原发性青光眼视神经扩散张量成像与视网膜神经纤维层厚度的相关性

吴 珂 WU Ke

史大鹏2 SHI Dapeng

轩 昂2 XUAN Ang

祁佩红3 QI Peihong

樊红光2 FAN Hongguang

李舒茵4 LI Shuyin

2.河南省人民医院放射科 河南郑州 450003

3.郑州市人民医院放射科 河南郑州 450053

4.河南省人民医院眼科 河南郑州 450003

青光眼是以视网膜神经节细胞凋亡并继发视神经纤维丢失为主要特征渐进性发展的神经变性疾病[1]，视网膜神经纤维层（RNFL）厚度和视神经病变为青光眼的主要病理变化。认识两种病变的相关性有助于研究青光眼的发病机制，而且对于青光眼的诊断和治疗有重要价值。本研究采用视神经扩散张量成像（DTI）和眼球光学相干断层扫描（OCT）检查，旨在分析部分各向异性（FA）与RNFL厚度的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 2009-06～2010-07我院眼科确诊的原发性慢性闭角型青光眼患者25例（病变组，46眼，4例为单眼发病，21例为双眼发病），男9例，女16例；年龄43～74岁，平均（56±7）岁。纳入标准：①眼压21～54mmHg；②视力0.3～0.8；③不同程度的视野缺损；④眼科超声生物显微镜显示房角关闭；⑤常规头颅MRI脑实质内未见明显异常；⑥知情同意并签署同意书。根据国际青光眼视神经损害Richardson分期法将病变组分为三期：早期青光眼视神经损害，3例4只眼，视野表现为旁中心暗点、鼻侧阶梯，C/D＞0.3；晚期青光眼视神经损害，13例24只眼，视野表现为弓形暗点、环形暗点，0.3＜C/D＜0.8；终末期青光眼视神经损害，9例18只眼，视野表现为管状视野、颞侧视岛。

另选择20例（40只眼）健康成人作为对照组，其中男7例，女13例；纳入标准：①年龄40～70岁，平均（54±6）岁；②裸眼、校正视力均1.0；③头颅MRI脑实质内未见明显异常；④无神经系统及屈光不正等其他眼科疾病；⑤知情同意并签署同意书。

1.2 仪器与方法 磁共振DTI扫描采用德国西门子公司3.0T Trio Tim超导型磁共振成像仪，12通道相控阵头颅线圈。采用单次激发SE-EPI序列，扫描参数：TR 5000ms，TE 97ms，层厚3mm，层间隔0，扫描矩阵256×256，视野（FOV）230mm×230mm，采集次数为 1，扩散敏感梯度方向数为64，b值为0、1000s/mm3，扫描时间5min 42s。轴位平行于视神经走形扫描，嘱患者扫描过程中控制眼球转动。DTI扫描原始数据经西门子高级后处理工作站functool软件处理后，获得彩色编码张量FA图。

RNFL厚度测量采用美国OPTOVE公司的RTVUE OCT，运用3D Disk程序自动确定视盘边缘，用ONH秩序以视乳头中心为中心自动测量2.5～4mm这一环形区域神经纤维层平均厚度，进一步分成16个区域（上部和下部各8个区域）显示神经纤维层平均厚度。

1.3 图像分析 DTI测量及图像分析：彩色编码张量FA图设定为前→后为绿色、左→右为红色、上→下为蓝色。为保证测量结果的准确性，在FA图轴位、矢状位、冠状位图像上确定眶内段视神经的准确位置，并在视神经前、中、后三段设定感兴趣区（ROI），每个ROI大小均为半径1.5mm的圆形（图1～4），由2位神经放射学医师采用盲法测量，获得每一ROI的FA值，计算每一视神经3个ROI测量的平均值。

图1 视神经FA图MPR轴位感兴趣区位置，在视神经前、中、后三段分别设置一个ROI（箭）。图2 视神经FA图MPR矢状位感兴趣区位置（箭）。图3 视神经FA图MPR冠状位感兴趣区位置（箭）。图4 视神经FA图轴位感兴趣区位置（箭）

OCT图像处理：对扫描后储存的图像进行分析，分析数据由ONH秩序自动得出，包括360°环形神经纤维层平均厚度值，上半部、下半部平均厚度值以及16个区域内不同区域的平均厚度值。另一图像显示双眼以视盘为中心直径3.45mm处神经纤维层厚度的曲线图。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0软件进行分析，计量资料数据以表示，病变组与对照组视神经平均FA值、RNFL厚度值比较采用两独立样本t检验，视神经FA值、RNFL厚度的相关性采用Pearson相关分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 原发性慢性闭角型青光眼视神经病变及RNFL厚度 病变组视神经FA值降低，RNFL上方、下方、平均厚度均变薄。与对照组比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表1、图5、6。

2.2 原发性慢性闭角型青光眼视神经FA值与RNFL厚度的相关性 病变组视神经FA值与病变组RNFL平均厚度呈线性相关，见图7。视神经FA值与RNFL上方、下方及平均厚度呈正相关（r＝0.612、r＝0.557、r＝0.607，P＜0.05），以FA值与RNFL上方厚度相关性最显著。

表1 两组视神经FA值及RNFL厚度比较（）

表1 两组视神经FA值及RNFL厚度比较（）

图5 对照组RNFL各象限厚度，神经纤维层厚度的曲线图示RNFL上、下方最厚，呈“双峰状”（箭）。图6 病变组RNFL各象限厚度，神经纤维层厚度的曲线图RNFL各象限及平均厚度明显变薄，“双峰”消失（箭）

图7 病变组视神经FA值与RNFL厚度相关性分析

3 讨论

DTI是目前唯一能够在活体内无创性研究脑白质纤维形态及结构的影像检查技术。FA是反映水分子各向异性最敏感的指标[2]。OCT是一种新的非接触性、高分辨率、无创性定量估测视网膜RNFL厚度和视盘参数的眼科显像技术[3]，类似活体组织病理检查。

本研究中，原发性慢性闭角型青光眼视神经FA值降低，说明视神经水分子扩散向异性减小。Yücel等[4]研究猴子青光眼时发现视神经纤维、髓鞘不同程度的丢失，且髓鞘丢失面积与神经纤维丢失数量明显相关。水分子向各个方向扩散阻力减小，各向异性减小，FA值下降，与Garaci等[5]的报道一致。

RNFL是检测青光眼早期结构损害最敏感的指标[6]。正常人OCT检查RNFL分布呈“双峰”，即上方、下方象限最厚，鼻侧、颞侧象限最薄。青光眼通常会出现“沙漏样”改变，即RNFL损害以上方、下方象限最为明显[7]。本研究中病变组RNFL上方、下方象限、平均厚度均变薄，“双峰”消失，与以往报道[8]一致。青光眼高眼压环境中，视网膜神经节细胞由于缺血缺氧而发生凋亡，并引起视网膜星形胶质细胞、小胶质细胞活化，可加速神经节细胞损伤，并吞噬正在凋亡或已经凋亡的神经节细胞[9]，导致RNFL厚度变薄。Zangwill等[10]认为RNFL平均厚度可以作为区别正常人、高眼压、青光眼患者的一个参数。

FA值与RNFL上方、下方、平均厚度均呈正相关（r＝0.612、r＝0.557、r＝0.607，P ＜ 0.05）， 以上方相关性最显著，推测其与视路解剖和青光眼病理机制有关。视网膜神经节细胞轴突构成视网膜神经纤维层，没有髓鞘包绕，向眼球后极汇聚形成视神经[11]。随眼压持续升高，视网膜神经节细胞凋亡、丢失，RNFL厚度逐渐变薄，并导致轴浆运输受限，引起视网膜神经纤维轴突结构损伤、髓鞘崩解、缺失等病理改变[12]。视神经水分子扩散状态发生改变，向异性减小。DBA/2J大鼠青光眼模型动物实验观察到视网膜神经节细胞丢失、轴突变性，并伴有星形胶质细胞、少突角质细胞反应[13]。青光眼视网膜神经节细胞凋亡引起RNFL厚度变薄、视神经纤维损害等一系列病理改变。视网膜神经纤维层内的轴突没有髓鞘包绕，RNFL厚度可以准确反映轴突结构损害[14]。Taliantzis等[15]发现RNFL颞侧、上侧、鼻侧、下侧、平均厚度和视野平均敏感度（MS）呈正相关，与平均缺损（MD）呈负相关，视网膜结构损害越严重，RNFL和视野指数的相关性越强。因此，青光眼RNFL厚度和视觉功能、视神经纤维结构变化都有关系。

本研究结果表明，视神经扩散异常和RNFL厚度变薄在青光眼同时存在，且两种病理变化呈正相关。本组病例根据视野和视盘形态改变分期，大多为晚期、终末期患者，早期病例较少，故未分析FA值、RNFL厚度与青光眼分期的相关性，需要进一步研究。

由于视神经直径较细、鼻窦内气体和骨骼造成的磁敏感差异、周围眶内脂肪、鞘膜腔内脑脊液包绕等各种因素一定程度上干扰视神经DTI检查结果。同样，OCT检查也受到瞳孔大小、屈光度等的影响。为避免上述因素的影响，DTI采用单次激发SE-EPI序列，并采用抑制视神经周围脂肪和脑脊液技术，减轻伪影干扰，采集过程中嘱患者严格控制头动、眼动等多种因素，尽可能保证图像的信噪比和数据的准确性。

综上所述，本研究发现视神经FA值与RNFL厚度呈正相关，以FA值与视网膜上侧象限RNFL厚度相关性最强。视神经DTI可以作为估测青光眼患者结构、功能改变的重要指标，为青光眼视神经病理改变的认识和防治研究提供有价值的信息。

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