OCTA量化分析BRVO黃斑無血流區面積及微血管改變

高 升 褚歡歡 郭建新

視網膜靜脈阻塞(retinal vein occlusion, RVO)是全球范圍內僅次于糖尿病性視網膜病變的第二大可致盲性視網膜血管疾病,且發生率隨年齡增長而增加。按阻塞部位大致可分為視網膜中央靜脈阻塞(central retinal vein occlusion,CRVO)、視網膜分支靜脈阻塞(branch retinal vein occlusion,BRVO),其中BRVO占RVO的比例最大,約為83.3%[1,2]。熒光素眼底血管造影(fundus fluorescein angiography,FFA)是傳統評估BRVO視網膜無灌注區面積(non-perfusion area,NPA)大小的重要檢測手段,但由于其侵入性的操作,存在一定的風險,不宜多次重復操作,一些患者會對造影劑產生過敏反應,如惡心、嘔吐、皮膚紅腫等,使其在實際應用中受到部分限制[3]。光學相關斷層掃描血流成像(optical coherence tomography angiography, OCTA)是一種簡易、無創的視網膜毛細血管成像技術,且無需靜脈注射造影劑,已被廣泛應用于各類視網膜血管疾病的檢測[4]。Seknazi等[5]運用OCTA技術檢測RVO患者黃斑區,發現視網膜周邊無灌注區與黃斑區灌注狀態具有顯著相關性,其中血流密度(vascular density, VD)為相關指標之一。

多項研究表明,VD是OCTA評估RVO缺血狀態最常用、最重要的參數之一,尤其是深層毛細血管叢的VD[6]。但由于其易受年齡等因素影響,因而即使在健康人群當中,VD也有一定程度的變化差異,這不利于具體評估RVO的病情[7]。黃斑無血流區(macular non-flow,MNF)定義為除中心凹無血管區外的黃斑周圍視網膜毛細血管脫落的區域,也有很多研究將其等同于無灌注區的概念。其面積大小也代表著黃斑區視網膜的缺血程度,并且健康人群中一般不會出現MNF,因此相比血流密度,MNF評估RVO等眼底血管疾病的特異性更高。本研究主要通過OCTA檢測BRVO患者黃斑區得到MNF面積及其他血流結構指標,分析MNF面積與其他血流結構指標的相關性,比較非缺血型和缺血型各參數間的差異,探究OCTA各指標在BRVO診療中的臨床價值。

資料與方法

1. 研究對象:回顧性收集2020年8月～2021年12月就診于徐州醫科大學附屬醫院并確診為BRVO的患者45例45只患眼(男性19例,女性26例),平均年齡為48.20±8.33歲。根據FFA檢查將患者分為非缺血組(NPA<5DA)25例25只眼和缺血組(NPA≥5DA)20例20只眼,1DA代表1個視盤面積。納入標準:①符合診斷標準的BRVO患者;②年齡>18歲;③連續3次抗VEGF治療后黃斑水腫消退的患者;④OCTA黃斑區6mm×6mm范圍內觀察到MNF的患者。排除標準:①屈光間質混濁、固視不佳或其他因素致成像質量受影響;②合并糖尿病性視網膜病變、老年性黃斑變性、視網膜動脈阻塞等眼底血管疾病;③既往眼部外傷、視網膜手術史;④OCTA檢查信號強度<7。本研究過程符合《赫爾辛基宣言》,并已通過筆者醫院醫學倫理學委員會審批(倫理學審批號:XYFY2022-KL094)。

2.研究方法:所有患者均進行最佳矯正視力(best corrected visual acuity,BCVA)、眼壓、裂隙燈顯微鏡、間接檢眼鏡、FFA、眼底照相及OCTA檢查。BCVA采用國際標準對數視力表進行檢查,并將結果換算為最小分辨角對數(lgMAR)視力記錄。以上檢查均由同一位操作熟練的醫生完成。

OCTA檢查(RTVue XR,美國Optovue公司):囑患者平坐于掃描儀器前,下頜自然平放于托架之上,額部貼緊額欄,錄入患者基本信息之后進入操作頁面,選用系統中HD Angio Retina模式進行掃描,掃描區域選擇以黃斑中心凹為中心,6mm×6mm大小范圍,血流成像線數400線,即單次A掃描進行400個采樣,囑患者正視前方鏡頭內藍色指示燈,保持固視,鏡頭自動聚焦后分別從橫向和縱向進行2次連續掃描,形成最終成像,圖像信號強度指數<7或存在運動偽影的低質量圖像被排除在外。由系統自帶軟件分析圖像數據,分別得到以下觀察指標:黃斑無血流區(macular non-flow,MNF)面積,淺層毛細血管叢血流密度(superficial vascular density, SVD)、深層毛細血管叢血流密度(deep vascular density, DVD)、中心凹無血管區(foveal avascular zone,FAZ)面積、FD-300及黃斑中心區厚度(central macular thickness,CMT)。由于深層毛細血管叢(deep capillary plexus, DCP)易受淺層毛細血管叢(superficial capillary plexus, SCP)投射偽影影響,本研究均選用SCP層面測量計算MNF面積。SCP范圍是從內界膜到內叢狀層以上9μm的區域,DCP范圍是從內叢狀層以上9μm到外叢狀層下9μm的區域。FAZ首先由系統自動判定勾選,若發生錯誤,予以手動調整并記錄數據。FD-300表示為FAZ范圍300μm寬度內的血流密度。

圖1 6mm×6mm黃斑區OCTA成像

結 果

1.兩組間一般資料及BCVA、CMT比較:非缺血組與缺血組間患者年齡、性別比例、BCVA以及CMT比較,差異均無統計學意義(P均>0.05),詳見表1。

表1 非缺血組和缺血組患者一般資料、BCVA及CMT比較

2.兩組間MNF面積、SVD、DVD、FAZ面積及FD-300對比:缺血組與非缺血組比較,MNF面積明顯增加,差異有統計學意義(P<0.05),SVD、DVD及FD-300顯著下降,差異有統計學意義(P均<0.05),兩組間FAZ面積比較,差異無統計學意義(P>0.05),詳見表2。

表2 非缺血組和缺血組MNF面積、SVD、DVD、FAZ面積、FD-300比較

3.MNF面積與其余OCTA參數之間的相關性:BRVO眼中MNF面積與SVD、DVD、FD-300呈明顯負相關(r分別為-0.678、-0.630、-0.480,P均<0.05),MNF面積與FAZ面積不具備明顯相關性(P>0.05),詳見表3。

表3 MNF面積與SVD、DVD、FAZ面積、FD-300的相關性分析

討 論

視網膜無灌注區的形成機制尚不完全明確,推測可能是由于視網膜組織腫脹導致毛細血管受壓、靜脈阻塞導致動脈供血不足或內皮細胞聚集導致毛細血管阻塞等[8]。既往研究顯示,OCTA觀測到的無灌注區區域與FFA結果高度一致,但FFA易受造影劑滲漏影響,其毛細血管灌注評估只能在非常短的時間窗口內進行,這個理想的時間間隔可能是10～15s,一旦超過這個時間,造影劑外滲到組織中,會逐漸減少毛細血管的信號,影響血管的可見度,再加上FFA只能提供由淺層血管和深層血管信號疊加呈現出來的二維圖像,難以區分層次[9]。OCTA技術的出現克服了FFA的局限性,基于分頻幅去相關血管造影算法,且不受造影劑影響,因而可以生成高對比度、清晰的微血管圖像,并且能將黃斑中心凹無血管區和無灌注區區分開,分別進行量化分析[10,11]。

本研究中缺血型較非缺血型BRVO,MNF面積顯著增加(P<0.05),提示OCTA可通過量化分析MNF面積反映BRVO缺血型和非缺血型黃斑區毛細血管灌注的差異性。通常視網膜無灌注被認同為視網膜缺血,無灌注區面積的大小也代表著視網膜缺血的程度。因此MNF可作為評估黃斑區視網膜缺血狀態的直觀指標。Wang等[12]研究發現,在RVO患眼中,無灌注區的面積從后極到周邊逐漸增加,周邊范圍最大,這說明當視網膜缺血發生的時候,周邊和后極部都會受累,并且可能預示著缺血是由周邊向后極慢慢進展。而Huang等[13]研究發現,RVO視網膜周邊的無灌注區面積與MNF具有顯著的正相關性,這也提示中央視網膜缺血狀態可以反映周圍視網膜的狀態。因此筆者判斷MNF具有預測BRVO缺血分型的價值,但這需要后期更多的研究去證實。本研究中MNF面積與SVD、DVD、FD-300呈明顯負相關(P均<0.05),這也很好理解,血流密度為指定范圍內血管總面積占整體面積的比值,當區域內的無血管面積越大,整體的血流密度自然會發生下降,這也為MNF評估黃斑區視網膜缺血狀態提供了理論依據。隨著OCTA技術的發展,也許日后研究可以通過OCTA檢測范圍更加廣泛的無血流區,從而取代FFA,更加安全、準確的來判斷BRVO患者的缺血分型。

本研究中與非缺血組比較,缺血組的SCP和DCP的血流密度以及FD-300均顯著下降(P均<0.05),下降率分別為6.56%、9.37%和6.84%,可以看出深層毛細血管叢的血流密度下降最明顯。這與Moussa等[14]研究結果一致,與SCP比較,DCP的中心凹周圍毛細血管缺血和血管密度降低更為明顯,提示BRVO中的缺血性損傷優先發生在DCP中。Coscas等[15]在一項回顧性研究中通過OCTA和FFA檢測54例RVO患者,發現相較SCP,DCP的毛細血管無灌注更為常見。分析原因可能更多地與SCP及DCP的解剖結構不同有關。首先SCP直接與視網膜小動脈相連,即使發生靜脈阻塞時,它的灌注受影響較少,其次DCP是與視網膜靜脈直接相連,靜脈回流受阻時,DCP第一時間受到影響,灌注明顯下降,另外DCP是位于SCP及脈絡膜層血管之間的交接區,因而更容易受到缺血性損傷[16]。綜上所述,DCP的毛細血管損傷對于視網膜缺血更為敏感。另外黃斑水腫會導致在OCTA圖像中血流密度數據受到影響,尤其是DCP,因此本研究納入對象均為連續抗VEGF治療后黃斑水腫消退的患者,以減小計算誤差[17]。

FAZ是由視網膜毛細血管叢相互連接形成的一個無血管區域,是視力最敏銳的部位,過去的研究證實FAZ面積增大往往提示視網膜尤其是黃斑區的缺血[18,19]。因為視網膜缺血缺氧會導致毛細血管網出現閉塞、無灌注區,波及黃斑區就會引起FAZ周圍的毛細血管網受損,邊緣的拱環結構破壞,進而使得FAZ面積以及形態發生改變。但是在本研究中,BRVO缺血型和非缺血型兩組間FAZ面積比較,差異無統計學意義(P>0.05),初步分析有以下原因:(1)FAZ面積在健康個體間具有較大的差異性,這種變化維度會混淆判斷FAZ面積變化是由缺血改變還是個體原因所致[20]。(2)毛細血管內紅細胞流速低于OCTA算法檢測到的閾值時,終端毛細血管環可能無法完全可視化,因此可能會影響FAZ面積測量計算[21]。(3)部分患者FAZ結構破壞嚴重,或是有新生血管深入FAZ區域內,系統此時無法正確識別FAZ范圍,需借助手動調整,此時兩種測量方法的內部一致性仍有待于商榷。

本研究結果顯示,除了血流密度,MNF可作為一項新的OCTA指標來評估BRVO黃斑區視網膜的缺血狀態;DCP的毛細血管損傷對于視網膜缺血更為敏感。本研究存在的不足:(1)由于OCTA本身局限性,僅觀測了黃斑區6mm×6mm范圍內的MNF,存在觀察不全的情況。(2)本研究排除了屈光介質渾濁、固視不佳、成像質量差的個體,可能會使整體數據偏離客觀。(3)本研究樣本量仍較小,且為回顧性研究,未來還需要進一步大樣本量的前瞻性研究來驗證。