糖尿病视网膜病变激光治疗后视网膜的微细结构变化

张磊，刘大川，边俊杰，吴航

糖尿病视网膜病变激光治疗后视网膜的微细结构变化

张磊，刘大川，边俊杰，吴航

目的研究糖尿病视网膜病变经氪激光治疗后光凝斑视网膜的微观形态学变化。方法对15例非增殖型糖尿病视网膜病变患者行全视网膜氪激光治疗，应用SD-OCT技术观察激光治疗后1小时，1周，1个月时光凝斑在视网膜各层的微观形态学变化。结果光凝治疗后1 d，视网膜内层结构形态学未发生变化，显著的结构变化开始于外丛状层，经过外核层，外界膜，肌样体区，椭圆体区，光感受器外节，交叉区，最后到达色素上皮层。光凝治疗后1周，光凝斑的直径较前明显减小，界限不清楚；视网膜的内层结构的内核层、内丛状层向下突出，而外层结构的外丛状层则完全呈“V”型结构变化，外核层消失。肌样体区、椭圆体区、交叉区同色素上皮层相互融合，与周围未损伤区域形成断裂。光凝治疗后1个月，两个相邻光凝斑之间的外丛状层形成拱门样结构，肌样体区，椭圆体区，交叉区这三层所形成的高密度复合体的厚度变薄，宽度变窄，呈萎缩状态，色素上皮层的连续性完好。结论视网膜各层在激光治疗后所发生的结构变化，进一步验证了激光对糖尿病视网膜病变的治疗作用。

糖尿病视网膜病；频域光学相干断层扫描；超微结构；激光光凝

糖尿病视网膜病变是糖尿病严重的并发症之一，严重影响患者的视力和生活质量。当糖尿病血管病变引起视网膜缺血，抗血管生成和促血管生成因子失衡，导致新生血管生成和血管的渗漏〔1-4〕。而全视网膜光凝术能够有效地预防和阻止增殖性糖尿病视网膜病变的发生和发展。那么，激光作用于视网膜后会发生哪些变化呢？我们应用频域光学相干断层扫描技术（SD-OCT），观察到糖尿病患者在接受激光治疗后不同时间点，光凝斑在活体视网膜各个层次的超微结构变化。

1 对象和方法

对2015年5月至2015年7月在宣武医院眼科门诊确诊为糖尿病视网膜病变的患者15例20只眼纳入本研究。患者中，男性8例，女性7例；年龄55～67岁。均为2型糖尿病，病程10～15年，且均未行眼底激光和抗VEGF治疗，所有患者在治疗前均行彩色眼底照相、荧光素眼底血管造影（fundus fluorescein angiography，FFA）及SD-OCT检查，并确诊为重度非增殖期糖尿病视网膜病变，需要激光治疗。

1.2治疗方法及观察指标

治疗方法：所有患眼均行全视网膜光凝，光凝方法：距视盘上、下、鼻侧1PD到周边部，黄斑中心凹外颞侧1PD到周边部，氪绿光，能量150～200 mW，曝光时间0.2～0.3秒，光斑直径200 μm，III级光凝斑反应。

观察指标：患者在激光治疗后1小时，1周，1个月时对光凝斑行SD-OCT（海德堡Spectralis HRA+ OCT）扫描，扫描面积为8.4 mm×1.4 mm，共七个层面，每个层面间距233 μm，每个OCT图均由100个扫描图叠加成像。SD-OCT扫描时使用追踪技术，保证每个时段的扫描都位于视网膜的同一个位置，具有可重复性。

图1 视网膜光凝治疗后1天：视网膜内层结构（内界膜，神经纤维层，神经节细胞层，内丛状层）形态学未发生变化。显著的结构变化开始于外丛状层，激光的热效应经过外核层，外界膜，肌样体区，椭圆体区，光感受器外节，交叉区，最后到达色素上皮层。ILM=内界膜；NFL=神经纤维层；GCL=神经节细胞层；IPL=内丛状层；INL=内核层；OPL=外丛状层；ONL=外核层；ELM=外界膜；MZ=肌样体区；EZ=椭圆体区；OSP=光感受器外节；IZ=交叉区；RPE=视网膜色素上皮

2 结果

2.1激光后1小时视网膜的微细结构变化

治疗后1小时，在SD-OCT上就可清晰的观察到视网膜在受到激光热效应后各层次的超微结构变化。受损区与未受损区之间分界清晰，没有过渡带的出现，呈柱形结构。在边界清楚的被激光区域内，从视网膜的内层开始反射逐渐增强，虽然视网膜外层各层次之间的界限变得模糊，每层的厚度和轮廓没有明显改变，结构仍是连续的，呈水平走向，但与周围未受损区域相比，整体位置略有变化。在受损区域内，最先发生变化的是从外丛状层开始，然后穿过整个视网膜外层，一直到色素上皮层。我们可以观察到，外丛状层与外核层之间的界限模糊，相互粘合，不能清晰区分，而外核层变化最明显，与周围未受损区域相比，反射增强，纵向边界清晰。而外界膜，肌样体区，椭圆体区，光感受器外节，交叉区这5层结构仍可隐约辨认，虽然它们还是水平走向，但出现了向视网膜内层或外层的结构扭曲，呈波浪形改变。色素上皮层在受损区内仍然是清晰可辨，呈强反射光带，只是发生了不同程度的形变而已（图1）。

2.2激光后1周视网膜的微细结构变化

与激光治疗后1小时相比，激光后1周视网膜的表层结构变得较不平滑，虽然这种变化是甚微的，但仍可以看到与光凝斑相对应的神经上皮层区域出现了向下凹的趋势，并且这种趋势越向视网膜外层越明显，内核层，内丛状层呈乳突样向下凸起，而外丛状层则完全呈“V”字样与色素上皮层相接触，外核层被挤压向两侧，外界膜连续性破坏，完全中断。肌样体区的结构已经模糊不清。光感受器外节之一弱反射带完全消失。椭圆体区，交叉区和色素上皮这三层强反射带相互融合呈一层更强的反射带，无法清晰辨认，同时也可观察到，前两层结构与周围未损伤区域形成断裂，呈沟壑样，而色素上皮层的连续性是完好的，这同我们在无赤光照片上看到影像是相符的，光凝斑中央呈白色，而周围的环形灰色区域相对应的则是椭圆体区和交叉区断裂部位（图2）。

图2 视网膜光凝治疗后1周：光凝斑的直径较前明显减小，界限不清楚，视网膜的内层结构：内核层，内丛状层向下突出，而外层结构：外丛状层则完全呈“V”型，外核层在光凝斑处消失。肌样体区，椭圆体区，交叉区同色素上皮层相互融合，无法清晰辨认，前三层结构与周围未损伤区域形成断裂。色素上皮层连续性好。ILM=内界膜；NFL=神经纤维层；GCL=神经节细胞层；IPL=内丛状层；INL=内核层；OPL=外丛状层；ONL=外核层；ELM=外界膜；MZ=肌样体区；EZ=椭圆体区；OSP=光感受器外节；IZ=交叉区；RPE=视网膜色素上皮

2.3激光后1个月视网膜的微细结构变化

激光治疗后1个月，视网膜内侧结构变化虽不甚明显，但也可通过SD-OCT观察到，内丛状层，内核层向下凸起较激光治疗后一周略有好转，而两个相邻光凝斑之间的外丛状层形成“拱门样”结构，外核层与视网膜外层结构之间出现了微小的空隙，椭圆体区，交叉区和色素上皮这三层强反射带还是相互融合成一层，无法清晰辨认，但它们的厚度较激光治疗后一周略有变薄，同时直径也变小，与周围未打激光区域的沟壑较前变宽，外界膜与这一复合结构的两端相连接，而色素上皮层的连续性依旧是完整的（图3）。

3 讨论

糖尿病患者由于眼部脉络膜血供不足，致使色素上皮及视网膜外层营养异常，视网膜长期处于缺氧缺血状态，激光治疗是作用于视网膜色素上皮而起作用的，通过激光在血-视网膜外屏障上发生变化，进而促使血-视网膜内屏障的内皮细胞增殖。根据早期治疗糖尿病性视网膜病变研究组ETDRS（Early treatmentdiabetic retinopathy study）报告〔5-6〕和多年临床试验证实，目前激光已经成为治疗糖尿病视网膜病变最有效的方法之一。

图3 视网膜光凝治疗后1个月：两个相邻光凝斑之间的外丛状层形成拱门样结构，肌样体区，椭圆体区，交叉区这三层所形成的高密度复合体的厚度变薄，宽度变窄。色素上皮层的连续性完好。ILM=内界膜；NFL=神经纤维层；GCL=神经节细胞层；IPL=内丛状层；INL=内核层；OPL=外丛状层；ONL=外核层；ELM=外界膜；MZ=肌样体区；EZ=椭圆体区；OSP=光感受器外节；IZ=交叉区；RPE=视网膜色素上皮

OCT技术早已广泛应用到眼底疾病的检查，在对人群进行视网膜及脉络膜的正常值研究、疾病发病机制方面的研究、疾病鉴别诊断中的应用、疗效判定方面的研究等具有较大的价值〔7-8〕。而谱域光学相干断层扫描（SD-OCT）则能比普通OCT得到更清晰的影像，本试验所用的模式由100个扫描图叠加成像，它可以分辨出视网膜的细微组织结构，并且SD-OCT的随访功能能够在不同时间点重复测量视网膜的同一部位，这为观察激光治疗前后视网膜结构变化提供了精确性和可重复性的研究方式。

本研究通过观察糖尿病视网膜病变患者经过激光治疗后，光凝斑随时间推移而发生的结构性变化，进一步论证了激光治疗的有效性，以及激光治疗对视网膜内层和色素上皮层的作用及影响。从早期的观察来看，即光凝后1小时，光凝斑主要作用于视网膜的外丛状层及外核层，并且外核层受到激光的热效应后留有边界清晰的高反射区，呈柱状，结构完整。同时外界膜，肌样体区，椭圆体区，光感受器外节，交叉区这5层结构虽可隐约辨认，但已经不够清晰。我们知道，外界膜在OCT上为高反射信号；肌样体区是光感受器细胞内节肌样组织的一部分，线粒体堆积密度较低，在OCT上为低反射信号；椭圆体区是光感受器的内节外侧段，与感光细胞椭圆体结构密切，富含线粒体，因此在OCT上为高反射信号；光感受器外节在OCT上为低反射信号；交叉区是视锥细胞外节尖端与色素上皮顶部微绒毛相互交叉区，在OCT上为高反射信号。在OCT断层图片上，外界膜，肌样体区，椭圆体区，光感受器外节这四层代表了光感受器细胞的完整性，并且这四层结构的完整性与患者的视力水平高度相关。从最初的激光效果来看，即光凝后1小时，激光已经开始对视网膜的外层结构产生了影响，只是损伤较轻，外层视网膜的结构产生了扭曲形变，呈波浪样改变，但连续性还是完好的。因此，我们从OCT上的结构可以判断，此时患者的视网膜功能应该并未遭到严重破坏。激光治疗后1周，从OCT上可以观察到，外丛状层出现了明显的“V”型变化，外核层受到破坏，被挤向两侧，而对视功能最重要的外界膜，肌样体区，椭圆体区，光感受器外节及交叉区受到了严重的破坏，结构开始出现不连续性，在它们的周围有沟壑样结构出现，在无赤光照片上表现为光凝斑周围的环形灰色区域。此时我们可以判断，患者此区域的视功能也同样受到了破坏。在激光治疗后1个月时，相邻光凝斑之间的外丛状层出现拱门样结构，“V”型结构的尖端变钝，有恢复原位的趋势，隐约见到外核层，作者认为这是视网膜内层结构在缓慢修复的过程。我们已经知道，光凝可以破坏缺氧的视网膜处耗氧高的视杆细胞和视锥细胞，由瘢痕组织替代，减少了视网膜对氧的总需求，从而保证后极部视网膜的氧供；光凝后视网膜变薄，也有利于来自脉络膜血循环的氧向视网膜内层扩散，改善视网膜缺氧状态，以维持正常的氧张力。从本研究的结果也可看到，在激光后1个月视网膜外层的结构变化更加显著，外界膜，肌样体区，椭圆体区，光感受器外节及交叉区完全融合呈一条强反射带，与激光治疗后1周相比，其厚度变薄，直径变小，与周围未损伤区域的沟壑加宽，呈现出一种萎缩状态，因此作者判断此时该区域的视功能已是不可逆的损伤。虽然在整个治疗过程中我们也观察到色素上皮层始终保持结构的完整性和连续性，但本实验无法判断激光治疗对它的细胞层面上的影响。

我们知道，激光治疗的原理就是通过作用于外层视网膜，破坏线粒体丰富的光感受器细胞，由胶质瘢痕代替，外层视网膜耗氧减少，脉络膜毛细血管的氧穿过外层视网膜供给内层视网膜，提高氧压，缓解内层视网膜缺氧〔9〕。本文通过对光凝斑在OCT上的超微结构的研究分析，以及在激光治疗后1小时，1周和1个月这三个不同时间段的视网膜结构变化过程，观察到了与视功能水平高度相关的外界膜，肌样体区，椭圆体区，光感受器外节这四层光感受器细胞的形态学变化，进一步验证了激光对糖尿病视网膜病变的治疗作用。

[1]Dawson DW，Volpert OV，Gillis P，et al.Pigment epithelium-de鄄rived factor：a potent inhibitor of angiogenesis[J].Science，1999，2859（542）：245-248.

[2]Spranger J，Osterhoff M，Reimann M，et al.Loss of the antiangiogenic pigment epithelium-derived factor in patients with angiogenic eye disease[J].Diabetes，2001，50（12）：2641-2645.

[3]Aiello LP，Avery RL，Arrigg PG，et al.Vascular endothelial growth factor in ocular fluid of patients with diabetic retinopathy and other retinal disorders[J].N Engl J Med，1994，331（22）：1480-1487.

[4]Lange J，Yafai Y，Reichenbach A，et al.Regulation of pigment ep鄄ithelium-derived factor production and release by retinal glial（Muller）cells under hypoxia[J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2008，49（11）：5161-5167.

[5]Treatment techniques and clinical guidelines for photocoagulation of diabetic macular edema.Early Treatment Diabetic Retinopathy Study Report Number 2.Early Treatment Diabetic Retinopathy Study Research Group[J].Ophthalmology，1987，94（7）：761-774.

[6]Early photocoagulation for diabetic retinopathy.ETDRS report num鄄ber 9.Early Treatment Diabetic Retinopathy Study Group[J].Oph鄄thalmology，1991，98（5 Suppl）：766-785.

[7]曾婧，丁小燕，李加青，等．中国人黄斑区脉络膜厚度值及其影响因素分析[J]．中华眼底病杂志，2011，27（4）：450-453．

[8]周金琼，魏文斌．频域相干光断层深度增强成像技术的研究进展[J].国际眼科纵览，2012，36（3）：1-8．

[9]Stefansson E.The therapeutic effects of retinal laser treatment and vitrectomy A theorybasedon oxygen and vascular physiology[J].Acta Ophthalmol Scand，2001，79（5）：435-440.

Observation on ultrastructural changes of retina in diabetic retinopathy after laser treatment

ZHANG Lei，LIU Dachuan，BIAN Junjie，et al.Xuanwu Hospital，Capital Medical University，Beijing 100053，China

OBJECTIVETo study the micro-morphological changes of the laser spots on the retina in cases with diabetic retinopathy after laser treatment.METHODSFifteen patients underwent panretinal photocoagulation（PRP）for proliferative diabetic retinopathy.Retinal morphology and localization of effects owing to laser-tissue in鄄teraction were imaged at 1 day，1 week，and 1 month intervals.The characteristic，specific structural changes dur鄄ing the healing process were followed over time using an spectral-domain optical coherence tomography（SD-OCT）device.RESULTSAt day 1 after PRP，the structure of the inner retina was not changed.Significant changes began in the outer plexiform layer，through the outer nuclear layer，external limiting membrane，myoid zone，ellipsoid zone，outer segments of photoreceptor and the arteriovenouscrossing zone，arrived at the pigment epithelial layer at last.At week1，the laser spot diameter slightly reduced，the boundary was not clear.The structure of inner retina：inner plexiform layer and inner nuclear layer were all outward；the outer retina：outer plexiform layer was in V type completely，and outer nuclear layer disappeared.The myoid zone，ellipsoid zone，arteriovenouscrossing zone and pigment epithelial layer were combined.There was a fracture around the damage zone.At month 1：the outer plexi鄄form layer formed anarches like shape between two adjacent laser spots.The thickness of high-density complex formed by the myoid zone，ellipsoid zone，arteriovenouscrossing zone was thin，the width was narrowed and the shape was in atrophy.But the pigment epithelial layer continuity was intact.CONCLUSIONSIn this study，we ob鄄served the structural changes of retina after photocoagulation treatment through the analysis of ultrastructure of each layer in OCT.The effect of photocoagulation treatment on diabetic retinopathy remained to be further determined.

diabetic retinopathy；spectral-domain optical coherence tomography（SD-OCT）；ultrastructure；photocoagulation

R587.1；R774.1

：A

：1002-4379（2016）05-0310-05

10.13444/j.cnki.zgzyykzz.2016.05.009

首都医科大学宣武医院眼科，北京100053

刘大川，E-mail：zhangleixwyy@sina.com