【摘要】 研究表明青光眼的视网膜神经纤维层(retinal nerve fiber layer，RNFL)损害早于视野改变。视网膜神经纤维层结构性损害的检测是青光眼早期诊断的重要手段。现代激光及计算机技术可以作为青光眼监测的有效方式。本文对OCT和SLP在RNFL定量检测方面的临床研究进展情况进行了综述。
【关键词】 光学相干断层成像；偏振激光扫描；视网膜神经纤维层
Research advance in quantification of the retinal nerve fiber layer thickness with optical coherence tomography and scanning laser polarimeter
Dong Cao, XiangGe He, Ting Liu, Qiang Sun
Department of Ophthalmology, Daping Hospital, the Third Military Medical University, Chongqing 400042, China
Correspondence to:XiangGe He.Department of Ophthalmology, Daping Hospital, the Third Military Medical University, Chongqing 400042, China. [email protected]
AbstractIt had been shown in many studies that glaucomatous retinal nerve fiber layer (RNFL) damage could be observed and measured even in the absence of perimetric abnormalities. Detection of the damage of RNFL is one of the important methods to diagnose glaucoma earlier. Measurement of retinal nerve with advanced techniques of laser and computer can produce accurate and reproducible results and it is available to detect glaucomatous progression. This article aims to review the research advance in quantification of the retinal nerve fiber layer thickness with optical coherence tomography and scanning laser polarimeter.
KEYWORDS: retinal nerve fiber layer; optical coherence tomography; scanning laser polarimeter
0引言
青光眼是一类以视网膜神经节细胞及其轴突的丧失为特征的视神经病变[13]。鉴别青光眼的结构性和功能性改变对青光眼的早期诊断和治疗及监测其临床进程非常重要。
一般的青光眼诊断标准是以视盘的形态及标准自动视野检查为依据的。然而，临床上可见的视杯改变表示已有数千视网膜神经节细胞轴突的丧失，依靠这种改变来评估青光眼损害的敏感性相对较低[4]。而且，有研究表明在标准自动视野检测出现异常表现之前已有30%50%的视网膜神经节细胞的丧失[5]。短波长自动视野检查和倍频技术有较高的假阳性率，其特异性较低，致使许多可疑青光眼和正常人不必要的长期治疗。因此，视功能检测不适于作为早期青光眼诊断和开始治疗的实用标准[4]。
视乳头(optic nerve head，ONH)和视网膜神经纤维层(retinal nerve fiber layer，RNFL)的结构性改变常常出现于青光眼性无色[67]或蓝黄[8]视野缺损发生之前。常用的检眼镜眼底检查、裂隙灯眼底镜、眼底照像术等对视盘、RNFL等结构的形态学改变的评价在临床实践中发挥了重要作用，具有临床应用广泛，操作简便，获取信息量大而直观等优点。但是，正常人ONH的大小和形态差异很大[9]，通过ONH的表现来发现青光眼视神经损害的难度较大。而且，这些常规检查的结果不可避免的受到检查者的经验、受检者的屈光间质状况等因素的影响，即使是有经验的检查者[10，11]也有不一致，鉴别青光眼与正常眼的敏感性不高[7]，且不能准确定量检测RNFL厚度，不能及时检测出其细微性改变。加之目前尚缺乏青光眼视神经早期改变的金标准，从而影响了RNFL检查在青光眼的早期诊断及随访时发挥应有的作用。
1定量检测RNFL的主要方法
近年来，现代激光及计算机技术的进步为ONH和RNFL的定量检测提供了新的方法，它们具有客观、快速、重复性好的特点，可以作为青光眼监测的有效方式[1215]。目前应用于临床的视神经定量检测的主要设备有以下几类：(1)眼底立体照相及计算机图像处理，对所获取的视盘及RNFL的影像，在计算机立体观测系统下人工勾画视盘、视杯边界，进行相关参数的测量。其优点是临床应用性强，提供的信息全，缺点是其结果的客观性不及以下检测方法[16]。(2)共焦激光扫描仪(confocal scanning laser ophthal moscope，CSLO),主要有德国海德堡生产的HRT和美国激光诊断分司生产的TopSS。(3)偏振激光检测仪(scanning laser polarimetry，SLP，NFA，GDx，GDxVCC)。(4)光学相干断层成像仪( optical coherence tomography, OCT)。(5)视网膜厚度分析仪(retinal thickness analysis, RTA)。已有研究中，眼底照相图像分析和CSLO以视乳头检测居多，而RNFL的研究多采用SLP，OCT，RTA[17]。
下面重点介绍近年来OCT，SLP的发展、原理及其在RNFL定量检测方面的研究和应用情况。
2光学相干断层扫描仪的原理及其定量检测RNFL的应用情况
2.1OCT原理
OCT采用近红外光(OCT3的波长为820nm)扫描视网膜时，不同组织界面会产生不同的光反射强度和时间延迟，利用干涉测定仪测定近红外光返回脉冲的延迟和强度变化的关系，由计算机系统对不同反射强度用不同的伪彩色进行标记和处理，形成高分辨率活体组织的OCT横断面图像，通过计算机系统的进一步处理，可以得到组织特征性相关数据。
2.2OCT临床研究及应用
第三代OCT(StratusOCT，Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA)及其RNFL正常参考值已先后于2002和2003年经FDA获准应用。与OCT1和OCT2的10～15μm轴向分辨率相比，StratusOCT的轴向分辨率为8～10μm，其视盘周围3.4mmRNFL环形扫描点由100个增加至256～768个(不同扫描程序，其扫描点数量不同)[4]，断层扫描像素增加了4倍[17]。
先前采用分辨率较低的OCT检测青光眼的研究结果，其敏感度和特异度差异明显。这些研究是在不同样本，用不同标准界定异常的情况下进行的，所以很难对其进行横向比较。对OCT资料的主观解释可能是其敏感度和特异度报导范围大的原因[4]。Pieroth等[18]对19例青光眼和14例正常人的研究结果显示：OCT1发现局限性RNFL缺损的敏感度仅65%，特异度为81%。Zangwill等[19]对41例早、中期青光眼和50例正常人RNFL的OCT1检测结果进行分析，特异度为90%时，5点位敏感度最高(71%)。Bowd等[20]对42例青光眼和38例正常人RNFL的OCT2检测结果进行分析，特异度为92%时，下方象限厚度、6点、7点位厚度的敏感度最高均为79%。
OCT3的应用研究也愈加深入。Budenz等[4]采用StratusOCT对109例正常人和63例青光眼(轻度18例、中度21例、重度24例)的研究结果显示：对伴视野缺损的青光眼患者用Stratus OCT3检测RNFL的敏感度和特异度都很好,他们分析了钟点位、象限位及全周平均值共17个厚度参数，最好的诊断参数可能为一个或一个以上钟点位或象限异常低于5%水平(敏感度为89%，特异度为92%和95%)。Manassakorn等[21]的一项用OCT3的快速RNFL厚度扫描和快速视盘扫描的相关参数鉴别青光眼的对比研究显示：7点位和下方象限RNFL厚度，以及垂直杯盘比的ROC曲线下面积最大，联合下方象限RNFL厚度和垂直杯盘比诊断青光眼的误诊率最小(6.2%)，他们认为OCT3的快速视盘参数与快速RNFL厚度参数对青光眼的诊断效能相当，联合分析这些指标可以提高诊断效能。
用OCT检测RNFL的结果来评估青光眼的方法尚未在临床广泛应用的主要原因在于其检测结果有较高的假阳性率(特异度低)。对RNFL的OCT参数的规律性特征及年龄、近视性屈光等因素对RNFL检测结果的影响程度进行进一步探讨，提高其诊断指标的敏感性及特异性，将有利于提高OCT检测在青光眼早期诊断、鉴别诊断及随访中的诊断效能和可靠性。
3偏振激光检测仪的原理及其定量检测RNFL的应用情况
3.1 SLP原理
偏振激光检测仪(SLP)也称视神经分析仪(nerve fiber analyzer,NFA)，其新机型简称GDx，基本原理是偏振光通过双折射介质时产生可测量的与介质厚度相称的偏振延迟[2225]。GDx测量RNFL厚度是基于RNFL具有双折射性质，平行排列的RNF反射光的延迟值与RNFL组织厚度测量值呈线性关系[22]。GDx采用相互垂直的两束偏振激光(780nm)扫描RNFL，RNFL的微管是平行排列的，平行于RNFL排列的光反射比垂直于RNFL的光反射快，通过敏感的探测器可准确记录两束光反射回来的时间，两者反射的时间差称偏振延迟值，通过测量RNFL的偏振延迟值来反映RNFL的厚度。
3.2SLP临床研究及应用
许多研究显示[14,15,19,20,2629]：正常眼与青光眼RNFL偏振延迟值的差异显著，并且偏振延迟值与视野丧失有很好的相关性。但是，RNFL不是眼内唯一的具双折射性质的结构，角膜、黄斑部的Henle纤维、晶状体组织也都有双折射性质[30]。第一代GDx用固定的角膜补偿(FCC)来矫正前节双折射的影响，但正常人与青光眼的角膜双折射轴和强度差异很大[3133]，这必然会影响到GDxFCC的检测结果的敏感度和特异度。为了中和角膜双折射对RNFL厚度检测的影响，目前最新的商用偏光仪GDxVCC具有对眼前节双折射进行可变的角膜补偿功能。有研究表明，与GDxFCC相比，GDxVCC可显著提高结构检查与功能检查的联系[3440]，提高与其它成像技术的一致性[35,41]，提高对青光眼的诊断效能[4244]。
研究表明：GDx测量人眼RNFL重复性好[36，41，43，44]，区别正常人与青光眼的敏感度和特异度分别为72%～78%和56%～92%[35,4549]。Mojon[50]采用GDx对28例正常人的RNFL参数进行分析显示GDx检测可疑青光眼的早期青光眼性改变特异度较低(64%)与参数选择不当有关。Mohammadi等[51]对106例无视野缺损的可疑青光眼的纵向研究中，有16例(10%)在随访1.7～3.6(平均2.7)a时出现了视野损害，144例随访3.5～4.1(平均3.8)a没有出现视野损害。他们的随访指标有GDx参数、眼内压、垂直杯盘比、眼底立体照相、角膜厚度、视野(standard automated perimetry，SAP)。他们的研究显示：RNFL的GDx检测可独立性预测可能发生的视野缺损。
4评价及展望
相对较早的RNFL定量检测技术具有明显的技术缺陷，如：GDx(GDxFCC)对眼前节的补偿设置还不能完全中和角膜和晶状体的双折射作用，OCT1，2检测分辨率不足、缺乏正常数据库等。故此，其诊断效能不高。有学者认为[52]，各种RNFL成像技术(无赤光RNFL照相，HRT，SLP，OCT，RTA等)对于早、中期青光眼的定量检测并不比有经验的眼科专家评估视乳头照相 (optic nerve head photographs, ONHP)所得到的定性结论优越，但联合应用这些技术可大大提高诊断效能(ROC曲线下面积可达0.99)。
Mitslberger等[53]也认为，HRT，SLP(GDx)及OCT均不能有效区分SAP和SWAP检测结果均为阴性的OHT和正常人的视盘及RNFL的异常(P>0.15)。
但近几年来，新型ONH和RNFL的定量检测方法在技术上有了明显进步，如：GDxVCC具有对眼前节双折射进行可变的角膜补偿功能，中和了角膜双折射对RNFL厚度检测的影响；OCT3分辨率有了明显提高，并已建立了正常成人数据库。所以，评价定量检测技术的作用不能停留在先前的认识上。目前，RNFL定量检测的研究主要集中在技术更新后新机型的临床应用研究、如何提高RNFL定量检测在青光眼早期诊断效能等方面。Park等[54]的研究显示：用OCT测得的平均RNFL厚度为HRT制定一个新的理想参考平面，特别是对视盘倾斜眼，可以提高HRT对早期青光眼的诊断能力。Leung等[55]用StratusOCT和 GDxVCC对27例正常人、21例可疑青光眼、41例青光眼进行检测，通过比较所得的RNFL全周平均厚度和12个钟点位厚度鉴别可疑青光眼和青光眼的ROC曲线下面积，来比较两种检测方法对青光眼的鉴别能力。他们的研究结果显示；两种方法测得的RNFL厚度值不同，但具有显著相关性，用 GDxVCC和StratusOCT检测青光眼性RNFL缺损同样有效[56,57]。Medeiros等[58]对年龄相似的107例有青光眼性视野损害者和76例健康受试者进行GDxVCC，HRT II，Stratus OCT检测后，对成像质量好的75例青光眼和66例正常眼的检测数据进行统计分析，结果显示：3种检测方法各自的最佳诊断参数(GDxVCC的神经纤维指数，StratusOCT的下方象限RNFL厚度，HRTⅡ的线性判别函数)的ROC曲线下面积和在高特异度下的敏感度差异不显著，计算似然比可以为临床医师利用这些技术诊断青光眼提供更多的信息。
当然，现有定量检测方法的技术还需完善，在RNFL定量检测方面，这些方法对正常人和早期青光眼RNFL的检测结果还有一定的重叠范围，还没有建立青光眼早期诊断及视神经监测的理想参数[17]，等，这也正是这些定量检测技术将需要面对和解决的问题。
[1] [2] 下一页 |
