OCTA定量分析新疆不同民族健康人黄斑区血流参数的差异

杨 超,易湘龙,张 娟,张 荣

0引言

黄斑位于视网膜的中央,是视觉最敏锐的区域,任何累及黄斑区的病变都会引起中心视力的明显下降,有效分析黄斑区血流灌注情况是评价视力预后的重要指标之一[1]。传统的眼底血管检测金标准为眼底荧光血管造影(fluorescein angiography,FFA),但由于检查禁忌证较多、耗时长且有创等原因,一定程度上限制了其在临床诊疗中的应用[2]。光相干断层扫描血管成像(optical coherence tomography angiography,OCTA)是一种新兴的眼底成像手段,基于其特殊的检测原理,可以在短时间内非侵入性的获得全层视网膜血管造影图像并分层分析[3],量化浅层毛细血管丛(superfacial capillary plexus,SCP)血流密度(vessels density,VD)、深层毛细血管丛(deep capillary plexus,DCP)VD以及黄斑中心凹无血管区(foveal avascular zone,FAZ)面积、周长、圆度指数等参数,已被广泛应用于糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)[4]、视网膜静脉阻塞(retinal vein occlusion,RVO)[5]、年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration,ARMD)[6]等常见眼底病的科研及诊治。然而不同人群的OCTA基线数据可能各有差异,已有研究证明黑、白、黄三大人种之间黄斑区血流参数有显著差异[7-8],这些差异可能影响不同人群对眼底血管性疾病的耐受性,但目前尚无对国内不同民族之间黄斑区血流参数的对比分析。新疆是一个多民族聚集的地区,其中以维吾尔族、汉族、哈萨克族、回族人口最多,各族之间具有不同的生活习惯和遗传差异。本研究利用OCTA分组分析维吾尔族、汉族、哈萨克族、回族健康人群黄斑区血流参数差异,探讨民族差异对黄斑区血流灌注及相关眼底病易感性的影响,为临床诊疗提供客观依据。

1对象和方法

1.1对象横断面研究。选取2022-12/2023-03于伊犁哈萨克自治州友谊医院眼科中心就诊的维吾尔族、汉族、哈萨克族、回族四族健康人320例320眼(所有人均选取右眼,若右眼不符合纳排标准则选取左眼),其中维吾尔族80眼,平均年龄34.5±11.2岁,男性占比42.5%(34眼);汉族80眼,平均年龄37.2±11.6岁,男性占比46.3%(37眼);哈萨克族80眼,平均年龄34.7±10.0岁,男性占比41.3%(33眼);回族80眼,平均年龄36.7±10.7岁,男性占比43.8%(35眼)。纳入标准：(1)年龄≥18岁;(2)民族：维吾尔族、汉族、哈萨克族、回族;(3)等效球镜-3.00-+3.00 D。排除标准：(1)有任何内眼手术史(如白内障术后);(2)屈光间质严重混浊,图像质量(IQ)<60;(3)既往有长期吸烟史;(4)人工判读原始图像有明显伪影;(5)既往有任何影响视网膜血供的全身或眼疾史(如高血压、糖尿病、青光眼、葡萄膜炎等)。本研究经过伊犁哈萨克自治州友谊医院伦理委员会审核并批准,所有受试者均知晓并同意参加此项研究,符合《赫尔辛基宣言》。

1.2方法

1.2.1基本资料及检查记录受试者的姓名、年龄、性别、族别、既往史等一般情况,按族别分组编号,使用自动电脑验光仪获取等效球镜,使用IOL Master 700生物测量仪获取眼轴长度。

1.2.2OCTA检查及图像分析所有受试者均由同一名技术熟练的医师使用DRI Triton OCT检测仪获取OCTA原始图像,扫描区域为以黄斑为中心3 mm×3 mm范围。扫描完成后手动录入眼轴,矫正放大效应,基于糖尿病视网膜病变早期治疗研究(early treatment of diabetic retinopathy study,ETDRS)将图像划分以黄斑中央凹为圆心,直径分别为1、2.5 mm的两个同心圆,将小圆范围定义为中央区,大圆范围定义为整体区,环形范围定义为旁中央区,并按不同方位进一步将旁中央区分为上、下、鼻、颞四个象限。使用系统内置的IMAGENET6软件自动分层分析获取SCP、DCP各区域VD及FAZ面积、周长、圆度指数等参数,由同一名经验丰富的医师审核记录,必要时手动描绘校准。

2结果

2.1各族健康人基线比较本研究纳入四族健康人各80例80眼共320眼,年龄18-67(平均35.8±10.9)岁,其中男139眼,占比43.4%。四族健康人的年龄、性别、屈光度、眼轴、IQ比较,差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。

2.2各族血流参数的基线数据比较维吾尔族SCP平均旁中央凹VD为46.31%±1.36%,FAZ面积为0.346±0.120 mm2;DCP平均旁中央凹VD为44.59%±1.78%,FAZ面积为0.676±0.210 mm2。汉族SCP平均旁中央凹VD为46.35%±1.49%,FAZ面积为0.359±0.100 mm2;DCP平均旁中央凹VD为44.83%±1.89%,FAZ面积为0.691±0.181 mm2。哈萨克族SCP平均旁中央凹VD为45.95%±1.31%,FAZ面积为0.307±0.127 mm2;DCP平均旁中央凹VD为44.51%±1.68%,FAZ面积为0.539±0.169 mm2。回族SCP平均旁中央凹VD为46.46%±1.54%,FAZ面积为0.361±0.115 mm2;DCP平均旁中央凹VD为44.89%±1.68%,FAZ面积为0.675±0.195 mm2,见表2。

表1 各族健康人的基线比较

表2 各族血流参数基线数据的比较

表2 各族血流参数基线数据的比较

参数维吾尔族(80例)汉族(80例)哈萨克族(80例)回族(80例)FPSCP 上方VD(%)47.23±2.2046.90±2.1846.84±1.8246.94±2.050.5210.668 下方VD(%)47.23±2.2046.72±2.4546.26±2.13a47.45±2.41c,e4.2810.006 鼻侧VD(%)45.12±1.9145.97±2.02a45.44±1.9545.76±1.94a2.9320.034 颞侧VD(%)45.70±1.8045.81±1.9145.26±1.8345.69±1.911.3650.253 中央凹VD(%)19.66±4.7418.36±3.8120.70±5.33c18.85±4.45e3.9290.009 旁中央凹VD(%)46.31±1.3646.35±1.4945.95±1.3146.46±1.541.9040.129 整体VD(%)42.05±1.2441.87±1.3641.91±1.2242.04±1.570.3550.786 FAZ面积(mm2)0.346±0.1200.359±0.100e0.307±0.127a,c0.361±0.115e3.7210.012 FAZ周长(mm)2.578±0.4812.669±0.4442.439±0.552c2.741±0.475a,e5.650<0.001 FAZ圆度指数0.637±0.0620.631±0.0640.630±0.0670.596±0.073a,c,e6.408<0.001DCP 上方VD(%)45.40±2.6445.64±2.5145.51±2.4845.52±2.790.1140.952 下方VD(%)44.98±2.9145.20±3.5644.46±2.3645.45±2.911.5970.190 鼻侧VD(%)44.36±2.5944.88±2.7744.46±2.3844.71±2.340.6870.561 颞侧VD(%)43.61±2.4243.61±2.6443.61±2.3243.89±2.190.2680.848 中央凹VD(%)16.23±4.3114.57±3.62a17.10±4.87c14.72±4.09a,e6.630<0.001 旁中央凹VD(%)44.59±1.7844.83±1.8944.51±1.6844.89±1.680.8740.455 整体VD(%)40.05±1.5039.99±1.6940.13±1.4940.06±1.660.1010.959 FAZ面积(mm2)0.676±0.2100.691±0.1810.539±0.169a,c0.675±0.195e11.377<0.001 FAZ周长(mm)3.623±0.6543.684±0.5383.155±0.513a,c3.640±0.589e14.891<0.001 FAZ圆度指数0.643±0.0730.635±0.0720.667±0.065a,c0.633±0.064e4.2380.006

注：aP<0.05 vs 维吾尔族;cP<0.05 vs 汉族;eP<0.05 vs 哈萨克族。

2.3各族间血流参数差异四族SCP-VD下方、鼻侧、中央凹,SCP-FAZ面积、周长、圆度指数,DCP-VD中央凹,DCP-FAZ面积、周长、圆度指数差异有统计学意义(均P<0.05)。在SCP中,维吾尔族下方VD大于哈萨克族(P=0.008),回族下方VD大于汉族、哈萨克族(P=0.045、0.001),汉族、回族鼻侧VD大于维吾尔族(P=0.006、0.038),哈萨克族中央凹VD大于汉族、回族(P=0.001、0.012);维吾尔族、汉族、回族FAZ面积大于哈萨克族(P=0.036、0.005、0.004),汉族、回族FAZ周长大于哈萨克族(P=0.003、<0.001),回族FAZ周长大于维吾尔族(P=0.037),维吾尔族、汉族、哈萨克族FAZ圆度指数大于回族(均P<0.001)。在DCP中,维吾尔族中央凹VD大于汉族、回族(P=0.014、0.025),哈萨克族中央凹VD大于汉族、回族(均P<0.001);维吾尔族、汉族、回族FAZ面积及周长大于哈萨克族(均P<0.001),哈萨克族FAZ圆度指数大于维吾尔族、汉族、回族(P=0.023、0.003、0.002),见表2。

2.4各族性别间血流参数差异在SCP中,汉族女性FAZ面积及周长大于男性,回族女性FAZ圆度指数大于男性(均P<0.05,表3)。在DCP中,四族女性旁中央凹VD、整体VD均大于男性(均P<0.05,表4)。

2.5各族血流参数与年龄的相关性分析在SCP中,哈萨克族FAZ圆度指数与年龄呈负相关。在DCP中,汉族、哈萨克族、回族旁中央凹VD、整体VD与年龄呈负相关,见表5。

2.6各族血流参数与眼轴的相关性分析在SCP中,哈萨克族、回族中央凹VD与眼轴呈负相关,回族旁中央凹VD与眼轴呈负相关,维吾尔族、哈萨克族、回族整体VD与眼轴呈负相关,哈萨克族FAZ面积、周长与眼轴呈正相关。在DCP中,维吾尔族、哈萨克族、回族中央凹VD与眼轴呈负相关,回族整体VD与眼轴呈负相关,哈萨克族、回族FAZ面积、周长与眼轴呈正相关,见表6。

3讨论

视网膜位于眼球壁的最内层,能够将光信号转化为电信号,是形成视觉的关键组成部位之一。OCTA作为近几年新出现的一种视网膜检查手段,基于其无创、可量化、耗时短、可重复性高等优势[9],已被广泛应用于健康人视网膜血流灌注状态的研究以及常见眼底血管性疾病的诊疗,且较吲哚菁绿血管造影有更高的脉络膜新生血管(choroidal neovascularization,CNV)检出率,能更直观地显示CNV的病变范围[10]。但在既往研究结果中发现,健康人黄斑区血流灌注状态可能受种族、性别、年龄、眼轴、IQ等多种因素的影响。

国外有研究证明白种人的FAZ面积显著小于黑种人和黄种人,黑种人的VD小于白种人,并且在白种人中,西班牙裔与非西班牙裔间FAZ面积也有显著差异[7-8,11-13]。这些结论表明各种族人群的视网膜血管结构可能存在先天差异,基线VD更小、FAZ面积更大的种族对视网膜血管性疾病的耐受性更差,并且认为这可能是导致黑种人DR的患病率更高以及RVO视力损害更严重的解剖学原因之一[8]。本研究在保证性别、年龄、眼轴、IQ一致的前提下,对比分析了新疆维吾尔族、汉族、哈萨克族、回族4个不同民族黄斑区血流参数的差异。结果表明4个民族旁中央凹VD差异并不明显,只有维吾尔族-哈萨克族、汉族-回族及哈萨克族-回族间的SCP-VD下方以及维吾尔族-汉族、维吾尔族-回族间的SCP-VD鼻侧存在差异,但FAZ面积、周长、圆度指数差异十分显著。哈萨克族的SCP-FAZ面积显著小于其它3个民族,SCP-FAZ周长显著小于汉族和回族,DCP-FAZ面积、周长显著小于其它3个民族,DCP-FAZ圆度指数显著大于其它3个民族;回族的SCP-FAZ圆度指数显著小于其它3个民族。已有大量研究表明,FAZ面积、周长扩大可作为DR的早期预测指标之一,虽然目前尚没有DR发病率的新疆多民族分析,但在一项与DR密切相关的痛性糖尿病神经病变(painful diabetic neuropathy,PDN)的研究中发现,在DM患者中,哈萨克族PDN的发病率显著低于汉族和维吾尔族[14]。本研究通过对四族健康人黄斑区血流参数的分析证明,与其它三族相比,哈萨克族具有更低的基线FAZ面积、周长,这可能意味着哈萨克族比其它三族人群具有更高的DR耐受性。

表3 各族不同性别间SCP各参数对比

表3 各族不同性别间SCP各参数对比

参数民族男女tP中央凹VD(%)维吾尔族20.32±4.3719.17±5.001.0730.286汉族19.06±3.8017.76±3.771.5410.127哈萨克族21.51±5.8620.14±4.911.1360.259回族19.14±4.5418.63±4.430.5030.616旁中央凹VD(%)维吾尔族45.97±1.3846.57±1.30-1.9740.052汉族46.16±1.4246.52±1.54-1.0870.280哈萨克族45.87±1.4246.01±1.24-0.4860.628回族46.23±1.7446.64±1.35-1.1770.243整体VD(%)维吾尔族41.87±1.1942.18±1.28-1.1290.262汉族41.82±1.3841.92±1.36-0.3140.755哈萨克族41.97±1.2441.87±1.230.3440.731回族41.89±1.8642.16±1.32-0.7360.464FAZ面积(mm2)维吾尔族0.323±0.1010.363±0.131-1.4890.141汉族0.332±0.0950.383±0.099-2.3670.020哈萨克族0.285±0.1310.323±0.123-1.3570.179回族0.344±0.1120.375±0.116-1.2090.230FAZ周长(mm)维吾尔族2.525±0.4582.618±0.499-0.8560.394汉族2.559±0.4392.763±0.431-2.0870.040哈萨克族2.381±0.6592.479±0.466-0.7870.434回族2.731±0.5122.748±0.449-0.1610.873FAZ圆度指数维吾尔族0.623±0.0660.648±0.057-1.7700.081汉族0.632±0.0710.630±0.0580.1480.883哈萨克族0.613±0.0760.642±0.058-1.9330.057回族0.572±0.0810.614±0.060-2.6640.009

表4 各族不同性别间DCP各参数对比

表4 各族不同性别间DCP各参数对比

参数民族男女tP中央凹VD(%)维吾尔族16.18±4.0516.26±4.53-0.0890.929汉族14.30±3.5614.80±3.70-0.6100.544哈萨克族16.99±5.2517.19±4.63-0.1830.855回族14.77±4.4114.68±3.870.0930.926旁中央凹VD(%)维吾尔族43.87±1.4545.12±1.83-3.3000.001汉族44.17±1.9845.40±1.63-3.0420.003哈萨克族44.05±1.7044.84±1.60-2.1040.039回族44.39±1.6745.28±1.61-2.4140.018整体VD(%)维吾尔族39.44±1.2540.50±1.51-3.3470.001汉族39.39±1.7740.50±1.46-3.0810.003哈萨克族39.72±1.5640.41±1.39-2.0870.040回族39.65±1.6240.38±1.64-1.9940.049FAZ面积(mm2)维吾尔族0.727±0.2370.639±0.1811.8730.065汉族0.710±0.1840.675±0.1790.8770.383哈萨克族0.546±0.1850.533±0.1590.3280.744回族0.691±0.2210.662±0.1740.6390.525FAZ周长(mm)维吾尔族3.769±0.6913.516±0.6101.7360.086汉族3.735±0.5473.640±0.5320.7870.434哈萨克族3.206±0.5783.119±0.4650.7410.461回族3.713±0.6143.583±0.5690.9760.332FAZ圆度指数维吾尔族0.636±0.0770.648±0.070-0.6910.492汉族0.636±0.0690.634±0.0760.1240.902哈萨克族0.652±0.0680.678±0.060-1.7800.079回族0.619±0.0600.645±0.065-1.8370.070

表5 各族血流参数与年龄的相关性分析

性别差异也是眼科热门的解剖学研究因素之一,但目前在黄斑区血流灌注方面的研究结果不径相同。一部分研究者认为性别不影响黄斑区血流灌注[7,15-16],另一部分研究者则表示男性比女性具有更低的VD以及更大的FAZ面积[17-22]。通过我们的研究发现,在FAZ方面,只有汉族女性的SCP-FAZ面积、周长大于男性,在其它3种民族中,虽然女性的平均FAZ面积、周长也都大于男性,但并没有达到统计学标准;但在VD方面,四族女性的旁中央凹区DCP-VD均大于男性,这与之前研究者的结果是一致的。分析出现这些差异的原因,可能与性激素高低不同以及女性眼球偏小有关,但仍需更大样本量的数据来进一步验证。

表6 各族血流参数与眼轴的相关性分析

年龄是ARMD、RVO等常见眼底病的危险因素之一,随着OCTA技术的发展,关于年龄对眼底血流灌注影响的分析也颇为广泛。大多数研究表明年龄与VD呈负相关[15,18,20-21,23-24],与FAZ面积及VD的变异性呈正相关[25],但也有部分研究者认为眼底血流灌注与年龄无明显相关性[16,26]。在我们的研究中,汉族、哈萨克族、回族三族的旁中央凹及整体DCP-VD与年龄呈负相关,维吾尔族的DCP-VD虽然也随年龄增长有下降趋势,但未达统计学意义。这可能与本次研究受试者的年龄普遍集中在20-40岁,年龄跨度较小且不够均匀有关,因此还需要年龄设计更合理的研究来进一步阐述年龄对眼底血流灌注的影响,同时建立相应数据库,从而更好地为老年人视力保驾护航。

眼轴是临床中衡量眼球大小的主要参数之一,也是评估很多眼疾治疗风险及预后的重要指标之一,与特发性脉络膜新生血管、高度近视性脉络膜视网膜病变等常见眼底病的发生发展息息相关。通常认为,随着眼轴逐渐增长视网膜被不断拉伸,从而导致眼底血流灌注率下降而FAZ范围增加,这一观点已被部分研究证实[27-28]。但也有一些研究表明在非高度近视人群中,眼轴的长短不影响眼底血流灌注[29]及FAZ面积[30],还有一些研究甚至认为FAZ面积与眼轴呈负相关[16]。由于OCTA扫描原理的限制,基于默认眼轴参数对不同轴长的眼球扫描时,当实际眼轴小于默认眼轴参数时,实际扫描的眼底范围要小于预设范围,反之则会大于预设范围,且这个误差比例会随着轴长差的增大而增大。因此在未经眼轴校准的前提下对OCTA图像进行分析时,长轴眼的FAZ面积、周长会比实际数值小,短轴眼反之,并且FAZ面积的误差在校正前后可以达到20%-51%[31]。有研究显示,直至2020年,只有大约8%的OCTA相关研究校正了因眼轴导致的放大效应,还有大约3.8%的研究提及了没考虑眼轴引起的放大效应是研究的不足之一[32]。本研究共收集了320名-3.00 D≤等效球镜≤+3.00 D的健康人,平均眼轴23.26±0.83 mm,眼轴区间21.44-25.35 mm,在校正了眼轴的放大效应后得出,维吾尔族、哈萨克族、回族的整体SCP-VD、中央凹DCP-VD与眼轴呈负相关,哈萨克族、回族的中央凹SCP-VD与眼轴呈负相关、DCP-FAZ面积与眼轴呈正相关,与目前主流的研究结果一致,但这些趋势在汉族中并不显著,可能是因为我们所选受试者的眼轴区间偏窄、样本量偏小所导致的。

据我们所知,这是第一份关于对国内不同民族间OCTA血流参数差异的分析报告,获得了新疆维吾尔族、汉族、哈萨克族、回族健康人群黄斑区主要血流参数的基线数据,证明了不同民族间健康人群黄斑区血流参数是有差异的,其中哈萨克族的FAZ面积、周长明显小于其它三族,并且黄斑区血流参数与性别、年龄及眼轴相关,在进行相关分析时应当考虑。本研究也有一些不足：(1)入组的样本量比较少,且大部分受试者为青壮年,整体年龄跨度偏窄,可能会造成一些偏倚;(2)没有考虑学历、职业、体质量、身高、血脂等潜在因素,可能存在一些混杂因素;(3)因OCTA技术的限制,目前尚无法彻底消除浅层投影对深层血流参数的影响,对深层的分析可能存在一定误差。希望将来能通过样本量更大、数据更完备的研究来进一步确定民族差异对黄斑区血流参数的影响趋势,为本地OCTA诊疗提供更合理的客观依据。