糖尿病視網膜病變激光治療后視網膜的微細結構變化

張磊，劉大川，邊俊杰，吳航

糖尿病視網膜病變激光治療后視網膜的微細結構變化

張磊，劉大川，邊俊杰，吳航

目的研究糖尿病視網膜病變經氪激光治療后光凝斑視網膜的微觀形態學變化。方法對15例非增殖型糖尿病視網膜病變患者行全視網膜氪激光治療，應用SD-OCT技術觀察激光治療后1小時，1周，1個月時光凝斑在視網膜各層的微觀形態學變化。結果光凝治療后1 d，視網膜內層結構形態學未發生變化，顯著的結構變化開始于外叢狀層，經過外核層，外界膜，肌樣體區，橢圓體區，光感受器外節，交叉區，最后到達色素上皮層。光凝治療后1周，光凝斑的直徑較前明顯減小，界限不清楚；視網膜的內層結構的內核層、內叢狀層向下突出，而外層結構的外叢狀層則完全呈“V”型結構變化，外核層消失。肌樣體區、橢圓體區、交叉區同色素上皮層相互融合，與周圍未損傷區域形成斷裂。光凝治療后1個月，兩個相鄰光凝斑之間的外叢狀層形成拱門樣結構，肌樣體區，橢圓體區，交叉區這三層所形成的高密度復合體的厚度變薄，寬度變窄，呈萎縮狀態，色素上皮層的連續性完好。結論視網膜各層在激光治療后所發生的結構變化，進一步驗證了激光對糖尿病視網膜病變的治療作用。

糖尿病視網膜病；頻域光學相干斷層掃描；超微結構；激光光凝

糖尿病視網膜病變是糖尿病嚴重的并發癥之一，嚴重影響患者的視力和生活質量。當糖尿病血管病變引起視網膜缺血，抗血管生成和促血管生成因子失衡，導致新生血管生成和血管的滲漏〔1-4〕。而全視網膜光凝術能夠有效地預防和阻止增殖性糖尿病視網膜病變的發生和發展。那么，激光作用于視網膜后會發生哪些變化呢？我們應用頻域光學相干斷層掃描技術（SD-OCT），觀察到糖尿病患者在接受激光治療后不同時間點，光凝斑在活體視網膜各個層次的超微結構變化。

1 對象和方法

對2015年5月至2015年7月在宣武醫院眼科門診確診為糖尿病視網膜病變的患者15例20只眼納入本研究。患者中，男性8例，女性7例；年齡55～67歲。均為2型糖尿病，病程10～15年，且均未行眼底激光和抗VEGF治療，所有患者在治療前均行彩色眼底照相、熒光素眼底血管造影（fundus fluorescein angiography，FFA）及SD-OCT檢查，并確診為重度非增殖期糖尿病視網膜病變，需要激光治療。

1.2治療方法及觀察指標

治療方法：所有患眼均行全視網膜光凝，光凝方法：距視盤上、下、鼻側1PD到周邊部，黃斑中心凹外顳側1PD到周邊部，氪綠光，能量150～200 mW，曝光時間0.2～0.3秒，光斑直徑200 μm，III級光凝斑反應。

觀察指標：患者在激光治療后1小時，1周，1個月時對光凝斑行SD-OCT（海德堡Spectralis HRA+ OCT）掃描，掃描面積為8.4 mm×1.4 mm，共七個層面，每個層面間距233 μm，每個OCT圖均由100個掃描圖疊加成像。SD-OCT掃描時使用追蹤技術，保證每個時段的掃描都位于視網膜的同一個位置，具有可重復性。

圖1 視網膜光凝治療后1天：視網膜內層結構（內界膜，神經纖維層，神經節細胞層，內叢狀層）形態學未發生變化。顯著的結構變化開始于外叢狀層，激光的熱效應經過外核層，外界膜，肌樣體區，橢圓體區，光感受器外節，交叉區，最后到達色素上皮層。ILM=內界膜；NFL=神經纖維層；GCL=神經節細胞層；IPL=內叢狀層；INL=內核層；OPL=外叢狀層；ONL=外核層；ELM=外界膜；MZ=肌樣體區；EZ=橢圓體區；OSP=光感受器外節；IZ=交叉區；RPE=視網膜色素上皮

2 結果

2.1激光后1小時視網膜的微細結構變化

治療后1小時，在SD-OCT上就可清晰的觀察到視網膜在受到激光熱效應后各層次的超微結構變化。受損區與未受損區之間分界清晰，沒有過渡帶的出現，呈柱形結構。在邊界清楚的被激光區域內，從視網膜的內層開始反射逐漸增強，雖然視網膜外層各層次之間的界限變得模糊，每層的厚度和輪廓沒有明顯改變，結構仍是連續的，呈水平走向，但與周圍未受損區域相比，整體位置略有變化。在受損區域內，最先發生變化的是從外叢狀層開始，然后穿過整個視網膜外層，一直到色素上皮層。我們可以觀察到，外叢狀層與外核層之間的界限模糊，相互粘合，不能清晰區分，而外核層變化最明顯，與周圍未受損區域相比，反射增強，縱向邊界清晰。而外界膜，肌樣體區，橢圓體區，光感受器外節，交叉區這5層結構仍可隱約辨認，雖然它們還是水平走向，但出現了向視網膜內層或外層的結構扭曲，呈波浪形改變。色素上皮層在受損區內仍然是清晰可辨，呈強反射光帶，只是發生了不同程度的形變而已（圖1）。

2.2激光后1周視網膜的微細結構變化

與激光治療后1小時相比，激光后1周視網膜的表層結構變得較不平滑，雖然這種變化是甚微的，但仍可以看到與光凝斑相對應的神經上皮層區域出現了向下凹的趨勢，并且這種趨勢越向視網膜外層越明顯，內核層，內叢狀層呈乳突樣向下凸起，而外叢狀層則完全呈“V”字樣與色素上皮層相接觸，外核層被擠壓向兩側，外界膜連續性破壞，完全中斷。肌樣體區的結構已經模糊不清。光感受器外節之一弱反射帶完全消失。橢圓體區，交叉區和色素上皮這三層強反射帶相互融合呈一層更強的反射帶，無法清晰辨認，同時也可觀察到，前兩層結構與周圍未損傷區域形成斷裂，呈溝壑樣，而色素上皮層的連續性是完好的，這同我們在無赤光照片上看到影像是相符的，光凝斑中央呈白色，而周圍的環形灰色區域相對應的則是橢圓體區和交叉區斷裂部位（圖2）。

圖2 視網膜光凝治療后1周：光凝斑的直徑較前明顯減小，界限不清楚，視網膜的內層結構：內核層，內叢狀層向下突出，而外層結構：外叢狀層則完全呈“V”型，外核層在光凝斑處消失。肌樣體區，橢圓體區，交叉區同色素上皮層相互融合，無法清晰辨認，前三層結構與周圍未損傷區域形成斷裂。色素上皮層連續性好。ILM=內界膜；NFL=神經纖維層；GCL=神經節細胞層；IPL=內叢狀層；INL=內核層；OPL=外叢狀層；ONL=外核層；ELM=外界膜；MZ=肌樣體區；EZ=橢圓體區；OSP=光感受器外節；IZ=交叉區；RPE=視網膜色素上皮

2.3激光后1個月視網膜的微細結構變化

激光治療后1個月，視網膜內側結構變化雖不甚明顯，但也可通過SD-OCT觀察到，內叢狀層，內核層向下凸起較激光治療后一周略有好轉，而兩個相鄰光凝斑之間的外叢狀層形成“拱門樣”結構，外核層與視網膜外層結構之間出現了微小的空隙，橢圓體區，交叉區和色素上皮這三層強反射帶還是相互融合成一層，無法清晰辨認，但它們的厚度較激光治療后一周略有變薄，同時直徑也變小，與周圍未打激光區域的溝壑較前變寬，外界膜與這一復合結構的兩端相連接，而色素上皮層的連續性依舊是完整的（圖3）。

3 討論

糖尿病患者由于眼部脈絡膜血供不足，致使色素上皮及視網膜外層營養異常，視網膜長期處于缺氧缺血狀態，激光治療是作用于視網膜色素上皮而起作用的，通過激光在血-視網膜外屏障上發生變化，進而促使血-視網膜內屏障的內皮細胞增殖。根據早期治療糖尿病性視網膜病變研究組ETDRS（Early treatmentdiabetic retinopathy study）報告〔5-6〕和多年臨床試驗證實，目前激光已經成為治療糖尿病視網膜病變最有效的方法之一。

圖3 視網膜光凝治療后1個月：兩個相鄰光凝斑之間的外叢狀層形成拱門樣結構，肌樣體區，橢圓體區，交叉區這三層所形成的高密度復合體的厚度變薄，寬度變窄。色素上皮層的連續性完好。ILM=內界膜；NFL=神經纖維層；GCL=神經節細胞層；IPL=內叢狀層；INL=內核層；OPL=外叢狀層；ONL=外核層；ELM=外界膜；MZ=肌樣體區；EZ=橢圓體區；OSP=光感受器外節；IZ=交叉區；RPE=視網膜色素上皮

OCT技術早已廣泛應用到眼底疾病的檢查，在對人群進行視網膜及脈絡膜的正常值研究、疾病發病機制方面的研究、疾病鑒別診斷中的應用、療效判定方面的研究等具有較大的價值〔7-8〕。而譜域光學相干斷層掃描（SD-OCT）則能比普通OCT得到更清晰的影像，本試驗所用的模式由100個掃描圖疊加成像，它可以分辨出視網膜的細微組織結構，并且SD-OCT的隨訪功能能夠在不同時間點重復測量視網膜的同一部位，這為觀察激光治療前后視網膜結構變化提供了精確性和可重復性的研究方式。

本研究通過觀察糖尿病視網膜病變患者經過激光治療后，光凝斑隨時間推移而發生的結構性變化，進一步論證了激光治療的有效性，以及激光治療對視網膜內層和色素上皮層的作用及影響。從早期的觀察來看，即光凝后1小時，光凝斑主要作用于視網膜的外叢狀層及外核層，并且外核層受到激光的熱效應后留有邊界清晰的高反射區，呈柱狀，結構完整。同時外界膜，肌樣體區，橢圓體區，光感受器外節，交叉區這5層結構雖可隱約辨認，但已經不夠清晰。我們知道，外界膜在OCT上為高反射信號；肌樣體區是光感受器細胞內節肌樣組織的一部分，線粒體堆積密度較低，在OCT上為低反射信號；橢圓體區是光感受器的內節外側段，與感光細胞橢圓體結構密切，富含線粒體，因此在OCT上為高反射信號；光感受器外節在OCT上為低反射信號；交叉區是視錐細胞外節尖端與色素上皮頂部微絨毛相互交叉區，在OCT上為高反射信號。在OCT斷層圖片上，外界膜，肌樣體區，橢圓體區，光感受器外節這四層代表了光感受器細胞的完整性，并且這四層結構的完整性與患者的視力水平高度相關。從最初的激光效果來看，即光凝后1小時，激光已經開始對視網膜的外層結構產生了影響，只是損傷較輕，外層視網膜的結構產生了扭曲形變，呈波浪樣改變，但連續性還是完好的。因此，我們從OCT上的結構可以判斷，此時患者的視網膜功能應該并未遭到嚴重破壞。激光治療后1周，從OCT上可以觀察到，外叢狀層出現了明顯的“V”型變化，外核層受到破壞，被擠向兩側，而對視功能最重要的外界膜，肌樣體區，橢圓體區，光感受器外節及交叉區受到了嚴重的破壞，結構開始出現不連續性，在它們的周圍有溝壑樣結構出現，在無赤光照片上表現為光凝斑周圍的環形灰色區域。此時我們可以判斷，患者此區域的視功能也同樣受到了破壞。在激光治療后1個月時，相鄰光凝斑之間的外叢狀層出現拱門樣結構，“V”型結構的尖端變鈍，有恢復原位的趨勢，隱約見到外核層，作者認為這是視網膜內層結構在緩慢修復的過程。我們已經知道，光凝可以破壞缺氧的視網膜處耗氧高的視桿細胞和視錐細胞，由瘢痕組織替代，減少了視網膜對氧的總需求，從而保證后極部視網膜的氧供；光凝后視網膜變薄，也有利于來自脈絡膜血循環的氧向視網膜內層擴散，改善視網膜缺氧狀態，以維持正常的氧張力。從本研究的結果也可看到，在激光后1個月視網膜外層的結構變化更加顯著，外界膜，肌樣體區，橢圓體區，光感受器外節及交叉區完全融合呈一條強反射帶，與激光治療后1周相比，其厚度變薄，直徑變小，與周圍未損傷區域的溝壑加寬，呈現出一種萎縮狀態，因此作者判斷此時該區域的視功能已是不可逆的損傷。雖然在整個治療過程中我們也觀察到色素上皮層始終保持結構的完整性和連續性，但本實驗無法判斷激光治療對它的細胞層面上的影響。

我們知道，激光治療的原理就是通過作用于外層視網膜，破壞線粒體豐富的光感受器細胞，由膠質瘢痕代替，外層視網膜耗氧減少，脈絡膜毛細血管的氧穿過外層視網膜供給內層視網膜，提高氧壓，緩解內層視網膜缺氧〔9〕。本文通過對光凝斑在OCT上的超微結構的研究分析，以及在激光治療后1小時，1周和1個月這三個不同時間段的視網膜結構變化過程，觀察到了與視功能水平高度相關的外界膜，肌樣體區，橢圓體區，光感受器外節這四層光感受器細胞的形態學變化，進一步驗證了激光對糖尿病視網膜病變的治療作用。

[1]Dawson DW，Volpert OV，Gillis P，et al.Pigment epithelium-de鄄rived factor：a potent inhibitor of angiogenesis[J].Science，1999，2859（542）：245-248.

[2]Spranger J，Osterhoff M，Reimann M，et al.Loss of the antiangiogenic pigment epithelium-derived factor in patients with angiogenic eye disease[J].Diabetes，2001，50（12）：2641-2645.

[3]Aiello LP，Avery RL，Arrigg PG，et al.Vascular endothelial growth factor in ocular fluid of patients with diabetic retinopathy and other retinal disorders[J].N Engl J Med，1994，331（22）：1480-1487.

[4]Lange J，Yafai Y，Reichenbach A，et al.Regulation of pigment ep鄄ithelium-derived factor production and release by retinal glial（Muller）cells under hypoxia[J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2008，49（11）：5161-5167.

[5]Treatment techniques and clinical guidelines for photocoagulation of diabetic macular edema.Early Treatment Diabetic Retinopathy Study Report Number 2.Early Treatment Diabetic Retinopathy Study Research Group[J].Ophthalmology，1987，94（7）：761-774.

[6]Early photocoagulation for diabetic retinopathy.ETDRS report num鄄ber 9.Early Treatment Diabetic Retinopathy Study Group[J].Oph鄄thalmology，1991，98（5 Suppl）：766-785.

[7]曾婧，丁小燕，李加青，等．中國人黃斑區脈絡膜厚度值及其影響因素分析[J]．中華眼底病雜志，2011，27（4）：450-453．

[8]周金瓊，魏文斌．頻域相干光斷層深度增強成像技術的研究進展[J].國際眼科縱覽，2012，36（3）：1-8．

[9]Stefansson E.The therapeutic effects of retinal laser treatment and vitrectomy A theorybasedon oxygen and vascular physiology[J].Acta Ophthalmol Scand，2001，79（5）：435-440.

Observation on ultrastructural changes of retina in diabetic retinopathy after laser treatment

ZHANG Lei，LIU Dachuan，BIAN Junjie，et al.Xuanwu Hospital，Capital Medical University，Beijing 100053，China

OBJECTIVETo study the micro-morphological changes of the laser spots on the retina in cases with diabetic retinopathy after laser treatment.METHODSFifteen patients underwent panretinal photocoagulation（PRP）for proliferative diabetic retinopathy.Retinal morphology and localization of effects owing to laser-tissue in鄄teraction were imaged at 1 day，1 week，and 1 month intervals.The characteristic，specific structural changes dur鄄ing the healing process were followed over time using an spectral-domain optical coherence tomography（SD-OCT）device.RESULTSAt day 1 after PRP，the structure of the inner retina was not changed.Significant changes began in the outer plexiform layer，through the outer nuclear layer，external limiting membrane，myoid zone，ellipsoid zone，outer segments of photoreceptor and the arteriovenouscrossing zone，arrived at the pigment epithelial layer at last.At week1，the laser spot diameter slightly reduced，the boundary was not clear.The structure of inner retina：inner plexiform layer and inner nuclear layer were all outward；the outer retina：outer plexiform layer was in V type completely，and outer nuclear layer disappeared.The myoid zone，ellipsoid zone，arteriovenouscrossing zone and pigment epithelial layer were combined.There was a fracture around the damage zone.At month 1：the outer plexi鄄form layer formed anarches like shape between two adjacent laser spots.The thickness of high-density complex formed by the myoid zone，ellipsoid zone，arteriovenouscrossing zone was thin，the width was narrowed and the shape was in atrophy.But the pigment epithelial layer continuity was intact.CONCLUSIONSIn this study，we ob鄄served the structural changes of retina after photocoagulation treatment through the analysis of ultrastructure of each layer in OCT.The effect of photocoagulation treatment on diabetic retinopathy remained to be further determined.

diabetic retinopathy；spectral-domain optical coherence tomography（SD-OCT）；ultrastructure；photocoagulation

R587.1；R774.1

：A

：1002-4379（2016）05-0310-05

10.13444/j.cnki.zgzyykzz.2016.05.009

首都醫科大學宣武醫院眼科，北京100053

劉大川，E-mail：zhangleixwyy@sina.com