1090 眼科新进展 2018 年 11 月第 38 卷第 11 期层,3mm 3mm 模式下测量优于 6mm 6mm 模式 [7] 青光眼人群中测得的血管密度可重复性与健康人群相似 [8] 信号强度(signalstrengthintensity, SSI) 对可重复性有影响 OCTA 在评估糖

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切梁
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1 1089 欁欁引文格式 : 孙姣, 王佳琳, 王艳玲, 陈曦. 眼部血管密度测量及其临床意义研究进展 [J]. 眼科新进展,2018, 38(11): doi: /j.cnki.rao 欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁文献综述眼部血管密度测量及其临床意义研究进展孙姣王佳琳王艳玲欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁作者简介 : 孙姣, 女,1993 年 5 月出生, 河南濮阳人,2017 级在读硕士研究生研究方向 : 玻璃体视网膜疾病 E mail:sunjiao@ccmu.edu.cn; ORCID: AboutSUN Jiao:Female,born in May,1993.Postgraduatestudent.E mail:sunjiao@ ccmu.edu.cn;or CID: 收稿日期 : 修回日期 : 本文编辑 : 王燕基金项目 : 首都卫生发展科研专项资助 ( 编号 : 首发 ); 北京市自然科学基金资助 ( 编号 : ) 作者单位 : 北京市, 首都医科大学附属北京友谊医院眼科通讯作者 : 王佳琳,E Receiveddate:Agu27,2018 Accepteddate:Sep21,2018 Foundationitem:Capital sfundsfor Health Improvement and Research (No: );BeijingMunicipal Natural Science Foundation (No: ) FromtheDepartmentofOphthalmolo gy,beijingfriendshiphospital,cap ital Medical University, Beijing ,China Responsibleauthor:WANGJia Lin, E mail:wangjialin@ bjmu.edu.cn; ORCID: 陈曦 Researchprogressofvesseldensityinoculardiseases SUN Jiao,WANG Jia Lin,WANG Yan Ling,CHEN Xi Abstract Vesseldensitycanquantifybloodflow andisanobjectiveindicatorfor assessingbloodflowintheeye.ithasimportantclinicalsignificanceforthepathological mechanism exploration,diagnosis,treatment,andfolow upofophthalmicdiseases.this paperwilgiveareview ontheresearchesofvesseldensityinophthalmology,andthe clinicalsignificanceofoculardiseasesareexploredsuchasglaucoma,nonarteriticis chemicopticneuropathy,diabeticretinopathy,retinalveinocclusion,myopiaandambly opia,age relatedmaculardegeneration,retinitispigmentosaandotherdiseases. Keywords vesseldensity;opticcoherencetomographyangiography;oculardis eases 摘要血管密度是能够量化评估眼部血流状态的客观指标, 对探索眼科疾病的病理机制诊断治疗和随访均有重要的临床意义本文对近年来血管密度在眼科疾病中的研究进行总结, 探讨青光眼非动脉炎性缺血性视神经病变糖尿病视网膜病变视网膜静脉阻塞近视与弱视老年性黄斑变性视网膜色素变性等疾病患者进行血管密度测量的临床意义关键词血管密度 ; 光学相干断层扫描血管成像 ; 眼科疾病中图分类号 R770.4 血管密度是评估眼部血流状态的重要客观指标, 可通过不同检测方法获得由于光学相干断层扫描血管成像 (opticalcoherencetomographyangiogra phy,octa) 技术的成熟和广泛应用, 获取血管密度指标具有了无创便捷可重复性好等优势, 实现了对眼底血流的定量分析, 为眼科疾病的诊断治疗随访和探索病理生理机制等提供了有力的帮助近年来关于血管密度的研究日益增多, 现就血管密度在眼科疾病中的研究进展进行综述 1 血管密度测量的血管密度能够反映视网膜微血管的改变, 并且与年龄相关在形态学分析上, 他们将血管密度定义为每个限定区域内血管分布像素值所占百分比 [2] Pereira 等在频域光学相干断层扫描 (opticalcoher encetomography,oct) 图像中使用软件 Matlab 测量 [3] 了健康人群视盘周围血管密度,Zheng 等也使用频域 OCT 通过软件 Photoshop 获取脉络膜大血管密度 [4] 此外,Bouhenni 等通过显微镜在固定区域内统计结膜组织标本中的血管数目来评估血管密度以上方法为研究眼底血流提供了一定帮助, 但尚处于初始阶段, 研究范围较局限, 未能在临床中得到推广 1.2 OCTA 测量血管密度 OCTA 是一种新型无创 1.1 OCTA 问世前测量血管密度的方法 OCTA 问世之前, 研究者们曾尝试通 [1] 过半自动图像分析软件和显微镜下计数的方式评估血管密度 Hamid 等基于彩超通过软件 FracLacforImageJ 计算得出整体和局部血管密度, 认为这种欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁间接测量方式得出血管成像技术, 可提供三维血流图像, 且能对其进行精确的定性和定量分析与荧光素眼底血管造影和吲哚青绿血管造影相比,OCTA 除了具备无创快速可重复性高的特点, 还可提供高分辨率视网膜和脉络膜血管结构图像, 以观察血流形态血管结构和走行由于 OCTA 的图像是由血流的像素点构成, 因而能对黄斑区及视盘区血管密度进行分区和分层定量测定 OCTA 测量血管密度的可重复性和再现性 [5] [6] Lei 等和 Al Sheikh 等通过研究证明, 在健康及患眼病人群中使用 OCTA 测得的血管密度具有较好的可重复性和再现性, 但不同扫描区域和模式其程度有所不同测量视网膜表层血管密度优于深

2 1090 眼科新进展 2018 年 11 月第 38 卷第 11 期层,3mm 3mm 模式下测量优于 6mm 6mm 模式 [7] 青光眼人群中测得的血管密度可重复性与健康人群相似 [8] 信号强度(signalstrengthintensity, SSI) 对可重复性有影响 OCTA 在评估糖尿病视网膜病变血管密度也具有高度再现性 [9] 然而,Corvi [10] 等评估了健康人视网膜血管密度在 7 种不同 OC TA 设备间测量的可重复性, 研究结果说明可重复性不佳, 因此在研究中不能直接比较不同设备之间的测量数据, 建议使用同一 OCTA 设备进行血管密度测定 OCTA 测量血管密度的校正因素在使用 OCTA 测量血管密度时受到眼轴长度有髓神经纤维位置以及图像 SSI 的影响健康人黄斑区血管密度与年龄相关, 年龄越大血管密度越低 [11], 但也有研究认为与年龄无关 [12] 黄斑区血管密度不受眼轴影响 [11], 但视盘周边的血管密度受眼轴的影响, 与其他相关研究结果相符 [13] [14] Sampson 等发现眼轴长度不同导致图像放大倍率不同, 这种差异应该在使用 OCTA 时矫正有研究证明, 使用 OCTA 测得的血管密度与 SSI 呈正相关 [12,15] [16] Mansouri 等发现青光眼中血管密度有昼夜差异, 但这种变化不大且没有临床意义, 这种改变与眼压波动无关, 与 [8] SSI 有关 Venugopal 等在青光眼和健康人群中高 SSI 时血管密度高低质量的图像会导致表面血管密度测量时双眼间的不对称性 [17] Holo [18] 研究发现有髓神经纤维对 OCTA 测定血管密度有影响, 并且对不同层面影响不同, 在视盘层密度高于其他区域, 在神经纤维层低于其他区域, 临床上需要区别是有髓神经纤维还是视神经损伤导致的血管密度降 [19] 低 Rao 等证明血管密度与性别有关这提示在进行 OCTA 测定和判读时, 除了需考虑疾病本身的因素外, 还需对年龄眼轴 SSI 和有髓神经纤维等因素进行校正 2 血管密度测量在眼科疾病中的应用血管密度测量使得评估血流获得了更为丰富的信息, 可以为眼底血流的判断疾病血流的变化及临床上疾病的随诊提供更为客观的指标影像学技术的进步和临床应用加深了对疾病的诊疗信息及发病机制的探索, 并且目前血管密度已用于多种眼科疾病的诊断和病情监测充分运用 OCTA 定量工具可以实现对眼底血流的定量分析, 大大方便了对病情的随访监测和评估以及指导个性化治疗方案 2.1 血管密度在青光眼中的应用血管密度在青光眼病理机制研究中的应用青光眼患者血管密度的定量测量有助于探索病理生理机制 [20], 解释其病变中结构功能与灌注之间的关系, 说明血流改变在其病变中有重要作用青光眼患者视网膜血管密度降低, 并且在视盘区最明显 [21] [22 26] 众多学者研究发现青光眼患者中视盘周围血管密度减少与结构性指标视网膜神经纤维层厚度 (retinalnervefiberlayerthicknes,rnflt) 神经节细胞复合体 (ganglioncelcomplex,gcc) 减少与视野缺损范围有一致性 [27], 并且这种关系以颞侧为著 [19,27 29], 这些发现有助于解释旁中心暗点的形成 [30], 视盘周围血管密度可能是监测原发性开角型青光眼 (primaryopen angleglaucoma,poag) 早期病情发展的指标 [24] [31] Manalastas 等对青光眼可疑青光眼和健康人群进行研究, 发现青光眼结构和功能指标的相关性强度因视网膜层面而异, 这种相关性在黄斑区要弱于视盘, 可能是由于这两部分的毛细血管结构不同视盘筛板局部缺损出现在青光眼患者中, 并且与青光眼视神经改变视野缺失和视盘出血有关 [32] [33] Suh 等在 POAG 人群中发现有视盘筛板局部缺损者视盘周围血管密度更低, 并且缺损位置和血管密度降低位置密切相关 Ghahari [32] 等认为 POAG 伴和不伴视盘筛板局部缺损的患者黄斑区血管密度无差异, 但 GCC 缺失程度不同, 因此不能够仅依赖黄斑区血管密度改变来监测青光眼病情进展有学者研究证实, 血管密度改变早于结构和功能因素改变, 即 OCTA 能够早于 RNFLT GCC 和视野改变发现青光眼病情进展 [23,34 35], 这与 [36] Shoji 等和 Holo [37] 在随访研究中得出的结果一致, 并且他们发现与可疑青光眼和健康人群相比, POAG 血管密度降低最快但是, 也有学者认为青光眼中结构性因素的改变要早于血管密度改变 [30] 因此 Holo [38] 通过 2a 的前瞻性研究得出在评估青光眼进展时, 评估 RNFLT 改变优于视盘周围血管密度血管密度测量在青光眼诊断与鉴别中的应用既往临床中多以 RNFLT 改变作为青光眼的诊断依据, 近年来随着血管密度研究深入, 研究者们发现血管密度测量对 POAG 和急性闭角型青光眼 (pri maryangle closureglaucoma,pacg) 有很好的诊断能力, 并且与 RNFLT 相似 [12,39 40] [2] Pereira 等认为建立规范的血管密度数据能够增加 RNFLT 测定的诊断能力血管密度在青光眼不同阶段中的诊断能力 [23] 不同,Chung 等发现视盘周围血管的血管密度诊断能力随着青光眼严重程度增加而增加 [29] 同时, 血管密度在视网膜不同区域诊断能力不同,Rao [29] 等认为黄斑和视盘内的血管密度诊断能力低于视盘周围血管密度在不同视盘分区方式下, 同心圆分区内部血管密度诊断能力要强于其他分区方式 [41] [42] Rao 等发现血管密度在伴及不伴视盘出血的 POAG 人群中诊断能力相似, 说明视盘出血的病因可能与血管异常无关然而, 也有研究证明结 [43] 构指标的诊断能力优于血管密度,Triolo 等在青光眼可疑青光眼和健康人中发现其结构性损伤更严重, 结构指标诊断能力强于血管密度, 血管密度中视盘周围血管密度强于黄斑区血管密度在青光眼

3 1091 早期, 颞下方和颞侧的血管密度诊断能力要低于 RNFLT [22] 也有研究者称 POAG 不同区域中血管密度的诊断能力只是中度的 [29] 血管密度还能够鉴别 POAG 高眼压症和健康人群 [44], 表层视网膜视盘周围血管密度在 POAG 和高眼压症中降低, 其与健康人群的鉴别能力强于其他指标如视盘血流指数与面积比值, 但低于 RNFLT 和 GCC 血管密度在青光眼治疗与随访中的应用血管密度在评估青光眼治疗和随访中有重要临床意义 [20] 研究证明, 青光眼患者的血管密度与眼压有关 [29] [22] Holo 等发现在年轻青光眼和高眼压人群中大幅度降低眼压后视盘血管密度升高但是, 也有学者研究提出青光眼患者术后低眼压对血管密度的影响不明显 [45], 在 PACG 中, 即便眼压降至正常, 其视盘周围血管密度仍然降低 [27] [4] Bouhenni 等发现青光眼滤过手术后结膜中血管密度减小, 表明这些血管在免疫反应中有一定的作用, 并且能够增加患睑缘炎的风险 2.2 血管密度测量在非动脉炎性前部缺血性视神经病变中的应用血管密度测量在非动脉炎性前部缺血性视神经病变病理机制研究中的应用血管密度测量有助于非动脉炎性缺血性视神经病变 (non arteritican teriorischemicopticneuropathy,naion) 病理机制的 [46] 探索, 并评估病情严重程度 Liu 等发现与正常对照组相比, 发生 NAION 后视神经萎缩的人群中视盘周围血管密度降低, 但黄斑区血管密度无明显差异也有学者认为 NAION 黄斑区血流也下降, 且与视力有关, 视盘周围血流下降与视力视野 RNFLT 和 GCC 相关, 但脉络膜毛细血管的血管密度并无明显差异 [47] 这些发现有助于解释 NAION 中结构功能灌注之间的关系血管密度在 NAION 治疗与随访中的应用 [47] Augstburger 等发现,NAION 急性期出现各象限的血流下降 ; 而稳定期血流下降的象限减少, 且与视野缺损一致因此血管密度能够定量随访治疗前后血流变化, 细化诊疗 2.3 血管密度测量在糖尿病视网膜病变与视网膜静脉阻塞中的应用糖尿病视网膜病变 (diabetic retinopathy,dr) 毛细血管早期损害不会完全形成明显的无灌注区, 而是表现为血管密度降低, 以深层最明显 [48] 因此, 血管密度变化也可成为观察早期 [9] DR 的特异性指标之一 Mastropasqua 等发现 DR 患者黄斑周围血管密度降低并且与疾病的严重程度 [49] 有关 Sambhav 等研究发现不伴有糖尿病黄斑水肿的患眼随着病情加重血管密度显著降低, 以浅层最明显因此血管密度测量还可进一步判断 DR 进展情况由于 DR 的微血管病变多存在于深层视网膜, 而 OCTA 在获取视网膜深层血管组织时易产生伪影, 因此检测 DR 血管密度时主要集中于黄斑区中心凹旁区域视网膜静脉阻塞 (retinalveinocclusion,rvo) 血管密度浅层及深层血管密度均降低, 并且与患者视功能明显相关 [50] [51] Falavarjani 等在一项队列研究中通过 OCTA 评估了在 DR 和 RVO 继发黄斑水肿的患者注射抗血管内皮生长因子 (vascularendotheli algrowthfactor,vegf) 药物后的血管密度, 发现单针注射后短期内浅层和深层血管密度仍保持稳定, 说明玻璃体内注射抗 VEGF 药物不会导致视网膜无灌注区增大, 减缓了血管闭塞的速度, 但不能完全阻止病程进展 2.4 血管密度在近视与弱视中的应用近视早期眼底无明显病变表现, 但存在血流的下降 [52] 通过量化分析视网膜微血管的改变探索近视潜在的病变机制, 从而能够早期发现和预防研究发现, 与正视眼相比, 单纯性近视眼视网膜浅层和深层毛细血管密度减少, 并且不同分区血流改变的程度也不均一 [52], 其原因可能与近视萎缩弧和黄斑中心凹无血管区有关黄斑区微血管密度的下降与眼轴延长和等效球径增加有关视盘血流密度随近视度数加深而下降, 并且与眼轴和视网膜神经纤维层有关 [52] 研究发现近视者患眼黄斑和视盘血流密度降低, 黄斑血流密度不仅和眼轴等效球镜相关, 还与 GCC 厚度有关, 此结果符合视网膜厚度与血流之间的关系, 同时证实了视网膜血流自动调节的供求关系 ; 但视盘血流密度与眼轴等效球镜 RNFLT 均无关高度近视眼中血管密度与神经纤维厚度屈光度眼 [17] 轴视盘倾斜萎缩弧面积等有关 ;Chen 等研究发现高度近视伴有视盘旁脉络膜凹陷的眼血管密度更低, 颞侧最明显弱视儿童视网膜血管密度要低于正常眼 [53] 2.5 血管密度测量在老年性黄斑变性中的应用 [3] Zheng 等使用频域 OCT 自动分区算法获取脉络膜厚度图, 再通过图像分析软件计算脉络膜大血管密度, 证明脉络膜大血管密度与干性黄斑变性有关, 但与网状假性玻璃膜疣是否出现无关 2.6 血管密度测量在视网膜色素变性中的应用 [54] Parodi 等发现与健康人相比, 视网膜色素变性 (retinitispigmentosa,rp) 患者浅层及深层血管密度降低, 但脉络膜毛细血管密度改变不明显, 说明 RP 患者血管受损主要位于深层毛细血管, 表层毛细血管和脉络膜血管层受损相对较轻, 深层血管密度的改变在自发荧光像中高荧光光环外更明显血管密度的结果提示血管受损可能是影响 RP 患者预后的原因之一 3 展望许多眼科疾病的发生发展均与眼底血流改变有关, 通过 OCTA 获取血管密度具有无创快捷可重复性好和分层测定的优势, 极大地促进了探索发病

4 1092 眼科新进展 2018 年 11 月第 38 卷第 11 期机制的进程, 同时方便了临床中眼科疾病的诊断治疗和随访观察此外, 随着对眼科疾病血管密度认识的不断深入, 通过 OCTA 检测眼部血管密度来揭示全身性疾病发生发展规律的研究也日益增多, 如 [55] 阿尔茨海默症和阻塞性呼吸暂停低通气综合 [56] 征等但是并非所有的眼科疾病都与血流有关, 并且有些形态学的病变仍需要其他检查手段和参考指标来早期发现和治疗, 同时 OCTA 的局限性也造成了血管密度测量的局限性, 如测量范围仍较小, 投射伪影对测量结果的影响等随着 OCTA 技术的进步和推广以及对眼部和全身血流认识的深入, 血管密度测量在眼科疾病诊断治疗中将发挥越来越重要的作用参考文献 [1] HAMIDF,AZEMINM ZC,SALAM A,AMINUDDINA,DAUD NM,ZAHARII.Retinalvasculaturefractaldimensionmeas uresvesseldensity[j].curreyeres,2016,41(6): [2] PEREIRAI,WEBERS,HOLZERS,RESCHH,KISSB,FISCH ERG,etal.Corelationbetweenretinalvesseldensityprofile andcircumpapilaryrnflthicknessmeasuredwithfourier domainopticalcoherencetomography[j].brjophthalmol, 2014,98(4): [3] ZHENG F,GREGORIG,SCHAALK B,LEGARRETA A D, MILLERAR,ROISMANL,etal.Choroidalthicknessandcho roidalvesseldensityinnonexudativeage relatedmacularde generationusingswept sourceopticalcoherencetomography imaging[j].investophthalmolvissci,2016,57(14): [4] BOUHENNIRA,ALJADAAN I,RASSAVONG H,ALSHAH WAN S,AL KATAN H,DUNMIRE J,etal.Lymphaticand bloodvesseldensityinhumanconjunctivaafterglaucomafil trationsurgery[j].jglaucoma,2016,25(1): [5] LEIJQ,DURBINMK,SHIY,UJIA,BALASUBRAMANIANS, BAGHDASARYAN E,etal.Repeatabilityandreproducibility ofsuperficialmacularretinalvesseldensitymeasurementsu singopticalcoherencetomographyangiographyenfaceima ges[j].jamaophthalmol,2017,135(10): [6] AL SHEIKHM,TEPELUSTC,NAZIKYANT,SADDASR.Re peatabilityofautomatedvesseldensitymeasurementsusing opticalcoherencetomographyangiography[j].brjophthal mol,2017,101(4): [7] CHEN FK,MENGHINIM,HANSEN A,MACKEYD A,CON STABLEIJ,SAMPSON D M.Intrasessionrepeatabilityand interocularsymmetryoffovealavascularzoneand retinal vesseldensityinoctangiography[j].transvisscitechn ol,2018,7(1):6. 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