正常視網(wǎng)膜血管直徑的非對(duì)稱(chēng)性研究

1、正常視網(wǎng)膜血管直徑的非對(duì)稱(chēng)性研究        【摘要】     目的：利用IMAGEnet軟件對(duì)眼底血管造影數(shù)字圖像進(jìn)行視網(wǎng)膜血管直徑測(cè)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(duì)眼底血管造影數(shù)字圖像進(jìn)行放大和對(duì)比度調(diào)整，測(cè)量4個(gè)象限近視盤(pán)周?chē)?PD范圍內(nèi)的視網(wǎng)膜動(dòng)脈直徑（RAD）和靜脈直徑（RVD），計(jì)算視網(wǎng)膜動(dòng)靜脈比值（A/V）并檢驗(yàn)該測(cè)量方法的可重復(fù)性。結(jié)果：左右眼對(duì)應(yīng)象限之間的RAD，RVD和A/V比值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但對(duì)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(yàn)以類(lèi)內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)來(lái)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(duì)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(duì)視網(wǎng)膜熒光造影血管直徑進(jìn)行測(cè)量是可行和可靠的。     【關(guān)鍵詞】  視網(wǎng)膜血管直徑 計(jì)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(guān)察到的血管網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其檢查具有簡(jiǎn)便易行、無(wú)創(chuàng)傷和可重復(fù)性的特點(diǎn)。由于視網(wǎng)膜動(dòng)脈與大腦和冠狀動(dòng)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(gè)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(lái)計(jì)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(guān)和精確的測(cè)量，人們借助該技術(shù)已經(jīng)對(duì)多個(gè)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(dòng)脈變窄顯著相關(guān)，且后者可能會(huì)作為先前正常人將來(lái)發(fā)生高血壓的預(yù)測(cè)指標(biāo)2，不僅如此，眼底視網(wǎng)膜動(dòng)脈的普遍變窄已經(jīng)被證明能夠預(yù)測(cè)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(lái)觀(guān)測(cè)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(guān)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(cè)量技術(shù)對(duì)眼底熒光血管造影視網(wǎng)膜血管直徑進(jìn)行測(cè)量，探討IMAGEnet軟件在該領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。1對(duì)象和方法1.1對(duì)象 所有病例均來(lái)自青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬煙臺(tái)毓璜頂醫(yī)院眼科，回顧性從200503/200608眼底熒光造影資料儲(chǔ)存庫(kù)篩選出同時(shí)具有清晰數(shù)字眼底彩色和熒光照片且雙眼沒(méi)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(guò)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(lái)完成。眼底彩色照片主要用于辨認(rèn)熒光造影圖像動(dòng)、靜脈血管，而視網(wǎng)膜血管直徑的測(cè)量則基于分析其熒光造影數(shù)字圖像來(lái)獲得。首先選取一幅滿(mǎn)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(jí)放大和對(duì)比度的調(diào)整（調(diào)整參數(shù)恒定），使得視盤(pán)以及周?chē)?PD范圍內(nèi)的視網(wǎng)膜血管放大且具有更好的對(duì)比度以便于測(cè)量（圖1），然后由專(zhuān)人利用軟件所提供的線(xiàn)性測(cè)量工具對(duì)視網(wǎng)膜血管直徑進(jìn)行測(cè)量。視網(wǎng)膜血管直徑測(cè)量描述：(1)根據(jù)DukeElder對(duì)視網(wǎng)膜靜脈的描述7， 我們對(duì)4個(gè)象限距離視盤(pán)邊緣1PD范圍內(nèi)的視網(wǎng)膜動(dòng)、靜脈主干進(jìn)行測(cè)量。(2)如果象限視網(wǎng)膜動(dòng)脈或靜脈超過(guò)一支，則選取該象限直徑較粗的視網(wǎng)膜動(dòng)脈或

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

13、INOPERATOR）可變性，由同一觀(guān)察者（LG）在回避第1 次觀(guān)察結(jié)果，并至少間隔3d后，重復(fù)測(cè)量上述30個(gè)血管相同位點(diǎn)直徑；為了評(píng)估該測(cè)量方法在不同觀(guān)察者之間測(cè)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(guān)察者測(cè)量結(jié)果的前提下，獨(dú)立地對(duì)相同血管位點(diǎn)直徑進(jìn)行測(cè)量。    統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：應(yīng)用SPSS 10.0軟件對(duì)雙眼不同象限各動(dòng)脈血管直徑（ARD），靜脈血管直徑（AVD）以及動(dòng)靜脈血管直徑比值（A/V）分別進(jìn)行獨(dú)立和配對(duì)樣本t檢驗(yàn)以及方差檢驗(yàn)，可重復(fù)性研究以類(lèi)內(nèi)相關(guān)系數(shù)來(lái)評(píng)估，以P<0.05為差異有顯著性

14、意義，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示。2結(jié)果    同一觀(guān)察者在不同時(shí)間測(cè)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(guān)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(guò)對(duì)雙眼對(duì)應(yīng)象限視網(wǎng)膜動(dòng)靜脈直徑及其比值的配對(duì)比較，我們沒(méi)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(jì)學(xué)意義（表1）。表1  正常左右眼視網(wǎng)膜動(dòng)靜脈直徑以及A/V比值的配對(duì)樣本t檢驗(yàn)（略）   對(duì)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(xiàng)指標(biāo)差異雖沒(méi)有統(tǒng)計(jì)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(jì)學(xué)意義外，其余各項(xiàng)均有顯著性差異（表2）。表2  不同象限視網(wǎng)膜動(dòng)、靜脈直徑以及A/V比值方差檢驗(yàn)（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(dòng)脈硬化、腦溢血等最為常見(jiàn)。這些疾病的形成及發(fā)病過(guò)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(guò)對(duì)微血管形態(tài)結(jié)構(gòu)的分析, 不僅可以診斷這類(lèi)疾病發(fā)生及其程度, 而且可以預(yù)報(bào)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(cè)量方法無(wú)疑會(huì)影響對(duì)視網(wǎng)膜血管直徑的精確測(cè)量，其中對(duì)視網(wǎng)膜血管邊界的定位無(wú)疑是最為重要的因素。目前利用計(jì)算機(jī)分析軟件測(cè)量視網(wǎng)膜血管直徑大都采用密度計(jì)量學(xué)原理（computeraided densitometry）來(lái)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(lái)進(jìn)行測(cè)量，存在對(duì)視網(wǎng)膜血管邊緣定界困難以及與周?chē)M織缺乏足夠的對(duì)比等缺點(diǎn)。再者，視網(wǎng)

17、膜血管并非以視盤(pán)中央為中心向周邊視網(wǎng)膜放射狀延伸10，如果對(duì)以視盤(pán)中央為中心、距離視盤(pán)邊界一定范圍內(nèi)的同心圓所橫過(guò)的視網(wǎng)膜血管進(jìn)行測(cè)量有可能會(huì)出現(xiàn)對(duì)血管直徑非垂直掃描的情況，容易導(dǎo)致部分血管測(cè)量結(jié)果的“放大”；相反眼底熒光血管造影提高了血管的對(duì)比度和可見(jiàn)性，再加上IMAGEnet軟件的圖像放大和對(duì)比度增強(qiáng)功能，使得我們能夠比較精確的測(cè)量視網(wǎng)膜血管的直徑且經(jīng)過(guò)我們的研究證實(shí)該測(cè)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(dòng)測(cè)量軟件隨機(jī)對(duì)100人的雙眼視網(wǎng)膜動(dòng)脈和靜脈直徑進(jìn)行過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雙眼無(wú)差異， 但他們所比較的

18、是左右眼距離視盤(pán)特定距離的視網(wǎng)膜動(dòng)脈或靜脈血管直徑的總和。我們對(duì)左右眼對(duì)應(yīng)象限間的配對(duì)比較發(fā)現(xiàn)4個(gè)配對(duì)象限中的RAD,RVD及其A/V均沒(méi)有顯著性差異，但對(duì)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(guò)直接眼底鏡來(lái)觀(guān)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(guò)目測(cè)相伴隨的視網(wǎng)膜動(dòng)、靜脈來(lái)進(jìn)行臨床評(píng)估，不可能同計(jì)算機(jī)軟件那樣分析特定區(qū)域內(nèi)所有視網(wǎng)膜動(dòng)脈或靜脈血管直徑的總和，因此從臨床的實(shí)用性來(lái)講，評(píng)價(jià)某象限相伴隨的視網(wǎng)膜動(dòng)

19、、靜脈血管更為方便和可行。但根據(jù)我們的研究，在評(píng)價(jià)上述指標(biāo)時(shí)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(duì)非對(duì)應(yīng)象限的視網(wǎng)膜血管進(jìn)行配對(duì)比較。    總之，我們的研究發(fā)現(xiàn)盡管雙眼對(duì)應(yīng)象限的視網(wǎng)膜動(dòng)靜脈直徑及其動(dòng)靜脈比值沒(méi)有顯著性差異，但它們?cè)趩窝鄄煌笙拗g的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。利用IMAGEnet軟

20、件對(duì)眼底熒光血管進(jìn)行線(xiàn)性測(cè)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(cè)量，也可以對(duì)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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