超聲造影在評價青光眼視神經血液供應中的臨床應用

韓麗楠，宋武蓮，孫靜波，原慧萍

(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院眼科，哈爾濱 150086)

青光眼是全球第二大致盲性眼病，也是不可逆性盲的最主要病因。截至2010年全球約有6 050萬人患病，并有約840萬人因此而雙眼失明，據估算2020年患病人數約7 960萬人，而雙眼失明的人數約1 120萬人[1]。據報道[2]，我國的原發性青光眼患病率為2.1%。近年來，隨著人們對青光眼發病機制的研究日益增多，血管學說得到了大部分專家的認可與關注。臨床上應用彩色多普勒技術探究青光眼患者血流情況的研究層出不窮，證實了青光眼患者的眼部血供異常[3-5]，但是由于視神經血供，尤其是睫后短動脈變異較大，臨床影像醫生操作的主觀性強等特點，各個研究中應用彩色多普勒技術對于青光眼患者的客觀血流情況的描述差異較大，目前尚無確切標準。近年來興起的超聲造影技術是利用超聲造影劑來使被檢查器官的后散射回聲增強，能夠明顯提高超聲的分辨力、敏感性和特異性的一種技術。雖然，超聲造影目前在眼科臨床的應用尚未得到廣泛的開展，但已有研究表明，超聲造影技術能夠明顯提高微小血管和低流速、低流量血流信號的檢出率，并且可以顯示器官血流的灌注特點，可用來觀察眼部的微循環狀態[6]。本研究旨在通過針對青光眼患者眼部血供的超聲造影情況的研究，探討不同類型原發性青光眼患者是否存在血流狀態的異常，從而為原發性青光眼發病機制的研究及臨床診療過程提供更多的思路及方法。

1 對象與方法

1.1 對象

依照赫爾辛基宣言，連續收集2012年12月至2014年3月于哈爾濱醫科大學附屬第二醫院眼科因青光眼確診入院的患者24例30眼(男7例，女17例，平均年齡46.3歲)，以及正常眼10例10眼(男3例，女7例，平均年齡42.7歲)的臨床資料。病例組與對照組性別、年齡差異無統計學意義(P＞0.05)。研究方案已獲得哈爾濱醫科大學附屬第二醫院醫學倫理委員會的批準。所有患者簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 青光眼納入標準

原發性閉角型青光眼(primary angle closure glaucoma，PACG)組：病理性高眼壓[眼壓＞21 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，Goldmann壓平眼壓計]，眼底有青光眼的特征性損害[視網膜神經纖維層缺損或視盤改變(眼底視乳頭 C/D≥0.5)]和/或視野出現青光眼性損害，房角鏡檢查證實房角不同程度狹窄或關閉；藥物控制后Goldmann壓平眼壓計眼壓值≤21 mmHg。原發性開角型青光眼(primary open angle glaucoma，POAG)組：病理性高眼壓[眼壓＞21 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa)，Goldmann壓平眼壓計]，眼底有青光眼的特征性損害(視網膜神經纖維層缺損或視盤改變)和(或)視野出現青光眼性損害，房角開放，并排除其他導致眼壓升高的因素；經藥物控制后Goldmann壓平眼壓計眼壓值≤21 mmHg。

1.2.2 對照組納入標準

眼部檢查正常，特別是眼底視乳頭C/D≤0.5，無視網膜神經纖維層缺損；經過3次隨機非接觸眼壓計測得眼壓值≤21 mmHg；Humphrey視野計(Carl Zeiss公司)檢查無青光眼性視野缺損；房角鏡檢查證實各個方位房角開放；無青光眼家族史以及其他內眼及視神經疾病。

1.2.3 排除標準

排除能引起視神經損害的顱內及眼部其它部位的疾患，所有被檢眼排除眼球內及球后其他疾病，排除眼部手術或激光病史，且無明顯屈光介質混濁。排除已知既往對六氟化硫或造影劑藥物中其他組分有過敏史的患者；近期出現過急性冠脈綜合征或臨床不穩定性缺血性心臟病；既往接受過冠脈介入手術；患有急性心力衰竭，心功能衰竭III/IV級以及嚴重心律紊亂的患者；重度肺高壓患者(肺動脈壓＜90 mmHg)，未控制的系統高血壓患者，血壓需控制在140/90 mmHg以下。

1.3 檢查儀器

采用標準對數視力表檢查患者的裸眼視力和最佳矯正視力，采用Goldmann壓平眼壓計測量眼壓。采用裂隙燈顯微鏡(由日本Topcon株式會社生產) 檢查眼前節。采用直接檢眼鏡(由蘇州醫藥儀表總廠生產)檢查眼底。采用Humphrey視野計(由Carl Zeiss公司生產)檢查視野。采用Philips CX50超聲診斷儀檢查眼球血流動力學指標。采用造影劑SonoVue (由意大利博萊科公司生產)聯合儀器自帶分析軟件獲取造影劑的到達時間(arrival time，AT)及消退時間(departure time，DT)等指標。

1.4 檢查方法

檢查過程中囑患者及對照組盡量放松配合，彩超及超聲造影過程中眼球不轉動。彩色多普勒檢查及超聲造影檢查均在患者簽署知情同意書后進行。采用Philips公司生產的CX50彩色多普勒超聲診斷儀，線陣探頭頻率3～12 MHz，θ角＜15°，取樣容積0.8 mm。患者仰臥位，輕閉雙眼，探頭置于上、下眼瞼表面測量，常規超聲觀察眼球及球后結構二維形態，彩色多普勒血流充盈情況，每例均清晰顯示眼動脈(ophthalmic artery，OA)、視網膜中央動脈(central retinal artery，CRA)、睫后短動脈(short posterior ciliary arteries，SPCA)，使用脈沖波多普勒獲取3～5個搏動周期以上血流頻譜，測量收縮期最大血流速度(peak systolic velocity，PSV，在頻譜上代表收縮期峰值血流的時間點記錄的最大流速)、舒張末期血流峰值速度(end diastolic velocity，EDV，在頻譜上代表舒張末期測量的其最大流速)、阻力指數[resistive index，RI，(S-E)/S，反映遠端小動脈和血管床的阻力]。血管取樣部位：OA取樣在眼球后視神經鼻側15～25 mm處尋找眼動脈(第3段)，緊靠視神經低回聲帶內側；CRA取樣在視神經的低回聲區內(一般在眼球壁后2～5 mm處)；SPCA取樣部位在視神經的兩側，選擇在眼球壁后5～8 mm處與取樣線平行的點進行取樣即可。所有測量范圍，測量條件相同，均由同一名熟練醫師操作。選擇SonoVue作為超聲造影劑，使用時將59 mg劑量干粉劑溶5 mL注射用生理鹽水溶液中，其濃度為每毫升微泡懸液含SF6 8 μL(相當于45 μg)，用力振搖并配制成均勻的混懸液待用。每次注射前，還需快速振蕩10～20次，使得微泡混勻分散，將微泡懸液抽吸至注射器后經肘部淺靜脈快速團注，隨之應用注射用生理鹽水5 mL沖洗。本研究造影劑的注射劑量為1 mL，于注射造影劑開始超聲造影檢查前，將超聲診斷儀切換至諧波超聲造影模式，調整恰當的增益，在注射造影劑的同時啟動超聲儀器上的計時器，實時觀察眼球后血供的造影劑增強狀態，造影檢查的全過程均存儲于超聲儀器內備后分析。應用儀器自帶分析軟件獲取造影劑的AT(注入造影劑至眼動脈顯影強度大于基線強度10%的時間)及DT(從造影劑開始灌注進入眼動脈，到造影劑完全廓清的時間)等指標。

1.5 統計學處理

所有數據均采用SPSS 18.0統計軟件包進行整理分析。計量資料以均數±標準差()表示，三組間比較采用單因素方差分析，后續組間兩兩比較采用SNK-q檢驗，檢驗水準α=0.05。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 眼動脈造影劑AT、DT 分析結果

PACG組眼動脈造影劑AT為(24.40±10.6) s，長于對照組[(19.00±6.25) s]，差異無統計學意義(P＞0.05)；POAG組眼動脈造影劑AT為(30.60±9.95) s，較對照組AT延長，差異有統計學意義(P＜0.05)。PACG組眼動脈造影劑DT為(3.60±0.48) min、POAG組眼動脈造影劑DT為(3.45±0.37) min，均長于對照組[(3.10±0.21) min]，差異有統計學意義(P＜0.05，表1)。

表1 3組間眼動脈造影劑到達時間、消退時間()Table 1 AT and DT of SonoVue in ophthalmic artery profiles in 3 groups ()

表1 3組間眼動脈造影劑到達時間、消退時間()Table 1 AT and DT of SonoVue in ophthalmic artery profiles in 3 groups ()

與對照組比較，*P＜0.05。Compared with the control group,*P＜0.05.

2.2 眼動脈的血流速度、阻力指數分析結果

PACG組眼動脈PSV為(27.78±6.33) cm/s，POAG組眼動脈的PSV為(25.63±6.15) cm/s，均低于對照組[(34.77±4.33) cm/s]，差異有統計學意義(P＜0.05)。PACG組眼動脈EDV為(8.31±2.74) cm/s，POAG組眼動脈的EDV為(8.05±2.51) cm/s，均低于對照組[(11.45±1.12) cm/s]，差異有統計學意義(P＜0.05)。PACG組眼動脈RI為0.72±0.06，POAG組眼動脈的RI為0.75±0.06，均高于對照組(0.60±0.03)，差異有統計學意義(P＜0.05，表2)。

表2 3組間眼動脈的血流速度、阻力指數分析結果()Table 2 Flow velocity and RI of ophthalmic artery profiles of 3 groups ()

表2 3組間眼動脈的血流速度、阻力指數分析結果()Table 2 Flow velocity and RI of ophthalmic artery profiles of 3 groups ()

與對照組比較，*P＜0.05。Compared with the control group,*P＜0.05.

2.3 視網膜中央動脈的血流速度、阻力指數分析結果

PACG組PSV為(9.52±3.62) cm/s，低于對照組[(10.52±0.56) cm/s]，但差異無統計學意義(P＞0.05)；POAG組PSV為(7.41±1.36) cm/s，低于對照組，差異有統計學意義(P ＜0.0 5)。PACG組EDV為(3.81±1.51) cm/s，低于對照組[(4.71±0.52) cm/s]，差異無統計學意義(P＞0.05)；POAG組EDV為(2.93±1.05) cm/s，低于對照組，差異有統計學意義(P＜0.05)。PACG組RI為(0.62±0.07)，高于對照組(0.58±0.04)，但差異無統計學意義(P＞0.05)；POAG組RI為(0.66±0.07)，高于對照組且差異有統計學意義(P＜0.05，表3)。

表3 3組間視網膜中央動脈的血流速度、阻力指數分析結果()Table 3 Flow velocity and RI of central retinal artery profiles of 3 groups ()

表3 3組間視網膜中央動脈的血流速度、阻力指數分析結果()Table 3 Flow velocity and RI of central retinal artery profiles of 3 groups ()

*與對照組比較，P＜0.05。*Compared with the control group,P＜0.05.

2.4 睫后短動脈的血流速度、阻力指數分析結果

PACG組睫后短動脈PSV為(10.97±2.63) cm/s、POAG組睫后短動脈PSV為(9.21±1.50) cm/s，均低于對照組[(15.85±1.24) cm/s]，差異有統計學意義(P＜0.05)。PACG組睫后短動脈EDV為(4.86±1.52) cm/s、POAG組睫后短動脈EDV為(4.26±0.97) cm/s，均低于對照組[(6.86±0.56) cm/s]，且差異有統計學意義(P＜0.05)。PACG組睫后短動脈RI為0.61±0.09、POAG組睫后短動脈RI為0.65±0.06，均高于對照組(0.59±0.08)，但差異均無統計學意義(P＞0.05，表4)。

表4 3組間睫后短動脈的血流速度、阻力指數分析結果()Table 4 Flow velocity and RI of short posterior ciliary artery profiles of 3 groups ()

表4 3組間睫后短動脈的血流速度、阻力指數分析結果()Table 4 Flow velocity and RI of short posterior ciliary artery profiles of 3 groups ()

與對照組比較，*P＜0.05；與 POAG 組比較，#P＜0.05。Compared with the control group,*P＜0.05;Compared with the POAG group,#P＜0.05.

3 討論

近年來研究[7-8]發現：青光眼患者不僅存在原發的視神經供血不足，同時還有眼壓升高引起的血管自我調節機制的障礙，二者共同作用，促成了青光眼患者的視神經損害。彩色多普勒超聲檢查是一種利用多普勒效應的原理進行血流方向及速度測量的一種新興的檢查方法。由于多普勒技術在操作時的非侵入性、多變靈活性和可靠性[9]。國內外的研究[10-11]表明：彩色多普勒成像技術在評估因血流動力學改變導致的眼內和眼眶疾病中效果良好，尤其是視神經血流灌注缺乏、以及特定范圍的眶上部血管性腫瘤和畸型等疾病檢測中效果顯著。早在1989年，Erick就提出應用超聲技術檢測眼眶內動靜脈的血流。隨后在1991年，Lieb初步應用超聲技術測量得出正常人眼球后眼動脈、視網膜中央動脈和睫狀后動脈的血流速度的參考值[12]。自此以后，多篇關于應用超聲技術測量正常眼及青光眼眼部血流的文章相繼發表，內容涉及青光眼的發病機制、血流動力學、病程觀察以及手術治療等多個方面[13-15]。國外的文獻大部分探討應用超聲觀察青光眼患者的眼部異常血供，如：應用彩色多普勒測量POAG患者的球后血管后發現，POAG患者的CRA的PSV及EDV均較對照組低[16]，并且與青光眼患者的視野缺損進展具有較好的相關性[17]。與其類似，Gherghel等[18]提出，青光眼患者的眼部灌注壓較正常組低，CRA的EDV較低，RI較高，故而研究者認為，青光眼患者的血管調節功能異常與青光眼病程進展具有密切的關系。隨后，Zink等[19]應用激光多普勒血流儀檢測技術，對23名POAG患者的29只患眼進行視神經血流容積測量后發現，與高血流容積組(n=14)相比，低血流容積組(n=15)的青光眼性視野缺損程度進展更快，同時，在我國也有類似文章相繼發表[20]。本研究也證實原發性青光眼患者的眼動脈、視網膜中央動脈、睫后短動脈的血流速度有不同程度減低，血流阻力指數增高。

以上研究均提示，青光眼患者的血流動力學異常，應用彩色多普勒可以實時觀測青光眼患者的球后血供情況。但是，近年來隨著研究的深入，人們也發現了彩色多普勒存在的一些弊端，例如其對血管的顯示具有高度的角度依賴性以及彩色溢出偽像等問題，使得血流檢查結果的可靠性下降[21-22]。

本研究針對以上彩色多普勒的問題，創新采用了近年來興起的超聲造影技術檢測兩種主要類型的青光眼患者的球后血流情況。超聲造影成像技術首次出現是在上世紀90年代，它借助于超聲造影諧波成像技術和靜脈注射造影劑，能夠明顯增強圖像分辨率，尤其是能夠提高微小血管和低流速、低流量血流信號的檢出率，清晰地顯示組織血流灌注，是醫學影像史發展的里程碑[23]。目前廣泛認為超聲微泡造影劑是最好的人體微血管內的造影材料，其微泡直徑約2～4 μm，穩定性高，可以作為一種血球示蹤劑，隨血液循環系統到達全身各部位，不僅能夠真實客觀地反映全身各器官的血流灌注情況，而且同時不干擾被測部位的血流動力學。本實驗首次應用超聲微泡造影技術觀察造影劑在原發性青光眼患者的球后血供的灌注過程，實現了實時、連續、動態地監測，從微循環水平上反應了原發性青光眼患者的球后血流動力學情況，彌補了常規彩色多普勒超聲的種種不足，為超聲診斷青光眼提供了更多的診斷信息與途徑。超聲造影目前已廣泛應用于肝、心臟等器官領域[24-25]，但在眼部疾病檢查中應用甚少。而超聲造影針對眼部血管微小、流速低等特點，不僅能增強被檢器官的后散射回聲，明顯提高球后血管的檢出率、敏感性和特異性，還能夠定量測量原發性青光眼患者及對照組的眼球后部的眼動脈造影劑AT及DT，避免了彩色多普勒的以上弊端，確保了對青光眼患者的眼部血液循環測量的客觀真實性，為評價青光眼患者球后血供情況，包括眼動脈、視網膜中央動脈、睫狀后動脈等血流狀態提供了一種新的技術手段。因此本研究應用彩色多普勒超聲造影技術檢測了PACG及POAG患者的造影劑到達時間及消退時間，發現兩者均較對照組有不同程度的延長，從而可以推測青光眼患者不僅具有眼部血管灌注低下的特點，而且在眼部毛細血管也可能存在著自身調節異常等問題，導致青光眼患者的眼部血液循環異常，引起視神經及視網膜神經節細胞的凋亡[26]。最近研究表明，青光眼患者的血管自身調節異常可能與血管內皮功能異常[27-28]、血壓行為[29]以及自主神經功能異常有關[30-31]。血管內皮細胞功能障礙被認為是影響青光眼血管調節變化的主要因素。血管有效的自動調節依賴于血管收縮劑如內皮素和血管擴張劑如一氧化氮之間的適當平衡，而這兩種物質都是由內皮細胞合成并釋放的。有學者[32-33]提出，一氧化氮可以調節眼血流量，其生成障礙是青光眼潛在的致病因素，增加一氧化氮的合成和釋放可能消除與青光眼相關的功能和組織學異常的進一步進展。

本研究存在一定的局限性：首先，所有患者均于應用藥物控制眼壓至正常水平后進行的相關檢查，從而排除了眼壓引起的血流受阻及血管自身調節障礙。但是既往有文獻[34]表明：應用地匹福林、左布諾洛爾會增加實驗動物的眼部血供。并且，本研究中患者多數應用了臨床常用的溴莫尼定滴眼劑、鹽酸左布諾洛爾滴眼劑及醋甲唑胺片劑等降眼壓藥物，其中，溴莫尼定可能使患者的血壓降低，鹽酸左布諾洛爾使心率變慢，這些均可能對患者的眼部血供產生一定的影響。其次，由于樣本數量較少，無法對比分析不同青光眼類型以及不同病情程度青光眼的血流動力學的改變，尚需進一步擴大樣本量進行更深入分析。

近年來，超聲造影劑正在向第四代的具備有靶向診斷、靶向載藥的功能性聲學造影劑方面發展，同時部分造影劑還具有分子成像、促進基因轉染及藥物體內運輸定點釋放等作用[35]，可以同時實現診斷及治療等目的，為青光眼視神經保護治療提供了新的思路與方法。雖然超聲造影技術在眼科的基礎研究及臨床應用方面還屬于初級階段，但已顯示出了其巨大的潛力，隨著對超聲造影技術更加深入的探究和認識，超聲造影的臨床應用價值將越來越明顯，該技術所具備的靶向載藥、靶向釋放的特點，也將為青光眼視神經保護的治療提供新的思路與方法。