两种OCTA设备测量正常人黄斑中心凹无血管区的比较

程建宏 李璟 江柯 潘超

近年来，随着相干光层析血管成像术(optical coherence tomography angiography, OCTA)检查技术的出现，使得快速无创地显示视网膜脉络膜微血管循环成为可能。OCTA通过采集流动的红细胞产生的动态信号变化进而显示微血管循环的原理，成像快速简便，无需注射造影剂，日益成为视网膜血管成像检测的最重要手段之一。

黄斑中心凹无血管区(foveal avascular zone，FAZ)是位于黄斑区中央由连续的毛细血管网包饶的无血管区域[1]。既往研究提示FAZ面积在正常人群中存在不同程度的变异[2，3]。而在视网膜疾病中，FAZ的形态变化可能是提示疾病进展及视功能变化的一个重要的指标[4]。在缺血性视网膜疾病如视网膜静脉阻塞[5]、糖尿病视网膜病变[6]中存在FAZ面积扩大、拱环结构不完整等改变，而在早产儿视网膜病变[7]、白化病[8]、特发性黄斑发育不全[9]患者FAZ则表现为缩小或缺失等改变。

目前已有大量关于不同OCTA设备测量正常人群FAZ面积的研究见于报道，结果显示OCTA技术测量正常人群FAZ面积具有良好的可重复性、可再现性[10，11]。然而不同的OCTA设备采用的成像原理不同，算法亦不同，因此，评估不同OCTA设备检测FAZ面积的差异性、一致性对于临床疾病诊治及随访观察、多中心研究显得尤为重要，目前关于这方面的研究相对不足[10-13]。因此，本研究的目的为评估两种OCTA设备-RTVue-XR Avanti OCT (美国Optovue公司)和 DRI Triton OCT (日本Topcon公司)测量正常人群FAZ面积的差异性和一致性，为临床研究提供参考。

资料与方法

一、研究对象

前瞻性横断面研究。2018年4～5月于武汉爱尔眼科医院汉口医院招募健康的志愿者，纳入标准：(1) 年龄18～40周岁；(2)无眼部疾病史(除外屈光不正)；(3) 无眼部手术史及外伤史；(4)无高血压、糖尿病等可能影响眼部的系统疾病史； (5)最佳矫正视力(best corrected visual acuity，BCVA)不低于1.0。排除标准：(1)屈光间质混浊影像图像采集者； (2)固视不佳，反复多次测量未能采集清晰完整图像者。本研究遵循赫尔辛基宣言并获得武汉爱尔眼科医院汉口医院伦理委员会批准。所有受试者纳入前均告知实验目的和内容并签署知情同意书。

二、检查方法

所有受试者均行系统的眼部检查，包括BCVA、眼压、综合验光、裂隙灯显微镜联合前置镜及IOLMaster生物测量仪(德国Zeiss 公司)检查。同时采用RTVue-XR Avanti OCT和 DRI Triton OCT行OCTA检查，采集范围为黄斑区3 mm×3 mm，扫描过程中要求受试者固视设备内部的视标。每次扫描后检查图像质量，若图像清晰且Scan Quality ≥ 9(RTVue-XR Avanti OCT)或Image Quality ≥ 45 (DRI Triton OCT)则将结果保存于计算机上用于分析。所有OCTA操作均由同一名熟练的眼底科医师按照操作手册完成。两种OCTA设备检测顺序随机。

三、设备与参数

RTVue-XR Avanti OCT(软件版本2017.1.0.151) 设备采用840 nm光源，扫描速率为70 000次/s，横向和径向扫描分辨率分别为5 μm 和 15 μm，每一次OCTA扫描包含304次重复2次的B扫描，每次B扫描包含304次A扫描。DRI Triton OCT(软件版本10.07.003.03) 设备采用1050 nm光源，扫描速率为100 000次/s，轴向和横向扫描分辨率分别为7 μm 和 20 μm，每一次OCTA扫描包含320次重复4次的B扫描，每次B扫描包含320次A扫描。两种OCTA扫描完成后均获得视网膜脉络膜4层结构：浅层毛细血管层(superfical capillary plexus，SCP)、深层毛细血管层(deep capillary plexus，DCP)、外层视网膜层、脉络膜毛细血管层[14]。图片处理过程中均采用设备的默认分层，其中RTVue-XR Avanti OCT默认的浅层毛细血管层为内界膜至内丛状层上10 μm，深层毛细血管层为内丛状层上10 μm至内丛状层下70 μm。DRI Triton OCT默认的浅层毛细血管层为内界膜下2.6 μm至内丛状层下15.6 μm，深层毛细血管层为内丛状层下15.6 μm至内丛状层下70 μm。FAZ定义为黄斑区毛细血管网内的无血管区域。利用Image J软件(National Institutes of Health, Available at: http://rsb.info.nih.gov/ij/index.html)手动描绘浅层毛细血管层和深层毛细血管层 FAZ的边缘(图1 A-D)。重复测量3次取3次测量的面积平均值进行统计学分析。此外，记录RTVue-XR Avanti OCT 设备自带软件测量的视网膜全层FAZ 面积。

四、统计学方法

表1 两种OCTA设备测量的浅层毛细血管层、深层毛细血管层FAZ面积的差异性

结 果

30名健康受试者纳入本研究，其中3名志愿者因DRI Triton OCT采集的图像存在运动伪影而排除，最终27名志愿者27只眼纳入本研究。其中男性10名，女性17名，平均年龄为(32.07±0.95)岁，平均等效球镜为(-0.10±0.51)D，平均眼轴为(24.68±0.31) mm,平均眼压为 (15.82±0.47) mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。

两种OCTA设备手动测量的浅层毛细血管层、深层毛细血管层 FAZ面积见表1。RTVue-XR Avanti OCT测量的浅层毛细血管层 FAZ面积(0.468 ±0.086) mm2大于DRI Triton OCT测量的浅层毛细血管层FAZ面积(0.405±0.088) mm2，差异具有统计学意义(t=4.28，P<0.001)；两者的95%一致性区间为 (-0.09 mm2，0.21 mm2)。RTVue-XR Avanti OCT测量的深层毛细血管层 FAZ面积(0.354 ±0.085) mm2小于DRI Triton OCT测量的深层毛细血管层 FAZ面积(0.659±0.096) mm2，差异具有统计学意义(t=-15.73，P<0.001)。两者的95%一致性区间为(-0.50 mm2， -0.11 mm2)。

DRI Triton OCT测量的浅层毛细血管层 FAZ面积显著小于深层毛细血管层 FAZ面积(t=-13.82，P<0.001)。 与之相反，RTVue-XR Avanti OCT测量的浅层毛细血管层 FAZ面积显著大于深层毛细血管层 FAZ面积(t=8.94，P<0.001)。

RTVue-XR Avanti OCT设备自动测量的视网膜全层FAZ面积为(0.322±0.08) mm2。重复测量的方差分析显示，手动测量的浅层毛细血管层及深层毛细血管层 FAZ面积与之相比，均具有统计学差异(F=103.39,P<0.001)。差异最小的RTVue-XR Avanti OCT测量的深层毛细血管层 FAZ面积(差值为-0.03 mm2)。

讨 论

OCTA技术是无创分层显示黄斑区微循环状态的新型成像技术，近年来在临床上得到日益广泛的运用。FAZ是位于黄斑中央区由连续的毛细血管网包绕的无血管区域[1]。生理状态下FAZ近似圆形或椭圆形，直径约500～600 μm[13]。病理状态(缺血)下FAZ不规则扩大，边缘连续性中断，可以作为评估疾病进展的指标[4]。目前临床上有近10种OCTA设备，不同的OCTA因采用的原理及算法不同，其测量的FAZ面积能否相互替换，目前关于这方面的研究不足[10-13]。因此，本研究的目的为比较RTVue-XR Avanti、DRI Triton两种OCTA设备测量FAZ面积的差异性，为临床运用提供指导。

在我们的研究中，RTVue-XR Avanti OCT所测量的浅层毛细血管层 FAZ面积显著大于DRI Triton OCT测量的浅层毛细血管层 FAZ面积[(0.468 ±0.086)mm2vs. (0.405±0.088mm2)]。既往涉及上述两种OCTA设备的比较研究较少。不同于本研究，Anegondi 等[12]报道RTVue-XR Avanti OCT测量的FAZ面积 (0.31±0.04) mm2小于DRI Triton OCT测量的FAZ面积(0.36±0.06) mm2,差异无统计学意义(P=0.27)。造成不同结果的原因可能在于本研究分层比较两种OCTA设备测量FAZ面积的差异性,而Anegondi等[12]的研究FAZ特指全层视网膜FAZ。

既往病理学研究[15]显示黄斑区内层视网膜实际上包含3层毛细血管网：SCP、中层毛细血管层(intermediate capillary plexus，ICP )及DCP。SCP分布在神经纤维层和神经节细胞层，血流信号具有向心性，朝向黄斑中心，次级血流信号离开主干，组成网状结构。ICP与DCP分别位于内核层的内界和外界，各层之间通过垂直走行的毛细血管桥联结。目前临床上运用的绝大部分OCTA设备自带的分层仅仅包括浅层毛细血管层、深层毛细血管层，ICP被不同程度地包含在浅层毛细血管层或深层毛细血管层。我们利用Image J软件处理RTVue-XR Avanti OCT图像时发现其自动分层所获得的浅层毛细血管层 FAZ边缘稍模糊，未能观察到明确的清晰完整结构，而深层毛细血管层 FAZ边缘锐利，可观察到清晰完整拱环形态，RTVue-XR Avanti OCT测量的浅层毛细血管层 FAZ面积显著大于深层毛细血管层 FAZ面积，这均与既往的报道深层毛细血管层 FAZ面积较浅层毛细血管层 FAZ面积大相悖[10，16]。推测可能的原因为本研究中采用的RTVue-XR Avanti OCT软件版本更新了对于内层视网膜的分层标准。不同于旧版软件将内界膜至内丛状层下15 μm定义为浅层毛细血管层，内丛状层下15 μm至内丛状层下70 μm定义为深层毛细血管层，新版软件对于浅层毛细血管层的分层更改为内界膜至内丛状层上10 μm，深层毛细血管层的分层更改为内丛状层上10 μm至外丛状层下10 μm。众所周知，OCTA血流成像所显示的实际上是一定厚度的血流信号的集合,分层标准的调整(上移)导致ICP更多地被包含于深层毛细血管层而非浅层毛细血管层，而既往研究显示中层毛细血管层FAZ边缘最为清晰锐利[17]，这也从侧面验证了目前的推测即RTVue-XR Avanti OCT新的分层所获得的深层毛细血管层实际上包含了深层毛细血管层及部分中层毛细血管层的血流信号。反观Triton OCTA的分层标准及其采集的浅层毛细血管层、深层毛细血管层的图像特点，ICP层更多地被划分于浅层毛细血管层而非深层毛细血管层。因此，临床运用中需要进行必要的调整进而获得精确的目标层面的血流信号。假如我们将本研究中RTVue-XR Avanti OCT的深层毛细血管层 FAZ面积与DRI Triton OCT测量的浅层毛细血管层 FAZ面积比较[(0.354±0.085)mm2vs.(0.405±0.088)mm2)]，差值(-0.051 mm2)与Anegondi等[12]报道的(-0.05 mm2)非常接近，不同的是，差异具有统计学意义。推测差异可能的原因有：(1)仪器的技术及算法不同，RTVue-XR Avanti OCT采用分光谱振幅去相干血流成像技术，而DRI Triton OCT运用OCTA比率分析技术；(2)扫描的横向分辨率不同，分辨率的差异决定了探测毛细血管的敏感性的差异，而终止于黄斑中心凹的毛细血管末端连续的环形包绕形成了FAZ；(3)采集的图像分辨率不同，RTVue-XR Avanti OCT获得的图像为304像素×304像素，而DRI Triton OCT获得的图像为320像素×320像素。

既往亦有学者比较了多种OCTA设备测量健康受试者FAZ面积的差异性及一致性。Dave等[13]报道DRI triton与Cirrus 5000两种OCTA设备测量的浅层毛细血管层 FAZ面积的一致性组间系数仅为0.205。Mihailovic等[11]报道3种OCTA设备(Cannon OCT-HS100、RTVue-XR Avanti、Heidelberg Spectralis)所测量的浅层毛细血管层 FAZ面积具有良好的一致性(ICC>0.95)，但相互之间仍存在微小的显著性差异[(0.295±0.093mm2vs.(0.309±0.087)mm2vs.(0.326±0.089)mm2)]。Shiihara等[10]认为不同OCTA设备(DRI Triton、CIRRUS、RS3000)所测量的FAZ面积的差异可能与不同设备是否矫正眼轴长度所导致的放大率相关。

本试验中，RTVue-XR Avanti OCT测量的深层毛细血管层 FAZ面积显著小于DRI Triton OCT测量的深层毛细血管层 FAZ面积[(0.354 ±0.085)mm2vs.(0.659±0.096)mm2]。如前所述，造成这种显著性差异的最重要的原因是RTVue-XR Avanti OCT对于视网膜分层标准的调整所造成的对于深层毛细血管层所包含的血流信号合集的影响。而DRI Triton OCT设备显示的深层毛细血管层可见密集的均一的毛细血管管径大小的血管，同时伴有大量的均质的分支，呈小叶样构造。其终末毛细血管的属性决定了深层毛细血管层 FAZ并无连续的相互交通的毛细血管环勾勒。既往病理学研究显示深层毛细血管层实际上由两个独立的分别位于内核层两边的毛细血管网组成[15]。Campbell等[18]通过OCTA自定义分层观测到内层视网膜存在的3层毛细血管网：SCP、ICP及DCP，并观察到视网膜毛细血管层在近黄斑中心凹处汇集形成了一个单一的毛细血管拱环组成FAZ的边缘，这与早期在灵长类动物的病理学观察相一致。因此，Campbell等[18]建议FAZ面积的测量应该基于全层视网膜的en face影像。本研究中，RTVue-XR Avanti OCT设备自动测量的FAZ面积即为全层视网膜FAZ面积，我们利用Image J手动测量的深层毛细血管层 FAZ面积与之相比，仅相差0.03 mm2，但差异仍具有统计学意义。

本研究有以下几点不足。第一，样本量较少，且只纳入了年轻的健康对象，未来我们将进一步纳入糖尿病视网膜病变、视网膜静脉阻塞、中心凹旁视网膜毛细血管扩张症等疾患者群；第二，我们仅比较了FAZ面积,未纳入血流密度、血流面积等参数，下一步我们将比较血流密度、血流面积等其他反应黄斑区微循环状态的参数；第三，本研究利用Image J软件手动描绘测量FAZ面积，这一方法可能在临床上的运用有所限制。目前越来越多的OCTA设备均可自动测量FAZ面积，然而本研究中的DRI Triton OCT设备尚无血流量化指标。

综上所述，本研究显示，两种OCTA设备因其采用的算法不同，扫描的横向分辨率、图像分辨率等不同，其所获得的浅层毛细血管层、深层毛细血管层FAZ面积显著不同，在临床运用中不能相互替代。