应用光学相干断层扫描血管成像技术分析近视眼黄斑区微血管变化

冯立淼，杨叶，胡亮，方海珍，杨小玲，陈浩

（温州医科大学附属眼视光医院，温州 325027）

・论 著・

应用光学相干断层扫描血管成像技术分析近视眼黄斑区微血管变化

冯立淼，杨叶，胡亮，方海珍，杨小玲，陈浩

（温州医科大学附属眼视光医院，温州 325027）

目的：应用光学相干断层扫描血管成像技术（OCTA）研究近视眼黄斑区视网膜微血管的变化及其与视网膜厚度的相关性。方法：2015年6月至2016年5月在温州医科大学附属眼视光医院就诊的患者45例（90眼）纳入研究，其中低度近视及正视眼组15例（30眼）作为对照组，中度近视组15例（30眼）、高度近视组15例（30眼）。采集黄斑区微血管密度及视网膜厚度，通过自动分层获得视网膜表层和深层血管图。选取以黄斑中心凹（fovea）为中心直径1 mm圆和3 mm旁中心（parafovea）圆环内血管密度进行分析。结果：Fovea处表层微血管密度和深层微血管密度均与眼轴呈正相关（r=0.51、0.52，P＜0.05）。Parafovea处表层微血管密度与眼轴呈负相关（r=-0.34，P=0.01），其深层微血管密度与眼轴无相关性（r=-0.03，P=0.79）。Fovea处表层微血管密度和深层微血管密度均与fovea处视网膜内五层厚度呈显著正相关（r=0.85、0.82，P＜0.05）。Parafovea处表层微血管密度和深层微血管密度均与parafovea处视网膜内五层厚度无相关性（r= 0.16、0.07，P＞0.05）。结论：随着眼轴的增加和视网膜厚度的增加，fovea处视网膜微血管密度会随之增加，而在parafovea区域，表层视网膜微血管密度会随着眼轴的增加而减少，但与视网膜厚度的变化并无相关性。临床上在应用血管成像技术时应考虑近视眼本身对黄斑区微血管的影响。

光学相干断层扫描血管成像技术；近视；黄斑；微血管密度；视网膜

近视是一种常见的眼病，亚洲人群近视比例为40%～70%[1-6]。一项全球性流行病学调查的meta分析预测，到2050年近视人数将达到47.58亿[7]。已有研究[8-10]表明近视眼度数的增加、眼轴的扩张会导致未发生眼底病变的近视眼视网膜发生相应的变化。近视的很多并发症都与血管相关，因此近视眼的眼底研究不仅只集中在视网膜脉络膜的厚度，还包括了其血管分布和血流灌注。LI等[10]基于眼底照相和碎片分析的研究发现近视眼视网膜血管密度降低。SHIMADA等[11]应用多普勒技术发现近视眼视网膜血管的灌注与管径均降低。限于过去的图像采集技术，这些研究都是针对视网膜或球后的大血管。目前基于分频幅去相关原理（split-spectrum amplitude-decorrelation angiography，SSADA）的光学相干断层扫描血管成像技术（optical coherence tomography angiography，OCTA）已经开始在临床应用，由于其无创安全、可重复性好且可以量化分析，在眼底病的研究中有很大的应用价值。

在以往研究中，ZHAO等[12]发现视网膜内五层厚度与屈光度数呈负相关。NAKANISHI等[13]研究发现在视网膜中下方神经节细胞复合体会随着眼轴的增加而变薄。神经纤维层及其复合体内含有大量的毛细血管，但以往研究并未对此进行深入探讨。了解这些毛细血管分布是否也存在相应的变化，将有助于理解近视眼的发展进程及相关并发症的发生机制。因此，本研究应用OCTA分析近视眼黄斑区视网膜毛细血管密度的分布特征及其与视网膜厚度的相关性。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2015年6月至2016年5月在我院就诊的患者45例（90眼）纳入研究，其中对照组为低度近视及正视眼（+1.5～-2.0 D）15例（30眼）、中度近视（-3.0～-6.0 D）组15例（30眼）、高度近视（＞-6.0 D）组15例（30眼）。本研究通过本院伦理委员会批准，并遵守赫尔辛基宣言中的伦理学标准，所有受检者均签署知情同意书。

入选标准：年龄18～40岁，最佳矫正视力（best corrected visual acuity，BCVA）20/20以上，双眼固视良好，双眼屈光度相差不超过2 D，眼压为11～21 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），眼底检查和光学相干断层扫描（optical coherence tomography，OCT）检查眼底情况正常。排除标准：①眼部手术、外伤史；②患有可能会对眼部循环造成影响的眼部或者其他系统性疾病，如青光眼、糖尿病等；③近2周内使用药物治疗；④眼底检查表现出病理性的黄斑区改变（包括黄斑裂孔、黄斑区新生血管、黄斑萎缩等）。如果被检者双眼均符合纳入标准，则取双眼参与研究，如被检者只有一只眼符合纳入标准，则予以剔除。

1.2 方法

1.2.1 一般检查：所有受检者依次进行各项常规检查，包括主觉验光得到BCVA，IOL Master（德国卡尔蔡司公司）测量眼轴，非接触式眼压计测量眼内压（intraocular pressure，IOP），裂隙灯显微镜检查，眼底检查，眼部OCT检查。

1.2.2 OCTA检查：本研究采用频域系统RTVue-XR Avanti（美国Optovue公司）采集黄斑区微血管密度及视网膜厚度等，该系统的A型扫描频率为70 kHz，光源840 nm，带宽45 nm。所有被检者双眼的检查扫描在同一次检查中完成。视网膜厚度选择retina map模式，扫描范围为5 mm×5 mm。通过自动分层计算视网膜内五层、外五层及全层厚度。视网膜微血管选择黄斑血管成像程序，以黄斑中心凹（fovea）为中心进行栅栏状扫描，扫描范围为3 mm× 3 mm，水平相和垂直相分别扫描1次，然后通过运动矫正原理（motion correction technology，MCT）对眼动进行校正后获得黄斑区微血管图，图像分辨率为304像素×304像素，各相扫描时间为2.9 s。微血管图通过自动分层可获得视网膜表层（superficial）和深层（deep）微血管图，视网膜表层血流层界限为视网膜内界膜下3 μm至内丛状层下15 μm，视网膜深层血流层界限为内丛状层下15～70 μm。使用机器自带软件进行密度计算，选取以fovea为中心直径1 mm圆和3 mm黄斑旁中心凹（parafovea）圆环内微血管密度进行分析（见图1），以百分比（%）表示。

1.3 统计学处理方法 采用SPSS19.0统计软件进行分析。计量资料以±s表示，计量资料比较采用单因素方差分析，计数资料比较采用χ2检验，黄斑区微血管密度与眼轴及视网膜内五层厚度的相关性采用pearson相关性分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较 3组间性别、年龄、IOP差异

无统计学意义（P＞0.05），3组等效球镜度、眼轴比较差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

2.2 黄斑区视网膜表层及深层微血管密度 高度近视组fovea表层微血管密度较中度近视组和对照组高，中度近视组fovea表层微血管密度较对照组高，差异均有统计学意义（P＜0.05）。高度近视组fovea深层微血管密度较中度近视组和对照组高，差异均有统计学意义（P＜0.05），而中度近视组fovea深层微血管密度与对照组之间差异无统计学意义（P＞0.05）。见图2。

A：视网膜表层血流层（视网膜内界膜下3 μm至内丛状层下15 μm）；B：视网膜深层血流层（内丛状层下15 μm至70 μm）；C：血流密度计算选取以fovea为中心，直径1 mm圆及3 mm圆环

表1 3组基本信息及眼球参数（n=15）

图2 3组黄斑区视网膜表层及深层微血管密度

高度近视组parafovea表层微血管密度较中度近视组和对照组低，中度近视组parafovea表层微血管密度较对照组低，差异均有统计学意义（P＜0.05）。3组间parafovea深层微血管密度差异均无统计学意义（P＞0.05）。见图2。

2.3 黄斑区微血管密度与眼轴的相关性 Fovea处表层微血管密度与深层微血管密度均与眼轴呈正相关性（r=0.51、0.52，P＜0.05），见图3A-B。Parafovea处表层微血管密度与眼轴呈显著负相关（r= -0.34，P=0.01），见图3C，该处深层微血管密度与眼轴无相关性（r=-0.03，P=0.79），见图3D。

2.4 黄斑区微血管密度与视网膜内五层厚度的相关性 Fovea处表层微血管密度与深层微血管密度均与fovea处视网膜内五层厚度呈正相关（r=0.85、0.82，P＜0.05），见图4A-B。Parafovea处表层微血管密度与深层微血管密度均与parafovea内五层视网膜厚度无明显相关性（r=0.16、0.07，P＞0.05），见图4C-D。

3 讨论

OCTA是一种全新的、非侵入性的视网膜、脉络膜微血管检查方法。相较于传统的荧光素眼底血管造影，OCTA具有快速、无创成像、三维可视化等优势。由于OCTA技术无需造影剂，也避免了由造影剂带来的一系列不良反应。

以往的研究表明，随着近视眼度数增加，眼轴扩张，在未发生眼底病变的近视眼的视网膜亦已经发生相应的变化[8-10]。应用眼底照相、碎片分析及多普勒技术发现近视眼视网膜微血管密度、灌注及管径均降低[10-11]。本研究结果显示3组fovea表层微血管密度组间两两比较差异均有统计学意义；高度近视组fovea深层与中度近视组、对照组比差异有统计学意义，而中度近视组与对照组间差异无统计学意义；3组parafovea表层微血管密度组间两两比较差异均有统计学意义，3组parafovea深层微血管密度组间差异均无统计学意义，该结果与之前研究结果基本一致。而视网膜微血管密度的改变与眼轴及视网膜厚度改变息息相关[8-9，14]，因此，具体探究微血管密度改变的成因，还需将眼轴及视网膜厚度因素考虑进去。

图3 微血管密度与眼轴的相关性

LIM等[15]和LI等[10]应用眼底照相和碎片分析法发现近视眼视网膜微血管密度呈现减少趋势，KANEKO等[16]基于广角造影技术对近视眼眼底周边部的血管灌注研究也发现在高度近视患者的视网膜周边血管无灌注区增加，这些与本研究中parafovea的表层微血管密度变化一致。OCTA的表层血管密度包括了二级及三级血管分支，即与眼底照相[10-15]中显示的血管一致，但眼底照相中并无深层信息。相较于之前研究的不足，本研究通过使用OCTA，可以采集深层血管数据，从而进行更加完善的分析，发现深层血管密度几乎全部为毛细血管网组成，其均匀分布，并不与眼轴有明显相关性。因此本研究结果提示，近视眼随着度数和眼轴增加，fovea微血管密度在表层与深层均表现为增加的趋势，并且与眼轴有明显的正相关，而parafovea微血管密度在表层与深层均呈现减少的趋势，但是其中只有表层的微血管与眼轴有明显的相关性，而深层微血管密度并不随着眼轴的增加而显著变化，呈现相对均匀的分布。

人眼视网膜内毛细血管网的分布主要集中在视网膜内五层，其中表层毛细血管网主要分布在神经纤维层和神经节细胞层，而深层毛细血管主要分布在内丛状层和内核层，视网膜外五层基本为无血管区[17]。因此本研究在采集黄斑区微血管密度的同时，对黄斑区视网膜的厚度亦做了采集区分，并发现在fovea区域内，视网膜内五层的厚度与视网膜表层及深层微血管密度均有明显相关性，随着厚度的增加，表层及深层微血管密度也呈现增加的趋势。而在parafovea区域内，视网膜内五层的厚度与视网膜表层及深层微血管密度均无明显相关性。这种表现可能由于中心凹处有一部分无血管区（foveal avascular zone，FAZ），对应着视网膜内五层的缺失，而随着无血管区向parafovea延伸，视网膜内五层的逐渐出现，血管亦随之产生。由于本研究定义的fovea区域为黄斑中心凹处直径1 mm的圆形区域，加上FAZ的存在和黄斑区生理结构的特点，使其涵盖的包含血管的区域相对parafovea较少，从OCTA的视网膜分层切面图可以观察到fovea区域视网膜内五层呈陡峭的楔形结构。相较于parafovea处视网膜的分布平坦、血管分布均匀，fovea处的陡峭结构使其对视网膜厚度的改变更加“敏感”，因此造成fovea区域微血管密度的变化与视网膜厚度变化有直接相关性，而parafovea区域微血管密度的变化与视网膜厚度变化无明显相关性的结果。ZHAO 等[12]研究表明，在视网膜层次结构无明显病变时，1～3 mm圆环内的视网膜厚度变化与近视相关性并不明显，而在3～6 mm区域才会呈现随近视眼眼轴变化的趋势，与本研究发现的parafovea区域微血管密度与视网膜厚度变化无相关性的结果一致。

图4 微血管密度与视网膜内五层厚度的相关性

由于眼底毛细血管的直径为5～10 μm，而目前的OCTA的分辨率为304像素×304像素，所以血管分布图的范围只有选择3 mm×3 mm才能较为敏感地探测到毛细血管的信号。因此受到扫描范围的限制，实验中眼底黄斑区较周边部或黄斑区以外的视网膜毛细血管信息无法取得，今后随着扫描技术的发展，可以进一步研究周边视网膜毛细血管的变化，对于近视眼毛细血管变化的认识可能会更加全面。

综上，本研究基于OCTA技术，在无需造影剂的情况下，方便快捷地探测视网膜黄斑区的微血管密度，研究结果提示随着眼轴的增加和视网膜厚度的增加，fovea处视网膜微血管密度会随之增加，而在parafovea区域，表层视网膜微血管密度会随着眼轴的增加而减少，但是却与视网膜厚度的变化并无直接关系。由于OCTA相较于传统检测方法有更加快速安全便捷等优势，OCTA正在越来越广泛地应用于临床。在应用血管成像技术时，当研究对象合并近视眼，近视眼本身在OCTA上的表现可能会干扰其他眼病的微血管变化的表现，因此在分析微血管密度变化时必须要考虑近视眼的影响。

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（本文编辑：贾建敏）

The analysis of macular microvasculature alteration of myopic eyes with optical coherence tomography angiography

FENG Limiao, YANG Ye, HU Liang, FANG Haizhen, YANG Xiaoling, CHEN Hao. Eye Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325027

Objective:To explore the alterations of myopic macular retinal capillaries and its correlation with retinal thickness using optical coherence tomography angiography (OCTA).Methods:Ninety eyes of 45 people were included in this study, divided into low myopia and emmetropia group 30 eyes of 15 people (control group), moderate myopia group 30 eyes of 15 people, high myopia group 30 eyes of 15 people. Acquisition of macular micro-vascular density and retinal thickness, then obtained the superfi cial and deep vascular graph by automatic stratifi cation. The densities of 1 mm circle (fovea) and 3 mm circle ring (parafovea) in the center of macular fovea were analyzed using the built-in software.Results:There was a signifi cant positive correlation between foveal superfi cial/deep density and the axial length (r=0.51, 0.52, P＜0.05). There was a signifi cant negative correlation between parafoveal superficial density and axial length (r=-0.34, P=0.01), but no significant correlation between parafoveal deep density and axial length (r=-0.03, P=0.79). There was a signifi cant positive correlation between foveal superfi cial/deep density and the inner fi ve-layer thickness of fovea (r=0.85, 0.82, P＜0.05). There was no signifi cant correlation between parafoveal superfi cial/deep density and the inner fi ve-layer thickness of parafovea (r=0.16, 0.07, P＞0.05).Conclusion:The density of retinal blood vessels in macular fovea will increase with increasing axial length and retinal thickness, while the density of retinal blood vessels will decrease with increasing of axial length but not directly related with the change of retina thickness in retinal parafovea. Clinical application of blood fl ow imaging technology should be taken account into myopia on the macular micro vascular impact.

optical coherence tomography angiography; myopia; macula; microvasculature density; retina

R735.9

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2017.06.001

2016-11-28

浙江省自然科学基金资助项目（LY17H120005）；温州市公益性科技计划项目（Y20160442）。

冯立淼（1989-），男，安徽滁州人，硕士生。

陈浩，教授，博士生导师，Email：chenhao@mail.eye.ac.cn。