老年性黃斑變性黃斑區脈絡膜分水帶的流體力學特點

高林林，李亞萍*，黎曉新，譚文長，魏 蘭，邱 俊，薛麗芳，趙凱軍，孫大軍

(1.吉林大學第二醫院 眼科中心，吉林 長春130041；2.北京大學人民醫院 眼科中心； 3.北京大學力學研究所；4.空軍航空大學門診部；5.吉林大學中日聯誼醫院)

老年性黃斑變性(AMD)是21世紀眼科界亟待解決的重大難題之一。AMD分為滲出型和萎縮型。90%AMD的嚴重視力喪失是滲出型所致。滲出型AMD的主要病理特點為脈絡膜新生血管(CNV)的形成。目前，CNV治療不可逾越的難題是CNV的復發和對視功能不可逆的影響。因此，如何能預防CNV的發生是AMD治療的關鍵。1998 年，Robert D[1]研究指出：滲出型AMD的91.7%的CNV發生于黃斑區脈絡膜分水帶(CWZ)。2003年，李亞萍等[2]研究也首次發現亞洲人90.3%滲出型AMD的CNV好發于黃斑區CWZ，并經研究證實在滲出型AMD中CWZ是缺血的區域。滲出型AMD中CWZ為什么缺血？本文對滲出型AMD的CWZ流體力學特點進行研究，旨在探討滲出型AMD的CNV發生的原因。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

1.1.1AMD組 2002年7月-2010年5月，臨床診斷為AMD患者60例，患者年齡45-82歲，平均年齡60歲；男性39例，女性21例。皆為單側眼；視力：指數/30 cm-0.8。所有患者均經常規眼前段檢查，散瞳直接和間接檢眼鏡及眼底照相。有黃斑區視網膜下出血、漿液性色素上皮脫離、滲出和脂質沉著、盤狀瘢痕(滲出型)；黃斑色素紊亂、中心凹反射減弱或消失、散在軟疣或硬疣(萎縮型)。所有患者均符合AMD的診斷標準[3]，其中萎縮型AMD20例30只眼,滲出型40例40只眼(CNV眼：40眼；非CNV眼：40眼)。AMD組高血壓患者7例 ，其中是滲出型的有5例，萎縮型的2例，均藥物控制血壓至正常。冠心病8例，其中是滲出型的有7例，萎縮型的1例。

1.1.2對照組 另選取在此期間就診、年齡與AMD患者相匹配的無AMD的患者40例(老年性白內障27例、結膜結石5例，慢性結膜炎4例，玻璃體后脫離4例)40只眼作為對照組。對照組高血壓患者6例，藥物控制至正常。冠心病4例。平均年齡65歲。

1.2 方法

1.2.1血流速度、阻力指數、波動指數的測定 采用美國惠普HP-8500型彩色多普勒血流儀，探頭頻率7.5MH。患者取平仰臥位，閉目，眼瞼上涂導聲膠，探頭置于眼瞼上，顯示清晰的眼球及視神經二維圖像。加上彩色血流顯像，于球后5mm視神經顳側找到顳側睫狀后短動脈(temporal short posterior ciliary arteries,t-SPCA)，再找到向鼻側分支的鼻側睫狀后短動脈(nasal SPCA,n- SPCA)；球后15mm近視神經鼻側找到眼動脈(ophthalmic arteriy,OA)。SPCA取樣在SPCA入眼最接近于球壁的分叉處，將取樣容積(0.15 cm)對準最亮的一段紅色信號，使取樣線盡量平行于血管，找到最佳頻譜后凍結圖像，測量收縮期最大流速(vmax)、舒張末期血流速度(vmin)及阻力指數(RI)、搏動指數(PI)。測量三次取平均值，檢查均由一名操作熟練的、不知實驗內容的醫師完成，流速單位m/s。每次測定前先測雙眼內壓(IOP)及視力。

1.2.3AMD組、對照組患者均行血粘滯度化驗。所有患者除了進行上述常規眼部檢查外均行ICGA檢查。

2 結果

滲出AMD的CNV眼、非CNV眼與萎縮性AMD組、對照組比較阻力指數(RI)明顯增加，P<0.01；全血粘滯度(η)明顯增加，P<0.01；最大剪切力(τmax)、平均剪切力(τmean)明顯降低，P<0.01。滲出AMD的CNV眼與非CNV眼比較，阻力指數(RI)無明顯差異，P>0.01；全血粘滯度(η)無明顯差異，P>0.01；最大剪切力(τmax)、平均剪切力(τmean)無明顯差異，P>0.01。萎縮性AMD組與對照組比較，阻力指數(RI)無明顯差異，P>0.01；全血粘滯度(η)無明顯差異，P>0.01；最大剪切力(τmax)、平均剪切力(τmean)無明顯差異，P>0.01，(見表1，圖1-4)。

表1 CWZ內剪切力在滲出AMD的非CNV眼、滲出AMD的CNV眼、萎縮性AMD組和對照組中的比較

P<0.05水平，RI：①與③、④組比較，有顯著差別。②與③、④組比較，有顯著差別。Tmax：①與②、③、④組比較，有顯著差別。②與③、④組比較，有顯著差別。Tmean：①與②、③、④組比較，有顯著差別。②與③、④組比較，有顯著差別。η：①與③、④組比較，有顯著差別。②與③、④組比較，有顯著差別。

圖1 滲出型AMD非CNV眼的CWZ內顳側睫狀后短動脈的剪切力波形 圖2 滲出型AMD 的CNV眼的CWZ內顳側睫狀后短動脈的剪切力波形 圖3 萎縮型AMD的CWZ內顳側睫狀后短動脈的剪切力波形 圖4 正常組的CWZ內顳側睫狀后短動脈的剪切力波形

3 討論

滲出型AMD的主要病理特點是脈絡膜新生血管形成。人73%的眼部血液流入脈絡膜，在黃斑區具有血流量大、血流速度快的特點。如果黃斑區有血液循環障礙，勢必對黃斑部視網膜有重大的影響。很多學者研究表明AMD的脈絡膜、視網膜血液灌注異常[5，6]。CWZ是生理性的睫狀動脈在脈絡膜分區供應的交界處[7]。睫狀后短動脈(SPCAs)之間的分水帶：PCAs發出 15-20支睫狀后短動脈，分為鼻側組和顳側組，在黃斑區分區供應時形成。

本研究發現，滲出型AMD的患者血液粘滯度增高，CWZ區的血液流動剪切力降低、阻力指數明顯增高。

血液粘滯度是紅細胞聚集性、變形性、白細胞、血漿蛋白等血液組分流變特性的綜合反映。血管中影響血液流量的因素主要為壓力梯度、血管半徑和血液黏度。所以，血液粘滯度對微循環血流灌注起到重要的作用。血液粘滯度增高可以直接損傷血管內皮細胞。血液粘滯度增高可以導致血栓形成、動脈粥樣斑塊形成[8]。

滲出型AMD的患者血液粘滯度增高，滲出型AMD的CWZ區血流減慢,90.6%CNV易于發生在CWZ。所以，血液粘滯度在黃斑區CWZ的t-SPCA中可能也引起血液動力學變化。

血液在動脈中流動,動脈必須具備適應所處力學環境并在力學環境改變時作出適應性變化的能力。通常稱之為在一定力學環境中的血管重建。研究表明[9],在引起血管重建的諸因素中,黏性血液流動作用于血管壁的切應力具有重要的作用[9]。

2001年，柳兆榮[4]通過分析動脈中血液脈動流的特性,提出一種通過測量管軸上的血流速度計算血管壁剪切力的方法,所得結果為定量確定血管壁剪切力。超聲流速檢測的空間分辨率 (通常沿血管徑向的分辨率為 1 mm左右 )可能給管軸流速測量帶來的誤差很小 (通常相對誤差小于 5%)。但如果直接用于測量管壁鄰近流速,誤差就相當大了。這也正是本文利用此方法通過測量管軸上的血流速度 (而不直接測管壁鄰近流速的徑向梯度 )確定血管壁剪切力原因之一。

眾所周知，動脈粥樣硬化好發于動脈分支開口處、彎曲動脈的凸面，而在直通的血管很少見到病變。這種現象簡單地用血漿LDL濃度升高、生理和內環境改變等都不能很好地解釋。2001年，Delcourt C[10]等流行病學調查指出，AMD的早期發病與心血管疾病，尤其高脂飲食、動脈硬化直接相關。一位學者對醫院心血管內科的病人調查，發現動脈粥樣硬化的病人80%發生AMD。本研究中對照組有四例冠心病患者，但是他們眼部黃斑區并無CWZ結構，所以CNV的發生可能不單與動脈粥樣硬化有關，而且與動脈分支開口處、彎曲動脈的凸面等結構有關。

CWZ區恰恰具有多個動脈分叉處,同時黃斑區具有高代謝的要求。本研究發現，與對照組、萎縮型AMD比較，滲出型AMD的CWZ處SPCA血液流動剪切力降低，血流阻力增加。而滲出型AMD的CNV眼與非CNV眼剪應力差異不明顯的可能原因，主要是它們是同一個病人的兩只眼，一只眼患滲出型AMD有CNV，另一只眼無CNV，但是無CNV眼也有CWZ結構。

動脈分支、彎曲處在流場中的血流剪切力較低，極易形成湍流。剪切力的降低可以直接影響血管內皮細胞的形態、信號傳導和調控基因的表達[8，11]。血管內皮是損傷或功能變化的初始靶部位，血流與血管壁正常的相互作用被擾亂可以損傷血管內皮[12]。血管病變易發生在復雜流動區域，說明血液動力學的作用力在這些區域對血管內皮細胞有更大的損傷作用，而且在體外已經證明了低剪切力和剪切力梯度，都可以調節內皮細胞的功能[13]。所以，滲出型AMD黃斑CWZ區血流具有較低的剪切力干擾正常的血流，長期以往必將損傷血管內皮細胞，進而使內皮細胞功能紊亂，加之慢性缺血，導致CNV的發生。