彭志优 臧苗苗 范彩媚 李汉林 梁 瀛 姜 建 邵 毅 曾璐瑶 王丽君 易 澄

原发性视网膜色素变性(RP)是一种光感受器细胞以及色素上皮营养不良性退行性病变。常表现为视野进行性缺损、夜盲、色素性视网膜病变和光感受器功能不良。该病为一组遗传性眼病，可由280多种基因突变引起，除线粒体遗传外，还以常染色体显性、隐性或X连锁方式遗传，也可以散发。随着病情进展，这些基因改变均可致功能性视力丧失，并常常发展为失明[1-3]。近年来有研究表明[4-5]，RP导致血管异常从而降低了神经纤维数量，而对RP的视神经病变严重程度临床难以评估。无创磁共振扩散张量成像技术(DTI)可以对三维空间内的水分子弥散特性进行定时定量分析，准确测定图像中每个像素的神经纤维方向、计算弥散各向异性(FA)、进行纤维束追踪模拟成像，对发现RP患者的早期视神经细微改变提供可能。本研究使用DTI研究RP患者的视神经病变及其与视野检查的相关性。以期通过这项研究，可以使之成为早期诊断RP患者视神经损害的办法。

1 资料与方法

1.1 一般资料前瞻性研究。选取2010年2月至2020年7月南昌大学第一附属医院眼科门诊确诊的46例RP患者为观察组，其中男26例、女20例，年龄(33.85±8.08)岁。选择同期46例年龄相匹配的健康志愿者为对照组，其中男23人，女23人，年龄(34.85±8.15)岁。本研究符合《赫尔辛基宣言》原则，并通过南昌大学第一附属医院伦理委员会批准，RP患者及志愿者均签署知情同意书。RP患者入组标准：房角开放，无伴随神经或精神疾病史，无药物滥用史，常规MRI成像无白质病变，无MRI禁忌证、无其他眼科疾病。排除标准：年龄超过50岁;合并高血压、糖尿病或其他眼科疾病，有中枢神经系统疾病史、脑血管疾病史。RP患者诊断标准：(1)早期出现夜盲表现；(2)视盘蜡黄色，视网膜血管变细，视网膜周边部色素沉着，呈典型骨细胞样；(3)早期视野环形暗点缺损，呈进行性缩小，逐渐发展成为典型的管状视野；(4)OCT示脉络膜萎缩，晚期可见黄斑萎缩。

1.2 研究方法

1.2.1 DTI数据采集所有数据均采用头颅 8 通道相控阵线圈,3.0 T高 场 强 MR Discovery MR 7(GE Healthcare，Waukesha，WI；最大梯度场强为50 mT·m-1，最大梯度切换率为200 mT·m-1·s-1)。 对所有RP组和对照组受试者的视路均行MRI扫描[7-8]，高分辨三维 T1解剖相采用快速扰相梯度回波序列 (FSPGR),视神经小视野扩散张量成像 (rFOV-DTI)采用单次由二维选择性激励的特殊脉冲(2D-RF)激发的自旋回波平面成像序列(SE-EPI),30个扩散方向(b值为600 s·mm-2和1个b0图)，扫描参数如下：TR为1800 ms，TE为90 ms，FOV为16×8 cm，2矩阵为96×48，节厚度为2 mm，带0 mm节隙，NEX为6。DTI 扫描平面的定向与 ON 大致平行，扫描音量从红外边缘到超轨道边缘。rFOV-DTI的采集时间为5 min 36 s。

1.2.2 DTI数据处理使用GE functool ADW4.5后处理工作站对采集数据进行处理，得到DTI 主要参数的功能图，包括平均扩散系数(MD)图、弥散FA图、本征向量图、彩色编码张量图和解剖结构图，根据相关神经解剖学结构及相关感兴趣区(ROI)的划分及测量文献[6-7]，得出ROI的划定及测量方法，选取区域大小为8～12 mm2，选取位置为眶内段视神经直径最大横切面中位点(图1)，为减少位置偏差，每个ROI区放置后都采用弥散张量白质束成像追踪经过该点的白质纤维束，并由两名经验丰富的影像科医生分别测量及验证对应神经解剖学描述的视觉通路各部分位置、走行及分支。测量各点FA、MD、平行扩散系数(λ//) 、垂直扩散系数(λ⊥)，每侧同一部位分别取3次测量值，并取其平均值。对于测量双侧的同一研究对象，需选择同一扫描层面的对称位置；不同研究对象及同一研究对象双侧扫描层面的选择和 ROI基本一致。对RP组与对照组受试者双眼视神经 DTI相关衍生参数进行记录、对比以及统计学分析。

图1 视神经的横轴位(A)、冠状位(B)及矢状位(C)图像ROI定位

1.2.3 电脑视野检查数据采集采用自动视野计Humphrey-750i型对所有受检者均行2次以上的自动视野检查，所有受检者检查前均在暗室内待至瞳孔恢复自然大小，之后于视野计的背景光亮度下适应约5 min,以便受检者的视网膜能充分适应视野计的背景光亮度。合并屈光不正者用适宜透镜矫正后再行检测。选用中心视野30-2检测程序、阈值程序、SITA-fast统计分析软件对受检者进行中心30°范围静态中心视野检査(图2)。结果检验标准：视野固视丢失率、假阳性率及假阴性率均<15%。选择视野结果中视野平均偏差(MDVF)参数进行评估。

图2 RP组(A)与对照组(B)视野

1.3 统计学方法采用SPSS 26.0统计学软件对两组受试者的人口统计学指标和临床参数作独立样本t检验，对有统计学意义的病变区域FA进行统计学分析。相关分析方法采用Spearman非参数性相关检验。检验水准：α=0.05。

2 结果

2.1 两组受试者一般资料及视野检测指标的对比分析对两组受试者年龄、体质量、MDVF及最佳矫正视力进行对比，两组受试者间年龄、体质量差异均无统计学意义(均为P>0.05)，而最佳矫正视力和MDVF差异均具有统计学意义(均为P=0.000)(见表1)。

表1 RP组与对照组受试者一般资料和视野检测指标的对比分析

2.2 两组受试者视神经rFOV-DTI检测参数RP组与健康对照组受试者视神经rFOV-DTI检查结果及比较见表2。与对照组相比，RP组患者视神经平均 FA值降低，平均 MD 值、λ//、λ⊥值均升高，差异均有统计学意义(均为P<0.01)。

表2 RP组与对照组受试者视神经rFOV-DTI检查结果及比较

2.3 相关性分析RP组患者两侧视神经的FA值和MD、λ//、λ⊥与MDVF行相关性分析结果见图3。RP组患者右眼视神经FA及λ⊥与MDVF均呈显著相关性(r=-0.864,P<0.001；r=0.719,P<0.001)，MD、λ//与MDVF均不相关(r=-0.026,P=0.866；r=0.114,P=0.450);左眼神经FA、λ//及λ⊥与MDVF均呈显著相关性(r=-0 .997,P<0.001；r=-0.304,P<0.040；r=0.830,P<0.001)； MD与MDVF不相关(r=-0.115,P=0.445)。

图3 RP患者两侧视神经的FA、MD、λ//、λ⊥与MDVF的相关性分析

3 讨论

DTI技术目前广泛被应用于脑部神经病变的研究，此技术可以对三维空间内的水分子弥散特性进行定时定量分析，准确测定图像中每个像素的神经纤维方向、计算弥散FA和进行纤维束追踪模拟成像等[8]。目前一些学者认为RP可以通过一些治疗方法来预防或减缓疾病发展进程[9-10]，而DTI可以利用组织水分子弥散特性来探查视神经纤维的微观变化[11]，对于早期视神经疾病的诊断、评估量化、神经超微结构改变以及预后分析等方面的研究具有一定的优势和应用前景。

本研究表明，与对照组相比，RP组患者的双眼最佳矫正视力及MDVF均明显低于对照组，差异均具有统计学意义(均为P<0.001)。对比对照组rFOV-DTI检查，RP患者的视神经平均 FA明显降低,MD 值、λ//、λ⊥值明显升高，我们推测其数值可能与视野平均偏差存在某些相关性，所以进行了进一步的相关性分析。

有研究表明，RP患者的视野缺损归因于光感受器细胞的丢失，随着视网膜光感受器细胞的进行性凋亡，部分神经节细胞可以出现跨神经元损伤，继而可出现神经节细胞的凋亡[12]，视神经纤维层变薄，因此理论上RP的视野缺损能够间接地反映视神经损伤的病理变化[13-15]。

本研究通过对46例不同视野缺损程度的RP组和46例对照组受试者进行DTI 检查分析发现：RP组患者MD、λ//、λ⊥均明显高于对照组，实验组双侧的均值FA低于对照组中同侧神经，差异均有统计学意义(均为P≤0.01)(见图2)。FA是水分子各向异性成分占整个弥散张量的比例[15]，测量弥散张量水平，已经广泛地用于评估蛋白质区域完整性，是评估神经纤维束轴索完整性最可靠的指标[16]，其数值的下降表明视神经纤维束的完整性及连续性损伤甚至中断，水分子扩散的方向和大小发生变化[17]。λ//、λ⊥为DTI中评估视神经轴索及髓鞘完整性的生物学标志，其数值越高代表视神经轴索及髓鞘完整性破坏越严重。一些学者的研究表明，视神经的轴索及髓鞘完整性损伤可能为RP退行性变过程中的一个重要阶段[18]。患者视网膜结膜细胞的逐渐丧失与光感受器细胞的逐渐死亡有关，受跨突触神经元退化机制的支配，可能导致轴向退化，轴向中断或损失，轴素和髓鞘的完整性受到损害。本研究结果也证实与对照组相比RP组的视神经轴索及髓鞘的完整性受到损害。

通过RP组患者的MD、λ//、λ⊥值及FA与MDVF进行相关性分析发现，λ⊥及FA与MDVF有显著相关性，而MD、λ//与MDVF之间未发现显著相关性，MD值代表水分子弥散的各向同性，其值评价视神经损伤不如FA敏感，而RP患者早期症状并不明显，待患者出现临床症状时，往往已至视网膜神经损害的慢性期[19]。故MD及λ//与MDVF之间未发现显著相关性。患者λ⊥值及FA值与MDVF相关性分析发现：随着MDVF的值越低或λ⊥越高，FA值越低。由上可以得出，患者的视野偏差值越大，DTI的数值表达越明显；DTI技术具有可以发现RP早期病变的能力。

根据我们的研究结果可以得知，DTI可以更敏感的检测RP患者的视神经改变，使之成为早期诊断RP患者视神经损害的办法；我们的这一研究为诊断及延缓RP患者病情的进展，提供了可能。当然我们的研究也有许多不足之处：(1)我们选取的RP患者样本量过小；(2)视野检查是一种主观的心理物理检查方法，且检查用时较长，受RP患者主观影响因素较多，易出现误差，早期的RP患者视神经损害较轻微，难以出现显著的视野缺损；(3)患者的视神经损伤程度未进行分期，未能评估患者各分期的视神经变化。下一步我们将努力消除不足之处，进一步验证本研究结果的可靠性，以期为临床实践提供更有力的理论支持。相信随着DTI技术不断深入发展，未来在眼科临床的应用会更加广泛。