《Scientific Reports》:Quantitative assessment of age-related retinal and choriocapillaris blood flow changes in a healthy Korean population using optical coherence tomography angiography
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本研究针对当前光学相干断层扫描血管成像(OCTA)评估年龄相关性血流变化存在成像协议不统一、图像处理方法差异大等问题,研究人员通过采用扫频源OCT(SS-OCTA)6×6 mm扫描协议结合多层分割算法,对351名健康韩国人群进行视网膜浅层毛细血管丛(SCP)、深层毛细血管丛(DCP)和脉络膜毛细血管(CC)血流定量分析。结果发现SCP血流从50岁开始下降,DCP血流从60岁开始代偿性增加,CC血流缺损(CCFDs)从30岁起即显著进展,为区分生理性老化与病理性血管改变提供了重要循证依据。
随着全球人口老龄化加剧,年龄相关性眼病已成为导致不可逆性视力损伤的主要因素。其中,视网膜和脉络膜的微循环障碍在年龄相关性黄斑变性(AMD)、糖尿病视网膜病变等疾病发生发展中扮演关键角色。传统评估眼底血流的方法如荧光素血管造影存在侵入性、二维成像局限等问题,无法实现分层定量分析。光学相干断层扫描血管成像(OCTA)技术的出现为活体观察视网膜微血管网络提供了革命性工具,但其临床应用仍面临重要挑战:不同研究采用的设备型号、扫描范围、图像处理算法存在显著差异,导致正常人群的年龄相关性血流变化规律尚未建立统一标准。
为解决这一难题,韩国釜山国立大学医院的研究团队在《Scientific Reports》发表了最新研究成果,通过标准化扫频源OCT(SS-OCTA)成像流程和先进图像处理技术,首次系统描绘了健康韩国人群视网膜浅层毛细血管丛(SCP)、深层毛细血管丛(DCP)和脉络膜毛细血管(CC)血流参数随年龄变化的精确轨迹。这项研究不仅为区分生理性老化与病理性血管改变提供了重要基线数据,更为早期诊断年龄相关性眼病建立了可靠参照体系。
研究团队采用多项关键技术确保数据可靠性:首先使用扫频源OCTA设备(PLEX Elite 9000)进行6×6 mm黄斑区容积扫描,其1060 nm中心波长和100,000次/秒扫描速度保障了深层组织的成像质量;其次采用双重采集策略(每眼扫描两次)结合FastTrac运动校正技术降低随机误差;在图像处理环节,创新性结合Hessian矩阵与Huang模糊阈值双算法进行血管二值化,并通过最大熵阈值识别并排除表层大血管在深层组织的投影伪影;最后严格限定纳入标准(信号强度指数≥9,轴长≤26.0 mm),确保351名受试者数据质量一致。
Changes in the quantitative flow parameters of the SCP by Age Groups
研究显示SCP血管密度(VD)呈现明确的年龄依赖性下降趋势。20岁组作为参照基准(37.3%),50岁组(36.7%)开始出现统计学显著下降(p<0.05),此后每十年呈现阶梯式降低,至80岁组降至35.6%。线性回归分析进一步确认年龄与SCP VD呈负相关(r=-0.317),且在校正晶状体状态等因素后,年龄每增加1岁仍导致SCP VD降低0.018%(95% CI: -0.025至-0.011)。
Changes in the quantitative flow parameters of the DCP by Age Groups
与SCP相反,DCP VD表现出随年龄增长而升高的独特现象。20岁组基准值为26.2%,60岁组(27.2%)开始显著高于年轻组(p<0.05),70岁组(27.7%)和80岁组(28.5%)持续升高。多变量分析显示年龄与DCP VD呈正相关(β=0.029),这一发现与传统认知形成鲜明对比,提示DCP可能通过血管代偿性扩张应对表层血流减少。
Changes in the quantitative flow parameters of the CCFDs by Age Groups
脉络膜毛细血管血流缺损(CCFDs)是年龄相关性改变最显著的参数。20岁组仅为17.74%,30岁组即显著增加至19.15%(p<0.05),之后每十年持续上升,80岁组达29.30%。相关性分析显示CCFDs与年龄存在强正相关(r=0.726),多变量模型中年龄每增加1岁导致CCFDs升高0.181%(95% CI: 0.162-0.200),表明脉络膜毛细血管是最早出现老化征象的血管层。
Factors Associated with Quantitative OCTA Flow Parameters
多变量线性回归模型揭示,除年龄外,晶状体状态(自然晶状体与人工晶状体)是影响所有血流参数的显著因素。与人工晶状体眼相比,自然晶状体眼显示SCP VD更高(β=0.62)、DCP VD更低(β=-0.48)且CCFDs更小(β=-1.42)。信号强度指数(SSI)仅与SCP VD呈正相关(β=0.29),提示图像质量对表层血管测量影响更为明显。
研究结论部分指出,这种分层差异化的年龄相关性血流改变具有重要生理学意义。SCP作为视网膜动脉主要分布层,其血流减少符合已知的年龄相关性动脉硬化规律;而DCP血流的代偿性增加可能与视网膜静脉回流特点相关,类似现象在视网膜静脉阻塞患者的代偿机制中亦有报道。脉络膜毛细血管最早出现血流下降(30岁起),与组织学研究发现的年龄相关性脉络膜变薄相互印证。
讨论部分深入分析了本研究与既往研究的差异根源:传统光谱域OCT(SD-OCTA)因扫描速度慢、穿透力有限,易受投影伪影干扰,而本研究采用的SS-OCTA技术结合标准化图像处理流程,显著提高了DCP测量的准确性。作者特别强调,DCP作为位于内核层深处的平面毛细血管网,其独特的解剖结构(由表层血管垂直吻合支供血且侧支循环有限)使其对血流动力学变化异常敏感,因此观察到的VD增加更可能反映真实的微血管重构而非测量误差。
这项研究的临床意义在于建立了首个基于SS-OCTA的韩国人群年龄分层血流参数数据库,为早期识别病理性血管改变提供了量化标准。尤其重要的是,研究揭示了不同血管层老化进程的非同步性:脉络膜毛细血管最早衰退(30岁),SCP居中(50岁),DCP最晚出现代偿性改变(60岁),这种时序规律为理解年龄相关性眼病发病机制提供了新视角。未来研究可基于此标准框架,进一步探索血管老化与特定眼病(如AMD、糖尿病视网膜病变)的关联性,推动OCTA从科研工具向临床诊断标准的转化。