引用本文: 田勤, 史大鵬, 張艷秋, 郭慧麗, 徐曉娜. 糖尿病視網膜病變眼動脈磁共振血管造影的初步結果分析. 中華眼底病雜志, 2018, 34(4): 343-347. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2018.04.007 復制
糖尿病視網膜病變(DR)主要病理特點為眼底動脈硬化而致視網膜血供障礙,而眼底動脈供血主要源于眼動脈;既往眼動脈彩色多普勒檢查發現,DR患者眼球后血流呈低流速、低流量和高阻力型改變[1]。但超聲影像難于顯示眼動脈外形,不利于前后比較。數字減影血管造影雖可直觀顯示眼動脈,但屬于有創檢查,一般不作為常規檢查;CT血管造影(CTA)雖可無創顯示眼動脈全程[2],但CTA存在X線輻射及碘對比劑的應用,亦非理想檢查方法。磁共振血管造影(MRA)依據成像原理抑制掃描范圍內靜止的背景組織信號,使掃描范圍以外的血液在流入掃描范圍內過程中,流入增強效應在無輻射無需對比劑的情況下顯示出目標血管形態[3]。我們對一組DR患者進行了眼動脈MRA檢查,觀察DR患者眼動脈MRA血管形態改變及其與熒光素眼底血管造影(FFA)表現的關系。現將結果報道如下。
1 對象和方法
本研究獲醫院倫理委員會審核;患者均知情并簽署同意書。
2013年7月至2014年9月我院檢查確診的DR患者36例72只眼(DR組)納入研究。均為初診患者,未接受過眼底激光光凝治療,無影響視力及眼底觀察的疾病(如角膜疾病、白內障、玻璃體異常等)。患者中,男性21例42只眼;女性15例30只眼。年齡32~72歲,平均年齡55.2歲。DR病程1個月~26年,平均DR病程7.56年。其中,病程<10年13例,10~15年15例,15~20年5例,>20年3例。空腹血糖5.6~8.9 mmol/L。視力光感~1.0。血壓無異常。均行視力、裂隙燈顯微鏡、眼動脈MRA、彩色眼底照相、FFA檢查;MRA與眼底檢查時間間隔≤3 d。同時行眼動脈CTA檢查12例24只眼。選取同期年齡、性別匹配的健康志愿者22名作為對照組。其中,男性 13名,女性9名。年齡25~73歲,平均年齡54.8歲;視力或矯正視力均大于≥1.0。無高血壓、糖尿病病史,無影響眼部血供的其他病變。均行眼動脈MRA檢查,其中同時行眼動脈CTA檢查5名10只眼。
采用德國Siemens公司Trio Tim 3.0T超導磁共振成像系統行眼動脈MRA檢查。檢查前行眼眶常規MRI掃描,排除眶內病變。受檢者頭正位和盡量保持眼球固定,在矢狀位像進行定位;掃描中心對準視神經并與之平行,采用快速擾相掃描序列;掃描參數:重復時間TR=23 ms,回波時間TE=4.47 ms,視野20 cm×20 cm,反轉角flip angle=18°,激勵次數NEX=2,掃描層厚0.29 mm,層間重復掃描30%。在磁共振影像后處理工作站行3D 最大密度投影(MIP)顯示眼動脈。
采用美國通用電氣公司GE Light speed VCT 64排螺旋CT行眼動脈CTA檢查。掃描范圍主動脈弓至顱頂,層厚5.000 mm,層間隔5.000 mm,螺距0.984,重建層厚0.625 mm;平掃管電壓80 kV,增強時管電壓120 kV。以 5 ml/s速率高壓注射器團注碘對比劑60 ml。在后處理工作站行眼動脈MIP、骨減影后重建眼動脈。
采用德國Heidelberg公司眼底血管造影儀HRA2行FFA檢查。10%熒光素鈉5 ml于10 s內迅速注入肘靜脈,動態觀察視網膜血管充盈過程,采集后極部中心凹圖像后隨即采集周邊視網膜圖像。
眼動脈MRA、CTA由2名專職影像醫師各自獨立判斷,并分別記錄判定結果;然后將各自判定結果相互對照,對結果判斷不一致者共同讀片取得一致。根據眼動脈顯影狀況和外形改變將MRA、CTA表現分為0級、Ⅰ級和Ⅱ級等3個等級。0級:無異常,眼動脈主干及主要分支(鼻背動脈和淚腺動脈)顯影良好,走行自然,無狹窄及中斷;Ⅰ級:輕度病變,眼動脈主干及其主要分支(鼻背動脈和淚腺動脈)顯影淺淡、管壁變硬,或眼動脈主干顯影、眼動脈分支顯影中斷或不顯影;Ⅱ級:明顯病變,眼動脈主干血管狹窄、僵硬或中斷,伴或不伴有主要分支(鼻背動脈和淚腺動脈)不顯影。
FFA檢查結果由2名眼底病專業醫師各自獨立判斷,方法同MRA。根據國際臨床DR分級標準[4]和臨床實際,將DR FFA分為:無明顯病變期,眼底無明顯病變;背景期,眼底有微動脈瘤,沒有無灌注區;增生前期,眼底有微動脈瘤,以及大小不一的無灌注區;增生期,眼底除有上述異常表現外,還有大團樣強熒光和遮蔽熒光。
采用SPSS17.0軟件行統計分析。DR組眼動脈MRA、CTA分級之間的一致性分析采用Kappa檢驗;參照文獻[5]標準,Kappa值定義如下:<0,一致性極差;0.00~0.20,一致性微弱;0.21~0.40,一致性弱;0.41~0.60,中度一致性;0.61~0.80,高度一致性;0.81~1.00,一致性極強。DR組患眼與對照組受檢眼MRA之間的差異性采用單向有序R×C列表資料的秩和檢驗(Mann-Whitney U檢驗);眼動脈MRA分級與FFA分期之間的關系采用雙向有序屬性相同資料的Spearson相關分析。P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
對照組44只眼中,眼動脈MRA 0級41只眼(93.2%);Ⅰ級3只眼(6.8%),其中鼻背動脈和淚腺動脈顯影淺淡2只眼,鼻背動脈顯影中斷1眼。行眼動脈CTA檢查的10只眼均為0級(圖1)。

DR組72只眼中,眼動脈MRA 0級28只眼(38.9%);Ⅰ級28只眼(38.9%),其中眼動脈主干及其主要分支(鼻背動脈和淚腺動脈)顯影淺淡、外形變硬(圖2A)12只眼,眼動脈主干顯影正常、分支顯影中斷或不顯影14只眼;Ⅱ級16只眼(22.2%),其中眼動脈狹窄、僵硬伴分支顯影淺淡10只眼,分支顯影中斷或不顯影(圖2B)4只眼,眼動脈主干及其主要分支均不顯影2只眼。行CTA檢查的24只眼中,0級13只眼;Ⅰ級6只眼,其中眼動脈主干及其主要分支(鼻背動脈和淚腺動脈)顯影淺淡、管壁變硬(圖3A)4只眼,眼動脈主干顯影正常、分支不顯影2只眼;Ⅱ級5只眼,其中眼動脈主干伴分支明顯狹窄、僵硬(圖3B)3只眼,表現為眼動脈主干顯影分支不顯影2只眼。DR組眼動脈MRA、CTA分級一致性分析,Kappa值=0.86,一致性極強(表1)。DR組眼動脈MRA與對照組眼動脈MRA不同分級眼數比較,差異有統計學意義(Z=?5.74,P=0.000)。



DR組72只眼中,FFA無明顯病變期、背景期、增生前期、增生期分別為8、12、22、30只眼。 相關性分析結果顯示,DR組眼動脈MRA分級與FFA分期呈顯著相關性(r=0.405,P=0.000);分級比較顯示DR組FFA分期越重,眼動脈MRA顯影越差(表2,圖4)。


3 討論
MRA在無輻射,無需對比劑應用的情況下通過血管內血液流動所致流入增強效應可以使血管顯影。MRA這一特點使得許多合并微血管并發癥如糖尿病腎病患者中得以安全有效開展。
DR主要病理改變為視網膜缺血性改變,FFA是診斷DR的主要方法之一;DR病理改變始于微血管及毛細血管網,主要為基底膜增厚、管腔狹窄閉塞,眼動脈等大血管結構受累相對較晚[6]。導致血管并發癥的因素(大血管和微血管)一部分具有一致性,如晚期糖基化終末產物以及過度的氧化應激壓力。在大血管循環中,靶細胞包括內皮細胞和血管平滑肌細胞;在微循環中,靶細胞包括內皮細胞和周細胞。由此把大血管病變和微血管病變結合統一起來[7]。由于視網膜動脈供血主要源于眼動脈,探討MRA對眼動脈的成像價值有助于全面了解DR的病理變化。
本組研究結果顯示,DR組、對照組CTA、MRA兩者的一致性較高,說明MRA可以用于觀察眼動脈改變。對照組眼動脈MRA未見異常者為93.2%,而DR組眼動脈MAR無異常者為38.9%;正常人和DR患者眼動脈表現在MRA圖像上存在一定差異。DR組眼動脈MRA正常(0級)和輕度異常(Ⅰ級)者各為38.9%,明顯異常(Ⅱ級)者為22.2%;多數DR患者眼動脈MRA所示異常程度并不明顯,僅少數DR患者眼動脈表現明顯異常,且主要集中在增生前期DR和增生期DR患者,即FFA分期越重,眼動脈MRA顯影越差;DR患者眼動脈與FFA分期相關分析表明,兩者呈現較高的一致性,即眼動脈MRA表現可在一定程度上反映DR程度;其結果也間接認證了超聲檢查顯示DR患者眼動脈存在血流異常[1, 8, 9]。值得指出的是超聲是通過血流改變發現眼動脈的異常,而MRA則是通過形態學改變發現眼動脈異常。相比較而言,MRA在對血管顯影的過程中遇到血管走行轉彎角度大或者管腔局部狹窄時,血流各部分流速不一致而形成湍流或渦流,體素失相位導致部分血流信號消失從而得到血管充盈不全或者夸大血管狹窄程度的情況。眼動脈的解剖特點為走行較平直,避免了由于解剖原因所致血管顯影不佳的情況,很大程度上支持眼動脈本身管腔通常不良才能導致眼動脈MRA顯影欠佳。采用MRA行眼動脈造影,目前只是嘗試階段,因此必須注意眼動脈的成像質量。Zhang等[10]、李剛等[11]研究結果顯示Phase-contrast 3D-TOF MRA技術可清楚顯示健康人眼動脈及其主要分支。本研究為改善3D-TOF MRA的成像質量,通過3.0T MR設備最薄的層厚并增大層間重復掃描率,顯示眼動脈及其主要分支(內側鼻背動脈和外側淚腺動脈),雖然絕大多數受檢者都取得了滿意成像效果,但仍有6.8%的受檢者顯影不佳。分析其原因可能與技術因素有關,眼動脈MRA仍有待改進之處。
另外,眼動脈是頸內動脈第一個分支,有研究報道,當頸內動脈長期阻塞或重度狹窄時會導致眼部缺血的癥狀[12]。李瑞等[13]研究表明,當CTA提示頸內動脈重度狹窄時眼部超聲眼動脈、視網膜中央動脈及睫狀后動脈會表現出有意義的血流動力學改變。本研究所有受檢者MRA及CTA掃描范圍內所顯示頸內動脈顱內段均未見嚴重狹窄的情況。本研究對掃描范圍以外頸內動脈情況未涉及,留待后續全面研究頸內動脈、眼動脈、眼底動脈的顯影關系。張億倬等[14]有關動脈硬化超聲所見與危險因子及年齡的相關性分析表明,危險因子中糖尿病與動脈硬化的關系最大。這與本研究將2型糖尿病作為危險因素對眼動脈硬化及眼底微血管情況的影響的結果是一致的。
本研究存在一定的局限性,眼動脈屬于小動脈,直徑通常不超過2 mm[15-17],采用3D-TOF MRA成像,血管成像的程度和質量仍然會受到磁共振多種技術因素的影響,一定程度上影響研究結果;納入觀察的DR患者以及DR患者行MRA和CTA對照的樣本量均較少,有待于擴大樣本量深入研究。
糖尿病視網膜病變(DR)主要病理特點為眼底動脈硬化而致視網膜血供障礙,而眼底動脈供血主要源于眼動脈;既往眼動脈彩色多普勒檢查發現,DR患者眼球后血流呈低流速、低流量和高阻力型改變[1]。但超聲影像難于顯示眼動脈外形,不利于前后比較。數字減影血管造影雖可直觀顯示眼動脈,但屬于有創檢查,一般不作為常規檢查;CT血管造影(CTA)雖可無創顯示眼動脈全程[2],但CTA存在X線輻射及碘對比劑的應用,亦非理想檢查方法。磁共振血管造影(MRA)依據成像原理抑制掃描范圍內靜止的背景組織信號,使掃描范圍以外的血液在流入掃描范圍內過程中,流入增強效應在無輻射無需對比劑的情況下顯示出目標血管形態[3]。我們對一組DR患者進行了眼動脈MRA檢查,觀察DR患者眼動脈MRA血管形態改變及其與熒光素眼底血管造影(FFA)表現的關系。現將結果報道如下。
1 對象和方法
本研究獲醫院倫理委員會審核;患者均知情并簽署同意書。
2013年7月至2014年9月我院檢查確診的DR患者36例72只眼(DR組)納入研究。均為初診患者,未接受過眼底激光光凝治療,無影響視力及眼底觀察的疾病(如角膜疾病、白內障、玻璃體異常等)。患者中,男性21例42只眼;女性15例30只眼。年齡32~72歲,平均年齡55.2歲。DR病程1個月~26年,平均DR病程7.56年。其中,病程<10年13例,10~15年15例,15~20年5例,>20年3例。空腹血糖5.6~8.9 mmol/L。視力光感~1.0。血壓無異常。均行視力、裂隙燈顯微鏡、眼動脈MRA、彩色眼底照相、FFA檢查;MRA與眼底檢查時間間隔≤3 d。同時行眼動脈CTA檢查12例24只眼。選取同期年齡、性別匹配的健康志愿者22名作為對照組。其中,男性 13名,女性9名。年齡25~73歲,平均年齡54.8歲;視力或矯正視力均大于≥1.0。無高血壓、糖尿病病史,無影響眼部血供的其他病變。均行眼動脈MRA檢查,其中同時行眼動脈CTA檢查5名10只眼。
采用德國Siemens公司Trio Tim 3.0T超導磁共振成像系統行眼動脈MRA檢查。檢查前行眼眶常規MRI掃描,排除眶內病變。受檢者頭正位和盡量保持眼球固定,在矢狀位像進行定位;掃描中心對準視神經并與之平行,采用快速擾相掃描序列;掃描參數:重復時間TR=23 ms,回波時間TE=4.47 ms,視野20 cm×20 cm,反轉角flip angle=18°,激勵次數NEX=2,掃描層厚0.29 mm,層間重復掃描30%。在磁共振影像后處理工作站行3D 最大密度投影(MIP)顯示眼動脈。
采用美國通用電氣公司GE Light speed VCT 64排螺旋CT行眼動脈CTA檢查。掃描范圍主動脈弓至顱頂,層厚5.000 mm,層間隔5.000 mm,螺距0.984,重建層厚0.625 mm;平掃管電壓80 kV,增強時管電壓120 kV。以 5 ml/s速率高壓注射器團注碘對比劑60 ml。在后處理工作站行眼動脈MIP、骨減影后重建眼動脈。
采用德國Heidelberg公司眼底血管造影儀HRA2行FFA檢查。10%熒光素鈉5 ml于10 s內迅速注入肘靜脈,動態觀察視網膜血管充盈過程,采集后極部中心凹圖像后隨即采集周邊視網膜圖像。
眼動脈MRA、CTA由2名專職影像醫師各自獨立判斷,并分別記錄判定結果;然后將各自判定結果相互對照,對結果判斷不一致者共同讀片取得一致。根據眼動脈顯影狀況和外形改變將MRA、CTA表現分為0級、Ⅰ級和Ⅱ級等3個等級。0級:無異常,眼動脈主干及主要分支(鼻背動脈和淚腺動脈)顯影良好,走行自然,無狹窄及中斷;Ⅰ級:輕度病變,眼動脈主干及其主要分支(鼻背動脈和淚腺動脈)顯影淺淡、管壁變硬,或眼動脈主干顯影、眼動脈分支顯影中斷或不顯影;Ⅱ級:明顯病變,眼動脈主干血管狹窄、僵硬或中斷,伴或不伴有主要分支(鼻背動脈和淚腺動脈)不顯影。
FFA檢查結果由2名眼底病專業醫師各自獨立判斷,方法同MRA。根據國際臨床DR分級標準[4]和臨床實際,將DR FFA分為:無明顯病變期,眼底無明顯病變;背景期,眼底有微動脈瘤,沒有無灌注區;增生前期,眼底有微動脈瘤,以及大小不一的無灌注區;增生期,眼底除有上述異常表現外,還有大團樣強熒光和遮蔽熒光。
采用SPSS17.0軟件行統計分析。DR組眼動脈MRA、CTA分級之間的一致性分析采用Kappa檢驗;參照文獻[5]標準,Kappa值定義如下:<0,一致性極差;0.00~0.20,一致性微弱;0.21~0.40,一致性弱;0.41~0.60,中度一致性;0.61~0.80,高度一致性;0.81~1.00,一致性極強。DR組患眼與對照組受檢眼MRA之間的差異性采用單向有序R×C列表資料的秩和檢驗(Mann-Whitney U檢驗);眼動脈MRA分級與FFA分期之間的關系采用雙向有序屬性相同資料的Spearson相關分析。P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
對照組44只眼中,眼動脈MRA 0級41只眼(93.2%);Ⅰ級3只眼(6.8%),其中鼻背動脈和淚腺動脈顯影淺淡2只眼,鼻背動脈顯影中斷1眼。行眼動脈CTA檢查的10只眼均為0級(圖1)。

DR組72只眼中,眼動脈MRA 0級28只眼(38.9%);Ⅰ級28只眼(38.9%),其中眼動脈主干及其主要分支(鼻背動脈和淚腺動脈)顯影淺淡、外形變硬(圖2A)12只眼,眼動脈主干顯影正常、分支顯影中斷或不顯影14只眼;Ⅱ級16只眼(22.2%),其中眼動脈狹窄、僵硬伴分支顯影淺淡10只眼,分支顯影中斷或不顯影(圖2B)4只眼,眼動脈主干及其主要分支均不顯影2只眼。行CTA檢查的24只眼中,0級13只眼;Ⅰ級6只眼,其中眼動脈主干及其主要分支(鼻背動脈和淚腺動脈)顯影淺淡、管壁變硬(圖3A)4只眼,眼動脈主干顯影正常、分支不顯影2只眼;Ⅱ級5只眼,其中眼動脈主干伴分支明顯狹窄、僵硬(圖3B)3只眼,表現為眼動脈主干顯影分支不顯影2只眼。DR組眼動脈MRA、CTA分級一致性分析,Kappa值=0.86,一致性極強(表1)。DR組眼動脈MRA與對照組眼動脈MRA不同分級眼數比較,差異有統計學意義(Z=?5.74,P=0.000)。



DR組72只眼中,FFA無明顯病變期、背景期、增生前期、增生期分別為8、12、22、30只眼。 相關性分析結果顯示,DR組眼動脈MRA分級與FFA分期呈顯著相關性(r=0.405,P=0.000);分級比較顯示DR組FFA分期越重,眼動脈MRA顯影越差(表2,圖4)。


3 討論
MRA在無輻射,無需對比劑應用的情況下通過血管內血液流動所致流入增強效應可以使血管顯影。MRA這一特點使得許多合并微血管并發癥如糖尿病腎病患者中得以安全有效開展。
DR主要病理改變為視網膜缺血性改變,FFA是診斷DR的主要方法之一;DR病理改變始于微血管及毛細血管網,主要為基底膜增厚、管腔狹窄閉塞,眼動脈等大血管結構受累相對較晚[6]。導致血管并發癥的因素(大血管和微血管)一部分具有一致性,如晚期糖基化終末產物以及過度的氧化應激壓力。在大血管循環中,靶細胞包括內皮細胞和血管平滑肌細胞;在微循環中,靶細胞包括內皮細胞和周細胞。由此把大血管病變和微血管病變結合統一起來[7]。由于視網膜動脈供血主要源于眼動脈,探討MRA對眼動脈的成像價值有助于全面了解DR的病理變化。
本組研究結果顯示,DR組、對照組CTA、MRA兩者的一致性較高,說明MRA可以用于觀察眼動脈改變。對照組眼動脈MRA未見異常者為93.2%,而DR組眼動脈MAR無異常者為38.9%;正常人和DR患者眼動脈表現在MRA圖像上存在一定差異。DR組眼動脈MRA正常(0級)和輕度異常(Ⅰ級)者各為38.9%,明顯異常(Ⅱ級)者為22.2%;多數DR患者眼動脈MRA所示異常程度并不明顯,僅少數DR患者眼動脈表現明顯異常,且主要集中在增生前期DR和增生期DR患者,即FFA分期越重,眼動脈MRA顯影越差;DR患者眼動脈與FFA分期相關分析表明,兩者呈現較高的一致性,即眼動脈MRA表現可在一定程度上反映DR程度;其結果也間接認證了超聲檢查顯示DR患者眼動脈存在血流異常[1, 8, 9]。值得指出的是超聲是通過血流改變發現眼動脈的異常,而MRA則是通過形態學改變發現眼動脈異常。相比較而言,MRA在對血管顯影的過程中遇到血管走行轉彎角度大或者管腔局部狹窄時,血流各部分流速不一致而形成湍流或渦流,體素失相位導致部分血流信號消失從而得到血管充盈不全或者夸大血管狹窄程度的情況。眼動脈的解剖特點為走行較平直,避免了由于解剖原因所致血管顯影不佳的情況,很大程度上支持眼動脈本身管腔通常不良才能導致眼動脈MRA顯影欠佳。采用MRA行眼動脈造影,目前只是嘗試階段,因此必須注意眼動脈的成像質量。Zhang等[10]、李剛等[11]研究結果顯示Phase-contrast 3D-TOF MRA技術可清楚顯示健康人眼動脈及其主要分支。本研究為改善3D-TOF MRA的成像質量,通過3.0T MR設備最薄的層厚并增大層間重復掃描率,顯示眼動脈及其主要分支(內側鼻背動脈和外側淚腺動脈),雖然絕大多數受檢者都取得了滿意成像效果,但仍有6.8%的受檢者顯影不佳。分析其原因可能與技術因素有關,眼動脈MRA仍有待改進之處。
另外,眼動脈是頸內動脈第一個分支,有研究報道,當頸內動脈長期阻塞或重度狹窄時會導致眼部缺血的癥狀[12]。李瑞等[13]研究表明,當CTA提示頸內動脈重度狹窄時眼部超聲眼動脈、視網膜中央動脈及睫狀后動脈會表現出有意義的血流動力學改變。本研究所有受檢者MRA及CTA掃描范圍內所顯示頸內動脈顱內段均未見嚴重狹窄的情況。本研究對掃描范圍以外頸內動脈情況未涉及,留待后續全面研究頸內動脈、眼動脈、眼底動脈的顯影關系。張億倬等[14]有關動脈硬化超聲所見與危險因子及年齡的相關性分析表明,危險因子中糖尿病與動脈硬化的關系最大。這與本研究將2型糖尿病作為危險因素對眼動脈硬化及眼底微血管情況的影響的結果是一致的。
本研究存在一定的局限性,眼動脈屬于小動脈,直徑通常不超過2 mm[15-17],采用3D-TOF MRA成像,血管成像的程度和質量仍然會受到磁共振多種技術因素的影響,一定程度上影響研究結果;納入觀察的DR患者以及DR患者行MRA和CTA對照的樣本量均較少,有待于擴大樣本量深入研究。