老年性黄斑变性黄斑区脉络膜分水带的流体力学特点

高林林，李亚萍*，黎晓新，谭文长，魏 兰，邱 俊，薛丽芳，赵凯军，孙大军

(1.吉林大学第二医院 眼科中心，吉林 长春130041；2.北京大学人民医院 眼科中心； 3.北京大学力学研究所；4.空军航空大学门诊部；5.吉林大学中日联谊医院)

老年性黄斑变性(AMD)是21世纪眼科界亟待解决的重大难题之一。AMD分为渗出型和萎缩型。90%AMD的严重视力丧失是渗出型所致。渗出型AMD的主要病理特点为脉络膜新生血管(CNV)的形成。目前，CNV治疗不可逾越的难题是CNV的复发和对视功能不可逆的影响。因此，如何能预防CNV的发生是AMD治疗的关键。1998 年，Robert D[1]研究指出：渗出型AMD的91.7%的CNV发生于黄斑区脉络膜分水带(CWZ)。2003年，李亚萍等[2]研究也首次发现亚洲人90.3%渗出型AMD的CNV好发于黄斑区CWZ，并经研究证实在渗出型AMD中CWZ是缺血的区域。渗出型AMD中CWZ为什么缺血？本文对渗出型AMD的CWZ流体力学特点进行研究，旨在探讨渗出型AMD的CNV发生的原因。

1 资料与方法

1.1 临床资料

1.1.1AMD组 2002年7月-2010年5月，临床诊断为AMD患者60例，患者年龄45-82岁，平均年龄60岁；男性39例，女性21例。皆为单侧眼；视力：指数/30 cm-0.8。所有患者均经常规眼前段检查，散瞳直接和间接检眼镜及眼底照相。有黄斑区视网膜下出血、浆液性色素上皮脱离、渗出和脂质沉着、盘状瘢痕(渗出型)；黄斑色素紊乱、中心凹反射减弱或消失、散在软疣或硬疣(萎缩型)。所有患者均符合AMD的诊断标准[3]，其中萎缩型AMD20例30只眼,渗出型40例40只眼(CNV眼：40眼；非CNV眼：40眼)。AMD组高血压患者7例 ，其中是渗出型的有5例，萎缩型的2例，均药物控制血压至正常。冠心病8例，其中是渗出型的有7例，萎缩型的1例。

1.1.2对照组 另选取在此期间就诊、年龄与AMD患者相匹配的无AMD的患者40例(老年性白内障27例、结膜结石5例，慢性结膜炎4例，玻璃体后脱离4例)40只眼作为对照组。对照组高血压患者6例，药物控制至正常。冠心病4例。平均年龄65岁。

1.2 方法

1.2.1血流速度、阻力指数、波动指数的测定 采用美国惠普HP-8500型彩色多普勒血流仪，探头频率7.5MH。患者取平仰卧位，闭目，眼睑上涂导声胶，探头置于眼睑上，显示清晰的眼球及视神经二维图像。加上彩色血流显像，于球后5mm视神经颞侧找到颞侧睫状后短动脉(temporal short posterior ciliary arteries,t-SPCA)，再找到向鼻侧分支的鼻侧睫状后短动脉(nasal SPCA,n- SPCA)；球后15mm近视神经鼻侧找到眼动脉(ophthalmic arteriy,OA)。SPCA取样在SPCA入眼最接近于球壁的分叉处，将取样容积(0.15 cm)对准最亮的一段红色信号，使取样线尽量平行于血管，找到最佳频谱后冻结图像，测量收缩期最大流速(vmax)、舒张末期血流速度(vmin)及阻力指数(RI)、搏动指数(PI)。测量三次取平均值，检查均由一名操作熟练的、不知实验内容的医师完成，流速单位m/s。每次测定前先测双眼内压(IOP)及视力。

1.2.3AMD组、对照组患者均行血粘滞度化验。所有患者除了进行上述常规眼部检查外均行ICGA检查。

2 结果

渗出AMD的CNV眼、非CNV眼与萎缩性AMD组、对照组比较阻力指数(RI)明显增加，P<0.01；全血粘滞度(η)明显增加，P<0.01；最大剪切力(τmax)、平均剪切力(τmean)明显降低，P<0.01。渗出AMD的CNV眼与非CNV眼比较，阻力指数(RI)无明显差异，P>0.01；全血粘滞度(η)无明显差异，P>0.01；最大剪切力(τmax)、平均剪切力(τmean)无明显差异，P>0.01。萎缩性AMD组与对照组比较，阻力指数(RI)无明显差异，P>0.01；全血粘滞度(η)无明显差异，P>0.01；最大剪切力(τmax)、平均剪切力(τmean)无明显差异，P>0.01，(见表1，图1-4)。

表1 CWZ内剪切力在渗出AMD的非CNV眼、渗出AMD的CNV眼、萎缩性AMD组和对照组中的比较

P<0.05水平，RI：①与③、④组比较，有显著差别。②与③、④组比较，有显著差别。Tmax：①与②、③、④组比较，有显著差别。②与③、④组比较，有显著差别。Tmean：①与②、③、④组比较，有显著差别。②与③、④组比较，有显著差别。η：①与③、④组比较，有显著差别。②与③、④组比较，有显著差别。

图1 渗出型AMD非CNV眼的CWZ内颞侧睫状后短动脉的剪切力波形 图2 渗出型AMD 的CNV眼的CWZ内颞侧睫状后短动脉的剪切力波形 图3 萎缩型AMD的CWZ内颞侧睫状后短动脉的剪切力波形 图4 正常组的CWZ内颞侧睫状后短动脉的剪切力波形

3 讨论

渗出型AMD的主要病理特点是脉络膜新生血管形成。人73%的眼部血液流入脉络膜，在黄斑区具有血流量大、血流速度快的特点。如果黄斑区有血液循环障碍，势必对黄斑部视网膜有重大的影响。很多学者研究表明AMD的脉络膜、视网膜血液灌注异常[5，6]。CWZ是生理性的睫状动脉在脉络膜分区供应的交界处[7]。睫状后短动脉(SPCAs)之间的分水带：PCAs发出 15-20支睫状后短动脉，分为鼻侧组和颞侧组，在黄斑区分区供应时形成。

本研究发现，渗出型AMD的患者血液粘滞度增高，CWZ区的血液流动剪切力降低、阻力指数明显增高。

血液粘滞度是红细胞聚集性、变形性、白细胞、血浆蛋白等血液组分流变特性的综合反映。血管中影响血液流量的因素主要为压力梯度、血管半径和血液黏度。所以，血液粘滞度对微循环血流灌注起到重要的作用。血液粘滞度增高可以直接损伤血管内皮细胞。血液粘滞度增高可以导致血栓形成、动脉粥样斑块形成[8]。

渗出型AMD的患者血液粘滞度增高，渗出型AMD的CWZ区血流减慢,90.6%CNV易于发生在CWZ。所以，血液粘滞度在黄斑区CWZ的t-SPCA中可能也引起血液动力学变化。

血液在动脉中流动,动脉必须具备适应所处力学环境并在力学环境改变时作出适应性变化的能力。通常称之为在一定力学环境中的血管重建。研究表明[9],在引起血管重建的诸因素中,黏性血液流动作用于血管壁的切应力具有重要的作用[9]。

2001年，柳兆荣[4]通过分析动脉中血液脉动流的特性,提出一种通过测量管轴上的血流速度计算血管壁剪切力的方法,所得结果为定量确定血管壁剪切力。超声流速检测的空间分辨率 (通常沿血管径向的分辨率为 1 mm左右 )可能给管轴流速测量带来的误差很小 (通常相对误差小于 5%)。但如果直接用于测量管壁邻近流速,误差就相当大了。这也正是本文利用此方法通过测量管轴上的血流速度 (而不直接测管壁邻近流速的径向梯度 )确定血管壁剪切力原因之一。

众所周知，动脉粥样硬化好发于动脉分支开口处、弯曲动脉的凸面，而在直通的血管很少见到病变。这种现象简单地用血浆LDL浓度升高、生理和内环境改变等都不能很好地解释。2001年，Delcourt C[10]等流行病学调查指出，AMD的早期发病与心血管疾病，尤其高脂饮食、动脉硬化直接相关。一位学者对医院心血管内科的病人调查，发现动脉粥样硬化的病人80%发生AMD。本研究中对照组有四例冠心病患者，但是他们眼部黄斑区并无CWZ结构，所以CNV的发生可能不单与动脉粥样硬化有关，而且与动脉分支开口处、弯曲动脉的凸面等结构有关。

CWZ区恰恰具有多个动脉分叉处,同时黄斑区具有高代谢的要求。本研究发现，与对照组、萎缩型AMD比较，渗出型AMD的CWZ处SPCA血液流动剪切力降低，血流阻力增加。而渗出型AMD的CNV眼与非CNV眼剪应力差异不明显的可能原因，主要是它们是同一个病人的两只眼，一只眼患渗出型AMD有CNV，另一只眼无CNV，但是无CNV眼也有CWZ结构。

动脉分支、弯曲处在流场中的血流剪切力较低，极易形成湍流。剪切力的降低可以直接影响血管内皮细胞的形态、信号传导和调控基因的表达[8，11]。血管内皮是损伤或功能变化的初始靶部位，血流与血管壁正常的相互作用被扰乱可以损伤血管内皮[12]。血管病变易发生在复杂流动区域，说明血液动力学的作用力在这些区域对血管内皮细胞有更大的损伤作用，而且在体外已经证明了低剪切力和剪切力梯度，都可以调节内皮细胞的功能[13]。所以，渗出型AMD黄斑CWZ区血流具有较低的剪切力干扰正常的血流，长期以往必将损伤血管内皮细胞，进而使内皮细胞功能紊乱，加之慢性缺血，导致CNV的发生。