引用本文: 朱秋健, 畢明超, 趙萍, 許采蓮, 吳雪, 梁娟, 朱曼輝, 馬烈, 宋鄂. 2型糖尿病患者糖化血紅蛋白水平對黃斑區微循環影響的定量分析. 中華眼底病雜志, 2019, 35(1): 8-14. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2019.01.003 復制
糖尿病視網膜病變(DR)發生與視網膜血管密度(VD)、長度的減少及黃斑無血管區(FAZ)改變具有密切聯系[1-6]。糖化血紅蛋白(HbA1c)是DR的獨立危險因素[7],并長期作為血糖管理的“金標準”及預測DR發生和進展的重要指標[8-10]。但目前HbA1c與眼底微循環改變的相關性研究尚少。OCT血管成像(OCTA)是觀察眼底血管形態的非侵入性新技術,分辨率高,可清晰顯示視網膜血管的三維形態,使得對于視網膜微循環的精確量化成為可能[11-13]。為此,我們采用OCTA對一組2型糖尿病(T2DM)患者黃斑區進行了檢測,初步分析HbA1c的控制水平對黃斑區微循環的影響。現將結果報道如下。
1 對象和方法
橫斷面研究。本研究通過蘇州大學附屬理想眼科醫院倫理委員會審核;遵守赫爾辛基宣言;患者均獲知情并簽署書面同意。2017年9~12月蘇州大學附屬理想眼科醫院DR防治小組對蘇州市姑蘇區白塔社區普查時發現的T2DM患者124例124只眼納入研究。其中,男性59例59只眼,女性65例65只眼;均為單眼。年齡39~85歲,平均年齡(65.06±7.99)歲。糖尿病病程1~42年,平均糖尿病病程(9.58±6.59)年。患者均符合T2DM診斷標準[14-15]。
所有患者均行BCVA、裂隙燈顯微鏡、散瞳后直接檢眼鏡、標準7視野眼底彩色照相、OCT、OCTA以及HbA1c、血壓檢查。詳細記錄患者糖尿病病史、高血壓病史、血脂異常病史。BCVA檢查采用國際標準視力表,記錄時換算為logMAR視力。患者高血壓病程0~54年,平均高血壓病程(8.49±10.59)年。高血脂病程0~19年,平均高血脂病程(0.89±2.81)年。平均收縮壓(140.48±17.77)mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),平均舒張壓(79.67±10.27)mmHg。
納入標準:(1)標準7視野眼底彩色照相及散瞳后直接檢眼鏡檢查均明確未見微動脈瘤、滲出等其他與DR相關的眼底病變;(2)等效球鏡度數?6.00~+2.00 D;(3) 雙眼符合標準者,選取OCTA成像質量更佳眼;(4)圖像信號強度≥6[3]。排除標準:(1)1型糖尿病或其他類型糖尿病者;(2)任意一只眼已發生DR者;(2)既往有眼部外傷、手術史以及青光眼、玻璃體疾病、葡萄膜炎、老年性黃斑病變等視網膜疾病者;(3)圖像信號強度<6[3]。
參照文獻[14]標準,將患者分為HbA1c控制理想組(A組,HbA1c<7%)、HbA1c控制一般組(B組,7%≤HbA1c≤9%)、HbA1c控制不佳組(C組,HbA1c>9%),分別為67、44、13例。3組患者間年齡、性別構成、BCVA比較,差異均無統計學意義(P>0.05);HbA1c比較,差異有統計學意義(P<0.05)(表1)。

采用美國Carl Zeiss公司Cirrus OCTA儀行黃斑區OCTA檢查。所有檢查均由第一作者操作完成。光源波長840 nm,掃描速度68 000幀/s,分辨率5 μm。開啟Fast Trace模式以實時追蹤眼位。掃描范圍3 mm×3 mm,深度2 mm。采用系統默認分層即視網膜淺層(SRL)、視網膜深層(DRL)。將內界膜至RPE層上110 μm定義為內層視網膜。其中,70%作為SRL,包含視神經纖維層和節細胞層;30%作為DRL,主要包含內核層[3]。所采集的圖像進行血流灌注和黃斑無血管區分析。血流灌注分析參照Kim等[2, 16]的量化策略,以黃斑無血管區制定一個全局閾值,高于閾值即認為血流信號。具體方法先通過AOI模塊預設直徑為100像素的圓圈,將圈置于黃斑無血管區內(圖1A),分析圈內的信噪比可得到背景閾值,重復3次,盡量將圈置于無血管區的不同區域;圖像進行二值化處理得到黑白圖(圖1B),計算圖中白色像素數占圖像總像素數的百分比,即為VD。使用Image J軟件分析黃斑區3 mm范圍內未分層視網膜(NRL)、SRL、DRL的VD和血管骨架密度(SD)。參照Krawitz等[4]方法分析SRL的黃斑FAZ面積、非圓度指數(AI)、軸率(AR)。AI=FAZ周長/等面積標準圓周長。AR=最佳擬合橢圓長軸/最佳擬合橢圓短軸。

采用SPSS18.0軟件行統計分析。計量資料以均數±標準差(
)表示。3組患眼間年齡、BCVA、HbA1c及OCTA各指標的差異分析采用單因素方差分析;組間兩兩比較采用LSD-t檢驗。HbA1c、BCVA與NRL、SRL、DRL的VD、SD之間的相關性分析采用Spearman相關性檢驗;全身因素與上述指標的相關性采用線性回歸分析。P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
A、B、C組患眼NRL、SRL、DRL的VD、SD以及AR比較,差異有統計學意義(P<0.05);FAZ、AI比較,差異無統計學意義(P>0.05)(表2,3)。




組間兩兩比較結果顯示,NRL的VD、SD比較,A組與B、C組、B組與C組差異有統計學意義(P<0.05)。SRL的VD、SD比較,A組與B、C組差異有統計學意義(P<0.05);B組與C組差異無統計學意義(P>0.05)。DRL的VD、SD比較,A組與B組SD差異有統計學意義(P<0.05),A組與C組VD、SD差異有統計學意義;A組與B組VD、A組與C組VD、SD差異無統計學意義(P>0.05)。A、B組AR與C組比較,差異有統計學意義(P<0.05);A組AR與B組比較,差異無統計學意義(P>0.05)。A組BCVA與C組比較,差異有統計學意義(P<0.05);A組與B組、B組與C組BCVA比較,差異無統計學意義(P<0.05)。FAZ、AI兩兩比較,差異均無統計學意義(P>0.05)(表4)。

線性回歸分析結果顯示,HbA1c與NRL、SRL、DRL的VD、SD呈顯著相關(P<0.05);與FAZ、AI、AR無相關(P>0.05)。年齡與NRL、SRL的VD、SD呈弱相關(P<0.05)。糖尿病病程、高血壓病程、高血脂病程、收縮壓、舒張壓與NRL、SRL、DRL的VD、SD均無相關(P>0.05)(表5,6)。


Spearman相關性分析結果顯示,HbA1c與NRL、SRL、DRL的VD、SD均呈負相關(P<0.05); 與FAZ、BCVA呈正相關(P<0.05)(表7,圖2)。BCVA與NRL、SRL、DRL的VD、SD均呈負相關(P<0.05);與FAZ無相關(P=0.275)(表7)。


3 討論
OCTA是近年出現的影像技術,實現了無造影劑的視網膜血管三維重建;因其具有極高的分辨率,從而使得所采集的圖像可被精確量化分析,且具有較高的可重復性及精確性[17]。其量化指標可分為兩類:一類為血流灌注,包括VD和長度的測量分析[16, 18];另一類為黃斑無血管區,包括FAZ面積、AI、AR [19-20]。本研究涵蓋了上述兩大類指標,對OCTA圖像的分析較為全面。
本研究結果發現,僅有HbA1c與黃斑區VD呈顯著相關,可能提示如果HbA1c控制良好,糖尿病患者或可長期保持良好的黃斑區血流灌注。而DR的發生發展與黃斑區VD的減少以及黃斑無血管區改變有密切聯系[2-3]。因此,HbA1c管理對于DR的預防與控制有重要意義。此外,年齡與黃斑區VD呈弱相關,但本研究3組患者間年齡差異無統計學意義。因此不會對結果產生重大影響。
HbA1c是一種非酶糖化的血紅蛋白,反應過去8~12周平均血糖水平[21]。既往研究認為HbA1c水平是微血管并發癥的重要決定性風險因素,嚴格HbA1c管理能極大降低該并發癥的發生[10]。然而,近期有學者認為HbA1c與VD及FAZ并無明顯相關性[3]。本研究結果顯示,3組患者間VD、VL和AR差異均有統計學意義,說明HbA1c的控制水平無論對于微血管本身或是黃斑無血管區形態均有影響。此外,A組患眼NRL、SRL、CRL的VD、SD均高于C組,而SD均高于B組;B組患眼NRL的VD、SD亦高于C組。說明理想的HbA1c管理(<7%)可伴隨良好的眼底微循環灌注狀態,且即便是一般的HbA1c管理(7%≤HbA1c≤9%)也較控制不佳者(HbA1c>9%)擁有相對良好的血流灌注。相關性分析結果顯示,HbA1c與所有黃斑區血流灌注指標均呈顯著負相關,特別是與NRL的血流狀態有較強的相關性,且與FAZ呈正相關。上述結果說明隨著HbA1c升高,視網膜血液灌注量將會減少。此結論與Durbin等[3]的研究結果并不一致,其原因可能因樣本量差異或樣本選取策略的不同而導致。
黃斑區血流灌注對于DR的發展及視力損害至關重要,新生血管和累及中心凹的黃斑水腫均與血流灌注減少及滲漏增加有關[2, 22-23]。由此我們可推論,HbA1c升高伴隨的視網膜血流灌注量下降,可能是導致T2DM患者DR的發生及進展的重要因素。此外,既往研究結果已證實AR是DR進展的重要指標[4]。本研究結果發現,A、B組患眼AR均顯著低于C組。上述結果再次證明良好的HbA1c管理十分必要,即使無法穩定至理想水平,也應盡量控制在9%以內。
BCVA與多數血流灌注指標均有相關性,其中與DRL的VD、SD相關性最強。說明深層視網膜的血流灌注狀態與視力之間聯系較為緊密,雙極細胞對于視覺的作用及相關機制早已被證實[24],近來也有研究表明水平細胞的的多個功能方面對視覺處理至關重要[25]。此兩類細胞的胞體均位于內核層,而內核層主要由深層視網膜血流供應,這或許是BVCA與深層視網膜血流灌注狀態相關性較強的原因。
此外,本研究發現各類指標在NRL的差異顯著性要高于DRL,其原因可能由于NRL所包含的血流信息較為全面,而DRL由于所處位置較深,易受到上方血流信號即偽影的影響,即使有智能偽影消除技術,仍會對結果產生一定干擾[2]。而在各類指標當中,我們認為SD的準確性較高,因為線條化的圖像使較大血管的直徑與毛細血管的直徑正常化,消除了血管大小對視網膜灌注測量的影響,且偽影、噪點等影響因素對于長度的干擾較小[2],即使在DRL中,依然可以檢測出A、B兩組的差異。因此,SD是一項較為優秀的檢測指標,與既往文獻報道結果相符[2-3, 26]。
本研究存在一定局限性。首先,DRL血流圖的偽影對于測量的影響無法完全消除,且目前尚無理想解決方案[2]。其次,本研究觀察范圍是黃斑中心凹3 mm×3 mm,而DR的病變部位可位于全視網膜;因此在后期研究中會增加6 mm×6 mm甚至更大掃描范圍的量化研究。最后,對于納入研究對象眼別的選擇策略為成像質量較好的眼,這雖然是國際上較為常用的做法[27],但是依然存在一定的選擇偏倚。
糖尿病視網膜病變(DR)發生與視網膜血管密度(VD)、長度的減少及黃斑無血管區(FAZ)改變具有密切聯系[1-6]。糖化血紅蛋白(HbA1c)是DR的獨立危險因素[7],并長期作為血糖管理的“金標準”及預測DR發生和進展的重要指標[8-10]。但目前HbA1c與眼底微循環改變的相關性研究尚少。OCT血管成像(OCTA)是觀察眼底血管形態的非侵入性新技術,分辨率高,可清晰顯示視網膜血管的三維形態,使得對于視網膜微循環的精確量化成為可能[11-13]。為此,我們采用OCTA對一組2型糖尿病(T2DM)患者黃斑區進行了檢測,初步分析HbA1c的控制水平對黃斑區微循環的影響。現將結果報道如下。
1 對象和方法
橫斷面研究。本研究通過蘇州大學附屬理想眼科醫院倫理委員會審核;遵守赫爾辛基宣言;患者均獲知情并簽署書面同意。2017年9~12月蘇州大學附屬理想眼科醫院DR防治小組對蘇州市姑蘇區白塔社區普查時發現的T2DM患者124例124只眼納入研究。其中,男性59例59只眼,女性65例65只眼;均為單眼。年齡39~85歲,平均年齡(65.06±7.99)歲。糖尿病病程1~42年,平均糖尿病病程(9.58±6.59)年。患者均符合T2DM診斷標準[14-15]。
所有患者均行BCVA、裂隙燈顯微鏡、散瞳后直接檢眼鏡、標準7視野眼底彩色照相、OCT、OCTA以及HbA1c、血壓檢查。詳細記錄患者糖尿病病史、高血壓病史、血脂異常病史。BCVA檢查采用國際標準視力表,記錄時換算為logMAR視力。患者高血壓病程0~54年,平均高血壓病程(8.49±10.59)年。高血脂病程0~19年,平均高血脂病程(0.89±2.81)年。平均收縮壓(140.48±17.77)mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),平均舒張壓(79.67±10.27)mmHg。
納入標準:(1)標準7視野眼底彩色照相及散瞳后直接檢眼鏡檢查均明確未見微動脈瘤、滲出等其他與DR相關的眼底病變;(2)等效球鏡度數?6.00~+2.00 D;(3) 雙眼符合標準者,選取OCTA成像質量更佳眼;(4)圖像信號強度≥6[3]。排除標準:(1)1型糖尿病或其他類型糖尿病者;(2)任意一只眼已發生DR者;(2)既往有眼部外傷、手術史以及青光眼、玻璃體疾病、葡萄膜炎、老年性黃斑病變等視網膜疾病者;(3)圖像信號強度<6[3]。
參照文獻[14]標準,將患者分為HbA1c控制理想組(A組,HbA1c<7%)、HbA1c控制一般組(B組,7%≤HbA1c≤9%)、HbA1c控制不佳組(C組,HbA1c>9%),分別為67、44、13例。3組患者間年齡、性別構成、BCVA比較,差異均無統計學意義(P>0.05);HbA1c比較,差異有統計學意義(P<0.05)(表1)。

采用美國Carl Zeiss公司Cirrus OCTA儀行黃斑區OCTA檢查。所有檢查均由第一作者操作完成。光源波長840 nm,掃描速度68 000幀/s,分辨率5 μm。開啟Fast Trace模式以實時追蹤眼位。掃描范圍3 mm×3 mm,深度2 mm。采用系統默認分層即視網膜淺層(SRL)、視網膜深層(DRL)。將內界膜至RPE層上110 μm定義為內層視網膜。其中,70%作為SRL,包含視神經纖維層和節細胞層;30%作為DRL,主要包含內核層[3]。所采集的圖像進行血流灌注和黃斑無血管區分析。血流灌注分析參照Kim等[2, 16]的量化策略,以黃斑無血管區制定一個全局閾值,高于閾值即認為血流信號。具體方法先通過AOI模塊預設直徑為100像素的圓圈,將圈置于黃斑無血管區內(圖1A),分析圈內的信噪比可得到背景閾值,重復3次,盡量將圈置于無血管區的不同區域;圖像進行二值化處理得到黑白圖(圖1B),計算圖中白色像素數占圖像總像素數的百分比,即為VD。使用Image J軟件分析黃斑區3 mm范圍內未分層視網膜(NRL)、SRL、DRL的VD和血管骨架密度(SD)。參照Krawitz等[4]方法分析SRL的黃斑FAZ面積、非圓度指數(AI)、軸率(AR)。AI=FAZ周長/等面積標準圓周長。AR=最佳擬合橢圓長軸/最佳擬合橢圓短軸。

采用SPSS18.0軟件行統計分析。計量資料以均數±標準差(
)表示。3組患眼間年齡、BCVA、HbA1c及OCTA各指標的差異分析采用單因素方差分析;組間兩兩比較采用LSD-t檢驗。HbA1c、BCVA與NRL、SRL、DRL的VD、SD之間的相關性分析采用Spearman相關性檢驗;全身因素與上述指標的相關性采用線性回歸分析。P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
A、B、C組患眼NRL、SRL、DRL的VD、SD以及AR比較,差異有統計學意義(P<0.05);FAZ、AI比較,差異無統計學意義(P>0.05)(表2,3)。




組間兩兩比較結果顯示,NRL的VD、SD比較,A組與B、C組、B組與C組差異有統計學意義(P<0.05)。SRL的VD、SD比較,A組與B、C組差異有統計學意義(P<0.05);B組與C組差異無統計學意義(P>0.05)。DRL的VD、SD比較,A組與B組SD差異有統計學意義(P<0.05),A組與C組VD、SD差異有統計學意義;A組與B組VD、A組與C組VD、SD差異無統計學意義(P>0.05)。A、B組AR與C組比較,差異有統計學意義(P<0.05);A組AR與B組比較,差異無統計學意義(P>0.05)。A組BCVA與C組比較,差異有統計學意義(P<0.05);A組與B組、B組與C組BCVA比較,差異無統計學意義(P<0.05)。FAZ、AI兩兩比較,差異均無統計學意義(P>0.05)(表4)。

線性回歸分析結果顯示,HbA1c與NRL、SRL、DRL的VD、SD呈顯著相關(P<0.05);與FAZ、AI、AR無相關(P>0.05)。年齡與NRL、SRL的VD、SD呈弱相關(P<0.05)。糖尿病病程、高血壓病程、高血脂病程、收縮壓、舒張壓與NRL、SRL、DRL的VD、SD均無相關(P>0.05)(表5,6)。


Spearman相關性分析結果顯示,HbA1c與NRL、SRL、DRL的VD、SD均呈負相關(P<0.05); 與FAZ、BCVA呈正相關(P<0.05)(表7,圖2)。BCVA與NRL、SRL、DRL的VD、SD均呈負相關(P<0.05);與FAZ無相關(P=0.275)(表7)。


3 討論
OCTA是近年出現的影像技術,實現了無造影劑的視網膜血管三維重建;因其具有極高的分辨率,從而使得所采集的圖像可被精確量化分析,且具有較高的可重復性及精確性[17]。其量化指標可分為兩類:一類為血流灌注,包括VD和長度的測量分析[16, 18];另一類為黃斑無血管區,包括FAZ面積、AI、AR [19-20]。本研究涵蓋了上述兩大類指標,對OCTA圖像的分析較為全面。
本研究結果發現,僅有HbA1c與黃斑區VD呈顯著相關,可能提示如果HbA1c控制良好,糖尿病患者或可長期保持良好的黃斑區血流灌注。而DR的發生發展與黃斑區VD的減少以及黃斑無血管區改變有密切聯系[2-3]。因此,HbA1c管理對于DR的預防與控制有重要意義。此外,年齡與黃斑區VD呈弱相關,但本研究3組患者間年齡差異無統計學意義。因此不會對結果產生重大影響。
HbA1c是一種非酶糖化的血紅蛋白,反應過去8~12周平均血糖水平[21]。既往研究認為HbA1c水平是微血管并發癥的重要決定性風險因素,嚴格HbA1c管理能極大降低該并發癥的發生[10]。然而,近期有學者認為HbA1c與VD及FAZ并無明顯相關性[3]。本研究結果顯示,3組患者間VD、VL和AR差異均有統計學意義,說明HbA1c的控制水平無論對于微血管本身或是黃斑無血管區形態均有影響。此外,A組患眼NRL、SRL、CRL的VD、SD均高于C組,而SD均高于B組;B組患眼NRL的VD、SD亦高于C組。說明理想的HbA1c管理(<7%)可伴隨良好的眼底微循環灌注狀態,且即便是一般的HbA1c管理(7%≤HbA1c≤9%)也較控制不佳者(HbA1c>9%)擁有相對良好的血流灌注。相關性分析結果顯示,HbA1c與所有黃斑區血流灌注指標均呈顯著負相關,特別是與NRL的血流狀態有較強的相關性,且與FAZ呈正相關。上述結果說明隨著HbA1c升高,視網膜血液灌注量將會減少。此結論與Durbin等[3]的研究結果并不一致,其原因可能因樣本量差異或樣本選取策略的不同而導致。
黃斑區血流灌注對于DR的發展及視力損害至關重要,新生血管和累及中心凹的黃斑水腫均與血流灌注減少及滲漏增加有關[2, 22-23]。由此我們可推論,HbA1c升高伴隨的視網膜血流灌注量下降,可能是導致T2DM患者DR的發生及進展的重要因素。此外,既往研究結果已證實AR是DR進展的重要指標[4]。本研究結果發現,A、B組患眼AR均顯著低于C組。上述結果再次證明良好的HbA1c管理十分必要,即使無法穩定至理想水平,也應盡量控制在9%以內。
BCVA與多數血流灌注指標均有相關性,其中與DRL的VD、SD相關性最強。說明深層視網膜的血流灌注狀態與視力之間聯系較為緊密,雙極細胞對于視覺的作用及相關機制早已被證實[24],近來也有研究表明水平細胞的的多個功能方面對視覺處理至關重要[25]。此兩類細胞的胞體均位于內核層,而內核層主要由深層視網膜血流供應,這或許是BVCA與深層視網膜血流灌注狀態相關性較強的原因。
此外,本研究發現各類指標在NRL的差異顯著性要高于DRL,其原因可能由于NRL所包含的血流信息較為全面,而DRL由于所處位置較深,易受到上方血流信號即偽影的影響,即使有智能偽影消除技術,仍會對結果產生一定干擾[2]。而在各類指標當中,我們認為SD的準確性較高,因為線條化的圖像使較大血管的直徑與毛細血管的直徑正常化,消除了血管大小對視網膜灌注測量的影響,且偽影、噪點等影響因素對于長度的干擾較小[2],即使在DRL中,依然可以檢測出A、B兩組的差異。因此,SD是一項較為優秀的檢測指標,與既往文獻報道結果相符[2-3, 26]。
本研究存在一定局限性。首先,DRL血流圖的偽影對于測量的影響無法完全消除,且目前尚無理想解決方案[2]。其次,本研究觀察范圍是黃斑中心凹3 mm×3 mm,而DR的病變部位可位于全視網膜;因此在后期研究中會增加6 mm×6 mm甚至更大掃描范圍的量化研究。最后,對于納入研究對象眼別的選擇策略為成像質量較好的眼,這雖然是國際上較為常用的做法[27],但是依然存在一定的選擇偏倚。