《Photodiagnosis and Photodynamic Therapy》:Novel OCT Angiography Parameters for Analyzing Microvascular Changes in Proliferative Diabetic Retinopathy After Intravitreal Conbercept Loading Injections
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本研究针对抗VEGF药物治疗PDR后视网膜微血管变化的评估难题,采用VSD、VDI、FD、BVT和PAN等新型OCTA参数,系统评估了IVC负荷注射对PDR患者视网膜微血管结构和灌注状态的影响。研究发现IVC治疗可改善视网膜微血管结构,且疗效与基线微血管参数和血糖控制相关,为PDR的精准治疗提供了新的影像学生物标志物。
在糖尿病肆虐的当今世界,糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy, DR)已成为工作年龄人群视力丧失的主要原因,其中增殖性糖尿病视网膜病变(Proliferative Diabetic Retinopathy, PDR)是其最严重的阶段。血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF)的过度表达在DR的发病机制中扮演关键角色,因此抗VEGF治疗已成为PDR的重要治疗选择。康柏西普(Conbercept)作为一种新型抗VEGF药物,能够结合VEGF异构体和胎盘生长因子(Placental Growth Factor, PlGF),在糖尿病黄斑水肿(Diabetic Macular Edema, DME)治疗中显示出良好效果。
然而,尽管抗VEGF药物在PDR治疗中表现出良好的疗效,研究表明VEGF抑制可能导致正常毛细血管退化,因此在治疗PDR患者时需要考虑对视网膜微血管结构和灌注的潜在影响。传统的光学相干断层扫描血管成像(Optical Coherence Tomography Angiography, OCTA)参数如血管密度(Vessel Density, VD)和中心凹无血管区(Foveal Avascular Zone, FAZ)指标在评估抗VEGF治疗效果时存在局限性,且研究结果不一致。VD主要反映血管面积,但可能受到血管直径、总血管长度和血管几何复杂度等因素的影响,而FAZ指标仅反映中心凹周围的微血管特征,难以全面评估黄斑视网膜的灌注状态。
为此,研究人员开展了一项回顾性研究,旨在通过分析新型OCTA微血管定量参数,评估玻璃体腔康柏西普(Intravitreal Conbercept, IVC)负荷注射对PDR患者视网膜微血管结构和灌注状态的影响。该研究发表在《Photodiagnosis and Photodynamic Therapy》期刊上,为PDR的微血管变化评估提供了新的视角。
研究采用OCTA技术,通过图像处理软件计算了血管骨架密度(Vessel Skeleton Density, VSD)、血管直径指数(Vessel Diameter Index, VDI)、分形维数(Fractal Dimension, FD)、分支血管迂曲度(Branch Vessel Tortuosity, BVT)和无灌注区百分比(Percentage Area of Nonperfusion, PAN)等新型参数,重点关注浅层毛细血管丛(Superficial Capillary Plexus, SCP)和深层毛细血管丛(Deep Capillary Plexus, DCP)的变化。
研究方法概述
研究纳入25例25眼初治PDR患者,接受每月1次、连续3个月的IVC负荷注射。使用OCTA系统采集3×3mm黄斑区图像,通过专业软件分析SCP和DCP的微血管参数。采用Huang法进行图像二值化,使用ImageJ软件计算各参数,包括通过骨架化处理计算VSD和VDI,通过盒计数法计算FD,通过血管中心线提取计算BVT,基于FAZ区域像素强度计算PAN。统计分析采用配对t检验、广义线性模型等方法,并按基线糖化血红蛋白(Hemoglobin A1c, HbA1c)水平进行亚组分析。
研究结果
3.1 患者基线特征和DME状态
研究纳入25例患者,平均年龄52.24±9.52岁,基线HbA1c为8.33±2.05%,最佳矫正视力(Best-corrected Visual Acuity, BCVA)为78.04±7.34个字母(约20/28 Snellen视力),中心凹 macular thickness, CMT)为264.52±39.85μm。基线时DME发生率为8%(2/25),负荷注射后降至0%。
3.2 治疗前后BCVA、CMT和OCTA参数比较
治疗后BCVA显著改善(P=0.036),CMT显著降低(P<0.001)。SCP-FD、DCP-VSD和DCP-FD显著增加(P值分别为0.023、0.031、0.036)。FAZ圆形指数(FAZ-Circularity Index, FAZ-CI)显著增加(P=0.002),而传统参数VD在SCP和DCP均无显著变化。
3.3 FAZ指标与治疗后BCVA变化的相关性
调整HbA1c和基线BCVA后,FAZ面积、周长和圆形指数与BCVA改善无显著相关性。
3.4 OCTA参数与治疗后CMT变化的相关性
多因素分析显示,基线SCP-PAN与CMT降低呈正相关(β=1.892,P=0.015),基线SCP-VD也与CMT降低正相关(β=2.018,P=0.041)。基线FAZ面积和周长与CMT降低负相关(β值分别为-40.774和-8.756,P值分别为0.017和0.048)。
3.5 亚组分析
按基线HbA1c水平分组后,在HbA1c<8%组中,SCP-VDI、DCP-VD、DCP-VSD和DCP-FD治疗后显著增加(P值分别为0.022、0.019、0.033、0.033)。而在HbA1c≥8%组中,仅FAZ-CI显著增加(P=0.01)。两组间在BCVA、CMT和OCTA参数变化方面无显著差异。
研究结论与讨论
本研究通过新型OCTA参数全面评估了IVC负荷注射对PDR患者视网膜微血管的影响。研究发现IVC治疗不仅能改善BCVA和降低CMT,还能改善视网膜微血管结构,表现为FD、VSD等参数的提高。这些变化可能反映了IVC通过诱导周边新生血管退化、减少病理分流、改善毛细血管灌注等机制,逆转DR引起的微血管损伤。
值得注意的是,虽然VSD和FD显示改善,但PAN参数无显著变化,可能与PAN计算依赖于FAZ的噪声水平有关,灌注不良的毛细血管可能因像素强度低于噪声水平而被排除,导致非灌注区被高估。此外,FAZ-CI的增加反映了中心凹旁毛细血管网络的重建。
研究还发现基线微血管状态影响IVC治疗的解剖学结果,较高的基线VD可能意味着更多功能毛细血管和较少渗漏,导致CMT降低幅度较小;而较大的PAN可能反映更严重的缺血和更高的VEGF水平,增强对IVC的反应性。血糖控制水平也影响治疗效果,在HbA1c<8%的患者中观察到更明显的微血管改善。
本研究首次使用VSD、VDI、FD、BVT和PAN等新型OCTA参数定量评估PDR患者抗VEGF治疗后的视网膜微血管变化。与传统参数相比,这些新型参数可能提供更系统的微血管病理评估方法,为PDR的精准治疗提供新的影像学生物标志物。然而,这些参数值可能受到二值化算法、照明条件以及不同设备之间视野和分辨率差异的影响,在设备、成像设置或操作条件不一致时,进行纵向随访或评估治疗效果仍具有挑战性。
该研究的创新之处在于提供了基于影像学的IVC治疗PDR的潜在机制新见解,为临床治疗决策和疗效评估提供了重要参考。未来需要更大样本、更长随访期的前瞻性研究来验证这些发现,并建立标准化的OCTA图像处理流程,以促进这些新型参数在临床实践和科学研究中的广泛应用。