青少年近视对外层视网膜厚度和脉络膜厚度影响及相关性研究

何洁琼 王艳华

青少年近视人群逐年增多,近视可引起黄斑及脉络膜病变[1],尽早获悉青少年近视人群视网膜、脉络膜细微结构改变,可较早预防近视并发症。外层视网膜感光层在视觉处理第一阶段提供视觉信息,其完整性和视功能密切相关。感光体内部和外部层(photoreceptor inner/outer segment layers, IS / OS)之间,有一特殊结构,国际In-OCT小组将其定义为椭球体区(ellipsoid zone, EZ)。因椭球体区折射率高,光反向散射增强,线粒体含量丰富,对感光层功能重要。椭球体区完整性是评估黄斑裂孔[2],病理性近视[3]和近视性脉络膜新生血管等[4]疾病因素之一。对椭球体区高反射率、强度等定性因素在视网膜疾病中影响目前已有研究[5-7],因频域相干光层析成像术(spectral domain optical coherence tomogtaphy ,SD-OCT)测量受限,将椭球区建立量化参数研究较少。近视能影响视网膜内层,神经节细胞内丛状层和神经纤维层厚度分布[8.9],但少有研究近视人群视网膜外段感光层厚度变化。因眼球延长可导致脉络膜变薄[10],脉络膜厚度变化可成为近视进展潜在标志。本研究分析青少年人群中,近视程度对包含外核层、感光层、视网膜色素上皮层的外层视网膜厚度和脉络膜厚度的影响,探讨外层视网膜厚度与脉络膜厚度变化与眼轴、屈光度关系。

资料与方法

一、对象

横断面研究。2020年3～8月于长沙爱尔眼科医院近视门诊招募所有受试者120名,120只右眼。该研究经由长沙爱尔眼科医院伦理委员会批准,按《赫尔辛基宣言》进行。所有患者及监护人均提供并签署书面知情同意书。使用Cirrus HD-OCT(Carl Zeiss, Meditec, Oberkochen,德国)增强深度模式(enhanced depth imaging optical coherence tomography, EDI-OCT)扫描,该检查由同一眼科医生完成。选取结果图像信号强度7以上。纳入标准:入选受试者年龄为10～18岁之间,最佳矫正视力(best corrected visual acuity, BCVA)≥1.0。将屈光度转换为SE(spherical equivalent):球镜屈光度+1/2柱镜屈光度。分为以下4组(每组30只眼):(1)正视组:屈光度(diopter,D)0 D到-0.25 D;(2)低度近视组:-1.00 D≤SE≤-3.00 D;(3)中度近视组:-3.00 D21 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa);(2)视野缺损;(3)存在眼内手术史或相关系统性疾病史;(4)排除青光眼,白内障,视网膜脱离、视网膜裂孔、视网膜劈裂、黄斑前膜、黄斑囊样水肿等,根据病理性近视国际分类标准[11]排除萎缩性、牵引性、新生血管性黄斑部病变等;(5)排除家族遗传性及全身系统性疾病;(6)无法配合完成眼科检查者。

二、方法

所有受试者均接受全面眼科检查,包括:BCVA,裂隙灯显微镜检查,角膜曲率,眼轴,眼底彩色照相,眼部B超,扩瞳后三面镜眼底检查。所有检查由主治以上经验丰富眼科医生完成。入组病例均在无散瞳下采用同一OCT仪器检查,应用8 mm径向线扫模式,每次扫描均以黄斑中央凹为中心。选择黄斑中央凹及中心凹1.5 mm直径处区域,从黄斑中央凹开始测量,选取鼻、颞两处为黄斑旁中心凹测量点。分割生成的视网膜脉络膜图像,Image Pro Plus软件测量各层厚度[12,13]。见图1。每次结果重复测量3次,取平均值。

图1 黄斑中心凹及旁中心凹外层视网膜和脉络膜厚度(C37到L57代表各层视网膜厚度)

基于视网膜病变黄斑中心凹中央部及周边部区域划分[14],视网膜分割标准根据国际OCT专家组提出定义[15]。所有符合纳入标准受试者进行EDI-OCT检查,外层视网膜分为:(1)外核层 (outer nuclear layer,ONL)、Hellen纤维层(hellen fiber layer, HFL)、外界膜(external limiting membrance, ELM)和肌样体区(myoid zone, MZ);(2)椭球体区层(ellipsoid zone, EZ);(3)光感受器外节(photoreceptor outer segment,OS)、交叉区(interdigitation zone, IZ)和视网膜色素上皮(retinal pigment epithelium, RPE)/Bruch膜复合体(bruch's complex )层。测量黄斑中心凹处和黄斑中心凹外以1.5 mm为直径的鼻、颞两侧旁中心凹的外层视网膜各层次厚度及总厚度。测量黄斑中心凹处和黄斑中心凹外以1.5 mm为直径的鼻、颞两侧旁中心凹的脉络膜厚度。

三、统计学分析方法

结 果

一、研究对象一般情况

120只受检眼中,正视眼30只眼,近视眼90只眼。所有近视眼患者均为轴性近视,无眼部其它疾病,全身情况良好。在正视组和不同程度近视组之间,年龄,性别,眼压,角膜曲率(平坦K,陡峭K)差异均无统计学意义(P>0.05)。各组之间屈光度和眼轴差异有统计学意义。见表1。

表1 正视眼组与不同程度近视眼组一般特征

二、黄斑中心凹处外层视网膜厚度和脉络膜厚度的比较

正视组与近视组外层视网膜厚度和脉络膜平均厚度分布有差异(均P<0.05),正视组与不同程度近视组外核层+Hellen纤维层+外界膜+肌样体区层厚度无差异(P>0.05)。见表2。低度,中度,高度近视组椭球体区层厚度均比正视组厚(均P<0.05)。高度近视组光感受器外节+交叉区+视网膜色素上皮/Bruch膜复合层厚度比正视组厚(P=0.005),低度,中度,高度近视组脉络膜厚度,外层视网膜总厚度比正视组薄(均P>0.05)。见表2。

表2 正视组与近视组黄斑中心凹处外层视网膜厚度(μm)与脉络膜厚度(μm)

三、黄斑中心凹1.5 mm直径处鼻侧和颞侧外层视网膜厚度与脉络膜厚度差异的比较

黄斑中心凹1.5 mm直径处鼻侧段,正视组与近视组椭球体区层厚度,光感受器外节+交叉区+视网膜色素上皮/Bruch膜复合层厚度,脉络膜厚度及外层视网膜总厚度值如下,差异有统计学意义(均P<0.001)。外核层+Hellen纤维层+外界膜+肌样体区层厚度无统计学差异(P>0.05)。见表3。不同屈光度近视组EZ层均厚于正视组(P<0.05)。低度,中度,高度近视组光感受器外节+交叉区+视网膜色素上皮/Bruch膜复合层薄于正视组(P=0.002,P=0.025,P=0.023)。正视组脉络膜厚度比近视组厚(均P<0.001),低度、中度,高度近视组外层视网膜总厚度较正视组薄(均P=0.001)。见表3。

表3 黄斑中心凹1.5 mm直径处鼻侧正视组和近视组黄斑中心凹处外层视网膜厚度(μm)与脉络膜厚度(μm)

黄斑中心凹1.5 mm直径处颞侧段,正视组与近视组椭球体区层厚度、光感受器外节+交叉区+视网膜色素上皮/Bruch膜复合层厚度、脉络膜厚度及外层视网膜总厚度值如下,差异有统计学意义(P<0.001)。见表4。外核层+Hellen纤维层+外界膜+肌样体区层厚度无统计学差异(P>0.05)。正视组椭球体区厚度均薄于不同屈光度近视组(均P<0.05)。高度近视组光感受器外节+交叉区+视网膜色素上皮/Bruch膜复合层厚度薄于正视组(P=0.012)。低度,中度,高度近视组脉络膜厚度均薄于正视组(均P<0.001)。低度,中度,高度近视组外层视网膜总厚度均薄于正视组(P=0.006,P<0.001)。见表4。

表4 黄斑中心凹1.5 mm直径处颞侧正视组和近视组黄斑中心凹处外层视网膜厚度(μm)与脉络膜厚度(μm)

四、黄斑部外层视网膜厚度、脉络膜厚度与屈光度,眼轴的关系

黄斑中央凹处,近视组外核层+Hellen纤维层+外界膜+肌样体区层厚度,光感受器外节+交叉区+视网膜色素上皮/Bruch膜复合层厚度与屈光度,眼轴无相关性(P>0.05)。椭球体区厚度与屈光度呈负相关(r=-0.645,P<0.001),眼轴呈正相关(r=0.406,P<0.001)。脉络膜厚度与屈光度呈正相关(r=0.715,P<0.001),眼轴呈负相关(r=-0.647,P<0.001)。外层视网膜总厚度与屈光度无相关性(P>0.05),与眼轴呈负相关(r=-0.240,P<0.001)。(见表5)。

表5 黄斑中心凹处外层视网膜厚度(μm)与脉络膜厚度(μm)和屈光度(D)眼轴(mm)相关性

黄斑中心凹鼻侧1.5 mm处,近视组外核层+Hellen纤维层+外界膜+肌样体区层厚度,光感受器外节+交叉区+视网膜色素上皮/Bruch膜复合层厚度层厚度与屈光度,眼轴无相关性(P>0.05)。椭球体区厚度与屈光度呈负相关(r=-0.827,P<0.001),眼轴呈正相关(r=0.447,P<0.001)。脉络膜厚度与屈光度呈正相关(r=0.718,P<0.001),眼轴呈负相关(r=-0.658,P<0.001)。外层视网膜总厚度与屈光度无相关性(P>0.05),与眼轴呈负相关(r=-0.276,P<0.001)。见表6。

表6 黄斑中心凹鼻侧1.5 mm外层视网膜厚度(μm)与脉络膜厚度和屈光度(D)眼轴(mm)相关性

黄斑中心凹颞侧1.5 mm处,近视组层厚度,光感受器外节+交叉区+视网膜色素上皮/Bruch膜复合层厚度与屈光度,眼轴无相关性(P>0.05)。椭球体区厚度与屈光度呈负相关(r=-0.694,P<0.001),眼轴呈正相关(r=0.675,P<0.001)。脉络膜厚度与屈光度呈正相关(r=0.745,P<0.001),眼轴呈负相关(r=-0.639,P<0.001)。外层视网膜总厚度与屈光度无相关性(P>0.05),与眼轴呈负相关(r=-0.325,P<0.05)。见表7。

表7 旁黄斑中心凹颞侧外层视网膜厚度(μm)与脉络膜厚度和屈光度(D)眼轴(mm)相关性

椭球体区和脉络膜厚度与屈光度有良好相关性。以椭球体区厚度(X1),脉络膜厚度(X2)为自变量,屈光度为因变量,建立线性回归方程。在黄斑中心凹,Y=-2.314-0.529X1+0.014X2(R2=0.635,P<0.001);鼻侧黄斑旁中心凹,Y=1.317-0.745X1+0.01X2(R2=0.650,P<0.001);颞侧黄斑旁中心凹,Y=-3.359-0.407X1+0.015X2(R2=0.760,P<0.001)。表明在黄斑中心凹,椭球体区厚度与脉络膜厚度每改变1 mm,近视屈光度增加2.855 D;鼻侧黄斑旁中心凹,椭球体区厚度与脉络膜厚度每改变1 mm,近视屈光度减少0.582 D;鼻侧黄斑旁中心凹,椭球体区厚度与脉络膜厚度每改变1 mm,屈光度增加3.751 D;得出黄斑部不同处,椭球体区厚度和脉络膜厚度变化与近视屈光度相关。

讨 论

近视人群脉络膜厚度分布各不同,受性别,种族,前房深度,眼压,运动量等影响。中心性浆液性脉络膜视网膜病变等疾病进展中,外层视网膜有变薄或变厚趋势[16],但目前国内外对青少年近视眼外层视网膜各层次厚度变化研究不多。本研究发现在黄斑部与旁黄斑部,不同程度近视椭球体区层厚度比正视眼厚,与眼轴屈光度有关。从光感受器外节到色素上皮层总外层视网膜厚度有变薄趋势。脉络膜厚度和椭球体区厚度与眼轴、屈光度相关。

椭球体区富含线粒体、内质网、高尔基体,能产生ATP、光敏相关化学物质等。我们发现正视眼组椭球体区厚度比近视眼组椭球体区厚度薄,与Ye等[17]认为病理性近视中,肌样体区和椭球体区厚度比正视眼薄结果有差异。考虑病理性近视具有特殊结构,如视盘周围脉络膜空洞、弥漫性视网膜萎缩等,视网膜代谢可能异于本研究中的青少年近视人群,从而结果不同。近视组椭球体区厚度比正视眼厚,可能由于视网膜氧代谢异常,线粒体肿胀,而引起椭球体厚度增厚,但该推测需进一步实验证明。本研究得出椭球体区厚度与屈光度呈负相关,眼轴呈正相关,屈光度与椭球体区厚度和脉络膜厚度变化相关。有研究得出,健康眼外层视网膜厚度与脉络膜厚度相关[18],但对于青少年近视眼的屈光度与脉络膜厚度相关性尚无定论。不同疾病椭球体区有改变:视网膜静脉阻塞的视功能可通过椭球体区破坏程度预测[19];轻微视网膜震荡患者光感受器外节厚度变薄,但椭球体区完整。椭球体区为光反应器重要生物标记[20],我们认为随近视屈光度增加,眼球延长,椭球体区厚度可能较早出现变化,但这一推测需进一步研究证实。椭球体区完整程度影响最佳矫正视力,本研究对不同程度近视的青少年椭球体区进行定量测量,分析其厚度改变与眼轴屈光度相关性可能为近视进展提供依据。

形觉剥夺近视动物模型中,感光细胞层被拉长,光感受器细胞层破坏。外核层主要由视锥细胞构成,其厚度变薄可反应视锥细胞丢失情况。我们发现不同程度近视组与正视组的外核层与Hellen纤维层,外界膜到肌样体区厚度无差异。有研究指出高度近视外核层与Hellen纤维层厚度薄于正视眼[21],与本结果不相符。考虑可能因高度近视常合并视功能障碍,近视眼视网膜色素上皮 /Bruch膜复合体层微循环改变,光感受器外节与交叉区细胞凋亡,在不同屈光状态光感受器细胞层的破坏程度在不同近视人群中存在差异所致。已有研究指出远视程度越高,RPE-BM层越厚[22]。我们发现黄斑区高度近视组光感受器外节层到视网膜色素上皮 /Bruch膜复合体层厚度薄于正视组,黄斑旁中心凹鼻侧正视组厚度比低度和中度近视组厚。考虑可能因鼻侧视盘解剖结构存在,外视网膜牵引力和切向拉伸力导致眼球拉伸引起该层变化。我们发现光感受器外节层到视网膜色素上皮 /Bruch膜复合体层与屈光度、眼轴无相关性。Jonas等[23]认为54只高度近视眼RPE/Bruch膜与眼轴长度无关,与本研究一致。

我们发现近视组外层视网膜总厚度比正视组薄。与中低度近视组和高度近视组,平均总黄斑厚度,内层或外层黄斑区厚度随眼轴增加而变薄的结论一致[24]。研究表明,外层视网膜厚度可影响神经节细胞内丛状层厚度[25]。高度近视易出现神经节细胞受损,追踪近视眼外层视网膜厚度变化可能具有一定临床价值。已有研究指出外层视网膜受脉络膜影响[18],我们发现外层视网膜厚度与眼轴呈负相关,与TH等[26]研究结果一致,考虑与近视眼轴拉长,巩膜延长,导致外层视网膜变薄所关。

受渗透活性分子及血管通透性影响,脉络膜在近视进展中作用重要。我们发现黄斑部不同区域近视组脉络膜厚度比正视组厚度均薄,与Ho等[27]研究结果一致。考虑因近视眼脉络膜血供减少及高度近视眼后巩膜葡萄肿引起脉络膜变薄有关。我们发现,脉络膜厚度与屈光度呈正相关,与BC等[28]研究相符。

本研究定量分析不同程度近视青少年个体外层视网膜厚度与脉络膜厚度变化。我们发现,在近视防控诊疗过程中需重视近视度数增长及眼轴测量,关注外层视网膜厚度及脉络膜厚度等细微结构变化,可提早预防近视性黄斑病变、视网膜脉络膜疾病发生。此外本研究存在一些不足:(1)病例数较少;(2)黄斑区视网膜及脉络膜厚度测量范围具有局限性。下一步科研设计从这方面改进,扩大样本量,探讨黄斑部不同区域,不同程度近视外层视网膜与脉络膜厚度比较,为近视防控提供参考价值。