作者：王娜，姜发纲
作者单位：（430022）中国湖北省武汉市，华中科技大学同济医学院附属协和医院
【摘要】彩色多普勒成像(color Doppler flow imagine,CDI)技术因为无创、重复性好等优点在眼科应用广泛，能检测眼部血管的血流动力学，在眼底血管病变的临床诊断、药物和手术的评价疗效以及和血流变化有关的眼病机制研究等方面有重要价值。现就CDI在青光眼研究中的应用进展综述如下。
【关键词】 超声检查, 多普勒, 彩色； 青光眼
Application advances of color Doppler in glaucoma
Na Wang, FaGang Jiang
Department of Ophthalmology, Wuhan Union hospital, Tongji Medical Colledge, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430002, Hubei Province, China
Correspondence to: FaGang Jiang. Department of Ophthalmology, Wuhan Union hospital, Tongji Medical Colledge, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430002, Hubei Province, China. [email protected]
Abstract Color Doppler flow imagine (CDI) is widely applied in ophthalmology because of the advantages of noninvasive and good reproducibility. Hemodynamics of ocular blood vessels could be tested by this method. It's valuable on clinical diagnosis of retrobulbar vascular diseases, therapeutic evaluation of drugs and operations, and mechanical study of diseases referring to blood flow changes. We reviewed the applications of CDI in glaucoma study.
KEYWORDS: ultrasonography; Doppler; color; glaucoma
0引言
彩色多普勒血流成像(color Doppler flow imagine，CDI)是利用多普勒技术观察血流动力学变化的新兴检查方法。自从1989 年Erickson等[1]首先将该技术应用于对眼动脉的研究，此后CDI技术在眼科中得到迅速发展，越来越多的应用于眼科各方面。和血管造影相比，CDI是一种无创的新技术，为血流动力学的研究提供了新的方法。它不仅能根据血流色彩分辨动脉、静脉，观测血流方向，血流速度，提供血流时间和空间信息，而且能揭示患者或者实验动物眼部的生理或病理状态下的血流动力学情况，较形态描述为主的检查方法更为直接和准确，对眼底血管病变的临床诊断、药物和手术的评价疗效以及和血流变化有关的眼病机制研究等起到了重要的作用。本文对CDI在青光眼研究中的应用进展做一综述。
1 CDI的基本原理、 检测指标、 操作方法
1.1基本原理
CDI是一种新的双功能超声扫描, 应用多普勒原理在实施B超灰界上同时显示组织、器官的血流流柱及方向, 一般情况下朝向探头的血流显示为红色（动脉血流）, 背向探头的血流显示为蓝色（静脉血流）。血流特征用频谱图表示, 流向探头的血流显示在X轴上, 背向探头的血流显示在X轴下, 以多普勒频谱作血流的定量分析。通常使用5.0～7.5MHz的变频器, 常用扫描速度为23次/s, 但具体参数各品牌的仪器稍有差异, 使用时应根据具体仪器进行调整。
1.2检测指标
CDI主要的检测指标包括眼动脉（ophthalmic artery,OA）、视网膜中央动静脉（central retinal artery,CRA/central retinal vein,CRV）、睫状后短动脉（short posterior ciliary arteries,SPCA）的收缩期峰值速度(peak systotic velocity,PSV)、舒张末期速度(end diastolic velocity,EDV)、时间平均最大流速(time averaged maximum velocity,TAMV)、阻力指数(resistance index,RI) 和搏动指数(pulsatility index,PI)。PSV反映了血管充盈和血流供应强度, EDV反映远端组织的血流灌注状态。PSV越大, EDV越小说明血管内血流充足, 组织灌注状态越好。PSV、EDV同时增加, 表示血流增加或血管狭窄。RI、PI均能反映血管的血流阻力状态, PI下降提示舒张期血流增加和血管阻力下降, RI 的升高与末稍血管阻力的增加、血管直径的缩小有关，RI下降提示近端血管阻力降低。
1.3操作方法
受检者取平卧位，眼睑闭合，眼睑表面涂少量耦合剂，超声探头轻触患者上睑。检测眼及眼眶血管采用三步法, 即二维超声、彩色血流显像和血流频谱。首先选用B型超声显示二维像, 观察眼球及眼眶的一般情况；第二步启动彩色多普勒, 调整入射角度, 尽量使声束平行于血流方向, 以显示所要检查的血流二维彩色图；最后开启脉冲多普勒, 将取样框置于目标血流流柱处, 即显示血流频谱图及血流参数。王守境等[2]提出标准化CDI检测技术:（1）检测前患者在室内自然光线下静卧5～10min。(2)取样部位：CRA于视神经暗区内视盘后2mm, CRA 和CRV血流频谱同时出现；SPCA于紧靠视神经暗区周围视网膜表面后3～6mm, 平均5mm；OA于视神经内侧眼球后10～15mm , 平均13mm处, 检测时让受检眼转向对侧。(3)做临床对照研究时, 应做到年龄相匹配, 并考虑吸烟等因素的影响。
2眼和眼眶CDI的正常图像
眼眶CDI的图像可以显示生理及病理状态下的组织结构以及相关范围内的血流状态。正常眼动脉及视网膜中央动脉具有一般动脉频移图像特征。眼动脉频谱形态近似一个直角三角形, 视网膜中央动脉为斜三角形, 占据心脏收缩期和舒张期。收缩期有一重搏切迹将收缩峰分为两个峰, 舒张期开始处出现第二切迹, 形成第三峰。因此眼动脉和视网膜中央动脉均呈三峰双切迹状频谱图。眼动脉多普勒频移高, 波峰和切迹明显。Lieb 等[3]用CDI探测眼和眼眶时, 发现所有的受检者都显示眼动脉、视网膜中央动静脉及睫状后动脉。他测得正常人眼动脉血流速度为(31.4±4.2)cm/s, 视网膜中央动脉的PSV为(10.3±2.1) cm/s , 睫状后动脉的PSV 为(12.4±4.8)cm/s, 左右两眼以及男女性别间无显著性差异。
3在闭角型青光眼中的应用
Nong等[4]对20例患有原发性闭角型青光眼（pximary angleclosure glaucoma,PACG）的患者进行CDI研究，发现眼压较高的患者CRA的EDV显著降低，PI、RI显著升高；而眼压正常的患者CRA的RI也显著升高。多重线性回归分析发现眼压和RI相关性好，而与EDV相关性差。患有PACG患者OA的EDV较正常人群有下降趋势。这些说明PACG患者的高眼压可能是眼部血管阻力增高的主要原因，而即使眼压正常的患者血管阻力也表现异常。彭清华等[5]对115例PACG患者进行CDI研究发现急慢性闭角型青光眼患者各组OA和CRA的血流参数均表现为PSV、EDV和平均血流速度（average velocity,AV）的降低，RI和PI的升高，其中以急性闭角型青光眼发作期的变异最显著，慢性闭角型青光眼次之，急性闭角型青光眼慢性期再次之。除了单纯的血流动力学研究，还有学者把CDI和其他技术结合起来进行更广泛的研究。Cheng等[6]就对慢性闭角型青光眼(chronic angleclosure glaucoma,CACG)患者的眼部血流动力学和青光眼性视野缺失的相关性作了探讨，得出球后血流动力学异常和青光眼性视野缺失程度密切相关的结论。
4在开角型青光眼中的应用
国内外对于开角型青光眼的CDI研究远远多于闭角型青光眼。Birinci等[7]对48例原发性开角型青光眼（primary open angle glaucoma,POAG）患者做CDI检测，发现三条主要动脉（CRA、SPCA、OA）的PSV、EDV较之正常对照显著降低[8]，RI显著升高。Akarsu等[9]对开角型青光眼和高眼压症患者作了对比，发现青光眼患者睫状后短动脉的EDV较之高眼压症患者更低，而RI更高；高眼压症患者的血流指标处于青光眼患者和正常人群之间；青光眼的发生与球后动脉的血流速度降低、阻力升高有关。国内外对于开角型青光眼球后血流动力学和视野缺失相关性的研究比较多见。Kaup等[10]研究发现具有不对称视野缺失的POAG患者表现出OA、CRA的血流速度不对称，而睫状后动脉则没有表现出显著差异。Satilmis等[11]研究发现青光眼性视野缺损进展与原有的缺损及眼压无关，而与球后血流动力学变化有相关性。无独有偶，Martinez等[12]研究发现在POAG和眼压升高的人群中，OA和SPCA的RI可能能够预测视野缺失的进展情况。Plange等[13]对POAG患者的球后血流动力学和视盘形态做了相关性研究，发现CRA的PSV和盘沿面积、盘沿容积显著相关；CRV的最小流速和盘沿容积、视网膜神经纤维层横断面积显著相关；眼动脉和睫状后动脉的流速与视盘形态没有相关性。国内王守境等[2]探讨了POAG眼血流动力学的变化，分析眼血流与视野、视力、眼压、杯盘比的关系，发现：(1)POAG 眼血流动力学与视野指数平均视敏度(MS)的关系: OA、SPCA 及CRA 的EDV 与MS呈正相关, SPCA的PI、RI及OA的RI与MS呈负相关；POAG 眼血流动力学与平均缺损(mean defet,MD)的关系: SPCA的EDV与MD呈负相关, SPCA的PI、RI及OA的RI与MD 呈正相关。(2)POAG 眼血流动力学与视力的关系: 视力与SPCA和CRA的血流速度呈正相关,与SPCA和CRA的血流阻力呈负相关[14]；POAG眼血流动力学与眼压的关系: 眼压与SPCA的血流速度呈负相关, 与SPCA和CRA的血流阻力呈正相关；POAG眼血流动力学与杯盘比的关系: 杯盘比与OA、SPCA的EDV呈负相关, 与OA、SPCA的血流阻力呈正相关。除此之外，对于开角型青光眼合并高血压的血流动力学研究也较广泛，王保君等[15]研究指出青光眼患者的球后血管的血流速度明显下降；无高血压的青光眼患者的血流速度低于合并全身高血压的青光眼患者，故提醒应用抗高血压药物时,应注意监测血压变化,以防夜间血压过低导致视神经损害。
5在其它类型青光眼中的应用
5.1剥脱综合症或者假性剥脱综合症合并青光眼
Sanchez等[16]对POAG患者及假性剥脱综合症合并青光眼(PFG)的患者进行分析，发现POAG患者OA和SPCA的RI明显高于PFG患者；POAG患者的视野损失与血流动力学参数相关性好，而PFG患者的视野缺失却与年龄和眼内压相关性好。最近Galassi等[17]通过对假性剥脱综合症合并青光眼患者的眼灌注压和球后血流动力学研究等得出结论：假性剥脱综合症合并青光眼患者比起POAG患者和健康人群，其眼灌注压降低、球后血流动力学变差，提示假性剥脱综合症合并青光眼患者的眼血流调节受损。对于剥脱综合症Detorakis等[18]发现：剥脱综合症合并青光眼患者睫状后长动脉（long posterior ciliary artery,LPCA）的EDV低于正常对照组和POAG组；剥脱综合症合并青光眼患者SPCA的EDV较之单纯剥脱综合症患者的要低，而RI要高；得出剥脱综合症和眼前段缺血有关的结论。
5.2正常眼压性青光眼
Huber等[19]对15例正常眼压性青光眼(normaltension qlaucoma,NTG)[20]患者和15例健康人群对照研究，发现其CRA的PSV和EDV均降低，CRA和OA的RI升高，得出正常眼压性青光眼患者的球后血流动力学较之正常者降低。
6在青光眼药物研究中的作用
通过对球后血流动力学的测量，可以评估青光眼药物的作用效果，因此应用较广泛。Harris等[21]通过CDI技术比较了选择性β受体阻滞剂倍他洛尔和局部使用的碳酸酐酶抑制剂多佐胺的效果，发现两种药物局部使用均能降低眼压，但是球后血流动力学不发生改变，多佐胺可以加快视网膜颞下方的血流速度。Simsek等[22]对溴莫尼定和多佐胺的研究也得出类似结论：两者局部使用均能降低新诊断为POAG患者的眼压，但是不能改变其眼球的血流动力学。Liu等[23]用1，3.3，33g/L的噻吗洛尔局部使用于新西兰大白兔，发现实验眼的眼动脉血流阻力指数增加，并与剂量相关；实验眼和对照眼的眼压改变没有差异；所有剂量组的噻吗洛尔均能使心率显著降低。Koz等[24]对3种前列素（曲伏前列素、拉坦前列素、比马前列素）进行了为期6mo的临床试验，发现三种前列素类似物均能显著降低POAG和高眼压症患者的眼压、增加眼灌注压；局部使用曲伏前列素、拉坦前列素能显著降低CRA和OA的RI。
7青光眼手术效果评估
赵靖等[25]利用标准化CDI技术检测POAG患者16例20眼手术前后的眼球后血流状态，发现抗青光眼术后CRA和SPCA血流速度较术前明显提高，血流阻力下降，得出抗青光眼术后眼血流可得到改善，有益于保护视功能[26]。冯彦清等[27]应用CDI技术对青光眼术后高眼压组青光眼和眼压正常性青光眼进行研究，发现与对照组比较，高眼压组CRA的EDV明显降低，RI明显增高；眼压正常组青光眼的EDV明显下降，RI显著增高。这些说明青光眼眼底血液循环障碍是造成视功能损害的原因之一,即使术后眼压正常情况下此危害也存在。
8影响血流动力学的因素研究
8.1吸烟
Steigerwalt等[28]研究发现吸烟者较之不吸烟者其OA、CRA、PCA的收缩期及舒张期流速降低，其程度收缩期流速降低36%，舒张期流速降低52%,其中CRA和PCA的降低有显著性，阻力指数也有升高。这些说明有血流改变的眼病的发病机制可能与吸烟有关。
8.2种族
Siesky等[29]对127例非裔美国人（黑人）和236例高加索人（白人）青光眼患者研究发现黑人OA的血流流速低于白人，黑人OA的PSV平均值为（26.51±6.19）cm/s，白人为（30.90±8.2）cm/s；黑人OA的平均EDV为（6.92±1.99）cm/s，白人为（8.17±2.90）cm/s；两组RI没有显著性差异；两组眼压没有显著性差异。
8.3年龄
Gillies等[30]对20例平均年龄（25.2±2.4）岁的年轻人和30例平均年龄（69.5±7.9）岁的老年人测量眼部血流动力学，发现老年人CRA和PCA的颞侧分支PSV明显高于年轻人；老年人眼动脉远端的PSV变异大于年轻人；而年轻人CRA的搏动指数变异大于老年人。Lam等[31]对搏动性眼血流(pulsatile ocular blood flow,POBF)和年龄的相关性作研究，发现随着年龄的增大，POBF显著降低；尽管年龄影响巩膜硬度和全身血压，多重回归分析表明最影响POBF的因素是年龄；眼动脉的PSV也随着年龄的增大而降低，即眼血供的下降。
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