼別差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。同時列出來NDR及NPDR組的糖尿病病程及入組1mo內(nèi)的糖化血紅蛋白水平。對于FAZ，我們可以看到3組差異無統(tǒng)計學(xué)意義，其余參數(shù)3組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義。組間分析，與正常對照組相比，NDR組在旁中央凹及黃斑區(qū)域內(nèi)DCP血流密度均出現(xiàn)了明顯下降(P<0.05)。與正常對照組相比，NPDR組在FD-300、旁中央凹及黃斑區(qū)域內(nèi)的SCP和DCP的血流密度均出現(xiàn)了明顯的下降，且差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，見表2。

3 討論

糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)是現(xiàn)階段眼底病研究的熱門方向，特別是借助于OCTA，臨床醫(yī)生對于疾病微血管變化的發(fā)生發(fā)展有了進(jìn)一步的認(rèn)識。既往已經(jīng)有許多臨床研究利用OCTA發(fā)現(xiàn)DR在出現(xiàn)臨床病變前就可以出現(xiàn)視網(wǎng)膜血流的降低。但是這些研究入組的多為2型糖尿病患者[9]。由于2型糖尿病患者的平均年齡多在50歲以上，患者本身可能存在多種全身疾病，如高血壓、冠心病等，同時吸煙、飲酒等不良習(xí)慣同樣會引起視網(wǎng)膜血流的改變[10-11]。此外老年患者不可避免的存在屈光間質(zhì)不清的問題，如白內(nèi)障、玻璃體混濁等，使得檢查圖像質(zhì)量可能會受到影響，這同樣會引起評估的誤差。而1型糖尿病患者多為年輕患者，不存在上述不利的條件，對于研究DR的早期改變更為適合。

我們的研究結(jié)果提示，在NDR組中，DCP的血流密度較正常對照組相比會出現(xiàn)降低，而在NPDR組中，F(xiàn)D-300、SCP及DCP的血流密度與正常對照組相比均出現(xiàn)明顯降低。而兩組患者視網(wǎng)膜FAZ的面積與對照組相比均無明顯差異。對于NDR的1型糖尿病患者視網(wǎng)膜微血管研究的報道不多，Simonett等[12]研究利用OCTA發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，沒有或有輕度DR的1型糖尿病患者在旁中央凹區(qū)域內(nèi)DCP的血流密度出現(xiàn)了顯著降低，而SCP的血流密度和FAZ均沒有統(tǒng)計學(xué)差異。Carnevali等[13]和Scarinci等[14]比較了1型糖尿病但不伴有DR患者與正常對照組的視網(wǎng)膜血流密度，結(jié)果NDR組中旁中央凹及黃斑區(qū)域內(nèi)DCP的血流密度已經(jīng)出現(xiàn)了下降，而SCP的血流密度和FAZ卻沒有發(fā)現(xiàn)明顯下降。這些結(jié)果與我們的是一致。然而并非所有實(shí)驗(yàn)都得出了相同結(jié)論。Go??biewska[15]研究發(fā)現(xiàn)，和正常對照相比，NDR組旁中央凹及黃斑區(qū)域內(nèi)SCP及DCP的血流密度均沒有出現(xiàn)明顯下降。而Sousa等[16]試驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)NDR組旁中央凹區(qū)域內(nèi)SCP及DCP的血流密度與對照組相比均出現(xiàn)了下降。我們分析了上述兩項(xiàng)研究中入組患者的基本信息數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，造成結(jié)果不盡相同原因可能是糖尿病患者的病程存在差異。在Go??biewska的研究中，試驗(yàn)組的平均病程是6.3±3.3a，在Sousa的研究中是13.6±9.7a，而在我們的研究中為7.8±6.7a。這提示糖尿病病程或許是影響視網(wǎng)膜微循環(huán)的因素之一。在上述的研究[12-16]中也都證實(shí)了在DR的臨床前期，F(xiàn)AZ并不是一個敏感指標(biāo)。FD-300在Liu等[17]的研究中同樣被證實(shí)NDR組與對照組相比無統(tǒng)計學(xué)差異，但在Inanc等[18]研究中卻相反。由于FD-300這個檢測指標(biāo)是設(shè)備軟件更新后加入的新參數(shù)，后期需要更多的臨床試驗(yàn)來證實(shí)。

圖1 OCTA黃斑區(qū)3mm×3mm掃描模式 A、B、C：1名正常對照患者的OCTA圖像；A：FAZ(內(nèi)側(cè)黃圈)，F(xiàn)D-300(黃色圓環(huán)內(nèi))的圖像；B：淺層毛細(xì)血管投影；C：深層毛細(xì)血管投影。D、E、F：1例NDR患者的對應(yīng)圖像；D：FAZ(內(nèi)側(cè)黃圈)，F(xiàn)D-300(黃色圓環(huán)內(nèi))的圖像；E：淺層毛細(xì)血管投影；F：深層毛細(xì)血管投影。G、H、I：1例NPDR患者的對應(yīng)圖像；G：FAZ(內(nèi)側(cè)黃圈)，F(xiàn)D-300(黃色圓環(huán)內(nèi))的圖像；H：淺層毛細(xì)血管投影；I：深層毛細(xì)血管投影。

表1 三組入組者基本臨床特征

組別例數(shù)年齡(x±s,歲)性別(男/女,例)眼別(左/右,眼)病程(x±s,a)HbA1c(x±s,%)對照組2030.35±6.645/155/15--NDR組2031.65±8.549/1112/87.80±6.708.18±2.96NPDR組2031.55±10.7210/107/1311.13±6.817.32±1.03F/χ2/t0.142.920.31-1.561.23P0.870.230.580.130.23

對于已經(jīng)確診為輕中度DR的1型糖尿病患者，Lee[19]和Coscas[20]均發(fā)現(xiàn)與正常對照組相比，旁中央凹和黃斑區(qū)域內(nèi)SCP及DCP的血流密度均會出現(xiàn)下降，同時FD-300內(nèi)的血流密度也會出現(xiàn)下降，F(xiàn)AZ的面積會出現(xiàn)明顯的擴(kuò)大，結(jié)果與我們的研究大體一致。我們的研究中FAZ并未出現(xiàn)明顯改變，可能與樣本量偏少有關(guān)。

組別FAZ(mm2)FD-300(%)SCP(旁中央凹,%)DCP(旁中央凹,%)SCP(黃斑,%)DCP(黃斑,%)正常組0.31±0.1253.00±3.1752.23±2.6257.43±2.1649.11±2.3755.35±2.21NDR組0.33±0.1051.71±2.0250.78±2.9354.99±2.2748.28±2.6353.13±2.15NPDR組0.36±0.1249.11±4.7848.74±4.7853.20±4.1945.43±3.7050.84±3.99 F0.756.44.819.898.5312P0.48<0.010.01<0.01<0.01<0.01t正常組 vs NDR組-0.431.541.643.481.053.22P正常組 vs NDR組0.680.250.210.010.380.02t正常組 vs NPDR組-1.143.042.864.023.754.42P正常組 vs NPDR組0.23<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01

注：FAZ：中心凹無血管區(qū)；FD-300：一個以FAZ為內(nèi)環(huán)，向外延伸300μm的圓形范圍的血流密度；SCP：淺層毛細(xì)血管叢；DCP：深層毛細(xì)血管叢。

不同于先前的許多報道只納入兩組觀察對象，我們的研究觀察對象分為正常對照組、NDR組以及輕中度NPDR組。通過比較NDR組和DR組與正常組的觀察指標(biāo)之間的差異，更好地揭示了糖尿病微血管病變的發(fā)生過程。我們的研究提示糖尿病的微血管改變首先出現(xiàn)在視網(wǎng)膜深層(即使臨床尚未診斷為DR)，主要改變?yōu)檠髅芏鹊南陆?，隨著病情的進(jìn)展視網(wǎng)膜淺層微血管也會受累，出現(xiàn)血流密度的下降。另外我們的試驗(yàn)也再次證實(shí)了OCTA作為一種無創(chuàng)、高精度的檢查手段，在監(jiān)測早期DR微血管病變方面較眼底照相更為有效。

高血糖對視網(wǎng)膜微血管損傷的發(fā)展起著決定性的作用。有證據(jù)表明，周細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞原本起著為毛細(xì)血管提供結(jié)構(gòu)支持的作用，而這些結(jié)構(gòu)的凋亡可能是高血糖引發(fā)的糖尿病視網(wǎng)膜病變早期事件的標(biāo)志[21-22]。此外，周細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的明顯丟失會導(dǎo)致毛細(xì)血管阻塞和缺血。Schróder等[23]報道了鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠視網(wǎng)膜微血管被單核細(xì)胞和粒細(xì)胞阻塞，提示炎癥也影響了視網(wǎng)膜微血管的形成。除此以外，也有人認(rèn)為是由于糖尿病造成了神經(jīng)血管自身調(diào)節(jié)機(jī)制的破壞，從而導(dǎo)致了視網(wǎng)膜血流密度的下降[24]。至于為什么糖尿病視網(wǎng)膜血流密度下降首先出現(xiàn)在DCP，可能的原因是深層血管結(jié)構(gòu)上距離小動脈較遠(yuǎn)，視網(wǎng)膜深層高代謝需求以及復(fù)雜的血管解剖結(jié)構(gòu)等多種因素導(dǎo)致深層血管對于缺血更為敏感[25]。所以我們可以將視網(wǎng)膜深層血流密度的下降作為判斷早期微血管改變的指標(biāo)之一，但由于視網(wǎng)膜血流密度個體差異較大，是否存在正常范圍值仍需大量的數(shù)據(jù)匯總分析。本次研究仍存在一些局限性：(1)這是一項(xiàng)橫斷面的觀察研究。如果能進(jìn)行長期隊列研究，就能更好地揭示視網(wǎng)膜血管是如何隨著疾病的發(fā)展而變化。(2)本次研究樣本量小，同時局限于現(xiàn)有的OCTA設(shè)備，研究的區(qū)域局限于黃斑部3mm×3mm范圍區(qū)域，未能研究更為廣泛的范圍，包括視盤區(qū)域。(3)本次僅研究了黃斑部血流密度指標(biāo)，未來可以考慮加入神經(jīng)節(jié)細(xì)胞復(fù)合體厚度、脈絡(luò)膜毛細(xì)血管密度、視覺電生理等指標(biāo)。

我們的研究表明，早期1型糖尿病患者即可出現(xiàn)視網(wǎng)膜微血管變化。在DR的臨床前期，視網(wǎng)膜深層血流密度就會出現(xiàn)降低。而在確診為輕中度DR后，視網(wǎng)膜淺層及深層血流密度均會降低。OCTA作為一種無創(chuàng)的檢查手段，在研究糖尿病患者早期微血管變化中起到了至關(guān)重要的作用。