OCTA定量分析1型糖尿病患者脉络膜微循环改变
Quantitatively Analyzing Choroidal Microcirculation Changes in Patients with Type 1 Diabetes with Optical Coherence To-mography Angiography
DOI: 10.12677/ACM.2023.13112529, PDF, HTML, XML,    科研立项经费支持
作者: 谢可人, 邓国华:常州市第三人民医院眼科,江苏 常州;蒋 琳:江苏省人民医院(南京医科大学第一附属医院)内分泌科,江苏 南京;袁松涛:江苏省人民医院(南京医科大学第一附属医院)眼科,江苏 南京
关键词: 光学相干断层扫描血管成像1型糖尿病脉络膜毛细血管OCTA Type 1 Diabetes Choroidal Capillaries
摘要: 目的:应用光学相干断层扫描血管成像(OCTA)定量分析评估1型糖尿病患者早期脉络膜血流的变化。方法:试验组入组了已经确诊为1型糖尿病并且没有糖尿病视网膜病变的患者40名,同时入组40名健康人群作为对照。应用OCTA定量比较两组人群的黄斑区脉络膜毛细血管(CC)的血流灌注,同时也测量了中央凹无血管区面积(FAZ)、浅层毛细血管丛(SCP)和深层毛细血管丛(DCP)的血流密度等参数。结果:DR组与正常对照组相比,CC的血流灌注出现了明显下降(P < 0.01)。同时在DCP血流密度同样出现了明显下降(P < 0.01)。结论:1型糖尿病患者的早期脉络膜毛细血管血流灌注会出现明显的下降。
Abstract: Objective: Optical coherence tomography angiography (OCTA) was used to quantitatively assess changes in choroidal blood flow in patients with type 1 diabetes. Methods: The trial group enrolled 40 patients who had been diagnosed with type 1 diabetes and did not have diabetic retinopathy, and 40 healthy people were enrolled as controls. OCTA was used to quantitatively compare the blood flow of choroidal capillaries (CC) in the macular region of the two groups, and also measured the blood flow density of the foveal unvascular area (FAZ), superficial capillary plexus (SCP) and deep capillary plexus (DCP). Results: Compared with the normal control group, the blood flow of CC decreased significantly in the DR group (P < 0.01). At the same time, DCP blood flow density also decreased significantly (P < 0.01). Conclusion: Patients with type 1 diabetes have a significant de-crease in choroidal capillary blood flow in the early stages.
文章引用:谢可人, 邓国华, 蒋琳, 袁松涛. OCTA定量分析1型糖尿病患者脉络膜微循环改变[J]. 临床医学进展, 2023, 13(11): 18014-18019. https://doi.org/10.12677/ACM.2023.13112529

1. 引言

糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy, DR)是糖尿病的主要并发症之一,同时也是工作年龄人群致盲的首要病因 [1] 。研究显示长时间的高血糖状态可以损害视网膜血管内皮细胞,进而使得视网膜出现缺血缺氧,出现黄斑水肿等改变,从而影响视力 [2] 。与常见的2型糖尿病不同,1型糖尿病患者的发病年龄更早,同时一旦确诊,眼部并发症也更早出现。这就意味着早期诊断与发现1型糖尿病患者眼底的微血管改变对于疾病的研究更有临床价值 [3] 。脉络膜毛细血管(choroidal capillaries, CC)位于视网膜色素上皮层外侧,有着孔径小、流速高等特点,同时为黄斑无血管区供血供氧。组织病理学研究发现DR患者CC变窄、迂曲、同时伴有无灌注区及萎缩 [4] ,所以我们有理由相信CC在DR的发生发展中扮演着极为重要的角色。近年来随着光学相干断层扫描血流成像(optical coherence tomography angiography, OCTA)这一检查技术的广泛运用,使得我们可以对DR黄斑区的微血管变化有了更进一步的了解。既往的多项研究已经揭示了1型糖尿病患者在病变早期,甚至在出现DR之前就可以出现黄斑区视网膜血流密度的下降,包括深层及浅层的血流密度 [5] [6] [7] 。然而对于黄斑区脉络膜血流灌注改变的研究报道却仍然较少。本研究利用OCTA对1型糖尿病患者CC的血流灌注进行了定量分析,并同时探究其临床意义。

2. 对象和方法

2.1. 研究对象

本次研究入组了2019年6月至2020年6月在江苏省人民医院眼科就诊的患者。观察组为已经经内分泌科确诊为1型糖尿病患者,并且经眼科检查眼底均没有糖尿病视网膜病变,共40名。同时收集了来院门诊就诊的40名健康人作为正常对照。研究过程遵守赫尔辛基宣言,且通过江苏省医院研究伦理委员会批准。1型糖尿病的诊断标准依据中华医学会糖尿病分会2011年的标准,诊断由江苏省人民医院内分泌科一位副主任医师完成。每名入组者尽可能完成的双眼检查,判断是否符合入排标准,如果两只眼睛都符合则随机选择一只入组。入组标准包括:1) 眼底后极部视网膜正常。2) 入组者同意完成所有检查并签订入组同意书。排除标准包括:1) 近视 > −6D,远视 > +1D或眼轴轴长大于26 mm;2) 既往有眼部外伤史、有眼部手术史;3) 屈光介质浑浊影响OCTA成像的清晰度(根据OCTA提供的扫描质量<8或分析图像显示存在明显的运动伪影);4) 眼压 > 21 mmHg (非接触式眼压计);5) 对数视力表所测最佳矫正视力在1.0以下,6) 可能影响黄斑的其他眼部疾病;7) 可能引起视网膜病变的全身性疾病(如高血压,心脏病等)。

2.2. 临床参数

所有入组者首先由一名眼科主任医师完成裂隙灯检查,随后完成最佳矫正视力、眼压以及OCTA。研究过程中还收集了入组者的一般特征,包括年龄、性别等。

2.3. OCTA数据采集

OCTA设备为Angiovue OCTA (版本2018.0.0.14;rtvue xr avanti;Optovue,Fremont,CA,USA)。本设备使用840 nm的光源,每秒扫描速度为70,000次。扫描模式选择预设的黄斑区3 mm × 3 mm来定量评价入组者膜黄斑区的视网膜及脉络膜的血管参数。

在黄斑区3 mm × 3 mm的扫描模式中,CC的横向范围为以黄斑中心小凹为中心,直径为3 mm的圆形区域,纵向为Bruch膜上10 μm到Bruch膜下30 μm的区域,所得图像为次三维区域的投影。FAZ被定义为中央凹处由连续血管组成的最小闭合圆环,血管所在层次为从外界膜到外丛状层的内界之间。浅层毛细血管丛(superficial capillary plexus, SCP)所在的层次定义为外界膜以下3 m至内丛状层下15 μm。深层毛细血管丛(deep capillary plexus, DCP)所在的层次定义为内丛状层下从15 μm延伸到70 μm。为了排除中心凹无血管区对结果的影响,我们选择黄斑区的血流密度为旁中央凹(parafovea)区域。其范围为以中央小凹为中心的环形区域,环的内圆半径为0.5 mm,外圆直径为1.5 mm。血流灌注均定义为单位面积的血流面积与观察面积的比例,见图1

Figure 1. 3 mm × 3 mm scanning area in OCTA, with projections of CC, FAZ, SCP, and DCP from left to right

图1. OCTA中3 × 3 mm扫描区域,从左向右依次为CC,FAZ区域,SCP及DCP的投影

Optovue的OCTA设备内置了三维去投影的技术(3D PAR),可以避免出现在深层出现浅层的叠加血流信号。同时每张OCTA均需有眼科医师进行质量评价,如果出现自动分层错误,则由医师对图像进行手动分层后再次进行计算。

2.4. 统计分析

数据分析采用SPSS统计软件,版本为22.0。数据用 x ¯ ± s 表示,并用shapiro-wilk检验证实为正态分布。两组数据之间比较采用双尾t或t’检验进行比较。P值 < 0.05提示结果具有统计学意义。

3. 结果

本研究共包括40只观察组的眼睛,以及40只正常对照。表1显示了入组这的一般临床特征(年龄、性别和所选眼别)。结果显示这些一般特征两组间均无明显差异(P > 0.05),见表1

Table 1. Basic clinical characteristics of enrollees

表1. 入组者的基本临床特征

我们发现与对照组相比,NDR组在黄斑区CC的血流灌注及深层血流密度均出现了明显下降,结果有统计学意义(P < 0.05)。而FAZ及黄斑区浅层的血流密度两组之间没有发现统计学意义(P > 0.05),见表2

Table 2. Comparison of OCTA parameters between two groups

表2. 两组间OCTA参数的比较

4. 讨论

1型糖尿病患者与2型糖尿病患者有着显著的不同,1型糖尿病患者胰岛功能较差,基本无法产生胰岛素,从而导致患者血糖波动大且难以控制,致使患者更早更快地出现眼底并发症。此外1型糖尿病患者本身的平均年龄相对更年轻,这就更利于我们OCTA的定量分析。因为2型糖尿病患者发病年龄较晚,往往会合并晶体混浊,这会影响OCTA的图像清晰度,不利于定量分析。同时2型糖尿病患者也更容易合并高血压,冠心病等其他全身血管性疾病,这不利于数据分析中混杂因素的排除。因此本次研究对象的选择使得我们的研究数据更为有临床意义。

从我们这次研究结果中可以看到,与健康对照人群比较,1型糖尿病患者视网膜DCP的血流密度就已经出现了下降,虽然他们的眼底并没有DR的临床表现,结果有统计学意义。这与既往多项研究结果一致 [6] [7] [8] [9] [10] 。然而在我们的研究中,两组间视网膜SCP及FAZ却未出现统计学意义。我们考虑这与我们选择入组患者的选择有关,我们都在知道视网膜SCP与DCP相比较而言,DCP多为视网膜动静脉之间交错的毛细血管组成,而SCP则更多的为小动脉及小静脉。毛细血管更多地被周细胞所包围,对于缺血缺氧更为敏感 [11] ,因此在早期可以出现血流密度的下降。

本研究中结果显示在出现DR前,黄斑区CC的灌注已经出现了下降,这与既往的一些研究结果一致。在Choi [12] 等的研究中观察到了脉络膜灌注的缺失,然后由于缺乏必要工具,他们的研究缺少定量分析。Nesper [13] 等的研究就更进一步,他们发现即使在没有DR的患者中黄斑区脉络膜的无灌注区面积明显增加,从另一面印证了血流灌注的下降。但在Conti FF [14] 等的研究中,结论却是相反的。虽然他们的研究显示轻中度DR的患者CC的血流可以出现明显下降,而且血流的下降与疾病的严重程度相关,但在未出现DR的患者CC的血流与正常人群相比没有差异。出现这种情况可能的原因可能是入组人群的差异,包括年龄,病程及血糖控制情况。在Conti FF等的研究中入组者的平均年龄在65岁,而我们的平均在25岁,Nesper等的研究中平均年龄为50岁。因为脉络膜血流灌注会随着年龄的增长而明显下降,因此我们认为更为年轻的入组者研究中更有优势。另外一个就是病程,Nesper等的研究中病程平均为10年,而我们组的为6年虽然Conti FF等的研究中并未提及病程,但显而易见的是DR会随着病程的延长而进展,当然如果本研究能加入纵向研究会更能说明这一点。此外不同研究结果的差异还与CC本身的测量精度有关。由于CC在后极部极为密集,其间距离较小(5~20 μm)小于OCT系统的横向分辨率(15~20 μm)。所以目前已经有研究采用更为先进的超高速SS-OCTA来定量分析DR患者CC的改变,得出了与我们相同的结论 [15] 。

本研究也存在多种不足之处:1) 本次研究的样本量尚偏小,同时未能纳入患者病程及糖化血红蛋白等指标,未能进一步深入研究疾病之间的相关性;2) 扫描范围局限于后极部3 mm × 3 mm的区域内,同时SD-OCTA在定量检测CC时仍有待提高;3) 本研究为横断面研究,需要进一步的纵向研究来了解微循环改变的具体过程。

总之,我们的研究表明,1型糖尿病患者的早期脉络膜毛细血管血流灌注会出现明显的下降。OCTA在研究糖尿病患者早期脉络膜血流变化中有着至关重要的作用。

基金项目

常州市科技项目(NO. CJ20220097)。

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