劉衛(wèi) 張勇進 徐格致

糖尿病性黃斑水腫(diabetic macular edema，DME)可發(fā)生于糖尿病視網(wǎng)膜病變的任何時期，是導(dǎo)致糖尿病視網(wǎng)膜病變患者視力損害的首要原因。美國威斯康星流行病學(xué)研究表明，糖尿病10年后DME的發(fā)病率為 13.9% ～25.4%［1］。

早期治療糖尿病視網(wǎng)膜病變研究(the Early Treatment Diabetic Retinopathy Study，ETDRS)研究表明，黃斑區(qū)光凝治療可使DME患者3年內(nèi)視力嚴重喪失風(fēng)險下降50%或更多，一直以來黃斑區(qū)光凝成為治療DME的金標準［2］。近年來玻璃體腔注射抗血管內(nèi)皮 生 長 因 子 (vascularendothelialgrowth factor，VEGF)、激素等藥物成為治療DME的新方法，盡管如此，玻璃體腔藥物注射存在需多次注射、易復(fù)發(fā)、全身及局部并發(fā)癥以及經(jīng)濟負擔(dān)等眾多限制因素，黃斑區(qū)光凝仍在DME的治療中發(fā)揮重要作用。盡管如此，黃斑光凝治療DME的作用機制尚不完全清楚，如何選擇正確的光凝參數(shù)尚存爭議。

相干光斷層掃描(optical coherence tomography，OCT)成像具有模擬活體組織病理的作用，無創(chuàng)、簡便，近年來成為DME診斷的金標準。頻域OCT(spectraldomain OCT，SD-OCT)軸向分辨率達到 5 μm，橫向分辨率為20 μm，可以觀察活體視網(wǎng)膜微結(jié)構(gòu)的細節(jié)信息。SD-OCT獨特的eye-tracking技術(shù)可以精確觀察視網(wǎng)膜上的特定部位在不同時間點的變化。本研究通過SD-OCT觀察彌漫性DME經(jīng)PASCAL格柵激光治療后3個月內(nèi)黃斑區(qū)視網(wǎng)膜微結(jié)構(gòu)變化，以探討格柵激光治療DME的機制。

1 資料與方法

1.1 資料 共13例糖尿病患者于我院門診按照ETDRS診斷標準確診為有臨床意義DME，其中男性5例(6眼)，女性8例(9眼);年齡56～73歲，平均(59.7±5.3)歲。所有患者均為2型糖尿病，糖尿病史5～20年，目前血糖控制穩(wěn)定。治療前眼部檢查包括ETDRS視力檢查，散瞳后檢眼鏡(眼底鏡)檢查，眼底照相，熒光素眼底血管造影及SD-OCT。治療后2 h、1周、1個月、3個月分別行眼底照相、SD-OCT檢查。除治療后2 h外，其余隨訪時間患者均接受ETDRS視力檢查。排除標準包括:屈光間質(zhì)渾濁(角膜、晶狀體、玻璃體)影響眼底檢查及成像，增生型糖尿病視網(wǎng)膜病變、其他疾病累及黃斑區(qū)如黃斑前膜或黃斑部牽引等。

1.2 方法 所有患者OCT均在充分散瞳下采用SD-OCT(Spectralis software version 4.0;Heidelberg Engineering，Germany)完成。掃描方式包括經(jīng)中心凹線性掃描和黃斑區(qū)體積(volume)掃描，體積掃描范圍以中心凹為中心進行39線或49線B-掃描。所有病例隨訪均采用follow-up模式，確保分析的精確性和可重復(fù)性。采用SD-OCT自帶軟件計算黃斑中心凹1 mm平均視網(wǎng)膜厚度代表黃斑中心視網(wǎng)膜厚度。

PASCAL激光:所有13例(15眼)黃斑區(qū)激光均由筆者在模式掃描激光(PASCAL;OptiMedica Corporation，Santa Clara，CA)下一次完成。采用532 nm倍頻摻釹釔鋁石榴石(neodymium-yttrium aluminum garnet，Nd:YAG)激光，通過預(yù)置黃斑格柵激光模式(光斑直徑100 μm，曝光時間10 ms，光斑距中心凹至少1000 μm)進行C型、環(huán)形格柵或局灶性光凝。激光能量以100 mW為滴定點，上調(diào)至呈現(xiàn)輕度灰色光斑所需最低能量(光斑間距1～1.5光斑直徑)。所有激光均在0.5%托吡卡胺和0.5%鹽酸去氧腎上腺素混合液充分散瞳、鹽酸奧布卡因表面麻醉后三面鏡下操作。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 本研究采用配對t檢驗比較治療前后視力、黃斑區(qū)中心凹視網(wǎng)膜厚度的變化，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 PASCAL激光后的臨床療效觀察 所有患者采用的激光能量為145～245 mw，平均(202±33)mw，光斑數(shù)56～132(平均105)。15眼治療后3個月平均ETDRS視力為(50.5±18.0)字母(27～78字母)，較治療前平均視力47±18字母(27～80字母)略有提高，治療前后視力差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.22)。治療前黃斑中心視網(wǎng)膜厚度平均為(409 ±100)μm(311～643 μm)，激光治療后1周為(404±98)μm，治療后1個月黃斑中心凹視網(wǎng)膜厚度降低至(374.5±107.0)μm。治療后3個月黃斑區(qū)中心凹厚度為(359.9 ±155.0)μm(275 ～478 μm)，較治療前顯著降低(P=0.009)。

2.2 激光治療后視網(wǎng)膜微結(jié)構(gòu)在SD-OCT上的表現(xiàn)激光治療后2 h，激光灶表現(xiàn)為邊界相對清晰、柱狀中高反射帶，病灶范圍從光感受器層延伸至外核層。所有患者視網(wǎng)膜內(nèi)層結(jié)構(gòu)均未見改變。激光灶處光感受器內(nèi)外節(jié)連(inner segment/outer segment，IS/OS)光帶破壞，輕度抬高，光感受器OS寬度增加，下方視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelium，RPE)變化不顯著。有趣的是，部分柱狀反射帶(病灶)在光感受器層均呈垂直方向，而在外界膜(external limiting membrane，ELM)平面徑路改變，表現(xiàn)為向心性傾斜而非垂直徑向(圖1A，2)。激光治療后1周，柱狀高反射帶逐漸變得模糊，病灶范圍明顯縮小，與同步近紅外眼底照相中激光病灶的直徑變小一致，表明病灶開始修復(fù)。激光灶處RPE內(nèi)表面出現(xiàn)顆粒狀高反射灶(圖3B、4B)。所有外核層高反射灶在激光后1個月完全消失。部分RPE顆粒狀高反射灶隨時間推移逐漸縮小甚至完全消失，伴ELM光帶及IS/OS光帶逐漸修復(fù)，至激光后3個月激光病灶在OCT上的改變完全消失。盡管如此，同步近紅外眼底照相仍可清晰顯示激光病灶形態(tài)(圖1C、1D)。部分RPE顆粒病灶持續(xù)存在，少數(shù)顆粒病灶甚至較前擴大，根據(jù)顆粒病灶大小分別伴有ELM及IS/OS光帶的不完全修復(fù)(圖3C、3D、4C)。

圖1.病例1左眼DME患者經(jīng)PASCAL激光治療后2 h、1周、1個月及3個月黃斑區(qū)譜域OCT掃描(follow-up模式)，右側(cè)為左側(cè)白框部分放大圖A.激光治療后2 h，激光灶表現(xiàn)為向心性傾斜柱狀中高反射帶，范圍從光感受器層延伸至外核層;B.激光治療后1周，柱狀高反射帶逐漸變得模糊;C.激光治療后1個月，激光灶處ELM、IS/OS光帶連續(xù)但局部略細;D.激光治療后3個月，激光灶在OCT上改變消失，ELM、IS/OS光帶連續(xù)，同步近紅外眼底照相仍可見激光斑

圖2.病例6右眼DME患者激光治療后2 h黃斑區(qū)譜域OCT圖像，右側(cè)為左側(cè)白框部分放大圖A.經(jīng)黃斑中心凹OCT顯示激光灶向心性傾斜現(xiàn)象;B.位于中心凹下方掃描線顯示激光病灶高反射灶與RPE垂直

圖3.病例3右眼DME患者激光治療后2 h、1周、1個月及3個月譜域OCT掃描顯示激光灶處RPE變化，右側(cè)為左側(cè)白框部分放大圖A.激光治療后2 h，RPE光帶在OCT上無明顯變化;B.激光治療后1周，激光灶處RPE內(nèi)表面顆粒狀高反射(紅箭頭);C.激光治療后1個月，顆粒狀高反射持續(xù)存在，ELM、IS/OS中斷;D.激光治療后3個月，右側(cè)RPE顆粒灶明顯增大，左側(cè)RPE顆粒灶逐漸吸收，ELM修復(fù)，IS/OS仍中斷(紅箭頭)

圖4.病例10左眼DME患者激光治療后2 h、1周、3個月激光灶處RPE不同OCT表現(xiàn)，右側(cè)為左側(cè)白框部分放大圖A.激光治療后2 h，OCT顯示4處激光病灶，RPE光帶完整;B.激光治療后1周，激光灶處RPE內(nèi)表面大小不一顆粒狀高反射;C.激光治療后3個月，2處RPE顆粒持續(xù)存在伴有OS/OS不連續(xù)(紅箭頭)，其余2處RPE顆粒消失，IS/OS完全修復(fù)

3 討論

本次研究通過SD-OCT觀察活體DME患者經(jīng)PASCAL激光后黃斑區(qū)視網(wǎng)膜微結(jié)構(gòu)的變化。我們觀察到激光治療后2 h，激光病灶在OCT圖像上均表現(xiàn)為特征性局限于外層視網(wǎng)膜的柱狀高反射灶，病灶范圍累及光感受器層、IS/OS光帶、外界膜及外核層，視網(wǎng)膜內(nèi)層無明顯改變。Paulus等［3］病理研究顯示，兔視網(wǎng)膜經(jīng)7 ms脈沖激光1 h后，激光損傷主要位于視網(wǎng)膜外層，表現(xiàn)為外核層染色增強，光感受器內(nèi)外節(jié)腫脹、破壞。因此，OCT上柱狀高反射灶可能代表激光熱能導(dǎo)致迅速水腫破壞的光感受器，這和細胞性水腫在OCT上常常表現(xiàn)為高反射表現(xiàn)是一致的。我們還觀察到，部分激光灶在外核層表現(xiàn)為向心性傾斜，而在ELM平面方向及光感受器層改為垂直徑向，這和以往視網(wǎng)膜全光凝時激光灶表現(xiàn)為和RPE垂直不一致。Bolz等［4］首次報道了激光治療后24 h激光灶傾斜現(xiàn)象，認為傾斜的發(fā)生和人類黃斑區(qū)特殊的解剖結(jié)構(gòu)有關(guān)，即除視錐細胞和視桿細胞垂直外，其余各層均向外側(cè)傾斜。光凝后RPE和光感受器層產(chǎn)生熱效應(yīng)后，沿著視網(wǎng)膜內(nèi)細胞結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)導(dǎo)致傾斜現(xiàn)象發(fā)生。本研究中，我們在激光治療后2 h也觀察到部分激光病灶向心性傾斜現(xiàn)象，和以往報道一致。然而，我們發(fā)現(xiàn)傾斜現(xiàn)象并非發(fā)生在所有的激光病灶，在黃斑區(qū)volume掃描中，傾斜激光病灶多出現(xiàn)于掃描線經(jīng)過中心凹的OCT圖像中，遠離中心凹掃描OCT圖像中激光灶則為垂直徑向(圖2)。

傳統(tǒng)激光熱量對激光灶周圍視網(wǎng)膜組織損傷造成視網(wǎng)膜下瘢痕、激光瘢痕擴大、中心暗點等潛在并發(fā)癥使視力恢復(fù)受到很大限制。隨著抗VEGF、激素等玻璃體腔注射藥物的出現(xiàn)，黃斑區(qū)光凝作為DME的傳統(tǒng)標準治療方法面臨嚴峻挑戰(zhàn)。如何優(yōu)化激光參數(shù)，在最大可能獲得激光療效的同時使激光熱量對鄰近正常視網(wǎng)膜神經(jīng)組織損傷達到最小，減少激光的不良反應(yīng)成為目前激光治療的發(fā)展趨勢。在能量、波長等眾多激光參數(shù)中，優(yōu)化脈沖持續(xù)時間一直以來成為關(guān)注的焦點。理論上，較短的脈沖時間持續(xù)大大減少了彌散到富含感覺神經(jīng)的深層脈絡(luò)膜的熱量，減輕患者的疼痛不適，更為重要的是較短的脈沖意味著較少的激光熱量向病灶周圍彌散。有限的病理研究［5］比較不同脈沖時間激光對動物視網(wǎng)膜影響，結(jié)果顯示較短的脈沖較傳統(tǒng)脈沖對鄰近的視網(wǎng)膜組織損傷更小，激光病灶較小，恢復(fù)更快，最終的病灶直徑亦較小。本次研究運用PASCAL預(yù)置格柵激光脈沖時間僅為10 ms，經(jīng)OCT證實所有激光病灶僅局限于外層視網(wǎng)膜，視網(wǎng)膜內(nèi)層包括內(nèi)核層、神經(jīng)纖維層均未見累及;不僅如此，所有激光灶兩側(cè)IS/OS光帶完整，意味著鄰近光感受器無明顯累及，而激光灶修復(fù)正是通過鄰近部位正常光感受器遷移來實現(xiàn)的［6］。因此從減少視網(wǎng)膜損傷及激光病灶修復(fù)的角度，我們的研究表明10 ms脈沖是較為理想的激光參數(shù)。

視網(wǎng)膜色素上皮因富含黑色素可吸收50%的綠光，是激光治療的主要靶組織，在修復(fù)內(nèi)外血視網(wǎng)膜屏障方面起了重要作用。Paulus等［3］發(fā)現(xiàn)即使7 ms不可見光斑，激光治療后1 h亦可觀察到RPE細胞塌陷排列紊亂。本研究激光治療后2 h，RPE光帶在OCT上并無明顯變化。一方面可能是由于受到分辨率限制，SD-OCT對于RPE細胞內(nèi)細節(jié)變化尚不能顯示;另一方面也說明短脈沖激光對RPE細胞的損傷相對較輕。激光治療后1周，病灶處RPE內(nèi)表面出現(xiàn)局灶性顆粒狀高反射灶，部分顆粒病灶隨時間推移逐漸吸收甚至消失，同時伴有ELM、IS/OS結(jié)構(gòu)的恢復(fù)，但仍有部分顆粒病灶可保持至3個月甚至更為突出，并伴有IS/OS的不完全修復(fù)。對于RPE顆粒病灶的組成及產(chǎn)生尚不明確。最近，Lammer等［7］運用極性敏感性O(shè)CT技術(shù)發(fā)現(xiàn)激光后RPE表面顆粒病灶與RPE細胞極性增強有關(guān)。極性敏感性O(shè)CT技術(shù)的原理是通過監(jiān)測特異性組織去極化的變化，從而對RPE組織和其他表現(xiàn)為高反射組織(如瘢痕)進行鑒別，RPE細胞去極化增強表明RPE細胞內(nèi)黑色素顆粒濃度增高［8］。由此研究者推測顆粒病灶更多可能是由于激光損傷及微環(huán)境改變導(dǎo)致RPE細胞或富含色素的巨噬細胞移行或增殖，而不是以往認為的膠質(zhì)瘢痕反應(yīng)。通過本次研究，我們認為由于短脈沖對RPE細胞造成輕、中度損傷而非重度損傷，從而導(dǎo)致RPE細胞激活，因此激光后早期RPE內(nèi)表面顆粒病灶可能是RPE代謝增強、細胞內(nèi)脂褐素增加所致。這與以往研究顯示激光后光斑自發(fā)熒光信號增強一致［9］。RPE激活后移行增殖不但有助于激光病灶處視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)修復(fù)，而且通過RPE代謝激活后所介導(dǎo)的生物學(xué)效應(yīng)如VEGF、TGF-β等細胞因子的變化也可促進DME的吸收［10］。后期沒有吸收甚至增生的顆粒病灶則可能代表纖維瘢痕組織增殖，瘢痕形成可阻止光感受器向病灶部位移行，最終導(dǎo)致病灶的不完全修復(fù)。因此，理想的激光參數(shù)應(yīng)該導(dǎo)致RPE細胞激活，而不是RPE細胞的瘢痕增殖。

本研究不足之處是小樣本研究，觀察病例數(shù)較少，隨訪時間較短。盡管如此，本研究通過SD-OCT觀察PASCAL激光后DME患者視網(wǎng)膜微結(jié)構(gòu)形態(tài)及變化特征，短脈沖產(chǎn)生的激光損傷局限于外層視網(wǎng)膜，對周圍視網(wǎng)膜組織損傷小。SD-OCT是觀察黃斑區(qū)激光前后視網(wǎng)膜微結(jié)構(gòu)變化的有用工具，對于優(yōu)化激光參數(shù)，探討激光治療的作用機制具有積極意義。

［1］Klein R，Klein BE，Moss SE，et al.The Wisconsin epidemiologic study of diabetic retinopathy.ⅩⅤ.The long-term incidence of macular edema［J］.Ophthalmology，1995，102(1):7-16.

［2］Early Treatment Diabetic Retinopathy Study Research Group.Photocoagulation for diabetic macular edema.ETDRS report no.1［J］.Arch Ophthalmol，1985，103:1796-806.

［3］Paulus YM，Jain A，Gariano RF，et al.Healing of retinal photocoagulation lesions［J］.Invest Ophthalmol Vis Sci，2008，49(12):5540-5545.

［4］Bolz M，Kriechbaum K，Simader C，et al.In vivo retinal morphology after grid lasertreatmentin diabetic macularedema ［J］.Ophthalmology，2010，117(3):538-544.

［5］Jain A1，Blumenkranz MS，Paulus Y，et al.Effect of pulse duration on size and character of the lesion in retinal photocoagulation［J］.Arch Ophthalmol，2008，126(1):78-85.

［6］Busch EM1，Gorgels TG，Van Norren D.Filling-in after focal loss of photoreceptors in rat retina ［J］.Exp Eye Res，1999，68(4):485-492.

［7］Lammer J，Bolz M，Baumann B，Pircher M，et al.Imaging retinal pigment epithelial proliferation secondary to PASCAL photocoagulation in vivo by polarization-sensitive optical coherence tomography［J］.Am J Ophthalmol，2013，155(6):1058-1067.

［8］Baumann B，Baumann SO，Konegger T，et al.Polarization sensitive optical coherence tomography of melanin provides intrinsic contrast based on depolarization［J］.Biomed Opt Express，2012，3(7):1670-1683.

［9］Muqit MM，Gray JC，Marcellino GR，et al.Fundus autofluorescence and Fourier-domain optical coherence tomography imaging of 10 and 20 millisecond Pascal retinal photocoagulation treatment［J］.Br J Ophthalmol，2009，93(4):518-525.

［10］Ogata N，Ando A，Uyama M，et al.Expression of cytokines and transcription factorsin photocoagulated human retinalpigment epithelial cells［J］.Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol，2001，239(2):87-95.