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编号:10245466
视神经纤维分析仪的调制参数在青光眼诊断中的作用
http://www.100md.com 《眼科》 1999年第1期
     作者:徐 亮 R.Mills 陈瑛瑛

    单位:徐 亮(北京市眼科研究所,100730),R.Mills陈瑛瑛(美国华盛顿大学医院眼科)

    关键词:青光眼/诊断;视神经;神经分析器

    眼科990106 摘 要 目的:视神经纤维分析仪(NFA)测量的偏振延迟图以双峰曲线为特征,此双峰是早期青光眼的易损区。分析双峰曲线的形态及其在正常组的变异,与青光眼的分离情况,筛选出可靠、有效的诊断参数。方法:病人源于美国华盛顿大学眼科门诊,青光眼病人92例143只眼,正常对照组83例83只眼。本研究有三类参数,(1)总值参数,即各象限总和值;(2)比值参数,即上或下象限与鼻象限的比值;(3)调制参数,由原始数据计算。首先求基线,即鼻、颞象限最低点的平均值。上或下象限调制峰值=上或下象限最高点-基线;上或下象限调制总值=上或下象限总值-基线下总值。结果:正常组及各期青光眼组的平均延迟曲线的特征是,基线部分在各组变化不明显,双峰依青光眼程度的加重而降低。早期青光眼组与正常组之间的延迟平均差比值:总值参数及比值参数为13%~16%,调制参数为27%~33%。结论:利用调制参数可明显地提高NFA对早期青光眼诊断的敏感性及特异性。
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    分类号 R775.1

    Modulation parameters for polarimetric retardation discriminate betweennormal and glaucoma patients /Xu Liang…∥Ophthalmol CHN.-1999.8(1).-20~23,28 (Beijing Institute of Ophthalmology,Beijing 100730)

    Circumpapillary polarimetric retardation values were characterized graphically by a double hump pattern,with peaks corresponding to the superior and inferior arcuate bundle.We wished to determine if analysis of the maximum retardation values could resultin good separation of normal and glaucomatous patients.Using the Nerve Fiber Analyzer Ⅱ(LDT,Inc.),83 eyes of 83 normal subjects and 143 eyes of 92 glaucoma patients in various stages of disease were evaluated.Modulation parameters of NFA (Mod-sup or Mod-inf) were defined as the maximum(peak) retardation among the superior or inferior 10 degree sections minus the average of minimums(trough) with in the nasal and temporal sections.Other parameters included the integral of retardation va-lues in the superior (Int-su
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    p)and inferior quadrant(Int-inf),ratio of superior or inferior integral overnasal integral(Rat-sup or Rat-Inf).The features of the mean retardation curve in the various glaucoma and control groups included:There were no significant differences in the baselines among all those groups.The peaks of the double hump significantly decreased when glaucoma was advancing.Comparing the early glaucoma and the control group,there were 13%~16%differences in the integral and ratial parameters,and 27%~33% differences in the modulation parameters.According discrimination analysis,the Wilks valueof modulation parameters were much smaller than those of integral and ratial parameters.Our result showed that the modulation parameterscould significantly increase the sensitiity and specificity of NFA in early diagnosis of glaucoma.
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    Subject terms Glaucoma/diagnosis;Optic nerve;Neural analyzers

    视神经纤维分析仪(nerve fiber analyzer,NFA)也称扫描激光偏振仪(scanning laser polarimetry)是一种新的检查、监测青光眼视神经损害的仪器。此仪器利用相互垂直的两束偏振激光扫描视网膜神经纤维层(RNFL),平行于RNFL排列的光反射比垂直于RNFL的光反射快,两者的时间差称为偏振延迟值,因而测量RNFL的偏振延迟值可反映RNFL的厚度。NFA可快速、客观地定量检测视盘周围的RNFL的厚度,其测量值有很好的重复性。 Weinreb等[1]最早对此仪器进行研究,他对正常人的检测中得出以下符合正常RNFL分布特性的结论:(1)视盘上下极的偏振延迟值最大;(2)血管处RNFL的偏振延迟值小,由于血管占据部分RNFL的位置;(3)越远离视盘,RNFL偏振延迟值越小;(4)随着年龄增大,偏振延迟值变小。对正常眼与青光眼进行比较,发现青光眼偏振延迟值的减小有明显差异。但是两组均数的差异比值仅13%。正如其他青光眼视神经检查仪,其参数值在正常组有较大的离散,而正常组与青光眼组之间有较大的重叠,故难以成为临床诊断的可靠工具。
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    NFA测量的偏振延迟图以双峰曲线为特征,此双峰位于视盘的上下极,即RNFL最厚处,也是早期青光眼的易损区。本研究的目的是分析RNFL延迟曲线双峰的形态,通过评价正常组的变异情况及其与青光眼组的重叠情况,筛选可靠、有效的诊断参数。

    1 资料及方法

    病人源于美国华盛顿大学医院眼科门诊,青光眼病人92例143只眼,其中包括慢性开角型青光眼71例、色素播散性青光眼8例、正常眼压性青光眼13例。所有病人都进行Humphery视野计中心30°检测。正常对照组83例83只眼,随机选一眼作为分析资料,此组源于正常自愿者及人群筛选中的正常者。可疑青光眼组63例104只眼,诊断标准是眼压高于21mmHg或视盘有青光眼样的大视杯,但无视野缺损。表1显示了正常组、可疑青光眼组及青光眼组的平均年龄,经t检验各组年龄无显著性差异。视神经纤维分析仪为NFA Ⅱ型(产于LDT公司,美国),NFA Ⅱ型较NFA Ⅰ型在性能上有很大的提高,特别在测量的可重复性方面有明显的改善。操作NFA遵循以下原则,在明室内,不散瞳,采用自然瞳孔是为了保证扫描激光从瞳孔中央穿过,减少旁侧照射的测量误差。病人头保持正位。每眼扫描三次,将三次扫描结果的平均值作为基准图像。
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    青光眼组主要根据眼底视盘及视野指数-平均缺损(mean defects,MD)的情况分为三期,早期青光眼:C/D≤0.7,MD<10dB;中期青光眼:C/D=0.8~0.9,MD<25dB;晚期青光眼:C/D>0.9。表1显示了各期青光眼的平均年龄、MD。与以往有关的研究不同,我们分析的参数不仅仅源于厂家提供的参数,有些参数是提取原始数据计算的,原始数据存放在region.txt文件中,它包括两类数据,即积分值及平均值。由于积分值受测量环直径的影响,测量环越大,其测量面积越大,积分值亦越大,因此视盘的大小会影响测量值。而平均值不受此值的影响。所以我们选择平均值作为分析的基本数据。测量的数据采集于视盘周围的1.8个视盘半径处的圆环,此环的宽度为10微米,每10°计算一个平均值,一周有36个原始数据。这些数据转换到SPSS统计软件进行分析。

    本研究有三类参数,1、2类参数由仪器本身提供。(1)总值参数,即各象限总和值,分为上、下、鼻、颞象限。(2)比值参数,即上或下象限与鼻象限的比值,早期研究发现正常人的偏振延迟值有较大的变异,通过除去鼻象限(基准值)减少变异,青光眼晚期才发生鼻象限的损害,故以此作基准。(3)调制参数,由原始数据计算求出。首先求基线,基线的定义是鼻侧及颞侧最低点的平均值。上象限调制峰值=上象限的最高点-基线;上象限调制总值=上象限总值-基线下总值。此类参数由我们提出,理由是青光眼早期损害部位在视盘的上下极,此处正是偏振延迟曲线的双峰。
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    统计分析采用SPSS软件的多因素逐步判别分析法。

    2 结果

    表1列出了各组的年龄分布及视野的情况,各组的年龄经t检验无显著性差异。

    为了分析青光眼RNFL偏振延迟曲线的特征,图1绘制了正常组及各期青光眼组的平均偏振延迟曲线,由上至下的四条曲线分别是正常组、早期、中期及晚期青光眼组的平均延迟曲线。很明显其曲线的基线(波谷)在各组变化不明显,双峰依青光眼程度的加重而降低。

    表1 各组的年龄及视野缺损的情况

    眼数

    (只)

    年龄(岁)

    (X±S)
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    MD(dB)

    (X±S)

    正常对照组

    可疑青光眼

    早期青光眼

    中期青光眼

    晚期青光眼

    83

    104

    85

    42

    16

    59.8±11.1
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    57.7±16.4

    62.1±17.4

    65.1±17.2

    56.6±19.5

    0.15±1.51

    -1.96±2.64

    -3.51±3.15

    -9.68±7.11

    -22.10±4.20

    图1 正常组及各期青光眼的NFA测量的平均延迟曲线
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    为了便于与以往的研究进行比较,表2列出了以往类似研究青光眼分组的标准及各参数的情况,以往研究都采用了组间偏振延迟平均差比值的概念。此平均差比值=(正常组延迟平均值-青光眼组延迟平均值)/正常组延迟平均值,此比值越大说明该参数组间差异大、越敏感。

    表2 各研究中青光眼分组的标准

    及总值参数的平均差比值

    早期青光眼

    中期青光眼

    平均差比值

    MD

    平均差比值

    MD

    Weinreb[1]
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    Niessen[8]

    Tjon-Fo-Sang[5]

    本研究

    13

    12

    12~16

    3.1

    3.8

    3.5

    30

    26~30

    10.3
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    9.7

    图2显示早期、中期青光眼与正常眼组间的平均延迟差比值,图中可见调制参数的平均差比值明显高于总值参数及比值参数的平均差比值。早期青光眼

    中期青光眼

    图2 早期、中期青光眼组与正常组

    之间偏振延迟的平均差比值

    为了反映各组各类参数偏振延迟值的分布情况,图3、图4用框格图显示了各组数据的分布情况及组间的差异。图3是总值参数及比值参数的分布框格(框格内含有75%的数据),正常组与早期青光眼组之间有较大的重叠。图4是调制参数的分布框格,正常组与早期青光眼组之间基本分离。
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    表3是各参数以正常组、早期青光眼分组时用多因素逐步判别分析法计算的Wilks值及F值,Wilks值是组内总和的平方与所有值总和平方的比值,当两个观察组一致时,此值为1。当组内变异小,组间差异大时,此值接近0。所以小的Wilks值说明各组的均值差异明显。从表3可看出调制峰值、调制总值的Wilks值均较NFA提供参数(总值参数、比值参数)的Wilks值小。

    表3 各参数的判别分析值(Wilks值的顺序排列)

    F值

    Wilks值

    下调制峰值

    下调制总值

    上调制总值

    上调制峰值
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    下象限总值

    上象限总值

    下鼻象限比

    上鼻象限比

    61.6

    58.9

    57.7

    56.2

    29.9

    28.9

    18.5

    13.6

    .716
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    .724

    .729

    .734

    .838

    .843

    .893

    .919

    3 讨论

    3.1 各类NFA参数对区分正常眼及青光眼敏感性、特异性的比较 以往的研究[2,4,7]已发

    现NFA的偏振延迟值在正常组有较大的离散、变异,在正常组与青光眼组之间其延迟值的分布有较

    大的重叠,影响了其临床应用的价值。本研究提出了新的调制参数,也采用平均差比值与以往的
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    研究进行比较(表2),Weinreb及Niessen选用青光眼的平均MD分别为3.1dB及3.8dB,类似本研

    究的早期青光眼(MD为3.5dB)。他们采用的是总值参数,其正常组与青光眼组之间的平均差比值

    分别是13%及12%,本研究同样参数的平均差比值为12%~16%,说明本研究选用的病人及仪器条件与以往的研究一致。然而本研究的调制参数在正常组与早期青光眼组之间的平均差比值为26.9%~33.1%,明显高于总值参数。Tjon-Fo-Sang选用青光眼的平均MD为10.3dB,类似本研究中期青光眼(MD为9.7dB)。其总值参数在青光眼组与正常组之间的平均差比值为30%,本研究的总值参数平均差比值为26.7%~28.9%,病情及检测数据与Tjon-Fo-Sang的研究基本一致。而中期青光眼与正常眼的调制参数平均差比值为43.3%~56.7%,也明显好于总值参数。应该指出的是正常组与青光眼组之间的差别在很大的程度上取决于选用青光眼的程度,如图3、图4分布框格图所示,不同程度青光眼的分布框格随着青光眼的程度加重,与正常组分布框格越加分离。在总值参数及比值参数的框格分布上,正常组与早期青光眼有较大的重叠,直至中期青光眼才基本分离。而调制参数在早期青光眼就基本分离,尤其在下象限的调制参数中更明显,这符合青光眼早期视神经损害多发生在下方的临床规律。
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    3.2 提出调制参数的根据 以往的研究认为比值参数可减小正常组内数据的离散,一般采用鼻侧作基准。而我们采用的调制参数则是上或下象限延迟值减去基线,而不是除去基线(如比值参数)。图1是正常组及不同程度青光眼组的平均延迟曲线,从这四条曲线分布的特点可看出,其基线几乎在同一个水平,不同的是随着青光眼程度的加重其上下象限的双峰依次变小。如果要从数学角度反映这个变化特点,用上或下象限减去基线比除去基线自然合理。然而临床上中期、晚期青光眼的鼻、颞侧RNFL均有损害,不同程度青光眼延迟曲线的基线无明显改变。这一点其他的研究也有类似的报道,我们尚不十分清楚其确切原因。根据我们使用仪器的经验推测,每个患者测量时都要调节信号的增益,中晚期青光眼的信号较低,需要提高增益,由此可能提高了延迟曲线的基线。所以说偏振延迟值并不只是RNFL厚度的反映,还有其他因素会影响它,如仪器本身的增益,角膜、晶体、脉络膜萎缩斑等。如何排除这些影响因素还有待于进一步的研究,新的参数也有待于提出。

    4 参考文献
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    (1998-12-02收稿 1998-12-20修回)

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