視網(wǎng)膜靜脈阻塞的光學相干斷層掃描血管成像應用

孫佳 綜述 楊冬妮 審校

1承德醫(yī)學院,承德 067000;2秦皇島市第一醫(yī)院眼科,秦皇島 066000

視網(wǎng)膜靜脈阻塞(retinal vein occlusion,RVO)是一種常見的視網(wǎng)膜血管性疾病,表現(xiàn)為視網(wǎng)膜靜脈迂曲怒張、火焰狀出血、黃斑水腫、硬性滲出等。熒光素眼底血管造影(fluorescein fundus angiography,FFA)是目前診斷RVO的金標準,在檢測RVO分型、視網(wǎng)膜灌注及血管滲漏等方面具有不可替代的重要作用。但FFA為有創(chuàng)檢查,可重復性差,不具備分辨和描繪深層毛細血管的能力,且部分患者在注射造影劑后可能發(fā)生惡心、嘔吐、蕁麻疹等癥狀[1],甚至可能發(fā)生嚴重的過敏反應,導致FFA的臨床應用受到了一定的限制。而光學相干斷層掃描血管成像(optical coherence tomography angiography,OCTA)操作簡便、可重復性強,無需注射任何染料便可觀察評估各層微血管的形態(tài)結(jié)構(gòu)及灌注狀態(tài),成為目前RVO診斷及療效評價的有力工具。深入分析RVO患者不同類型、不同部位、不同階段的OCTA圖像特征,可為患者預后視力預測、抗血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)治療效果及黃斑水腫復發(fā)情況探究發(fā)揮重要作用。隨著與人工智能的緊密結(jié)合,OCTA的應用范圍越來越廣泛,為臨床中RVO疾病診斷及治療效果評估帶來方便。本文就RVO患者的OCTA圖像特征進行綜述。

1 RVO眼黃斑區(qū)的OCTA圖像特征

1.1 淺層毛細血管

RVO患者血管壁通透性增強,FFA檢查中易發(fā)生造影劑滲漏,導致熒光遮蔽,無法觀察淺層毛細血管的形態(tài)及血流特征。而OCTA無需造影劑,并具有較高分辨率,可以更加清晰、準確地識別淺層毛細血管。Coscas等[2]對視網(wǎng)膜分支靜脈阻塞(branch retinal vein occlusion,BRVO)54眼均行OCTA和FFA檢查,結(jié)果顯示OCTA對黃斑囊樣水腫的檢出率為76%(40/54),而FFA的檢出率僅為68%(34/54);OCTA對中心凹毛細血管拱環(huán)斷裂的檢出率為92%(48/54),而FFA的檢出率僅為72%(39/54)。這說明OCTA在檢測黃斑囊樣水腫和中心凹毛細血管拱環(huán)斷裂方面較FFA更具優(yōu)勢。Werner等[3]對47例RVO患者進行OCTA和FFA檢查發(fā)現(xiàn),OCTA與FFA在測定淺層中心凹無血管區(qū)(foveal avascular zone,FAZ)面積方面具有很好的一致性。許多研究者將RVO患者OCTA和FFA圖像進行對比,發(fā)現(xiàn)兩者在檢測微動脈瘤和毛細血管擴張方面能力相當,但OCTA可以檢測出更多的毛細血管迂曲擴張、無灌注區(qū)及側(cè)支血管等,在評估視網(wǎng)膜缺血方面較FFA更勝一籌[2,4-5]。因此,OCTA能夠定性定量評估RVO患者淺層毛細血管,可替代FFA實現(xiàn)在無創(chuàng)條件下觀察黃斑區(qū)淺層毛細血管。

1.2 深層毛細血管

FFA圖像的本質(zhì)是患者注射造影劑之后的眼底照片,只能觀察到黃斑區(qū)各層微血管疊加在一起的灌注狀態(tài),而OCTA可以通過不同層面相干光的不同反射強度獲取各層面的微血管圖像,詳細反映視網(wǎng)膜深層及脈絡膜層灌注狀態(tài)的變化。OCTA可量化評估RVO患者深層毛細血管的變化,為判斷RVO患者預后提供了依據(jù)。Costanzo等[6]通過量化分析RVO患眼和對側(cè)健眼黃斑區(qū)視網(wǎng)膜淺層、深層及脈絡膜層毛細血管密度發(fā)現(xiàn),患眼各層毛細血管密度均較對側(cè)健眼低,其中以深層毛細血管密度降低最為明顯。另有研究發(fā)現(xiàn),RVO患眼深層毛細血管發(fā)生FAZ擴大、無灌注區(qū)增大、毛細血管迂曲擴張和破裂的情況均較淺層毛細血管更為多見[2,7]。Kim等[8]得出BRVO患者深層毛細血管受缺血影響的程度是淺層的1.77～1.84倍。Coscas等[2]提出一種假設,即淺層毛細血管與視網(wǎng)膜小動脈相連,可獲得較高灌注壓和較好氧供,而深層毛細血管與橫向小靜脈相連,易受缺血缺氧影響。由以上結(jié)論得出,當發(fā)生RVO時,深層毛細血管靜水壓會更快地升高,引起較為嚴重的缺血缺氧,血管灌注顯著減少。

1.3 側(cè)支血管

因OCTA具有無創(chuàng)、可重復性強的特點,可用于觀察側(cè)支血管逐漸形成過程,有利于對側(cè)支血管的形成條件及機制的進行更深入的研究,為黃斑水腫的形成機制、治療方法提供新的思路。Wada等[9]采用OCTA縱向觀察激光誘導的RVO動物模型,發(fā)現(xiàn)側(cè)支血管是由小靜脈逐漸擴張形成,而非由新生血管形成。側(cè)支血管可將阻塞區(qū)靜脈血引流到非阻塞區(qū),有利于消退黃斑水腫,降低黃斑中心凹厚度[10]。Freund等[11]研究了101例RVO患者側(cè)支血管的OCTA圖像,發(fā)現(xiàn)除黃斑中心凹附近外,幾乎所有側(cè)支血管均由深層毛細血管復合體引流。

2 RVO眼視盤區(qū)的OCTA圖像特征

除了黃斑區(qū)具有研究價值外,視盤區(qū)也是評估RVO疾病進展和治療效果的重要部位。OCTA有助于量化了解視盤周圍放射狀毛細血管,探討其與預后視力之間的相關性,從而全方面了解疾病的發(fā)病機制及疾病轉(zhuǎn)歸。Kang等[12]發(fā)現(xiàn)BRVO患眼的視盤周圍脈絡膜厚度顯著降低,提示可能與視盤周圍脈絡膜缺氧有關。Chen等[13]研究以視盤為中心的4.5×4.5 mm OCTA掃描圖像發(fā)現(xiàn),BRVO患者視盤周圍和視盤內(nèi)毛細血管密度均降低。Nagasato等[14]發(fā)現(xiàn),視網(wǎng)膜中央靜脈阻塞患者治療前OCTA檢測的視盤區(qū)血流速度可作為評估預后視力及視網(wǎng)膜敏感度的潛在可靠參數(shù)。

3 單眼RVO患者對側(cè)健眼的OCTA圖像特征

OCTA顯示單眼RVO患者對側(cè)健眼黃斑區(qū)也出現(xiàn)了脈絡膜薄變、FAZ擴大及毛細血管密度降低[12-13]。Shin等[15]的研究表明,單眼RVO患者對側(cè)健眼的平均神經(jīng)纖維層厚度和神經(jīng)節(jié)細胞內(nèi)叢狀層厚度變薄,黃斑內(nèi)環(huán)、外環(huán)及全區(qū)的視盤周圍毛細血管密度和灌注密度顯著降低。Maltsev等[16]觀察單眼RVO患者雙眼OCTA圖像發(fā)現(xiàn),對側(cè)健眼內(nèi)核層變薄伴外叢狀層抬高的發(fā)生率明顯高于正常人。從目前研究結(jié)果來看,當發(fā)生單眼RVO時,對側(cè)健眼的微血管也會發(fā)生缺血性改變,雖然視力還未受到損傷,但這可能是發(fā)生RVO的誘因或前期狀態(tài)。目前的研究均缺乏長期OCTA隨診觀察對側(cè)健眼這種缺血性改變對微血管形態(tài)結(jié)構(gòu)、灌注狀態(tài)及視力的影響。

4 OCTA評估預后視力情況

4.1 黃斑水腫

黃斑水腫是導致RVO患者視力下降、視物變形的主要原因,以黃斑區(qū)積液為特征。Shi等[17]比較RVO合并黃斑水腫患者OCTA參數(shù),發(fā)現(xiàn)最佳矯正視力(best corrected visual acuity,BCVA)與中心凹視網(wǎng)膜高度、視網(wǎng)膜下液面積之間呈正相關性,而與囊樣水腫面積、高反射病灶數(shù)之間無相關性。Mejía等[18]報道了RVO患者抗VEGF治療后的最終視力與基線時中心凹視網(wǎng)膜高度密切相關,這與Shi等[17]的結(jié)論一致。因此,RVO患者黃斑中心凹水腫情況對于視覺預后效果至關重要,而OCTA可精確檢測黃斑水腫形態(tài)學特征變化,加強對黃斑水腫的認識。

4.2 視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)完整性

視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)的完整性是視覺信號突觸傳遞的解剖學基礎,RVO患者合并嚴重的黃斑水腫可使感光細胞丟失,破壞外界膜的完整性,導致光感受器功能障礙,視力下降[19]。OCTA需掃描512張B-scan圖像,可詳細分析圖像之間視網(wǎng)膜層間結(jié)構(gòu)的細微變化,對于觀察RVO疾病具有極大的優(yōu)勢。Babiuch等[20]和Balaratnasingam等[21]研究發(fā)現(xiàn),視網(wǎng)膜內(nèi)層組織紊亂的RVO患者ETDRS評分顯著降低,由此推測基線時的視網(wǎng)膜內(nèi)層組織紊亂程度可作為一種評估預后視力的生物學標志。Ogasawara等[22]通過對比分析BRVO眼與對側(cè)健眼的OCTA圖像,發(fā)現(xiàn)患眼外界膜、橢圓體帶和嵌合體帶的平均厚度均明顯小于對側(cè)健眼,其中外界膜和橢圓體帶的完整性與BCVA存在顯著相關性。Kogo等[23]回顧分析了BRVO患者黃斑水腫消退后的OCTA圖像和微視野檢查情況,發(fā)現(xiàn)中心凹橢圓體帶缺損長度會對視覺功能中心的固定產(chǎn)生影響,而功能中心的固定與BCVA息息相關。Kogo等[23]還發(fā)現(xiàn)BRVO眼的功能中心多向上移位至光感受器未受損且灌注良好的視網(wǎng)膜區(qū)域。

4.3 視網(wǎng)膜灌注狀態(tài)

黃斑區(qū)灌注為視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞及其軸突提供血供,OCTA圖像能提供精確的黃斑區(qū)灌注狀態(tài)信息,對判斷RVO患者預后視力具有重要價值[24]。Rachima等[25]通過OCTA檢測視網(wǎng)膜血流灌注密度發(fā)現(xiàn),輕中度血流灌注密度降低引起的視網(wǎng)膜出血水腫患者經(jīng)抗VEGF治療后視網(wǎng)膜敏感度有所提高,而重度血流灌注密度降低易導致神經(jīng)節(jié)細胞死亡,使得抗VEGF治療后患者視網(wǎng)膜敏感度不提高。Kang等[26]發(fā)現(xiàn)OCTA檢測RVO患者黃斑中心凹淺層及深層毛細血管密度越高、FAZ面積越小,則預后BCVA就越好,尤其是深層毛細血管密度。究其原因,一方面,深層毛細血管對傳遞視覺信號的突觸連接起到營養(yǎng)支持作用,其低灌注可能導致突觸連接營養(yǎng)供應不足,影響突觸傳遞,造成視力下降[27];另一方面,深層毛細血管密度降低會加重黃斑水腫,造成光感受器的不可逆損傷[28]。綜合以上多項研究結(jié)果,OCTA測定的視網(wǎng)膜灌注密度可用于預測RVO患者的預后視功能。

5 OCTA評估抗VEGF治療效果

這些年來,使用OCTA評價RVO患者抗VEGF治療效果成為許多研究者們關注的焦點。Sellam等[29]通過OCTA隨訪觀察28例抗VEGF治療前后RVO患者,發(fā)現(xiàn)治療后的黃斑囊樣水腫程度明顯減輕,中心凹毛細血管拱環(huán)斷裂明顯恢復。Suzuki等[30]對比分析抗VEGF治療前后6個月RVO患者OCTA圖像發(fā)現(xiàn),治療后6個月視網(wǎng)膜深層毛細血管密度增加,側(cè)支血管形成,無灌注區(qū)減少,視網(wǎng)膜灌注得到部分改善。而Costanzo等[6]卻發(fā)現(xiàn)RVO患者經(jīng)抗VEGF治療后視網(wǎng)膜和脈絡膜的血管密度沒有發(fā)生明顯改變,但黃斑中心凹視網(wǎng)膜厚度和脈絡膜厚度顯著降低,推測RVO患者中心凹下脈絡膜增厚可能是由脈絡膜血管滲出導致,而不是因為血管擴張或密度增加。以上研究結(jié)果表明抗VEGF藥物消退黃斑水腫的效果明顯,但其是否增加毛細血管密度,改善灌注狀態(tài)還有待商榷。

6 OCTA評估黃斑水腫復發(fā)

RVO合并黃斑水腫容易復發(fā),需要多次反復進行玻璃體腔注射藥物,許多研究者應用OCTA觀察黃斑水腫復發(fā)的影響因素。Choi等[31]發(fā)現(xiàn)OCTA檢測RVO患者中心凹和凹旁的無灌注區(qū)與黃斑水腫復發(fā)密切相關。Yeung等[32]提出了一個新的OCTA生物學標志物“深淺層血流比”,用來反映深、淺層毛細血管的相對損傷程度,并發(fā)現(xiàn)缺血或閉塞引起的深層毛細血管復合體損傷破裂,影響了視網(wǎng)膜流體動力學,從而導致黃斑水腫復發(fā)。Hasegawa等[33]則發(fā)現(xiàn)黃斑水腫復發(fā)患者毛細血管密度降低程度低于消退組,即毛細血管損傷越小,水腫復發(fā)的幾率越大。由此推測首次注射抗VEGF藥物1個月后的黃斑區(qū)毛細血管密度降低程度可能與注射頻率呈負相關。目前,應用OCTA探究RVO患者黃斑水腫復發(fā)機制和預測因素的研究有限,需要進一步深入研究。

7 OCTA的局限性

OCTA作為一種新型無創(chuàng)性眼科檢查方法,大大提高了我們對視網(wǎng)膜和脈絡膜疾病的認識,但OCTA在使用中也存在一些問題,例如,檢測過程中患者眼球固定不充分可引起圖像拉伸變形[34];成像易受各層視網(wǎng)膜血管投影偽影及屈光介質(zhì)混濁的影響[24];合并黃斑水腫會引起視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)紊亂,影響分析軟件準確區(qū)分各層微血管,可能造成分層錯誤[2];檢測流速過快或過慢的血管時,靈敏度降低;檢查范圍局限,明顯小于FFA,等等。這些問題均可導致圖像處理和數(shù)據(jù)提取的誤差,影響醫(yī)生在臨床及科研領域的診斷與治療,有待進一步改善。

8 OCTA的發(fā)展前景

廣角OCTA可以大致判斷RVO患者缺血受累的范圍和無灌注區(qū)的位置,同時可使用3×3掃描模式對黃斑區(qū)的微循環(huán)血流形態(tài)進行細節(jié)觀察[35]。Shiraki等[36]發(fā)現(xiàn)12×12 mm廣角OCTA掃描可以識別周邊部位的無灌注區(qū),有助于更深入地了解周邊視網(wǎng)膜的灌注狀態(tài)。Nagasato等[37]建立深度學習和支持向量模型對BRVO眼OCTA圖像進行分析,發(fā)現(xiàn)其對無灌注區(qū)的檢測在準確性、敏感性、特異性及所需時間等方面均優(yōu)于人工測量。Díaz等[38]研究發(fā)現(xiàn),通過人工智能可自動提取并量化OCTA圖像中FAZ區(qū)域和血管密度,并能準確評估患者視力損失程度。OCTA聯(lián)合人工智或?qū)⒊蔀橐粋€新的探索領域。

在未來的發(fā)展中,OCTA在RVO中的應用范圍必將越來越廣泛,與人工智能的結(jié)合也將越來越緊密,關注點可能集中于更快的掃描速度減少檢查時長;更大的掃描面積關注周邊視網(wǎng)膜情況;更清晰的圖像質(zhì)量、更連續(xù)的血流檢測、更精確的圖像處理算法、更合理的定性測量方法盡可能準確反映疾病特征,從而更有效的指導RVO治療和預測預后。

9 總結(jié)

綜上所述,OCTA可敏銳識別視網(wǎng)膜各層結(jié)構(gòu)的變化,精確測量視網(wǎng)膜各層毛細血管密度,清晰觀察脈絡膜異常血管,因此已經(jīng)廣泛應用于視網(wǎng)膜血管性疾病的診斷、治療以及預后評估。使用OCTA觀察RVO患者典型的病理性改變,可以清晰地檢測到黃斑區(qū)各層毛細血管均發(fā)生不同程度的結(jié)構(gòu)破壞、血流灌注降低,視盤周圍放射狀毛細血管損傷,而且發(fā)現(xiàn)對側(cè)健眼視盤及視網(wǎng)膜、脈絡膜血流也會受到缺血性改變的影響。另外OCTA還可用于觀察評估RVO患者影響視力預后的相關因素,評價抗VEGF治療效果、探討黃斑水腫復發(fā)機制等方面,對于全面評估患者眼部綜合情況具有十分重要的作用。目前,關于RVO患者OCTA圖像的精確判讀、量化分析還不是特別的準確和全面,還缺乏對視盤區(qū)及對側(cè)健眼血流以及眼部組織結(jié)構(gòu)變化的研究。相信隨著OCTA技術的不斷發(fā)展,我們對視盤、視網(wǎng)膜以及脈絡膜微血管解剖及功能的了解必將更加深入,可以進一步加深對RVO等視網(wǎng)膜血管性疾病的認知,使患者獲得較好的預后視力。

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