梁换换 郭建新
[摘要]随着现代眼科医学技术的进展,对疾病的认识越来越精准,对检测手段的要求也越来越高。光学相干断层扫描血管成像(OCTA)是近几年新兴用于青光眼方面的一种非侵入性眼科检查技术,不仅可以定性分析微血流及血管结构,还可以定量计算视网膜不同层面血流灌注量。此外,OCTA还可以对患者黄斑及视盘周围不同区域血管密度进行检测及动态观察,该检查将对青光眼发病机制、诊断及病情监测等方面提供新的方法和思路。本文就OCTA在原发性青光眼诊治中的应用研究作一综述,对探究原发性青光眼的血流变化学说提供参考。
[关键词]光学相干断层扫描血管成像;血管密度;青光眼;视神经;视盘
[中图分类号] R775.1 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2020)6(a)-0027-04
[Abstract] With the development of modern ophthalmic techniques, the understanding on ophthalmic diseases has become increasingly accurate, and the requirements for its testing method have continued rising. Optical coherence tomography angiography (OCTA) is a new non-invasive ophthalmic examination technique used for glaucoma in recent years, which can not only qualitatively analyze micro-flow and vascular structure, but also quantitatively calculate the blood flow in different layers of retina. In addition, OCTA can also be used to test and dynamically observe the vascular density in different areas around the optic disc and macula, which provides new methods and ideas for the understanding of glaucoma′s pathogenesis, as well as the diagnosis and monitoring of glaucoma. Studies on the application of OCTA in the diagnosis and treatment of primary glaucoma are summarized in this paper, so as to provide a reference for investigating the hemorrheology of primary glaucoma.
[Key words] Optical coherence tomography angiography; Vessel density; Glaucoma; Optic nerve; Optic disc
青光眼是危害视神经及视觉通路并最终威胁视力的致盲性眼病[1]。据不完全统计,世界上青光眼致盲人数在2020年将会达到1120万人[2],因此,正确的诊断及治疗至关重要。青光眼的病情发展目前存在两种学说,即机械压力学说和血流障碍学说[3]。而眼压升高是其主要机械因素,当眼壓升高超过眼球的耐受程度时,将会出现不可逆眼底改变[4]。但是研究发现即使当某些青光眼患者眼压控制在正常范围内之后,随访发现其眼底损伤仍在继续进展[5],或者有些患者眼压即使高于正常范围却不造成视神经损伤和视野缺损,而有些患者眼压即使在正常范围内却出现了类似青光眼的视神经损伤,因此目前越来越多研究者认为青光眼的发生发展还有血流因素的参与[5-6]。随着光学相干断层扫描血管成像(optical coherence tomography angiography,OCTA)的出现,为证实该学说提供了可能,为疾病诊治提供了新的方法和思路。本文就OCTA在原发性青光眼诊治中的应用研究作一综述,对探究原发性青光眼的血流变化学说提供参考。
1 OCTA的工作原理
OCTA是利用对比度来提供视网膜和脉络膜血管结构的非侵入性影像,其基于获取三维体OCT扫描,以自动分层和正面观察提供视网膜或脉络膜任一层次的血管结构的视图,可以更加准确地获得组织血管的层次和深度[7]。另外,它还能在一定程度上减少伪影及噪声,提高信噪比,使其对毛细血管网的检测更具连贯性。优点是不受时间影响,是一种无创的不需要注射造影剂的检测方法,避免了部分患者对造影剂过敏、不能耐受检查等的影响,是一种安全有效的方法[8]。该检查多用于原发性开角型青光眼(primary open-angle closure glaucoma,POAG)的检测,对于原发性闭角型青光眼(primary angle-closure glaucoma,PACG)方面的研究较少。随着OCTA的出现,为青光眼患者的诊断及病情监测提供了新的手段。
OCTA也存在一些局限性。首先是扫描范围有限。初始OCTA被限制在2 mm×2 mm扫描范围内,只能观察很小的黄斑中心区域,随着技术的改进,目前临床上推出的OCTA有4.5 mm×4.5 mm、6 mm×6 mm等采样尺寸,不能对视网膜进行大面积扫描,且扫描范围越大,成像效果越差[9];其次是OCTA容易出现运动伪影。OCTA是通过检测红细胞的运动以产生对比度,对运动极为敏感,当血流过快或者眨眼时,可能导致信号缺失;再次是OCTA无法做到像荧光素血管造影(fundus fluorescein angiography,FFA)一样动态观察血流变化;最后是OCTA存在最小阈值(或灵敏度)和最大阈值(或饱和度)的限制[7]。如若某一区域血流速度慢于或者快于计算机选定的范围,OCTA则会将其解释为无血流或者选定的最大血流。
有学者[10]对青光眼患者使用OCTA检测视盘血流进行研究,但是未将开角型和闭角型及正常眼压型青光眼分开对比,而不同类型青光眼会对其结果产生不同的影响。因此,将不同类型青光眼分别开来进行研究相对来说更准确。
2 OCTA在开角型青光眼中的应用
临床上,开角型青光眼确诊取决于眼压检查、视野检查及眼底特征性改变确定,但视野检查及眼底视盘改变多继发于较多视神经死亡之后,无法做到早期诊断。近几年,随着OCTA的发展,用OCTA定量分析诊断早期疑似开角型青光眼患者成为可能。
Wang等[11]使用OCTA发现开角型青光眼患者视盘血管密度和血流指数明显低于正常对照组,并与青光眼的严重程度相关,该研究结果与De Moraes等[12]及Yarmohammadi等[13]结果一致,与此同时,他们还发现,盘周血管密度(CPVD)与视功能(visual function,VF)指数及视网膜神经纤维层(retina nerve fiber layer,RNFL)之间呈显著相关性,但该检查能否代替视野检查成为新的诊断开角型青光眼的措施还需大量临床研究。因此,OCTA未来可能成为辅助诊断青光眼的手段,对于眼压多次测量>21 mmHg的患者,可以酌情考虑使用OCTA检查,有望筛选出更多POAG患者甚至是VF检查尚未发现异常的POAG患者,以期最大程度挽救患者视力及视野[14]。
3 OCTA在闭角型青光眼中的应用
OCTA在闭角型青光眼方面应用较少。Zhang等[5]发现PACG患者CPVD与VF指数成负相关,与神经节细胞复合体厚度(ganglion cell complex thickness,GCC)及RFNL成正相关关系,但其缺点在于未对CPVD及RNFL做随时间变化的检查。Moghimi等[15]使用OCTA做1周和6周对比研究发现,PACG发作眼上方、下方RFNL比对照眼及正常眼薄,而CPVD呈持续性降低。
Tsai等[16]对眼压控制之后1、4、12周进行RFNL纵向观察后发现,因视乳头水肿发病后1周持续存在,1周时RFNL是增厚的,之后以上、下方为主逐渐变薄。上述发现与Wang等[17]结果一致,并发现在视网膜结构性数据尚未发生改变前,血管密度已呈持续性下降。对于初期血管密度降低的原因,研究者解释为可能是急性发作时眼压峰值高引起缺血的结果。
对于PACG术后随访发现的血管密度降低的现象,有人称之为“secondary degeneration”,即“继发性退化”,Yoles等[18]将其解释为是中枢神经系统损伤的必然结果,即神经退行性改变向健康神经元扩散,即使这些神经元在最初损伤中未累及,但与受损神经元相邻,并暴露在受损的神经元导致的退行性改变的环境中,导致未受损的神经元之后也发生了损伤,即使眼压等这些最初受损因素解除之后,视神经损伤仍在继续进展。
因此,在未来方向上,可以考虑对多次随访血流密度持续降低眼底有继续恶化的可能性的患者,除需要进一步降低眼压外,也可以考慮使用改善视网膜微循环的药物以抑制或减少二次损伤视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells,RGCs)的细胞外成分。
4 OCTA在正常眼压性青光眼(normal tension glaucoma,NTG)中的应用
NTG是指具有视盘改变和视野缺损表现而眼压在正常范围内[1]。作为开角型青光眼的一种特殊类型,由于发病隐匿,发现时往往已经出现不可逆视力损害。其致病因素尚不明确,多与眼部血液循环障碍、易感基因、自身免疫等相关。Lee等[19]通过对13例NTG患者行OCTA检测CPVD发现在视神经纤维变薄的区域有CPVD的减少,提示视乳头血流供应减少与视神经损害相关。Zivkovic等[20]研究NTG患者及正常对照组黄斑中心凹无血管区(foveal avascular zone,FAZ)直径、面积、血管密度时发现,实验组FAZ直径、面积均比对照组高,血管密度低于对照组,提示可以考虑通过检测FAZ为NTG早期诊断提供更多依据。
5小结与展望
OCTA不仅可以定量检测CPVD,还可以对黄斑区血管密度进行测量比较研究。Rao等[21]通过对比PACG视盘周围血管密度与黄斑区血管密度,发现视盘周围和黄斑区的血管密度均具有诊断青光眼的能力。Chen等[22]对POAG患者进行黄斑及视盘血流检查与RNFL、GCCT、视野对比研究发现,CPVD与视野缺损程度及部位关系密切,提示青光眼患者病理损伤与功能受损密切相关,该研究结果与Alnawaise等[23]一致。目前对于青光眼黄斑区血流方面的研究较少,对于黄斑和视盘血流哪个更具有代表性仍需大量研究。
彩色多普勒血流成像(color doppler flow imaging,CDFI)也是一种检测眼部血流血管变化的方法,但其存在只能对主要动脉血流进行检查,无法获得微循环血流变化情况及可重复性差等缺陷限制了其在青光眼方面的发展,若设立规范的操作过程标准可能会对临床应用有所帮助[24]。
与FFA相比,虽然OCTA受到小视野的限制,但FFA对乳头周围及深部毛细血管网成像效果较差,而OCTA可以在不注射造影剂的情况下显示视网膜各层血供,可以直观地研究血管形态,从而做出定性及定量分析[25]。
对于PACG患者后继出现的血流密度的改变,有学者[26]提出另外几种可能性,一种是由于RGCs由于先前眼压升高的不可逆损害作用后对眼压变得十分敏感,另一种是眼压控制之后对RGCs的后续损伤是由凋亡介导的。还有学者[27]提出,血管因素可能与机械因素有协同作用,共同导致PACG患者RGCs进展。对于PACG继发的血流密度改变,仍需大量实验及研究来探索其发病及病情进展机制。
以上发现血管性参数可能成为诊断或评估原发性青光眼的有效辅助方法,但仍需大量前瞻性和纵向研究。通过对OCTA适应证及局限性的认识,将其与其他诊断方法相结合,将为原发性青光眼的诊治提供更高效的检测手段并应用于眼科学的临床实践。
[参考文献]
[1]葛坚,王宁利.眼科学[M].3版.北京:人民卫生出版社,2015:261
[2]Quigley HA,Broman AT.The number of people with glaucoma worldwide in 2010 and 2020[J].Br J Ophthalmol,2006, 90(3):262-267.
[3]Flammer J,Orgül S,Costa VP,et al.The impact of ocular blood flow in glaucoma[J].Prog Retin Eye Res,2002,21(4):359-393.
[4]Seol BR,Kim S,Kim DM,et al.Influence of intraocular pressure reduction on progression of normal-tension glaucoma with myopic tilted disc and associated risk factors[J].Jpn J Ophthalmol,2017,61(3):230-236.
[5]Zhang S,Wu C,Liu L,et al.Optical coherence tomography angiography of the peripapillary retina in primary angle-closure glaucoma[J].Am J Ophthalmol,2017,182:194-200.
[6]Grieshaber MC,Mozaffarieh M,Flammer J.What is the link between vascular dysregulation and glaucoma?[J].Surv Ophthalmol,2007,52 Suppl 2:S144-S154.
[7]Chow DR.,Ricardo P.OCT血管造影[M].张贵森译.北京:北京科学技术出版社,2018:9
[8]Miwa Y,Murakami T,Suzuma K,et al.Relationship between functional and structural changes in diabetic vessels in optical coherence tomography angiography[J].Sci Rep,2016,6:29 064.
[9]刘青,艾明.光学相干断层扫描血管成像技术在糖尿病视网膜病变中的应用[J].国际眼科杂志,2016,16(4):678-680.
[10]陶舒雅,曹国凡.青光眼患者小梁切除术后视盘及其周围流密度的变化[J].眼科新进展,2019,39(5):437-439, 443.
[11]Wang X,Jiang C,Ko T,et al.Correlation between optic disc perfusion and glaucomatous severity in patients with open-angle glaucoma:an optical coherence tomography angiography study[J].Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol,2015, 253(9):1557-1564.
[12]De Moraes CG,Juthani VJ,Liebmann JM,et al.Risk factors for visual field progression in treated glaucoma[J].Arch Ophthalmol,2011,129(5):562-568.
[13]Yarmohammadi A,Zangwill LM,Diniz-Filho A,et al.Optical coherence tomography angiography vessel density in healthy,glaucoma suspect,and glaucoma eyes[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2016,57(9):OCT451-OCT459.
[14]張晓培,曹国凡,蒋沁.光学相干断层扫描血管成像(OCTA)对早期原发性开角型青光眼的诊断能力[J].眼科新进展,2018,38(9):847-850.
[15]Moghimi S,SafiZadeh M,Fard MA,et al.Changes in optic nerve head vessel density after acute primary angle closure episode[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2019,60(2):552-558.
[16]Tsai JC,Lin PW,Teng MC.Longitudinal changes in retinal nerve fiber layer thickness after acute primary angle closure measured with optical coherence tomography[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2007,48(4):1659-1664.
[17]Wang X,Jiang C,Kong X,et al.Peripapillary retinal vessel density in eyes with acute primary angle closure:an optical coherence tomography angiography study[J].Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol,2017,255(5):1013-1018.
[18]Yoles E,Schwartz M.Potential neuroprotective therapy for glaucomatous optic neuropathy[J].Surv Ophthalmol,1998,42(4):367-372.
[19]Lee EJ,Kim S,Hwang S,et al.Microvascular compromise develops following nerve fiber layer damage in normal-tension glaucoma without choroidal vasculature involvement[J].J Glaucoma,2017,26(3):216-222.
[20]Zivkovic M,Dayanir V,Kocaturk T,et al.Foveal avascular zone in normal tension glaucoma measured by optical coherence tomography angiography[J].Biomed Res Int,2017, 2017:3 079 141.
[21]Rao HL,Pradhan ZS,Weinreb RN,et al.Regional comparisons of optical coherence tomography angiography vessel density in primary open-angle glaucoma[J].Am J Ophthalmol,2016,171:75-83.
[22]Chen HS,Liu CH,Wu WC,et al.Optical coherence tomography angiography of the superficial microvasculature in the macular and peripapillary areas in glaucomatous and healthy eyes[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2017,58(9):3637-3645.
[23]Alnawaiseh M,Lahme L,Müller V,et al.Correlation of flow density,as measured using optical coherence tomography angiography,with structural and functional parameters in glaucoma patients[J].Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol,2018,256(3):589-597.
[24]凌夢珂,高燕婷,曹文俊.CDFI和OCTA用于青光眼临床探究的现状与未来[J].中华眼视光学与视觉科学杂志,2019,21(2):157-160.
[25]Spaide RF,Klancnik JM,Cooney MJ.Retinal vascular layers in macular telangiectasia type 2 imaged by optical coherence tomographic angiography[J].JAMA Ophthalmol,2015, 133(1):66-73.
[26]Brubaker RF.Delayed functional loss in glaucoma.LII Edward Jackson Memorial Lecture[J].Am J Ophthalmol,1996, 121(5):473-483.
[27]Nakazawa T.Ocular blood flow and influencing factors for glaucoma[J].Asia Pac J Ophthalmol (Phila),2016,5(1):38-44.
(收稿日期:2019-11-26 本文编辑:任秀兰)