扫描信号强度对OCTA测量正常人黄斑浅层血流的影响

霍妍佼 郭彦 张微 李蕾 王宁利

光学相干断层扫描血管成像（Optical coherence tomography angiography，OCTA）是近几年出现的一种新的成像设备，可以非侵入地显示视网膜和脉络膜循环[1-4]。同时，OCTA可以对视网膜、视神经和脉络膜微血管进行定量分析，将信号数据转换为血流密度，OCTA测量值具有高重复性和再现性[5]，是诊断视网膜和视神经疾病的一个重要工具。既往研究发现中心性浆液性脉络膜视网膜病变、年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变等眼底疾病在OCTA成像时会出现相应表现[6-8]。在对青光眼的研究中发现，OCTA测量的视网膜血流密度较正常人明显下降[8-11]。除了疾病状态，年龄、性别、黄斑厚度和信号强度（Signal strength，SS）等因素也会影响黄斑血流的测量结果[12]。当患者瞳孔小或屈光介质混浊，获得OCTA图像的SS较低时，视网膜血流密度明显降低[13-15]。黄斑血流的定量分析在疾病随访或与正常人比较时可能由于测量信号强度不同而被放大或者缩小。因此，本研究的目的在于分析正常人不同SS下黄斑浅层血流密度之间的差异，及SS对黄斑浅层血流密度的影响。

1 对象与方法

1.1 对象

纳入标准：①最佳矫正视力（BCVA）≥0.5。②等效球镜度（SE）范围-6.00～+6.00 D。③眼压小于21 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）。④屈光介质透明，除白内障外无内眼手术史。⑤房角开放，无黄斑疾病及视神经疾病。⑥正常视盘结构：杯盘比＜0.5；盘沿形态符合下方＞上方＞鼻侧＞颞侧，即下上鼻颞（Inferior-superior-nasal-temporal，ISNT）法则；双眼杯盘比差别＜0.2。排除标准：①异常视盘结构：例如杯盘比≥0.5[16]；盘沿形态不符合ISNT法则；双眼杯盘比差别≥0.2；局部或弥漫性视盘周围视网膜神经纤维层（Peripapillary retinal nerve fiber layer，pRNFL）丢失；视盘出血或视盘斜入。②6个月内有手术或激光史。③屈光介质混浊，干扰眼底成像及Cirrus高分辨率光学相干断层扫描（High definition OCT，HD-OCT）和OCTA成像。④任何引起视神经改变的眼部或系统性疾病。所有受检者均由2位青光眼医师进行筛查，二人一致则对象入组，如二人不一致则排除。

纳入2020 年9 ─12 月在首都医科大学附属北京同仁医院进行健康体检的某事业单位在职职工。所有研究对象均签署知情同意书，本研究遵循赫尔辛基宣言，并经首都医科大学附属北京同仁医院伦理委员会批准（批号：TRECKY2020-103）。

1.2 眼科检查

所有研究对象均进行了全面的眼科检查，包括视力、电脑验光（日本佳能公司）、非接触眼压（日本佳能公司）、裂隙灯显微镜、前置镜、彩色眼底照相（日本Kowa公司）、Cirrus HD-OCT和OCTA（德国Carl Zeiss公司）。屈光度和眼压测量均于行HDOCT检查当日进行，测量3次取平均值。屈光度记录为SE。

1.3 OCT/OCTA检查

1.3.1 HD-OCT扫描 采用Cirrus HD-OCT 5000（软件版本10.0）进行扫描，无需散瞳，嘱受检者下颌放在颌托上，固视光标，检查按标准方法进行。所有受检者均进行黄斑模块、视盘模块扫描。黄斑模块包含了512个水平B扫描，每个B扫描由128个A扫描构成，测量范围6 mm×6 mm，用于测量黄斑节细胞内丛状层（Macular ganglion cell-inner plexiform layer，mGCIPL）。视盘模块包括200×200个轴向扫描，用于测量pRNFL的厚度。

1.3.2 OCTA检查 黄斑浅层血流图像的获取采用Cirrus 5000 OCTA进行，设备的波长为840 nm，扫描速度68000 A/s，在黄斑区6 mm×6 mm范围内，水平和垂直扫描线的B扫描中有245 个A扫描[17]。所有扫描的定量分析应用Cirrus OCT自带软件进行（AngioPlex，软件版本10.0）。黄斑区6 mm×6 mm的区域按照ETDRS环分为3个区域：中心、内环和外环。血流密度（Vessel density，VD）参数包括总体、中心、内环和外环；灌注密度（Perfusion density，PD）参数包括总体、中心、内环和外环；黄斑中心凹无血管区（Foveal avascular zone，FAZ）参数包括面积、周长和充实度。充实度为形态指数，定义为FAZ面积除以等半径圆面积的值。所有的OCT和OCTA扫描均由同一位有经验的技术员在同一设备上进行，所有扫描图像进行质量评估，排除固视丢失、分层错误和运动伪像等。纳入具有不同SS数值（8、9、10）的受检者，分为SS8、SS9和SS10这3组。

1.4 统计学方法

系列病例研究。采用SPSS 23.0统计学软件进行数据分析（美国IBM公司）。采用K-S检验数据是否呈正态分布，正态分布的数据以均数±标准差表示；非正态分布的数据以中位数[Q1，Q3]表示。采用Levene's进行方差齐性检验，若正态分布且方差齐则采用方差分析（One-way analysis of variance，ANOVA）进行比较，再应用Bonferroni方法进行两两间的比较；若方差不齐，应用非参数检验进行比较，再应用Kruaskal-WallisH检验进行两两间比较。各组之间性别构成差异比较采用χ2检验；黄斑VD和PD之间的相关性采用Spearman检验；多元线性回归用于分析年龄、性别、SE、SS对VD和PD的影响。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者的一般情况

共84例健康者符合纳入排除标准，其中9例由于固视丢失或眨眼等原因导致OCTA图像出现分层错误和运动伪像被排除，最终75例（75眼）入组（取右眼数据用于分析）。该75例对象年龄为18～65（48.4±11.4）岁，男39例（52%），女36例（48%）；球镜度数为-6.00～+2.00 D；柱镜度数为-2.00～0 D。SS8组、SS9组和SS10组的性别、年龄、SE、平均pRNFL厚度和平均mGCIPL厚度差异均无统计学意义（均P＞0.05）。见表1。

2.2 3组间黄斑血流参数的比较

SS8、SS9 和SS10 组OCTA测量的黄斑VD和PD见图1。以SS10组为参照，SS8组和SS9组的总体VD丢失分别为8.20%和3.55%。非参数检验和Kruaskal-WallisH两两比较显示，3组间总体VD差异有统计学意义（Hc=19.86，P＜0.001）；SS8 组与SS9 组的总体VD差异无统计学意义（Hc=-11.18，P=0.314）；SS9 组的总体VD 明显低于SS10 组（Hc=-15.33，P=0.036）。内环VD和外环VD与总体VD趋势一致，SS8与SS9的内环和外环VD差异无统计学意义（Hc=-10.08，P=0.430；Hc=-11.88，P=0.253）；SS9的内环明显低于SS10（Hc=-15.08，P=0.040）。ANOVA分析显示3组间中心VD差异无统计学意义（F=0.464，P=0.631）。见表2。

表1.不同信号强度OCTA测量研究对象的临床特征比较Table 1.Comparison of clinical characteristics of subjects in different signal strength groups

图1.OCTA检查时信号强度分别为8、9和10的对象mGCIPL厚度、黄斑VD和黄斑PD成像图mGCIPL，黄斑节细胞内丛状层；PD，灌注密度；VD，血流密度；SS，信号强度Figure 1.mGCIPL Topography,macular VD and macular PD of normal subjects with SS8,SS9 and SS10.mGCIPL,macular ganglion cell-inner plexiform layer;PD,perfusion density;VD,vessel density;SS,signal strength.

表2.3组间OCTA检查黄斑血流参数的比较Table 2.Comparisons of macular microvascular density by OCTA among three groups

以SS10 组为参照，SS8 组和SS9 组的总体PD丢失分别为8.89%和4.44%。经非参数检验和Kruaskal-WallisH两两比较发现，3组间总体PD差异有统计学意义（Hc=25.51，P＜0.001）。SS8组的总体PD与SS9组比较差异无统计学意义（Hc=-9.98，P=0.443），SS9组的总体PD明显低于SS10组（Hc=-19.41，P=0.004）。内环PD和外环PD与总体PD的趋势一致，SS8 与SS9 的内环和外环PD差异无统计学意义（Hc=-10.15，P=0.422；Hc=-10.88，P=0.343）；SS9 的内环和外环PD明显低于SS10（Hc=-16.51，P=0.021；Hc=-18.64，P=0.007）。ANOVA分析显示中心VD在3组间差异无统计学意义（F=0.929，P=0.400）。见表2。

3 组间的FAZ 面积周长差异无统计学意义（F=3.12，P=0.050；F=2.02，P=0.141）；3组间的充实度差异也无统计学意义（Hc=1.36，P=0.508），见表2。

2.3 黄斑总体VD和PD的相关性分析

经Spearman分析，所有受检者黄斑总体VD和PD呈正相关（r=0.978，P＜0.001）。在SS8、SS9和SS10组中，黄斑总体VD和PD均有相关性（r=0.986、0.932、0.919，均P＜0.001）。

2.4 SS及其他因素对正常人黄斑浅层血流参数的影响

经多元线性回归分析，总体VD的回归模型具有意义（R2=0.34，P＜0.001），见表3。随着平均mGCIPL厚度值每减少1 μm，VD减少0.05 mm-1；SS每减少1个单位，VD减少0.55 mm-1。年龄（t=-1.29，P=0.204）、性别（t=-0.32，P=0.752）和SE（t=-0.73，P=0.469）对黄斑VD均无影响。

总体PD多元线性回归模型具有意义（R2=0.32，P＜0.001），见表4。随着平均mGCIPL厚度值每减少1 μm，PD减少0.002；SS每减少1个单位，PD减少0.02。年龄（t=-1.38，P=0.174）、性别（t=-0.13，P=0.900）和SE（t=-0.26，P=0.794）对黄斑PD无影响。

FAZ的面积、周长以及充实度的多元线性回归模型均无意义（R2=0.17、0.14、0.10，P=0.058、0.125、0.294）。

3 讨论

OCTA是近年来眼部影像学诊断方法中发展最快的技术之一，OCTA无需注射静脉染料便可快速扫描，参数具有高重复性和再现性，应用广泛。目前，OCTA已应用于健康眼、不同眼部、系统性疾病以及各种动物模型中[12]。有研究显示，OCTA测得的青光眼患者视盘和黄斑血流参数较正常人显著下降，伴有中心视野缺损的患者FAZ面积更大，FAZ充实度更低[8-11，18-20]。Shoji等[19]研究发现，青光眼患者的黄斑血流密度丢失为每年2.23%，较健康眼显著增加。然而，在绝大多数的定量研究中，SS仅仅作为入选和排除标准中给予设定，容易造成混杂因素影响临床研究的结果。因此，了解影响健康眼OCTA参数的因素，有助于正确解读OCTA参数的临床意义。

本研究通过对比SS8、SS9和SS10这3种不同信号强度下的黄斑血流发现，以SS10组作为参照，SS8和SS9组的总体VD丢失为8.20%和3.55%；SS8和SS9的总体PD丢失为8.89%和4.44%。与Lim等[13]研究类似，他们应用Cirrus OCTA将正常人视盘血流参数分为SS7、SS8、SS9和SS10组，以SS10组作为参照，SS7、SS8和SS9组的总体VD分别降低13.8%、9.4%和3.8%；SS7、SS8和SS9组的总体PD分别降低15.6%、11.1%和4.7%。本研究采用设备手册推荐的SS≥8作为纳入标准，因该手册中认为SS7信号值过低，其图像质量不足，因此本研究未涉及SS7的比较。

表3.信号强度及其他因素对黄斑区总体血流密度的影响Table 3.Multiple linear analysis of age,gender,SE,mGCIPL thickness,SS on total vessel density

表4.信号强度及其他因素对总体灌注密度的影响Table 4.Multiple linear analysis of age,gender,SE,mGCIPL thickness,SS on total perfusion density

在3 组的比较中发现，黄斑总体VD和PD的测量均显示SS8 组与SS9 组类似，SS9 组明显低于SS10组；经相关分析显示，正常人的黄斑总体VD和PD在信号强度为8、9 和10 下均高度相关（均r＞0.9）。黄斑VD和PD是从同一扫描模式和大小下获取，VD是指单位面积灌注血管的长度；PD只指单位面积的灌注血管面积，二者趋势一致。本研究结果提示在应用OCTA进行黄斑总体VD和PD的研究中，应该纳入SS为10的图像或进行SS矫正，才能避免不同SS导致结果偏倚。在黄斑中心VD、PD和FAZ参数（面积、周长和充实度）的比较中，不同SS组差异无统计学意义，提示进行黄斑中心凹处的血流测量时，可纳入SS≥8的图像。Lim等[13]研究提示视盘VD和PD测量结果在SS≥8时均无显著差异，与本研究结果不同，这可能是因为Lim等[13]使用的是3 mm×3 mm的视盘扫描模式，而本研究应用的是6 mm×6 mm的黄斑扫描模式。

除了信号强度，本研究发现mGCIPL厚度与正常人黄斑血流相关，随着平均mGCIPL厚度值每减少1 μm，VD减少0.05 mm-1，PD减少0.002。Park等[21]对100例正常人黄斑3 mm×3 mm血流分析中发现，mGCIPL厚度与中心凹旁血流VD相关（R2=0.630，P＜0.001）；Yu等[22]研究发现，视网膜血流与内层视网膜厚度显著相关，而与视网膜全层厚度无关；Zhang等[23]在8～16岁儿童的研究中发现，中心凹旁视网膜厚度与中心凹VD相关。

年龄、性别和屈光度等对正常人黄斑血流无显著影响。年龄对正常人血流的影响被研究较多，但是仍然具有争议[12]。Coscas等[24]首次报道了年龄和血流密度之间的关系，对3个不同的年龄组（20～39岁、40～59岁、≥60岁）的黄斑3 mm×3 mm区域进行了OCTA血流分析，结果显示平均血流密度与年龄呈负相关。而Rao等[25]研究显示年龄与血流密度之间无相关性[25]。Lim等[26]的研究报道高血压患者中视网膜VD和PD较正常对照明显减少。不同研究者得出的性别和屈光度对视网膜血流的影响也存在分歧，这可能与研究纳入的受检者的特点有关。未来的研究需要更多地考虑系统性因素以得到更加客观的结果。

本研究存在以下局限性：①本研究受检者样本量相对较小，纳入的受检者不同的信号强度是由其本身的屈光状态所决定，所得出的结果可能具有一定的局限性，但目前临床中无法稳定地改变受检者的屈光状态使其达到固定的信号强度，未来应纳入同一患者在不同信号强度下血流参数的变化以更好地排除混杂因素。②本研究没有矫正因屈光度不同引起的OCT放大误差，所得出的分析结果可能具有一定局限性，但是本研究中受检者屈光度均低于-6 D，3组SE差异无统计学意义，尽量排除屈光度不同的影响。③本研究缺乏中央角膜厚度的检查，中央角膜厚度偏薄可能会使眼压测量值偏低，因此研究对象中有可能纳入高眼压症的受检者。有研究比较高眼压症患者和正常人黄斑浅层血流密度发现，二者在总体和各个象限的比较差异均无统计学意义[27]。另有研究显示，中央角膜厚度和眼压均与黄斑浅层血管密度无相关性[15]。在本研究中，所有受检者都进行全面的青光眼排查，均排除了存在青光眼视神经损害的可能因素。

综上所述，在SS为8以上的黄斑区6 mm×6 mm扫描中，正常人黄斑FAZ血流参数在SS8，SS9 和SS10 之间差异无统计学意义，但是黄斑VD和PD在SS8，SS9和SS10之间差异有统计学意义。这提示临床医师在解读旁中心凹区域血流参数时需要考虑信号强度差别带来的影响。

利益冲突申明本研究无任何利益冲突

作者贡献声明霍妍佼、郭彦：参与酝酿和设计实验，实施研究，采集数据，分析解释数据，文章撰写。张微：实施研究，采集数据。李蕾：分析解释数据，统计分析。王宁利：文章审阅修改