光學相干斷層掃描血管成像掃描信號強度對視盤周圍血管密度的影響

周立軍，沈沛陽，何宇深，曹藝，冼碧琨，孔祥斌

(南方醫(yī)科大學附屬佛山醫(yī)院眼科，廣東 佛山 528000)

視盤是視神經(jīng)的重要組成部分，其豐富的血流供應是維持正常功能的重要保障[1-2]。有研究[3-4]發(fā)現(xiàn)在視神經(jīng)相關的疾病中視盤血流會發(fā)生改變，如在早期青光眼的患者中發(fā)現(xiàn)這類患者的視盤血流會出現(xiàn)顯著的降低，因此視盤血流常常被認為是管理和檢測視神經(jīng)疾病的一個重要標志物[5]。既往在檢查視盤血流時，常常使用超聲多普勒或者眼底熒光血管造影等，但一直面臨不能準確定量或有創(chuàng)性等不足[6-7]。最近在相干斷層掃描成像(optical coherence tomography，OCT)基礎上發(fā)展起來的光學相干斷層掃描血管成像(optical coherence tomography angiography，OCTA)技術(shù)由于具有檢查快速無創(chuàng)，且能進行血流定量，可以實現(xiàn)血流的可視化等優(yōu)點，目前已經(jīng)用于視網(wǎng)膜和視盤血流的檢查[8-9]。

在使用OCTA檢查過程中，研究者[10-11]發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜或視盤血流密度不僅與疾病的種類、年齡和眼軸等有關，也與OCTA掃描信號強度(scanning signal intensity，SSI)有關[12-14]。SSI是一個關于成像質(zhì)量的重要參數(shù)，在血流密度的臨床應用或研究中，為保證圖片的質(zhì)量，常常要求OCTA-SSI要至少達到一定的強度才能視為有效掃描(如蔡司OCTA的SSI為0～10，一般要求SSI至少為7)[14]，但對于這些符合質(zhì)量要求的OCTA圖像，SSI是否仍然會對視網(wǎng)膜或視盤血流產(chǎn)生常影響以及可能產(chǎn)生什么樣的影響，目前少有報道。

1 對象與方法

1.1 對象

本研究為2019年5月至2020年4月在佛山市第二人民醫(yī)院進行的單中心橫斷面研究。研究方案已獲得佛山市第二人民醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會的批準(KJ20190012)，并在中國臨床研究網(wǎng)進行了注冊(ChiCTR1900024921)，本研究遵循赫爾辛基宣言，受試者在接受檢查前均簽署知情同意書。

參與研究的受試者來源于眼科門診，體驗中心及社區(qū)篩查的健康者。入組標準：最佳矯正視力≥0.8，眼壓＜21 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，裂隙燈及眼底檢查均正常。排除標準：既往眼部手術(shù)史或外傷史；明顯的屈光介質(zhì)渾濁而影響成像；高度近視(球鏡大于-6.00 D或者眼軸大于26 mm)；患有高血壓、糖尿病或其他全身疾病。

1.2 方法

受試者均接受了視力、眼壓、裂隙燈、眼軸和OCTA檢查。最佳矯正視力使用國際標準視力表檢查，眼壓采用自動眼壓計連續(xù)測量3次取其平均值。使用眼球生物測量儀Lenstar測量眼軸。用蔡司OCT(Cirrus 5000 HD-OCT)的200×200掃描獲取視盤面積，同時記錄受試者的身高、體重和血壓指標，并計算BMI。

OCTA檢查：使用蔡司OCTA對所有受試者進行視盤掃描檢查。蔡司OCTA使用波長為840 nm光源，每秒可進行68 000次A掃描。在水平和垂直方向上每個B掃描含有350個A掃描，并使用機器所自帶軟件利用光學微血管造影(optical micro angiography complex，OMAG)算法自動獲取相應區(qū)域和層次的血管密度[15-16]，其中血管密度定義為單位面積的血管長度(一定區(qū)域血管長度的總和/一定區(qū)域的面積)。為獲得視盤的血管密度，將以視盤為中心的6 mm×6 mm掃描模式與實時眼動追蹤系統(tǒng)配合使用，測量厚度為從內(nèi)界膜到內(nèi)叢狀層的距離。蔡司OCTA儀器自帶的早期糖尿病視網(wǎng)膜病變治療研究(early treatment diabetic retinopathy study，ETDRS)圖表將視盤血管密度自動分為中心環(huán)、內(nèi)環(huán)、外環(huán)和整圓(圖1A)。我們通過計算(整圓的血管長度-中心圓的血管長度)/(整圓的面積-中心圓的面積)得到視盤周圍血管密度(圖1B)。根據(jù)既往研究的結(jié)果[12]，為保證圖片質(zhì)量，我們將OCTA-SSI≥7的OCTA圖像納入研究。

圖1 視盤6 mm×6 mm OCTA 掃描成像Figure 1 Optical coherence tomography angiography 6 mm×6 mm scan image on the optic disc

1.3 統(tǒng)計學處理

2 結(jié)果

2.1 人群一般資料

本研究最終納入符合條件的186名受試者共359眼，其中男85例(45.70%)，女101例(54.30%)，年齡18～84(47.86±17.86)歲，359眼的平均圖像SSI為7～10(9.07±1.0)，視盤周圍血管密度為5.36～19.88 (17.75±1.99) mm-1。不同變量的臨床特征總結(jié)見表1。

表1 入組人群的一般人口學特征Table 1 Demographic and clinical characteristics of study participants

2.2 單因素分析結(jié)果

為研究不同因素對視盤周圍血管密度的影響，首先利用廣義估計方程進行單因素分析，結(jié)果顯示：視盤周圍血管密度與SSI呈顯著正相關，SSI每提升1個信號強度，視盤周圍血管密度會相應增加1.0240 mm-1(P＜0.001)；與眼軸呈負相關，眼軸為增加1 mm，視盤周圍血管密度會降低0.5120 mm-1(P＜0.001)。視盤周圍血管密度與年齡、性別、身高、體重、BMI及血壓無顯著相關性(P＞0.1，表2)。

表2 視盤周圍血管相關因素的單因素分析Table 2 Univariate analysis of the associated factors of peripapillary vessel density

2.3 多因素分析結(jié)果

將性別、年齡、視盤面積及在單因素分析中P＞0.2的變量一起納入廣義估計方程進行多因素分析，結(jié)果顯示：在校正年齡和性別后，視盤周圍血管密度依然與SSI呈顯著正相關(β=0.9721，P＜0.001)，與眼軸(β=-0.4157，P＜0.001)和視盤面積(β=-0.3239，P＜0.001)均呈顯著負相關 (表3)。

表3 視盤周圍血管相關因素的多因素分析Table 2 Multivariate analysis of the associated factors of peripapillary vessel density

3 討論

本研究結(jié)果顯示：OCTA-SSI與視盤周圍血管密度呈顯著正相關，在校正年齡、性別、眼軸及視盤面積后，每增加1個信號強度，可以使視盤周圍血管密度增加0.9721 mm-1。提示即使納入了符合條件的OCTA圖像(蔡司OCTA通常要求SSI＞7)，SSI依然會顯著影響視盤周圍的血管密度，因此在評估視盤周圍血管密度時，應該考慮SSI的影響。

視盤周圍血管密度不僅與疾病相關，而且也有OCTA圖片質(zhì)量密切相關[17-18]。OCTA掃描的圖片質(zhì)量與患者的合作程度、眼底健康情況及屈光狀態(tài)等多種因素相關，為保證OCTA的圖片質(zhì)量，常常要求達到一定信號強度[14]。如蔡司OCTA要求SSI＞6 (0～10)，海德堡OCTA要求SSI＞15(0～40)，而RTVue OCTA要求SSI＞35 (0～100)[19]。Lim等[13]利用蔡司OCTA 檢測了259名患者的259眼視盤血管情況，通過6 mm×6 mm掃描得到了掃描信號≥7的圖像，根據(jù)OCTA掃描信號強度的大小分為SSI-7、SSI-8、SSI-9和SSI-10四組，比較了不同SSI組的視盤血管密度，結(jié)果顯示：SSI是影響視盤周圍血管的顯著因素，盡管SSI-9與SSI-10沒有明顯差異。雖然沒有將SSI分組，但是本研究通過單因素和多因素分析均證實SSI與視盤周圍血管密度顯著相關，這個結(jié)果與Lim等[13]的結(jié)論一致。另外，本研究也顯示眼軸長度與視盤周圍血管密度顯著負相關，這可能與視盤周圍的神經(jīng)纖維層的厚度有關。眼軸越長，視盤周圍纖維層的厚度就越薄，所需的供養(yǎng)就越少[10,20]。

理論上，隨著年齡的增加，黃斑區(qū)的血管可能為部分萎縮退化，黃斑中心凹無血管區(qū)會擴大，因此黃斑區(qū)的血管密度應該會降低，視盤的血管密度也可能存在類似的變化。但目前關于年齡與視盤區(qū)血管的關系實際上有不同的報道。Jo等[11]的研究顯示：隨著年齡的增加，視盤區(qū)的血管密度會降低。但也有研究[21]認為視盤血管密度與年齡無關，本研究也得出了類似的結(jié)論。造成這種結(jié)果的差異，可能與研究設計、入組人群及檢測儀器的算法不同有關。

本研究也存在一些不足之處：盡管排除了高度近視的受試者，但納入了部分患有近視的參與者。有研究[22]顯示：近視可能會對眼底采集的圖片產(chǎn)生放大效應，因此需要校正，本研究并沒有校正這種放大作用，對于近視人群，本研究可能會低估視盤周圍血管密度。這種放大效應需要在以后的研究中進一步進行評估。另外，因為視盤有較為粗大的血管出入，會產(chǎn)生投影[23]，本研究也沒有去掉大血管進行再評估，這可能對研究結(jié)果產(chǎn)生相應的影響。最后，本研究僅納入了成人受試者，而對于兒童是否也有類似的結(jié)果，需要在以后的工作中對兒童人群進一步探討。

綜上，本研究在校正了雙眼數(shù)據(jù)的相關性及年齡和性別的影響之后，除了眼軸會顯著影響視盤周圍的血管密度外，即使納入OCTA-SSI大于7的圖像，SSI依然與視盤周圍血管呈顯著正相關，因此在以后的臨床和科研工作中，除了考慮眼軸對視盤周圍的血管密度產(chǎn)生的影響外，還需要考慮OCTA-SSI的影響。