兩種OCTA設(shè)備測(cè)量正常人黃斑中心凹無血管區(qū)的比較

程建宏 李璟 江柯 潘超

近年來，隨著相干光層析血管成像術(shù)(optical coherence tomography angiography, OCTA)檢查技術(shù)的出現(xiàn)，使得快速無創(chuàng)地顯示視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜微血管循環(huán)成為可能。OCTA通過采集流動(dòng)的紅細(xì)胞產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)信號(hào)變化進(jìn)而顯示微血管循環(huán)的原理，成像快速簡(jiǎn)便，無需注射造影劑，日益成為視網(wǎng)膜血管成像檢測(cè)的最重要手段之一。

黃斑中心凹無血管區(qū)(foveal avascular zone，F(xiàn)AZ)是位于黃斑區(qū)中央由連續(xù)的毛細(xì)血管網(wǎng)包饒的無血管區(qū)域[1]。既往研究提示FAZ面積在正常人群中存在不同程度的變異[2，3]。而在視網(wǎng)膜疾病中，F(xiàn)AZ的形態(tài)變化可能是提示疾病進(jìn)展及視功能變化的一個(gè)重要的指標(biāo)[4]。在缺血性視網(wǎng)膜疾病如視網(wǎng)膜靜脈阻塞[5]、糖尿病視網(wǎng)膜病變[6]中存在FAZ面積擴(kuò)大、拱環(huán)結(jié)構(gòu)不完整等改變，而在早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變[7]、白化病[8]、特發(fā)性黃斑發(fā)育不全[9]患者FAZ則表現(xiàn)為縮小或缺失等改變。

目前已有大量關(guān)于不同OCTA設(shè)備測(cè)量正常人群FAZ面積的研究見于報(bào)道，結(jié)果顯示OCTA技術(shù)測(cè)量正常人群FAZ面積具有良好的可重復(fù)性、可再現(xiàn)性[10，11]。然而不同的OCTA設(shè)備采用的成像原理不同，算法亦不同，因此，評(píng)估不同OCTA設(shè)備檢測(cè)FAZ面積的差異性、一致性對(duì)于臨床疾病診治及隨訪觀察、多中心研究顯得尤為重要，目前關(guān)于這方面的研究相對(duì)不足[10-13]。因此，本研究的目的為評(píng)估兩種OCTA設(shè)備-RTVue-XR Avanti OCT (美國(guó)Optovue公司)和 DRI Triton OCT (日本Topcon公司)測(cè)量正常人群FAZ面積的差異性和一致性，為臨床研究提供參考。

資料與方法

一、研究對(duì)象

前瞻性橫斷面研究。2018年4～5月于武漢愛爾眼科醫(yī)院漢口醫(yī)院招募健康的志愿者，納入標(biāo)準(zhǔn)：(1) 年齡18～40周歲；(2)無眼部疾病史(除外屈光不正)；(3) 無眼部手術(shù)史及外傷史；(4)無高血壓、糖尿病等可能影響眼部的系統(tǒng)疾病史； (5)最佳矯正視力(best corrected visual acuity，BCVA)不低于1.0。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)屈光間質(zhì)混濁影像圖像采集者； (2)固視不佳，反復(fù)多次測(cè)量未能采集清晰完整圖像者。本研究遵循赫爾辛基宣言并獲得武漢愛爾眼科醫(yī)院漢口醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。所有受試者納入前均告知實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容并簽署知情同意書。

二、檢查方法

所有受試者均行系統(tǒng)的眼部檢查，包括BCVA、眼壓、綜合驗(yàn)光、裂隙燈顯微鏡聯(lián)合前置鏡及IOLMaster生物測(cè)量?jī)x(德國(guó)Zeiss 公司)檢查。同時(shí)采用RTVue-XR Avanti OCT和 DRI Triton OCT行OCTA檢查，采集范圍為黃斑區(qū)3 mm×3 mm，掃描過程中要求受試者固視設(shè)備內(nèi)部的視標(biāo)。每次掃描后檢查圖像質(zhì)量，若圖像清晰且Scan Quality ≥ 9(RTVue-XR Avanti OCT)或Image Quality ≥ 45 (DRI Triton OCT)則將結(jié)果保存于計(jì)算機(jī)上用于分析。所有OCTA操作均由同一名熟練的眼底科醫(yī)師按照操作手冊(cè)完成。兩種OCTA設(shè)備檢測(cè)順序隨機(jī)。

三、設(shè)備與參數(shù)

RTVue-XR Avanti OCT(軟件版本2017.1.0.151) 設(shè)備采用840 nm光源，掃描速率為70 000次/s，橫向和徑向掃描分辨率分別為5 μm 和 15 μm，每一次OCTA掃描包含304次重復(fù)2次的B掃描，每次B掃描包含304次A掃描。DRI Triton OCT(軟件版本10.07.003.03) 設(shè)備采用1050 nm光源，掃描速率為100 000次/s，軸向和橫向掃描分辨率分別為7 μm 和 20 μm，每一次OCTA掃描包含320次重復(fù)4次的B掃描，每次B掃描包含320次A掃描。兩種OCTA掃描完成后均獲得視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜4層結(jié)構(gòu)：淺層毛細(xì)血管層(superfical capillary plexus，SCP)、深層毛細(xì)血管層(deep capillary plexus，DCP)、外層視網(wǎng)膜層、脈絡(luò)膜毛細(xì)血管層[14]。圖片處理過程中均采用設(shè)備的默認(rèn)分層，其中RTVue-XR Avanti OCT默認(rèn)的淺層毛細(xì)血管層為內(nèi)界膜至內(nèi)叢狀層上10 μm，深層毛細(xì)血管層為內(nèi)叢狀層上10 μm至內(nèi)叢狀層下70 μm。DRI Triton OCT默認(rèn)的淺層毛細(xì)血管層為內(nèi)界膜下2.6 μm至內(nèi)叢狀層下15.6 μm，深層毛細(xì)血管層為內(nèi)叢狀層下15.6 μm至內(nèi)叢狀層下70 μm。FAZ定義為黃斑區(qū)毛細(xì)血管網(wǎng)內(nèi)的無血管區(qū)域。利用Image J軟件(National Institutes of Health, Available at: http://rsb.info.nih.gov/ij/index.html)手動(dòng)描繪淺層毛細(xì)血管層和深層毛細(xì)血管層 FAZ的邊緣(圖1 A-D)。重復(fù)測(cè)量3次取3次測(cè)量的面積平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。此外，記錄RTVue-XR Avanti OCT 設(shè)備自帶軟件測(cè)量的視網(wǎng)膜全層FAZ 面積。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

表1 兩種OCTA設(shè)備測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層、深層毛細(xì)血管層FAZ面積的差異性

結(jié) 果

30名健康受試者納入本研究，其中3名志愿者因DRI Triton OCT采集的圖像存在運(yùn)動(dòng)偽影而排除，最終27名志愿者27只眼納入本研究。其中男性10名，女性17名，平均年齡為(32.07±0.95)歲，平均等效球鏡為(-0.10±0.51)D，平均眼軸為(24.68±0.31) mm,平均眼壓為 (15.82±0.47) mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。

兩種OCTA設(shè)備手動(dòng)測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層、深層毛細(xì)血管層 FAZ面積見表1。RTVue-XR Avanti OCT測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層 FAZ面積(0.468 ±0.086) mm2大于DRI Triton OCT測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層FAZ面積(0.405±0.088) mm2，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.28，P<0.001)；兩者的95%一致性區(qū)間為 (-0.09 mm2，0.21 mm2)。RTVue-XR Avanti OCT測(cè)量的深層毛細(xì)血管層 FAZ面積(0.354 ±0.085) mm2小于DRI Triton OCT測(cè)量的深層毛細(xì)血管層 FAZ面積(0.659±0.096) mm2，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-15.73，P<0.001)。兩者的95%一致性區(qū)間為(-0.50 mm2， -0.11 mm2)。

DRI Triton OCT測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層 FAZ面積顯著小于深層毛細(xì)血管層 FAZ面積(t=-13.82，P<0.001)。 與之相反，RTVue-XR Avanti OCT測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層 FAZ面積顯著大于深層毛細(xì)血管層 FAZ面積(t=8.94，P<0.001)。

RTVue-XR Avanti OCT設(shè)備自動(dòng)測(cè)量的視網(wǎng)膜全層FAZ面積為(0.322±0.08) mm2。重復(fù)測(cè)量的方差分析顯示，手動(dòng)測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層及深層毛細(xì)血管層 FAZ面積與之相比，均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=103.39,P<0.001)。差異最小的RTVue-XR Avanti OCT測(cè)量的深層毛細(xì)血管層 FAZ面積(差值為-0.03 mm2)。

討 論

OCTA技術(shù)是無創(chuàng)分層顯示黃斑區(qū)微循環(huán)狀態(tài)的新型成像技術(shù)，近年來在臨床上得到日益廣泛的運(yùn)用。FAZ是位于黃斑中央?yún)^(qū)由連續(xù)的毛細(xì)血管網(wǎng)包繞的無血管區(qū)域[1]。生理狀態(tài)下FAZ近似圓形或橢圓形，直徑約500～600 μm[13]。病理狀態(tài)(缺血)下FAZ不規(guī)則擴(kuò)大，邊緣連續(xù)性中斷，可以作為評(píng)估疾病進(jìn)展的指標(biāo)[4]。目前臨床上有近10種OCTA設(shè)備，不同的OCTA因采用的原理及算法不同，其測(cè)量的FAZ面積能否相互替換，目前關(guān)于這方面的研究不足[10-13]。因此，本研究的目的為比較RTVue-XR Avanti、DRI Triton兩種OCTA設(shè)備測(cè)量FAZ面積的差異性，為臨床運(yùn)用提供指導(dǎo)。

在我們的研究中，RTVue-XR Avanti OCT所測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層 FAZ面積顯著大于DRI Triton OCT測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層 FAZ面積[(0.468 ±0.086)mm2vs. (0.405±0.088mm2)]。既往涉及上述兩種OCTA設(shè)備的比較研究較少。不同于本研究，Anegondi 等[12]報(bào)道RTVue-XR Avanti OCT測(cè)量的FAZ面積 (0.31±0.04) mm2小于DRI Triton OCT測(cè)量的FAZ面積(0.36±0.06) mm2,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.27)。造成不同結(jié)果的原因可能在于本研究分層比較兩種OCTA設(shè)備測(cè)量FAZ面積的差異性,而Anegondi等[12]的研究FAZ特指全層視網(wǎng)膜FAZ。

既往病理學(xué)研究[15]顯示黃斑區(qū)內(nèi)層視網(wǎng)膜實(shí)際上包含3層毛細(xì)血管網(wǎng)：SCP、中層毛細(xì)血管層(intermediate capillary plexus，ICP )及DCP。SCP分布在神經(jīng)纖維層和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層，血流信號(hào)具有向心性，朝向黃斑中心，次級(jí)血流信號(hào)離開主干，組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。ICP與DCP分別位于內(nèi)核層的內(nèi)界和外界，各層之間通過垂直走行的毛細(xì)血管橋聯(lián)結(jié)。目前臨床上運(yùn)用的絕大部分OCTA設(shè)備自帶的分層僅僅包括淺層毛細(xì)血管層、深層毛細(xì)血管層，ICP被不同程度地包含在淺層毛細(xì)血管層或深層毛細(xì)血管層。我們利用Image J軟件處理RTVue-XR Avanti OCT圖像時(shí)發(fā)現(xiàn)其自動(dòng)分層所獲得的淺層毛細(xì)血管層 FAZ邊緣稍模糊，未能觀察到明確的清晰完整結(jié)構(gòu)，而深層毛細(xì)血管層 FAZ邊緣銳利，可觀察到清晰完整拱環(huán)形態(tài)，RTVue-XR Avanti OCT測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層 FAZ面積顯著大于深層毛細(xì)血管層 FAZ面積，這均與既往的報(bào)道深層毛細(xì)血管層 FAZ面積較淺層毛細(xì)血管層 FAZ面積大相悖[10，16]。推測(cè)可能的原因?yàn)楸狙芯恐胁捎玫腞TVue-XR Avanti OCT軟件版本更新了對(duì)于內(nèi)層視網(wǎng)膜的分層標(biāo)準(zhǔn)。不同于舊版軟件將內(nèi)界膜至內(nèi)叢狀層下15 μm定義為淺層毛細(xì)血管層，內(nèi)叢狀層下15 μm至內(nèi)叢狀層下70 μm定義為深層毛細(xì)血管層，新版軟件對(duì)于淺層毛細(xì)血管層的分層更改為內(nèi)界膜至內(nèi)叢狀層上10 μm，深層毛細(xì)血管層的分層更改為內(nèi)叢狀層上10 μm至外叢狀層下10 μm。眾所周知，OCTA血流成像所顯示的實(shí)際上是一定厚度的血流信號(hào)的集合,分層標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整(上移)導(dǎo)致ICP更多地被包含于深層毛細(xì)血管層而非淺層毛細(xì)血管層，而既往研究顯示中層毛細(xì)血管層FAZ邊緣最為清晰銳利[17]，這也從側(cè)面驗(yàn)證了目前的推測(cè)即RTVue-XR Avanti OCT新的分層所獲得的深層毛細(xì)血管層實(shí)際上包含了深層毛細(xì)血管層及部分中層毛細(xì)血管層的血流信號(hào)。反觀Triton OCTA的分層標(biāo)準(zhǔn)及其采集的淺層毛細(xì)血管層、深層毛細(xì)血管層的圖像特點(diǎn)，ICP層更多地被劃分于淺層毛細(xì)血管層而非深層毛細(xì)血管層。因此，臨床運(yùn)用中需要進(jìn)行必要的調(diào)整進(jìn)而獲得精確的目標(biāo)層面的血流信號(hào)。假如我們將本研究中RTVue-XR Avanti OCT的深層毛細(xì)血管層 FAZ面積與DRI Triton OCT測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層 FAZ面積比較[(0.354±0.085)mm2vs.(0.405±0.088)mm2)]，差值(-0.051 mm2)與Anegondi等[12]報(bào)道的(-0.05 mm2)非常接近，不同的是，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。推測(cè)差異可能的原因有：(1)儀器的技術(shù)及算法不同，RTVue-XR Avanti OCT采用分光譜振幅去相干血流成像技術(shù)，而DRI Triton OCT運(yùn)用OCTA比率分析技術(shù)；(2)掃描的橫向分辨率不同，分辨率的差異決定了探測(cè)毛細(xì)血管的敏感性的差異，而終止于黃斑中心凹的毛細(xì)血管末端連續(xù)的環(huán)形包繞形成了FAZ；(3)采集的圖像分辨率不同，RTVue-XR Avanti OCT獲得的圖像為304像素×304像素，而DRI Triton OCT獲得的圖像為320像素×320像素。

既往亦有學(xué)者比較了多種OCTA設(shè)備測(cè)量健康受試者FAZ面積的差異性及一致性。Dave等[13]報(bào)道DRI triton與Cirrus 5000兩種OCTA設(shè)備測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層 FAZ面積的一致性組間系數(shù)僅為0.205。Mihailovic等[11]報(bào)道3種OCTA設(shè)備(Cannon OCT-HS100、RTVue-XR Avanti、Heidelberg Spectralis)所測(cè)量的淺層毛細(xì)血管層 FAZ面積具有良好的一致性(ICC>0.95)，但相互之間仍存在微小的顯著性差異[(0.295±0.093mm2vs.(0.309±0.087)mm2vs.(0.326±0.089)mm2)]。Shiihara等[10]認(rèn)為不同OCTA設(shè)備(DRI Triton、CIRRUS、RS3000)所測(cè)量的FAZ面積的差異可能與不同設(shè)備是否矯正眼軸長(zhǎng)度所導(dǎo)致的放大率相關(guān)。

本試驗(yàn)中，RTVue-XR Avanti OCT測(cè)量的深層毛細(xì)血管層 FAZ面積顯著小于DRI Triton OCT測(cè)量的深層毛細(xì)血管層 FAZ面積[(0.354 ±0.085)mm2vs.(0.659±0.096)mm2]。如前所述，造成這種顯著性差異的最重要的原因是RTVue-XR Avanti OCT對(duì)于視網(wǎng)膜分層標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整所造成的對(duì)于深層毛細(xì)血管層所包含的血流信號(hào)合集的影響。而DRI Triton OCT設(shè)備顯示的深層毛細(xì)血管層可見密集的均一的毛細(xì)血管管徑大小的血管，同時(shí)伴有大量的均質(zhì)的分支，呈小葉樣構(gòu)造。其終末毛細(xì)血管的屬性決定了深層毛細(xì)血管層 FAZ并無連續(xù)的相互交通的毛細(xì)血管環(huán)勾勒。既往病理學(xué)研究顯示深層毛細(xì)血管層實(shí)際上由兩個(gè)獨(dú)立的分別位于內(nèi)核層兩邊的毛細(xì)血管網(wǎng)組成[15]。Campbell等[18]通過OCTA自定義分層觀測(cè)到內(nèi)層視網(wǎng)膜存在的3層毛細(xì)血管網(wǎng)：SCP、ICP及DCP，并觀察到視網(wǎng)膜毛細(xì)血管層在近黃斑中心凹處匯集形成了一個(gè)單一的毛細(xì)血管拱環(huán)組成FAZ的邊緣，這與早期在靈長(zhǎng)類動(dòng)物的病理學(xué)觀察相一致。因此，Campbell等[18]建議FAZ面積的測(cè)量應(yīng)該基于全層視網(wǎng)膜的en face影像。本研究中，RTVue-XR Avanti OCT設(shè)備自動(dòng)測(cè)量的FAZ面積即為全層視網(wǎng)膜FAZ面積，我們利用Image J手動(dòng)測(cè)量的深層毛細(xì)血管層 FAZ面積與之相比，僅相差0.03 mm2，但差異仍具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

本研究有以下幾點(diǎn)不足。第一，樣本量較少，且只納入了年輕的健康對(duì)象，未來我們將進(jìn)一步納入糖尿病視網(wǎng)膜病變、視網(wǎng)膜靜脈阻塞、中心凹旁視網(wǎng)膜毛細(xì)血管擴(kuò)張癥等疾患者群；第二，我們僅比較了FAZ面積,未納入血流密度、血流面積等參數(shù)，下一步我們將比較血流密度、血流面積等其他反應(yīng)黃斑區(qū)微循環(huán)狀態(tài)的參數(shù)；第三，本研究利用Image J軟件手動(dòng)描繪測(cè)量FAZ面積，這一方法可能在臨床上的運(yùn)用有所限制。目前越來越多的OCTA設(shè)備均可自動(dòng)測(cè)量FAZ面積，然而本研究中的DRI Triton OCT設(shè)備尚無血流量化指標(biāo)。

綜上所述，本研究顯示，兩種OCTA設(shè)備因其采用的算法不同，掃描的橫向分辨率、圖像分辨率等不同，其所獲得的淺層毛細(xì)血管層、深層毛細(xì)血管層FAZ面積顯著不同，在臨床運(yùn)用中不能相互替代。