屈光参差性弱视与斜视性弱视患儿视放射发育情况对比研究：基于扩散张量成像检查△

吴叶红 王曦琅

弱视是一种常见的儿童眼病，我国弱视患病率为2%～4%[1]，是儿童视力残疾的首要原因[2]。目前，探索弱视的发病机制及有效的治疗途径成为眼科学研究的重点和难点。然而，弱视患儿视功能损害的具体发生机制尚不明确，目前公认的发生机制主要有中枢发生学说和外周发生学说[3]；中枢发生学说支持弱视的解剖学改变主要发生在视中枢，功能性磁共振检查及视觉诱发电位检查可支持该学说。扩散张量成像(DTI)是目前唯一可以无创、无放射性、可重复地在活体上观测大脑白质结构的检查方法，该方法使研究弱视的神经活动成为了可能。本研究旨在应用DTI对单眼屈光参差性弱视及斜视性弱视患儿视放射的微观结构进行量化评估，探讨弱视视觉损害的可能神经解剖机制。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2018年1月至12月在湖南省儿童医院眼科门诊就诊的4～9岁屈光参差性弱视(远视性屈光参差，度数相差+2.50～+4.00 D)与斜视性弱视(非调节性单眼内斜视)患儿各12例12眼，年龄(6.0±1.9)岁,其中男6例、女6例，弱视眼均为左眼。另外选取年龄相匹配的视力正常儿童15人，年龄 (6.2±1.9)岁,其中男8人、女7人。将以上儿童分别纳入屈光参差性弱视组、斜视性弱视组及正常对照组，3组儿童年龄、性别构成差异均无统计学意义(均为P>0.05)。弱视的诊断标准参照2017年美国眼科学会弱视临床指南(PPP)[4]：(1)弱视多为单眼，很少为双眼发生，最佳矫正视力(BCVA)低下，通常见于眼部无其他器质性病变者；(2)弱视是一种视觉图像处理异常导致的中枢神经系统发育障碍，极少有累及眼或视路的结构异常，且患者视力低下不能仅归因于结构异常的作用；(3)弱视眼同时伴有对比敏感度和调节功能异常。弱视眼的对侧眼并不正常，但其病变细微[5]，弱视是由早年不正常的视觉体验引起的。根据弱视的程度进行分类[6]：BCVA >0.5～0.8者为轻度弱视,BCVA 0.2～0.5者为中度弱视,BCVA<0.2者为重度弱视。本研究中所有弱视眼均为中度弱视。所有被检者眼部检查均无器质性病变，排除神经系统疾病，无长期用药史，且均签署知情同意书并详细告知患儿监护人研究过程以取得配合。本研究经湖南省儿童医院伦理委员会审批同意。

1.2 方法

1.2.1 眼部常规检查检查前用复方托吡卡胺眼液滴眼4次,每次间隔5 min,0.5 h后检影验光。采用国际标准E视力表检查5 m BCVA;裂隙灯显微镜及直接检眼镜行眼前节、屈光介质及眼底检查。

1.2.2 斜视度检查采用角膜映光法中的Hirchberg法测量[7]：用手电筒照射双眼角膜，斜视眼反光点偏移1 mm约为7°，反光点落在瞳孔边缘时约为15°，落在瞳孔缘与角膜缘之间约为30°，落在角膜缘约为45°。

1.2.3 双眼立体视觉检查应用Titmus立体视图谱和偏振光镜片进行立体视检查,检查距离为40 cm,根据患儿所看到的视标是否有凹凸感、远近深浅的感觉来判断有无立体视及确定立体视大小。

1.2.4 DTI系统检查方法采用Siemens Skyra 3.0T 磁共振扫描仪，被检者仰卧位，使用泡沫垫以减缓被检者的头部运动。通过标准头线圈发射和接收核磁共振信号，先行T1WI结构像扫描，采用快速扰相回波序列，TR 2300 ms,TE 2.26 ms,T1 900 ms,翻转角8°，层厚1 mm,层间距0.5 mm,体素 0.8 mm×0.8 mm×1.0 mm,激励次数3次，采集时间为4 min 20 s,扫描范围自颅底至颅顶。DTI采用平面回波成像序列，TR 3700 ms,TE 95 ms，层厚4 mm,层间距0.8 mm,矩阵128×128，b值为1000 s·mm-2，64个扩散敏感梯度方向，激励次数3次，采集时间8 min 23 s。

1.2.5 图像分析及观察指标获取的图像由2名副主任医师及以上的放射科医师分析，意见有分歧时经协商达成一致，采用西门子自带的syngo.via后处理站，将DTI数据传入神经3D软件进行后处理，采用手动勾画感兴趣区(region of interest,ROI)的测量方法测量双侧视放射及胼胝体压部的各向异性分数(FA)及平均扩散率(MD),按标准的神经解剖学对视放射进行ROI测量，用软件自带的笔点形工具，ROI为直径大小约4 mm的球体，视放射选取侧脑室三角区层面3个点，分别是近枕叶皮质区、侧脑室后角旁、外侧膝状体位置上，syngo.via软件自动计算出每个ROI区域的DTI参数值，为了保证其准确性，选择同一层面的对称位置测量双侧的视放射，每侧取三个部位测量的平均值。胼胝体选择基底节层面的胼胝体压部横断位和矢状位取平均值。所有受试者ROI测量时严格选择在相应结构的同一平面，尽量减少脑脊液的容积效应引起的误差。其中FA为无纲量数值，值的范围0～1，脑脊髓FA值接近于0，正常成人脑白质FA值接近于1。

1.3 统计学分析采用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析。各组内左右侧视放射FA、MD比较采用独立样本t检验，多组间各参数的比较采用单因素方差分析后再行LSD-t方法进行两两比较。检验水准：α=0.05。

2 结果

2.1 一般结果各组儿童屈光度、BCVA、斜视度、立体视见表1，由表1可见：3组儿童斜视度、立体视及左眼屈光度、左眼BCVA比较,差异均有统计学意义(均为P<0.05);3组儿童右眼屈光度、右眼BCVA比较，差异均无统计学意义(均为P>0.05)。

2.2 各组儿童左右侧视放射DTI的FA比较屈光参差性弱视组患儿视放射DTI的FA右侧高于左侧，差异有统计学意义(P<0.05)。斜视性弱视组患儿FA右侧低于左侧，差异有统计学意义(P<0.05)。正常对照组儿童FA右侧与左侧相比，差异无统计学意义(P>0.05)(见表2)。说明正常儿童左右侧视放射发育无明显差异，而弱视患儿左右侧视放射发育存在差异。

屈光参差性弱视组、斜视性弱视组及正常对照组儿童右侧视放射FA、左侧视放射FA各组间差异均有统计学意义(F=53.616,P=0.000;F=51.293,P=0.000)。正常对照组与屈光参差性弱视组及斜视性弱视组儿童比较，右侧视放射FA、左侧视放射FA差异均有统计学意义(均为P<0.05)；屈光参差性弱视组与斜视性弱视组儿童比较，左侧视放射FA差异有统计学意义(P<0.05),右侧视放射FA差异无统计学意义(P>0.05)(见表2)。

表2 各组儿童左右侧视放射DTI的FA比较

2.3 各组儿童左右侧视放射DTI的MD比较屈光参差性弱视组患儿视放射DTI的MD右侧低于左侧，差异有统计学意义(P<0.05)。斜视性弱视组患儿MD右侧高于左侧，差异有统计学意义(P<0.05)。正常对照组儿童MD右侧与左侧相比，差异无统计学意义(P>0.05)(见表3)。

屈光参差性弱视组、斜视性弱视组和正常对照组儿童的右侧视放射MD、左侧视放射MD比较，差异均有统计学意义(F=10.012，P=0.000;F=7.704,P=0.000)。正常对照组与屈光参差性弱视组儿童相比，右侧视放射MD、左侧视放射MD差异均有统计学意义(均为P<0.05)；正常对照组与斜视性弱视组儿童相比，右侧视放射MD差异有统计学意义(P<0.05),左侧MD差异无统计学意义(P>0.05)；屈光参差性弱视组与斜视性弱视组患儿相比较，左侧视放射MD差异有统计学意义(P<0.05),右侧视放射MD差异无统计学意义(P>0.05)(见表3)。

表3 各组儿童左右侧视放射DTI的MD比较

3 讨论

DTI是一种描述大脑结构的新方法，是MRI的特殊形式，能准确观察并追踪脑白质纤维束，具有无创、无放射性、可重复性等优点。以往有学者应用功能磁共振技术对弱视患者进行研究，发现外侧膝状体及视皮层的细胞活动较正常人减弱[8-9]。随着DTI技术的诞生与发展，近年来有学者将其应用于弱视的研究。视觉冲动的正常传导需要视路的结构和功能保持完整，视路上任何部位的发育不良及损害均会引起不同程度的视功能障碍，视放射是视路中不可或缺的组成部分，是一种脑白质纤维束，连接于枕叶视皮层与外侧膝状体之间。曾有学者应用DTI技术对视放射进行研究，但结果存在一定的差异性，且不同类型弱视患者视放射DTI的对比研究未见相关报道。本研究应用DTI对斜视性弱视及屈光参差性弱视患儿的视放射进行对比，旨在从大脑视觉神经网络改变解释弱视的发病机制，为提高弱视患者治愈率提供新的思路。

DTI临床上最常用的参数为局部FA，它是扩散张量的各向异性部分的所占比例，FA与纤维的髓鞘化、完整性等有关。青春期脑白质纤维的髓鞘化基本完成，其髓鞘化程度越高，FA越高，若白质纤维素细微结构受到损害、发育不良等，FA将偏低。MD亦称平均弥散系数，反映的是各个组织整体的弥散情况，当组织结构存在发育异常或受损时，因水分子的弥散性改变，导致FA降低、MD升高。FA、MD可以反映白质纤维的各向异性，是目前全世界公认的敏感性较高的两个参数,大多数学者应用这两个参数进行相关研究[10-11]。因此，本研究选择FA、MD作为研究视放射各向异性特征的指标。

本研究结果显示，正常对照组儿童左、右侧的FA、MD均无明显差异(均为P>0.05)，与宋海燕等[12]研究结果一致，说明双侧视放射发育基本一致。屈光参差性弱视组患儿的FA表现为右侧高于左侧，MD表现为右侧低于左侧，说明屈光参差性弱视患者右侧视放射发育优于左侧；与正常对照组儿童相比，屈光参差性弱视组患儿双侧视放射FA降低、MD升高。而斜视性弱视组患儿FA表现为右侧低于左侧，MD表现为右侧高于左侧，说明斜视性弱视患儿左侧视放射发育优于右侧；与正常对照组儿童相比，斜视性弱视组患儿双侧视放射FA均降低，说明斜视性弱视患儿双侧视放射发育均受影响。两种类型弱视患儿相比，屈光参差性弱视组患儿左侧视放射比斜视性弱视组患儿明显偏低，说明前者视放射损害程度较后者严重。以上研究结果说明，两种类型单眼弱视患儿双侧视放射纤维均不同程度受损，屈光参差性弱视主要损害弱视眼，而斜视性弱视主要损害弱视眼对侧，并且前者视放射纤维损害相对较严重。单眼弱视患者双侧视放射FA均下降，MD均升高，说明弱视患者双侧视放射神经纤维致密度及髓鞘化程度不如正常儿童，微观结构存在发育异常。有研究表明[13]，从出生到青春期人脑白质在不间断地发育，髓鞘化逐渐完成，髓鞘化过程非常复杂，任何有害因素均有可能影响其正常完成。我们推测弱视患者在脑白质发育可塑期内弱视眼所受光等敏感刺激较少，阻碍其视放射的正常发育，导致髓鞘化发育不及时，故而表现出比同龄正常儿童FA较低、MD较高，视放射的发育不良影响视觉电生理的传导，进而影响视觉皮层的正常电生理活动，视皮层的功能障碍影响视力。本研究结果显示，弱视组患儿双侧视放射FA均下降，因为每侧视放射均由双眼的视觉神经纤维组合而成(鼻侧视神经纤维均交叉到对侧)，与杨益刚等[14]研究结果一致。本研究结果还发现，屈光参差性弱视组患儿视放射纤维的损害较斜视性弱视组患儿明显，因在斜视性弱视中，导致弱视的主要原因是双眼视觉竞争，患儿早期可以获得清晰的视网膜成像，随着斜视的发生，双眼虽然接受不同的物像刺激，但仍可以接受光等敏感信息的刺激，对脑白质纤维的髓鞘化影响较小，弱视侧视放射FA大于对侧，可能是弱视侧皮层活动的减弱对连接视皮层与膝状体的视放射负反馈的结果；而屈光参差性弱视眼因屈光问题长期难以获得视网膜清晰成像，接受视觉信息明显减少，对视通路中神经纤维的髓鞘化影响较大，进一步影响视觉皮层等功能，最后导致视功能低下；弱视侧视放射FA小于对侧，是因为同侧视放射包含57%同侧眼的视神经纤维[15]。

综上所述，DTI可以无创地观察脑白质纤维束的发育情况。本研究对单眼弱视患儿视放射的微观结构进行量化评估、对弱视患儿大脑白质纤维束FA及MD变化的特征进行探索，同时也比较斜视性弱视及屈光参差性弱视患儿大脑白质纤维束FA及MD变化的异同，为弱视神经机制的研究提供了新的检查手段和思路。