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视网膜微循环、微血管网络和微结构的年龄相关变化

期刊:Invest Ophthalmol Vis SciDOI:10.1167/iovs.17-21460

本文档属于类型a,即单篇原创研究的学术报告。以下是对该研究的详细介绍:

主要作者及研究机构
本研究的主要作者包括Yantao Wei、Hong Jiang、Yingying Shi、Dongyi Qu、Giovanni Gregori、Fang Zheng、Tatjana Rundek和Jianhua Wang。研究由中山大学中山眼科中心(State Key Laboratory of Ophthalmology, Zhongshan Ophthalmic Center, Sun Yat-sen University, Guangzhou, China)和迈阿密大学米勒医学院Bascom Palmer眼科研究所(Bascom Palmer Eye Institute, University of Miami Miller School of Medicine, Miami, Florida, United States)合作完成。研究发表于《Investigative Ophthalmology & Visual Science》期刊,2017年6月21日接受发表。

学术背景
本研究聚焦于视网膜(retina)的微血管(microvasculature)、微循环(microcirculation)和微结构(microstructure)在正常衰老过程中的变化。视网膜作为大脑的延伸,具有高代谢需求,其血管系统与神经结构密切相关。随着年龄增长,视网膜的血管和结构会发生显著变化,这些变化可能与眼部疾病(如糖尿病视网膜病变、高血压视网膜病变)和全身性疾病(如多发性硬化症)的发生和发展有关。然而,关于衰老如何影响视网膜的微血管、微循环和微结构的系统性研究较少。因此,本研究旨在通过多种先进的成像技术,全面描述健康人群中与年龄相关的视网膜变化,为理解视网膜在衰老过程中的生理和病理机制提供重要信息。

研究流程
1. 研究对象
研究纳入了74名年龄在18至82岁之间的健康受试者,并将其分为四组:G1(<35岁)、G2(35-49岁)、G3(50-64岁)和G4(≥65岁)。所有受试者均无眼部疾病、外伤或手术史,且排除了屈光度大于6D、明显介质混浊或瞳孔扩张不良的情况。

  1. 实验方法

    • 光学相干断层扫描(OCT):使用定制的高分辨率OCT(UHR-OCT)获取黄斑区的六层视网膜结构数据,包括视网膜神经纤维层(RNFL)、神经节细胞层和内丛状层(GCIPL)、内核层(INL)、外丛状层(OPL)、外核层(ONL)和光感受器层(PR)。
    • 光学相干断层扫描血管成像(OCTA):使用Zeiss HD-OCT设备获取视网膜微血管网络图像,并通过分形分析计算血管密度。
    • 视网膜血流速度(BFV)测量:使用视网膜功能成像仪(RFI)测量视网膜血流速度,重点分析视网膜小静脉和小动脉的血流速度。
  2. 数据分析
    使用统计软件(Statistica)进行数据分析,包括Pearson相关系数分析、单因素方差分析(ANOVA)和Fisher事后检验。通过分形分析计算视网膜血管密度,并通过自动分割软件(Orion)分析视网膜各层的厚度。

主要结果
1. 视网膜结构变化
- 随着年龄增长,视网膜内层(RNFL和GCIPL)显著变薄,而外层(OPL和PR)则显著增厚。
- G1与G2相比,RNFL显著变薄(p < 0.05);G3与G1相比,RNFL和GCIPL显著变薄,同时OPL和PR显著增厚(p < 0.05);G4与G1相比,RNFL和GCIPL显著变薄,OPL和PR显著增厚(p < 0.05)。

  1. 视网膜微血管变化

    • 随着年龄增长,视网膜微血管密度显著下降,特别是在深层血管丛(DVP)和浅层血管丛(SVP)中。
    • G4与G1相比,小血管密度显著降低(p < 0.05),而大血管密度无显著变化。
  2. 视网膜血流速度变化

    • 随着年龄增长,视网膜小静脉的血流速度显著下降(p < 0.05),而小动脉的血流速度在G3组中显著增加(p < 0.05)。

结论
本研究首次通过多种先进的成像技术,全面描述了健康人群中与年龄相关的视网膜微血管、微循环和微结构的变化。研究发现,随着年龄增长,视网膜内层变薄、微血管密度下降以及小静脉血流速度降低,这些变化相互影响,共同反映了视网膜在衰老过程中的生理变化。这些结果为理解视网膜在衰老过程中的生理和病理机制提供了重要基线,并为研究视网膜疾病的早期诊断和发病机制提供了新的视角。

研究亮点
1. 多模态成像技术:本研究结合了OCT、OCTA和RFI三种先进的成像技术,全面分析了视网膜的结构、血管和血流变化。
2. 广泛年龄范围:研究涵盖了从18岁到82岁的广泛年龄范围,为理解视网膜在生命全程中的变化提供了重要数据。
3. 分形分析:通过分形分析计算视网膜血管密度,提供了更精确的微血管网络评估方法。
4. 首次系统性研究:本研究首次系统性描述了视网膜微血管、微循环和微结构在衰老过程中的变化及其相互关系。

其他有价值的内容
本研究还发现,视网膜深层血管丛(DVP)的血管密度与视网膜厚度(TRT、GCIPL、INL和ONL)显著相关,这进一步支持了DVP在视网膜代谢和氧气供应中的重要作用。此外,研究还揭示了视网膜微血管密度与血流速度之间的关系,为理解视网膜的神经-血管-血流动力学机制提供了新的见解。

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