引用本文： 花蒂豪, 徐奕爽, 邢怡橋. 糖尿病視網膜病變患者的病變程度及糖化血紅蛋白水平與視網膜血管血氧飽和度相關性研究. 中華眼底病雜志, 2017, 33(1): 36-39. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2017.01.010 復制
近年來對于糖尿病引起的微血管病變導致眼底組織損傷、缺氧的機制研究取得了一定進展，其中糖尿病視網膜病變（DR）患者的視網膜血管血氧飽和度是目前研究熱點方向之一。已有研究發現，DR患者視網膜血管血氧飽和度較正常健康者明顯升高；但其是否與病變程度相關存在爭議[1-3]。并且，糖尿病患者中血糖等因素對視網膜血管血氧飽和度是否有影響尚不明確。為此，我們采用無創視網膜血氧飽和度分析儀對不同病變程度及不同糖化血紅蛋白（HbA1c）水平的DR患者視網膜血管血氧飽和度進行了測量分析，初步探討了病變程度及HbA1c水平與視網膜血管血氧飽和度的相關性。現將結果報道如下。
1 對象和方法
橫斷面研究。2015年9～12月在武漢大學人民醫院眼科中心臨床確診為DR的102例患者102只眼以及在體檢中心完善相關檢查的健康志愿者20名20只眼（正常對照組）納入本研究。所有患者均納入右眼觀察[4]。納入標準：（1）有糖尿病病史；（2）眼底病變符合臨床DR嚴重程度分級的國際標準[5]。參照文獻[6,7]確立排除標準：（1）屈光間質模糊無法看清眼底者；（2）虹膜粘連無法散瞳者；（3）已接受激光光凝或玻璃體切割手術治療者；（4）合并青光眼、視網膜中央靜脈阻塞、黃斑水腫等其他眼部疾病者；（5）有吸煙史及呼吸系統疾病病史者；（6）有心血管及心臟疾病病史者。所有患者均采用歐堡全景200Tx激光掃描眼底成像系統（英國歐堡公司）行眼底全景彩色照相檢查，并收集血壓、空腹血糖、糖尿病病程、HbA1c等數據。根據臨床DR嚴重程度分級的國際標準[5]將DR患者分為輕中度非增生型DR（NPDR）組、重度NPDR組及增生型DR（PDR）組，分別為55、26、21例，糖尿病病程分別為（8.55±2.13）、（8.75±2.67）、（11.0±3.89）年。輕中度NPDR組、重度NPDR組、PDR組患者分別與正常對照組受檢者的年齡、血壓比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）；空腹血糖及糖化血紅蛋白比較，差異均有統計學意義（P＜0.05）（表1）。
表1
不同病變程度組患者及正常對照組受檢者基線資料比較（
）
參照文獻[8]的方法，根據HbA1c水平將DR患者分為HbA1c＞9%、HbA1c 7%～9%、HbA1c＜7% 3組，分別為8、33、61例。
采用OXYMAP T1無創視網膜血管血氧飽和度分析儀（冰島Oxymap公司）對所有受檢者視網膜動脈、靜脈血氧飽和度進行測量。檢查前均予0.5%復方托吡卡胺點眼，坐位靜息30 min后暗室內采集眼底圖像。所有圖像采集均由同一位技術員完成。儀器參數：（1）中等光照強度；（2）閃光強度90 Ws；（3）小孔徑和小瞳孔模式；（4）采集圖像時，囑患者調整眼位使視盤居于圖像正中位置。每位受檢者均重復檢查2～3次，取平均值。圖像分析步驟：（1）調整圖像亮度和對比度至最佳，每只眼僅選擇一張最高質量的圖像進行分析，即視盤位于圖像中間且成像清晰、血管成像清晰無中斷；（2）采用畫圈工具，選取以視盤直徑為半徑，1.0～1.5倍半徑的視盤同心圓之間的血管進行測量[9]（圖1）；（3）選取鼻上、鼻下、顳上、顳下4個方位較直的動脈、靜脈血管，其中血管交匯處、走行重合的血管段和血管分岔處均不納入測量；（4）直徑＞60 μm的血管納入分析。通過儀器配套軟件測量分析選定視網膜血管的血氧飽和度。由2名經驗豐富的眼底病專科醫生對圖像進行閱片分析；對于分析結果不一致的圖像由第3位眼底病專家單獨進行圖像并排式對比判讀，選擇用于數據分析的首選圖像。
圖1
視網膜血管測量范圍及視網膜血管血氧飽和度示意圖。血管顏色越紅說明血氧飽和度越高，血管顏色越紫說明血管血氧飽和度越低
采用SPSS 20.0統計軟件行統計學分析處理，計量資料采用均數±標準差（ ）表示。不同病變程度組患者及正常對照組受檢者之間以及不同HbA1c水平組患者之間視網膜血管血氧飽和度比較均采用單因素方差分析。P＜0.05為差異有統計學意義。
2 結果
重度NPDR組患者視網膜動脈血氧飽和度較輕中度NPDR組、正常對照組明顯升高，差異有統計學意義（F=13.670，P＜0.05）；其余各組受檢者之間視網膜動脈血氧飽和度比較，差異無統計學意義（F=13.670，P＞0.05）。輕中度NPDR組、重度NPDR組及PDR組患者視網膜靜脈血氧飽和度按此順序呈逐漸升高趨勢。PDR組患者視網膜靜脈血氧飽和度較輕中度NPDR組、正常對照組明顯升高，差異有統計學意義（F=6.379，P＜0.05）；重度NPDR組視網膜靜脈血氧飽和度較輕中度NPDR組明顯升高，差異有統計學意義（F=6.379，P＜0.05）；其余各組受檢者之間視網膜靜脈血氧飽和度比較，差異無統計學意義（F=6.379，P＞0.05）。重度NPDR組患者視網膜動靜脈血氧飽和度差值較輕中度NPDR組、PDR組明顯升高，差異有統計學意義（F=5.536，P＜0.05）；其余各組受檢者之間視網膜動靜脈血氧飽和度差值比較，差異無統計學意義（F=5.536，P＞0.05）（表2）。
表2
不同病變程度組患者及正常對照組受檢者視網膜血管血氧飽和度比較[（
）%]
HbA1c＞9%組患者視網膜動脈（F=9.989）、靜脈（F=10.208）血氧飽和度均較HbA1c 7%～9%組、HbA1c＜7%組明顯升高，差異有統計學意義（P＜0.05）；HbA1c 7%～9%組與HbA1c＜7%組患者視網膜動脈（F=9.989）、靜脈（F=10.208）血氧飽和度比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。HbA1c＞9%、HbA1c 7%～9%及HbA1c＜7%組患者之間視網膜動靜脈血氧飽和度差值比較，差異無統計學意義（F=1.836，P＞0.05）（表3）。
表3
不同HbA1c水平組患者視網膜血管血氧飽和度比較[（
）%]
3 討論
本研究結果顯示，DR患者的視網膜靜脈血氧飽和度隨病變嚴重程度呈逐漸升高趨勢，以PDR組升高最明顯。同時視網膜動脈血氧飽和度、視網膜動靜脈血氧飽和度差值也有所升高，但只有重度NPDR組表現明顯。隨著HbA1c升高，會引起視網膜動脈、靜脈血氧飽和度同時升高。Hardarson和Stefánsson[2]及Hammer等[10]研究發現，DR患者的視網膜動脈、靜脈血氧飽和度相較于對照組升高。本研究結果與之相符。我們分析引起DR患者視網膜血管血氧飽和度變化的原因可能與視網膜毛細血管“短路”及無灌注區形成、視網膜血管壁變化、HbA1c水平變化及視網膜血流流量變化等因素有關[3,6]。視網膜毛細血管“短路”可能是導致DR患者視網膜靜脈血氧飽和度升高的原因。在這一可能的機制中，血液中與血紅蛋白所結合的氧氣并沒有通過毛細血管網的微血管，而是直接由小動脈進入了小靜脈。此時的血流速度較毛細血管網的血流速度快，達不到毛細血管網的氧彌散效果，不能有效地給組織供氧。由于小動脈中所含有的氧氣并沒有有效利用，因此小靜脈逐漸形成相對高氧狀態，視網膜組織形成缺氧狀態并逐漸形成為無灌注區。與此同時，無灌注區的形成使得這部分視網膜組織攝取氧的能力進一步下降，又進一步增加視網膜靜脈中的血氧飽和度。動靜脈“短路”及無灌注區形成，氧通過毛細血管網的利用率減低，是導致DR患者視網膜靜脈血氧飽和度升高的可能原因。我們還發現，重度NPDR組患者視網膜動靜脈血氧飽和度差值增大。我們分析認為，與NPDR、PDR患者相比，重度NPDR患者更多的氧被視網膜組織所利用，氧利用率提高。這提示重度NPDR可能具有一定的代償功能。
對于糖尿病患者而言，血液中所含的HbA1c比例比正常人要高，意味著結合氧的能力更強。這可能是DR患者視網膜動脈、靜脈血氧飽和度均較正常對照組受檢者高的原因之一。但本研究結果顯示，雖然DR患者HbA1c更高，但對于視網膜動靜脈血氧飽和度差值并無明顯影響。分析其可能的原因是DR局部組織缺氧狀態，在一定范圍內組織-血管間的氧濃度差的作用力大于HbA1c對于氧的親和力；雖然視網膜動脈、靜脈血氧飽和度增加，但其差值并無變化。由于HbA1c占血紅蛋白的比例較低，其結合氧的比例也相對較低，并不足以影響氧的釋放，所以動靜脈差值無變化。而對于視網膜動脈、靜脈相對高氧的狀態是否會對微小動靜脈造成再一次的損害，值得進一步研究。
本研究尚存在一些不足和局限之處：（1）DR患者毛細血管管壁增厚，導致氧氣彌散能力減弱是視網膜動脈、靜脈血氧飽和度升高及視網膜缺氧的可能性之一[11,12]。此外，視網膜動脈、靜脈血管中血流的流量增大或減少也會影響視網膜血管血氧飽和度[6]。但因客觀條件限制，本研究未能觀察分析不同病變程度DR患者的血管壁厚度變化規律及血流流量變化。（2）隨著醫療水平發展，糖尿病患者接受了更完善的治療方案致使HbA1c＞9%組樣本量較小，可能對結果產生一些偏倚。（3）本研究所用設備無法對相對細小的血管進行準確測量，因此本研究僅分析了1.0～1.5倍半徑的視盤同心圓之間直徑＞60 μm的血管，所得結果并不能完全反映全視網膜血管血氧飽和度的變化，尤其是微小動脈、靜脈血氧飽和度。這些不足還有待于今后技術的進一步更新及更大樣本量的研究加以完善。
近年來對于糖尿病引起的微血管病變導致眼底組織損傷、缺氧的機制研究取得了一定進展，其中糖尿病視網膜病變（DR）患者的視網膜血管血氧飽和度是目前研究熱點方向之一。已有研究發現，DR患者視網膜血管血氧飽和度較正常健康者明顯升高；但其是否與病變程度相關存在爭議[1-3]。并且，糖尿病患者中血糖等因素對視網膜血管血氧飽和度是否有影響尚不明確。為此，我們采用無創視網膜血氧飽和度分析儀對不同病變程度及不同糖化血紅蛋白（HbA1c）水平的DR患者視網膜血管血氧飽和度進行了測量分析，初步探討了病變程度及HbA1c水平與視網膜血管血氧飽和度的相關性。現將結果報道如下。
1 對象和方法
橫斷面研究。2015年9～12月在武漢大學人民醫院眼科中心臨床確診為DR的102例患者102只眼以及在體檢中心完善相關檢查的健康志愿者20名20只眼（正常對照組）納入本研究。所有患者均納入右眼觀察[4]。納入標準：（1）有糖尿病病史；（2）眼底病變符合臨床DR嚴重程度分級的國際標準[5]。參照文獻[6,7]確立排除標準：（1）屈光間質模糊無法看清眼底者；（2）虹膜粘連無法散瞳者；（3）已接受激光光凝或玻璃體切割手術治療者；（4）合并青光眼、視網膜中央靜脈阻塞、黃斑水腫等其他眼部疾病者；（5）有吸煙史及呼吸系統疾病病史者；（6）有心血管及心臟疾病病史者。所有患者均采用歐堡全景200Tx激光掃描眼底成像系統（英國歐堡公司）行眼底全景彩色照相檢查，并收集血壓、空腹血糖、糖尿病病程、HbA1c等數據。根據臨床DR嚴重程度分級的國際標準[5]將DR患者分為輕中度非增生型DR（NPDR）組、重度NPDR組及增生型DR（PDR）組，分別為55、26、21例，糖尿病病程分別為（8.55±2.13）、（8.75±2.67）、（11.0±3.89）年。輕中度NPDR組、重度NPDR組、PDR組患者分別與正常對照組受檢者的年齡、血壓比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）；空腹血糖及糖化血紅蛋白比較，差異均有統計學意義（P＜0.05）（表1）。
表1
不同病變程度組患者及正常對照組受檢者基線資料比較（
）
參照文獻[8]的方法，根據HbA1c水平將DR患者分為HbA1c＞9%、HbA1c 7%～9%、HbA1c＜7% 3組，分別為8、33、61例。
采用OXYMAP T1無創視網膜血管血氧飽和度分析儀（冰島Oxymap公司）對所有受檢者視網膜動脈、靜脈血氧飽和度進行測量。檢查前均予0.5%復方托吡卡胺點眼，坐位靜息30 min后暗室內采集眼底圖像。所有圖像采集均由同一位技術員完成。儀器參數：（1）中等光照強度；（2）閃光強度90 Ws；（3）小孔徑和小瞳孔模式；（4）采集圖像時，囑患者調整眼位使視盤居于圖像正中位置。每位受檢者均重復檢查2～3次，取平均值。圖像分析步驟：（1）調整圖像亮度和對比度至最佳，每只眼僅選擇一張最高質量的圖像進行分析，即視盤位于圖像中間且成像清晰、血管成像清晰無中斷；（2）采用畫圈工具，選取以視盤直徑為半徑，1.0～1.5倍半徑的視盤同心圓之間的血管進行測量[9]（圖1）；（3）選取鼻上、鼻下、顳上、顳下4個方位較直的動脈、靜脈血管，其中血管交匯處、走行重合的血管段和血管分岔處均不納入測量；（4）直徑＞60 μm的血管納入分析。通過儀器配套軟件測量分析選定視網膜血管的血氧飽和度。由2名經驗豐富的眼底病專科醫生對圖像進行閱片分析；對于分析結果不一致的圖像由第3位眼底病專家單獨進行圖像并排式對比判讀，選擇用于數據分析的首選圖像。
圖1
視網膜血管測量范圍及視網膜血管血氧飽和度示意圖。血管顏色越紅說明血氧飽和度越高，血管顏色越紫說明血管血氧飽和度越低
采用SPSS 20.0統計軟件行統計學分析處理，計量資料采用均數±標準差（ ）表示。不同病變程度組患者及正常對照組受檢者之間以及不同HbA1c水平組患者之間視網膜血管血氧飽和度比較均采用單因素方差分析。P＜0.05為差異有統計學意義。
2 結果
重度NPDR組患者視網膜動脈血氧飽和度較輕中度NPDR組、正常對照組明顯升高，差異有統計學意義（F=13.670，P＜0.05）；其余各組受檢者之間視網膜動脈血氧飽和度比較，差異無統計學意義（F=13.670，P＞0.05）。輕中度NPDR組、重度NPDR組及PDR組患者視網膜靜脈血氧飽和度按此順序呈逐漸升高趨勢。PDR組患者視網膜靜脈血氧飽和度較輕中度NPDR組、正常對照組明顯升高，差異有統計學意義（F=6.379，P＜0.05）；重度NPDR組視網膜靜脈血氧飽和度較輕中度NPDR組明顯升高，差異有統計學意義（F=6.379，P＜0.05）；其余各組受檢者之間視網膜靜脈血氧飽和度比較，差異無統計學意義（F=6.379，P＞0.05）。重度NPDR組患者視網膜動靜脈血氧飽和度差值較輕中度NPDR組、PDR組明顯升高，差異有統計學意義（F=5.536，P＜0.05）；其余各組受檢者之間視網膜動靜脈血氧飽和度差值比較，差異無統計學意義（F=5.536，P＞0.05）（表2）。
表2
不同病變程度組患者及正常對照組受檢者視網膜血管血氧飽和度比較[（
）%]
HbA1c＞9%組患者視網膜動脈（F=9.989）、靜脈（F=10.208）血氧飽和度均較HbA1c 7%～9%組、HbA1c＜7%組明顯升高，差異有統計學意義（P＜0.05）；HbA1c 7%～9%組與HbA1c＜7%組患者視網膜動脈（F=9.989）、靜脈（F=10.208）血氧飽和度比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。HbA1c＞9%、HbA1c 7%～9%及HbA1c＜7%組患者之間視網膜動靜脈血氧飽和度差值比較，差異無統計學意義（F=1.836，P＞0.05）（表3）。
表3
不同HbA1c水平組患者視網膜血管血氧飽和度比較[（
）%]
3 討論
本研究結果顯示，DR患者的視網膜靜脈血氧飽和度隨病變嚴重程度呈逐漸升高趨勢，以PDR組升高最明顯。同時視網膜動脈血氧飽和度、視網膜動靜脈血氧飽和度差值也有所升高，但只有重度NPDR組表現明顯。隨著HbA1c升高，會引起視網膜動脈、靜脈血氧飽和度同時升高。Hardarson和Stefánsson[2]及Hammer等[10]研究發現，DR患者的視網膜動脈、靜脈血氧飽和度相較于對照組升高。本研究結果與之相符。我們分析引起DR患者視網膜血管血氧飽和度變化的原因可能與視網膜毛細血管“短路”及無灌注區形成、視網膜血管壁變化、HbA1c水平變化及視網膜血流流量變化等因素有關[3,6]。視網膜毛細血管“短路”可能是導致DR患者視網膜靜脈血氧飽和度升高的原因。在這一可能的機制中，血液中與血紅蛋白所結合的氧氣并沒有通過毛細血管網的微血管，而是直接由小動脈進入了小靜脈。此時的血流速度較毛細血管網的血流速度快，達不到毛細血管網的氧彌散效果，不能有效地給組織供氧。由于小動脈中所含有的氧氣并沒有有效利用，因此小靜脈逐漸形成相對高氧狀態，視網膜組織形成缺氧狀態并逐漸形成為無灌注區。與此同時，無灌注區的形成使得這部分視網膜組織攝取氧的能力進一步下降，又進一步增加視網膜靜脈中的血氧飽和度。動靜脈“短路”及無灌注區形成，氧通過毛細血管網的利用率減低，是導致DR患者視網膜靜脈血氧飽和度升高的可能原因。我們還發現，重度NPDR組患者視網膜動靜脈血氧飽和度差值增大。我們分析認為，與NPDR、PDR患者相比，重度NPDR患者更多的氧被視網膜組織所利用，氧利用率提高。這提示重度NPDR可能具有一定的代償功能。
對于糖尿病患者而言，血液中所含的HbA1c比例比正常人要高，意味著結合氧的能力更強。這可能是DR患者視網膜動脈、靜脈血氧飽和度均較正常對照組受檢者高的原因之一。但本研究結果顯示，雖然DR患者HbA1c更高，但對于視網膜動靜脈血氧飽和度差值并無明顯影響。分析其可能的原因是DR局部組織缺氧狀態，在一定范圍內組織-血管間的氧濃度差的作用力大于HbA1c對于氧的親和力；雖然視網膜動脈、靜脈血氧飽和度增加，但其差值并無變化。由于HbA1c占血紅蛋白的比例較低，其結合氧的比例也相對較低，并不足以影響氧的釋放，所以動靜脈差值無變化。而對于視網膜動脈、靜脈相對高氧的狀態是否會對微小動靜脈造成再一次的損害，值得進一步研究。
本研究尚存在一些不足和局限之處：（1）DR患者毛細血管管壁增厚，導致氧氣彌散能力減弱是視網膜動脈、靜脈血氧飽和度升高及視網膜缺氧的可能性之一[11,12]。此外，視網膜動脈、靜脈血管中血流的流量增大或減少也會影響視網膜血管血氧飽和度[6]。但因客觀條件限制，本研究未能觀察分析不同病變程度DR患者的血管壁厚度變化規律及血流流量變化。（2）隨著醫療水平發展，糖尿病患者接受了更完善的治療方案致使HbA1c＞9%組樣本量較小，可能對結果產生一些偏倚。（3）本研究所用設備無法對相對細小的血管進行準確測量，因此本研究僅分析了1.0～1.5倍半徑的視盤同心圓之間直徑＞60 μm的血管，所得結果并不能完全反映全視網膜血管血氧飽和度的變化，尤其是微小動脈、靜脈血氧飽和度。這些不足還有待于今后技術的進一步更新及更大樣本量的研究加以完善。
