視網膜微循環檢測技術及其臨床應用

張厚檢，葛倩敏，邵 毅

0 引言

視網膜微循環由于其可視性，能非侵入性地檢查和監視體內的循環系統狀況，反映局部及全身血管系統疾病，近年來備受關注。研究表明，糖尿病性視網膜病變、青光眼和年齡相關黃斑變性等眼科疾病均可引起視網膜微循環改變，此外，視網膜微循環與系統性疾病如心血管疾病也有密切關系，視網膜微循環評估可能有助于預測心血管疾病的發生[1]。隨著研究進一步深入，視網膜微循環改變有望成為診斷和評估視網膜乃至全身疾病的重要指標。因此，了解視網膜微循環的檢測和評價有重要臨床意義。目前視網膜微循環的成像方法包括熒光素眼底血管造影(fluorescein fundus angiography，FFA)以及光學相干斷層掃描血管成像(optical coherence tomography angiography，OCTA)、多普勒血流測量和視網膜功能影像和視網膜血氧測定等無創檢測方法。普及與發展視網膜微循環檢測手段方法對視網膜疾病診斷與全身性疾病評估有重要價值。

1 視網膜微循環的影響因素

視網膜微循環系統是維持視網膜微環境穩態的重要系統，如上所述，多種眼科疾病均可引起明顯的視網膜微循環改變。此外，許多眼外的因素也可輕微影響視網膜微循環。例如，研究表明生活習慣與視網膜微循環狀態相關。美國的社區動脈粥樣硬化風險(the Atherosclerosis Risk in Communities,ARIC)研究的數據顯示，膳食纖維攝入量的增加可導致視網膜動脈口徑增寬和靜脈口徑狹窄[2]。另外，缺乏體育鍛煉和長時間注視電子屏幕等不良生活習慣也會導致微血管結構的變化，主要表現為小靜脈直徑增寬[3-4]，研究發現此過程與一氧化氮合成酶抑制劑(ADMA)的作用有關[5]。還有研究發現炎癥因子水平與視網膜小靜脈直徑呈正相關關系，表明視網膜小靜脈直徑擴大可提示系統性炎癥反應[6]。某些物質攝入如長期吸煙也可引起視網膜小靜脈口徑增大[7]，而有研究發現女性視網膜小動脈直徑大于男性，可能與雌激素的影響有關[8]。有環境流行病學的研究提出，暴露于空氣污染可引起微血管功能受損并導致心血管疾病的發病率和死亡率顯著增加[9]。上述研究表明，影響視網膜微循環的因素眾多，視網膜微循環改變不僅反映典型的視網膜病變，也提示身體處于特殊狀態，利于臨床綜合評估。

2 視網膜微循環檢查技術及臨床應用現狀

2.1 FFA檢測視網膜微血管改變FFA是臨床常用的眼底血管造影技術，可較清晰顯示視網膜血管。FFA檢查前需靜脈注射造影劑，約10～30s后出現眼底血管圖像，之后每隔一段時間拍攝一次照片，若出現熒光素滲漏和著染提示視網膜血管異常[10]。

FFA是目前臨床上所有涉及視網膜血管病變的疾病包括糖尿病性視網膜病變、視網膜血管阻塞、青光眼和年齡相關黃斑變性等診斷的金標準。FFA因為可以觀察到熒光素染料滲漏、池化、染色等動態現象，因此不僅可以提示視網膜微循環改變，還有助于評估疾病動態變化[11]。FFA雖然是評價視網膜微循環改變的金標準，但是仍有一些局限，例如FFA的結果是2D圖像，無法區分視網膜血管結構層次，故不能分辨病變深度[11]。此外，盡管FFA屬于相對安全的檢查技術，但是由于其有創且耗時長，故無法作為常規檢查和隨訪手段，且注射造影劑后患者可能發生皮膚瘙癢、惡心、嘔吐等不良反應[11]。

2.2 OCTA檢測視網膜微血管改變OCTA是近年來新興的一種非侵入性血管成像技術，可清晰顯示血管的灌注細節，目前臨床主要用于視網膜微血管成像。與標準的結構光學相干層析成像(optical coherence tomography,OCT)相比，OCTA不僅分析反射光的強度，還分析OCT信號的時間變化，這也是OCTA成像原理，即對視網膜同一位置重復的OCT成像，將由運動粒子(如流經血管的紅細胞)引起的時間信號變化與其他相對靜止的信號變化來源區分開來。因此，灌注血管與周圍靜態組織的圖像對比可清晰呈現。在高頻率的掃描下，即獲得類似于熒光血管造影圖像的OCTA圖像。與傳統的血管染色成像，如FFA相比，OCTA是一種無創的、高效的成像技術，不需要注射任何染料，且可以對視網膜血管系統進行三維成像[12-13]，可以分別清晰顯示玻璃體、視網膜和脈絡膜內的微血管結構和血流，OCTA尤其對黃斑部有清晰成像，且將OCTA圖像進行數字化整合還可進行定量分析[14]。

臨床上，OCTA可用于輔助診斷各種涉及視網膜微循環改變的疾病，主要有：(1)糖尿病性視網膜病變(diabetic retinopathy，DR)：根據眼底立體彩色照片將糖尿病性視網膜病變分為不同階段。其典型特征為小動脈瘤、視網膜出血、視網膜微血管異常、靜脈串珠、棉絨斑、硬性滲出和新生血管。過去確診DR的金標準是通過FFA顯示血管泄漏和灌注情況確診[15]。但FFA只提供二維圖像，淺層和深層毛細血管網絡的熒光信號重疊，難以分辨。OCTA可以對視網膜血管網絡進行三維成像，很好地彌補了FFA的不足，但因為OCTA視野的局限性，因此還未能完全替代FFA檢查，有待OCTA技術的進一步發展[16]。(2)視網膜血管阻塞：視網膜血管阻塞仍以FFA為診斷和確定治療方案的金標準，但視網膜阻塞最急迫的并發癥是黃斑部水腫，而OCTA尤其可對黃斑部有清晰的三維成像，因此可以協助評估。(3)年齡相關性黃斑變性(age-related macular degeneration，ARMD)：臨床上，OCTA尤其對新生血管性ARMD有很好的輔助診斷作用。OCTA可清晰呈現黃斑部及周邊三維新生血管網絡，對新生血管性ARMD的診斷和治療都有重要指導作用[17]。此外，由于OCTA成像分辨率或可成為評估全身狀態改變引起的視網膜微循環細微變化的工具，因此OCTA可能還有更多臨床應用價值有待挖掘。

自從OCTA引入臨床實踐以來，技術本身不斷發展，應用范圍不斷擴大，但是也存在很多局限，例如因為OCTA檢查過程不涉及血細胞的運動，因此相比于FFA，OCTA無法觀察到染料滲漏、池化、染色等動態現象[18]，提示OCTA在臨床應用中可與其他檢測技術如FFA聯合應用，優勢互補。

2.3 彩色多普勒血流成像彩色多普勒成像是一種基于血流的多普勒頻移的超聲成像技術，不同顏色提示不同的血流狀態。許多眼部疾病以視網膜血流動力學改變為初期病理改變，彩色多普勒超聲通過監測眼底血管血流動力學的變化，能早期和準確地發現視網膜及脈絡膜的改變。

研究表明，糖尿病性視網膜病變患者視網膜中央動脈、眼動脈的搏動指數和阻力指數升高，收縮期峰值血流速度、舒張末期血流速度降低[19]。且研究發現進展期糖尿病性視網膜病變患者視網膜中央靜脈的Vmax和Vmin顯著升高[20]。此外，Fatima等用彩色多普勒血流成像技術評估了71例來自高加索地區的患有進展型或非進展型青光眼患者，發現進展組和非進展組青光眼患者在眼底微血管血流動力學上有顯著差異[21]。

彩色多普勒超聲主要用于測量血流速度，故主要用于研究青光眼、糖尿病性視網膜病變和年齡相關性黃斑變性等與血流灌注改變相關的眼部疾病，因此有一定的局限性[21-22]。但彩色多普勒成像因為無創、重復性強和操作簡單等特點而在臨床廣泛應用。

2.4 視網膜功能影像檢查技術視網膜功能影像(RFI)檢查技術是非損傷性功能性影像檢查技術，可清晰顯示人眼底血管中的紅細胞動態變化情況，利于監測視網膜血液流速的動態變化。近年來，RFI在各種眼科疾病診斷中占據越來越重要的地位，尤其是眼底疾病的診斷。Stuebiger等[23]用RFI檢察了1例尚未出現糖尿病性視網膜病變的2型糖尿病中年女性患者，發現其視網膜微血管走形異常、血管迂曲擴張、微血管瘤、血管數量和血管分支復雜程度減少等。有研究用RFI檢查12例中心性漿液性脈絡膜視網膜病變急性發作患者，通過與12名正常人對照研究發現中心性漿液性脈絡膜視網膜病變患者的視網膜靜脈血液流速明顯減慢[24]。

上述研究表明，RFI檢查技術可精確觀測微血管結構、視網膜血液流速和灌注情況，故RFI檢查技術對監測血液循環結構的細微改變有良好應用前景。但RFI檢查技術也有它的局限性：(1)RFI圖像的生成較慢，至少需要0.8s，此過程中被檢查者眼部不能運動，因為多余眼部運動會影響所得圖像質量；(2)首先RFI檢查時需要規律的心跳節律，心律失常患者很難檢查；(3)RFI檢查技術只能檢查中央視網膜50°內的范圍，周圍視網膜病變無法檢查[25]。故RFI檢查技術仍待改進，未來可在眼部疾病的早期診斷發揮重要作用。

2.5 視網膜血氧測定技術視網膜組織需高水平氧供維持正常的新陳代謝和功能，因此視網膜對血氧變化十分敏感，采用非侵入性方式獲取血氧飽和度值有助于視網膜疾病狀態的判斷。

非侵入性視網膜血氧測定技術建立在計量氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白對于不同波長光照射的吸收率不同的基礎之上，在傳統眼底成像基礎上結合了特殊的血氧模塊，由于組織有吸收光譜特性，因此可得到不同波長光束下視網膜圖像，在光譜光度測量技術與計算機軟件分析技術的結合下可測量視網膜血氧飽和度[26]。

目前已有很多關于人類視網膜血氧測定探索，主要包括制定健康眼和患眼的測量標準，同時包括疾病預測預警方面的前瞻性研究。Hardarson等檢測視網膜分支靜脈阻塞患者的靜脈血氧飽和度，發現不同患者的血氧飽和度變化較大，有些患者眼底缺氧，而另一些患者并未發現缺氧，這可能因為疾病處于不同階段[27]。此外，Vandewalle等通過測量視網膜血氧飽和度、視網膜神經纖維層視野等，結合形態與功能，證實嚴重青光眼中靜脈血氧飽和度降低和動靜脈差異的減少相關[28]。Hammer等測定了糖尿病患者和健康人群視網膜顳側動靜脈血氧飽和度，發現糖尿病患者血氧飽和度更高，同時推測其原因是血流在直捷通路分流，在毛細血管網中繞過無灌注區的毛細血管[29]。Boeckaert等[30]證明視網膜血氧測定在中央動靜脈阻塞、糖尿病性視網膜病變、前節缺血性視神經病變和早產兒視網膜病變中具有一定的診斷和治療意義。此外，對于視網膜血氧的測定也有助于評估全身氧代謝狀態。

3 總結與展望

綜上所述，因為視網膜比較容易觀測微循環結構，因此現在的影像學檢查可直接以肉眼看到血液的流動且能動態記錄視網膜灌注情況、血液流速且能清晰觀察微血管結構，視網膜影像技術在有效檢測血液循環結構的細微改變方面有良好應用前景，許多涉及視網膜血管改變的疾病有望得到更系統的評估。近年來，眼科檢查設備逐漸變得先進，如計算機輔助功能的開發、相機像素的提高和錄像功能的使用，視網膜微循環研究前景越來越廣闊。未來對于視網膜微循環的研究應不斷改進提升，能更深入觀察眼底微血管從健康到疾病的變化過程，有望取代傳統的有創性檢查技術，在臨床疾病早期診斷和治療中發揮重要作用。