弥散张量成像评估不同类型原发性闭角型青光眼视神经纤维通路变化

王春节，白 源，翟方兵，董 洋*，李静敏

(1.大连医科大学附属第二医院放射科，2.眼科，辽宁 大连 116027)

青光眼是累及中央视觉通路的进行性神经退行性疾病，为全球第二大致盲原因，预计2040年全球青光眼患者将增加至11 180万[1]。目前主要依靠视野检查诊断青光眼，敏感性相对较低；且经有效降低眼压治疗后，部分青光眼仍可持续进展，而临床缺乏反映视神经纤维通路微观结构变化特征的无创性量化评估方法。MR弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)是非侵入性神经纤维成像技术，通过各向异性(fractional anisotropy,FA)及平均弥散率(mean diffusivity,MD)描述水分子的扩散及各向异性，反映神经纤维束微观结构特征变化[2-3]，对轴突、髓鞘损伤及功能退化具有较高敏感性和特异性，用于评价青光眼视觉神经纤维束、神经纤维连接及大脑皮层细微结构变化等具有重要价值[4-5]。原发性闭角型青光眼(primary angle-closure glaucoma,PACG)具有侵袭性，合并严重视力障碍的比例约3倍于开角型青光眼，是导致视力丧失的主要原因；且亚洲人群PACG患病率是开角型青光眼的2倍[6]。原发性急、慢性青光眼眼压升高对视神经纤维通路微观结构损伤的DTI分类研究报道较少。本研究采用DTI观察PACG视神经纤维通路变化及其与临床分期的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2018年1月—2019年11月于大连医科大学附属第二医院临床诊断的42例PACG 患者(84眼)，均为双眼发病；根据不同类型将其分为慢性原发性闭角型青光眼(chronic primary angel closure glaucoma,CPACG)(A组)及急性闭角型青光眼(acute primary angel closure glaucoma,APACG)(B组)。同时招募年龄匹配的健康成年人为对照组(C组)，排除罹患高血压、糖尿病、神经系统疾病等各种导致脑白质变性者。A组25例(50眼)，男14例，女11例，年龄50～81岁，平均(66.2±7.9)岁，病程1～96个月，平均(26.33±30.44)个月；B组17例(34眼)，男5例，女12例，年龄44～80岁，平均(62.2±10.0)岁，病程发作期3天～48个月，平均(12.51±18.42)个月；C组8名(16眼)，男2名，女6名，年龄50～71岁，平均(60.9±6.6)岁。

于MR检查前后3天内行视野检测。采用Hodapp-Anderson-Parrish系统青光眼分期法[7]，根据视野缺损程度，将PACG分为6期：0期(高眼压症或最早期青光眼)，眼压升高，但无视野缺损证据，平均缺损值(mean defect score,MDS)>0 dB；1期(早期青光眼)，MDS-0.01～6.00 dB；2期(中度青光眼)，MDS-6.01～-12.00 dB；3期(进展期青光眼)，MDS-12.01～-20.00 dB；4期(严重青光眼)，MDS≤-20.01 dB；5期(终末期)，全部视野丢失。42例PACG中，0期7眼、1期33眼、2期9眼、3期12眼、4期16眼、5期7眼。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery 750W 3.0T超导MR仪及24通道头部线圈行眼部扫描，参数：轴位T2W，TR 4 589 ms，TE 95 ms，矩阵512×512，NEX 1.5；轴位T1W，TR 2 100 ms，TE 24 ms，矩阵512×512，NEX 2；矢状位T1W，TR 2 000 ms，TE 24 ms，矩阵512×512，NEX 1；以上层厚均为5 mm，层间距均为1.5 mm；轴位DTI，以矢状位T1WI定位，TR 8 000 ms，TE 87 ms，b值1 000 s/mm2，15个方向，层厚2 mm，层间距0 mm，矩阵256×256，NEX 2，FOV 240 mm×240 mm。

扫描结束后由1名具有3年MR诊断经验的住院医师于GE ADW 4.7工作站对DTI图像进行后处理，并由1名影像科副主任医师复核，获得FA及MD灰阶图；分别于视神经直径最大层面上双侧视神经前、中、后份及双侧脑室三角区旁(视放射区)各设置3个面积5～10 mm2ROI，测量其FA及MD，取均值为最终结果。见图1。

图1 测量视神经、视放射区FA及MD示意图 A.视神经FA；B.视放射区FA；C.视神经MD；D.视放射区MD

1.3 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。符合正态分布的计量资料以±s表示，否则以中位数(上下四分位数)表示，以配对t检验或两独立样本秩和检验进行比较。采用单因素方差分析比较3组间DTI参数值差异，以LSD法行两两比较。行Pearson相关分析，观察青光眼DTI参数值与临床分期的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

表2 组间视神经及视放射区MD值比较(mm2/s，±s)

表2 组间视神经及视放射区MD值比较(mm2/s，±s)

组别视神经右侧左侧视放射右侧左侧A组(n=50)1846.76±312.52 1918.88±335.82966.64±141.831015.48±150.06B组(n=34)1789.24±448.711726.29±424.01984.59±201.041029.53±292.85C组(n=16)1433.25±110.38*#1411.63±84.18*#826.50±44.58*#827.88±28.76*#F值4.556.392.912.90P值0.02<0.010.060.07

注：*：与A组比较，P<0.05；#：与B组比较，P<0.05

2 结果

3组间年龄(F=1.14，P=0.33)及性别(χ2=1.01，P=0.61)差异均无统计学意义。

2.1 3组间DTI参数值比较 A、B、C组左、右侧视神经FA (t=1.21、-0.97、0.25，P=0.24、0.35、0.81)、MD(t=-0.74、0.92、0.60，P=0.48、0.37、0.57)，视放射区FA(t=-0.79、0.16、-0.15，P=0.44、0.88、0.89)、MD(t=-1.56、-0.81、-0.07，P=0.13、0.43、0.95)差异均无统计学意义。

3组间视神经及视放射区FA及MD总体差异均有统计学意义(P均<0.05)。两两比较，A、B组视神经及视放射区FA较C组减低，而视神经及视放射区MD均较C组升高(P均<0.05)，A、B组间FA及MD差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表1、2。

表1 组间视神经及视放射区FA值比较(±s)

表1 组间视神经及视放射区FA值比较(±s)

组别视神经右侧左侧视放射右侧左侧A组(n=50)0.32±0.090.30±0.090.43±0.110.44±0.10B组(n=34)0.32±0.100.34±0.100.44±0.070.44±0.08C组(n=16)0.53±0.06*#0.53±0.03*#0.59±0.04*#0.59±0.02*#F值18.8519.479.9910.82P值<0.01<0.01<0.01<0.01

注：*：与A组比较，P<0.05；#：与B组比较，P<0.05

2.2 DTI参数与青光眼分期的相关性 CPACG患者视神经、视放射区FA与青光眼分期呈负相关(r=-0.286、0.284，P=0.044、0.046)。APACG患者视神经及视放射区FA、MD与青光眼分期无明显相关(P均>0.05)。

2.3 0期青光眼与C组DTI参数值比较 0期青光眼视神经及视放射区FA[0.31(0.26，0.38)、0.41(0.39,0.47)]均较C组降低[0.53±0.05、0.59±0.04，Z=-3.74、-3.74，P均<0.01]，视神经及视放射区MD[1 610.00(1 290.00，2 028.00)mm2/s、897.00(826.00，999.00)mm2/s]与C组[(1 422.44±101.99)mm2/s、(827.19±38.75)mm2/s，Z=-1.70、-1.80，P=0.09、0.07]差异均无统计学意义。

3 讨论

DTI 可反映PACG视觉通路(视神经及视放射区)神经纤维通路损伤所致微观变化。本研究A、B与C组间年龄差异无统计学意义，可排除年龄、脑老化等因素对DTI参数的影响[8]，结果显示PACG患者双侧视神经及视放射区FA降低、MD升高，与既往研究[9-10]结果相符，推测原因在于青光眼眼压升高致视网膜神经节细胞变性凋亡，细胞数量减少，视神经受损，使视神经水分子扩散改变，FA降低。PACG患者视神经通路中各节段神经纤维均可发生不同程度脱髓鞘、轴突膜结构破坏及神经纤维变细等损伤，具有跨突触蔓延特性[11]；DTI能量化反映上述改变，有助于评估PACG病情和判断预后。

本研究发现CPACG患者视神经、视放射区FA与青光眼临床分期均呈较弱负相关，可能与样本量较少有关；由于各临床分期青光眼样本量参差不齐，未能对各临床分期间DTI参数值差异进行分析，有待扩大样本量进一步观察。WANG等[12]认为视神经FA与青光眼临床分期相关，而视神经MD与青光眼临床分期无明显相关；本研究结果与之相似，提示FA有助于判断青光眼临床分期，以DTI观察视觉神经通路对诊断无法配合完成视野测量的老年青光眼患者及判断临床分期具有重要价值。

本研究发现APACG患者DTI参数值与对照组差异有统计学意义，而与临床分期无明显相关。张青等[13]报道，病程较短或较长的高眼压均可导致APACG患者视神经受损、视野缺失，但经小梁切除术降低眼压后，短时间眼压升高患者视神经水肿减轻，部分视功能、视野恢复，即部分视神经损伤可逆。APACG眼压短期内快速升高，对视神经通路FA、MD产生一定影响，早期测量其视神经通路DTI参数难以真实反映不可逆性视神经损伤程度，影响临床分期评估及预后判断。因此，对APACG患者应待急性眼压升高产生的影响恢复之后行DTI。

视野检查是诊断青光眼及评估病情的主要参考标准，但对早期视野缺损的敏感性较低；待其发现明确视野损害时，已有近50%视网膜神经节细胞结构遭到破坏[4]，此时视觉功能已发生不可逆性损害。一项动物研究[14]结果表明，急性眼压短暂升高至亚缺血水平(眼压>50 mmHg)时，视神经乳头及周围组织变形、视网膜神经元信号传导功能障碍、轴突运输中断，虽在短时间内眼压恢复正常的前提下尚属可逆，但仍可出现进行性视力降低，可能与一过性高眼压造成视神经纤维通路微观结构损伤有关。本研究发现0期PACG眼视神经及视放射区FA均较C组降低，提示DTI检出PACG患者大脑微观结构变化早于视野缺损，有助于早期诊断青光眼[15]，并可为临床及时采取有效干预措施提供依据。

综上所述，DTI有助于早期诊断青光眼；急、慢性PACG患者均存在不同程度视神经纤维通路损伤，CPACG患者视神经、视放射区FA与临床分期呈负相关，而APACG患者急性发作期DTI参数与临床分期无明显相关。本研究的主要局限性：样本量少，仅选取视神经、视放射区作为视神经纤维通路的ROI，研究节点有限，有待扩大样本量、增加研究节点进一步观察。