張 平
(天津醫(yī)科大學(xué)眼科醫(yī)院,天津300400)
原發(fā)性開角型青光眼(POAG)具有發(fā)病隱匿、致盲率高等特點,早期診斷及合理治療可使視功能得到延緩和保存。青光眼早期診斷的標(biāo)準(zhǔn)包括視乳頭(ONH)解剖形態(tài)上的改變及視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層(RNFL)厚度變化,這些改變通常早于視野的損害[1]。光學(xué)相干斷層掃描(OCT)技術(shù)作為臨床上常用的檢測視乳頭及視神經(jīng)纖維層相關(guān)參數(shù)的方法,因具有非接觸、分辨率高等特點而廣泛用于可疑青光眼篩查。2011年1月~2012年9月,我們利用頻域OCT檢測正常人與可疑青光眼患者的不同參數(shù),構(gòu)建的判別函數(shù)來判斷其在可疑開角型青光眼中的診斷價值,以期為早期篩查青光眼提供更有利的依據(jù)。
1.1 臨床資料 收集從2011年1月~2012年9月就診于天津醫(yī)科大學(xué)眼科醫(yī)院的173例患者,納入標(biāo)準(zhǔn):①無影響眼底視網(wǎng)膜功能的眼部疾病史,無全身系統(tǒng)性疾病,如糖尿病,高血壓史等;②矯正視力大于20/40,球鏡<±5D柱鏡<±2D;③房角開放(Scheie分類窄Ⅱ度以上),UBM證實;④屈光間質(zhì)基本透明。173例中正常對照組60例(60眼),其中男28例,女32例;年齡(43.7±9.3)歲??梢汕喙庋劢M113例(113眼),其中男49例,女64例;年齡(44.5±10.1)歲。分為對側(cè)眼組(單眼已確診為青光眼患者,對側(cè)眼視野檢查結(jié)果正常)50例(50眼),視野損害前期組[眼底檢查顯示視神經(jīng)病變體征(如盤沿變窄或切跡,雙眼C/D差值>0.2等),雙眼視野檢查未示異常]32例(32眼),高眼壓組(至少兩次眼內(nèi)壓≥22 mmHg,雙眼杯盤比及視野檢查未示異常)31例(31眼)。各組的年齡、性別等一般資料具有可比性(P>0.01)。
1.2 方法
1.2.1 OCT檢查 采用頻域OCT(3D OCT-2000,Topcon,Tokyon,Japan)。為保證圖片質(zhì)量,每個受試者用1%的托吡卡按散瞳至直徑5 mm以上。采用兩種掃描方式測量視盤旁直徑為3.4 mm圓形區(qū)域和視乳頭區(qū)域,共獲得17個RNFL參數(shù):平均纖維層厚度(ave RNFL),每個象限的厚度(上方,下方,鼻側(cè),顳側(cè)),每個鐘點位的厚度(o’clock,按右眼順時鐘,左眼逆時鐘方向);8個ONH參數(shù):視盤面積,視杯面積,盤沿面積,杯盤比,水平杯盤比,垂直杯盤比,視杯容積,盤沿容積。排除杯盤邊界自動定義明顯錯誤或者未以視乳頭為中心的圖像資料,圖片質(zhì)量(IQV)>70納入研究。所有操作均由一位有經(jīng)驗的檢查者單獨完成。
1.2.2 視野檢查 采用Humphrey自動視野計(Carl Zeiss Meditec,Inc.,Dublin,CA),用全自動視野計的閾值檢測程序30-2進行視野檢查,采用SITA-Standard統(tǒng)計分析策略,并選用Ⅲ號白色視標(biāo),背景光亮度31.5ASB,刺激時間0.1~0.2 s。每個視野檢查鼻側(cè)30°,顳側(cè)及上下方各24°的中心76個檢測點。檢查時對有屈光不正的患者戴鏡矯正,對可能有上瞼遮蓋影響視野檢查結(jié)果的予膠布牽引。視野的可靠性指標(biāo)為固視缺失<20%以及假陽性、假陰性率均低于20%。無典型視野損害(如旁中心暗點或弓形暗點等),MD在-1 dB以上定義為視野正常。
1.2.3 判別函數(shù)建立 利用逐步回歸的方法,最終篩選出的7個參數(shù)建立判別函數(shù),依據(jù)相關(guān)敏感程度從大到小排列:平均神經(jīng)纖維層厚度(x5),下方象限(x4),6 點(x3),7 點(x2),11 點位(x1)RNFL厚度,垂直杯盤比(x6),盤沿面積(x7)。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS19.0(SPSS Inc,Chicago,Illinois)和 MedCalc,version 12.1(MedCalc Software,Mariakerke,Belgium)統(tǒng)計軟件。對于服從正態(tài)分布和方差齊性的資料,以±s表示,各組間統(tǒng)計學(xué)差異用單因素方差分析判斷,SNK法進一步檢驗各亞組與對照組的差異;對于非正態(tài)分布以及方差不齊的資料,統(tǒng)計學(xué)差異用非參數(shù)法檢驗判斷(Kruskal-Wallis test),兩組間差異采用Mann-Whitney U法檢驗。利用逐步回歸法將不同參數(shù)納入到判別函數(shù)中,并進一步利用ROC曲線下面積(AUC)反映不同參數(shù)及判別函數(shù)的診斷效力。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
視乳頭參數(shù)的AUC與標(biāo)準(zhǔn)誤(SE):可疑青光眼組診斷效力最高的參數(shù)為垂直杯盤比(AUC=0.775),其次為盤沿面積(AUC=0.732)。對側(cè)眼組與視野損害前期組診斷效力最高的參數(shù)為垂直杯盤比;在高眼壓組中,診斷效力最高的參數(shù)是盤沿面積(AUC=0.717)。
視神經(jīng)纖維層相關(guān)參數(shù)的AUC與SE:可疑青光眼組診斷效力最高的參數(shù)為下方RNFL厚度(AUC=0.828),其次為 ave RNFL(AUC=0.813)。高眼壓組診斷效力最高的參數(shù)為7點位RNFL厚度(AUC=0.757),視野損害前期組和對側(cè)眼組診斷效力最高的參數(shù)均為下方RNFL厚度(AUC分別為0.846、0.850)。
依照Bayes判別分析方法構(gòu)建出兩個判別函數(shù):Y青光眼=-83.556+0.1158x1+0.198x2+0.176x3+0.435x4+0.341x5+30.515x6+7.673x7,Y 正常人=-113.437+0.191x1+0.233x2+0.205x3+0.523x4+0.400x5+23.252x6+10.262x7。
對于任意一個受試者,將相關(guān)參數(shù)帶入以上函數(shù),計算出判別函數(shù) Y(x),根據(jù)比較Y值的大小,即可將對應(yīng)的受試者歸納至恰當(dāng)?shù)念悇e中去。圖1結(jié)果顯示利用判別函數(shù)診斷青光眼獲得了最大的AUC(=0.901),用Hanley-McNeil法來對比判別函數(shù)的AUC值與ONH、RNFL最優(yōu)參數(shù)的AUC值,發(fā)現(xiàn)差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),在85%的特有度下,其敏感性為80%。交叉核實法顯示青光眼正確診斷率為88.5%,正常人正確診斷率為93.3%。
圖1 可疑青光眼組與對照組判別函數(shù)、垂直杯盤比、平均纖維層厚度的ROC曲線
POAG由于病情進展隱匿,早期常無明顯癥狀,發(fā)現(xiàn)時視神經(jīng)功能通常已嚴(yán)重不可逆受損,對社會造成巨大的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。該型青光眼隨著我國衛(wèi)生保健和診斷水平的提高,近年來在臨床上所占比例明顯上升[2]。OCT是一種利用光學(xué)相干原理而獲取視網(wǎng)膜橫斷面結(jié)構(gòu)信息的新技術(shù),其能客觀檢測到視網(wǎng)膜和視乳頭解剖結(jié)構(gòu)上的各項改變,從而對早期青光眼進行輔助診斷,伴隨傅里葉技術(shù)、寬帶光源技術(shù)等的應(yīng)用,新一代頻域OCT軸向分辨率更高,可重復(fù)性更好,掃描時間更短,從而為大規(guī)模篩查可疑青光眼提供了可能。
已有許多研究報道了利用OCT相關(guān)參數(shù)及這些參數(shù)構(gòu)建的統(tǒng)計學(xué)函數(shù)在甄別青光眼患者中的應(yīng)用[3~6],由于不同研究的設(shè)計、納入標(biāo)準(zhǔn)、受試者視神經(jīng)功能損害程度各不相同,這些結(jié)果很難進行對比評估。一般來說,對于視神經(jīng)功能越差,視野損害越嚴(yán)重的受試人群,所建立函數(shù)的診斷效力越高。本研究中我們納入受試眼全部為視野未受損眼(MD=0.51~0.88,PSD=1.00~1.24),通過對比可疑青光眼組和正常對照組OCT參數(shù)值差異,并建立判別函數(shù),以達到更早的篩查青光眼的目的。對于視乳頭參數(shù),我們發(fā)現(xiàn)除視盤面積、視杯容積在各組間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義外,其余參數(shù)差異在各組間均有統(tǒng)計學(xué)意義。亞組分析顯示,高眼壓組與對照組相比,除了盤沿面積、垂直杯盤比差異有統(tǒng)計學(xué)意義以外,其余均無統(tǒng)計學(xué)意義。單純評估視乳頭參數(shù)在診斷青光眼中的應(yīng)用亦有報道,肖輝[7]利用HRTⅡ在高眼壓癥患者與正常對照組研究中發(fā)現(xiàn),高眼壓癥患者的視乳頭各項參數(shù)介于正常人與早期POAG之間,Anton等[3]運用OCT對正常人與高眼壓癥患者進行RNFL厚度和視乳頭地形圖檢查,發(fā)現(xiàn)正常人與OHT患者在盤沿容積、盤沿寬度、杯盤面積比、垂直杯盤比等參數(shù)中有顯著差異。我們的結(jié)果顯示對側(cè)眼組、視野損害前期組與對照組除視盤面積、視杯容積差異無統(tǒng)計學(xué)意義外,其余差異均有統(tǒng)計學(xué)意義,這些結(jié)果說明早期青光眼視乳頭的解剖結(jié)構(gòu)的確存在一些改變,而OCT能及早發(fā)現(xiàn)這些改變。
對于視神經(jīng)纖維層參數(shù),除8點位、9點位RNFL的差異在各組間無統(tǒng)計學(xué)意義外,其余差異均有統(tǒng)計學(xué)意義,說明在青光眼患者的早期,乳頭黃斑束的功能可能未受損害。亞組分析顯示:高眼壓組與對照組比較,下方、7點位、11點位的平均RNFL變薄且有統(tǒng)計學(xué)意義。對側(cè)眼組、視野損害前期組與正常對照組除8點位、9點位RNFL差異無統(tǒng)計學(xué)意義外,其余參數(shù)對比均有統(tǒng)計學(xué)意義。Bowd等[6]報道高眼壓患者的RNFL較正常人減少15%,Schwartz等[8]運用立體照相分析儀檢查發(fā)現(xiàn)OHT患者RNFL較正常人減少18%,Anton等[3]采用激光掃描儀檢測發(fā)現(xiàn)OHT患者RNFL較正常人減少7%。在我們的研究中,高眼壓組、視野損害前期組、對側(cè)眼組的平均RNFL分別變薄了4%、17.5%、13.0%,這說明RNFL厚度的變化存在于早青光眼患者人群中。
我們進一步的ROC研究分析顯示,整體上RNFL參數(shù)診斷效力明顯優(yōu)于ONH參數(shù)的診斷效力。對于RNFL參數(shù),可疑青光眼組診斷效力最高的為下方RNFL厚度,對側(cè)眼組及視野損害眼組診斷效力最高的為平均RNFL厚度。下方RNFL被認(rèn)為是發(fā)現(xiàn)早期POAG視神經(jīng)損害的敏感指標(biāo),Chen等[9]研究發(fā)現(xiàn)下方平均RNFL對早期青光眼的診斷效能最好。Kim等[10]發(fā)現(xiàn)在SAP正常而FDT異常的患者中下方RNFL厚度顯著薄于正常人,提示下方RNFL對早期POAG的改變較敏感。對于ONH參數(shù),可疑青光眼組診斷效力最高為垂直杯盤比(AUC=0.775)。亞組結(jié)果:視野損害前期組與對側(cè)眼組診斷效力最高的為垂直杯盤比,高眼壓組診斷效力最高的為盤沿面積。由于視野損害前期組納入條件即為視乳頭解剖形態(tài)學(xué)異常的患者,所以該組的AUC值比其他組的AUC值相比更具有臨床意義。Ferreras等[11]認(rèn)為單一的ONH參數(shù)在診斷早期青光眼時的結(jié)果十分理想,所有 AUC值均大于0.8,Medeiros等[4]的結(jié)果亦與其相似。本研究納入的對象均為視野未受損害眼,所以AUC值與這些結(jié)果相比略低,但仍具有較大的臨床意義。
我們利用逐步回歸的方法,篩選出相對敏感的OCT參數(shù)進入函數(shù),可以看到,7點位、11點位RNFL參數(shù)被選入函數(shù)中,這兩點位分別代表了視乳頭顳上和顳下兩個青光眼RNFL易損區(qū),許多研究亦表明了早期視乳頭主要變化為上方、顳下方盤沿變窄,出現(xiàn)切跡乃至消失[5,6]。被選入函數(shù)的參數(shù)還有垂直杯盤比、盤沿面積這2個ONH相關(guān)參數(shù),作為診斷青光眼的敏感指標(biāo),垂直杯盤比無論是在早期還是晚期青光眼均顯示出較好的診斷價值[12,13],而盤沿面積被選入函數(shù)說明早期青光眼的損害亦可通過盤沿面積表現(xiàn)出來,Bowd等[6]在對比高眼壓癥與對照組差別的時候,發(fā)現(xiàn)盤沿面積與盤沿容積間的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義,Iester等[14]報告視杯面積、杯盤面積比、盤沿面積、盤沿容積等均與視野平均缺損(MD)相關(guān),其中最顯著的相關(guān)關(guān)系在盤沿面積和MD之間,盤沿面積每減少1 mm2,MD絕對值增加8.081 dB。最終建立起的判別函數(shù)包括個5個RNFL參數(shù),2個ONH參數(shù),AUC結(jié)果顯示綜合了這些指標(biāo)的判別函數(shù)在診斷效能上優(yōu)于其他任何單一參數(shù),在85%特異度下,能獲得80%的敏感性,說明所構(gòu)建的判別函數(shù)具有較高的篩選能力,且結(jié)果可靠。但本研究亦存在一些缺點:該研究設(shè)計為回顧性研究,而非前瞻性研究;一般來說,建立判別函數(shù)前要將樣本隨機分為兩個部分,前者用于建立判別函數(shù)(稱訓(xùn)練樣本),后者用于考核判別函數(shù)的判別效果(稱驗證樣本);本研究因納入樣本例數(shù)有限,訓(xùn)練樣本與驗證樣本均為同一個總體,所以采用交叉核實法來驗證誤判概率,存在一定的偏差。
綜上所述,在診斷青光眼的效力上,RNFL參數(shù)整體優(yōu)于ONH參數(shù)。與單一的參數(shù)評估相比,判別函數(shù)能進一步提高OCT篩查青光眼的能力。我們希望利用非視野缺損眼資料建立的判別函數(shù)對可疑人群做大規(guī)模的篩查,從而篩選出早期青光眼患者,該函數(shù)亦將在大樣本人群中得到進一步檢驗和完善。
[1]Sommer A,Katz J,Quigley HA,et al.Clinically detectable nerve fiber atrophy precedes the onset of glaucomatous field loss[J].Arch Ophthalmol,1991,109(1):77-83.
[2]王曉貞,李樹寧,吳葛瑋,等.頻域OCT視盤形態(tài)及神經(jīng)纖維層厚度參數(shù)在青光眼診斷中的作用[J].中華實驗眼科學(xué)雜志,2011,9(9):820-824.
[3]Anton A,Moreno-Monta?es J,Blfizquez F,et al.Usefulness of optical coherence tomography parameters of the optic disc and the retinal nerve fiber layer to differentiate glaucomatous,ocular hypertensive,and normal eyes[J].J Glaucoma,2007,16(1):1-8.
[4]Medeiros FA,Zangwill LM,Bowd C,et al.Evaluation of retinal nerve fiber layer,optic nerve head,and macular thickness measurements for glaucoma detection using optical coherence tomography[J].Am J Ophthalmol,2005,139(1):44-55.
[5]Lu AT,Wang M,Varma R,et al.Combining nerve fiber layer parameters to optimize glaucoma diagnosis with optical coherence tomography[J].Ophthalmology,2008,115(8):1352-1357.
[6]Bowd C,Weinreb RN,Williams JM,et al.The retinal nerve fiber layer thickness in ocular hypertensive,normal,and glaucomatous eyes with optical coherence tomography[J].Arch Ophthalmol,2000,118(1):22-26.
[7]肖輝.圖像整合在POAG早期診斷和隨訪中的應(yīng)用[D].中山大學(xué)博士學(xué)位論文,2009.
[8]Schwartz B,Takamoto T.Measurement by nerve fiber layer thickness and its functional correlations with the visual field[J].Bull Soc Beige Ophtalmol,1992,(244):61-72.
[9]Chen HY,Huang ML.Discrimination between normal and glaucomatous eyes using Stratus Optical coherence tomography in Taiwan Chinese subjects[J].Graefes Arch Clin ExpOphthalmol,2006,244(1):894.
[10]Kim TW,Zangwill LM,Bowd C,et al.Retinal nerve fiber layer damage as assessed by optical coherence tomography in eyes with a visual field defect detected by frequency doubling technology perimetry but not by standard automated perimetry[J].Ophthalmology,2007,114(6):1053-1057.
[11]Ferreras A,Pablo LE,Pajarin AB,et al.Logistic regression analysis for early glaucoma diagnosis using optical coherence tomography[J].Arch Ophthalmol,2008,126(4):465-470.
[12]Pomorska M,Krzy˙zzanowska-Berkowska P,Misiuk-Hojlo M,et al.Application of optical coherence tomography in glaucoma suspect eyes[J].Clin Exp Optom,2012,95(1):78-88.
[13]Pablo LE,F(xiàn)erreras A,Pajarin AB,et al.Diagnostic ability of a linear discriminant function for optic nerve head parameters measured with optical coherence tomography for perimetric glaucom[J].Eye,2010,24(6):1051-1057.
[14]Iester M,Mardin CY,Budde WM,et al.Discriminant analysis formulas of optic nerve head parameters measured by confocal scanning laser tomography[J].Glaucoma,2002,11(2):97-104.