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编号:10245398
光学相干断层成像术对原发性开角型青光眼视网膜神经纤维层的定性和定量检测
http://www.100md.com 《中华眼科杂志》 2000年第6期
     作者:刘杏 凌运兰 周文炳 郑小平 梁丹

    单位:中山医科大学中山眼科中心 广州,510060

    关键词:光学相干断层成像术;青光眼;开角;视网膜;神经纤维;视野

    中华眼科杂志000605 【摘要】 目的 探讨原发性开角型青光眼(primary open angle glaucoma, POAG)的光学相干断层成像术(optical coherence tomography, OCT)的图像特征,POAG患者视网膜神经纤维层(retinal nerve fiber layer, RNFL)厚度与正常人之间的差异,RNFL与视野指数之间的关系。方法 采用OCT对83例(149只眼)POAG患者和83例(150只眼)正常人进行以视乳头中心为圆心、直径为3.46 mm的环形扫描,观察正常人和POAG患者OCT图像特征;将正常人与POAG患者各象限和平均RNFL厚度的均数进行比较,将各期POAG的RNFL厚度进行比较;将POAG 115只眼的平均RNFL厚度与视野指数进行直线回归和相关分析;并分析OCT检测POAG患者RNFL厚度的敏感性与特异性。结果 正常人RNFL的OCT图像特征为上、下极厚,其次为颞侧,鼻侧最薄。曲线表现为双峰形。POAG患者的OCT图像可表现为局限性变薄或缺损、弥漫性变薄、弥漫性变薄并局限性缺损。正常人颞侧、上方、鼻侧、下方和平均RNFL厚度分别为(90.1±10.8) μm、(140.4±10.5) μm、(85.2±14.0) μm 、(140.4± 9.7) μm、(114.2± 6.0) μm,POAG患者相应的RNFL厚度分别为(56.0±31.0) μm、(81.0±36.3) μm、(47.1±27.5) μm、(73.4±38.4) μm、(64.6±28.8) μm,差异有显著性(P<0.000)。早期、进展期、晚期POAG患者RNFL厚度差异有显著性(P<0.000)。POAG患者的RNFL厚度与视野平均缺损呈负相关(r=-0.796,P<0.0001)。OCT测量RNFL厚度的敏感性与特异性分别为93.3%和92.0%。结论 OCT能区别正常人和POAG患者的RNFL图像特征,并能以 μm级的分辨率定量区分正常人与POAG患者的RNFL厚度,随着POAG患者病情的发展,RNFL厚度逐渐变薄,随着RNFL厚度的减少,视野的平均缺损范围逐渐增加。
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    Qualitative and quantitative measurement of retinal nerve fiber layer in primary open angle glaucoma by optical coherence tomography

    LIU Xing, LING Yunlan, ZHOU Wenbing, et al.

    (Zhongshan Ophthalmic Center, Sun Yat-sen University of Medical Sciences, Guangzhou 510060, China)

    【Abstract】 Objective To study the characteristics of optical coherence tomography (OCT) of primary open angle glaucoma (POAG), the difference of retinal nerve fiber layer (RNFL) thickness between normal persons and patients with POAG and the correlation between RNLF and visual field index. Methods Eighty-three cases (149 eyes) with POAG and 83 normal persons (150 eyes) were tested by OCT with circular scans around the optic nerve head (diameter = 3.46 mm) to observe the features of OCT. Statistic analysis was taken to compare the difference of RNFL thickness in quadrants and means between normal and glaucomatous group, and the difference of the thickness among the stages in POAG. Linear correlation and regression analysis was used to show the correlation between RNFL thickness and visual field index of 115 eyes of glaucomatous patients. Results The RNFL thickness measured by OCT in normal subjects is the thickest in superior and inferior quadrants, less in thickness in temporal and the thinnest in nasal quadrant. The curve showed double peaks. The RNFL of glaucomatous patients showed local thinness or defect, diffuse thinness or combination of the above two types. The mean RNFL thickness of normal group was (90.1±10.8) μm, (140.4±10.5) μm, (85.2±14.0) μm, (140.4±9.7) μm and (114.2±6.0) μm, of glaucomatous group was (56.0±31.0) μm, (81.0±36.3) μm, (47.1±27.5) μm, (73.4±38.4) μm and (64.6±28.8) μm in temporal, superior, nasal, inferior quadrant and the whole area, respectively. There is significant difference of RNFL thickness between the normal and glaucomatous group (P<0.000), and there are significant differences among the three stages (early, developing and late) of glaucomatous group (P<0.000). There is a close negative relationship between RNFL thickness and visual field index (r=-0.796, P<0.0001). The sensitivity and specificity of RNFL thickness measured by OCT were 93.3% and 92.0%, respectively. Conclusion OCT can quantitatively measure the RNFL thickness and show the difference of RNFL between normal persons and glaucomatous patients. The RNFL thickness gradually decreases while visual field defect increases with the development of POAG.
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    【Key words】 Optical coherence tomography; Glaucoma, open-angle; Retina; Nerve fiber; Visual field

    原发性开角型青光眼(primary open angle glaucoma, POAG)的早期诊断是治疗的关键。Quigley等[1]发现POAG在视野出现缺损和视乳头发生损害前已有明显的轴索缺失。自Hoyt(1973)首次报道用检眼镜发现视网膜神经纤维层(retinal nerve fiber layer, RNFL)缺损以来,检测RNFL的技术不断发展,目前已从定性检查发展到精确的定量分析,从间接厚度检测进展到直接厚度测量,从而可更早期发现青光眼视网膜神经纤维损害。光学相干断层成像术(optical coherence tomography, OCT)能对RNFL进行定性和定量检测[2,3]。我们利用这一新技术对83例POAG患者进行RNFL检查,并与正常人进行比较,以探讨青光眼患者RNFL的OCT图像特征与正常人之间的差别,分析其与视野间的关系。
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    对象与方法

    一、对象

    1.POAG组:选择1998年4~12月在我中心青光眼专业组确诊的POAG患者83例(149只眼)。其中男62例,女21例;年龄17~81岁,平均(44.73±18.31)岁。诊断标准:(1)眼压>21 mm Hg (1 mm Hg=0.133 kPa);(2)具有青光眼视神经损害或视网膜神经纤维层缺损;(3)具有青光眼性视野缺损;(4) 眼压升高时房角为开角。参照Hart和Becker视野分期法[4]将POAG患者分为早期、进展期和晚期3组。(1)早期:具有眼压升高,双眼C/D值相差≥0.2,RNFL稀疏或呈裂隙状缺损,计算机自动视野检查发现浅而易变的局限性暗点,尤其是在Bjerrum区和鼻侧。(2)进展期:除视乳头及RNFL具有进展期青光眼的相应改变外,尚出现绝对性视野改变如旁中心暗点、弓形暗点或鼻侧阶梯等。(3)晚期:患者仅存中心10°以内管状视野和颞侧视岛,视乳头及RNFL具有明显的晚期青光眼改变。
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    2.正常对照组:正常人83例(150只眼),男43例,女40例,年龄17~69岁,平均(44.83±13.84)岁。正常人标准:(1)双眼矫正视力≥1.0,屈光度≤6.0 D,或屈光参差<1.50 D;(2) 眼压≤21 mm Hg,眼底C/D值<0.5,且双眼C/D值差<0.2;(3)无视神经及视网膜疾病,无青光眼家族史。

    二、方法

    1.一般检查:所有入选研究对象均行常规眼部检查,包括视力、眼前段裂隙灯、眼底、眼压(Goldmann压平眼压计)检查。POAG组患者进行Humphrey 30-2视野检查。

    2.OCT检查:采用Zeiss-Humphrey OCT 2000仪进行检查。此仪器由眼底摄像机、低相干干涉仪、监视器、计算机图像显示器、图像处理系统组成。扫描深度:2 mm;扫描方式:以视乳头中心为圆心,选择直径为3.46 mm的圆周进行环形扫描;扫描点数:100×100。检查前患者滴用0.5%复方托品酰胺散瞳;检查时患者取坐位,下颌置于颌架,调整眼部位置,采用内注视或外注视方法。当检查对象视力>0.05并为中心注视时,采用内注视,即被检查眼注视镜头内的注视点;当检查对象视力<0.05或非中心注视时,选用外注视,即非检查眼注视镜头外的注视目标。在红色背景光下,被检查者可看到瞄准光的扫描图形,检查者也通过监视屏了解被检查者的注视情况和扫描情况,以调整焦点,由同一检查者对每只眼进行相同参数扫描,记录3幅典型图像,并储存于计算机内,利用计算机图像分析系统(软件版本A4)进行 RNFL厚度测量。
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    3.统计学分析:采用SPSS软件进行数据分析,统计方法为t检验、方差分析、直线相关与回归分析。将正常人各年龄组OCT测量的RNFL厚度平均值1.96个标准差(-1.96s)作为正常值的下限,分析OCT测量RNFL厚度的敏感性与特异性。

    结果

    一、正常人和POAG患者OCT视网膜神经纤维层图像特征

    正常人RNFL的OCT图像表现为上、下极厚,其次为颞侧,鼻侧最薄,图像曲线表现为双峰形(图1,2)。而POAG患者RNFL的OCT图像可表现为局限性变薄或缺损,即1和(或)2个象限RNFL变薄或缺

    表1 POAG患者不同病程期间RNFL损害象限及类型比较 POAG
, 百拇医药
    眼数

    1个象限

    2个象限

    3个象限

    4个象限

    局限性

    弥漫性

    弥漫+局限性

    眼数

    (%)

    眼数

    (%)

    眼数
, 百拇医药
    (%)

    眼数

    (%)

    眼数

    (%)

    眼数

    (%)

    眼数

    (%)

    早期

    31

    10

    32.3

, 百拇医药     16

    51.6

    5

    16.1

    0

    0.0

    26

    83.9

    5

    16.1

    0

    0.0

    进展期

    64
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    10

    15.6

    10

    15.6

    21

    32.9

    23

    35.9

    20

    31.3

    30

    46.8

    14
, http://www.100md.com
    21.9

    晚期

    38

    0

    0.0

    0

    0.0

    4

    10.5

    34

    89.5

    0

    0.0

    24
, 百拇医药
    63.2

    14

    36.8

    合计

    133

    20

    15.0

    26

    19.5

    30

    22.6

    57

    42.9
, 百拇医药
    46

    34.6

    59

    44.4

    28

    21.0

    表2 正常人与POAG患者RNFL厚度比较 (±s, μm) 组别

    眼数

    颞侧

    上方

    鼻侧

, 百拇医药     下方

    均值

    正常人

    150

    90.1±10.8

    140.4±10.5

    85.2±14.0

    140.4±9.7

    114.2±6.0

    POAG

    149

    56.0±31.0

    81.0±36.3
, 百拇医药
    47.1±27.5

    73.4±38.4

    64.6±28.8

    t值

    12.74

    19.24

    15.13

    20.71

    20.69

    P值

    <0.000

    <0.000

, http://www.100md.com     <0.000

    <0.000

    <0.000

    表3 正常人与早期POAG患者RNFL厚度比较(±s, μm) 组别

    眼数

    颞侧

    上方

    鼻侧

    下方

    均值

    正常人
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    150

    90.1±10.8

    140.4±10.5

    85.2±14.0

    140.4±9.7

    114.2± 6.0

    POAG

    31

    85.5±14.7

    111.4±21.9

    55.2±19.1

    111.2±13.7
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    91.4±10.7

    t值

    2.007

    11.11

    10.04

    14.03

    16.28

    P值

    0.046

    <0.000

    <0.000

    <0.000

    <0.000
, 百拇医药
    表4 POAG患者不同病程期间RNFL厚度比较(±s, μm) POAG

    眼数

    颞侧

    上方

    鼻侧

    下方

    均值

    早期

    31

    85.6±14.7

    111.4±21.9
, http://www.100md.com
    55.2±19.1

    111.2±13.7

    91.4±10.7

    进展期

    64

    60.5±23.0

    84.9±21.2

    50.3±21.4

    74.2±26.5

    67.6±14.6

    晚期

    38
, 百拇医药
    27.4±18.4

    39.9±25.7

    21.7±16.2

    33.0±19.0

    30.6±13.4

    F值

    74.5

    89.9

    33.6

    109.4

    183.4

    P值

, http://www.100md.com     <0.000

    <0.000

    <0.000

    <0.000

    <0.000

    损(图3~5);弥漫性变薄,即3个以上象限RNFL变薄(图6,7);弥漫性变薄混合局限性缺损,即3个以上象限RNFL变薄合并局限性缺损(图8,9)3种类型。POAG患者不同病程期间,RNFL损害所累及的象限和损害的类型有所不同(表1)。

    二、 正常人与POAG患者OCT视网膜神经纤维层厚度差异

    1.正常人与POAG患者各年龄段间RNFL厚度比较:两组间差异无显著性(t=0.038,P>0.05)。
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    2.正常人与POAG患者颞侧、上方、鼻侧、下方和平均RNFL厚度比较(表2):POAG患者各象限平均RNFL厚度均比正常人减少,差异有显著性(P<0.000)。

    3.早期POAG患者与正常人各象限平均RNFL厚度比较(表3):早期POAG患者的RNFL厚度比正常人明显减少,差异有显著性(P<0.000)。

    三、早期、进展期、晚期POAG患者RNFL厚度比较

    早期、进展期、晚期POAG患者各象限平均RNFL厚度均值及方差分析见表4。

    3组POAG患者的RNFL厚度比较表明,除早期与进展期鼻侧象限RNFL厚度差异无显著性外,其他各象限比较差异均有显著性(P<0.000);随着病情的发展,RNFL厚度逐渐减少。

    四、POAG患者RNFL厚度与视野的关系
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    将POAG 115只眼OCT 的RNFL厚度作为自变量,Humphrey视野指数平均缺损作为因变量进行直线相关分析,r=-0.796,P<0.000 1,回归方程为Y=-31.855+0.285X。表明RNFL越薄,视野缺损越明显,两者呈高度正相关。

    五、OCT测量RNFL的敏感性与特异性

    OCT测量POAG 149只眼的RNFL厚度,异常阳性者139只眼,阴性者10只眼;敏感性为93.3%(139/149),假阴性率为6.7%。OCT测量正常人150只眼的RNFL厚度,阴性者138只眼,阳性者12只眼;特异性为92.0%(135/150),假阳性率为8.0%。

    讨论

    一、OCT检测POAG患者RNFL厚度的敏感性与特异性

    OCT是一种利用光对生物组织进行高分辨横截面成像的新技术,采用干涉仪、近红外线和低相干光在眼内获得接近10 μm的分辨率,是一种非接触性、非损伤性的RNFL成像技术[4-6],不但可以对RNFL进行定性检查,也可进行精确的定量检测[7]。与共焦扫描激光偏振仪测量的RNFL厚度不同,OCT提供的是RNFL的绝对值。用RNFL照像术诊断POAG,其敏感性为88.9%,特异性为99.2%[8]。用视网膜厚度分析仪测量青光眼视网膜厚度,其敏感性为80.0%,特异性为78.5%[9]。而我们用OCT测量POAG 的RNFL厚度,其敏感性为93.3%,特异性为92.0%。由于OCT能精确提供RNFL厚度值,且敏感性、特异性较高,因而在评价青光眼RNFL损害方面功能独特。
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    二、POAG患者OCT图像特征与病程的关系

    传统的RNFL照像术可将POAG的RNFL缺损分为局限性、弥漫性和混合性缺损,而局限性缺损通常又分为裂隙状和楔形缺损。我们的研究发现RNFL照像术中所表现的楔形缺损在OCT图像中往往已伴有相应象限或其他象限RNFL变薄,而照像术中的弥漫性缺损(照片中未能发现局限性缺损)在OCT图像中则伴有不同程度的局限性缺损。因而我们根据传统的RNFL缺损的分类,将OCT图像中的RNFL损害也分为3种类型:局限性变薄或缺损、弥漫性变薄、弥漫性变薄合并局限性缺损。在POAG患者的不同病程期,RNFL受累象限有所不同:早期主要为1或2个象限(占83.9%);进展期局限在1或2个象限的占31.2%,受损达3个象限的占32.9%,4个象限的占35.9%;而大部分晚期患者RNFL损害累及4个象限,占89.5%,仅有10.5%受损达3个象限。RNFL损害的类型在各期POAG患者中所占比例也不相同:早期POAG患者主要表现为RNFL局限性变薄或缺损,占83.9%,弥漫性占16.1%;进展期局限性占31.3%,弥漫性占46.8%,弥漫并局限性占21.9%;晚期患者主要为弥漫性变薄,占63.2%,弥漫并局限性占36.8%。从RNFL损害的范围和类型可以揭示,在病变早期损害范围较小,主要局限在上和(或)下极,随着病程的发展,RNFL损害范围扩大,呈弥漫或弥漫并局限性损害,这与POAG患者随病情发展视野出现明显改变相似。
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    三、POAG患者RNFL厚度改变与病程的关系

    将POAG患者RNFL厚度与正常人RNFL厚度进行比较,发现不论是颞侧、上方、鼻侧、下方还是平均RNFL厚度,青光眼患者均比正常人明显减少,以下方减少最明显,约减少47.7%,上方减少约42.3%,颞侧约37.9%,鼻侧约44.7%。即使是早期POAG,其各象限和平均RNFL厚度也比正常人减少,说明OCT能发现较早期POAG的RNFL损害。各期POAG的RNFL厚度比较表明,随着病情发展,RNFL厚度逐渐减少,晚期POAG患者存留RNFL约为正常的26.8%。

    四、POAG患者RNFL厚度与视野缺损的关系

    RNFL缺损与视野损害有着密切的关系,已有研究表明在伴视野缺损的POAG患者中,88.9%有RNFL缺损。RNFL的异常率:轻度视野缺损者为80.9%,而中至重度视野缺损者为100%[8],上述研究是基于RNFL定性分析之上。我们将POAG患者RNFL定量测定的厚度值与视野指数进行直线回归与相关分析,结果表明随着RNFL厚度的减少,视野缺损也随之增加,两者呈正相关。此外,视野缺损与OCT图像中的RNFL变薄或缺损呈直接的对应关系(图3~5)。
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    我们的研究结果表明OCT能准确测量正常人和POAG患者的RNFL厚度。POAG患者RNFL损害的类型可分为局限性变薄或缺损、弥漫性变薄、弥漫性变薄并局限性缺损。随着病情的加重,RNFL厚度逐渐减少,视野缺损逐步加重。今后应开展对早期POAG和可疑青光眼患者的RNFL研究,以期提高POAG的早期诊断水平。

    (本文图1~9见插页第28页)

    基金项目:广东省自然科学基金资助(950362)

    参考文献

    1,Quigley HA, Katz J, Derick RJ, et al. An evaluation of optic disc and nerve fiber layer examinations in monitoring progression of early glaucoma damage. Ophthalmology, 1992,99:19-28.
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    (收稿日期:2000-04-26), 百拇医药