脉络膜血管指数(CVI)是血管腔面积与脉络膜总面积的比值,既可以反应出脉络膜内血管成分的改变,又可作为后续治疗效果的观察指标。CVI是一种新的生物测量工具,正在逐渐被应用于各种眼部疾病的脉络膜结构观测中。在中心性浆液性脉络膜视网膜病变、息肉样脉络膜血管病变、老年性黄斑变性、糖尿病视网膜病变等病理生理机制研究、疾病进程监测和疗效评估中具有巨大应用前景。了解CVI在各种眼部疾病中的研究进展,可为CVI的临床研究提供参考。
引用本文: 孙功鹏, 陈长征. 脉络膜血管指数在眼底疾病中的应用研究现状及进展. 中华眼底病杂志, 2020, 36(11): 897-901. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20190827-00265 复制
脉络膜由基质和血管组成,供应外层视网膜血流,是身体中具有最高血流量的组织之一[1],在各种眼底疾病发病机制中的作用已得到广泛研究。脉络膜成像传统时域OCT难以实现,而频域OCT增强深度成像(EDI-OCT)技术能够使脉络膜成像更为清晰[2]。目前研究主要通过中心凹下脉络膜厚度(SFCT)对脉络膜变化进行评估,然而SFCT受到多种生理因素影响,并且变异性较大[3],与各种眼底疾病的相关性研究结果也不尽相同。脉络膜血管指数(CVI)是脉络膜图像处理后所得脉络膜血管腔面积(LA)与脉络膜总面积(TCA)的比值,既可以反映出脉络膜内血管成分的改变,又可作为后续治疗效果的观察指标。目前已广泛应用于中心性浆液性脉络膜视网膜病变(CSC)、息肉样脉络膜血管病变(PCV)、老年性黄斑变性(AMD)、糖尿病视网膜病变(DR)等眼部疾病的脉络膜结构观测。CVI未来有可能弥补SFCT的不足,成为脉络膜结构研究的重要评估指标。现就近年有关健康人群及眼底疾病患者CVI的研究作一综述。
1 CVI概述
EDI-OCT能够较为清晰地对脉络膜结构进行成像[2]。Sonoda等[4]于2014年首先在既往研究的基础上提出将RPE层与巩膜层内界间的EDI-OCT图像二值化,以测量LA和基质面积(SA),二值化处理后黑色像素区域代表LA,白色像素区域代表SA,LA与SA之和为TCA,将LA除以TCA得到LA/TCA,利用LA/TCA量化分析脉络膜灌注情况。Agrawal等[3]对上述测量方法做出了改进,并将其命名为CVI。虽无明确证据表明二值化后黑白区域分别代表血管腔和基质,但早期研究结果和大量临床经验观察结果提示其可靠性[5-6]。目前有关CVI的研究多数通过Image J软件的Niblack自动本地阈值工具对脉络膜图像进行二值化处理。CVI的计算方法主要有两种,Sonoda等[4]先选择测量区域,并且采集3个脉络膜大血管的平均亮度对图像进行调整,然后再对图像进行二值化处理。Agrawal等[7]则先对整个图像进行二值化处理,略去图像亮度调整,选择测量区域图像后直接进行二值化处理。前者在标准化图像上存在优势,但同时存在手动提取图像灰度值引起的人为误差;后者具有定位脉络膜边界更准确且操作简捷耗时短的优势。此外,CVI的测量需选择一定测量区域。Agrawal等[8]发现健康人群单次中心凹下脉络膜所测CVI即可代表健康人群中的黄斑总脉络膜CVI。而针对不同疾病影响脉络膜区域可能不同,需要对测量区域做出一定的选择,目前尚无统一标准。
2 CVI在健康人群中的应用
Sonoda等[4]研究中20只健康眼其中心凹下1500 μm宽脉络膜区域CVI平均值为65.4%。Agrawal等[3]对345只健康眼同一区域测得的CVI平均值为(65.61±2.33)%。而且SFCT与眼轴长度、眼压、年龄、LA等显著相关;与多数生理变量无关,仅受SFCT影响且变异系数远小于SFCT。由于CVI受生理因素影响较SFCT小,并且表现出更小的变异性,故CVI是研究脉络膜结构更加可靠的评估指标。
3 CVI在眼底疾病中的应用
多种疾病可引起脉络膜结构的病理性改变。CSC与PCV为脉络膜增厚谱系疾病[9],成为研究者关注的热点。这一指数同时也被应用到其他脉络膜疾病的研究,拓展了CVI的应用价值。
3.1 CSC
CSC存在脉络膜血管功能障碍,ICGA可以观察到脉络膜高通透性及血管扩张[10]。有研究者发现急性CSC患眼及其对侧眼CVI相对于健康人群显著升高。积液吸收后CSC的CVI与健康人群的差异无统计学意义[7, 11]。急性CSC患眼CVI高提示其脉络膜血管扩张,脉络膜处于高灌注状态。对侧眼脉络膜CVI较高说明其脉络膜可能也在逐渐扩张。临床工作中应同时观察CSC患者双眼脉络膜结构的变化。
CSC并发脉络膜新生血管(CNV)较为少见。Kim等[12]回顾性分析发现CSC并发CNV的患眼CVI与SFCT均显著低于未并发CNV的CSC患眼,表明其脉络膜灌注显著降低。CNV患眼中CVI降低可能提示潜在脉络膜缺血促进CNV的发生,CVI可能是预测和早期诊断CSC患者发生CNV的有效指标。
基于以上研究,研究者通过CVI评估CSC治疗效果。Rasheed等[13]发现CSC患眼视网膜激光光凝治疗与假光凝治疗后视力均明显提高,而光凝治疗前后SFCT和CVI差异无统计学意义,即脉络膜结构未发生显著改变,提示急性CSC患眼早期光凝治疗其疗效不佳。近期Park等[14]发现CSC患眼半剂量光动力疗法(PDT)和半剂量、半能量PDT治疗后CVI差异有显著统计学意义,半剂量、半能量PDT治疗效果可能稍差。由于受到样本选择偏倚、样本少及随访时间短的局限,未来还需要进一步研究确定半剂量、半能量PDT治疗CSC的效果。上述研究结果表明,CVI变化或可有效评估CSC发展趋势,可能是CSC早期诊断、病程监测及疗效评估的有效指标。未来CVI可能在CSC的研究和临床应用中发挥更大作用。
3.2 PCV
PCV以异常分支状脉络膜血管网及其末梢血管扩张为主要特征,其脉络膜增厚、血管扩张及通透性增加[15]。多项研究表明,PCV患者CVI与健康人群相比显著降低[16-18],其血流可能因血管渗漏显著下降。Liu等[16]通过CVI对PCV发病机制进行研究,发现PCV患眼伴脉络膜血管通透性过高(CVH)者,CVI和SFCT均显著高于无CVH者。这提示两种PCV亚型之间脉络膜血管分布显著不同。CVI在由CVH区分的PCV亚型间的显著差异可以拓宽对PCV发病机制的理解,并可指导临床选择针对性治疗方案以取得更好疗效。
由于PCV和渗出型AMD临床表现存在较多重叠,关于两者是同一疾病的不同亚型还是两种独立疾病尚无定论[19]。有研究者对其CVI进行了研究。Bakthavatsalam等[17]观察发现,PCV患眼与渗出型AMD患眼间CVI差异无统计学意义,但PCV患眼LA显著升高,渗出型AMD患眼LA较低。两种疾病脉络膜形态结构存在显著差异。其差异可以提高临床对其两种疾病发病机制的认知。上述研究结果表明,CVI可以为探讨PCV发生的病理生理机制提供有用信息。
3.3 AMD
AMD患眼黄斑部脉络膜毛细血管常发生退行性改变[19]。Koh等[20]发现,与健康人群比较,AMD患眼CVI显著降低。AMD患眼CVI降低可能是潜在脉络膜缺血表现,而脉络膜缺血可能是CNV形成的原因。Bakthavatsalam等[17]、Wei等[21]研究结果同样支持脉络膜缺血在渗出型AMD发病机制中的潜在作用。Invernizzi等[22]发现,随着疾病进展,渗出型AMD伴活动性CNV组患眼CVI显著升高,非活动性CNV组患眼CVI无明显变化。CVI值的变化或许能在渗出型AMD患眼出现临床表现之前预测其CNV的发展和复发。
另有研究者通过CVI对AMD治疗后脉络膜结构变化进行观察。Sonoda等[4]发现,渗出渗出型AMDAMD患眼PDT治疗后SA、LA与CVI均显著下降,CVI下降提示LA的下降幅度大于SA的下降幅度,结果对应了PDT对新生血管的阻塞作用。CVI未来可能是辅助评估PDT治疗效果的有效指标。Ting等[18]前瞻性观察行玻璃体腔注射抗VEGF药物和(或)PDT初始治疗的118例AMD患者和PCV患者在12个月内脉络膜结构的变化,发现治疗后患者CVI整体保持不变,但高基线组CVI显著降低,低基线组CVI逐渐升高。这表明AMD和PCV患者治疗后脉络膜结构变化依据基线脉络膜血管分布而异,其可能存在不同的发病机制和脉络膜重塑过程,其中的机制有待进一步研究。以上研究结果表明,CVI可以为AMD发病机制的研究提供信息,并且可能具有评估AMD病程发生发展、提示CNV活动性和辅助评估治疗效果的能力。
3.4 DR
DR是糖尿病微血管病变中最严重的并发症之一。虽然DR主要表现为内层视网膜血流减少,但富含血管的脉络膜发生的微血管病变也不容忽视[23]。Endo等[24]发现,糖尿病患者CVI显著低于健康人群,而且随糖尿病病程延长,CVI持续下降。Tan等[25]研究结论与之相似,且其发现DR患眼CVI显著低于无糖尿病无DR者。Kim等[26]、Gupta等[27]进一步发现DR患眼CVI随DR进展逐渐下降。以上研究结果表明,DR发生前,随糖尿病病程发展,机体可能已经通过缩窄或闭合脉络膜血管以降低脉络膜血流,进而影响外层视网膜血供。糖尿病患者在发生DR的过程中脉络膜灌注继续降低,DR程度加重继续损伤脉络膜血管,减低脉络膜血流。脉络膜血管系统性缺血可能是糖尿病患者眼底病变发生发展的重要原因。增生型DR(PDR)患者CVI显著低于其他DR阶段,提示其脉络膜显著缺血可能是新生血管产生的原因[26]。为进一步了解DR的发生机制,Kim等[28]进一步研究发现,2型糖尿病患者全身动脉硬化程度和CVI显著相关。这提示糖尿病患者动脉硬化可能直接影响视网膜和脉络膜微血管,或全身性动脉硬化和眼部微血管改变在糖尿病中具有相同的病理过程。Okamoto等[29]发现,糖尿病黄斑水肿已行全视网膜激光光凝(PRP)组与未行PRP组患眼间基线CVI差异无统计学意义,但已行PRP组患眼TCA、LA和SFCT显著降低;玻璃体腔注射雷珠单抗(IVR)后,未行PRP组患眼CVI显著降低,已行PRP组患眼CVI无显著变化。此结果表明PRP不仅改变了糖尿病黄斑水肿患者脉络膜结构,还改变了脉络膜对IVR的反应。
作为一种非侵入性指标,CVI在DR脉络膜灌注的监测中展现出极大潜能。不仅可以分析糖尿病患者病程中脉络膜形态结构的变化,评估其是否可能发生视网膜病变;还可监测DR发展进程,帮助临床选择合适的治疗方案,以及随访中治疗效果的评估。未来CVI很有可能在DR诊治、病程监测和疗效评估中发挥极大的临床应用价值。
3.5 葡萄膜炎
脉络膜作为葡萄膜的组成部分,在眼内发生炎症时常受累[30]。葡萄膜炎中Vogt-小柳-原田(VKH)综合征是研究者关注的热点。有文献报道,VKH综合征患者CVI较健康人群显著升高,糖皮质激素治疗后CVI显著下降,但仍高于健康人群[31-32]。Kawano等[33]、Liu等[34]等研究结果亦发现VKH综合征患者CVI显著高于健康人群,但CVI在糖皮质激素治疗后显著上升,与上述研究结果存在差异。其原因可能是由于各研究选取的年龄阶段和样本量的大小以及地区、种族的差异性不同所致。基于结果的差异,不同研究者对CVI变化的解释也各有不同。未来需进一步研究以明确VKH综合征患者发病与治疗过程中CVI的变化,并探究其中的机制。
针对其他葡萄膜炎的CVI研究较少。Agrawal等[35]发现全葡萄膜炎患者CVI显著高于健康人群,且随着病情的恢复,CVI降低。全葡萄膜炎患者脉络膜血流处于高灌注状态,CVI可能是监测全葡萄膜炎进展的有效工具。该研究组学者同时发现,与健康人群比较,结核性脉络膜视网膜炎患者基线SFCT升高,CVI降低;OCT血管成像(OCTA)显示无灌注区,随病变愈合,SFCT与CVI进一步降低[36]。这提示该病活动期间脉络膜灌注减低,愈合过程中毛细血管与基质可能进一步萎缩。Kim等[37]发现,急性人类白细胞抗原-B27相关性葡萄膜炎患眼及对侧眼脉络膜厚度和CVI均显著升高。结果提示该病脉络膜增厚与脉络膜高灌注状态可能有关。目前对葡萄膜炎CVI的研究有限,尚不能系统地对这些疾病有更进一步的认识,但CVI通过提示脉络膜灌注损害情况对这些疾病的评估已展现出极大潜能。这表明CVI可能会为未来对葡萄膜炎的监测带来极大的便利。
3.6 病理性近视(PM)
PM常出现脉络膜大血管狭窄和缺失、脉络膜毛细血管闭塞[38]。脉络膜循环系统的改变可能在PM退行性改变中起重要作用。Alshareef等[39]发现,与健康人群比较,PM患者SA与SFCT显著降低,LA及CVI差异无统计学意义。因此,PM患者中心凹下脉络膜变薄可能主要与脉络膜基质减少有关。CNV是PM的严重并发症。Ng等[40]发现,PM-CNV患者抗VEGF药物治疗12个月后脉络膜厚度降低,而CVI无显著变化,提示LA和SA广泛减小。仅发生单纯脉络膜灌注减低不能解释此现象,脉络膜变薄更可能是眼轴进一步伸长,脉络膜受到机械拉伸所致。以上研究表明,PM脉络膜的变化可能受脉络膜循环系统影响较小。上述研究结果提示,CVI可以为PM的病理生理机制研究提供更深的认知。
3.7 其他
CVI在其他眼底疾病也有研究。视网膜静脉阻塞(RVO)患者CVI低于健康人群,且与视力等疾病严重程度参数相关,提示RVO不仅是视网膜疾病,脉络膜也会受累[41]。郎需强等[42]发现,视网膜中央静脉阻塞(CRVO)患者抗VEGF药物治疗后短期内CVI下降,CVI可能成为CRVO接受抗VEGF药物治疗后短期临床评估患者预后的参考指标。但上述研究应需考虑黄斑水肿对脉络膜成像的影响。视网膜营养不良患者CVI相对正常人群普遍降低[43]。其中视网膜色素变性、Stargardt病样本量稍多[43-45],而Best病、Bietti结晶样视网膜变性、锥体杆体营养不良样本量则很小[43],需要更多研究数据进行验证。低CVI提示视网膜营养不良患者脉络膜灌注降低,结果支持脉络膜缺血在视网膜营养不良发病机制和疾病进展中的作用。CVI很可能是监测视网膜营养不良患者脉络膜结构变化的有效工具。动脉炎性前部缺血性视神经病变与非动脉炎性前部缺血性视神经病变患者间CVI差异有统计学意义[46],CVI可以作为区分此两种疾病的新评估指标。开角型青光眼CVI较健康人群低[47],CVI可能是研究青光眼脉络膜血管功能障碍的潜在非侵入性指标。视网膜前膜剥除前后CVI差异也存在统计学意义[48],CVI可用于评估手术前后脉络膜结构的变化。此外,CVI在吸烟人群以及全身系统性疾病如系统性红斑狼疮、肾衰竭患者中也有研究[49-51]。
4 局限性与展望
CVI具有变异性小,受生理因素影响少等优点,结合LA与SA可以同时监测脉络膜血管与基质的改变,能够更深刻地理解眼底疾病发生发展的病理生理机制,是研究脉络膜结构变化和血流灌注更有效的评估指标。但CVI临床应用也具有一定局限性。首先是需要获得高质量EDI-OCT扫描图像。若技术人员操作不熟练,患者配合度较差或屈光间质混浊及遮挡脉络膜成像的视网膜病变均可导致脉络膜成像不清晰,测出的CVI可信度较差。其次,人为偏倚。CVI测量区域边界需手动绘制,图像调整也不可避免受主观因素影响。第三,现有计算方法一定程度忽略脉络膜中层及脉络膜小血管细节,无法分层观察各层血管改变,同时难以排除大血管图像中噪点。第四,目前EDI-OCT技术尚不能对脉络膜细微结构清晰成像,部分图像也未深及脉络膜巩膜交界。此外,CVI计算步骤仍需手动通过Image J软件获得,操作耗时效率低。
近期,Agrawal等[52]设计出自动算法并进入测试阶段。国内郭祈涵等[53]也开始尝试使用人工智能优化CVI算法。自动算法及人工智能辅助测量能够一定程度排除人为偏倚,但也需要考虑不同设备间的图像标准化是否通用,以及人工智能训练过程中如何对脉络膜血管进行统一标注等问题。除应用B扫描图像外,CVI也逐渐拓展至en-face OCT图像和体积成像中。计算机图像处理方法的进步和人工智能技术将带动CVI应用走向成熟。
目前CVI在CSC、PCV、AMD、DR等研究结果均具有良好一致性和可重复性。CVI的稳定可靠已经得到多数研究者认同,将CVI与SFCT、LA、SA结合可以更好地分析脉络膜形态结构的变化和脉络膜的灌注状态,将会是辅助诊断和监测相关眼底疾病及评估治疗效果的可靠指标。相信未来通过对不同疾病模型进行更大规模研究,建立健康人群与各种疾病CVI的数据库,CVI能够帮助我们对眼底疾病脉络膜结构变化的认知迈出新的一步。
脉络膜由基质和血管组成,供应外层视网膜血流,是身体中具有最高血流量的组织之一[1],在各种眼底疾病发病机制中的作用已得到广泛研究。脉络膜成像传统时域OCT难以实现,而频域OCT增强深度成像(EDI-OCT)技术能够使脉络膜成像更为清晰[2]。目前研究主要通过中心凹下脉络膜厚度(SFCT)对脉络膜变化进行评估,然而SFCT受到多种生理因素影响,并且变异性较大[3],与各种眼底疾病的相关性研究结果也不尽相同。脉络膜血管指数(CVI)是脉络膜图像处理后所得脉络膜血管腔面积(LA)与脉络膜总面积(TCA)的比值,既可以反映出脉络膜内血管成分的改变,又可作为后续治疗效果的观察指标。目前已广泛应用于中心性浆液性脉络膜视网膜病变(CSC)、息肉样脉络膜血管病变(PCV)、老年性黄斑变性(AMD)、糖尿病视网膜病变(DR)等眼部疾病的脉络膜结构观测。CVI未来有可能弥补SFCT的不足,成为脉络膜结构研究的重要评估指标。现就近年有关健康人群及眼底疾病患者CVI的研究作一综述。
1 CVI概述
EDI-OCT能够较为清晰地对脉络膜结构进行成像[2]。Sonoda等[4]于2014年首先在既往研究的基础上提出将RPE层与巩膜层内界间的EDI-OCT图像二值化,以测量LA和基质面积(SA),二值化处理后黑色像素区域代表LA,白色像素区域代表SA,LA与SA之和为TCA,将LA除以TCA得到LA/TCA,利用LA/TCA量化分析脉络膜灌注情况。Agrawal等[3]对上述测量方法做出了改进,并将其命名为CVI。虽无明确证据表明二值化后黑白区域分别代表血管腔和基质,但早期研究结果和大量临床经验观察结果提示其可靠性[5-6]。目前有关CVI的研究多数通过Image J软件的Niblack自动本地阈值工具对脉络膜图像进行二值化处理。CVI的计算方法主要有两种,Sonoda等[4]先选择测量区域,并且采集3个脉络膜大血管的平均亮度对图像进行调整,然后再对图像进行二值化处理。Agrawal等[7]则先对整个图像进行二值化处理,略去图像亮度调整,选择测量区域图像后直接进行二值化处理。前者在标准化图像上存在优势,但同时存在手动提取图像灰度值引起的人为误差;后者具有定位脉络膜边界更准确且操作简捷耗时短的优势。此外,CVI的测量需选择一定测量区域。Agrawal等[8]发现健康人群单次中心凹下脉络膜所测CVI即可代表健康人群中的黄斑总脉络膜CVI。而针对不同疾病影响脉络膜区域可能不同,需要对测量区域做出一定的选择,目前尚无统一标准。
2 CVI在健康人群中的应用
Sonoda等[4]研究中20只健康眼其中心凹下1500 μm宽脉络膜区域CVI平均值为65.4%。Agrawal等[3]对345只健康眼同一区域测得的CVI平均值为(65.61±2.33)%。而且SFCT与眼轴长度、眼压、年龄、LA等显著相关;与多数生理变量无关,仅受SFCT影响且变异系数远小于SFCT。由于CVI受生理因素影响较SFCT小,并且表现出更小的变异性,故CVI是研究脉络膜结构更加可靠的评估指标。
3 CVI在眼底疾病中的应用
多种疾病可引起脉络膜结构的病理性改变。CSC与PCV为脉络膜增厚谱系疾病[9],成为研究者关注的热点。这一指数同时也被应用到其他脉络膜疾病的研究,拓展了CVI的应用价值。
3.1 CSC
CSC存在脉络膜血管功能障碍,ICGA可以观察到脉络膜高通透性及血管扩张[10]。有研究者发现急性CSC患眼及其对侧眼CVI相对于健康人群显著升高。积液吸收后CSC的CVI与健康人群的差异无统计学意义[7, 11]。急性CSC患眼CVI高提示其脉络膜血管扩张,脉络膜处于高灌注状态。对侧眼脉络膜CVI较高说明其脉络膜可能也在逐渐扩张。临床工作中应同时观察CSC患者双眼脉络膜结构的变化。
CSC并发脉络膜新生血管(CNV)较为少见。Kim等[12]回顾性分析发现CSC并发CNV的患眼CVI与SFCT均显著低于未并发CNV的CSC患眼,表明其脉络膜灌注显著降低。CNV患眼中CVI降低可能提示潜在脉络膜缺血促进CNV的发生,CVI可能是预测和早期诊断CSC患者发生CNV的有效指标。
基于以上研究,研究者通过CVI评估CSC治疗效果。Rasheed等[13]发现CSC患眼视网膜激光光凝治疗与假光凝治疗后视力均明显提高,而光凝治疗前后SFCT和CVI差异无统计学意义,即脉络膜结构未发生显著改变,提示急性CSC患眼早期光凝治疗其疗效不佳。近期Park等[14]发现CSC患眼半剂量光动力疗法(PDT)和半剂量、半能量PDT治疗后CVI差异有显著统计学意义,半剂量、半能量PDT治疗效果可能稍差。由于受到样本选择偏倚、样本少及随访时间短的局限,未来还需要进一步研究确定半剂量、半能量PDT治疗CSC的效果。上述研究结果表明,CVI变化或可有效评估CSC发展趋势,可能是CSC早期诊断、病程监测及疗效评估的有效指标。未来CVI可能在CSC的研究和临床应用中发挥更大作用。
3.2 PCV
PCV以异常分支状脉络膜血管网及其末梢血管扩张为主要特征,其脉络膜增厚、血管扩张及通透性增加[15]。多项研究表明,PCV患者CVI与健康人群相比显著降低[16-18],其血流可能因血管渗漏显著下降。Liu等[16]通过CVI对PCV发病机制进行研究,发现PCV患眼伴脉络膜血管通透性过高(CVH)者,CVI和SFCT均显著高于无CVH者。这提示两种PCV亚型之间脉络膜血管分布显著不同。CVI在由CVH区分的PCV亚型间的显著差异可以拓宽对PCV发病机制的理解,并可指导临床选择针对性治疗方案以取得更好疗效。
由于PCV和渗出型AMD临床表现存在较多重叠,关于两者是同一疾病的不同亚型还是两种独立疾病尚无定论[19]。有研究者对其CVI进行了研究。Bakthavatsalam等[17]观察发现,PCV患眼与渗出型AMD患眼间CVI差异无统计学意义,但PCV患眼LA显著升高,渗出型AMD患眼LA较低。两种疾病脉络膜形态结构存在显著差异。其差异可以提高临床对其两种疾病发病机制的认知。上述研究结果表明,CVI可以为探讨PCV发生的病理生理机制提供有用信息。
3.3 AMD
AMD患眼黄斑部脉络膜毛细血管常发生退行性改变[19]。Koh等[20]发现,与健康人群比较,AMD患眼CVI显著降低。AMD患眼CVI降低可能是潜在脉络膜缺血表现,而脉络膜缺血可能是CNV形成的原因。Bakthavatsalam等[17]、Wei等[21]研究结果同样支持脉络膜缺血在渗出型AMD发病机制中的潜在作用。Invernizzi等[22]发现,随着疾病进展,渗出型AMD伴活动性CNV组患眼CVI显著升高,非活动性CNV组患眼CVI无明显变化。CVI值的变化或许能在渗出型AMD患眼出现临床表现之前预测其CNV的发展和复发。
另有研究者通过CVI对AMD治疗后脉络膜结构变化进行观察。Sonoda等[4]发现,渗出渗出型AMDAMD患眼PDT治疗后SA、LA与CVI均显著下降,CVI下降提示LA的下降幅度大于SA的下降幅度,结果对应了PDT对新生血管的阻塞作用。CVI未来可能是辅助评估PDT治疗效果的有效指标。Ting等[18]前瞻性观察行玻璃体腔注射抗VEGF药物和(或)PDT初始治疗的118例AMD患者和PCV患者在12个月内脉络膜结构的变化,发现治疗后患者CVI整体保持不变,但高基线组CVI显著降低,低基线组CVI逐渐升高。这表明AMD和PCV患者治疗后脉络膜结构变化依据基线脉络膜血管分布而异,其可能存在不同的发病机制和脉络膜重塑过程,其中的机制有待进一步研究。以上研究结果表明,CVI可以为AMD发病机制的研究提供信息,并且可能具有评估AMD病程发生发展、提示CNV活动性和辅助评估治疗效果的能力。
3.4 DR
DR是糖尿病微血管病变中最严重的并发症之一。虽然DR主要表现为内层视网膜血流减少,但富含血管的脉络膜发生的微血管病变也不容忽视[23]。Endo等[24]发现,糖尿病患者CVI显著低于健康人群,而且随糖尿病病程延长,CVI持续下降。Tan等[25]研究结论与之相似,且其发现DR患眼CVI显著低于无糖尿病无DR者。Kim等[26]、Gupta等[27]进一步发现DR患眼CVI随DR进展逐渐下降。以上研究结果表明,DR发生前,随糖尿病病程发展,机体可能已经通过缩窄或闭合脉络膜血管以降低脉络膜血流,进而影响外层视网膜血供。糖尿病患者在发生DR的过程中脉络膜灌注继续降低,DR程度加重继续损伤脉络膜血管,减低脉络膜血流。脉络膜血管系统性缺血可能是糖尿病患者眼底病变发生发展的重要原因。增生型DR(PDR)患者CVI显著低于其他DR阶段,提示其脉络膜显著缺血可能是新生血管产生的原因[26]。为进一步了解DR的发生机制,Kim等[28]进一步研究发现,2型糖尿病患者全身动脉硬化程度和CVI显著相关。这提示糖尿病患者动脉硬化可能直接影响视网膜和脉络膜微血管,或全身性动脉硬化和眼部微血管改变在糖尿病中具有相同的病理过程。Okamoto等[29]发现,糖尿病黄斑水肿已行全视网膜激光光凝(PRP)组与未行PRP组患眼间基线CVI差异无统计学意义,但已行PRP组患眼TCA、LA和SFCT显著降低;玻璃体腔注射雷珠单抗(IVR)后,未行PRP组患眼CVI显著降低,已行PRP组患眼CVI无显著变化。此结果表明PRP不仅改变了糖尿病黄斑水肿患者脉络膜结构,还改变了脉络膜对IVR的反应。
作为一种非侵入性指标,CVI在DR脉络膜灌注的监测中展现出极大潜能。不仅可以分析糖尿病患者病程中脉络膜形态结构的变化,评估其是否可能发生视网膜病变;还可监测DR发展进程,帮助临床选择合适的治疗方案,以及随访中治疗效果的评估。未来CVI很有可能在DR诊治、病程监测和疗效评估中发挥极大的临床应用价值。
3.5 葡萄膜炎
脉络膜作为葡萄膜的组成部分,在眼内发生炎症时常受累[30]。葡萄膜炎中Vogt-小柳-原田(VKH)综合征是研究者关注的热点。有文献报道,VKH综合征患者CVI较健康人群显著升高,糖皮质激素治疗后CVI显著下降,但仍高于健康人群[31-32]。Kawano等[33]、Liu等[34]等研究结果亦发现VKH综合征患者CVI显著高于健康人群,但CVI在糖皮质激素治疗后显著上升,与上述研究结果存在差异。其原因可能是由于各研究选取的年龄阶段和样本量的大小以及地区、种族的差异性不同所致。基于结果的差异,不同研究者对CVI变化的解释也各有不同。未来需进一步研究以明确VKH综合征患者发病与治疗过程中CVI的变化,并探究其中的机制。
针对其他葡萄膜炎的CVI研究较少。Agrawal等[35]发现全葡萄膜炎患者CVI显著高于健康人群,且随着病情的恢复,CVI降低。全葡萄膜炎患者脉络膜血流处于高灌注状态,CVI可能是监测全葡萄膜炎进展的有效工具。该研究组学者同时发现,与健康人群比较,结核性脉络膜视网膜炎患者基线SFCT升高,CVI降低;OCT血管成像(OCTA)显示无灌注区,随病变愈合,SFCT与CVI进一步降低[36]。这提示该病活动期间脉络膜灌注减低,愈合过程中毛细血管与基质可能进一步萎缩。Kim等[37]发现,急性人类白细胞抗原-B27相关性葡萄膜炎患眼及对侧眼脉络膜厚度和CVI均显著升高。结果提示该病脉络膜增厚与脉络膜高灌注状态可能有关。目前对葡萄膜炎CVI的研究有限,尚不能系统地对这些疾病有更进一步的认识,但CVI通过提示脉络膜灌注损害情况对这些疾病的评估已展现出极大潜能。这表明CVI可能会为未来对葡萄膜炎的监测带来极大的便利。
3.6 病理性近视(PM)
PM常出现脉络膜大血管狭窄和缺失、脉络膜毛细血管闭塞[38]。脉络膜循环系统的改变可能在PM退行性改变中起重要作用。Alshareef等[39]发现,与健康人群比较,PM患者SA与SFCT显著降低,LA及CVI差异无统计学意义。因此,PM患者中心凹下脉络膜变薄可能主要与脉络膜基质减少有关。CNV是PM的严重并发症。Ng等[40]发现,PM-CNV患者抗VEGF药物治疗12个月后脉络膜厚度降低,而CVI无显著变化,提示LA和SA广泛减小。仅发生单纯脉络膜灌注减低不能解释此现象,脉络膜变薄更可能是眼轴进一步伸长,脉络膜受到机械拉伸所致。以上研究表明,PM脉络膜的变化可能受脉络膜循环系统影响较小。上述研究结果提示,CVI可以为PM的病理生理机制研究提供更深的认知。
3.7 其他
CVI在其他眼底疾病也有研究。视网膜静脉阻塞(RVO)患者CVI低于健康人群,且与视力等疾病严重程度参数相关,提示RVO不仅是视网膜疾病,脉络膜也会受累[41]。郎需强等[42]发现,视网膜中央静脉阻塞(CRVO)患者抗VEGF药物治疗后短期内CVI下降,CVI可能成为CRVO接受抗VEGF药物治疗后短期临床评估患者预后的参考指标。但上述研究应需考虑黄斑水肿对脉络膜成像的影响。视网膜营养不良患者CVI相对正常人群普遍降低[43]。其中视网膜色素变性、Stargardt病样本量稍多[43-45],而Best病、Bietti结晶样视网膜变性、锥体杆体营养不良样本量则很小[43],需要更多研究数据进行验证。低CVI提示视网膜营养不良患者脉络膜灌注降低,结果支持脉络膜缺血在视网膜营养不良发病机制和疾病进展中的作用。CVI很可能是监测视网膜营养不良患者脉络膜结构变化的有效工具。动脉炎性前部缺血性视神经病变与非动脉炎性前部缺血性视神经病变患者间CVI差异有统计学意义[46],CVI可以作为区分此两种疾病的新评估指标。开角型青光眼CVI较健康人群低[47],CVI可能是研究青光眼脉络膜血管功能障碍的潜在非侵入性指标。视网膜前膜剥除前后CVI差异也存在统计学意义[48],CVI可用于评估手术前后脉络膜结构的变化。此外,CVI在吸烟人群以及全身系统性疾病如系统性红斑狼疮、肾衰竭患者中也有研究[49-51]。
4 局限性与展望
CVI具有变异性小,受生理因素影响少等优点,结合LA与SA可以同时监测脉络膜血管与基质的改变,能够更深刻地理解眼底疾病发生发展的病理生理机制,是研究脉络膜结构变化和血流灌注更有效的评估指标。但CVI临床应用也具有一定局限性。首先是需要获得高质量EDI-OCT扫描图像。若技术人员操作不熟练,患者配合度较差或屈光间质混浊及遮挡脉络膜成像的视网膜病变均可导致脉络膜成像不清晰,测出的CVI可信度较差。其次,人为偏倚。CVI测量区域边界需手动绘制,图像调整也不可避免受主观因素影响。第三,现有计算方法一定程度忽略脉络膜中层及脉络膜小血管细节,无法分层观察各层血管改变,同时难以排除大血管图像中噪点。第四,目前EDI-OCT技术尚不能对脉络膜细微结构清晰成像,部分图像也未深及脉络膜巩膜交界。此外,CVI计算步骤仍需手动通过Image J软件获得,操作耗时效率低。
近期,Agrawal等[52]设计出自动算法并进入测试阶段。国内郭祈涵等[53]也开始尝试使用人工智能优化CVI算法。自动算法及人工智能辅助测量能够一定程度排除人为偏倚,但也需要考虑不同设备间的图像标准化是否通用,以及人工智能训练过程中如何对脉络膜血管进行统一标注等问题。除应用B扫描图像外,CVI也逐渐拓展至en-face OCT图像和体积成像中。计算机图像处理方法的进步和人工智能技术将带动CVI应用走向成熟。
目前CVI在CSC、PCV、AMD、DR等研究结果均具有良好一致性和可重复性。CVI的稳定可靠已经得到多数研究者认同,将CVI与SFCT、LA、SA结合可以更好地分析脉络膜形态结构的变化和脉络膜的灌注状态,将会是辅助诊断和监测相关眼底疾病及评估治疗效果的可靠指标。相信未来通过对不同疾病模型进行更大规模研究,建立健康人群与各种疾病CVI的数据库,CVI能够帮助我们对眼底疾病脉络膜结构变化的认知迈出新的一步。