頻域光學(xué)相干斷層掃描測(cè)量黃斑區(qū)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層厚度

馬小力，陳禹橦，劉賢潔，李丹丹，張宏偉，寧　宏

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院眼科，沈陽110001）

頻域光學(xué)相干斷層掃描測(cè)量黃斑區(qū)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層厚度

馬小力，陳禹橦，劉賢潔，李丹丹，張宏偉，寧宏

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院眼科，沈陽110001）

目的利用頻域光學(xué)相干斷層掃描（SD-OCT）測(cè)量正常人和青光眼患者黃斑區(qū)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層（GCL）厚度，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)。方法本研究納入正常志愿者24例（正常對(duì)照組）、青光眼患者21例（青光眼組），隨機(jī)選擇受試者一側(cè)眼進(jìn)行測(cè)量。利用海德堡Spectralis SD-OCT后極部非對(duì)稱性分析軟件對(duì)黃斑區(qū)視網(wǎng)膜進(jìn)行掃描，以早期糖尿病視網(wǎng)膜病變治療研究標(biāo)準(zhǔn)對(duì)黃斑區(qū)進(jìn)行分區(qū)，分析比較正常對(duì)照組和青光眼組黃斑各分區(qū)視網(wǎng)膜GCL厚度，并計(jì)算組內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)差（Sw）、變異系數(shù)（CV）和組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）。結(jié)果正常對(duì)照組黃斑中央?yún)^(qū)GCL厚度為（12.58±2.69）μm，內(nèi)環(huán)平均GCL厚度為（48.87± 3.81）μm，外環(huán)平均GCL厚度為（37.28±1.75）μm，呈開口向顳側(cè)的“馬蹄形”分布；青光眼組黃斑中央?yún)^(qū)GCL厚度為（9.57±2.06）μm，內(nèi)環(huán)平均GCL厚度為（34.70±9.67）μm，外環(huán)平均GCL厚度為（28.20±5.51）μm，各區(qū)視網(wǎng)膜GCL均較正常對(duì)照組明顯變薄。正常對(duì)照組各分區(qū)GCL厚度的Sw為0.46～0.87 μm，CV為0.67%～3.71%，ICC為0.904～0.977；青光眼組Sw為0.53～1.65 μm，CV為1.18%～5.75%，ICC為0.833～0.993，2組均具有良好的重復(fù)性。結(jié)論利用Spectralis SD-OCT測(cè)量視網(wǎng)膜黃斑區(qū)GCL厚度在正常人和青光眼患者中均具有良好的可重復(fù)性，可用于臨床青光眼的檢查和長期隨訪。

視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層；頻域光學(xué)相干斷層掃描；青光眼

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視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層（ganglial cell layer，GCL）主要由視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的細(xì)胞體組成，此外還含有神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、Müller細(xì)胞以及視網(wǎng)膜血管分支，青光眼［1］、糖尿病視網(wǎng)膜病變和高度近視視網(wǎng)膜病變等眾多眼科常見病、多發(fā)病均可損傷視網(wǎng)膜GCL。以往對(duì)視網(wǎng)膜GCL的組織結(jié)構(gòu)研究僅能采用離體標(biāo)本進(jìn)行［2］，不能進(jìn)行在體觀察，更不能進(jìn)行臨床隨訪。近年來，隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)相干斷層掃描（optical coherence tomography，OCT）技術(shù)也得到了突破性發(fā)展，已經(jīng)從時(shí)域OCT發(fā)展為頻域OCT（spectral domain-OCT，SDOCT），可以實(shí)現(xiàn)眼組織的實(shí)時(shí)、無損傷、高分辨率的透射性組織成像，生成視盤、視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜的橫斷面圖像，分辨效果接近組織病理切片水平。2014年專家已達(dá)成共識(shí)，對(duì)OCT的高反射和低反射條帶共14條進(jìn)行了重新命名，此命名使OCT所示的各條帶分別與包括GCL在內(nèi)的各層視網(wǎng)膜組織結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，為從組織細(xì)胞學(xué)水平對(duì)視網(wǎng)膜各層進(jìn)行研究提供了理論依據(jù)。海德堡公司Spectralis OCT作為新近出現(xiàn)的第4代SD-OCT，它的后極部非對(duì)稱性分析（posterior pole asymmetry analysis，PPAA）模式可對(duì)黃斑區(qū)視網(wǎng)膜進(jìn)行掃描，并進(jìn)行各層厚度及體積的定量分析，特別是可對(duì)GCL進(jìn)行單獨(dú)的測(cè)量和計(jì)算，為臨床評(píng)價(jià)和檢測(cè)GCL變化提供了有力的工具。但由于該P(yáng)PAA掃描在臨床上應(yīng)用時(shí)間不長，目前尚未見到有關(guān)其測(cè)量GCL厚度準(zhǔn)確性的報(bào)道。因此，本研究利用Spectralis SD-OCT軟件PPAA模式對(duì)黃斑區(qū)視網(wǎng)膜進(jìn)行掃描，比較正常人和青光眼患者黃斑各分區(qū)視網(wǎng)膜GCL厚度，并計(jì)算組內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)差（within-subject standard deviation，Sw）、變異系數(shù)（coefficient of variation，CV）和組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC），評(píng)價(jià)Spectralis SD-OCT對(duì)黃斑區(qū)GCL測(cè)量的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

1　材料與方法

1.1研究對(duì)象

收集2015年10月至2016年2月就診于中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院眼科門診的正常志愿者24例（正常對(duì)照組），其中男11例，女13例，年齡（53.29± 11.49）歲；青光眼患者21例（青光眼組），包括原發(fā)性開角型青光眼6例（28.57%）、原發(fā)性閉角型青光眼15例（71.43%），其中男9例，女12例，年齡（51.19±9.76）歲。正常對(duì)照組入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡＞18周歲；（2）屈光度-3D＜等效球鏡度數(shù)＜3D；（3）無眼科疾?。ㄝp度白內(nèi)障、玻璃體混濁及輕度屈光不正除外）；（4）眼壓、眼底和視野檢查正常。青光眼組入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡＞18周歲；（2）屈光度-3D＜等效球鏡度數(shù)＜3D；（3）青光眼的診斷標(biāo)準(zhǔn)參見《我國原發(fā)性青光眼診斷和治療專家共識(shí)（2014年）》［3］。研究剔除標(biāo)準(zhǔn)：（1）屈光間質(zhì)混濁影響OCT測(cè)量和眼底檢查；（2）患有視網(wǎng)膜疾病，有內(nèi)眼手術(shù)或視網(wǎng)膜激光治療史；（3）非青光眼疾病所致的視野缺損；（4）患有其他可引起視網(wǎng)膜病變的全身疾?。ㄈ缣悄虿　⒛I病、高血壓等）。2組研究對(duì)象均應(yīng)用隨機(jī)數(shù)字表方法隨機(jī)選擇一眼納入研究。

1.2檢查方法

1.2.1常規(guī)檢查：所有研究對(duì)象均進(jìn)行常規(guī)眼科檢查，包括視力、裂隙燈、驗(yàn)光、眼壓、房角鏡、檢眼鏡、視野計(jì)等檢查。

1.2.2OCT檢查：測(cè)量采用SD-OCT（Spectralis HRA+OCT，德國Heidelberg Engineering）的PPAA掃描模式進(jìn)行掃描和分析。檢查時(shí)患者為坐位，下頜置于頜托上，采用內(nèi)注視法，即被檢眼注視鏡頭內(nèi)的藍(lán)色固視點(diǎn)。由同一熟練檢查者在顯示器上觀察受檢者的注視情況及被掃描的部位，移動(dòng)操縱桿使鏡頭中心對(duì)準(zhǔn)瞳孔，調(diào)節(jié)至視網(wǎng)膜圖像清晰，且光照均勻充滿整個(gè)屏幕，盡可能消除瞳孔緣遮擋的陰影，并且調(diào)整掃描中心線，使之通過黃斑中心小凹的中心。檢查參數(shù)：操作軟件版本為Heidelberg Eye Explorer 1.9.10.0，HRA/Spectralis Viewing Modle 6.0.9.0；光源波長870 nm，分辨率縱向5 μm，橫向6 μm；掃描速度為40 000 A掃描/s，掃描范圍以黃斑為中心30°×25°體積掃描，共進(jìn)行61次B掃描，每次B掃描包括1 024 A掃描，圖像分辨率768×496像素，開啟自動(dòng)實(shí)時(shí)降噪模式，確保每次掃描質(zhì)量20 dB以上。先進(jìn)行第1次掃描，然后將此次掃描設(shè)置為參考掃描，選擇隨訪模式，儀器可根據(jù)參考掃描在同一位置再次進(jìn)行掃描，每次掃描相隔30 s～1 min。由儀器自帶的分析軟件自動(dòng)根據(jù)早期糖尿病視網(wǎng)膜病變治療研究（Early Treatment of Diabetic Retinopathy Study，ETDRS）的定義，將黃斑區(qū)分為3個(gè)同心圓，分別為直徑≤1 mm的中央?yún)^(qū)、＞1～3 mm的內(nèi)環(huán)區(qū)和＞3～6 mm的外環(huán)區(qū)；其中內(nèi)、外環(huán)區(qū)各有2條放射線將每個(gè)環(huán)區(qū)又分為上方（superior，S，45°～＜135°）、鼻側(cè)（nasal，N，135°～＜225°）、下方（inferior，I，225°～＜315°）和顳側(cè)（temporal，T，315°～＜45°）4個(gè)象限；共分為9個(gè)區(qū)（圖1）：中央?yún)^(qū)（C）、上方內(nèi)環(huán)區(qū)（S1）、上方外環(huán)區(qū)（S2）、鼻側(cè)內(nèi)環(huán)區(qū)（N1）、鼻側(cè)外環(huán)區(qū)（N2）、下方內(nèi)環(huán)區(qū)（I1）、下方外環(huán)區(qū)（I2）、顳側(cè)內(nèi)環(huán)區(qū)（T1）和顳側(cè)外環(huán)區(qū)（T2）。在此分區(qū)的基礎(chǔ)上進(jìn)行各分區(qū)的GCL厚度計(jì)算。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本研究應(yīng)用SPSS 19.0和MedCalc 15.6進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。正常對(duì)照組和青光眼組黃斑區(qū)各分區(qū)GCL厚度組間比較采用方差分析，組內(nèi)GCL厚度各分區(qū)間比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。采用Sw、CV和ICC等指標(biāo)進(jìn)行一致性評(píng)價(jià)。統(tǒng)計(jì)學(xué)上，ICC＞0.80為良好，0.61～0.80為中等，0.41～0.60為一般，0.21～0.40為較低；≤0.20為無一致性；一般在臨床應(yīng)用中，ICC＞0.90可說明其具有良好的可信度和重復(fù)性［4］。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

正常對(duì)照組黃斑區(qū)視網(wǎng)膜GCL厚度形態(tài)如圖2A和表1所示，黃斑中央?yún)^(qū)GCL厚度為（12.58± 2.69）μm，內(nèi)環(huán)平均GCL厚度為（48.87±3.81）μm，外環(huán)平均GCL厚度為（37.28±1.75）μm，黃斑內(nèi)環(huán)和外環(huán)視網(wǎng)膜GCL厚度均大于中央?yún)^(qū)（P＜0.001），并且內(nèi)環(huán)區(qū)視網(wǎng)膜GCL厚度又大于外環(huán)區(qū)（P＜0.001），鼻側(cè)兩區(qū)厚度均大于顳側(cè)（P＜0.001），呈開口向顳側(cè)的“馬蹄形”分布；圖2C所示過中央?yún)^(qū)的黃斑橫切面視網(wǎng)膜GCL厚度為雙峰“M”形，黃斑中心小凹部位無神經(jīng)節(jié)細(xì)胞。而青光眼組黃斑中央?yún)^(qū)GCL厚度為（9.57±2.06）μm，內(nèi)環(huán)平均GCL厚度為（34.70± 9.67）μm，外環(huán)平均GCL厚度為（28.20±5.51）μm，黃斑各分區(qū)視網(wǎng)膜GCL均較正常對(duì)照組明顯變?。ū?，P＜0.001），失去正常的“馬蹄形”分布形態(tài)（圖2B、2D）。

黃斑GCL厚度各分區(qū)測(cè)量重復(fù)性數(shù)據(jù)顯示，正常對(duì)照組Sw為0.46（I2區(qū)）～0.87 μm（T2區(qū)），CV為0.67%（N2區(qū)）～3.71%（C區(qū)），ICC為0.904（T2區(qū)）～0.977（T1區(qū)）；青光眼組Sw為0.53（S2區(qū)）～1.65μm（T2區(qū)），CV為1.18%（N2區(qū)）～5.75%（T2區(qū)），ICC為0.833（C區(qū)）～0.993（S2區(qū)），2組均具有良好的重復(fù)性。

表1　SD-OCT測(cè)量黃斑區(qū)視網(wǎng)膜GCL厚度的可重復(fù)性Tab.1 SD-OCT GCL thickness reproducibility in normal subjects and glaucoma patients

3　討論

青光眼的病理損害特征為視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞及其軸突的丟失［5］。已有大量研究表明，視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞損傷早于青光眼特征性視野改變［6-7］，視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的測(cè)量對(duì)青光眼的早期診斷和病情隨訪監(jiān)測(cè)具有重要意義。黃斑區(qū)分布了約50%的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞［2］，為神經(jīng)節(jié)細(xì)胞密度最高的部位，并且在正常人群中黃斑的解剖變異小，所以黃斑區(qū)是評(píng)估視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的理想部位，黃斑區(qū)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的丟失可能是青光眼早期診斷的重要切入點(diǎn)。

近年隨著SD-OCT技術(shù)的出現(xiàn)，活體眼底視網(wǎng)膜和視神經(jīng)的組織細(xì)胞學(xué)水平高分辨率斷層成像已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，但臨床醫(yī)生卻不再滿足于眼單一組織切面的形態(tài)學(xué)觀察，而是要求能夠?qū)崿F(xiàn)組織的三維立體成像、分層成像以及對(duì)視網(wǎng)膜各層組織厚度和體積的量化檢查，為滿足這一要求視網(wǎng)膜層間算法也得到了飛速發(fā)展。黃斑視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞復(fù)合體（ganglion cell complex，GCC）［8］算法是較早出現(xiàn)的黃斑區(qū)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞測(cè)量方法，目前仍被一些OCT設(shè)備所采用，它主要測(cè)量黃斑區(qū)視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層和內(nèi)叢狀層3層組織的總體厚度和體積，多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)GCC類似于視盤周圍視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層，具有較好的輔助診斷青光眼的能力。在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了節(jié)細(xì)胞分析算法，測(cè)量黃斑神經(jīng)節(jié)細(xì)胞—內(nèi)叢狀層（ganglion cell-inner plexiform layer，GCIPL）［9］2層組織厚度，目前包括蔡司公司Cirrus HD-OCT在內(nèi)的多數(shù)OCT設(shè)備均采用此測(cè)算法。GCIPL與GCC相比，不包含視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層，不僅在正常人群中變異更小，具有更好的可重復(fù)性，而且去除了視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層的影響，能夠更好地對(duì)GCL進(jìn)行評(píng)估。但GCIPL仍包含神經(jīng)節(jié)細(xì)胞和內(nèi)叢狀層2層組織，還不能實(shí)現(xiàn)單一視網(wǎng)膜組織的精確分層測(cè)量。海德堡公司的Spectralis OCT為新近出現(xiàn)的第4代SD-OCT，具有獨(dú)特的共焦激光逐點(diǎn)掃描系統(tǒng)，它掃描速度快，可達(dá)40 000 A掃描/s；分辨率高，軸向分辨率達(dá)5 μm，并獨(dú)有眼球追蹤精準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng)和自動(dòng)實(shí)時(shí)降噪技術(shù)。在這些硬件條件的基礎(chǔ)上，使單一視網(wǎng)膜層間算法能夠得以實(shí)現(xiàn)。Spectralis OCT可分別進(jìn)行視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層、GCL、內(nèi)叢狀層、內(nèi)核層、外叢狀層、外核層以及視網(wǎng)膜色素上皮層的單層厚度精確測(cè)量和體積計(jì)算。

但是臨床工作中，任何一項(xiàng)新的檢查方法的應(yīng)用首先都要進(jìn)行可重復(fù)性評(píng)價(jià)，好的可重復(fù)性可以減少對(duì)操作者的依賴，防止測(cè)量誤差，并可直接影響檢查的準(zhǔn)確性以及在實(shí)際臨床工作中的應(yīng)用。因此本研究利用Spectralis SD-OCT對(duì)黃斑區(qū)視網(wǎng)膜進(jìn)行掃描，比較正常對(duì)照組和青光眼組黃斑各分區(qū)視網(wǎng)膜GCL形態(tài)以及厚度并評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果的可重復(fù)性。

正常對(duì)照組各分區(qū)GCL厚度的Sw為0.46～0.87 μm，CV為0.67%～3.71%，ICC為0.904～0.977；青光眼組Sw為0.53～1.65μm，CV為1.18%～5.75%，ICC為0.833～0.993，除青光眼組的C區(qū)外，各組ICC＞0.9，達(dá)到臨床應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的重復(fù)性。

正常人黃斑區(qū)視網(wǎng)膜GCL厚度形態(tài)如圖2A和表1所示，黃斑內(nèi)環(huán)和外環(huán)視網(wǎng)膜GCL厚度均大于中央?yún)^(qū)（P＜0.001），并且內(nèi)環(huán)區(qū)視網(wǎng)膜GCL厚度又大于外環(huán)區(qū)（P＜0.001），鼻側(cè)兩區(qū)厚度均大于顳側(cè)（P＜0.001），呈開口向顳側(cè)的“馬蹄形”分布；SDOCT中央?yún)^(qū)的黃斑橫切面視網(wǎng)膜GCL厚度為雙峰“M”形，黃斑中心小凹部位無神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，該結(jié)果與Curcio等［2］的在體觀察相一致。而青光眼患者黃斑各分區(qū)視網(wǎng)膜GCL均較正常對(duì)照組明顯變?。ū?，P＜0.001），失去正常的“馬蹄形”分布形態(tài)（圖2B、2D）；該結(jié)果提示青光眼患者視網(wǎng)膜GCL受損，與疾病的診斷和病情相符。

本研究結(jié)果顯示，利用Spectralis SD-OCT測(cè)量視網(wǎng)膜黃斑區(qū)GCL厚度在正常人和青光眼患者中均具有良好的可重復(fù)性，可用于臨床青光眼的檢查和長期隨訪。

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（編輯陳姜）

Application of Spectral-domain Optical Coherence Tomography in the Measurement of Macular Ganglion Cell Layer

MA Xiaoli，CHEN Yutong，LIU Xianjie，LI Dandan，ZHANG Hongwei，NING Hong
（Department of Ophthalmology，The First Hospital，China Medical University，Shenyang 110001，China）

Objective To evaluate the reproducibility of macular ganglion cell layer（GCL）measurements with high-resolution spectral domainoptical coherence tomography（SD-OCT）in both normal people and glaucoma patients.Methods In this study，24 normal subjects and 21 glaucoma patients were prospectively included.Macular GCL thickness in 9 areas defined by Early Treatment Diabetic Retinopathy Study was measured with Spectralis SD-OCT applying posterior pole asymmetry analysis pattern.Within-subject standard deviation（Sw），coefficient of variation（CV）and intraclass correlation coefficient（ICC）in normal subjects and glaucoma patients were assessed.Results In normal subjects，the GCL thickness in macular central area was 12.58±2.69 μm，the average GCL thickness in inner ring area was 48.87±3.81 μm，the average GCL thickness in outer ring area was 37.28±1.75 μm，and the GCL thickness mapping in normal subjects was horseshoe-shaped with opening to temporal.In glaucoma patients，the GCL thickness in central area was 9.57±2.06 μm，the average GCL thickness in inner ring area was 34.70±9.67 μm，the average GCL thickness in outerring area was 28.20±5.51μm，and the GCL thickness in every maculararea in glaucoma eyes was thinner than that in normal eyes（P＜0.001）.For measurements of GCL thickness in normal subjects，Sw was 0.46 to 0.87μm，CVwas 0.67%to 3.71%，and ICC was 0.904 to 0.977.For measurements of GCL thickness in glaucoma patients，Sw was 0.53 to 1.65 μm，CV was 1.18%to 5.75%，and ICC was 0.833 to 0.993. Conclusion Spectralis SD-OCT had an excellent reproducibility for measurements of GCL thickness in both normal people and glaucoma patients，which is a reliable technique for evaluating longitudinal change and follow-up in glaucoma.

ganglion cell layer；spectral domain-optical coherence tomography；glaucoma

R775

A

0258-4646（2016）05-0389-05

10.12007/j.issn.0258-4646.2016.05.002

國家自然科學(xué)基金（81200656）；遼寧省博士啟動(dòng)基金（20111097）；遼寧省科學(xué)技術(shù)計(jì)劃（2013225303）；遼寧省自然科學(xué)基金（2013021029）

馬小力（1978-），女，副教授，博士.

寧宏，E-mail：hongning1978@sina.com

2016-01-07

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