劉然 晏穎 陳曉

脈絡(luò)膜是一個(gè)富含血管的組織，包括血管、黑色素細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、免疫細(xì)胞、膠原纖維及彈性結(jié)締組織。脈絡(luò)膜的組織學(xué)研究表明，由外向內(nèi)主要包括脈絡(luò)膜上組織(構(gòu)成脈絡(luò)膜上腔)、血管層(包括3個(gè)主要血管層：脈絡(luò)膜毛細(xì)血管、Sattler層和Haller層)以及玻璃膜(Bruch膜)[1]。視網(wǎng)膜外層及黃斑區(qū)的血供也來(lái)源于脈絡(luò)膜。結(jié)構(gòu)和功能正常的脈絡(luò)膜脈管系統(tǒng)對(duì)視網(wǎng)膜的功能至關(guān)重要。脈絡(luò)膜的異常可能導(dǎo)致血容量、血流量受損或兩者兼具，進(jìn)而使光感受器細(xì)胞發(fā)生功能障礙和死亡[2-4]。光學(xué)相干斷層掃描(optical coherence tomography,OCT)作為一個(gè)無(wú)創(chuàng)的檢查被廣泛應(yīng)用于眼科疾病的診斷，隨著OCT的發(fā)展，目前增強(qiáng)深度成像光學(xué)相干斷層掃描(enhanced-depth imaging optical coherence tomography,EDI-OCT)可觀察到脈絡(luò)膜層，并對(duì)脈絡(luò)膜厚度(choroidal thickness,CT)進(jìn)行量化，但是CT的測(cè)量還受多因素的影響，如年齡、性別、屈光參差、晝夜節(jié)律、眼壓、眼軸及其他混雜因素等[5-9]。因此，單純觀察CT不能客觀反映視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜疾病的病理發(fā)生發(fā)展過(guò)程。對(duì)已獲取的EDI-OCT圖像進(jìn)行二值化處理可便捷獲取更加穩(wěn)定的指標(biāo)：脈絡(luò)膜總面積(total choroid area,TCA)、管腔面積(luminal area,LA)、基質(zhì)區(qū)面積(stromal area,SA)、脈絡(luò)膜血管指數(shù)(choroidal vascularity index,CVI)、LA/SA，其評(píng)價(jià)脈絡(luò)膜的結(jié)構(gòu)和灌注狀態(tài)從某種程度上更加可靠。現(xiàn)就目前運(yùn)用二值化處理OCT的方法及其運(yùn)用進(jìn)行綜述。

1 CVI的發(fā)展

Branchini等[10]最早提出通過(guò)OCT檢查并通過(guò)軟件測(cè)量脈絡(luò)膜區(qū)域白色像素與黑色像素面積比(0.271)來(lái)評(píng)估脈絡(luò)膜血管結(jié)構(gòu)的變化。由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量方法，所以測(cè)量方法不一[11-12]。但目前常用的方法是Sonoda等[13]運(yùn)用軟件Image J采取Niblack法對(duì)OCT圖像進(jìn)行二值化處理，并將其應(yīng)用于眼部疾病的研究。采用Image J軟件將所得OCT灰度圖進(jìn)行二值化處理后，應(yīng)用軟件ROI功能確定CVI測(cè)量區(qū)域，然后將圖像轉(zhuǎn)換為8bit，并通過(guò)Niblack本地自動(dòng)閾值進(jìn)行調(diào)整。自動(dòng)閾值化處理具有更快的速度和更高的準(zhǔn)確性[14]。CVI測(cè)量區(qū)域?qū)挾葹橐渣S斑中心凹為中心，鼻、顳側(cè)各750 μm，總寬度1500 μm。脈絡(luò)膜界限為視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelium,RPE)層下邊界至脈絡(luò)膜鞏膜分界線。測(cè)量TCA、LA、SA、LA/SA 及CVI，其中CVI的定義是脈絡(luò)膜的管腔面積占脈絡(luò)膜總面積的比值，即LA/TCA×100%。計(jì)算CVI的變化能夠準(zhǔn)確提供脈絡(luò)膜中血管管腔所占比例，可以作為反映疾病活動(dòng)和脈絡(luò)膜灌注狀態(tài)的標(biāo)志物。[15]在此基礎(chǔ)上提出CVI這一新指標(biāo)評(píng)估脈絡(luò)膜結(jié)構(gòu)并使其被廣泛接受。計(jì)算CVI的變化能夠準(zhǔn)確提供脈絡(luò)膜中管腔所占比例，其可以作為反映疾病活動(dòng)和脈絡(luò)膜灌注狀態(tài)的影像標(biāo)志物。多數(shù)學(xué)者研究結(jié)果顯示[15-17],CVI不容易受性別、年齡、眼壓、糖化血紅蛋白、空腹血糖、收縮壓等因素的影響。Agrawal等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在健康人群中，CVI在黃斑下脈絡(luò)膜、中央黃斑下脈絡(luò)膜和全黃斑下脈絡(luò)膜中的分布也高度一致，所以單次中心凹掃描脈絡(luò)膜血管可代表全部黃斑部脈絡(luò)膜血管。

2 CVI的臨床應(yīng)用

2.1 年齡相關(guān)性黃斑變性年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration,AMD)患者的CVI多顯示，呈下降趨勢(shì)[19]。Sonoda等[13]關(guān)于AMD的研究顯示，AMD患者在經(jīng)光動(dòng)力(photodynamic therapy,PDT)治療6個(gè)月后，患眼的TCA、LA、SA均減小，CVI也較治療前降低。一項(xiàng)涉及345名受試者的大型研究CVI的規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)估計(jì)健康眼的平均CVI為65.61%[20]，經(jīng)PDT治療后的CVI也相較健康眼較小，他們推測(cè)CVI減小主要是LA減小導(dǎo)致的。Ting等[21]在對(duì)典型AMD和息肉狀脈絡(luò)膜血管病變(polypoidal choroidal vasculopathy，PCV)前瞻性研究中觀察到治療12個(gè)月后，在2種疾病基線CVI高的眼中CVI均下降，而在平均基線CVI至低基線CVI的眼中CVI均增加。Ng等[22]關(guān)于滲出性黃斑病變的研究中也有類似結(jié)果，于是提出滲出性黃斑病變可根據(jù)脈絡(luò)膜血管形態(tài)的不同進(jìn)行分類，脈絡(luò)膜血流動(dòng)力學(xué)可能與典型AMD和PCV的不同自然病程和治療反應(yīng)有關(guān)。Invernizzi等[23]描述了非活動(dòng)性AMD患眼后來(lái)發(fā)展到活躍期，nAMD患者的CT和CVI隨病情活動(dòng)而明顯增加，CVI的變化可以預(yù)測(cè)脈絡(luò)膜新生血管 (choroidal neovascularization,CNV)的發(fā)展或復(fù)發(fā)。在另一項(xiàng)關(guān)于繼發(fā)于AMD(非滲出)的地圖樣萎縮(geographic atrophy,GA)的研究中也有類似的結(jié)果[24]。玻璃疣和網(wǎng)狀假性玻璃疣(reticular pseudodrusen,RPD)患者隨訪2 a后，TCA、LA、SA均較正常對(duì)照組減小。而RPD的患眼CVI較正常對(duì)照組、玻璃疣組均減小，而RPD患者的SA更大，提示脈絡(luò)膜血管耗竭和纖維化替代可能在RPD的發(fā)病和疾病進(jìn)展中起重要作用[25]。然而在印度人群的研究中顯示，干性AMD伴厚玻璃膜疣患病率較西方人群低，CVI也升高，這可能與人種有一定關(guān)系[26]。對(duì)PCV按伴或不伴血管的高滲透性(choroidal vascular hyperpermeability,CVH)分組研究結(jié)果顯示，與正常對(duì)照組相比，PCV患者CVI均減小，但是伴CVH者CVI高于不伴CVH者，CVI在脈絡(luò)膜血管分布上的顯著差異可能會(huì)拓寬人們對(duì)PCV發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)，并有助于治療上的顯著改進(jìn)[27]。盡管隨著年齡的增長(zhǎng)，脈絡(luò)膜血管發(fā)育發(fā)生了生理變化，但脈絡(luò)膜形態(tài)與PCV、新生血管性AMD和健康眼不同，這與疾病的發(fā)病機(jī)制有一定關(guān)系[28]。

2.2 糖尿病視網(wǎng)膜病變Tan等[15]對(duì)糖尿病(diabetes mellitus,DM)患者及健康人CVI進(jìn)行比較分析，結(jié)果顯示DM患者CVI降低,DM合并糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy,DR)患者的CVI也比患糖尿病無(wú)DR的患者低。DM無(wú)DR患者的CVI值也顯著低于正常組，增殖性DR組CVI值也明顯低于正常組、無(wú)DR組和輕/中度非增殖性DR組。在多元回歸分析中，黃斑中心凹下脈絡(luò)膜厚度(subfoveal choroidal thickness,SFCT)增厚和中央視網(wǎng)膜變薄與CVI值顯著相關(guān)[29]。另有研究中發(fā)現(xiàn)，CVI與DR嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)，也提示了脈絡(luò)膜血管的功能性循環(huán)障礙在DR出現(xiàn)之前就已經(jīng)發(fā)生了[30]。Kim等[31]關(guān)于DM的研究結(jié)果顯示，動(dòng)脈硬化程度：心-踝指數(shù)>9的DM伴或不伴DR，其SFCT減小、CVI減小，動(dòng)脈硬化程度與CVI呈負(fù)相關(guān)，并建議DM患者如果伴有全身血管的動(dòng)脈硬化要及時(shí)到眼科就診隨訪。這些發(fā)現(xiàn)提示，即使在沒(méi)有DR的情況下，脈絡(luò)膜血管的改變也可能是DM的微血管事件。DR合并糖尿病黃斑水腫(diabetic macular edema,DME)組的CVI值明顯低于對(duì)照組，CVI隨DR加重而顯著降低。 Okamoto等[32]關(guān)于DME的研究中，CVI在治療后比治療前降低，進(jìn)行了全視網(wǎng)膜激光光凝(panretinal photocoagulation,PRP)治療者較未進(jìn)行PRP者降低。因此，CVI可能是DM和DME所見(jiàn)微血管病變(血管狹窄和毛細(xì)血管丟失)的代表，而SFCT可能是由于缺氧和隨后VEGF增加而可能出現(xiàn)的水腫和滲漏的繼發(fā)性變化的代表。CVI可能更能反映潛在疾病或糖尿病微血管病變的嚴(yán)重程度，并且可能不受VEGF釋放引起的繼發(fā)性變化的影響[33]。

2.3 視網(wǎng)膜營(yíng)養(yǎng)不良與年齡和性別匹配的健康對(duì)照組相比，具有遺傳決定的視網(wǎng)膜營(yíng)養(yǎng)不良[視網(wǎng)膜色素變性(retinitis pigmentosa,RP)、Stargardt病、視錐-棒營(yíng)養(yǎng)不良、卵黃樣營(yíng)養(yǎng)不良]的患眼脈絡(luò)膜血管減少，表現(xiàn)為CVI降低[34-35]。Stargardt病組與對(duì)照組相比CVI減小，且CVI與視力呈負(fù)相關(guān)，可能是由于兩組SFCT無(wú)顯著差異，LA減少，但SA代償性增加，則CVI減少，SFCT不變[11]。Adhi等[36]研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，Stargardt病的脈絡(luò)膜大血管層減少，這可能是CVI減少的原因，但不是SFCT減少的原因。這些結(jié)果支持脈絡(luò)膜缺血在視網(wǎng)膜營(yíng)養(yǎng)不良的病因和疾病進(jìn)展中的作用。

2.4 葡萄膜炎Agrawal等[37]發(fā)現(xiàn)，小柳原田綜合征(Vogt-Koyanagi-Harada,VKH)在急性期管腔面積的增加可能是因?yàn)檠鳒p慢而使管腔擴(kuò)張，治療后CVI明顯降低。Liu等[38]在VKH的研究中發(fā)現(xiàn)，前葡萄膜炎發(fā)作時(shí)CVI降低，SA比LA下降更多，他們推測(cè)CVI的降低是由于脈絡(luò)膜基質(zhì)水腫和炎癥細(xì)胞間質(zhì)浸潤(rùn)所致。全葡萄膜炎與對(duì)照組相比CT和CVI均無(wú)明顯差異，但是在隨訪過(guò)程中，基線和治療后3個(gè)月相比CT無(wú)顯著差異，但CVI卻明顯減少[12]。在關(guān)于青少年系統(tǒng)性紅斑狼瘡(juvenile systemic lupus erythematosus，JSLE)的研究中發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，CT、TCA、SA、LA均增加，由于LA、SA的增加，CT也變得更厚，但是CVI與對(duì)照組比較無(wú)明顯差異，并認(rèn)為可能是因?yàn)镾LE為自身免疫性疾病，白細(xì)胞、炎癥介質(zhì)和抗體的增多可能導(dǎo)致SA的增加，由于血栓形成或第二次炎癥反應(yīng)引起的脈絡(luò)膜血管擴(kuò)張可導(dǎo)致LA的增加[39]。急性HLA-B27相關(guān)性前葡萄膜炎眼表現(xiàn)為CT增厚和CVI值明顯增加，提示急性期脈絡(luò)膜血管充血而不是間質(zhì)擴(kuò)張[16,40]。 Agarwal等[41]關(guān)于結(jié)核性多灶性漿液性脈絡(luò)膜炎(tubercular multifocal serpiginoid choroiditis,TBMSC)的脈絡(luò)膜血管變化的研究發(fā)現(xiàn)，TBMSC在疾病活動(dòng)期間，CVI降低，提示脈絡(luò)膜的血管相對(duì)減少。隨著病變的愈合，脈絡(luò)膜毛細(xì)血管萎縮伴脈絡(luò)膜重塑。

2.5 中心性漿液性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變急性中心性漿液性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變(central serous chorioretinopathy,CSC)患者的CVI較眼睛和年齡相匹配的健康受試者的CVI增加[15,20]。Agrawal等[42]的研究發(fā)現(xiàn)，CSC患眼與年齡匹配的健康受試者相比，CSC急性期其CVI增加，且高于經(jīng)治療后恢復(fù)者，提示CSC急性期血管成分明顯增加。CVI可作為早期診斷CSC和評(píng)估激光光凝或PTD后療效的有用指標(biāo)。Rasheed等[43]在研究激光對(duì)急性CSC脈絡(luò)膜血管影響的前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)，早期激光光凝確實(shí)會(huì)導(dǎo)致脈絡(luò)膜形態(tài)的改變，但實(shí)際觀察中發(fā)現(xiàn)SFCT和CVI并無(wú)明顯變化，所以急性CSC早期激光光凝并沒(méi)有額外的益處。

2.6 高度近視尤冉等[44]在高度近視的研究中發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照眼組相比，患眼組測(cè)量區(qū)域的TCA、SA、LA均明顯下降，CVI也明顯降低，高度近視患者CT早于視網(wǎng)膜厚度出現(xiàn)下降，且脈絡(luò)膜形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯異常，與其他研究結(jié)果一致[45]。Ng等[46]發(fā)現(xiàn)，高度近視性脈絡(luò)膜新生血管患者在使用抗-VEGF治療1 a后，SFCT變薄而CVI無(wú)改變，這種現(xiàn)象可能是因?yàn)锽ruch膜兩側(cè)的連接組織受到離心力的作用，從而導(dǎo)致脈絡(luò)膜的機(jī)械拉伸，進(jìn)而導(dǎo)致間質(zhì)成分和血管成分的變薄。

2.7 其他疾病Park等[47]關(guān)于開(kāi)角性青光眼的研究發(fā)現(xiàn)，伴有視盤(pán)周圍區(qū)域毛細(xì)血管丟失組的CVI較小，他們推測(cè)青光眼的發(fā)展與脈絡(luò)膜血管的丟失有一定關(guān)系。黃斑前膜剝除術(shù)后患眼CVI較對(duì)側(cè)健眼降低，提示脈絡(luò)膜血管層結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，可能是機(jī)械牽拉引起的繼發(fā)性炎癥通過(guò)影響脈絡(luò)膜的血管而導(dǎo)致CVI降低[48]。Egawa等[49]在原發(fā)性眼內(nèi)淋巴瘤(primary intraocular lymphoma,PIOL)研究中發(fā)現(xiàn)，在治療前，CVI較正常對(duì)照組降低，經(jīng)氨甲喋呤玻璃體內(nèi)注射治療后CVI則增加。在整個(gè)疾病發(fā)展的過(guò)程中LA無(wú)明顯變化，主要改變的是SA。王惠等[50]的研究發(fā)現(xiàn)，頸內(nèi)動(dòng)脈重度狹窄患者SFCT、TCA、LA、CVI均降低，并推測(cè)此類患者脈絡(luò)膜微血管管腔變窄，流量降低，造成TCA、LA下降，同時(shí)CVI也相應(yīng)下降；頸內(nèi)動(dòng)脈重度狹窄引起眼部血管低灌注，使得脈絡(luò)膜局部血流量長(zhǎng)期處于不足狀態(tài)，最終影響脈絡(luò)膜結(jié)構(gòu)。所以引起眼部血流灌注不足的疾病其CVI降低。

3 問(wèn)題和展望

目前對(duì)OCT圖像二值化處理軟件仍存在局限。首先，圖像處理算法選擇有待進(jìn)一步證實(shí)，黑白像素邊緣界定準(zhǔn)確性欠缺，測(cè)量范圍選擇缺乏標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定，測(cè)量的重復(fù)性、一致性及再現(xiàn)性研究不足等。其次，CVI的測(cè)量是基于OCT圖像中黑色像素代表LA、白色像素代表SA這一假設(shè)進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理，但尚無(wú)組織病理學(xué)研究證實(shí)此種假設(shè)。除此之外，CVI只是某個(gè)橫斷面的結(jié)果，對(duì)于疾病的整體觀表現(xiàn)有所欠缺。目前的研究只能評(píng)估整個(gè)橫斷面的脈絡(luò)膜血管，而不能具體分析脈絡(luò)膜的大中小血管層。盡管如此，對(duì)OCT圖像進(jìn)行二值化處理所獲取的指標(biāo)CVI作為一個(gè)無(wú)創(chuàng)、高效的工具來(lái)作為疾病隨訪和解釋不同視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜疾病的CT變化，在眼底疾病診斷、治療及預(yù)后隨訪等方面的研究日益受到重視，成為研究的熱點(diǎn)。未來(lái)有可能改變眼底疾病認(rèn)知干預(yù)水平現(xiàn)狀，推動(dòng)眼底疾病臨床及科研水平的提高。