正常視網(wǎng)膜血管直徑的非對稱性研究

1、正常視網(wǎng)膜血管直徑的非對稱性研究        【摘要】     目的：利用IMAGEnet軟件對眼底血管造影數(shù)字圖像進(jìn)行視網(wǎng)膜血管直徑測量以探討正常眼視網(wǎng)膜血管直徑是否存在差異。方法：利用IMAGEnet軟件對眼底血管造影數(shù)字圖像進(jìn)行放大和對比度調(diào)整，測量4個象限近視盤周圍1PD范圍內(nèi)的視網(wǎng)膜動脈直徑（RAD）和靜脈直徑（RVD），計算視網(wǎng)膜動靜脈比值（A/V）并檢驗該測量方法的可重復(fù)性。結(jié)果：左右眼對應(yīng)象限之間的RAD，RVD和A/V比值差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但對單

2、眼而言，顳側(cè)與鼻側(cè)象限的RAD和RVD以及A/V比值有著顯著性差異。可重復(fù)性檢驗以類內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)來表示，RAD的者內(nèi)信度為0.97（P0.01），RVD為0.986（P0.01）；RAD的者間信度為 0.976（P0.01），RVD為 0.975（P0.01）。結(jié)論：正常雙眼對應(yīng)象限的視網(wǎng)膜血管直徑?jīng)]有差異，但單眼不同象限的視網(wǎng)膜血管直徑存在差異，利用IMAGEnet軟件對視網(wǎng)膜熒光造影血管直徑進(jìn)行測量是可行和可靠的。     【關(guān)鍵詞】  視網(wǎng)膜血管直徑 計算機(jī)圖像

3、分析 眼底熒光血管造影    Nonsymmetry in the calibre of retinal blood vesselsLei Gao, FuHua Wang, Ning Chen, ChangXia Dong, ShuJun LiuDepartment of Ophthalmology, Yuhuangding Hospital Affiliated to Medical College of Qingdao University, Yantai 264000, Shandong Province, ChinaAbstractAIM: To

4、 investigate whether there is difference in the calibre of retinal blood vessels in digital image of fluorescein angiography by IMAGEnet software.METHODS: Digital color and fluorescein angiograms were amplified and adjusted using IMAGEnet software. The retinal vascular caliber close to optic disc in

5、 four quadrants ( within 1 PD the optic disc) was measured using linear measuring tools provided by the software, and the ratio of retinal arteriolartovenular diameter was calculated. The withinoperator and betweenoperator reliability of this method was investigated with intraclass correlation coeff

6、icient (ICC).RESULTS: There was no significant difference between right eye and left eye for vascular diameter in corresponding quadrants of both eyes. However, significant difference was found between temporal and nasal quadrant for most of items in one eye. The withinoperator ICCs of retinal arter

7、iolar and venular diameter were 0.97 and 0.986 respectively. The betweenoperator ICCs of retinal arteriolar and venular diameter were 0.976 and 0.975 respectively.CONCLUSION: There is no significant difference in the diameter of retinal blood vessel between the corresponding normal quadrants of both

8、 eyes, but significant difference exists between different quadrants of one eye. It is feasible and dependable to measure the calibre of digital image of retinal blood vessels with IMAGEnet.KEYWORDS: retinal blood vessel caliber; computerized retinal image analysis；fundus fluorescein angiography0引言&

9、#160;   眼底視網(wǎng)膜血管是人體唯一能被人們借助眼底鏡直接觀察到的血管網(wǎng)絡(luò)，對其檢查具有簡便易行、無創(chuàng)傷和可重復(fù)性的特點(diǎn)。由于視網(wǎng)膜動脈與大腦和冠狀動脈在解剖和生理上的相似性，因此視網(wǎng)膜血管的改變能從一個側(cè)面反映其他血管的病理生理變化以及終末器官的結(jié)構(gòu)和功能損害1。近年來計算機(jī)技術(shù)的介入使得我們能夠?qū)?shù)字視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)中的視網(wǎng)膜血管進(jìn)行客觀和精確的測量，人們借助該技術(shù)已經(jīng)對多個大樣本的人群進(jìn)行了流行病學(xué)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)血壓升高與視網(wǎng)膜動脈變窄顯著相關(guān)，且后者可能會作為先前正常人將來發(fā)生高血壓的預(yù)測指標(biāo)2，不僅如此，眼底視網(wǎng)膜動脈的普遍變窄已經(jīng)被證明能夠預(yù)測中風(fēng)3、女性冠心病4

10、和糖尿病的發(fā)生5。借助眼底鏡來觀測視網(wǎng)膜血管形態(tài)的方法雖至今被臨床廣泛應(yīng)用，但被認(rèn)為缺乏客觀性和可重復(fù)性，且不容易發(fā)現(xiàn)血管的早期改變6，我們旨在利用數(shù)字圖像測量技術(shù)對眼底熒光血管造影視網(wǎng)膜血管直徑進(jìn)行測量，探討IMAGEnet軟件在該領(lǐng)域的應(yīng)用價值。1對象和方法1.1對象 所有病例均來自青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬煙臺毓璜頂醫(yī)院眼科，回顧性從200503/200608眼底熒光造影資料儲存庫篩選出同時具有清晰數(shù)字眼底彩色和熒光照片且雙眼沒有造影顯著異常24例48眼。1.2方法 所有病例的眼底彩色和熒光造影圖像的獲得和分析均通過Topcon TRC50IX眼底血管造影機(jī)及其內(nèi)置圖像處理系

11、統(tǒng)IMAGEnet來完成。眼底彩色照片主要用于辨認(rèn)熒光造影圖像動、靜脈血管，而視網(wǎng)膜血管直徑的測量則基于分析其熒光造影數(shù)字圖像來獲得。首先選取一幅滿意熒光造影圖像，然后利用該軟件的內(nèi)置功能進(jìn)行圖像一級放大和對比度的調(diào)整（調(diào)整參數(shù)恒定），使得視盤以及周圍1PD范圍內(nèi)的視網(wǎng)膜血管放大且具有更好的對比度以便于測量（圖1），然后由專人利用軟件所提供的線性測量工具對視網(wǎng)膜血管直徑進(jìn)行測量。視網(wǎng)膜血管直徑測量描述：(1)根據(jù)DukeElder對視網(wǎng)膜靜脈的描述7， 我們對4個象限距離視盤邊緣1PD范圍內(nèi)的視網(wǎng)膜動、靜脈主干進(jìn)行測量。(2)如果象限視網(wǎng)膜動脈或靜脈超過一支，則選取該象限直徑較粗的視網(wǎng)膜動脈或

12、靜脈進(jìn)行測量。(3)如果在某一象限的視網(wǎng)膜血管在距離視盤邊界1PD范圍內(nèi)出現(xiàn)動靜脈交叉或血管直徑顯著變化等影響測量的因素，則不論該象限的視網(wǎng)膜動脈或靜脈均不納入研究。(4)選取的一段視網(wǎng)膜動脈和靜脈是對應(yīng)的和“平行的”（圖1）。(5)對一長約100150m范圍內(nèi)的動、靜脈血管段落進(jìn)行直徑測量，在此范圍內(nèi)每條血管至少做3條等距垂線并以不同顏色線條分別表示視網(wǎng)膜動脈和靜脈，自動顯示的各直線長度作為血管直徑（圖2）。測量方法的可重復(fù)性研究：回顧性的對典型“老年黃斑變性”患者的造影圖像30個具有定位標(biāo)記的視網(wǎng)膜動脈和靜脈直徑進(jìn)行測量，為了評估該測量方法對同一觀察者不同時間測量結(jié)果的（者內(nèi)信度，WITH

13、INOPERATOR）可變性，由同一觀察者（LG）在回避第1 次觀察結(jié)果，并至少間隔3d后，重復(fù)測量上述30個血管相同位點(diǎn)直徑；為了評估該測量方法在不同觀察者之間測量結(jié)果（者間信度，BETWEENOPERATOR）的可變性，由另一名研究者（FH,W）在回避第一位觀察者測量結(jié)果的前提下，獨(dú)立地對相同血管位點(diǎn)直徑進(jìn)行測量。    統(tǒng)計學(xué)分析：應(yīng)用SPSS 10.0軟件對雙眼不同象限各動脈血管直徑（ARD），靜脈血管直徑（AVD）以及動靜脈血管直徑比值（A/V）分別進(jìn)行獨(dú)立和配對樣本t檢驗以及方差檢驗，可重復(fù)性研究以類內(nèi)相關(guān)系數(shù)來評估，以P<0.05為差異有顯著性

14、意義，統(tǒng)計結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。2結(jié)果    同一觀察者在不同時間測量RAD的ICC為0.97（P0.01，95置信區(qū)間為0.9180.989），RVD的ICC為0.986（P0.01，95置信區(qū)間為0.9330.991）， 而在不同觀察者中ICC分別為RAD 0.976（P0.01，95置信區(qū)間為0.9670.994），RVD 0.975（P0.01，95置信區(qū)間為0.9410.989）。在24例被研究者中，男14例，女10例，年齡2266（平均46.1±11.1）歲。通過對雙眼對應(yīng)象限視網(wǎng)膜動靜脈直徑及其比值的配對比較，我們沒有發(fā)現(xiàn)左

15、右眼之間在視網(wǎng)膜血管直徑及其A/V比值之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（表1）。表1  正常左右眼視網(wǎng)膜動靜脈直徑以及A/V比值的配對樣本t檢驗（略）   對單眼而言，我們發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜顳上與顳下象限、鼻上與鼻下象限之間，上述3項指標(biāo)差異雖沒有統(tǒng)計學(xué)意義（除外鼻下RAD鼻上RAD），但顳上與鼻上或鼻下象限、顳下與鼻上或鼻下象限之間除了顳下A/V鼻下A/V差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義外，其余各項均有顯著性差異（表2）。表2  不同象限視網(wǎng)膜動、靜脈直徑以及A/V比值方差檢驗（略）3討論    心腦血管疾病是世界上老年人口死亡和致殘的主要原因

16、, 其中以冠心病、高血壓、動脈硬化、腦溢血等最為常見。這些疾病的形成及發(fā)病過程在微小血管上表現(xiàn)為形態(tài)結(jié)構(gòu)的漸進(jìn)變化。因此通過對微血管形態(tài)結(jié)構(gòu)的分析, 不僅可以診斷這類疾病發(fā)生及其程度, 而且可以預(yù)報發(fā)生的征兆, 在臨床上具有重要意義。眼底圖像的質(zhì)量及測量方法無疑會影響對視網(wǎng)膜血管直徑的精確測量，其中對視網(wǎng)膜血管邊界的定位無疑是最為重要的因素。目前利用計算機(jī)分析軟件測量視網(wǎng)膜血管直徑大都采用密度計量學(xué)原理（computeraided densitometry）來協(xié)助確定血管邊界8,9，但上述方法是以單純眼底圖像來進(jìn)行測量，存在對視網(wǎng)膜血管邊緣定界困難以及與周圍組織缺乏足夠的對比等缺點(diǎn)。再者，視網(wǎng)

17、膜血管并非以視盤中央為中心向周邊視網(wǎng)膜放射狀延伸10，如果對以視盤中央為中心、距離視盤邊界一定范圍內(nèi)的同心圓所橫過的視網(wǎng)膜血管進(jìn)行測量有可能會出現(xiàn)對血管直徑非垂直掃描的情況，容易導(dǎo)致部分血管測量結(jié)果的“放大”；相反眼底熒光血管造影提高了血管的對比度和可見性，再加上IMAGEnet軟件的圖像放大和對比度增強(qiáng)功能，使得我們能夠比較精確的測量視網(wǎng)膜血管的直徑且經(jīng)過我們的研究證實(shí)該測量方法具有很高的可重復(fù)性，當(dāng)然該方法的侵害性檢查是其缺點(diǎn)。    Ikram等8曾采用半自動測量軟件隨機(jī)對100人的雙眼視網(wǎng)膜動脈和靜脈直徑進(jìn)行過統(tǒng)計分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雙眼無差異， 但他們所比較的

18、是左右眼距離視盤特定距離的視網(wǎng)膜動脈或靜脈血管直徑的總和。我們對左右眼對應(yīng)象限間的配對比較發(fā)現(xiàn)4個配對象限中的RAD,RVD及其A/V均沒有顯著性差異，但對單眼而言，不同象限之間的視網(wǎng)膜血管直徑大多差異顯著，主要表現(xiàn)在顳側(cè)與鼻側(cè)視網(wǎng)膜血管直徑上的差異，這可能源于顳側(cè)視網(wǎng)膜血管承擔(dān)著更大面積的顳側(cè)視網(wǎng)膜代謝需要的緣故。鑒于直接眼底鏡具有良好的放大率（16倍）以及通過直接眼底鏡來觀察視網(wǎng)膜血管仍然系大家最為通常的做法，人們已經(jīng)習(xí)慣于通過目測相伴隨的視網(wǎng)膜動、靜脈來進(jìn)行臨床評估，不可能同計算機(jī)軟件那樣分析特定區(qū)域內(nèi)所有視網(wǎng)膜動脈或靜脈血管直徑的總和，因此從臨床的實(shí)用性來講，評價某象限相伴隨的視網(wǎng)膜動

19、、靜脈血管更為方便和可行。但根據(jù)我們的研究，在評價上述指標(biāo)時需要考慮單眼不同象限視網(wǎng)膜血管直徑比值的差異即鼻側(cè)A/V高于顳側(cè)A/V，例如本組顳側(cè)比值為0.72±0.11，而鼻側(cè)為0.82±0.19，兩者之間存在顯著性差異（t=4.438，P0.01），因此我們認(rèn)為有必要規(guī)定以某一特定象限的血管改變或比值作為大家共同的臨床標(biāo)準(zhǔn)，并且在科研工組中雙眼不宜對非對應(yīng)象限的視網(wǎng)膜血管進(jìn)行配對比較。    總之，我們的研究發(fā)現(xiàn)盡管雙眼對應(yīng)象限的視網(wǎng)膜動靜脈直徑及其動靜脈比值沒有顯著性差異，但它們在單眼不同象限之間的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。利用IMAGEnet軟

20、件對眼底熒光血管進(jìn)行線性測量是可行和可靠的，可廣泛應(yīng)用于眼底疾病的視網(wǎng)膜血管直徑測量，也可以對諸如高血壓、糖尿病等全身疾病的視網(wǎng)膜血管改變進(jìn)行定量描述。    【參考文獻(xiàn)】  1 Tso M,Jampol M.Pathophysiology of hypertensive retinopathy. Ophthalmology 1982;89(10):113211452 Wang JJ, Wong TY. Genetic determinants of retinal vascular caliber additional insights in

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