應用光學相干斷層掃描血管成像技術分析近視眼黃斑區微血管變化

馮立淼，楊葉，胡亮，方海珍，楊小玲，陳浩

（溫州醫科大學附屬眼視光醫院，溫州 325027）

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應用光學相干斷層掃描血管成像技術分析近視眼黃斑區微血管變化

馮立淼，楊葉，胡亮，方海珍，楊小玲，陳浩

（溫州醫科大學附屬眼視光醫院，溫州 325027）

目的：應用光學相干斷層掃描血管成像技術（OCTA）研究近視眼黃斑區視網膜微血管的變化及其與視網膜厚度的相關性。方法：2015年6月至2016年5月在溫州醫科大學附屬眼視光醫院就診的患者45例（90眼）納入研究，其中低度近視及正視眼組15例（30眼）作為對照組，中度近視組15例（30眼）、高度近視組15例（30眼）。采集黃斑區微血管密度及視網膜厚度，通過自動分層獲得視網膜表層和深層血管圖。選取以黃斑中心凹（fovea）為中心直徑1 mm圓和3 mm旁中心（parafovea）圓環內血管密度進行分析。結果：Fovea處表層微血管密度和深層微血管密度均與眼軸呈正相關（r=0.51、0.52，P＜0.05）。Parafovea處表層微血管密度與眼軸呈負相關（r=-0.34，P=0.01），其深層微血管密度與眼軸無相關性（r=-0.03，P=0.79）。Fovea處表層微血管密度和深層微血管密度均與fovea處視網膜內五層厚度呈顯著正相關（r=0.85、0.82，P＜0.05）。Parafovea處表層微血管密度和深層微血管密度均與parafovea處視網膜內五層厚度無相關性（r= 0.16、0.07，P＞0.05）。結論：隨著眼軸的增加和視網膜厚度的增加，fovea處視網膜微血管密度會隨之增加，而在parafovea區域，表層視網膜微血管密度會隨著眼軸的增加而減少，但與視網膜厚度的變化并無相關性。臨床上在應用血管成像技術時應考慮近視眼本身對黃斑區微血管的影響。

光學相干斷層掃描血管成像技術；近視；黃斑；微血管密度；視網膜

近視是一種常見的眼病，亞洲人群近視比例為40%～70%[1-6]。一項全球性流行病學調查的meta分析預測，到2050年近視人數將達到47.58億[7]。已有研究[8-10]表明近視眼度數的增加、眼軸的擴張會導致未發生眼底病變的近視眼視網膜發生相應的變化。近視的很多并發癥都與血管相關，因此近視眼的眼底研究不僅只集中在視網膜脈絡膜的厚度，還包括了其血管分布和血流灌注。LI等[10]基于眼底照相和碎片分析的研究發現近視眼視網膜血管密度降低。SHIMADA等[11]應用多普勒技術發現近視眼視網膜血管的灌注與管徑均降低。限于過去的圖像采集技術，這些研究都是針對視網膜或球后的大血管。目前基于分頻幅去相關原理（split-spectrum amplitude-decorrelation angiography，SSADA）的光學相干斷層掃描血管成像技術（optical coherence tomography angiography，OCTA）已經開始在臨床應用，由于其無創安全、可重復性好且可以量化分析，在眼底病的研究中有很大的應用價值。

在以往研究中，ZHAO等[12]發現視網膜內五層厚度與屈光度數呈負相關。NAKANISHI等[13]研究發現在視網膜中下方神經節細胞復合體會隨著眼軸的增加而變薄。神經纖維層及其復合體內含有大量的毛細血管，但以往研究并未對此進行深入探討。了解這些毛細血管分布是否也存在相應的變化，將有助于理解近視眼的發展進程及相關并發癥的發生機制。因此，本研究應用OCTA分析近視眼黃斑區視網膜毛細血管密度的分布特征及其與視網膜厚度的相關性。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2015年6月至2016年5月在我院就診的患者45例（90眼）納入研究，其中對照組為低度近視及正視眼（+1.5～-2.0 D）15例（30眼）、中度近視（-3.0～-6.0 D）組15例（30眼）、高度近視（＞-6.0 D）組15例（30眼）。本研究通過本院倫理委員會批準，并遵守赫爾辛基宣言中的倫理學標準，所有受檢者均簽署知情同意書。

入選標準：年齡18～40歲，最佳矯正視力（best corrected visual acuity，BCVA）20/20以上，雙眼固視良好，雙眼屈光度相差不超過2 D，眼壓為11～21 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），眼底檢查和光學相干斷層掃描（optical coherence tomography，OCT）檢查眼底情況正常。排除標準：①眼部手術、外傷史；②患有可能會對眼部循環造成影響的眼部或者其他系統性疾病，如青光眼、糖尿病等；③近2周內使用藥物治療；④眼底檢查表現出病理性的黃斑區改變（包括黃斑裂孔、黃斑區新生血管、黃斑萎縮等）。如果被檢者雙眼均符合納入標準，則取雙眼參與研究，如被檢者只有一只眼符合納入標準，則予以剔除。

1.2 方法

1.2.1 一般檢查：所有受檢者依次進行各項常規檢查，包括主覺驗光得到BCVA，IOL Master（德國卡爾蔡司公司）測量眼軸，非接觸式眼壓計測量眼內壓（intraocular pressure，IOP），裂隙燈顯微鏡檢查，眼底檢查，眼部OCT檢查。

1.2.2 OCTA檢查：本研究采用頻域系統RTVue-XR Avanti（美國Optovue公司）采集黃斑區微血管密度及視網膜厚度等，該系統的A型掃描頻率為70 kHz，光源840 nm，帶寬45 nm。所有被檢者雙眼的檢查掃描在同一次檢查中完成。視網膜厚度選擇retina map模式，掃描范圍為5 mm×5 mm。通過自動分層計算視網膜內五層、外五層及全層厚度。視網膜微血管選擇黃斑血管成像程序，以黃斑中心凹（fovea）為中心進行柵欄狀掃描，掃描范圍為3 mm× 3 mm，水平相和垂直相分別掃描1次，然后通過運動矯正原理（motion correction technology，MCT）對眼動進行校正后獲得黃斑區微血管圖，圖像分辨率為304像素×304像素，各相掃描時間為2.9 s。微血管圖通過自動分層可獲得視網膜表層（superficial）和深層（deep）微血管圖，視網膜表層血流層界限為視網膜內界膜下3 μm至內叢狀層下15 μm，視網膜深層血流層界限為內叢狀層下15～70 μm。使用機器自帶軟件進行密度計算，選取以fovea為中心直徑1 mm圓和3 mm黃斑旁中心凹（parafovea）圓環內微血管密度進行分析（見圖1），以百分比（%）表示。

1.3 統計學處理方法 采用SPSS19.0統計軟件進行分析。計量資料以±s表示，計量資料比較采用單因素方差分析，計數資料比較采用χ2檢驗，黃斑區微血管密度與眼軸及視網膜內五層厚度的相關性采用pearson相關性分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料比較 3組間性別、年齡、IOP差異

無統計學意義（P＞0.05），3組等效球鏡度、眼軸比較差異均有統計學意義（P＜0.05），見表1。

2.2 黃斑區視網膜表層及深層微血管密度 高度近視組fovea表層微血管密度較中度近視組和對照組高，中度近視組fovea表層微血管密度較對照組高，差異均有統計學意義（P＜0.05）。高度近視組fovea深層微血管密度較中度近視組和對照組高，差異均有統計學意義（P＜0.05），而中度近視組fovea深層微血管密度與對照組之間差異無統計學意義（P＞0.05）。見圖2。

A：視網膜表層血流層（視網膜內界膜下3 μm至內叢狀層下15 μm）；B：視網膜深層血流層（內叢狀層下15 μm至70 μm）；C：血流密度計算選取以fovea為中心，直徑1 mm圓及3 mm圓環

表1 3組基本信息及眼球參數（n=15）

圖2 3組黃斑區視網膜表層及深層微血管密度

高度近視組parafovea表層微血管密度較中度近視組和對照組低，中度近視組parafovea表層微血管密度較對照組低，差異均有統計學意義（P＜0.05）。3組間parafovea深層微血管密度差異均無統計學意義（P＞0.05）。見圖2。

2.3 黃斑區微血管密度與眼軸的相關性 Fovea處表層微血管密度與深層微血管密度均與眼軸呈正相關性（r=0.51、0.52，P＜0.05），見圖3A-B。Parafovea處表層微血管密度與眼軸呈顯著負相關（r= -0.34，P=0.01），見圖3C，該處深層微血管密度與眼軸無相關性（r=-0.03，P=0.79），見圖3D。

2.4 黃斑區微血管密度與視網膜內五層厚度的相關性 Fovea處表層微血管密度與深層微血管密度均與fovea處視網膜內五層厚度呈正相關（r=0.85、0.82，P＜0.05），見圖4A-B。Parafovea處表層微血管密度與深層微血管密度均與parafovea內五層視網膜厚度無明顯相關性（r=0.16、0.07，P＞0.05），見圖4C-D。

3 討論

OCTA是一種全新的、非侵入性的視網膜、脈絡膜微血管檢查方法。相較于傳統的熒光素眼底血管造影，OCTA具有快速、無創成像、三維可視化等優勢。由于OCTA技術無需造影劑，也避免了由造影劑帶來的一系列不良反應。

以往的研究表明，隨著近視眼度數增加，眼軸擴張，在未發生眼底病變的近視眼的視網膜亦已經發生相應的變化[8-10]。應用眼底照相、碎片分析及多普勒技術發現近視眼視網膜微血管密度、灌注及管徑均降低[10-11]。本研究結果顯示3組fovea表層微血管密度組間兩兩比較差異均有統計學意義；高度近視組fovea深層與中度近視組、對照組比差異有統計學意義，而中度近視組與對照組間差異無統計學意義；3組parafovea表層微血管密度組間兩兩比較差異均有統計學意義，3組parafovea深層微血管密度組間差異均無統計學意義，該結果與之前研究結果基本一致。而視網膜微血管密度的改變與眼軸及視網膜厚度改變息息相關[8-9，14]，因此，具體探究微血管密度改變的成因，還需將眼軸及視網膜厚度因素考慮進去。

圖3 微血管密度與眼軸的相關性

LIM等[15]和LI等[10]應用眼底照相和碎片分析法發現近視眼視網膜微血管密度呈現減少趨勢，KANEKO等[16]基于廣角造影技術對近視眼眼底周邊部的血管灌注研究也發現在高度近視患者的視網膜周邊血管無灌注區增加，這些與本研究中parafovea的表層微血管密度變化一致。OCTA的表層血管密度包括了二級及三級血管分支，即與眼底照相[10-15]中顯示的血管一致，但眼底照相中并無深層信息。相較于之前研究的不足，本研究通過使用OCTA，可以采集深層血管數據，從而進行更加完善的分析，發現深層血管密度幾乎全部為毛細血管網組成，其均勻分布，并不與眼軸有明顯相關性。因此本研究結果提示，近視眼隨著度數和眼軸增加，fovea微血管密度在表層與深層均表現為增加的趨勢，并且與眼軸有明顯的正相關，而parafovea微血管密度在表層與深層均呈現減少的趨勢，但是其中只有表層的微血管與眼軸有明顯的相關性，而深層微血管密度并不隨著眼軸的增加而顯著變化，呈現相對均勻的分布。

人眼視網膜內毛細血管網的分布主要集中在視網膜內五層，其中表層毛細血管網主要分布在神經纖維層和神經節細胞層，而深層毛細血管主要分布在內叢狀層和內核層，視網膜外五層基本為無血管區[17]。因此本研究在采集黃斑區微血管密度的同時，對黃斑區視網膜的厚度亦做了采集區分，并發現在fovea區域內，視網膜內五層的厚度與視網膜表層及深層微血管密度均有明顯相關性，隨著厚度的增加，表層及深層微血管密度也呈現增加的趨勢。而在parafovea區域內，視網膜內五層的厚度與視網膜表層及深層微血管密度均無明顯相關性。這種表現可能由于中心凹處有一部分無血管區（foveal avascular zone，FAZ），對應著視網膜內五層的缺失，而隨著無血管區向parafovea延伸，視網膜內五層的逐漸出現，血管亦隨之產生。由于本研究定義的fovea區域為黃斑中心凹處直徑1 mm的圓形區域，加上FAZ的存在和黃斑區生理結構的特點，使其涵蓋的包含血管的區域相對parafovea較少，從OCTA的視網膜分層切面圖可以觀察到fovea區域視網膜內五層呈陡峭的楔形結構。相較于parafovea處視網膜的分布平坦、血管分布均勻，fovea處的陡峭結構使其對視網膜厚度的改變更加“敏感”，因此造成fovea區域微血管密度的變化與視網膜厚度變化有直接相關性，而parafovea區域微血管密度的變化與視網膜厚度變化無明顯相關性的結果。ZHAO 等[12]研究表明，在視網膜層次結構無明顯病變時，1～3 mm圓環內的視網膜厚度變化與近視相關性并不明顯，而在3～6 mm區域才會呈現隨近視眼眼軸變化的趨勢，與本研究發現的parafovea區域微血管密度與視網膜厚度變化無相關性的結果一致。

圖4 微血管密度與視網膜內五層厚度的相關性

由于眼底毛細血管的直徑為5～10 μm，而目前的OCTA的分辨率為304像素×304像素，所以血管分布圖的范圍只有選擇3 mm×3 mm才能較為敏感地探測到毛細血管的信號。因此受到掃描范圍的限制，實驗中眼底黃斑區較周邊部或黃斑區以外的視網膜毛細血管信息無法取得，今后隨著掃描技術的發展，可以進一步研究周邊視網膜毛細血管的變化，對于近視眼毛細血管變化的認識可能會更加全面。

綜上，本研究基于OCTA技術，在無需造影劑的情況下，方便快捷地探測視網膜黃斑區的微血管密度，研究結果提示隨著眼軸的增加和視網膜厚度的增加，fovea處視網膜微血管密度會隨之增加，而在parafovea區域，表層視網膜微血管密度會隨著眼軸的增加而減少，但是卻與視網膜厚度的變化并無直接關系。由于OCTA相較于傳統檢測方法有更加快速安全便捷等優勢，OCTA正在越來越廣泛地應用于臨床。在應用血管成像技術時，當研究對象合并近視眼，近視眼本身在OCTA上的表現可能會干擾其他眼病的微血管變化的表現，因此在分析微血管密度變化時必須要考慮近視眼的影響。

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（本文編輯：賈建敏）

The analysis of macular microvasculature alteration of myopic eyes with optical coherence tomography angiography

FENG Limiao, YANG Ye, HU Liang, FANG Haizhen, YANG Xiaoling, CHEN Hao. Eye Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325027

Objective:To explore the alterations of myopic macular retinal capillaries and its correlation with retinal thickness using optical coherence tomography angiography (OCTA).Methods:Ninety eyes of 45 people were included in this study, divided into low myopia and emmetropia group 30 eyes of 15 people (control group), moderate myopia group 30 eyes of 15 people, high myopia group 30 eyes of 15 people. Acquisition of macular micro-vascular density and retinal thickness, then obtained the superfi cial and deep vascular graph by automatic stratifi cation. The densities of 1 mm circle (fovea) and 3 mm circle ring (parafovea) in the center of macular fovea were analyzed using the built-in software.Results:There was a signifi cant positive correlation between foveal superfi cial/deep density and the axial length (r=0.51, 0.52, P＜0.05). There was a signifi cant negative correlation between parafoveal superficial density and axial length (r=-0.34, P=0.01), but no significant correlation between parafoveal deep density and axial length (r=-0.03, P=0.79). There was a signifi cant positive correlation between foveal superfi cial/deep density and the inner fi ve-layer thickness of fovea (r=0.85, 0.82, P＜0.05). There was no signifi cant correlation between parafoveal superfi cial/deep density and the inner fi ve-layer thickness of parafovea (r=0.16, 0.07, P＞0.05).Conclusion:The density of retinal blood vessels in macular fovea will increase with increasing axial length and retinal thickness, while the density of retinal blood vessels will decrease with increasing of axial length but not directly related with the change of retina thickness in retinal parafovea. Clinical application of blood fl ow imaging technology should be taken account into myopia on the macular micro vascular impact.

optical coherence tomography angiography; myopia; macula; microvasculature density; retina

R735.9

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2017.06.001

2016-11-28

浙江省自然科學基金資助項目（LY17H120005）；溫州市公益性科技計劃項目（Y20160442）。

馮立淼（1989-），男，安徽滁州人，碩士生。

陳浩，教授，博士生導師，Email：chenhao@mail.eye.ac.cn。