SS-OCTA評估增殖性糖尿病視網膜病變玻璃體切除術后黃斑微血管的變化

紀風濤,王 慧,魏 科,李永蓉,戴 維,王志敏,廖榮豐

0 引言

糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病常見的微血管并發癥,也是工作年齡人群視覺損害的主要原因[1]。最近研究表明DR全球患病率為22.27%,其中威脅視力的DR為6.17%[2],早期糖尿病視網膜病變研究(Early Treatment Diabetic Retinopathy Study,ETDRS)數據表明約45%的重度非增殖性糖尿病視網膜病變(non-proliferative diabetic retinopathy,NPDR)患者在1a內發展為增殖性糖尿病視網膜病變(proliferative diabetic retinopathy,PDR)[3],近50%的PDR患者經歷嚴重的視力喪失[4]。經扁平部玻璃體切除術(pars plana vitrectomy,PPV)是治療嚴重PDR的有效方法,術中通過切除病理性玻璃體、視網膜增殖膜,清除血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和炎癥因子達到治療目的[5]。

掃頻源光學相干斷層掃描血管造影(swept-source optical coherence tomography angiography,SS-OCTA)作為一種非侵入性和高分辨成像技術,具有掃描速度快、信號強度高、穿透深度深等優點[6],可快速顯示后極部視網膜及脈絡膜微血管,量化血管密度(vessel density,VD)、灌注面積(flow area,FA)[7]。此外,SS-OCTA波長1050nm,能夠清晰顯示脈絡膜圖像,自動檢測和分析脈絡膜厚度(choroidal thickness,CT)、脈絡膜血管指數(choroidal vascularity index,CVI)和脈絡膜容積[8-9]。有研究使用SS-OCTA觀察發現,隨著DR病變進展,視網膜、脈絡膜血流灌注降低,脈絡膜功能下降[10-11]。然而對于嚴重PDR患者由于玻璃體出血、視網膜增殖牽拉及屈光間質混濁等原因,無法了解視網膜、脈絡膜微血管的變化,因此本研究通過PPV手術去除混濁玻璃體及增殖膜復位視網膜,屈光間質清晰后采用SS-OCTA定量分析視網膜和脈絡膜血流變化,并與對側眼進行比較,探討嚴重PDR術后患眼黃斑區視網膜脈絡膜參數的變化情況。

1 對象和方法

1.1 對象橫斷面研究。選取2020-09/2022-07在合肥市第二人民醫院眼科診斷為PDR并接受23G PPV手術治療的患者35例35眼,其中男16例,女19例;平均年齡59.00±9.04歲;平均體質量指數(body mass index,BMI)24.77±2.95kg/m2;1型糖尿病患者1例,2型糖尿病患者34例,糖尿病病程14.43±7.6a;術前糖化血紅蛋白水平8.59%±1.57%;單純PPV手術者8例8眼,PPV聯合白內障手術者27例27眼,術前接受抗VEGF治療者14例14眼,術中均行全視網膜激光光凝(panretinal photocoagulation,PRP)治療,術中使用硅油填充2眼,空氣填充32眼,生理鹽水填充1眼。對側眼DR分期中度NPDR 3眼,重度NPDR 28眼,PDR 4眼,接受抗VEGF治療者7眼,行PRP治療者13眼。納入患者PPV術眼眼軸長度(22.94±0.53mm)與對側眼(22.96±0.61mm)差異無統計學意義(t=-0.109,P>0.05);術后末次隨訪時PPV術眼最佳矯正視力(best-corrected visual acuity,BCVA)(0.65±0.31LogMAR)與對側眼(0.61±0.32LogMAR)相比無明顯下降(t=0.249,P>0.05)。納入標準:(1)年齡大于18歲;(2)臨床診斷為PDR且單眼行PPV手術治療的患者。排除標準:(1)雙眼接受PPV手術的患者;(2)術后視功能差,無法配合完成SS-OCTA檢查;(3)SS-OCTA成像質量差,無法進行后續分析;(4)合并葡萄膜炎、青光眼、高度近視(眼軸長度大于26mm)、雙眼屈光度差值大于2D;(5)既往有內眼手術史或患有其他可能干擾視覺功能的眼部病變。本研究遵循《赫爾辛基宣言》,并得到合肥市第二人民醫院倫理審查委員會批準。所有患者均對治療方案知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 手術方法所有患者均由同一位經驗豐富的醫生使用玻切超乳一體機進行23G經扁平部PPV術。根據晶狀體情況決定是否聯合白內障摘除術,所有患者均注射曲安奈德染色玻璃體,如果存在視網膜前增殖膜與視盤或視網膜連接緊密,則進行鈍性分離以解除牽拉復位視網膜。對于增殖膜剝除后新生血管殘端反復出血則使用23G眼內電凝進行止血,所有患者未進行內界膜(internal limiting membrane,ILM)剝除,氣液交換或重水注入視網膜復位后,532nm綠激光進行PRP治療,根據視網膜情況玻璃體腔選擇生理鹽水、無菌空氣或硅油填充。

1.2.2 隨訪觀察術后隨訪1～22(平均9.72±6.67)mo,進行BCVA、裂隙燈、超廣角掃描激光眼底檢查和SS-OCTA等眼科檢查,分析末次隨訪時PPV術眼SS-OCTA黃斑微血管參數與對側眼的差異及其與BCVA的相關性。SS-OCTA波長1 050nm,掃描速率每秒 200 000次A掃描,軸向分辨率、橫向分辨率和掃描深度分別為 5μm、13μm、3mm,利用集成共焦掃描激光檢眼鏡的眼動追蹤技術消除眼動偽影,經過512次B掃描獲得中心凹3mm×3mm范圍OCTA圖像,并通過軟件自動分層,獲得視網膜淺層毛細血管層(superficial capillary plexus,SCP)、中層毛細血管層(intermediate capillary plexus,ICP)、深層毛細血管層(deep capillary plexus,DCP),脈絡膜毛細血管層(choriocapillaris,CC)和脈絡膜中大血管層的圖像。每一幅圖像均由經驗豐富的技術人員檢查分割的準確性,發現分割錯誤時進行手動調整。依據ETDRS 3mm×3mm網格將黃斑區分為直徑1mm(central fovea,C1)和3mm(parafovea,C3)的圓,旁中心凹區進一步分為上方(superior,S1-3)、下方(inferior,I1-3)、顳側(temporal,T1-3)、鼻側(nasal,N1-3)區域(圖1)。使用儀器內置軟件分別測量以中心凹為中心3mm×3mm范圍視網膜內層平均VD、中心凹無血管區(foveal avascular zone,FAZ)面積和周長,近圓指數(circularity index,CI),視網膜淺、中、深層毛細血管層VD和FA,CT、脈絡膜毛細血管灌注面積(CCFA)和CVI。

圖1 SS-OCTA檢查示意圖 A:ETDRS網格的非紅外圖像,其中C1表示中心凹1mm范圍(內層粉紅色圓),C3表示中心凹3mm范圍(外層粉紅色圓),S1-3表示上方旁中心凹區域,I1-3表示下方旁中心凹區域,T1-3表示顳側旁中心凹區域,N1-3表示鼻側旁中心凹區域;B:脈絡膜管腔的提取圖,由機器內置軟件自動確定脈絡膜(藍線)和脈絡膜血管腔(橙色區域)的上邊界和下邊界。

2 結果

2.1 視網膜相關參數納入患者PPV術眼中心凹FAZ面積和周長較對側眼略有增加,黃斑區視網膜內層平均VD和CI較對側眼略有減少,但差異均無統計學意義(P>0.05),見表1。納入患者PPV術眼視網膜淺、中、深層毛細血管層VD與對側眼差異均無統計學意義(P>0.05),但PPV術眼鼻側旁中心凹區域ICP-FA(0.31±0.06mm2)較對側眼(0.38±0.05mm2)明顯減少,顳側旁中心凹區域DCP-FA(0.19±0.08mm2)較對側眼(0.27±0.07mm2)明顯減少,差異均有統計學意義(P<0.05),見表2。

表1 納入患者雙眼黃斑區參數比較

表2 納入患者雙眼視網膜血流參數比較

2.2 脈絡膜相關參數納入患者PPV術眼下方旁中心凹區域CCFA較對側眼略有增加,但差異無統計學意義(t=2.250,P=0.051);PPV術眼各區域CT與對側眼相比差異均無統計學意義(P>0.05);PPV術眼中心凹3mm區域,上方、下方和鼻側旁中心凹區域CVI均較對側眼顯著降低,差異均有統計學意義(P<0.05),見表3。

表3 納入患者雙眼脈絡膜相關參數比較

2.3PPV術后視力與視網膜脈絡膜血流參數的相關性采用Spearman相關分析法分析納入患者PPV術眼術后末次隨訪時BCVA與視網膜脈絡膜血流參數的相關性,結果顯示,PPV術眼術后BCVA與下方、鼻側旁中心凹區域ICP-VD呈正相關(rs=0.652,P=0.041;rs=0.709,P=0.022),與下方、鼻側旁中心凹區域及中心凹3mm范圍DCP-VD呈正相關(rs=0.866,P=0.001;rs=0.715,P=0.020;rs=0.872,P=0.001);PPV術眼術后BCVA與中心凹1mm范圍ICP-FA呈正相關(rs=0.634,P=0.049),與中心凹及旁中心凹各區域DCP-FA均呈正相關(P<0.05);PPV術眼術后BCVA與脈絡膜血流參數均無明顯相關性,見表4、5。

表4 PPV術后視力與脈絡膜血流參數的相關性

表5 PPV術后視力與視網膜血流參數的相關性

3 討論

黃斑區血流變化對視網膜脈絡膜血管性疾病的診斷和隨訪至關重要,既往對于嚴重PDR接受PPV手術后黃斑區視網膜及脈絡膜血流變化的研究較少,本研究利用SS-OCTA評估嚴重PDR行PPV手術后黃斑區視網膜及脈絡膜血流變化,并與對側眼進行比較,結果發現患眼PPV術后中心凹及旁中心凹區域淺、中、深層毛細血管層血管密度與對側眼均無明顯差異,這與孔源性視網膜脫離[12-13]、黃斑裂孔[14]患者行PPV術后黃斑區淺、深層毛細血管層血管密度的變化類似,提示PPV手術本身可能不會引起黃斑區視網膜各層血管密度的改變[15]。Liu等[11]采用SS-OCTA評估不同分期DR患者視網膜、脈絡膜血流變化,發現PDR與NPDR患者ICP、DCP血管密度存在差異,PDR患者深層血管密度明顯下降。同時,Nesper等[16]發現旁中心凹區域DCP血管密度降低與DR嚴重程度相關,是區分NPDR和PDR的敏感指標。這與本研究結果不一致,其可能的原因在于研究方法及入組患者存在差異。

本研究對黃斑區視網膜各層灌注面積的研究發現,PPV術眼術后SCP灌注面積與對側眼接近,ICP鼻側旁中心凹區域、DCP顳側旁中心凹區域灌注面積較對側眼減少,提示嚴重PDR旁中心凹中、深層毛細血管層血流減少。Uchitomi等[17]使用超廣角-OCTA研究DR患者黃斑區視網膜各層的無灌注面積,發現與鼻側象限相比,DCP顳側無灌注面積更高,分析其原因在于鼻側象限血管具有較高灌注壓,而黃斑顳側毛細血管灌注壓較低[18],從而導致顳側視網膜無灌注面積增加。本研究觀察到PPV術眼術后鼻側中層和顳側深層血管灌注面積減少,表明嚴重PDR中、深層血流灌注在不同象限存在差異,需要進一步研究。

視網膜FAZ形態通常采用面積、周長、半徑及圓形指數表示,反映糖尿病微血管變化。正常人群中FAZ大小、面積存在顯著個體差異[19-20],并與眼軸長度相關[21]。本研究中PPV術眼與對側眼眼軸近似,研究對象為同一個體,因此可以更好地控制系統性混雜因素。結果發現,PPV術眼術后FAZ各項指標與對側眼無差異,這與Liu等[11]研究結果一致,該研究發現NPDR和PDR患者FAZ各項指標無顯著差異,FAZ的變化可能僅與DR發生有關,與DR程度無明顯關聯。脈絡膜毛細血管灌注與DR之間的關聯尚不明確。最近一項研究顯示,CC血流減少與DR嚴重程度獨立相關[22]。Gendelman等[23]對90例DR患者進行回顧性分析發現,DR嚴重程度與黃斑區CC血流缺失密切相關。然而,Dai等[24]發現NPDR和PDR患者CC血管密度無顯著差異。上述研究結論存在差別,分析可能與種族不同及影響CC的混雜因素沒有完全矯正有關。本研究去除了大部分混雜因素,結果發現,PPV術眼術后CC灌注面積相比對側眼有增加趨勢,其可能原因是PPV術后玻璃體腔炎性介質及VEGF含量下降,術中PRP導致中周部視網膜耗氧量減少,CC血流可能從中周部轉移到代謝需氧較高的后極部黃斑區域[25-26],從而引起黃斑區脈絡膜毛細血管代償擴張,但具體機制有待于進一步研究。

CVI是反映脈絡膜血流狀態的指標,與CT相比不受眼球生物學參數影響[27];然而CVI與年齡相關,隨年齡增加而下降[28]。雖然SS-OCTA檢測CVI的算法仍需完善,但SS-OCTA具有掃描范圍廣、速度快、重復性好的特點[29],更重要的是,與SD-OCTA相比,掃描深度更深,即使存在視網膜水腫等病變的情況下,仍然可以清晰顯示脈絡膜整體狀態,提供詳細、準確的脈絡膜血流信息[30]。本研究利用SS-OCTA測量反映脈絡膜血流的指標,結果顯示PPV術眼術后與對側眼各區域CT均無差異,然而在中心凹3mm范圍及上、下、鼻側旁中心凹區域PPV術眼術后CVI均較對側眼明顯降低,提示嚴重PDR脈絡膜中大血管存在損傷。既往對DR患者CT的研究結果不一致,多數研究認為嚴重DR往往伴隨脈絡膜變薄[31-32],也有學者認為在非增殖期,CT隨著病變進展逐漸下降,進入增殖期增加[33];基于人群的北京眼科研究發現,糖尿病與較厚的CT獨立相關,而DR與CT無關[34]。以上研究結果差異可能與不同OCT測量設備及納入人群種族不同有關。CVI在DR進展中的變化,既往文獻似乎得到了一致的結果,即隨著DR進展,CVI逐漸下降[10,35-36]。本研究結果也顯示,嚴重PDR患者PPV術后術眼CVI較對側眼降低,表明CVI比CT更加穩定,可作為評估DR進展和嚴重程度的指標。

關于視網膜脈絡膜血流與視覺功能的關系,本研究結果顯示,PPV術眼術后BCVA與黃斑區中、深層毛細血管層血管密度和灌注面積均有一定的相關性,但未發現與脈絡膜血流相關。Kuonen等[37]發現NPDR患者視力喪失可能與SCP無灌注面積增加相關;對于糖尿病性黃斑水腫患者,黃斑區DCP血管密度與視力相關[38]。Abdelshafy等[39]研究發現黃斑區DCP-VD是PDR患者BCVA的最佳預測因素,提示PDR與DCP-VD關聯密切,這與本研究結果一致。最近一項對DR患者脈絡膜參數與視力相關性的研究觀察到在接受治療且病情穩定的DR患者中,脈絡膜生物標志物與BCVA相關[40]。本研究未發現PPV術眼術后BCVA與任何脈絡膜參數有關聯,出現這一差異的原因可能歸因于入組患者不同,本研究選擇的是嚴重PDR患者。

本研究存在的局限性:(1)樣本量相對較小,另外由于嚴重PDR患者屈光間質不清,在PDR手術前無法測量 視網膜脈絡膜血流參數;(2)本研究為橫斷面研究,未來縱向研究可觀察PDR術后視網膜脈絡膜血流的動態變化;(3)OCTA圖像可能受機器本身及測量的影響,本研究采用SS-OCTA內置眼動實時跟蹤系統,可降低由于眼球轉動引起的偽影。盡管存在一定的局限性,但本研究的優勢在于采用掃描速度更快的SS-OCTA,可以獲得清晰的視網膜脈絡膜血流圖像,保證測量數據的準確性。此外,本研究分析同一個體雙眼之間的差異,避免了系統性混雜因素,結果更為可靠。

綜上所述,SS-OCTA可以無創觀察DR患者視網膜脈絡膜血流變化,嚴重PDR患者患眼PPV術后較對側眼可能更易出現旁中心凹視網膜深層及脈絡膜血流灌注的減少,提示旁中心凹視網膜深層及脈絡膜血流改變在PDR發展中具有重要作用。