光相干断层扫描血管成像对青光眼视网膜微循环的评估

陈旭豪 综述 洪颖 张纯 审校

北京大学第三医院眼科 眼部神经损伤的重建保护与康复北京市重点实验室，北京 100191

青光眼是全球主要的不可逆性致盲眼病之一，据统计，2015年我国青光眼预计的总体患病率为2.58%，且预计2050年会达到3.48%，而在世界范围内，40～80岁人群青光眼的患病率约为3.54%，因此早期发现青光眼和对疾病进展进行监测显得尤为重要。目前，机械压迫学说是青光眼进展的主要学说，而血流因素作为主要的非压力依赖原因越来越被重视。全身或局部的血流改变均可能引起青光眼的损害，而新近研究逐渐聚焦于眼底的微循环病变。随着光相干断层扫描血管成像(optical coherence tomography angiography，OCTA)的引入，我们能对眼球壁各个层面的微循环进行更为清楚的检测和判断。OCTA以光相干断层扫描(optical coherence tomography，OCT)为基础，通过对组织内部物体运动产生的信号波动进行处理，进而对血管进行成像。作为一种非侵入性的操作，OCTA的适用人群更广，可对局部进行重复扫描，被用于评价视盘、视盘旁视网膜、黄斑和脉络膜等深部结构的微循环。采用OCTA对青光眼和健康人群视盘旁和黄斑区的视网膜血管密度进行评价，发现有显著差异，提示OCTA在青光眼微循环形态评价中具有重要价值。OCTA的结果与青光眼的类型及检查指标相关，本文将阐述视网膜的微循环，以OCTA为手段，从不同部位及形态对青光眼的视网膜微循环改变进行总结。

1 视网膜微循环的OCTA表现

对正常视网膜微循环的研究主要聚焦于微血管，运用了墨汁染色、荧光素眼底血管造影、激光扫描共聚焦显微镜和OCTA等技术，其中，运用OCTA技术观察视网膜是目前视网膜微循环研究的主要手段之一。

视网膜的血液循环由视网膜中央动脉和脉络膜毛细血管共同提供，两者分别到达视网膜的内层和外层，维持其正常的生理作用和功能，但对于分布在视网膜各层的神经元，其大量的能量代谢需求要靠视网膜内的毛细血管网维持。因而，OCTA对视网膜微循环的研究包括了血管密度、血管直径和无血管区面积等一系列指标，其与视网膜分层及血管网分布有着密切的联系。视网膜毛细血管网按层次分布(图1)，但不同的OCTA系统对毛细血管网有不同的分层策略，OptoVue AngioVue系统将内界膜至内丛状层后极定义为浅层血管丛，内丛状层后极至外丛状层为深层血管丛，Zeiss AngioPlex系统则将内界膜至视网膜色素上皮前110 μm定义为浅层，约占视网膜厚度的60%，内丛状层后极至外核层前缘为深层，这2种分层策略之间的差异目前尚无比较。

图1 视网膜及其微循环分层[20] 红色区域代表血管

OCTA对视网膜各层的毛细血管分布的检测效果优于其他常用检查方法，其成像与其他检查结果匹配，但在无创的前提下，能达到更清晰的成像效果(图2)。Tan等基于散斑方差OCT技术(speckle variance OCT，svOCT)对12眼正常视网膜毛细血管网图像进行了扫描，结果显示毛细血管网的平均直径为(0.80±0.04)μm，平均密度为(16.97±0.02)%，其中，除了视网膜神经纤维层(retinal nerve fiber layer，RNFL)和内丛状层/内核层外，各层血管网之间的血管直径以及密度均呈显著性差异，除了神经节细胞层(ganglion cell layer，GCL)以外，其结果与同期进行的激光扫描共聚焦显微镜下的组织学结构相匹配。Spaide等则发现OCTA与荧光素眼底血管造影结果相匹配，但由于OCTA的分层功能，其能对放射状盘周毛细血管(radial peripapillary capillary，RPC)进行显像，且各层毛细血管的清晰度均更高。

图2 荧光素眼底血管造影与OCTA对比图 A：右眼荧光素眼底血管造影 B：右眼OCTA黄斑区浅层(6 mm×6 mm) C：右眼OCTA视盘及视盘旁区RPC层(4.5 mm×4.5 mm)(来源：北京大学第三医院眼科)

RPC作为RNFL的重要血供来源，与神经纤维的结构和功能有着密切关系，在青光眼病变的研究中有着重要作用。组织学研究表明，其起源于视盘周围视网膜深部的小动脉，彼此之间的吻合较少，且与神经纤维的走行一致，由于OCTA可同时收集视网膜及其血管的信号，因而也为同时研究这两者间的关系提供了基础。Mansoori等研究表明，RPC以视盘为中心沿水平子午线呈对称关系，性别、眼压和视盘大小对RPC密度的测量无显著影响，年龄与各象限的血管密度无显著关系。Yu等运用svOCT研究了16眼正常眼RPC与RNFL的关系，结果显示颞上和颞下象限的毛细血管密度最高，但各个象限之间的血管直径并无显著性差异，而RPC间距离与RNFL的厚度呈负相关；其在另一项研究中则通过3D图像发现RPC体积与RNFL的厚度呈正相关。通过图像拼接的方法，Mase等研究了更广泛的RPC图像，其可以延伸到距离视盘边缘(7.6±0.7)mm处的颞侧视网膜周边部，但视盘旁的RPC可在更深层的RNFL被检测到，视盘旁的RPC密度与RNFL厚度相匹配，均在颞上和颞下象限出现峰值。由于OCTA采集RNFL的原位血管信号，这些结果表明，RPC在视网膜上的分布呈现一定的规律，其在视盘旁密度更大，且与RNFL的厚度呈正相关，由于RNFL厚度与神经纤维束宽度相关，提示RPC可能是RNFL的主要营养供应来源，因而在青光眼病变的分析中尤为重要。

2 青光眼视网膜微循环的OCTA图像改变

在OCTA的相关研究中，研究者可以在成像过程中选择其感兴趣区以及所需要的视网膜分层，将所得参数与青光眼的结构及功能指标比较，其中，视盘旁及黄斑区是青光眼视网膜微循环改变最易累及的区域。

2.1 青光眼视盘旁微循环OCTA改变

视盘旁视网膜的微循环改变与青光眼视神经改变密切相关，在OCTA相关研究中，其通常代指以视盘为中心、盘沿为内缘、宽度约700 μm的环形区域。

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视盘旁视网膜全层微循环OCTA改变 视网膜微循环主要集中在内界膜至外丛状层之间，在OCTA的多项研究中，其全层血管密度与青光眼的严重程度和类型有一定关系，且敏感度较高。Liu等观察并比较了12眼青光眼和12眼正常眼视盘旁大血管和毛细血管的总密度及血流指数，结果显示其在正常眼中的变异度较低，分别为8.2%和3.0%，试验的可重复性和再现性较高，表明OCTA在青光眼检查中具有较好的可靠性和稳定性，这些指标也与青光眼视野检查的模式标准差高度相关。后续研究对不同类型的青光眼进行了探讨。Lee等研究了原发性开角型青光眼(primary open-angle glaucoma，POAG)与正常眼的视盘旁血管缺损，研究的血管仅定位于内界膜与内丛状层外侧之间，其在所有POAG患眼中均观察到了血管缺损，且其与RNFL缺损的位置以及程度相一致。Zhang等比较了21例单眼原发性闭角型青光眼(primary angle-closure glaucoma，PACG)急性发作眼与正常对照眼，结果显示患眼血管密度为(66.6±17.3)%，较正常对照眼的(87.2±8.6)%明显降低，其与RNFL厚度呈正相关，与视野平均缺损(mean deviation，MD)及杯盘比呈负相关，并且在眼压控制正常后仍能被检测出来。因而，对比POAG和PACG，两者血管密度的变化均与青光眼损害相关，且模式类似。Xu等比较了高眼压性青光眼(high-tension glaucoma，HTG)和正常眼压性青光眼(normal-tension glaucoma，NTG)，扫描的血管定位于内界膜与视网膜色素上皮层之间，结果显示除颞下象限外，NTG组的视盘旁血管密度为10.16%～12.96%，显著低于HTG组的17.66%～24.63%，但2个组的视野、RNFL和全视网膜厚度间均未见明显差异。

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RPC的OCTA改变 随着OCTA对RNFL的精确分层，RPC作为其重要血供来源逐渐成为青光眼微循环病变的重要研究对象。Liu等进一步通过OCTA比较视盘旁视网膜各层血管丛与青光眼的关系，结果显示RNFL血管丛信号丢失最为显著，青光眼组RNFL、GCL+RNFL以及视网膜全层血管密度显著减少，深部血管丛未见明显差异，由于RPC负责RNFL的供血，所以其对青光眼病变的潜在作用更大。

多项研究表明，视盘旁RPC的微循环指标与青光眼特征性的RNFL厚度变薄和视野缺损相匹配。Mammo等通过对32例正常眼、可疑青光眼(非进展性RNFL厚度下降)、青光眼患者的RPC密度分析，发现其与RNFL厚度和视野显著相关，青光眼组各个象限的平均血管密度为(9±5)%，较对侧正常眼对应区域平均值的(30±6)%显著下降。为了进一步探讨OCTA改变与青光眼的病变模式的关系，研究人员可将视盘旁区域分为4～8个象限，分别比较不同象限的RPC密度与青光眼RNFL和视野指标之间的关系。Richter等研究发现，POAG患者OCTA图像下单位血管面积和长度等随疾病的严重程度呈阶梯式下降，且与RNFL厚度变薄相匹配，以下侧半球和上下侧象限最为显著。Rao等的横断面研究显示，RPC密度与RNFL厚度和视觉敏感度的丢失值相关，相关系数分别为0.55和0.47，且以颞上和颞下象限最为显著。但基于相关系数比较，部分研究认为OCTA检查下的微循环相关指标与RNFL厚度较视野缺损更相关，也有研究认为其与视野缺损相关性较RNFL厚度更强。

RPC在青光眼的检测中也具有较高的敏感度，血管密度随青光眼程度的加重而下降。Mansoori等比较了早期POAG和正常眼的RPC密度，早期POAG定义为2次眼压监测>21 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)、青光眼视神经改变、视野平均缺损优于-6 dB；对POAG组，其在颞上及颞下象限的信号显著衰减并与RNFL厚度相关，且检查中血管密度的变异系数为3.1%，但其平均血管密度与平均RNFL厚度间无明显相关性。

目前，关于神经损害与微循环改变是否存在因果关系仍有争议，OCTA则为同时研究这2项因素提供了条件。多项研究在青光眼的视野未缺损部分发现RNFL厚度受损区域多于血管密度下降区域，故认为先有神经损害，但也有研究观察到视野未缺损处微循环先受损。Akagi等研究了60例半侧视野缺损的POAG患者，对内界膜以下100 μm的视盘旁视网膜血管密度进行统计，发现不论患者是否有高度近视，其在视野缺损的对应区域均显著下降，但与对照组相比，视盘旁RNFL厚度在非匹配区域也明显下降，即在青光眼患者中RNFL受损的区域大于血管密度改变的区域，故考虑神经损害先于微循环改变。Kim等以视野前青光眼为对象，发现即使有RNFL损害，视盘旁血管密度与正常眼比较差异亦无统计学意义，但显著高于有视野缺损的青光眼组，由于视野前青光眼是早期病变，此时已经发生了RNFL损害，但视盘旁血管密度却仅有轻微改变，因而也考虑神经损害先于微循环改变。但Chen等调查了21例半侧视野缺损的青光眼患者，发现与无视野缺损侧相比，其视盘旁RNFL厚度、血流指数和血管面积及密度均显著下降，而对比青光眼无视野缺损侧和正常眼时，RNFL厚度未见明显差异，但血流指数和血管密度差异均有统计学意义，此时青光眼的血管密度改变则比RNFL厚度改变更广泛，所以认为血管改变先于神经受损。这些结果的差异可能是由于研究人群的不同或OCTA系统算法不同导致的，需要进行更多纵向研究以明确差异原因。

2.2 黄斑区微循环OCTA改变

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黄斑区血管密度 OCTA下黄斑区血管密度在多个横向或纵向比较中均显示出对青光眼诊断和随访的有效性。Jeon等对46例视野呈旁中心暗点的NTG患者进行横向比较，结果显示黄斑浅层血管密度与对应的视网膜厚度显著相关，而深层血管密度则与中央视野的MD相关，且深层血管密度下降是中央视野暗点的独立危险因素。Shoji等进行的纵向队列研究对比了POAG、可疑青光眼和正常人的黄斑区血管密度，共纳入100名受试者，对比其2次时间间隔超过1年的OCTA随访情况，结果显示青光眼组的黄斑血管密度变化速率为2.23%/年，显著高于可疑青光眼组的0.87%/年和正常组的0.29%/年，此期间GCL厚度未见明显变化，因而认为微循环变化在黄斑区的损害比神经纤维层变化更加敏感。

OCTA对血管密度的检测在不同程度的青光眼中有不同的结果。许欢等根据视野缺损的MD值将POAG患者进行分期，结果显示早期(MD>-6 dB)和中期(-12 dB6个月的随访间隔中视野MD值变化>4 dB或RNFL和GCL厚度变化>6 μm的HTG和NTG患者，发现与非进展期的HTG组相比，HTG组的黄斑浅层血管密度和NTG组的黄斑浅层、深层血管密度均显著下降，且血管密度与视野和视网膜厚度均呈正相关。

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中心凹无血管区 OCTA也被运用于中心凹无血管区(foveal avascular zone，FAZ)的研究中。Wang等调查了105名正常人，显示其平均FAZ面积为(0.35±0.12)mm，Tan等则将FAZ分为2层，其中浅层的平均面积为0.24 mm，深层面积为0.38 mm。青光眼患者的黄斑微循环变化也体现在FAZ相关指标的变化，其面积和水平、垂直、最大直径均显著增大，且与青光眼的结构和功能损害相关。Kwon等研究了78例半侧中央或周边视野缺损的POAG患者，结果显示中央视野缺损患者的FAZ面积显著大于周边视野缺损患者，FAZ区域的规则程度以及神经节细胞复合体厚度则显著下降，中央视野缺损半球的FAZ面积为(0.256±0.07)mm，显著大于无视野缺损半球的(0.179±0.06)mm和周边视野缺损半球的(0.184±0.07)mm，这表明FAZ形状改变与中央视野缺损存在相关性，其区域面积则与缺损的严重程度相关。后续研究也表明，青光眼患者FAZ面积与黄斑及视盘旁血管密度呈负相关，与视盘旁RNFL厚度和黄斑区神经节细胞复合体厚度呈负相关。Philip等则比较了剥脱性青光眼和POAG的FAZ区域，发现虽然差异无统计学意义，但前者的不规则度和周长更大，不同类型青光眼的FAZ指标有待进一步研究。

2.3 OCTA评估青光眼患者黄斑与视盘旁微循环的影响因素及诊断价值比较

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OCTA评估青光眼患者微循环的影响因素 既往研究发现高度近视会造成RPC血流密度下降，其在对青光眼的结构研究中可能作为混杂因素存在，因而，研究者对近视患者进行亚组分析和组间比较以明确其影响。Suwan等对近视和开角型青光眼进行了组间比较，将OCTA的扫描区域限制在RNFL，发现血管密度呈现为对照组>近视组>青光眼组>青光眼合并近视组，组间比较差异均有统计学意义，故考虑青光眼对RPC密度的影响大于近视。而也有研究结果表明，近视与否不改变RPC密度和对应区域视野缺损的显著相关性。Shin等研究了青光眼中视盘旁RNFL血管密度与视野平均光敏感度的关系，结果显示合并高度近视的青光眼患者的血管密度比RNFL厚度与MD有更强的相关性，可作为监测进展的指标。

眼压变化对血管密度的影响尚不明确。Mansouri等纳入了青光眼患者86例86眼研究眼压的日间波动对RPC密度的影响，结果显示血管密度的日间差异有统计学意义，但其变化与眼压间无明显相关性。为了进一步探讨眼压变化对于视网膜微循环的改变，眼球外加压、激光虹膜周边打孔术及暗室俯卧试验等诱导眼压升高的干预措施被运用于相关研究中。Wang等研究显示，激光虹膜周边打孔术诱导的眼压增加与RPC密度下降显著相关。然而，并未在其他研究中发现眼压变化与血管密度变化的相关性，可能与微循环在外界压力释放后具有较快的恢复速度有关，这也体现了微循环的自适应调节。而在诱导眼压下降的干预措施中，Holló等曾报道了6例经降眼压药物治疗后的青光眼患者，降压幅度>50%且治疗后眼压≤18 mmHg，结果显示所有患者的视盘旁血管密度均增加，考虑高眼压对视网膜的压迫会导致盘周毛细血管的灌注下降。然而对于接受抗青光眼手术的患者，既往研究并未观察到微循环改变与术后眼压变化的相关性，可能与青光眼患者自适应调节受损有关。因而，关于眼压波动对于微循环的影响仍有待在正常人群中开展。

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OCTA对青光眼的诊断价值 尽管目前有研究认为微循环指标的诊断价值小于RNFL厚度等结构指标，但对于OCTA而言，视盘旁和黄斑区微循环指标均能反映青光眼的视网膜微循环病变，且视盘旁可能价值更高。Chen等比较了OCTA检测青光眼黄斑区和视盘旁微循环的作用，根据受试者工作特征曲线下面积，黄斑区与视盘旁血管密度差异无统计学意义，与RNFL和GCL厚度相比差异也均无统计学意义，但相关分析显示视盘旁血管密度与视野MD有较强的相关性(

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=0.73)，黄斑血管密度则呈中度相关(

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=0.59)。Richter等比较了黄斑区与视盘旁多个微循环指标，前者受试者工作特征曲线下面积均显著小于后者，由于青光眼损害首先作用于视盘神经纤维，且视盘旁微循环间接体现了全视网膜的血供，所以考虑其在青光眼诊断上的准确性更高。

3 展望

视网膜微循环改变是青光眼的一项重要病理特征。OCTA可以对视网膜微循环提供量化的评价，其与目前青光眼损害的结构和功能指标相匹配，有较高的准确性。现有的OCTA研究表明，在青光眼的不同阶段，视网膜微循环都会有不同程度的损害。但在目前的研究中，仍有问题尚待解决：(1)已有的研究表明，正常人群之间毛细血管网的解剖差异不显著，但对于患者而言，特别是有黄斑水肿或视网膜萎缩的患者，由于其结构改变，对于OCTA下不同的毛细血管网分层策略，目前仍无系统性的研究比较其差异；(2)目前的主流研究仍以横断面研究为主，考虑到疾病严重程度对微循环指标的影响，需要更多对同组患者视网膜微循环改变的纵向观察研究，进一步明确其对疾病进展监测的敏感度，以及神经损害和微循环损害的先后或因果关系。OCTA给视网膜微循环提供了更多高清晰度的图像信息，相关研究结果将引起研究者对青光眼血管因素的重视，对于发病机制的研究有一定帮助，但其成为新的诊断标准和监测手段仍有一定距离，仍需后续研究进一步论证。总之，青光眼患者的视网膜微循环改变与其特征性的RNFL受损和视野改变相关，OCTA则为这方面的研究提供了新的技术手段。

利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突