基于眼底影像的糖尿病視網膜病變患者視網膜微細結構的研究

王珣竹，周志紅，劉艷紅，丁蕾

(1.中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二一醫院；2.長沙愛爾眼科醫院功能影像科，湖南 長沙 410000；3.合肥愛爾眼科醫院功能影像科，安徽 合肥 230000 )

糖尿病是一種常見的代謝性疾病，影響著全世界4億多人[1]，許多糖尿病患者后期出現嚴重微血管和大血管并發癥，降低生活質量和預期壽命[2]。糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy，DR)是糖尿病的常見且特定的微血管并發癥，是導致勞動年齡人群失明的主要原因[3]，我國糖尿病患者DR發生率高達24.7%～37.5%[4]，給患者和其家庭帶來了沉重的負擔[5]。及時、合理的治療可顯著降低因糖尿病視網膜病變導致的嚴重視力損失。研究[6-7]表明，DR發生是由糖尿病導致的視網膜微血管損傷所致，是視網膜神經血管單元功能和結構改變的結果。光相干斷層掃描(OCT)可清晰顯示出視網膜的微細結構，明確視網膜神經元的改變情況，有望成為早期篩查DR的重要手段。為此，本研究通過探討基于眼底影像的糖尿病視網膜病變患者視網膜微細結構的變化情況，以期為臨床早期篩查DR提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年11月至2019年11月中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二一醫院收治的120例2型糖尿病患者為研究對象，根據有無DR分為DR組(n=65)和DR組(n=55)。另選60名同期健康體檢者為對照組。各組年齡、性別等一般資料比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

納入標準：(1)入組患者年齡≥18歲；(2)所有患者依據ADA診斷指南確診為2型糖尿病；健康者經眼科醫生詳細檢查后確定無糖尿病、無明顯眼底疾病。(3)裸眼視力或最佳矯正視力≥0.5。排除標準：(1)無法完成全部檢查者；(2)屈光度>-6D或+3D者；(3)屈光間質嚴重混濁、固視不佳、眼底無法清晰成像；(4)嚴重心、腦、腎等系統性疾病者；(5)合并黃斑水腫者；(6)合并嚴重影響視功能的其他疾病者；(7)有眼部手術史者。

表1 各組一般資料比較

1.2 方法

所有檢查者下頜置于頜架，調整眼部位置，使得雙眼外眥角和支架上刻度線相對齊。采用Spectralis OCT(heidelberg engineering，heidelberg，germany)，波長870 nm，軸向分辨率不低于5 μm，橫向分辨率不低于6 μm， 掃描速度40 000 Hz/s。掃描時先進行屈光補償調整，成像清晰后開始獲取圖像。采用雙光源掃描Eyetracking實時眼球追蹤系統(mreyetracker，cambridge research systems，UK)，確保一束激光束能夠持續監測眼球的位置，使用多次掃描疊加圖像降低噪聲技術，已獲得高清圖像。掃描時首先經過黃斑中心進行掃描，掃描線長度約9.1 mm。后以黃斑中心凹為中心掃描黃斑區，圖像質量以信號強度的數值被表示，從0 dB(差)到40 dB(卓越)，低于20 dB或分層不當則不納入分析。

1.3 觀察指標

早期糖尿病視網膜病變治療研究(ETDRS)表明，視網膜厚度顯示3個同心環，即黃斑中心凹區，以黃斑中心凹為中心1 mm；旁中心凹區(內環1～3 mm)；中心凹周圍區(外環3～6 mm)，見圖1A(a-c)。采用視網膜自動分層軟件將視網膜分以下幾層：神經纖維層(RNFL)、神經節細胞層(GCL)、內叢狀層(IPL)、內核層(INL)，外叢狀層(OPL)，外核層(ONL)，視網膜色素上皮細胞層(RPE)，內層視網膜(IRL)，外層視網膜 (ORL)，神經節細胞-內叢狀層復合體(GCIPL)以及感光細胞層(PR)，見圖1B。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 各組視網膜層厚度變化情況比較

在黃斑中心凹區，各組RNFL、GCL、IPL、INL、OPL、ONL、RPE、IRL、ORL、GCIPL及PR比較無明顯差異(P>0.05)；在旁中心凹區和中心凹周圍區，各組IPL、GCIPL和OPL比較均有明顯差異(P<0.05)。見表2～表4、圖2。

表2 各組黃斑中心凹區視網膜層厚度變化情況比較

表3 各組旁中心凹區視網膜層厚度變化情況比較

表4 各組中心凹周圍區視網膜層厚度變化情況比較

2.2 視網膜厚度 IPL、GCIPL和OPL與病情的相關性分析

Pearson相關性分析表明，IPL和GCIPL與患者年齡和糖尿病病程呈顯著負相關(P<0.05)，與空腹血糖和HbA1c之間無明顯相關性(P>0.05)；OPL與患者年齡和糖尿病病程呈顯著正相關(P<0.05)，與空腹血糖和HbA1c之間無明顯相關性(P>0.05)。見表5。

2.3 視網膜厚度 IPL、GCIPL和OPL對DR的診斷價值

ROC曲線分析發現，IPL、GCIPL和OPL的 AUC值分別為0.759，0.661，0.732，均大于0.6，提示有一定的診斷價值。此外，三者聯合檢測的AUC值為0.805，診斷價值更高。見圖3。

表5 視網膜厚度 IPL、GCIPL和OPL與病情的相關性分析

3 討論

糖尿病視網膜病變是糖尿病的主要并發癥，是導致勞動年齡人口視力喪失的主要原因[8]。DR診斷主要是通過視網膜血管異常的臨床表現來進行判斷[9]。臨床上DR分為非增殖性糖尿病視網膜病變(NPDR)和增殖性糖尿病視網膜病變(PDR)[10]，NPDR是DR早期階段，血管通透性增加和毛細血管阻塞是主要改變[11]。盡管在此階段可能沒有癥狀，但通過眼底檢查可以發現微血管瘤、出血和硬性滲出物等視網膜病變。PDR是DR晚期階段，其特征是新生血管形成，當新生血管出血進入玻璃體或存在牽引性視網膜脫離時，可能會引起嚴重視力損害[12]。因此，早期、準確診斷出糖尿病視網膜病變對改善患者預后具有重要的意義。目前，檢查DR 患者的常規眼底影像學包括顯微鏡眼底檢查、眼底彩色照相、超聲、眼底熒光血管造影、光相干斷層掃描等[13]，其中在糖尿病視網膜病變檢查中應用最廣泛且靈敏度最高的是眼底照相和裂隙燈生物顯微鏡眼底檢查。但這兩種方法檢查時存在技術要求高、獲取和解析結果較為困難以及操作復雜等。近些年，隨著光相干斷層掃描技術的不斷改進和完善，頻域OCT在分析視網膜細微結構的變化情況時可進行無創、快速、高分辨率、定性及定量的分析。已逐漸成為診斷、評估和隨訪監測糖尿病視網膜病變的重要工具，并使得自動精確分析視網膜微細結構和生理病理改變成為可能[14]。

光學相干斷層掃描已應用于視網膜疾病的診斷、治療評估和隨訪具有重要作用[15]。研究[16]表明，光學相干斷層掃描檢查發現DR患者GCL旁中心區和RNFL的中心凹周圍區厚度較健康者明顯減少。Demir等[17]應用Optovue OCT發現，有輕度DR患者GCL+IPL層更薄。Chhablani等[18]應用光學相干斷層掃描檢查發現，無DR的黃斑區GCIPL厚度較正常對照組明顯減少。Vujosevic等[19]采用NIDEK RS-3000 檢查同樣發現，無DR的患者GCL+IPL層明顯變薄。本研究結果表明，IPL、GCIPL和OPL在三組旁中心凹區(內環1～3 mm)和中心凹周圍區(外環3～6 mm)，均有明顯差異(P<0.05)。IPL層為中反射信號帶，主要對應的是雙極細胞，神經節細胞樹突，無長突細胞突觸。OPL層屬于中高反射信號條帶，主要對應Henle纖維結構和視錐感光細胞突觸。本研究發現，相比對照組，在DR組和無DR組中均發現IPL和GCIPL厚度明顯變薄，而DR組患者相比無DR患者其厚度進一步變薄，與既往研究結果較為一致，其原因可能是視網膜神經節細胞變性開始于樹突并和視網膜的神經元功能障礙有關[20]。此外，本研究還發現，在DR組和無DR組中OPL厚度較對照組稍微增加，可能與視網膜屏障惡化和血管通透性增加有關。ROC曲線分析發現，IPL、GCIPL和OPL的AUC值分別為0.759、0.661、0.732，均大于0.6，提示有一定的診斷價值。此外，三者聯合檢測的AUC值為0.805，診斷價值更高。

綜上所述， 2 型糖尿病患者的視網膜內層厚度存在改變，視網膜內部IPL、GCIPL 和 OPL層厚度的變化可為臨床早期診斷DR提供形態學觀察指標之一。