鞏膜組織萎縮變薄是高度近視發展中的重要環節。高度近視患眼通常后極部鞏膜最厚,赤道部鞏膜最薄;多認為鞏膜厚度與眼軸長度呈負相關;伴有后鞏膜葡萄腫患者鞏膜更薄,且后鞏膜葡萄腫高度與鞏膜厚度呈負相關。目前高度近視鞏膜厚度的測量方法主要有組織學檢查、光相干斷層掃描(OCT)增強深部成像技術(EDI-OCT)、掃頻OCT(SS-OCT)。隨著OCT技術的發展,針對輕中度近視人群及正常人群開展鞏膜研究正逐漸變為可能,有助于進一步探討鞏膜在高度近視發生發展中的作用機制。
引用本文: 鄧駿杰, 何鮮桂, 許迅. 高度近視鞏膜厚度研究現狀與進展. 中華眼底病雜志, 2017, 33(1): 87-89. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2017.01.028 復制
高度近視常伴有視網膜、脈絡膜和鞏膜病變。由于缺乏相關的影像學技術,以往對高度近視的研究主要集中在視網膜和脈絡膜病變,針對鞏膜的定量分析研究較少。作為眼球的最外層,鞏膜在支持眼內結構、保護眼內容物、限制眼球擴張等方面起著重要的作用。研究表明,鞏膜的形態和結構是不斷變化的,其生物化學和生物力學特性隨眼軸長度(AL)的改變而發生變化,這一過程稱為鞏膜重塑,此過程有賴于鞏膜成纖維細胞表型的變化和鞏膜外基質成分的改變[1-9],對眼球的形態和屈光狀態形成至關重要。近年來,隨著光相干斷層掃描(OCT)、磁共振(MRI)等影像學技術的發展,高度近視鞏膜病變相關研究有了進一步進展。本文就高度近視鞏膜厚度測量與研究現狀及進展作一綜述。
1 鞏膜厚度測量方法
1.1 組織學測量
組織學測量是獲取鞏膜厚度最為直接的方法。Vurgese等[10]對238只因脈絡膜黑色素瘤或絕對期繼發性閉角型青光眼而摘除的眼球進行研究,發現后極部鞏膜最厚,其次是視神經鞘外附近的鞏膜,然后依次是赤道部和后極部中點、角鞏膜緣、鋸齒緣、赤道部。Shen等[11]對281只因視網膜母細胞瘤、脈絡膜黑色素瘤、絕對期青光眼而摘除的眼球進行研究,結果與Vurgese等[10]研究結果一致。
1.2 OCT增強深部成像技術(EDI-OCT)
EDI-OCT是在傳統頻域OCT(SD-OCT)的基礎上將更多的光線匯集于脈絡膜內層甚至更深層的鞏膜,提高圖像清晰度及敏感度,從而得到清晰的脈絡膜和鞏膜圖像[12],可以對脈絡膜和鞏膜進行定量分析。Park等[13]采用EDI-OCT對32例伴有近視的原發性開角型青光眼(POAG)患者的鞏膜進行測量,包括6例高度近視的10例患者可以觀察到鞏膜后界。 Hayashi等[14]采用EDI-OCT對54例高度近視患者的75只眼進行研究,所有患眼均能測量出全層鞏膜厚度,中心凹下鞏膜平均厚度為(284.00±70.40)μm。
1.3 掃頻OCT(SS-OCT)
SS-OCT又稱光學頻域成像,是最新一代OCT技術,同時具備譜域OCT的快速成像優勢和時域OCT的點探測優勢。通過使用波長為1050 nm的SS-OCT,可以顯示部分高度近視眼的鞏膜全層甚至是眼球后結構如Tenon囊和眼眶部的脂肪。已有利用SS-OCT對高度近視眼鞏膜厚度測量的研究,高度近視眼鞏膜后界的探測率介于53%~100%,中心凹下鞏膜平均厚度介于228~671 μm[13,15-18]。目前,SS-OCT已成為鞏膜定性、定量分析研究的重要手段,其對鞏膜后界的檢出率優于傳統的SD-OCT及EDI-OCT,尤其對高度近視患眼鞏膜后邊界有著較高的檢出率,有助于進一步研究鞏膜在高度近視的發生發展及病理性近視的發病機制中所起的作用。
1.4 EDI-OCT和SS-OCT測量鞏膜厚度的比較
Park等[13]采用EDI-OCT和SS-OCT分別對32例伴有近視的POAG患眼進行研究,兩種測量方法對鞏膜后界的檢出率分別為31%和53%,中心凹下鞏膜平均厚度分別為(464.32±213.24)、(650.26±222.30)μm,差異均有統計學意義;對高度近視患眼鞏膜后界的檢出率分別為67%和78%,中心凹下鞏膜平均厚度分別為(380.20±120.40)、(450.26±125.27)μm,差異均無統計學意義。目前,對于EDI-OCT和SS-OCT測量鞏膜厚度的對比研究較少,但是近年發表的文獻多采用SS-OCT。SS-OCT波長1050 nm,組織穿透力較EDI-OCT更強,在測量鞏膜厚度上更具有優勢。
1.5 其他測量方式
Norman等[19]采用高場強MRI(7.0T MRI)對11只摘除的眼球鞏膜進行測量,發現鞏膜整體厚度的平均值為(670.0±80.0)μm ,其中后極部最厚,平均厚度值為(996.0±181.0)μm;赤道部最薄,平均厚度值為(491.0±91.0)μm。然而,目前利用MRI測量鞏膜厚度的報道很少,更多的報道是利用 3D MRI研究眼球形狀[18,20-23]。 其他還有報道利用超聲生物顯微鏡測量鞏膜厚度,但僅限于眼前節鞏膜的檢查。
1.6 各測量方法的優勢與不足
組織學檢查是研究鞏膜組織最為直接的方法,也是既往研究鞏膜厚度的唯一方法,但由于切片是非連續的,測量準確度易受到切片的影響,不能保證組織切面經過視盤中央[10,11]。其次,由于組織學檢查觀察對象均是因腫瘤、絕對期青光眼而摘除的眼球,其測量結果尚不能反映正常眼球情況[10,11]。另外,眼球摘除后會出現組織水腫,在標本的制作過程中組織還會收縮,其結果不能很好反映活體內的情況[10,11]。和組織學檢查相比,OCT檢查較為方便,高分辨率OCT可以清楚顯示眼球壁各層之間的關系,便于直接在活體上測量各層的厚度,圖像資料也便于保存,可用于隨訪追蹤研究。但目前OCT對于鞏膜厚度的研究多集中在高度近視人群,測量方法均為手動測量,僅能測量選定點上的厚度,尚不能反映鞏膜整體情況[15,17]。MRI由于精確度等原因[19],目前鮮有報道用于鞏膜厚度的測量,多用于眼球形狀的研究。
2 高度近視鞏膜厚度與相關因素的關系
2.1 測量部位
已有研究表明,不同部位鞏膜厚度存在明顯的差異。組織學研究顯示,后極部鞏膜最厚,其次為視神經鞘外附近的鞏膜,而赤道部鞏膜最薄。隨著OCT技術的發展,后極部鞏膜厚度得以更為深入細致的研究。Ellabban等[15]對中心凹及距中心凹2000 μm的旁中心凹鞏膜厚度的研究發現,中心凹處鞏膜平均厚度為(518.6±97.6)μm,旁中心凹處鞏膜厚度介于277.2~360.3 μm,差異存在統計學意義。另外,旁中心凹上方和下方的鞏膜較鼻側薄。Maruko等[17]研究發現,中心凹下鞏膜較中心凹外3000 μm處鞏膜厚。 Ohno-Matsui等[18]研究發現,中心凹下鞏膜較中心凹外3000 μm處的顳側、上方和下方鞏膜厚,但是較中心凹外3000 μm處的鼻側鞏膜薄。目前,運用OCT測量后極部鞏膜的研究報道較少,各研究納入的樣本量也較少,且各研究結果之間存在一定的差異,有待更進一步的研究。
2.2 AL
AL增加是高度近視發生發展的重要因素。Hayashi等[14]認為高度近視鞏膜厚度與AL無明顯關系。除此之外,目前已有的臨床研究多認為鞏膜厚度與AL呈負相關。Maruko等[17]研究發現,鞏膜厚度與AL、年齡呈輕度負相關,與脈絡膜厚度呈輕度正相關。Vurgese等[10]利用組織學測量的方法,發現AL<26 mm組后極部、視神經鞘外、后極部-赤道部中點以及赤道部鞏膜較AL>26 mm組厚,但角鞏膜緣和鋸齒緣處鞏膜厚度差異則無統計學意義。提示隨AL增長,鞏膜變薄可能主要發生在赤道部至后極部,并且越接近后極部,AL越長。Shen等[11]研究方法和結論與Vurgese等[10]相似,不同的是AL<26 mm組角鞏膜緣處鞏膜厚度較AL>26 mm組厚。Ren等[24]通過組織學測量發現視神經管附近鞏膜及視神經鞘外的鞏膜厚度隨AL增長變薄。由于人高度近視眼球標本多采集于近視發生后多年,很難追蹤研究高度近視發生發展過程中鞏膜組織發生的變化,因此目前該研究還是以動物學研究為主,其病理生理學機制還有待進一步研究。
2.3 后鞏膜葡萄腫
目前研究認為伴有后鞏膜葡萄腫患者鞏膜厚度更薄,并且后鞏膜葡萄腫高度與鞏膜厚度呈負向關聯。Hayashi等[14]研究發現,中心凹下鞏膜平均厚度與上方后鞏膜葡萄腫高度、鼻側后鞏膜葡萄腫高度以及后鞏膜葡萄腫高度的平均值均呈負相關。進一步研究顯示,后鞏膜葡萄腫高度的平均值與鞏膜厚度關系最為密切。Maruko等[17]研究發現,伴和不伴有后鞏膜葡萄腫的高度近視患者中心凹下鞏膜厚度平均值分別為(294±92)、(362±146)μm,差異具有統計學意義。Ohno-Matsui等[18]采用SS-OCT對272例高度近視患者的患眼進行掃描,57.0%患眼在SS-OCT掃描的12個方向上均能觀察到中心凹處鞏膜后界,而36.9%的患眼在任何掃描方向上均不能觀察到鞏膜后界,兩者后鞏膜葡萄腫發生率分別為100.0%和57.8%,差異有統計學意義。提示后鞏膜葡萄腫與鞏膜厚度呈負相關關系。目前,針對高度近視鞏膜厚度與后鞏膜葡萄腫關系的研究較少,后鞏膜葡萄腫隨年齡增長所發生的變化鮮有報道,由此導致的鞏膜厚度改變未見報道,各型后鞏膜葡萄腫、各級后鞏膜葡萄腫與鞏膜厚度的關系也未見研究報道。
2.4 年齡
目前高度近視鞏膜厚度與年齡相關研究結果尚不一致。Hayashi等[14]認為鞏膜厚度與年齡無關。Maruko等[17]則認為中心凹處鞏膜厚度與年齡呈輕度正相關。Ohno-Matsui等[18]研究發現,SS-OCT在各個方向上均能觀察到鞏膜后界者與各個方向均不能觀察到鞏膜后界者相比年齡更大。由于鞏膜后界能否用SS-OCT觀察與鞏膜厚度密切相關,因此可以認為鞏膜厚度與年齡有關,具體還有待進一步研究。Ellabban等[25]發現具有圓頂狀黃斑的高度近視患者中心凹下鞏膜厚度在2年后明顯變薄,并且這種變薄是不均勻的,中心凹處平均每年減少5.6 μm,旁中心凹上方、下方及顳側平均每年減少10.0~12.0μm,旁中心凹鼻側平均每年減少5.8 μm,其中前兩者差異具有統計學意義。高度近視鞏膜厚度是否與年齡相關,鞏膜厚度的改變速度是否大于正常同齡人,鞏膜厚度隨年齡的改變是否會加速病理性近視的發生,還需要在現有研究的基礎上開展大規模、多中心的長期隨訪研究。
2.5 其他因素
Hayashi等[14]研究認為,鞏膜厚度與最佳矯正視力、屈光度、中心凹下視網膜厚度和脈絡膜厚度等因素無關。Ohno-Matsui等[18]采用SS-OCT研究發現,在12個掃描方向上均能觀察到鞏膜后界的患眼與各個方向均不能觀察到鞏膜后界患眼相比,前者屈光度更偏于負值、AL更長、視網膜厚度更薄,差異均有統計學意義。目前,高度近視鞏膜厚度與上述方面的關系缺少系統性研究,已有的研究結論也不盡一致,有待深入研究。
高度近視常伴有視網膜、脈絡膜和鞏膜病變。由于缺乏相關的影像學技術,以往對高度近視的研究主要集中在視網膜和脈絡膜病變,針對鞏膜的定量分析研究較少。作為眼球的最外層,鞏膜在支持眼內結構、保護眼內容物、限制眼球擴張等方面起著重要的作用。研究表明,鞏膜的形態和結構是不斷變化的,其生物化學和生物力學特性隨眼軸長度(AL)的改變而發生變化,這一過程稱為鞏膜重塑,此過程有賴于鞏膜成纖維細胞表型的變化和鞏膜外基質成分的改變[1-9],對眼球的形態和屈光狀態形成至關重要。近年來,隨著光相干斷層掃描(OCT)、磁共振(MRI)等影像學技術的發展,高度近視鞏膜病變相關研究有了進一步進展。本文就高度近視鞏膜厚度測量與研究現狀及進展作一綜述。
1 鞏膜厚度測量方法
1.1 組織學測量
組織學測量是獲取鞏膜厚度最為直接的方法。Vurgese等[10]對238只因脈絡膜黑色素瘤或絕對期繼發性閉角型青光眼而摘除的眼球進行研究,發現后極部鞏膜最厚,其次是視神經鞘外附近的鞏膜,然后依次是赤道部和后極部中點、角鞏膜緣、鋸齒緣、赤道部。Shen等[11]對281只因視網膜母細胞瘤、脈絡膜黑色素瘤、絕對期青光眼而摘除的眼球進行研究,結果與Vurgese等[10]研究結果一致。
1.2 OCT增強深部成像技術(EDI-OCT)
EDI-OCT是在傳統頻域OCT(SD-OCT)的基礎上將更多的光線匯集于脈絡膜內層甚至更深層的鞏膜,提高圖像清晰度及敏感度,從而得到清晰的脈絡膜和鞏膜圖像[12],可以對脈絡膜和鞏膜進行定量分析。Park等[13]采用EDI-OCT對32例伴有近視的原發性開角型青光眼(POAG)患者的鞏膜進行測量,包括6例高度近視的10例患者可以觀察到鞏膜后界。 Hayashi等[14]采用EDI-OCT對54例高度近視患者的75只眼進行研究,所有患眼均能測量出全層鞏膜厚度,中心凹下鞏膜平均厚度為(284.00±70.40)μm。
1.3 掃頻OCT(SS-OCT)
SS-OCT又稱光學頻域成像,是最新一代OCT技術,同時具備譜域OCT的快速成像優勢和時域OCT的點探測優勢。通過使用波長為1050 nm的SS-OCT,可以顯示部分高度近視眼的鞏膜全層甚至是眼球后結構如Tenon囊和眼眶部的脂肪。已有利用SS-OCT對高度近視眼鞏膜厚度測量的研究,高度近視眼鞏膜后界的探測率介于53%~100%,中心凹下鞏膜平均厚度介于228~671 μm[13,15-18]。目前,SS-OCT已成為鞏膜定性、定量分析研究的重要手段,其對鞏膜后界的檢出率優于傳統的SD-OCT及EDI-OCT,尤其對高度近視患眼鞏膜后邊界有著較高的檢出率,有助于進一步研究鞏膜在高度近視的發生發展及病理性近視的發病機制中所起的作用。
1.4 EDI-OCT和SS-OCT測量鞏膜厚度的比較
Park等[13]采用EDI-OCT和SS-OCT分別對32例伴有近視的POAG患眼進行研究,兩種測量方法對鞏膜后界的檢出率分別為31%和53%,中心凹下鞏膜平均厚度分別為(464.32±213.24)、(650.26±222.30)μm,差異均有統計學意義;對高度近視患眼鞏膜后界的檢出率分別為67%和78%,中心凹下鞏膜平均厚度分別為(380.20±120.40)、(450.26±125.27)μm,差異均無統計學意義。目前,對于EDI-OCT和SS-OCT測量鞏膜厚度的對比研究較少,但是近年發表的文獻多采用SS-OCT。SS-OCT波長1050 nm,組織穿透力較EDI-OCT更強,在測量鞏膜厚度上更具有優勢。
1.5 其他測量方式
Norman等[19]采用高場強MRI(7.0T MRI)對11只摘除的眼球鞏膜進行測量,發現鞏膜整體厚度的平均值為(670.0±80.0)μm ,其中后極部最厚,平均厚度值為(996.0±181.0)μm;赤道部最薄,平均厚度值為(491.0±91.0)μm。然而,目前利用MRI測量鞏膜厚度的報道很少,更多的報道是利用 3D MRI研究眼球形狀[18,20-23]。 其他還有報道利用超聲生物顯微鏡測量鞏膜厚度,但僅限于眼前節鞏膜的檢查。
1.6 各測量方法的優勢與不足
組織學檢查是研究鞏膜組織最為直接的方法,也是既往研究鞏膜厚度的唯一方法,但由于切片是非連續的,測量準確度易受到切片的影響,不能保證組織切面經過視盤中央[10,11]。其次,由于組織學檢查觀察對象均是因腫瘤、絕對期青光眼而摘除的眼球,其測量結果尚不能反映正常眼球情況[10,11]。另外,眼球摘除后會出現組織水腫,在標本的制作過程中組織還會收縮,其結果不能很好反映活體內的情況[10,11]。和組織學檢查相比,OCT檢查較為方便,高分辨率OCT可以清楚顯示眼球壁各層之間的關系,便于直接在活體上測量各層的厚度,圖像資料也便于保存,可用于隨訪追蹤研究。但目前OCT對于鞏膜厚度的研究多集中在高度近視人群,測量方法均為手動測量,僅能測量選定點上的厚度,尚不能反映鞏膜整體情況[15,17]。MRI由于精確度等原因[19],目前鮮有報道用于鞏膜厚度的測量,多用于眼球形狀的研究。
2 高度近視鞏膜厚度與相關因素的關系
2.1 測量部位
已有研究表明,不同部位鞏膜厚度存在明顯的差異。組織學研究顯示,后極部鞏膜最厚,其次為視神經鞘外附近的鞏膜,而赤道部鞏膜最薄。隨著OCT技術的發展,后極部鞏膜厚度得以更為深入細致的研究。Ellabban等[15]對中心凹及距中心凹2000 μm的旁中心凹鞏膜厚度的研究發現,中心凹處鞏膜平均厚度為(518.6±97.6)μm,旁中心凹處鞏膜厚度介于277.2~360.3 μm,差異存在統計學意義。另外,旁中心凹上方和下方的鞏膜較鼻側薄。Maruko等[17]研究發現,中心凹下鞏膜較中心凹外3000 μm處鞏膜厚。 Ohno-Matsui等[18]研究發現,中心凹下鞏膜較中心凹外3000 μm處的顳側、上方和下方鞏膜厚,但是較中心凹外3000 μm處的鼻側鞏膜薄。目前,運用OCT測量后極部鞏膜的研究報道較少,各研究納入的樣本量也較少,且各研究結果之間存在一定的差異,有待更進一步的研究。
2.2 AL
AL增加是高度近視發生發展的重要因素。Hayashi等[14]認為高度近視鞏膜厚度與AL無明顯關系。除此之外,目前已有的臨床研究多認為鞏膜厚度與AL呈負相關。Maruko等[17]研究發現,鞏膜厚度與AL、年齡呈輕度負相關,與脈絡膜厚度呈輕度正相關。Vurgese等[10]利用組織學測量的方法,發現AL<26 mm組后極部、視神經鞘外、后極部-赤道部中點以及赤道部鞏膜較AL>26 mm組厚,但角鞏膜緣和鋸齒緣處鞏膜厚度差異則無統計學意義。提示隨AL增長,鞏膜變薄可能主要發生在赤道部至后極部,并且越接近后極部,AL越長。Shen等[11]研究方法和結論與Vurgese等[10]相似,不同的是AL<26 mm組角鞏膜緣處鞏膜厚度較AL>26 mm組厚。Ren等[24]通過組織學測量發現視神經管附近鞏膜及視神經鞘外的鞏膜厚度隨AL增長變薄。由于人高度近視眼球標本多采集于近視發生后多年,很難追蹤研究高度近視發生發展過程中鞏膜組織發生的變化,因此目前該研究還是以動物學研究為主,其病理生理學機制還有待進一步研究。
2.3 后鞏膜葡萄腫
目前研究認為伴有后鞏膜葡萄腫患者鞏膜厚度更薄,并且后鞏膜葡萄腫高度與鞏膜厚度呈負向關聯。Hayashi等[14]研究發現,中心凹下鞏膜平均厚度與上方后鞏膜葡萄腫高度、鼻側后鞏膜葡萄腫高度以及后鞏膜葡萄腫高度的平均值均呈負相關。進一步研究顯示,后鞏膜葡萄腫高度的平均值與鞏膜厚度關系最為密切。Maruko等[17]研究發現,伴和不伴有后鞏膜葡萄腫的高度近視患者中心凹下鞏膜厚度平均值分別為(294±92)、(362±146)μm,差異具有統計學意義。Ohno-Matsui等[18]采用SS-OCT對272例高度近視患者的患眼進行掃描,57.0%患眼在SS-OCT掃描的12個方向上均能觀察到中心凹處鞏膜后界,而36.9%的患眼在任何掃描方向上均不能觀察到鞏膜后界,兩者后鞏膜葡萄腫發生率分別為100.0%和57.8%,差異有統計學意義。提示后鞏膜葡萄腫與鞏膜厚度呈負相關關系。目前,針對高度近視鞏膜厚度與后鞏膜葡萄腫關系的研究較少,后鞏膜葡萄腫隨年齡增長所發生的變化鮮有報道,由此導致的鞏膜厚度改變未見報道,各型后鞏膜葡萄腫、各級后鞏膜葡萄腫與鞏膜厚度的關系也未見研究報道。
2.4 年齡
目前高度近視鞏膜厚度與年齡相關研究結果尚不一致。Hayashi等[14]認為鞏膜厚度與年齡無關。Maruko等[17]則認為中心凹處鞏膜厚度與年齡呈輕度正相關。Ohno-Matsui等[18]研究發現,SS-OCT在各個方向上均能觀察到鞏膜后界者與各個方向均不能觀察到鞏膜后界者相比年齡更大。由于鞏膜后界能否用SS-OCT觀察與鞏膜厚度密切相關,因此可以認為鞏膜厚度與年齡有關,具體還有待進一步研究。Ellabban等[25]發現具有圓頂狀黃斑的高度近視患者中心凹下鞏膜厚度在2年后明顯變薄,并且這種變薄是不均勻的,中心凹處平均每年減少5.6 μm,旁中心凹上方、下方及顳側平均每年減少10.0~12.0μm,旁中心凹鼻側平均每年減少5.8 μm,其中前兩者差異具有統計學意義。高度近視鞏膜厚度是否與年齡相關,鞏膜厚度的改變速度是否大于正常同齡人,鞏膜厚度隨年齡的改變是否會加速病理性近視的發生,還需要在現有研究的基礎上開展大規模、多中心的長期隨訪研究。
2.5 其他因素
Hayashi等[14]研究認為,鞏膜厚度與最佳矯正視力、屈光度、中心凹下視網膜厚度和脈絡膜厚度等因素無關。Ohno-Matsui等[18]采用SS-OCT研究發現,在12個掃描方向上均能觀察到鞏膜后界的患眼與各個方向均不能觀察到鞏膜后界患眼相比,前者屈光度更偏于負值、AL更長、視網膜厚度更薄,差異均有統計學意義。目前,高度近視鞏膜厚度與上述方面的關系缺少系統性研究,已有的研究結論也不盡一致,有待深入研究。