利用频域光学相干断层扫描仪检测糖尿病患者角膜厚度的改变△

刘小伟 陈迪 徐婧 李莹

糖尿病可使角膜的厚度发生改变［1-2］，并导致角膜病变。既往我们对角膜厚度的测量多数是通过超声和角膜内皮计进行的，其缺点是不能对角膜各层进行分别测厚。频域光学相干断层扫描(optical coherence tomography，OCT)是20世纪90年代初发展起来的应用于眼科的新的影像学检查方法，能显示眼后段和眼前段的显微结构，可起到类似于活体组织病理学观察的作用。高分辨前节OCT的发明，使我们能够精确地测量角膜上皮和基质的厚度［3］。本研究中，我们通过眼前段频域OCT观察糖尿病患者的角膜全层、上皮层和基质层厚度的改变。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2012年4月至6月于中国医学科学院北京协和医院眼科门诊就诊的人群资料。其中非糖尿病对照组40名(80眼)、2型糖尿病不合并糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)组患者55例(110眼)、2型糖尿病合并单纯性 DR组患者55例(110眼)、2型糖尿病合并增生性糖尿病视网膜病变(proliferative diabetic retinopathy，PDR)组患者33例(66眼)。排除干眼症、角膜病变、眼部炎症和长期使用滴眼液和眼膏者。对照组男23例，女17例，年龄47～75岁，平均63.9岁。2型糖尿病不合并DR组患者中，男30例，女25例，年龄53～78岁，平均69.7岁。糖尿病合并单纯性DR组患者中，男28例，女27例，年龄43～81岁，平均64.4岁。糖尿病合并 PDR组患者中，男18例，女 15例，年龄49～75岁，平均67.1岁。

1.2 方法 采用海德堡频域 OCT仪(HRA+OCT Spectralis，高视远望公司，德国)，以仪器自带的前段镜头对受检者的中央区角膜进行检测，以仪器自带的软件进行角膜全层、上皮层和基质层的厚度测量(图1)。检查由同一位经验丰富、对本实验目的“盲”的技师进行。检查前，避免使用任何眼液和任何角膜的接触性检查。接受前节OCT检查后，所有患者均接受眼压测量和散瞳眼底检查，以明确 DR的程度和分期。

2 结果

对照组中，角膜全层、上皮层和基质层的厚度分别为(516.9±26.5)μm、(44.2±8.6)μm 和(473.8±27.5)μm。143例糖尿病组患者角膜全层、上皮层和基质层的厚度分别为(542.8±31.9)μm、(44.7±9.4)μm 和(502.9±33.7)μm。糖尿病组患者与对照组的角膜全层厚度和基质层厚度差异均有统计学意义(均为 P=0.000)。角膜上皮层厚度差异无统计学意义(P=0.240)。

2型糖尿病不合并 DR组患者中，角膜全层、上皮层和基质层的厚度分别为(533.2±17.4)μm、(44.1±5.4)μm 和(492.5±20.8)μm。2 型糖尿病合并单纯性DR组患者中，各指标分别为(524.7±22.6)μm、(43.0±8.6)μm 和(482.7±28.4)μm。2型糖尿病合并PDR组患者中各指标分别为(572.1±31.3)μm、(44.7±4.7)μm 和(528.9±37.3)μm。糖尿病3个亚组间进行比较，角膜全层厚度的差异有统计学意义(F=8.4，P=0.001)，角膜基质层厚度的差异有统计学意义(F=16.3，P=0.000)，角膜上皮层厚度的差异无统计学意义(F=1.4，P=0.250)。

Figure 1 Image of each corneal layer thickness measured by OCT.1:Tear film layer(19 μm);2:Epithelium layer(49 μm);3:Stromal layer(507 μm);4:Full corneal layer(572 μm)OCT 测量角膜各层厚度示意图。1:泪膜层(19 μm);2:上皮层(49 μm);3:基质层(507 μm);4:全层角膜(572 μm)

3 讨论

频域OCT是一种非接触性的无创性检查，具有扫描速度快、分辨率高、操作简单、图像清晰直观、重复性好等优点，可观察扫描部位的微细结构，实时记录扫描结果，并可进行微米级的定量分析。眼前段频域OCT可对角膜全层及各层进行准确的厚度测量［3-4］。

本研究通过眼前段频域OCT分别测量了糖尿病患者的角膜全层、上皮层和基质层的厚度。目前，国内相关报道尚少。本研究表明，与对照组相比，糖尿病组患者的角膜全层和基质层显著增厚，而上皮层厚度无明显改变。

角膜上皮层是角膜的最外层，是角膜抵御外来侵犯的第一道重要防线。临床上糖尿病患者角膜上皮的再生迟缓、反复的上皮糜烂和丝状角膜炎等较常见。那么，高糖环境是否会导致角膜上皮层增厚呢?本研究表明，与对照组相比，糖尿病组患者的角膜上皮层平均厚度无显著改变。我们以往的研究［5］和王伟等［6］的研究通过激光共聚焦显微镜观察到，糖尿病患者角膜上皮下神经丛神经分支密度减少，并分析这种改变使神经纤维对角膜上皮的营养作用消失，从而影响角膜上皮损伤后的修复速度。本研究结果表明，高糖并未导致角膜上皮层增厚，造成糖尿病患者角膜上皮抵御能力低和修复能力差的原因是糖尿病导致的角膜上皮下神经丛神经纤维的损伤。

有研究发现，糖尿病患者的角膜内皮数减少、形态异常［7-9］，内皮细胞之间的半桥粒和紧密连接致密度下降［10］，内皮泵功能减退［11］，从而导致角膜厚度增加［2］。因此，角膜厚度的改变是角膜内皮功能低下的重要指征。我们的研究表明，糖尿病患者的角膜厚度明显增加，这与上述文献报道一致。

角膜厚度的维持依赖于强吸水性基质层的脱水程度，而这种脱水主要依靠上皮的液体屏障和内皮泵功能来维持。正常情况下，角膜依赖内皮细胞的Na+-K+-ATP酶泵功能维持基质层离子与水动力平衡，使角膜处于相对脱水的状态，从而保持角膜的透明性。而糖尿病患者角膜内皮细胞的Na+-K+-ATP酶活性降低，泵功能减退，导致基质层水肿。我们的研究也证实了糖尿病患者的角膜基质层明显增厚。基质层占角膜全层厚度的90%，该层厚度的改变可直接使角膜全层厚度发生变化。我们通过高分辨的频域OCT证实了糖尿病患者角膜全层厚度明显增加，并且主要归因于基质层的显著增厚，而角膜上皮层厚度无改变。角膜厚度会影响非接触性眼压计的测量结果，因而，我们在分析糖尿病患者的眼压时，需考虑角膜增厚对于结果的影响［12］。

本研究还发现，与不合并DR及合并单纯性DR的糖尿病患者比较，在合并PDR的糖尿病患者中，角膜全层和基质层厚度增加更明显。DR的进展是与糖尿病的病程相关的。因而，我们的研究提示，糖尿病患者角膜全层和基质层厚度的增加与糖尿病病程相关。这与Lee等［13］关于糖尿病患者角膜全层厚度改变的研究结果一致。

综上所述，本研究结果表明，利用眼前段频域OCT可对角膜上皮层、基质层和全层厚度进行准确测量。与对照组相比，2型糖尿病患者角膜全层和基质层明显增厚，而角膜上皮层厚度无显著改变。合并PDR的2型糖尿病患者，角膜全层和基质层的厚度显著增厚，这提示角膜全层和基质层的增厚与糖尿病的病程呈正相关。

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