系統性紅斑狼瘡患者末梢血液改變的激光散斑成像觀察

吳希晞 馮愛平 李鵬程 任軍 楊艷清

430060武漢市第三醫院醫療美容科激光室（吳希晞），整形美容科（任軍、楊艷清）；華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院皮膚科（馮愛平）；華中科技大學生命科學與技術學院（李鵬程）

系統性紅斑狼瘡患者末梢血液改變的激光散斑成像觀察

吳希晞 馮愛平 李鵬程 任軍 楊艷清

430060武漢市第三醫院醫療美容科激光室（吳希晞），整形美容科（任軍、楊艷清）；華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院皮膚科（馮愛平）；華中科技大學生命科學與技術學院（李鵬程）

目的利用激光散斑襯比分析（LSCA）技術無創性觀察分析和評價系統性紅斑狼瘡（SLE）患者治療前后末梢血流改變與健康人之間的差異，探討氣溫、年齡、性別因素對末梢血流改變的影響。方法收集47例SLE患者第1次就診時的天氣溫度（≥20℃組和＜20℃組）、年齡（＜20歲、20～＜40歲、≥40歲組）、性別及血尿常規、補體、抗體免疫學檢查等臨床資料，依據SLEDAI評分法進行病情評估，與LSCA技術測量的末梢血流改變進行相關性分析，并與30例健康人進行比較。結果47例SLE患者末梢血流甲下為7.017±0.356，甲周為7.821±0.662，與30例健康人（甲下9.765±0.337，甲周3.129±0.128）相比，差異均有統計學意義（t值分別為5.182、5.414，P＜0.05）。SLEDAI評分與甲下及甲周血流改變程度之間存在正相關性（r分別為0.601、0.260，P＜0.05）。隨訪的28例患者治療后甲周血流（5.204±0.476）改善明顯，與治療前（7.967±0.913）比較，t=4.644，P＜0.05；甲下血流（7.578±0.554）改善不明顯，與治療前（7.039±0.635）比較，t=2.064，P＞0.05。氣溫對甲下血流有影響（t=2.415，P＜0.05），對甲周無明顯影響（t=0.758，P＞0.05）；性別和年齡對患者甲下及甲周血流的改變影響不明顯。結論SLE患者末梢血流較健康人改變明顯，治療后有一定程度的改善，氣溫對患者甲下血流改變影響較大。LSCA技術或許可更加便捷、量化地作為SLE患者病情嚴重程度評價的補充方法。

紅斑狼瘡，系統性；血流速度；激光散斑襯比成像

系統性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）患者多出現手指伸側寒冷性紫紅色斑，四肢遠端易發生壞死性血管炎引起的皮疹如瘀點、瘀斑、潰瘍和結節等。目前臨床上多依據美國風濕協會（ACR）1997年制定的分類診斷標準進行診斷，SLE疾病活動性指數（systemic lupus erythematosus disease activity index，SLEDAI）也是協助醫療工作者判斷患者病情、評估治療和預后的一項重要指標［1］。但SLEDAI評分中某些指標主觀性較大，評估結果易受患者心理、情緒和認知等因素的影響而出現偏差。鑒于SLE患者四肢遠端易發生血管功能障礙，末梢微循環血流灌注異常，我們利用對微循環血流灌注改變較敏感、實時無創的激光散斑襯比分析（laser speckle contrast analysis，LSCA）技術［2?3］觀察SLE患者末梢微循環與健康人之間的差異、與疾病活動性指數的相關性，以及年齡、性別、治療等因素對SLE微循環改變的影響，以期能用散斑成像技術這種簡單易行的方法協助SLE的診療和預后評估。

病例與方法

一、臨床資料

實驗組：2013年6月至2014年1月，武漢協和醫院收治的47例SLE患者，均符合ACR 1997年制定的SLE診斷標準。其中女41例，男6例，年齡15～56（29.26±1.54）歲。病程1個月到10年不等。對照組：本院30例年齡在20～49（32.12 ± 3.67）歲正常體檢職工的末梢血流資料作為對照。

二、實時LSCA系統

由華中科技大學武漢光電國家實驗室生物醫學光子學部提供。光路系統：氦氖激光器（波長632.8 nm，功率15 mW），極性濾光片（中心波長632.8±8 nm）。信號采集系統：CCD相機（PixelFly QE，德國PCO Computer公司；像素尺寸6.45 μm × 6.45 μm，焦距為16 mm，曝光時間40 ms），單位像素7.4 μm，每幀原始散斑圖相機面陣656×494像素。成像系統：原始圖像通過信號分析軟件RTLSPI（時間分辨率快速算法為90 fps，高分辨算法20 fps；空間分辨率為5 mm/s）經襯比分析算法［4］轉化為流速信息。

三、方法

1.SLEDAI計算：對患者此次門診就診或在住院期間的血象及尿檢、免疫學檢查等結果進行整合分析，根據SLEDAI評分系統對該患者當前病情嚴重程度進行初步評估，得到SLEDAI積分值。

2.手部末梢血流測量：室溫下（25℃），囑受試者靜坐，調整光源距離，使受試者左手無名指末端顯示于圖像的中心，呈現清晰畫面，調整曝光時間為20 ms時拍攝散斑圖，進行手部末梢血流LSCA，測得甲下及甲周散斑流速指數（speckle flow index，SFI）。47例SLE患者與30例健康人按照性別、第1次就診時的天氣溫度（≥20℃或＜20℃）以及年齡（＜20歲、20～＜40歲、≥40歲）分組，分析SFI值的差異。

3.手部末梢血流監測：經常規治療（如，糖皮質激素、環磷酰胺、羥氯喹、雷公藤多苷等），并在對癥治療一段時間（約4周）后隨訪復診的患者，在前一次檢查同樣的部位進行血流監測（圖1）。

四、評價方法

30例健康人甲下及甲周血流男女性之間（t=0.783，P＞ 0.05）、首次就診時不同氣溫組間（t=0.126，P＞0.05）及不同年齡組間（F=1.743，P＞0.05）差異均無統計學意義，故將健康人甲下、甲周血流SFI值（9.765±0.337、3.129±0.128）作為參考值，計算SLE患者不同性別、氣溫及年齡組間甲下、甲周血流改變ΔSFI值［5］，ΔSFI=（患者SFI- 健康人SFI）/健康人SFI，若ΔSFI數值為正，代表SLE患者局部血流速度較健康人增加，ΔSFI絕對值越大，說明與健康人之間血流速度差異越大，微循環障礙越明顯。同時比較治療前后局部血流改變的關系，來評價治療后末梢血流的改善程度，其計算公式為：ΔSFI=（治療后 SFI- 治療前 SFI）/治療前 SFI，若ΔSFI數值為正，代表常規藥物治療后局部血流速度較治療前增加，ΔSFI絕對值越大，說明前后血流速度差異越大，改善越明顯。

五、統計學分析

用SPSS 19.0軟件對數據進行統計學處理，對47例SLE患者末梢血流（包括甲下及甲周血流）與對照組進行獨立樣本t檢驗；對患者SLEDAI評分和末梢血流ΔSFI值進行Spearman相關性分析；對30例患者治療前后末梢血流SFI值進行配對t檢驗；將初診患者按性別、氣溫及年齡因素分組，對末梢血流ΔSFI值進行方差分析。上述檢驗均取P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、SLE患者與健康人末梢血流的比較

SLE患者甲下血流SFI值為7.017±0.356，對照組為9.765±0.337，兩組差異有統計學意義（t=5.182，P＜0.01）。患者組甲周血流SFI值為7.821±0.662，對照組為3.129±0.128，兩組差異有統計學意義（t=5.414，P＜ 0.01）。

二、SLE患者SLEDAI評分與末梢血流改變的相關性分析

47例SLE患者納入研究時的SLEDAI評分2～18（7.914± 0.528）分。SLEDAI評分與SLE患者甲下血流ΔSFI值進行Spearman相關性分析，在α=0.05水平（雙側）上，r=0.601，P＜0.05，呈中度正相關性；甲周血流r=0.260，P＜0.05，呈低度正相關性。

三、治療前后SLE患者末梢血流改變

28例接受常規治療并在4周后復診的SLE患者，治療前甲周血流SFI值為7.967±0.913，治療后為5.204±0.476，經配對t檢驗，差異有統計學意義（t=4.644，P＜0.01）；治療前甲下血流 SFI值為7.039±0.635，治療后為7.578± 0.554，經配對t檢驗，差異無統計學意義（t=2.064，P＞0.05）。

四、性別、溫度及年齡因素對SLE患者末梢血流改變的影響

SLE患者就診時不同氣溫組間甲下血流差異有統計學意義（t=2.415，P＜ 0.01），而不同性別及不同年齡組間差異均無統計學意義；同時，不同性別、就診時氣溫及年齡組間甲周血流的差異均無統計學意義。見表1。

表1 性別、氣溫及年齡因素對SLE患者甲下及甲周血流改變（ΔSFI）的影響（±s）

注：a：兩獨立樣本t檢驗t值；b：單因素方差分析F值

分組 例數 甲下血流│ΔSFI│統計量P值甲周血流│ΔSFI│統計量P值性別女男氣溫41 6 0.281±0.036 0.219±0.1130.564a 0.5741.550±0.232 1.170±0.5160.932a 0.424≥20℃＜20℃年齡＜20歲20～＜40歲≥40歲21 26 0.251±0.034 0.386±0.0462.415a 0.0191.719±0.304 1.326±0.5160.758a 0.145 7 31 9 0.194±0.063 0.295±0.039 0.366±0.065 1.802b 0.177 2.102±0.669 1.346±0.209 1.562±0.687 0.776b 0.071

圖1 SLE患者治療前后和健康人手部散斑血流圖 1A：SLE患者治療前；1B：SLE患者治療后；1C：健康人；1D：標準色表，顏色越接近紅色說明血流越快

討 論

本研究中我們觀察到，與對照組相比，SLE患者末梢血流存在明顯改變，SLE患者的甲下血流明顯低于甲周血流，與健康人相反（圖1）。這是由于疾病的炎癥作用導致局部毛細血管擴張，且以甲周炎癥更為明顯，出現甲周局部淤血瘀斑紅腫和血流速度升高；同時甲周組織淤血、微血管功能障礙和疾病的病理改變導致甲下組織供血不足，故呈現低血流狀態。并且這種微循環血流灌注的改變與患者病情的嚴重程度呈中度正相關。有文獻報道，SLE患者血清中血管內皮素明顯升高的，微循環常常有異常積分增高樣的改變，血管呈異常收縮狀態，造成管襻形態異常，內皮通透性也發生改變，同時內皮素的量與微循環血流灌注的改變呈正相關［6］。Parker等［7］通過研究前臂缺血反應中動脈血流介導的血管舒縮功能和微血管改變的關系，證實了SLE患者表現出的微循環異常的重要意義。在臨床上，由于血管舒縮功能障礙，很多SLE患者還容易出現雷諾現象，這也與患者體內內皮素升高、降鈣素基因相關肽減少和血液中出現抗纖維蛋白結合性組織型纖溶酶原激活物的抗體相關，纖溶活性的降低使血液易發生凝固，從而導致雷諾現象的發生［8］。

經過4周糖皮質激素及免疫抑制劑治療后，炎癥反應得到控制，甲周血流下降，甲下血流未發生明顯改善，這可能是因為病程遷延反復、長期的炎性作用已經使微血管在形態和結構上發生了難以扭轉的破壞，短期內的常規治療逆轉意義并不大，故甲下血供難以得到恢復。

同時我們在研究中發現，氣溫對SLE患者末梢血流有一定影響，較低氣溫下患者甲下血流改變更為明顯。考慮原因為低溫時人體神經體液調節作用使機體代謝處在較低水平，血管活性物質活性下降，血管收縮而出現甲下血流不足。另一方面，在我們的研究中患者的性別和年齡對其甲下及甲周血流的改變影響不大，這和Tarr等［9?10］研究的不同年齡SLE發病特點的結論并不完全一致。這可能與我們收集的男性患者和老年患者數量偏少有關，有待進一步擴充病例數量研究和分析。

由于在SLE發生發展過程中存在微循環血流灌注改變，其微血管床在結構和功能上的改變已被證明能夠提供評價疾病嚴重程度、活動性和預測疾病發展的有效信息，并能幫助監測具有微血管和大血管損害的其他并發癥的發生［6，11］，故利用LSCA技術對微循環血流改變的監測也許能在一定程度上作為SLE疾病評價的補充方法。

［1］Touma Z,Urowitz MB,Gladman DD,et al.Systemic lupus erythe?matosus disease activity index 2000 responder index?50 website［J］.J Rheumatol,2013,40（5）:733.DOI:10.3899/jrheum.130030.

［2］Richards LM,Towle EL,Fox DJ,et al.Intraoperative laser speckle contrastimaging with retrospective motion correction for quantitative assessment of cerebral blood flow［J］.Neurophotonics,2014,1（1）:015006.DOI:10.1117/1.NPh.1.1.015006.

［3］Li H,Liu Q,Lu H,et al.Directly measuring absolute flow speed by frequency?domain laser speckle imaging［J］.Opt Express,2014,22（17）:21079?21087.DOI:10.1364/OE.22.021079.

［4］Briers JD,Webster S．Laser speckle contrast analysis（LASCA）:a nonscanning,full?field technique for monitoring capillary blood flow［J］.J Biomed Opt,1996,1（2）:174 ?179.DOI:10.1117/12.231359.

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［7］Parker B,Al?Husain A,Pemberton P,et al.Suppression of inflammation reduces endothelial microparticles in active systemic lupus erythematosus［J］.Ann Rheum Dis,2014,73（6）:1144?1150.DOI:10.1136/annrheumdis?2012?203028.

［8］Dhillon PK,Adams MJ.Thrombosis in systemic lupus erythe?matosus:role of impaired fibrinolysis［J］.Semin Thromb Hemost,2013,39（4）:434?440.DOI:10.1055/s?0033?1334484.

［9］Tarr T,Dérfalvi B,Gy?ri N,et al.Similarities and differences between pediatric and adultpatientswith systemic lupus erythematosus［J］.Lupus,2015,24（8）:796?803.DOI:10.1177/0961203314563817.

［10］Crosslin KL,Wiginton KL.Sex differences in disease severity among patients with systemic lupus erythematosus［J］.Gend Med,2011,8（6）:365?371.DOI:10.1016/j.genm.2011.10.003.

［11］Kuryliszyn?Moskal A,Ciolkiewicz M,Klimiuk PA,et al.Clinical significance of nailfold capillaroscopy in systemic lupus erythematosus:correlation with endothelial cell activation markers and disease activity［J］.Scand J Rheumatol,2009,38（1）:38?45.DOI:10.1080/03009740802366050.

Monitoring of peripheral blood flow in patients with systemic lupus erythematosus by using laser speckle contrast analysis

Wu Xixi,Feng Aiping,Li Pengcheng,Ren Jun,Yang Yanqing
Laser Room,Department of Plastic Surgery,Wuhan Third Hospital,Wuhan 430060,China（Wu XX）;Department of Plastic Surgery,Wuhan Third Hospital,Wuhan 430060,China（Ren J,Yang YQ）;Department of Dermatology,Union Hospital,Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430022,China（Feng AP）;College of Life Science and Technology,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China（Li PC）Corresponding author:Yang Yanqing,Email:xunxicici@163.com

ObjectiveTo noninvasively assess peripheral blood flow changes in patients with systemic lupus erythematosus（SLE）before and after treatments by using laser speckle contrast analysis（LSCA）,to compare eripheral blood flow between SLE patients and healthy controls,and to evaluate effects of air temperature,age and gender on peripheral blood flow changes.MethodsClinical data on air temperature at the first visit（groups of≥ 20℃ and＜20℃）,age（groups of＜20,20-＜40 and≥ 40 years）,gender,blood and urine routine test results,complement levels and immunologic test findings were collected from 47 patients with SLE.The patients′condition was evaluated by systemic lupus erythematosus disease activity index（SLEDAI）,and Spearman′s correlation analysis was carried out to assess its correlation with peripheral blood flow changes（expressed as changes in speckle flow index［△SFI］values）measured by LSCA.Peripheral blood flow was compared between the 47 patients and 30 healthy human controls.ResultsCompared with healthy controls,SLE patients showed significantly lower subungual SFI values（7.017±0.356vs.9.765±0.337,t=5.182,P＜0.05）,but significantly higher periungual SFI values（7.821±0.662vs.3.129±0.128,t=5.414,P＜0.05）.SLEDAI scores of patients were positively correlated with both subungual and periungual△SFI values（rs=0.601,0.260,respectively,bothP＜ 0.05）.A total of 28 patients completed 4?week conventional treatment and follow up,and periungual SFI values significantly decreased in these patients at the end of treatment（5.204± 0.476vs.7.967 ± 0.913,t=4.644,P＜ 0.05）,while subungual SFI values experienced no evident changes（7.578±0.554vs.7.039±0.635,t=2.064,P＞0.05）compared with those at the baseline.Air temperature affected subungual blood flow significantly（t=2.415,P＜ 0.05）,but had no significant effects on periungual blood flow（t=0.758,P＞ 0.05）.In addition,neither gender nor age had obvious effects on subungual or periungual blood flow.ConclusionsCompared with healthy controls,peripheral blood flow significantly changed in patients with SLE,and was improved to a certain extent after treatment.Air temperature markedly affects subungual blood flow.LSCA may be a supplementary approach to more convenient and quantitative assessment of the severity of SLE.

Lupus erythematosus,systemic;Blood flow velocity;Laser speckle contrast analysis

楊艷清，Email：xunxicici@163.com

10.3760/cma.j.issn.0412?4030.2016.12.005

2015?11?09）

（本文編輯：顏艷）