OCTA检测视网膜静脉阻塞微血管异常的研究进展.pdf
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1、综 述文章编号(23)6-0681-05基金项目 国家自然科学基金(2 0 1 7 Y F A 0 1 0 5 3 0 1)作者简介 王子荀(1 9 9 6-),男,硕士,研究方向:眼底病;通信作者:秦秀虹,E-m a il:iris 2 0 1 1 1 3 1 6 3.c o m。视网膜静脉阻塞(retinal vein occlusion,RVO)是仅次于糖尿病视网膜病变的第二大视网膜血管疾病,是导致不同年龄阶段人群视力严重下降和相关发病率的常见原因1。RVO根据眼底血管阻塞的位置及病灶范围大小可分为视网膜中央静脉闭塞(central retinal vein occlusion,CRVO
2、)和视网膜分支静脉闭塞(branch retinal vein occlusion,BRVO);根据眼底荧光素血管造影(Fundus fluorescein angiography,FFA)上血管阻塞引起的视网膜毛细血管无灌注区域的大小,分为缺血性RVO和非缺血性RVO。RVO常见并发症包括黄斑水肿(maculaedema,ME)、黄斑缺血、新生血管生成、玻璃体积血等。FFA是诊断RVO及判定是否缺血的金标准,但传统FFA观察视网膜不同层次微血管病变具有部分局限性,不少患者存在造影剂过敏的情况,且该项检查在已确诊RVO患者并接受相关眼科治疗后随诊时疗效观测中较为不便,因而会影响RVO的治疗策略
3、及干预时机1。光学相干断层扫描血管造影(optical coherence tomograph angiography,OCTA)是一种基于OCT基础上着眼于微血管血流信号的新型成像技术,它可以使眼内功能性血管的病理血流信号可视化。OCTA的原理是利用运动粒子(如红细胞)引起的OCT信号的变化作为血流成像的对比进而观察微血管层面的病理变化2。随着技术的革新,大量研究者通过OCTA技术研究与RVO微血管结构变化及病理过程与临床表现的相关性,以及OCTA相关参数与治疗预后的预测指标。本文就RVO微血管病理机制并结合近年来OCTA在RVO微血管与视敏度相关性、RVO微血管中视盘相关血管、黄斑囊样水肿
4、与血管关系、微血管层面相关缺血指标以及RVO疗效预测的最新临床进展综述。1RVO与微血管的相关病理机制RVO作为视网膜常见血管疾病,其血管相关发病机制较为复杂。动脉硬化作为RVO发生的重要原因,通过内皮细胞损伤和血栓形成导致静脉闭塞,而血栓形成则是由Virchows三联征的三个重要因素引起:即内皮损伤、高凝和异常血流。其中受累静脉中内皮细胞的损伤可能引起视网膜微血管的慢性炎症,导致炎症介质上调破坏血-视网膜屏障使ME发生并持续存在。此外,阻塞后的血管压力增加可能导致液体穿过血管壁渗漏到邻近的视网膜组织。另外一种学说即动脉功能不全,指动脉硬化导致管壁功能异常,向视网膜输送氧气不足,从而引起视网膜
5、缺氧,进而产生血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF),而VEGF在RVO中各种微血管异常的发生中起着重要作用。VEGF通过增加紧密连接蛋白的磷酸化使血管通透性增加,因此VEGF是血-视网膜屏障破裂导致血管渗漏和ME产生的重要原因。就RVO血栓形成的危险因素而言,维持血管内皮细胞及微循环稳态,在稳定微循环中起重要作用。血管内皮细胞的生理功能主要为控制血小板释放及调控血液凝血和纤溶过程,同时视网膜血管内皮细胞之间形成紧密连接,起着血-视网膜内屏障作用,维持着视网膜内环境的稳定。相反,视网膜血管内皮损伤导致血-视网膜内屏障破坏血管通透性增加
6、,导致病理性视网膜水肿进而影响视网膜功能。OCTA 检测视网膜静脉阻塞微血管异常的研究进展王子荀 综述,马翔,秦秀虹 审校(大连医科大学附属第一医院眼科,大连116011)摘要作为仅次于糖尿病性视网膜病变的第二大视网膜血管疾病,视网膜静脉阻塞(RVO)是导致不同年龄阶段人群视力严重下降甚至致盲的常见原因。其主要的并发症为视网膜浅层出血、黄斑囊样水肿、视网膜缺血、新生血管的产生等。光学相干断层扫描血管造影(OCTA)是一种基于OCT的新型成像技术,它可以使眼内功能性血管病理可视化,增加以分层血管的血流信号为观察视角。本文就RVO微血管病理机制并结合近年来OCTA在RVO微血管与视敏度相关性、RV
7、O微血管中视盘相关血管、黄斑囊样水肿与血管关系、微血管层面相关缺血指标以及RVO疗效预测的最新进展进行综述。关键词视网膜静脉阻塞;光学相干断层扫描血管造影;黄斑水肿;缺血中图分类号R774.1文献标志码天津医科大学学报Journal of Tianjin Medical University第29卷6期23年11月 29熏 6Nov.23681此外内皮细胞产生NO和前列腺素I2(PGI2)因子,不仅能引起血管舒张,还能通过相互作用抑制血小板聚集,维持微血管循环稳定。而静脉交叉处解剖压迫导致静脉血的瘀滞会损伤相应位置的视网膜血管内皮细胞,使NO和PGI2分泌减少,组织因子分泌增多,导致高凝,加速
8、血栓的形成。RVO的异常血流导致视网膜血流量减少从而使视网膜缺血、缺氧,也会诱导VEGF的产生及表达。此外,血流还与血管壁上的切应力有关,异常血流使得血管壁上切应力的减少导致炎症细胞因子和细胞黏附分子的减少,增加了白细胞黏附和血栓形成的可能性。2OCTA在观测RVO微血管层面的应用RVO的临床病理体征包括静脉血管迂曲扩张、缺血-再灌注损伤、棉絮斑、ME等。运用OCTA可清晰分层观察到ME、毛细血管扩张、血流密度变化、视网膜毛细血管无灌注区(no perfusion area,NP)、中央凹无血管区(fovea avascular area,FAZ)的破坏及侧支血管的形成和小凹周围毛细血管丛的结
9、构完整性等情况,同时定量分析黄斑和视盘区域不同血管层中血管密度的变化也是OCTA优于其他检查的优势之一。2.1RVO视盘周围OCTA的表现视盘周围放射状毛细血管网(radial peripapillary capillary,RPC),为来源于视网膜中央动脉主干或分支,在神经纤维层中围绕视盘呈放射状分布,其特点是管径细、走行较长、吻合支少,只有少部分走行短的毛细血管相互之间有吻合,也可与其下面的毛细血管网交通。研究表明,OCTA检测RVO患者的RPC血管密度明显降低,可以作为评估BRVO中视乳头灌注状态的有效参数,该研究还证实OCTA在BRVO未受影响的眼检出视网膜浅层、FAZ区和乳头周围血管
10、异常的敏感性较其他检查的优越性,即在单眼发病的RVO患者中,健眼RPC也可能存在异常。这为预测健眼RVO发病及异常血流提供全新思路。此外,OCTA检测单侧BRVO患者的健眼在视网膜浅层、FAZ周围区域和乳头周围区域均有血管异常,表明OCTA相较FFA可检出早期RVO患者对侧健眼的微血管异常,为该类患者对侧眼发病预测提供血流相关异常信号3。最近研究揭示OCTA检测微血管异常与对应神经纤维的相关性4。Mansoori等5通过OCTA辅助发现较厚的RNFL具有更密集的RPC,因此得出RPC可能负责营养RNFL的功能,并建立起RVO与RPC及神经纤维厚度的相关关系:RVO患者RPC降低可能是导致视网膜
11、神经纤维营养缺失继而萎缩变薄最终使视觉功能下降。2.2RVO视网膜OCTA的表现2.2.1ME的OCTA表现视网膜中央黄斑区是视功能最敏感的部位。虽然FFA黄斑区花瓣样强荧光及频域OCT测得的中央视网膜厚度值可以定性及定量评估显示RVO患者ME水平,但是OCTA在黄斑水肿微血管机制的阐明及早期ME监测起到重要补充作用。有研究使用OCTA联合微视野计对BRVO患者黄斑3 mm 3 mm范围视网膜血管密度(vascular density,VD)定量分析中得出结论:RVO患者眼的深部旁中央凹和浅表VD显著低于对侧眼,VD降低区域与ME区域具有较高的对应性6。RVO患者可在OCTA上观察到FAZ面积
12、增大,ME对拱环周围毛细血管的机械牵拉使其结构破坏,因此VD、CRT及FAZ面积成为检测RVO中ME的敏感指标。同时,Fageme等7发现OCTA检测出的孤立病理性血管是BRVO中持续性黄斑水肿的重要指标,而视网膜浅层血管丛(superficial capillary plexus,SCP)和视网膜深层血管丛(deep capillary plexus,DCP)之间毛细血管缺失的间隙可能是预测黄斑水肿患者预后的有效标志物8。Yeung等9发现深浅血流量比值(deep-superfificial flow ratio,DSFR)可以代表深毛细血管丛对浅毛细血管丛的相对损伤,视网膜分支静脉阻塞眼伴
13、难治性黄斑水肿的DSFR降低,这侧面支持了DCP损伤可能在损害视网膜的流体动力学中发挥关键作用,从而导致ME的理论。最近Nishigori等10发现OCTA新指标即血流可变扫描时间(variable interscan time,VISTA),可以检测到使用标准扫描时间无法检测到的黄斑灌注变化,并可能与预测黄斑水肿的复发有相关关系。该团队还发现用OCTA监测旁中心凹血管直径指数,认为旁中心凹血管直径指数特别是颞侧区是BRVO是否发生ME的重要指标,这提示了旁中心凹及叠加成像在OCTA运用于RVO患者ME观测及预测中的重要作用。Fan等11则发现OCTA可以显示RVO患者对侧健眼早期DCP及SC
14、P的损伤,这种损伤同时也涉及到脉络膜血管。这与前述OCTA对于视盘周围微血管的健眼发病预测互为补充,逐渐构建微血管层面对于RVO的发病预测的重要意义。但最近也有结果12表明在伴有严重黄斑水肿的CRVO病例中,视盘VD可能比黄斑VD更准确全面反映RVO患者的血流信号。2.2.2RVO缺血的OCTA表现RVO的缺血诊断金标准目前仍为FFA图像存在大于5个视盘直径的NP区,但由于部分患者造影剂过敏,且传统第29卷天津医科大学学报682FFA缺血范围的界定存在偏差。OCTA可定性及定量研究RVO患者缺血相关微血流指标。视网膜血管疾病中的视网膜NP由缺血引起,在OCTA中可检测到RVO边缘伴有微血管的异
15、常信号,此功能可与FFA晚期渗漏相对应,而对于早期微血管异常渗漏不明显的患者OCTA可显示出早期检测微血流异常的高敏感性优势。由于NP常始于局灶性视网膜毛细血管阻塞,早期OCT无明显异常,而OCTA对于早期NP的显示有良好检出作用,因此较OCT早期检出更敏感1。在RVO缺血相关性研究中,视网膜在DCP水平最容易检出血流异常13。曾有研究在BRVO、CRVO眼中定量评估OCTA和FFA中观察到的NP之间的关系,通过在计算NP区域的大小以及FFA和OCTA图像之间的重叠比,观察到OCTA的SCP层和DCP层的NP形态有所不同,但OCTA相比FFA更精准的观测不同分层血流信号异常与NP关系,同时也得
16、出NP面积的大小在SCP层和DCP层并无显著性差异14。说明SCP层中NP区域的大小也可以代表视网膜缺血的严重程度,且DCP敏感性更强。定量评估视网膜毛细血管密度和FAZ是视网膜血管疾病中黄斑缺血的潜在生物标志物。FAZ与视网膜缺血存在相关关系,Werner等15研究显示,OCTA与FFA在评估视网膜无灌注和FAZ方面无明显差异,但OCTA作为无创性检查,其优势便得以体现。Nobrt等16通过OCTA量化了FAZ的面积以评估RVO缺血程度,结果显示RVO患者的患眼和对侧眼均易发生视网膜深层毛细血管丛缺血,且对应的FAZ区扩大,但也有报道显示FAZ没有明显的改变。当然,FAZ的破坏与SCP及DC
17、P也有相关性,且FAZ的破坏在DCP中比在SCP中更常见。此外,利用OCTA观测小凹周围毛细血管网的破坏程度对于FFA未测得的外周缺血和DCP中的NP区域的检出具有优势,且可以认为临床早期缺血的判定指标。最近,一项纳入50例CRVO患者的临床研究17,将其根据FFA分为缺血性RVO与非缺血性RVO,发现缺血性RVO在浅层血管密度、深层血管密度、浅层及深层副中心凹VD、FAZ面积及周长、FAZ无血管指数均有差异,而其中深层血管密度及深层副中心凹VD具有突出及敏感性。以上不难得出,OCTA中FAZ的定性及定量分析在评估RVO缺血性质及是否行视网膜激光光凝的判断中具有重要意义,但其敏感程度目前低于D
18、CP,机制仍待进一步研究论证。Jung等18通过将CRVO患者根据是否缺血在OCTA影像上进行四象限划分,发现与非缺血性RVO组及正常对照组比较,缺血性RVO在OCTA上的微血管指标具有明显的象限不对称性,这也为研究其它缺血性视网膜疾病提供新的研究角度。Adhi等19曾对缺血性RVO患者16眼进行OCTA检测,发现侧支循环血管的有效建立可有助于缓解RVO视网膜缺血症状,为再灌注与缺血提供可靠的影像证据。3OCTA在RVO视敏度中的最新应用视敏度是反映视功能及视觉质量的重要指标。OCTA可检测到RVO患者的FAZ增大、中央凹旁毛细血管无灌注增加和中央凹VD降低。其中FAZ的浅表面积和旁中央凹VD
19、被证实与RVO患者的视敏度相关。在一项涉及OCTA联合显微视野检查测量副中央凹区NPA的研究结果表明,该项指标与VA和黄斑敏感性相关性最为显著,甚至超过椭球区(EZ)连续性的相关关系1。此外,FAZ最大直径、DCP中的中心凹血管密度(foveal vascular density,FVD)和DCP血管灌注也与最佳视敏度相关20。尽管先前研究没有发现DCP、SCP血管灌注、视敏度和微周指数的内在关联,但Manabe等21报道了SCP和DCP中血管无灌注区域的视网膜敏感性降低,其中SCP中血管无灌注与视敏度的相关性更强。4OCTA在RVO治疗的评估4.1抗VEGF治疗后OCTA参数的临床意义近年来
20、随着抗VEGF和类固醇植入治疗的普及,OCTA帮助发现其对毛细血管扩张和小凹周围血管破裂的稳定和修复作用,但有研究表明,SCP和DCP的血管密度及FAZ面积在治疗后短期内保持不变甚至降低22。在接受抗VEGF注射较少的眼睛中,FAZ扩大的程度较大。在抗VEGF治疗后,SCP和DCP的NPA面积均有所减少,而DCP的减少更大。在接受更多次抗VEGF治疗的RVO患者中更为明显。这可能与血管白细胞瘀滞出现暂时的再灌注现象的停止有关。RVO眼的血管灌注面积小,且在频繁接受抗VEGF注射的眼睛有所改善,DCP有更大的改善。而单次抗VEGF注射后,血管密度没有明显变化23。这些均说明了RVO抗VEGF可能
21、有疗效叠加作用,定期、规律的随诊及OCTA监测对于治疗疗效的确切程度高度相关。此外,也逐步发现了一些全新的OCTA参数用于观测抗VEGF治疗后的疗效。Tang等24运用OCTA结果表明,抗VEGF治疗可显著改善BRVO中的无毛细血管区(periarterial capillary-free zone,paCFZ),王子荀,等.OCTA检测视网膜静脉阻塞微血管异常的研究进展第6期683paCFZ与视网膜神经元营养供给有关,这为视网膜供氧及功能预测提供了有力证据。随着OCTA技术的不断更新,基于FAZ周边的一些参数,例如FAZ周长、无密度指数和FAZ周围300 m宽环内的血管密度的量化及监测也证实
22、了抗VEGF治疗12个月对RVO患者预后更好25。4.2OCTA参数对预后的预测作用RVO患者的视觉预后与血管灌注及FAZ面积有关,DCP灌注不足可能会影响视力预后。Andrew等26研究发现在大多数RVO患者的抗VEGF治疗后,平均VD和FAZ面积维持了至少12个月,因而初始时较高的VD和较小的FAZ对患者预后的影响较大。Huang等27发现在病变眼中,BRVO病灶区及外围的NP区血管和SCP以及DCP密度与最终的BCVA高度相关。Lee等28提出视网膜微血管弯曲特征可作为评价RVO患者视觉预后的新的微血管标志物,如分支数、平均分支长度、平均欧氏长度和血管弯曲度等。RVO患者黄斑DCP及SC
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