多光譜眼底成像在糖尿病視網(wǎng)膜病變中的應(yīng)用進(jìn)展

甘潤(rùn) 馬菲妍 白杰 冬雪川

據(jù)調(diào)查顯示,30%～60%的糖尿病患者會(huì)出現(xiàn)視網(wǎng)膜病變,15%～20%的患者可發(fā)展為嚴(yán)重增殖性視網(wǎng)膜病變［1］。糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy,DR)以漸進(jìn)性的視物模糊為主要特征,一旦發(fā)生視網(wǎng)膜病變將對(duì)患者的生活和工作容易造成極大的不便,也是導(dǎo)致糖尿病患者生活質(zhì)量下降的重要因素之一［2］。早期對(duì)該病多采用熒光素眼底血管造影(fundus fluorescein angiography,FFA)進(jìn)行診斷,但隨著患病人群的逐年增加,FFA檢查的弊端逐漸現(xiàn)象,如熒光素泄露、難以分層成像、造影劑過(guò)敏反應(yīng)等,使之在臨床推廣受到限制［3］。近年來(lái)隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新,多光譜眼底成像技術(shù)(multiple spectrum imagine,MSI)以其無(wú)創(chuàng)、快速、操作簡(jiǎn)便、可反復(fù)使用等優(yōu)勢(shì)越來(lái)越廣泛應(yīng)用于臨床上,為充分評(píng)估MSI對(duì)DR的診療價(jià)值,作者就近年來(lái)診斷DR中MSI的作用進(jìn)行綜述,給臨床提供一定的指導(dǎo)價(jià)值,具體內(nèi)容如下。

1 影像學(xué)成像的病理基礎(chǔ)

糖尿病逐漸成為世界范圍內(nèi)危害人體健康重要疾病,據(jù)流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示,13年后糖尿病患病人數(shù)達(dá)到5.52億,DR為老年糖尿病患者中常見(jiàn)且嚴(yán)重微血管并發(fā)癥,眼底病變中其患病率排名第一,上述疾病往往會(huì)并發(fā)玻璃體積血、視網(wǎng)膜前增殖膜及牽拉性視網(wǎng)膜脫落,對(duì)患者視力造成危害,在DR中主要涉及兩方面的病理改變,分別為視路組織結(jié)構(gòu)及病理組織發(fā)生變化與眼部相應(yīng)血管發(fā)生變化［4］。

1.1 視覺(jué)通路的改變 因視路組織結(jié)構(gòu)改變是視網(wǎng)膜病變的最主要因素,同時(shí)涉及到眶內(nèi)段視神經(jīng)、顱內(nèi)段視覺(jué)通路及視中樞3個(gè)部分解剖結(jié)構(gòu)的改變。以前者較為常見(jiàn),包括部分缺血性視神經(jīng)病變及糖尿病所導(dǎo)致的視盤(pán)水腫與視神經(jīng)萎縮；視覺(jué)通路改變主要是由于長(zhǎng)期血糖升高將會(huì)破壞視覺(jué)通路髓鞘結(jié)構(gòu)及膠質(zhì)細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞器,干擾神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的正常運(yùn)輸,導(dǎo)致視神經(jīng)細(xì)胞的紊亂與死亡。在一項(xiàng)研究中提出,在視中樞外周神經(jīng)損害后可出現(xiàn)大腦功能的可塑性重組,并伴有解剖形態(tài)的變化［5］。

1.2 眼部血管的改變 眼部血管的變化常涉及到視網(wǎng)膜中央動(dòng)脈、睫狀動(dòng)脈、視網(wǎng)膜毛細(xì)血管、眼動(dòng)脈及其周?chē)拿?xì)血管與毛細(xì)血管前小動(dòng)脈,上述動(dòng)脈的改變大多為血管解剖結(jié)構(gòu)的重塑與血液循環(huán)不暢。

1.3 視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞損害與眼部血管損害的關(guān)系 研究認(rèn)為,在DR早期,多為視網(wǎng)膜微血管病變,并伴隨神經(jīng)纖維層的病理改變,其主要是由于神經(jīng)細(xì)胞突起腫脹導(dǎo)致周?chē)苁艿綁浩?進(jìn)而導(dǎo)致血管的狹窄與閉鎖,同時(shí)也有可能導(dǎo)致視網(wǎng)膜神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞代謝的異常,進(jìn)而引起以視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞減少為典型特征的視網(wǎng)膜神經(jīng)組織退變,并且視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層變薄也是導(dǎo)致視力改變的重要原因［6］。

2 MSI對(duì)DR的診斷價(jià)值

多光譜成像是在空間成像的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),通過(guò)多個(gè)特定頻率范圍的光獲得成像數(shù)據(jù)的影像學(xué)方式,是利用多個(gè)單色發(fā)光二極管光源分別投射入眼底不同深度的組織,結(jié)合各個(gè)組織吸收光譜的差異,采集眼底不同深度的單色光反射圖像,作為診斷依據(jù)［7］。早期MSI多被應(yīng)用于遙感領(lǐng)域,如軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)等,近年來(lái)被逐漸引進(jìn)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

MSI目前用于多種眼底疾病的檢查,如高血壓、DR、動(dòng)脈硬化、外層滲出性視網(wǎng)膜病變(Coats病)、血管阻塞性疾病、葡萄膜滲漏綜合征、家族性滲出性玻璃體視網(wǎng)膜病變(FEVR)、視盤(pán)小凹、黃斑交界區(qū)疾病、自身免疫性視網(wǎng)膜病變、息肉狀脈絡(luò)膜血管病、視神經(jīng)乳頭的水腫及視網(wǎng)膜營(yíng)養(yǎng)障礙性疾病等的檢查,同時(shí)在青光眼的視神經(jīng)變化中、對(duì)稱(chēng)性緩慢進(jìn)展的黃斑變性疾病(Stargardt病)等也見(jiàn)到相關(guān)研究［8］。龔健楊等［9］的研究中收集了95例2型糖尿病患者免散瞳眼底照相和多光譜視網(wǎng)膜成像照片資料,結(jié)果顯示,眼底造影檢查與免散瞳眼底照相檢查在DR 0～1期為98%,2～3期的一致率為100%,多光譜在DR視網(wǎng)膜特征顯示方面略?xún)?yōu)于眼底照相,同時(shí)具有一定的篩查作用。仇長(zhǎng)宇等［10］的研究結(jié)果顯示,MSI診斷微血管瘤的靈敏度84.0%,特異度為88.9%,陽(yáng)性預(yù)測(cè)值達(dá)到了91.3%,陰性預(yù)測(cè)值為80.0%,認(rèn)為MSI在篩查DR中有較好的可靠性及診斷價(jià)值。梁超群等［11］分析1例先天性視盤(pán)小凹的資料,經(jīng)多光譜視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)(retinal health assessment,RHA)波長(zhǎng)在590、740、850 nm示,視盤(pán)顳側(cè)灰色小凹顏色逐漸變深,清晰度逐層遞增,黃斑區(qū)散在白色點(diǎn)狀病灶,黃斑區(qū)上下血管弓之間視網(wǎng)膜隆起,可有效輔助診斷先天性視盤(pán)小凹。洪博等［12］提出,經(jīng)過(guò)多光譜眼底分層成像能夠系統(tǒng)客觀(guān)、清晰記錄眼底改變,當(dāng)投射不同波長(zhǎng)的光后,根據(jù)吸收程度的差異對(duì)視網(wǎng)膜及深層視網(wǎng)膜將會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的反射,并且不同層次的視網(wǎng)膜與脈絡(luò)膜、不同組織和細(xì)胞類(lèi)型所含的色素成分及含量也各不相同,因此對(duì)于不同波長(zhǎng)的單色LED光源投射至眼底組織,在各個(gè)深度上產(chǎn)生不同反射,被圖像采集系統(tǒng)記錄后形成各個(gè)層次的眼底圖像,適合應(yīng)用于飛行員體檢和篩查中。相比較目前臨床同樣比較新興的光相干斷層掃描(optical coherence tomography,OCT)檢查,MSI一次能用10種光譜從冠狀位由表層到深層顯示玻璃體視網(wǎng)膜交界區(qū)及周?chē)嚓P(guān)組織的形態(tài)［13］,并且MSI還能模擬FFA與脈絡(luò)膜造影圖像,通過(guò)血氧定量法區(qū)分視網(wǎng)膜的低灌注及異常高灌注區(qū)域,從而協(xié)助診斷視網(wǎng)膜微血管病變,對(duì)于一些存在FFA相對(duì)禁忌證的患者而言,是最佳替代方式,MSI具備安全無(wú)創(chuàng)、有效、便捷等優(yōu)勢(shì),為研究早期DR的血液流變學(xué)開(kāi)拓了新天地［14］。

3 小結(jié)

視網(wǎng)膜病變作為糖尿病患者常見(jiàn)且并發(fā)癥率較高的疾病,往往對(duì)糖尿病患者的生活質(zhì)量與身心健康造成嚴(yán)重影響,盡管MSI作為一種全新的診斷方式,在DR的診斷表現(xiàn)已得到臨床廣泛認(rèn)可,并為該病的早期及無(wú)創(chuàng)診斷帶來(lái)曙光,但在臨床應(yīng)用中仍有以下不足［15］：①M(fèi)SI雖能顯示黃斑水腫、滲漏、無(wú)灌注區(qū),但無(wú)法顯示血管滲漏的動(dòng)態(tài)過(guò)程；②無(wú)法全面反映眼底熒光造影所顯示的微循環(huán)異常；③MSI目前僅能作為FFA與OCT的補(bǔ)充,并不能完全替代FFA及OCT。下一步建議開(kāi)展較大規(guī)模的前瞻性連續(xù)病例研究,進(jìn)一步展示MSI的診斷能力。