光学相干断层扫描血管成像在不同屈光状态临床应用的研究进展*

杨 双 综述,李 鸿 审校

(重庆医科大学附属第一医院眼科,重庆 400016)

屈光状态变化是人生长发育的必经过程,在儿童时期主要由远视逐渐向正视、近视发展,在这个变化过程中部分患者因为眼球结构、屈光介质的变化会出现异常屈光状态,如近视、远视、屈光参差等[1],最终导致视力下降,从而影响生长发育及生活质量。眼轴长度(axial length,AL)、角膜屈光力的变化是引起屈光状态改变的重要原因,其中眼轴长度的相关性最强[2]。既往研究表明,随着眼轴长度的改变,视网膜和脉络膜的厚度及血管密度也会出现一系列变化[3]。但是这些改变是否会诱发相关疾病,进而引起不可逆性视功能损害,逐渐受到临床重视。因此,了解不同屈光状态下视网膜、脉络膜血流、厚度的变化,对防止因异常屈光状态导致不可逆眼底病变的发生具有重要意义。光学相干断层扫描血管成像(optical coherence tomography angiography,OCTA)是一种用于眼部血流成像的新兴技术,利用简单无创的方法探测血管中的红细胞运动,清晰显示视网膜脉络膜各层次的结构,并得到三维血管图像[4]。荧光血管造影术(fundus fluorescein angiography,FFA)和吲哚菁绿血管造影(indocyanine green angiography,ICGA)通过静脉注射造影剂也可以用于检查眼底血管系统,但这种检查是侵入性的,可能会产生一些不良反应,如呕吐、恶心和造影剂过敏等,或者其他更严重的问题[5],与FFA及ICGA相比,OCTA能在无创的情况下快速对眼底结构进行识别和确定,具有显著优势。现对OCTA在不同屈光状态下的临床应用作一简要描述,以期为临床提供参考。

1 OCTA在近视中的临床应用

近视是指平行光线经眼的屈光系统折射后焦点落在视网膜前方的一种屈光状态,可引起一系列眼底改变,最终导致视力损害。研究发现近视的发病率逐年增高,尤其是在东亚国家[6],我国作为人口大国,近视的患病率不容小觑。

1.1 视网膜

1.1.1视网膜血流

LIU等[7]对208只不同近视程度的眼睛行OCTA检查发现,视网膜微血管在视网膜浅层、深层及全层的密度都与近视程度呈负相关,且与屈光度变化相比,视网膜微血管系统对眼轴长度的变化更为敏感,作者以此推测在近视进展过程中,由于眼球的不断伸长,视网膜逐渐拉伸,从而导致血管密度逐渐下降,这与AL-SHEIKH等[8]、GOEBIEWSKA等[9]的研究一致。MIN等[10]认为,高度近视人群与健康人群相比,旁中心凹血管密度降低,且这种改变在浅表毛细血管(SCP)更明显,他们推测SCP的改变发生在深层毛细血管(DCP)之前,且浅层毛细血管密度(SCPVD)的改变与旁中心凹视网膜厚度呈正相关。而LV等[11]的研究发现在近视儿童中,DCP随着眼轴长度增长而降低,SCP未发现明显改变,他们认为这是因为眼轴过度伸长引起的机械拉伸更容易影响和破坏深层的小直径视网膜血管,由此推测DCP的改变发生在近视早期。还有一些研究者认为随着眼轴的增长,深层血管密度反而增加[12-13]。总之,目前对于近视患者视网膜血流改变的说法不一,考虑到大血管对物理和化学改变的抵抗力更强,微血管密度可能成为评估血管改变的更敏感指标。史佳慧等[14]应用OCTA观察青少年近视患者佩戴角膜塑形镜(OK镜)后眼底微循环的变化,结果发现佩戴OK镜后SCP及DCP均明显增加,但眼轴长度未发生明显变化,由此推测在近视发展过程中,眼底微血流密度的改变早于眼轴长度的改变,OK镜可能通过改善眼底血液循环达到延缓近视进展的目的,在一定程度上避免病理性近视的发生。周海生等[15]利用OCTA随访监测发现病理性近视继发脉络膜新生血管(pm-CNV)的患者玻璃体腔注射康柏西普后,SCP及DCP均增加,这也为临床精准治疗pm-CNV提供可靠依据;且另有研究表明,OCTA诊断pm-CNV的灵敏度为96.7%,特异度为100%,与金标准FFA一致性呈中等程度[16]。因此,利用OCTA对SCP、DCP的定期检测对于预防病理性近视的发生、评估疗效等都具有重要意义。

1.1.2视网膜厚度

刘玉婷等[17]在利用OCTA比较不同程度近视青少年儿童黄斑区视网膜厚度时发现,随着近视屈光度的增加,视网膜厚度降低,且旁中心凹、外环范围内降低更为明显。这与MIN等[10]的研究一致,推测是因为黄斑旁中心凹处大血管更少,由于大血管对物理和化学改变的抵抗力更强,因此缺少大血管的旁中心凹区对轴向拉伸的抵抗力更弱,视网膜变薄更明显。然而,也有一些研究者发现随着眼轴长度的增长,视网膜厚度逐渐增加[13,18],这可能是因为中心凹处的内界膜及后极部玻璃体与视网膜相连,一方面减弱了巩膜对视网膜的牵拉,另一方面玻璃体的反复牵拉引起视网膜水肿增厚。由此可见,对于视网膜厚度与屈光度及眼轴长度的关系仍没有统一定论,还需进一步的探索。

1.1.3黄斑中心凹无灌注区(FAZ)

1.2 脉络膜

1.2.1脉络膜血流

AL-SHEIKH等[8]研究发现近视人群与健康人群相比,脉络膜毛细血管总空腔数量减少,但总流动空腔面积和平均流动空腔面积明显增多,但作者认为这不能排除是因为眼轴长度增长导致脉络膜毛细血管膨胀和拉伸引起,这与SPAIDE等[22]的研究结论一致,同时该研究认为脉络膜毛细血管流动空腔面积的增加与年龄的增长相关,笔者由此可以推测脉络膜血流改变可能与衰老机制有关,但这还需要进一步深入研究。而MIN等[10]认为近视人群和健康人群脉络膜毛细血管平均流动空腔面积及脉络膜毛细血管灌注区面积没有差异。YANG等[23]利用血流分析仪评估近视人群的搏动性眼血流和搏动体积等指标发现,近视患者伴随着脉络膜供血减少,并认为这可能与血管变窄和血管壁变硬有关。还有研究者发现用阿托品、阿扑吗啡或强光治疗近视豚鼠可以抑制近视的发展及脉络膜血流灌注的降低,这说明增加脉络膜血流灌注可以抑制近视的发展,而它也可以成为近视发展的直接预测指标及其长期标志物[24]。JIANG等[25]的研究进一步证实,低强度红光治疗可以有效控制近视的发展,其机制可能是因为低强度红光照射后会增加眼底血液的流动和代谢,尤其是脉络膜血流灌注,从而改善巩膜缺氧导致的巩膜重塑,达到控制近视发展的作用。

1.2.2脉络膜厚度

AL-SHEIKH等[8]研究发现近视人群与健康人群相比,脉络膜厚度降低,并推测脉络膜厚度的减少与眼轴长度的增长有关。XIUYAN等[13]、MIN等[10]进一步证实了这一观点。但以上研究均未发现脉络膜厚度与脉络膜毛细血管灌注的相关性,因此推测脉络膜毛细血管灌注在近视的发生上是独立于眼轴长度变化的影响因素。但也有研究者发现近视豚鼠的脉络膜毛细血管灌注与脉络膜厚度呈正相关[26]。另有动物实验也发现,注射血管扩张药物哌唑嗪不仅可以促进形觉剥夺小鼠脉络膜厚度与脉络膜毛细血管灌注的提高,还可以有效减轻巩膜的缺氧程度,明显减缓近视发展[27]。ZHOU等[28]也发现,在低强度红光照射9个月后,患儿的脉络膜厚度明显增加,推测其可能原因是增加了脉络膜脉血流,并减少了巩膜缺氧,达到了控制近视进展的目的。总之,目前脉络膜血流改变在近视进展中发挥的作用逐渐受到临床重视,但研究还相对较少,未来还需要进一步探索。

2 OCTA在远视中的临床应用

远视即调节放松的状态下平行光线通过眼的屈光系统后成像在视网膜之后的一种屈光状态。低度远视本身是眼球发育的一个过程,在这个过程中远视度数逐渐降低,逐步发育成正视,但部分患者在这期间远视度数过高,出现中高度远视。还有少部分高度远视患者伴随后极部小眼征(PM)出现,PM是以高度远视、短眼轴、视网膜黄斑褶皱为主要临床表现的一种眼部发育障碍性疾病,后期会导致严重的弱视[29],因其眼前段往往无异常表现,在临床上容易被忽略。研究表明,中高度远视患儿容易形成斜视、弱视,并造成不可逆的视功能损害,但早期积极进行训练,可改变其屈光度,改善预后[30]。

2.1 视网膜

2.1.1视网膜血流

LV等[11]研究发现高度远视组黄斑区DCPVD高于近视组及正视组,且与眼轴长度密切相关,但SCPVD没有明显差异,这与李晨晨等[31]、李娜等[32]的研究一致,他们推测DCP可能是视网膜最重要的灌注丛,DCP的差异可能是导致近视发展的原因。VENKATESH等[33]研究发现PM患者与健康对照人群相比,中心凹SCPVD、DCPVD均升高,且与远视程度呈正相关。然而与以上研究结论不同,ABROUG等[34]研究发现PM患者与健康对照人群相比,SCPVD没有明显差异,而DCPVD明显降低。总之,目前大多数研究认为远视患者黄斑区DCPVD增高,但对PM患者视网膜血流的改变还存在争议,还需进一步研究。

2.1.2视网膜厚度

李晨晨等[31]研究发现高度远视儿童与对照组相比,中心凹视网膜厚度及平均视网膜厚度无明显差异。这与SASAKI等[35]的研究结论一致。但LV等[11]却认为远视组中心凹视网膜厚度较近视及对照组增高。也有研究者发现PM患者眼中央黄斑厚度明显高于单纯高度远视眼和正常眼,且以内层增厚最为明显,并与远视程度呈正相关[33,35]。彭小维等[36]发现,高度远视性弱视患者在经屈光矫正及弱视治疗后,视盘周围视网膜神经纤维层和黄斑中心凹视网膜厚度均有变薄的趋势。且研究表明不同的矫正方式会影响患儿屈光度的变化,适当的远视欠矫正保留了患儿的部分远视以刺激调节,符合正常儿童正视化的过程,相对于远视足矫正或许能更好地促进眼球生长,改善患儿的屈光状态[37]。

2.1.3FAZ

SASAKI等[35]研究发现高度远视眼的FAZ面积与健康眼无明显差异,但PM组的FAZ面积却小于高度远视组及对照组,这与VENKATESH等[33]的研究结论一致,但上诉研究均未描述FAZ面积与远视程度的相关性。总之,目前关于远视患者FAZ面积及周长的研究较少,还需进一步探索。

2.2 脉络膜

目前对于远视患者脉络膜变化的研究相对较少,有研究者发现PM患者较健康对照组中心凹下脉络膜厚度明显增高,且与年龄、眼轴长度呈负相关,但在脉络膜血流灌注上未发现明显差异及相关性。目前还缺乏应用OCTA观察单纯远视患者脉络膜血流及厚度改变的研究,相信进一步的研究对明确儿童屈光状态变化的机制具有重大意义。

3 OCTA在屈光参差中的临床应用

屈光参差是指双眼间屈光度数不相等,可以导致双眼融像困难、立体视觉损伤、弱视等[38],目前认为双眼眼轴增长速度不同是产生屈光参差的主要原因[39]。既往研究表明眼轴长度的改变将会导致眼底结构的变化,因此对非弱视性屈光参差患者双眼眼部结构的差异进行研究,对评估患者双眼视功能的差异,监测疾病进展均有积极意义,有助于在疾病早期进行积极有效的干预。

3.1 视网膜

3.1.1视网膜血流

WU等[40]研究发现在近视性屈光参差患者中,长眼轴眼与对侧眼相比,SCPVD、DCPVD明显降低,这与LIU等[41]的研究结论一致。但谭亮章等[42]认为,长眼轴眼较对侧眼SCPVD明显增加,DCPVD没有明显差异。虽然还有一些研究发现SCPVD、DCPVD在屈光参差患者双眼间的差异无统计学意义,但通过对结果的分析可以看到长眼轴眼血流密度增高的趋势[43]。且最新的研究发现只有在双眼屈光度差异>1.5 D时,双眼SCPVD差异才有统计学意义,以下方和中心凹区增加最为明显[44]。ZHANG等[45]研究发现治疗后的屈光参差弱视患儿SCPVD增加。从以上研究可以推测增加黄斑区SCP可能是保证长眼轴眼视功能的关键,但它增加的机制及如何维持或改善近视性屈光参差患者视功能仍需进一步研究。

3.1.2视网膜厚度

谭亮章等[42]研究发现在近视性屈光参差患者中,长眼轴眼与对侧眼视网膜厚度无明显差异,这与VINCENT等[46]的研究结果一致。虽然在黄灿凤等[43]的研究中屈光参差患者双眼视网膜厚度的差异无统计学意义,但他们推测长眼轴眼视网膜厚度较对侧眼有变薄的趋势,但这还需要扩大样本量进一步研究确认。还有研究者认为近视性屈光参差患者长眼轴眼较对侧眼视网膜厚度增大[44],这种变化在远视性屈光参差患者中也有发现[47],且远视性屈光参差患者在治疗后黄斑区下方视网膜有变薄的趋势[48]。总之,对于屈光参差患者双眼视网膜厚度的研究结果差异较大,还需进一步探索。

3.1.3FAZ

XIONG等[44]认为屈光参差患者双眼FAZ面积没有明显差异,这与谭亮章等[42]、黄灿凤等[43]的研究结论一致。但WU等[40]认为长眼轴眼较对侧眼FAZ面积增大,这与GHASSEMI等[19]在近视患者中的研究结果一致。

3.2 脉络膜

3.2.1脉络膜血流

WU等[49]研究发近视性屈光参差患者长眼轴眼较对侧眼脉络膜血管密度降低,脉络膜毛细血管流动空腔面积增多,且与双眼眼轴长度的差异有相关性。这与LIU等[41]、WU等[40]、XIONG等[44]的研究结果一致。LIU等[50]进一步发现只有在双眼屈光度差异>1.5 D时,双眼脉络膜血管密度降低才有统计学意义,这意味着在屈光参差早期,增加脉络膜血流灌注可能有维持长眼轴眼视功能,减缓疾病进展的作用。

3.2.2脉络膜厚度

研究发现,近视性屈光参差患者长眼轴眼较对侧眼脉络膜厚度降低,且降低程度与脉络膜血管密度降低及脉络膜毛细血管流动空腔面积增多程度呈正相关[49]。这与其他一些研究者的结论一致[40-41,44,46,50],且LIU等[41]认为双眼脉络膜厚度的差异是影响双眼眼轴长度和屈光度的独立危险因素。而研究证实OK镜和阿托品滴眼液在控制近视进展的同时可缩小屈光参差量[51-52],但只有OK镜减少了屈光参差双眼间眼轴长度差值[53]。总之,青少年屈光参差患者长期佩戴OK镜后可导致长眼轴眼脉络膜厚度增加,进而延缓眼轴长度增长,减小屈光参差双眼间眼轴长度差值,对控制屈光参差的发展具有良好效果[54]。

4 总结与展望

高度近视、高度远视及严重的屈光参差最终都可能会导致不可逆转的视功能损害,因此早期发现、积极治疗对疾病的预后具有重大意义。OCTA作为一种简单、快速、非侵入性的新型血流成像技术,虽然也有一定的局限性,但它能够对不同屈光状态下视网膜、脉络膜的血管形态分层检测,并提供清晰的三维图像,帮助进一步认识疾病的发生、进展机制,有助于对疾病的早期预防及积极干预。期望未来随着相关软件和硬件的研发,OCTA还可以延伸到临床各系统的诊断与治疗,在医学领域的应用范围将更加广阔。