磁共振成像和光学相干断层扫描在垂体腺瘤患者视功能评估中的应用

梁海莹 综述 庞燕华，李瑞庄审校

广东医科大学，广东 湛江 524000

垂体腺瘤是一种起源于垂体前叶的颅内肿瘤，EZZAT 等[1]报道患病率为16.7%。视觉功能障碍是垂体腺瘤最常见的症状之一，它是由视交叉的直接压迫或视交叉血液供应系统的紊乱引起的[2-5]。垂体位于硬脑膜袋内，附着于蝶鞍横膈膜的下侧[6]。垂体腺瘤很容易向周围扩张[6-7]，视交叉位于垂体上方，当肿瘤生长到鞍外时，压迫前视觉通路引起轴突变性，导致视网膜神经纤维层 (retinal nerve fiber layer，RNFL) 厚度变薄，常常会引起视觉障碍，例如由于视交叉压迫导致视力下降或视野缺损[8-15]。因此评估肿瘤的压迫效应很重要，因为它可以影响垂体腺瘤患者的治疗和预后[16]。

视交叉受压后可通过手术或医学手段恢复部分视功能。然而，最佳治疗时间窗期尚不清楚，也没有经过验证的能促进视力恢复的预测因素[17]。目前认为可能影响术后视功能恢复的各种因素包括肿瘤生长速度、交叉压迫的严重程度、肿瘤大小、视网膜神经纤维层厚度和视力障碍持续时间[17-22]。

磁共振成像 (MRI) 是指导垂体肿瘤患者治疗计划的主要诊断工具。垂体腺瘤压迫效应的标准临床评估是基于常规MRI 和神经眼科检查。常规MRI 将确定肿瘤的大小及其与周围结构的关系，但不能检测视觉通路的功能性和可能的微结构损伤。对表现为严重视力丧失的患者的处理是相对明确的；对于具有轻度到无视力丧失的患者，随着时间的推移，他们的视力有可能逐渐下降，确定手术干预的最佳时机，就不那么确定了。

检测视觉通路的功能性和可能的微结构损伤可以通过光学相干断层扫描 (OCT) 客观地评估[17，23-27]。光学相干断层扫描仪是超声的光学模拟品，可进行活体眼组织显微镜结构的非接触式、非侵入性断层成像，其轴向分辨率取决于光源的相干特性，可达10 μm，且穿透深度几乎不受眼透明屈光介质的限制，可观察眼前节，又能显示眼后节的形态结构，在眼内疾病尤其是视网膜疾病的诊断、随访观察及治疗效果评价等方面具有良好的应用前景[28]。

本文针对磁共振成像和光学相干断层扫描对垂体腺瘤患者视功能评估进行简要综述。

1 垂体腺瘤损害视功能的机制

典型的垂体瘤生长主要向上突破鞍膈，直接压迫视交叉，或影响视交叉血供，导致双眼颞侧视野缺损。随着肿瘤生长，累及到未交叉的视神经时导致鼻侧视野和视敏度下降。无论是受压还是缺血损伤，神经节细胞均可发生轴浆流运输受阻，轴突变性、坏死，继而萎缩消失[29]。OCT 检查较检眼镜更为早期的在视网膜上发现这种轴突变性所造成的结构性改变。

早期垂体腺瘤压迫视交叉导致轴浆流动紊乱、传导受阻和脱髓鞘是可逆的。更长时间或更严重的压迫导致轴索纤维变性和视神经萎缩是不可逆的。轻微的萎缩可能没有功能影响。然而，进展性视神经萎缩导致视力下降和视力损害，即使在手术减压后仍可持续进展[30]。

有研究表明，即使垂体腺瘤直径小于1 cm，也可以发现视力损害。损伤程度直接取决于腺瘤的直径和视路上压迫的位置[31]。SADE 等[32]还发现，患者的视神经扭转角＜114.5°可能对视神经造成潜在的不可逆损坏。对于视神经管口的这种不可逆损伤，存在两种可能的机制：其一是镰状韧带压迫造成的直接损伤；其二是扭转角引起的血流动力学并发症。在鞍上大肿瘤中，视神经管开口处的镰状韧带压迫了视神经[32]。因此，视神经管减压术适用于前路镰刀状切除韧带和视神经鞘开口[32]，关于血液动力学并发症，HOYT等[33]报道由于垂体大腺瘤引起的视神经压迫破坏了视神经的供血，视神经内动脉、静脉和毛细血管网的长期压迫导致停滞性缺氧，这些机制对视神经造成了不可逆转的累积或累加效应。

2 垂体腺瘤患者的磁共振成像

目前MRI是垂体病变的首选影像学方法，在显示垂体病变轮廓和确定肿瘤与鞍旁软组织结构的关系方面优于CT。

在MRI冠状位上，颈内动脉海绵窦段是最明显且较为恒定的标志，因此可以将颈内动脉海绵窦段上缘连线为测量垂体瘤冠状位相对高度的标准线，肿瘤向上生长突破鞍膈，在冠状位上为哑铃状称之为“束腰征”，MRI检查可显示视交叉受压情况；在MRI正中矢状位上，额底—鞍背上缘连线水平相对固定，用以作为测量垂体瘤正中矢状位高度的标准线[34]。

MRI 可以从三维结构上了解肿瘤的大小与周围结构的关系。根据肿瘤大小进行MRI诊断，垂体腺瘤在大体形态上可分为：直径＜1.0 cm 为微腺瘤、直径＞1.0 cm 为大腺瘤和直径＞3.0 cm 为巨大腺瘤。垂体的高度是诊断的主要指标，如果高度超过8 mm，即有临床意义[34]。

垂体瘤高度在常规MRI 扫描中，可以根据Tl 冠状位表现分级：0 级是肿瘤上缘与视神经之间有空隙；1 级是肿瘤上缘触及视神经，但视神经未变形；2级是肿瘤上缘压迫视神经，使之变形：3 级是肿瘤压迫的视神经上缘己接触到三脑室底；4 级是三脑室底变形[35]。

高分辨率磁共振成像的质量和可用性的提高，使其在垂体瘤患者的治疗中发挥了不可或缺的作用。在预测视觉功能障碍和手术结果方面[18，36-37]，人们提出了各种各样的影像学模型来量化视觉设备的变形。包括视交叉横截面积、视交叉高度、肿瘤高度、视交叉与肿瘤的空间关系、视神经萎缩和信号改变[18，22，35-39]。但这些模型要么显示出混合的结果，要么受到研究方法的限制。例如，EDA 等[22]报告了交叉和肿瘤之间的空间关系与视觉障碍程度相关，而池田和吉本刚明[40]则提出交叉和肿瘤的相对位置在视觉功能障碍中不起作用。另一种常用的放射学测量方法是肿瘤大小[22，38]。潜在的这种结构模型的显著局限性在于垂体瘤的高度和体积都受鞍区解剖变异和肿瘤生长方向的影响。

MONTEIRO 等[365在确定视觉功能和手术结果时检查了交叉位置和视神经萎缩，并使用多变量分析发现，视力恢复的最佳预测因子是视神经萎缩的严重程度与视野丧失程度和测量的视交叉抬高。但是，视神经萎缩的临床应用受到其主观性质和MRI 图像质量的限制。TOKUMARU 等[39]也研究了视神经信号强度作为视觉恢复的潜在预测因素的作用，但发现只有疾病持续时间与术后视力改善相关。这种限定信号变化的结构分析与上述视神经萎缩的挑战相似。由于缺乏具有预测能力的客观放射学模型，在根据垂体瘤的结构特征对垂体瘤扩大患者进行评估和分型时面临着一个持续的难题。理想情况下，治疗决策应包括有关视觉通路结构变化的信息，这些信息是客观的、容易再现的、具有成本效益的和对治疗后视觉恢复的预测。此外，对视觉功能的全面评估仍然是临床决策的主要驱动力，而神经影像学则是辅助信息来源。

虽然基于MRI 的结构分析是垂体瘤患者治疗的一个重要和有用的工具，但是有限的客观指标可以预测术后视力恢复。因此，有必要继续研究前视路结构和功能完整性的新的假定标志物，例如光学相干断层扫描。

3 垂体腺瘤患者的光学相干断层扫描

随着眼科医师对视网膜变化、视功能恶化和视交叉损害之间密切关系的了解，视网膜逐渐成为垂体腺瘤患者视觉恢复的研究重点。光学相干断层扫描提供视网膜层的非侵入性横断面成像[41]，已被用于评估垂体腺瘤引起的视网膜形态学变化，并探讨视网膜层厚度与患者视觉功能之间的关系[42-45]。

当视交叉被直接压迫或其血液供应系统受到垂体腺瘤干扰时，可能会发生轴索损伤和功能障碍和/或视网膜神经节细胞 (retinal ganglion cell，RGC) 的凋亡[3，23，26，46-47]，导致RNFL 和神经节细胞内从状层 (ganglion cell and inner plexiform layer，GCIPL) 变薄。鼻侧视网膜主要受其与视交叉中交叉神经纤维的联系所影响。随着病变部位和视交叉受压位置的变化，以及视交叉损伤的加重，颞侧视网膜也因损伤的纤维而变薄。

肿瘤对视交叉的缓慢和慢性压迫可能导致轴浆停滞和血管伸展，从而阻碍视交叉的血液供应。RNFL 厚度的丢失在所有节段均弥漫性发生。RNFL变薄反映了视网膜神经节细胞变性的程度，并与视野丧失的严重程度相关[26]。在垂体大腺瘤患者中，术前RNFL厚度较薄表明视力和视野损失更严重[48]。这种损害是永久性的，即使在治疗后也会持续；它是导致长期视觉缺陷的原因[27]。

垂体腺瘤向上压迫视交叉，以双颞叶偏盲为特征，经蝶手术是治疗这些病变的有效的方法。术后视力恢复是需要关注的问题，许多研究探讨了视力预后的预测因素。视觉结果与多种因素相关，如肿瘤大小和症状持续时间[36，49-50]，但直接评估视神经功能可能是重要的。检眼镜是一种传统但被广泛接受的诊断方法。检眼镜检查发现的视盘萎缩被认为是严重的视神经损伤，并与经蝶窦手术后视力恢复不足有关。相比之下，肿瘤鞍上延伸的患者有时会出现视盘萎缩，但在肿瘤切除后视力损害会恢复。因此，需要更有效的方法来评估视神经状况。

在前视觉通路压迫的情况下，有两种结构值得分析：其一是OCT可以测量视乳头周围视网膜神经纤维层 (pRNFL) 厚度，并估计构成视神经的神经节细胞轴突的数量。其分析提供平均RNFL 值和每象限的值 (颞、鼻、上和下) ；其二是OCT 可以测量黄斑神经节细胞复合体 (ganglion cell complex，GCC) 。GCC 包括视网膜神经节细胞层 (由神经节细胞的细胞核组成) 和内网状层 (由神经节细胞的树突形成) 。

垂体腺瘤可以诱导RNFL 变薄，这反映了由前视觉通路受压引起的轴突变性。RNFL丢失是一种可重复且有用的标记物，用于诊断和随访几种神经系统疾病中的视神经轴突损伤[51-54]，包括垂体腺瘤[24]。

视交叉的压迫与较薄的鼻侧和颞侧RNFL 有关，而在青光眼中，上和下区受影响最大[55]，其测量是客观和可量化的，而检眼镜检查视神经苍白的测定是主观的和不可量化的。RNFL厚度也是评估肿瘤严重程度和预后的有用工具，RNFL 厚度的减少程度已被证明与视野缺陷相关[26]，它可以预测由压迫引起的交叉视野缺损患者减压手术后视功能的恢复[27，56-58]。正常RNFL 厚度的患者显示出增加的视觉恢复倾向，这种效应在长期随访后继续存在[59]。

在细胞水平，视神经受压导致视网膜神经节细胞 (RGC) 轴突损伤导致双向变性现象：远端轴突节段的Wallerian (或顺行) 变性，以及受影响的RGC 的逆行性近端轴突变性和延迟的凋亡细胞死亡[60-61]。虽然导致这种细胞死亡的分子机制尚不清楚，但据估计，成年哺乳动物视神经损伤造成的细胞损失的严重性取决于几个因素，如损伤类型及其与视网膜的接近程度[62]。

虽然pRNFL 变薄在垂体腺瘤引起的视交叉压迫中很常见，但并不是所有的眼都能检测到颞侧视野缺损[29]。这种差异可能与传导阻滞或轴突缺血引起的RGC 功能障碍有关[63]，但尚未变性，因此在OCT 上显示与神经轴索萎缩的损伤相关[26]。另一种可能的解释是，一旦厚度降到某个阈值以下 (通常是标准健康对照数据库的第五或第一个百分位数) ，OCT 上的横截面pRNFL 厚度减小通常会被检测到。如果厚度值还没有超过这些临界值，那么早期的pRNFL萎缩就可能不被注意到。更现代的分析试图通过结合神经节细胞层 (GCL) /神经节细胞内从状层 (GCIPL) 的厚度测量来提高OCT 对鞍区病变的检测和监测的灵敏度。目的是直接量化由于交叉压迫或弥漫性视神经压迫导致的鼻侧视网膜GCL 萎缩的程度。与pRNFL 相比，GCL/GCIPL测量已被证明具有更好的测试重复性，提高了视神经病变评估中的诊断准确性[64-66]，并与视觉功能障碍具有更强的相关性[67]。事实上，有几项研究已经评估了GCIPL测量在鞍区病变中的用途，并报道了在垂体腺瘤[58，68]早期检测视交叉压迫时提高的诊断灵敏度，即使视野检查没有视野缺陷[58，69]。

OCT 可以从垂体大腺瘤中检测到轻度的pRNFL和GCL变薄，这些腺瘤缺乏视交叉或神经压迫的影像学证据。CENNAMO 等[70]研究显示与年龄匹配的对照组相比，58%的垂体腺瘤患者的平均黄斑GCIPL 厚度显著降低，而无视交叉受压的患者。笔者认为，其潜在机制可能与MRI未检测到的微观压迫有关，或与垂体肿瘤分泌的血管活性肽内皮素-1 相关的RGC 轴突内轴浆流动的干扰[70]。这一有趣的发现需要进一步研究。

总之，这些研究支持OCT作为评估垂体腺瘤患者的重要辅助检查的作用，以确认是否发生了前视觉通路受累，或客观地量化临床上明显视觉缺陷患者的视网膜超微结构损伤程度。然而，重要的是要注意具有已知垂体腺瘤的患者的视力损害可能由于多种原因而发生，包括并发的眼病，例如屈光不正、干眼、白内障或原发性视网膜病变。

OCT显示pRNFL或GCIPL/GCL变薄的模式和程度的进行性变化可能有助于确认视力变化与视交叉或视神经压迫有关。

对垂体腺瘤视交叉病变的OCT的纵向研究表明，由于RGC的再生能力较差，手术视交叉减压[23，59，71]后，pRNFL 和GCIPL 厚度的恢复不明显或不恢复[64]。这就提出了一个重要的问题，即在OCT诊断时更严重的RNFL和GCL萎缩是否可能作为手术减压后视力恢复不良的先兆。因此，一些研究者探讨了OCT在垂体腺瘤视交叉病变中的预后作用。

较早的利用TD-OCT 的研究表明，术前RNFL 厚度的更明显减少是手术后视力恢复差的一个强有力的决定因素[27，43，59，72]。在一项研究中观察到了阈值效应，其中pRNFL 绝对厚度低于75 mm 的眼睛视觉恢复的可能性较低[17]，尽管需要谨慎地解释这一发现，因为绝对厚度测量可能会在不同的OCT 设备之间发生变化[73]。最近使用SD-OCT 装置的研究表明，PRNFL 和神经节细胞测量的趋势相似[41，74]。神经节细胞分析似乎与单纯的PRNFL 厚度相比，与视觉结果具有更强的相关性，如果可能的话，应定期对这些患者进行分析。

4 结语

综上所述，垂体腺瘤直接压迫或视交叉血液供应系统的紊乱是垂体腺瘤患者出现视功能障碍的主要因素，高分辨率磁共振成像的质量和可用性的提高，使其在垂体瘤患者的治疗中发挥了不可或缺的作用。医师可以通过磁共振来对瘤体侵犯的鞍上和蝶窦进行分类，评估视交叉和肿瘤之间的空间关系与视觉障碍程度相关性，是否需要手术干预。但对于那些未出现视交叉压迫却已经出现视功能损害的患者以及术后患者视功能恢复的预测指标在磁共振成像上并不明确，因此还需结合光学相关断层扫描分析视网膜变化、视功能恶化和视交叉损害之间的密切关系，OCT提供了视网膜超微结构损伤程度的补充、定量的观点，以便医师及时发现垂体腺瘤患者视功能隐匿性病变，尽早挽救患者的视功能，同时对术后视功能恢复做出预判。随着仪器设备的不断更新，医师对视网膜各个超微结构的透彻研究不断深入，为患者提供更好的诊治方法，获取最好的预后结果。