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宽视野脉络膜厚度和血管指标在近视和正视者中的变化

期刊:ophthalmic physiol optDOI:10.1111/opo.12875

学术报告

《Wide-field choroidal thickness and vascularity index in myopes and emmetropes》是一篇由Negareh Yazdani、Asieh Ehsaei、Hosein Hoseini-Yazdi、Nasser Shoeibi、David Alonso-Caneiro和Michael J. Collins等研究人员完成的原始研究论文,发表于2021年《Ophthalmic & Physiological Optics》期刊。这项研究由Mashhad University of Medical Sciences(伊朗)和Queensland University of Technology(澳大利亚)等机构联合进行,主要探讨近视(myopia)和正视(emmetropia)眼睛的脉络膜厚度(choroidal thickness, CT)区域变化和脉络膜血管指数(choroidal vascularity index, CVI)。研究为分析这种眼解剖结构的区域特性以及其与近视的内在关联提供了创新性数据。


学术背景

脉络膜在眼部生理中起着重要作用,提供外视网膜层的氧气供应和营养支持。随着光学相干断层扫描(optical coherence tomography, OCT)技术的增强,尤其是增强深度成像模式(Enhanced Depth Imaging, EDI OCT),研究者能够非侵入性地高分辨率地研究脉络膜解剖结构。之前的研究表明,脉络膜的厚度因年龄、性别、屈光不正、种族和视网膜区域的不同而有所变化。近视的发生往往伴随着中部脉络膜的变薄。近年来,脉络膜血管指数(CVI)被引入用于评估脉络膜的血管状态,这一指数是血管腔面积(luminal area)与总脉络膜面积之比。然而,目前关于这种指标在正常人群中的表现及其与脉络膜厚度关系的研究结果不一,同时对CVI区域性变化的理解有限。

本研究的目标是在健康的低度近视和正视年轻成年人中,结合广域OCT成像,研究脉络膜厚度与CVI的区域变化特征,同时分析其在不同偏心距和象限中的表现,并进一步比较近视眼和正视眼之间的形态差异。


研究工作流程

本研究采用横断面研究方法,包括以下内容:

被试选择与研究设计
研究对象为69名健康的20至38岁中东裔成年人,其中包括40名低度近视个体(球镜等效权限MSE为-0.5 D至-6.0 D,平均-3.00±1.39 D)和29名正视个体(MSE介于-0.25 D和+0.50 D之间,平均-0.05±0.09 D)。研究中排除了其他眼部或系统性疾病病史者、吸烟者、使用矫正屈光方法(如药物或光学方法)者,以减少可能影响结果的外部因素。此外,为控制日间脉络膜厚度的变化,所有测试均在下午1点到6点之间完成。

数据收集过程与技术手段
右眼的眼轴长度和脉络膜图像通过Lenstar LS 900光学测量仪和Heidelberg Spectralis光学相干断层扫描仪(OCT)获得。通过增强深度成像模式,研究者对55°的垂直和水平区域进行了高分辨率扫描,每个扫描由100帧图像叠加以提高信噪比和测试重复性。采用机器学习驱动的定制软件分割OCT图像,自动计算脉络膜厚度和CVI。

图像处理
通过特定算法,研究者将图像分割为反映脉络膜上表面(RPE-Bruch膜复合体外表面)和脉络膜-巩膜交界区(CSI)的边界。然后,每个像素点的总脉络膜厚度、血管腔厚度和基质厚度得以计算。此外,通过局部二值化(binarization)方法区分脉络膜区域为血管腔(暗像素)和基质(亮像素),并计算CVI。每个分区和象限的CVI通过自定义代码分析获得,研究团队特意优化了分析窗口大小以提高结果的准确性与可重复性。

统计与分析
在分析阶段,所有数据以SPSS v26软件处理,采用混合线性模型研究CT、luminal thickness和stromal thickness在各偏心距或象限的变化,并控制年龄和日间变异等协变量。Pearson相关分析用于研究眼轴长度与脉络膜参数(CT和CVI)的相关性。


主要结果

广域脉络膜厚度分布特征
- 平均脉络膜厚度为340±8 μm,其在视网膜中央凹和周围区域(377–392 μm)最厚,而逐渐变薄至外周(161–275 μm)。这种逐渐变薄现象在鼻侧最为显著,较少出现在上象限。 - 相较于正视眼,低度近视眼表现出显著的黄斑区中脉络膜厚度变薄,而在外周区域差异不显著。

脉络膜血管和基质的厚度变化
- 平均血管腔厚度和基质厚度分别为185±4 μm和155±4 μm。黄斑区内血管腔和基质厚度区域相对更厚;在外围区域,两者均显著变薄,但基质的变薄幅度更大(外周变薄36%,而血管腔为19%)。 - 与正视眼相比,近视眼的基质厚度显著降低,而血管腔厚度仅表现出轻微的下降趋势。

脉络膜血管指数(CVI)
- 在所有受试者中,平均CVI为55.1%,表现出从黄斑区(53.1%)到外周区域(59.1%)的渐增趋势。不同象限中,鼻象限CVI最高(56.7%),而颞象限最低(53.7%)。 - 近视者的CVI高于正视者(55.7% vs 54.4%),且这种差异主要集中于黄斑区。

脉络膜参数与眼轴的相关性
- 眼轴长度越长,黄斑区域内脉络膜总厚度及其血管腔、基质厚度越薄,但外周区域未表现出显著相关性。此外,黄斑区的CVI与眼轴长度正相关。


结论与研究意义

这项研究展示了视网膜全区域内脉络膜厚度及脉络膜血管指数的系统变化,并首次在如此大视野范围内比较了低度近视眼和正视眼群体间的差异。研究结果表明: - 黄斑区域内近视眼的主要变化在于基质的显著变薄,而血管腔厚度变化较小。该发现支持了基质变化可能在近视发生过程中先于血管变化。 - CVI的区域特异性变化可能反映了脉络膜的组织成分差异,这对未来研究眼部疾病相关变异具有指导意义。

本研究的方法学创新包括:优化的二值化窗口算法、高分辨率的广域影像获取和自定义软件工具的使用。结果为进一步研究脉络膜在近视发生与进展中的作用提供了重要支持,也可能应用于早期筛查近视高风险人群的新技术开发中。

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