李慶博 王小敏 王保君 任 遠(yuǎn) 楊 華 張新霞 胡俊喜 趙建華 安 珍 宋 杰

腦卒中是目前全世界人口死亡和殘疾的主要原因之一，用于研究腦循環(huán)的技術(shù)昂貴，并且一些復(fù)雜的成像技術(shù)在腦微血管系統(tǒng)直接可視化方面的應(yīng)用仍較為局限，這不利于腦卒中的早期診斷和預(yù)測(cè)。視網(wǎng)膜血管與腦血管有著相同的胚胎起源、解剖和生理病理特征[1-2]，既往研究表明，視網(wǎng)膜血管異常(如動(dòng)脈縮窄、靜脈擴(kuò)張、小動(dòng)脈鞘、視網(wǎng)膜病變等)與腦卒中的發(fā)生密切相關(guān)且為獨(dú)立危險(xiǎn)因素，然而二者之間的關(guān)系因不同的腦卒中類型而存在差異[3-4]。目前，對(duì)于視網(wǎng)膜血管直徑和分叉角度與缺血性腦卒中相關(guān)性的研究報(bào)道尚少，因此，本研究通過眼底攝影對(duì)視網(wǎng)膜微血管進(jìn)行可視化、定量和無創(chuàng)監(jiān)測(cè)，對(duì)缺血性腦卒中患者的視網(wǎng)膜血管直徑和分叉角度進(jìn)行了測(cè)量，探討其與缺血性腦卒中的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料本研究選取2019年1月至2020年6月在新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院確診為缺血性腦卒中的208例(416眼)住院患者為卒中組，剔除眼底圖像模糊及IVAN軟件不能識(shí)別的圖像，最終納入208例(413眼)，其中男121例(239眼)，女87例(174眼)；年齡45～70(62.1±8.6)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)頭顱MRI顯示腦部有明顯的梗死區(qū)域；(2)符合缺血性腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)明顯肝、腎和心功能衰竭、嚴(yán)重感染、惡性疾病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、多發(fā)性硬化及有遺傳病家族史者；(2)眼部炎癥，如葡萄膜炎；(3)近6個(gè)月有眼部手術(shù)史，如白內(nèi)障手術(shù)等，以及12個(gè)月內(nèi)有視網(wǎng)膜激光光凝術(shù)史；(4)屈光間質(zhì)不清，不能配合坐位眼底照相者；(5)對(duì)視網(wǎng)膜血管產(chǎn)生影響的相關(guān)疾?。喝缪蹓寒惓！⒏叨冉?、糖尿病視網(wǎng)膜病變、視網(wǎng)膜靜脈阻塞及視網(wǎng)膜動(dòng)脈阻塞等。隨機(jī)選擇同期同年齡段未患有腦卒中者64例(128眼)為對(duì)照組，其中男37例(74眼)，女27例(54眼)，年齡為(61.0±6.6)歲。本研究通過新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院臨床研究倫理委員會(huì)審批，研究對(duì)象均知情同意。

以問卷調(diào)查及實(shí)驗(yàn)室檢查的形式獲得所有受試者的性別、年齡、吸煙史、飲酒史及血壓、血脂情況。于早晨抽取受試者空腹靜脈血，測(cè)量受試者血脂水平，血脂異常參照2019年血脂異?；鶎釉\療指南[6]標(biāo)準(zhǔn)，即甘油三酯≥2.3 mmol·L-1，總膽固醇≥6.2 mmol·L-1，低密度脂蛋白≥4.1 mmol·L-1，高密度脂蛋白<1.0 mmol·L-1為血脂異常。

1.2 方法

1.2.1 視網(wǎng)膜血管直徑測(cè)量及分析眼底照相采用Cobra自動(dòng)免散瞳眼底照相機(jī)(500萬像素)，拍攝圖像以視盤為中心，距離視盤邊緣1.5個(gè)視盤直徑(DD)。所有的眼底圖像采集均由同一位培訓(xùn)合格的眼科醫(yī)師完成。使用半自動(dòng)軟件 IVAN(Integrative Vessel Analysis)對(duì)眼底血管寬度進(jìn)行測(cè)量并數(shù)字化視網(wǎng)膜圖像，運(yùn)用改良的 Parr-Hubbard-Knudtson公式[7]計(jì)算視網(wǎng)膜中央動(dòng)脈直徑(CRAE)、視網(wǎng)膜中央靜脈直徑(CRVE)和視網(wǎng)膜動(dòng)靜脈直徑比值(AVR)。本軟件均由同一位培訓(xùn)合格人員對(duì)兩組受試者盲法操作。測(cè)量分區(qū)及軟件測(cè)量界面見圖1-圖2。

A：視盤位置；B：視盤以外0.5 DD區(qū)域；C：視盤以外0.5～1.0 DD區(qū)域。紅色標(biāo)注為動(dòng)脈，藍(lán)色標(biāo)注為靜脈，黃色標(biāo)注為測(cè)量管徑的標(biāo)識(shí)線，測(cè)量范圍為視盤以外0.5～1.0 DD區(qū)域的血管直徑。圖1 IVAN操作界面

1.2.2 視網(wǎng)膜血管分叉角度使用軟件Photoshop 8.0對(duì)視網(wǎng)膜血管分叉角度進(jìn)行測(cè)量，將彩色圖像轉(zhuǎn)為灰度圖像，選取視網(wǎng)膜顳上動(dòng)脈、顳下動(dòng)脈及其伴行靜脈的第一級(jí)分叉角度，放大血管分叉角度所在的區(qū)域，使用軟件測(cè)量功能，分別標(biāo)記兩支分叉血管成角的血管壁，測(cè)量出血管分叉角度(圖3)。

紅色標(biāo)注為CRAE，藍(lán)色標(biāo)注為CRVE。圖2 卒中組(A)與對(duì)照組(B)受試者CRAE、CRVE比較

圖內(nèi)紅色數(shù)字為血管分叉角度。圖3 卒中組(A)與對(duì)照組(B)受試者視網(wǎng)膜中央動(dòng)、靜脈顳下支分叉角度比較

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，檢驗(yàn)計(jì)量資料為正態(tài)分布，采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組受試者間計(jì)量資料比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)，建立logistic回歸分析模型探討視網(wǎng)膜血管直徑、分叉角度與缺血性腦卒中的相關(guān)性。檢驗(yàn)水準(zhǔn)：α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較卒中組與對(duì)照組受試者之間年齡、性別及高血壓病史、吸煙史和飲酒史、血脂異常者占比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P>0.05)(表1)。

表1 卒中組與對(duì)照組受試者一般資料比較

2.2 腦卒中患者視網(wǎng)膜血管直徑及分叉角度變化卒中組與對(duì)照組受試者左眼與右眼的CRAE、CRVE、AVR，視網(wǎng)膜顳上動(dòng)、靜脈分叉角度和顳下動(dòng)、靜脈分叉角度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P>0.05)(表2)。卒中組患者的CRAE和CRVE較對(duì)照組受試者分別呈現(xiàn)出顯著的縮窄和擴(kuò)張(均為P<0.05)，伴隨卒中組患者AVR較對(duì)照組顯著下降(P<0.05)；卒中組患者視網(wǎng)膜顳上動(dòng)、靜脈分叉角度和顳下動(dòng)、靜脈的分叉角度均顯著大于對(duì)照組(均為P<0.001)(表3)。

表2 受試者左眼與右眼的視網(wǎng)膜血管直徑和分叉角度比較

表3 兩組受試者視網(wǎng)膜血管直徑和分叉角度的變化

2.3 logistic回歸分析logistic單因素分析結(jié)果顯示，CRAE、CRVE和視網(wǎng)膜顳上、下動(dòng)靜脈血管分叉角度與缺血性腦卒中的發(fā)生相關(guān)。logistic多因素回歸分析顯示，排除性別、年齡、高血壓病史、吸煙史、飲酒史混雜因素后，CRVE的增大以及視網(wǎng)膜顳上動(dòng)、靜脈分叉角度和顳下動(dòng)、靜脈的分叉角度增大與缺血性腦卒中的發(fā)生均顯著相關(guān)(均為P<0.05)(表4)；CRAE的減小與缺血性腦卒中的發(fā)生顯著相關(guān)(P<0.05)。

表4 視網(wǎng)膜血管直徑和分叉角度對(duì)缺血性腦卒中的多因素logistic回歸分析

3 討論

缺血性腦卒中主要由于各種原因引發(fā)腦部的供血?jiǎng)用}(頸動(dòng)脈和椎動(dòng)脈)狹窄或閉塞，導(dǎo)致腦部供血不足，腦組織局部出現(xiàn)缺血缺氧壞死及腦軟化等。視網(wǎng)膜和大腦微循環(huán)之間的高度同源性為視網(wǎng)膜圖像研究分析腦卒中奠定了生物學(xué)基礎(chǔ)。本研究以受試者視網(wǎng)膜血管為線索，發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜血管直徑及視網(wǎng)膜血管分叉角度與缺血性腦卒中顯著相關(guān)，視網(wǎng)膜中央靜脈擴(kuò)張程度以及視網(wǎng)膜中央動(dòng)脈縮窄程度越大，視網(wǎng)膜顳上、下動(dòng)靜脈血管分叉角度越大，發(fā)生缺血性腦卒中的風(fēng)險(xiǎn)也越大。

基于社區(qū)人群動(dòng)脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)的研究表明，較窄的視網(wǎng)膜動(dòng)脈和較寬的視網(wǎng)膜靜脈與缺血性腦卒中的長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)[8]。在基于英國人群的研究中得出視網(wǎng)膜微血管系統(tǒng)異常獨(dú)立于腦卒中的常規(guī)危險(xiǎn)因素，包括糖尿病、高血壓和腎微血管疾病等的結(jié)論，即CRAE減小、視網(wǎng)膜動(dòng)脈分叉數(shù)量的減少、較高的靜脈彎曲度和較低的AVR與腦梗死的發(fā)生顯著獨(dú)立相關(guān)[9]。一些學(xué)者認(rèn)為視網(wǎng)膜靜脈擴(kuò)張是對(duì)視網(wǎng)膜缺氧所產(chǎn)生的反應(yīng)[10]，當(dāng)行視網(wǎng)膜激光光凝治療后，減少了視網(wǎng)膜組織氧耗，擴(kuò)張的視網(wǎng)膜靜脈就會(huì)消失[11]，還有學(xué)者認(rèn)為視網(wǎng)膜靜脈擴(kuò)張是反映血流減少和彌漫性腦缺血的一般特征[12]。本研究排除可以導(dǎo)致視網(wǎng)膜缺血缺氧的一些疾病后，仍發(fā)現(xiàn)擴(kuò)張的視網(wǎng)膜靜脈與缺血性腦卒中相關(guān)，提示視網(wǎng)膜靜脈擴(kuò)張是視網(wǎng)膜和腦組織缺血的標(biāo)志，在某種程度上反映了大腦靜脈的異常，這些人群更易發(fā)生腦梗死。

高血壓可以引起小動(dòng)脈血管的收縮、痙攣、硬化及管壁的增厚，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致血管的滲漏等。視網(wǎng)膜中央動(dòng)脈管壁在持續(xù)的高血壓狀態(tài)下會(huì)導(dǎo)致中膜細(xì)胞增生肥厚，膠原纖維和彈力纖維增生，使動(dòng)脈變細(xì)、管腔變窄。既往研究表明，患者高血壓與CRAE、CAVE的減小相關(guān)[13]，且血壓越高，視網(wǎng)膜血管分叉角度越大[14]。本研究結(jié)果顯示，在校正高血壓這一危險(xiǎn)因素后，CRAE、視網(wǎng)膜血管分叉角度仍與缺血性腦卒中的發(fā)生顯著相關(guān)，這表明患有缺血性腦卒中的患者，伴或不伴有高血壓，其CRAE小于正常人群，而視網(wǎng)膜分叉角度大于正常人群，提示除了CRAE的縮窄以外[9,15]，視網(wǎng)膜分叉角度的增大可以作為預(yù)測(cè)缺血性腦卒中的指標(biāo)。也有不一致的報(bào)道，一篇前瞻性研究結(jié)果顯示，視網(wǎng)膜動(dòng)脈直徑與腦卒中無關(guān)，而視網(wǎng)膜靜脈直徑的增加與腦卒中顯著相關(guān)，強(qiáng)調(diào)視網(wǎng)膜靜脈直徑的擴(kuò)大而不是視網(wǎng)膜動(dòng)脈直徑狹窄更能預(yù)測(cè)腦卒中[12,16]；我們分析這可能由于地區(qū)個(gè)體差異、分組類型不同等多因素造成。

視網(wǎng)膜血管分叉角度是重要的眼底血管特征，在糖尿病、老年認(rèn)知能力等領(lǐng)域已有一些相關(guān)的研究[17-18]，這些研究大多使用計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)識(shí)別分析視網(wǎng)膜血管分叉角度，各種計(jì)算機(jī)程序雖然人工測(cè)量手段效率高，可以減少主觀差異，但總體精確度較低，而且易受圖片清晰度、屈光狀態(tài)等影響[19]，因此，本研究選用Photoshop8.0軟件人工測(cè)量血管分叉角度[20]。到目前為止，尚未見關(guān)于視網(wǎng)膜血管分叉角度的圖像采集、測(cè)量位置和計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)[21]，一項(xiàng)關(guān)于非裔美國人的研究以患者視網(wǎng)膜血管最大分叉角度為研究指標(biāo)，研究使用可卡因人群的視網(wǎng)膜最大動(dòng)脈分叉角度變化[22]；Doubal等[23]使用半自動(dòng)軟件識(shí)別并計(jì)算離視盤最近的5個(gè)視網(wǎng)膜血管分叉角，探討分叉角度與腦血管疾病的關(guān)系。在本研究中，由于視網(wǎng)膜圖片中的血管多有纏繞、重疊，且分叉角度不易分辨和固定選取，故選取干擾因素相對(duì)較少的顳側(cè)血管一級(jí)分叉角度。

視網(wǎng)膜的血管網(wǎng)是由經(jīng)視盤穿出的視網(wǎng)膜中央動(dòng)脈及其伴行的視網(wǎng)膜中央靜脈為主干，逐漸分叉成較小的分支，擴(kuò)散到整個(gè)視網(wǎng)膜。視網(wǎng)膜血管網(wǎng)被一些學(xué)者認(rèn)為是受生理學(xué)原理的支配[24]，這些生理學(xué)原理優(yōu)化了其效率，以最小的功率實(shí)現(xiàn)最快的血液運(yùn)輸。分叉處的血管應(yīng)遵循最小管腔表面積、最小管腔內(nèi)體積、血流通過血管分叉處最小泵送功率和血流對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的最小阻力的4個(gè)原則[25-26]，最佳角度取決于血流量以及相關(guān)血管的半徑，血管的這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要符合最優(yōu)化原則，使血液運(yùn)輸?shù)淖枇档阶钚?，一些疾病可能打破這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使視網(wǎng)膜血管的分叉角度發(fā)生變化。本研究結(jié)果顯示，腦卒中患者的視網(wǎng)膜血管分叉角度增大，具體內(nèi)在原因尚未完，我們推測(cè)視網(wǎng)膜血管分叉角度增大是血管壁功能障礙的一個(gè)標(biāo)志[27]，這些改變影響腦部血管對(duì)血流控制，導(dǎo)致局部缺血的風(fēng)險(xiǎn)增加。

綜上，本研究結(jié)果顯示，視網(wǎng)膜血管特征與缺血性腦卒中的發(fā)生具有相關(guān)性，視網(wǎng)膜血管特征的改變可以一定程度上預(yù)測(cè)缺血性腦卒中發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。本研究中研究人群在地域上有一定的局限性，即入組的受試者大多數(shù)為豫北地區(qū)人群，研究結(jié)果是否代表普遍人群，仍需要大量研究驗(yàn)證。本研究在探討視網(wǎng)膜血管與腦卒中的關(guān)系時(shí)引入了血管分叉角度這一眼底特征，為以后的研究提供了思路。