OCT3和HRT-Ⅱ检测视盘参数在青光眼早期诊断中的应用价值

　作者：成云翠，段宣初，高莉茉，胡妙妙，江冰，石晶明    作者单位：中南大学湘雅二医院 眼科，湖南 长沙 410011

　【关键词】  青光眼

    Comparative study of the value of optic disc parameters detected by HRT-Ⅱ and OCT3 for early diagnosis of glaucoma

    CHENG Yuncui， DUAN Xuanchu， GAO Limo， et al.

    Department of Ophthalmology，the Second Xiangya Hospital，Central South University，Changsha China，410011

    ［Abstract］  Objective  To compare the differences in optic disc parameters detected  by HRT-Ⅱ and OCT3 in normal subjects, suspected open-angle glaucoma (SOAG) and primary open-angle glaucoma (POAG)， to analyze the relationship of optic disc parameters measured by OCT3 and HRT-Ⅱ and to evaluate the value of OCT3 and HRT-Ⅱ in the detection of primary open-angle glaucoma in a Chinese population. Methods  The tomographies of the optic discs of 43 normal subjects, 48 patients with SOAG and 55 patients with POAG were examined using OCT3 and HRT-Ⅱ. The normal subjects were age- and refraction-matched with SOAG and POAG patients. The optic disc parameters, including disc area (DA), cup area (CA), rim area (RA), cup volume (CV), rim volume (RV), and the cup/disc area ratio (C/DAR) were analyzed. The relationship of optic disc parameters was analyzed using a linear correlation. The correlation between the mean defect (MD) of the visual field and the tomography parameters in glaucomatous eyes was also analyzed. The area under the receiver operating characteristic (ROC) curves of OCT3 and HRT-Ⅱ was calculated and compared. Results  All of the optic disc parameters obtained by OCT3 and HRT-Ⅱ showed significant differences (P＜0.01) among these three groups. The optic disc parameters were compared randomly among the three. The differences in almost all optic disc parameters obtained by OCT3 and HRT-Ⅱ were statistically significant (P＜0.05). OCT3 and HRT-Ⅱ measurements were highly correlated (r=0.358~0.798), with poor to moderate correlation between both imaging modalities with MD. The area under the receiver operating characteristic (ROC) curves of OCT3 and HRT-Ⅱ  measurements were similar. Conclusion  OCT3 and HRT-Ⅱ optic disc analyses are highly correlated and have similar associations with glaucoma disease status. All of the optic disc parameters obtained by OCT3 and HRT-Ⅱ showed significant differences among the three groups. OCT3 optic disc analysis could detect early glaucomatous damage as well as HRT-Ⅱ does.

    [Key words]  OCT3； HRT-Ⅱ； glaucoma， diagnosis； ROC curve； visual field

    [摘要]  目的  应用OCT3和HRT-Ⅱ检测正常眼、可疑性开角型青光眼(suspected open-angle  glaucoma, SOAG)和原发性开角型青光眼(primary open-angle glaucoma，POAG)患者的视盘结构参数，探讨OCT3和HRT-Ⅱ检测视盘参数的相关性及OCT3视盘分析在青光眼早期诊断中的价值。方法  用OCT3和HRT-Ⅱ检测48例SOAG、55例POAG和年龄相匹配的43例正常人的视盘参数。从视盘参数中选择视盘面积、视杯面积、盘沿面积、视杯容积、盘沿容积、杯盘面积比进行分析。对两种仪器检测视盘参数的一致性及与视野平均缺损值的相关性做对比分析；建立青光眼ROC曲线图，根据ROC曲线下面积比较两种仪器诊断青光眼的能力。结果  OCT3与HRT-Ⅱ检测正常人、SOAG和POAG三组间各视盘参数差异均有极显著性(P<0.01)。三组中任意两组间比较，两种仪器所测大部分视盘参数差异有显著性(P<0.05)。OCT3与HRT-Ⅱ检测视盘参数有较好的一致性(r=0.358～0.798)，且与视野平均缺损值有较好的相关性。两种仪器诊断青光眼的最优参数均为盘沿面积和盘沿容积，且具有基本相等的ROC曲线下面积值。结论  OCT3和HRT-Ⅱ检测视盘有较好的一致性，且与视神经损害状态密切相关，两种仪器均能检测到青光眼视盘参数改变。在青光眼组，OCT3和HRT-Ⅱ所测视盘参数与视野缺损都有一定程度的相关。OCT3与HRT-Ⅱ检测视盘参数在青光眼早期诊断中具有同等重要的价值。

    [关键词]  OCT3；HRT-Ⅱ；青光眼，诊断；ROC曲线；视野

    原发性开角型青光眼的早期诊断是早期治疗的关键。研究表明，青光眼患者视乳头病理改变早于视野损害[1]，因此，鉴别早期视盘形态学改变已成为青光眼早期诊断和病情评估的重要指标。目前最具代表性的定量检测视盘形态学改变的仪器是海德堡视网膜断层扫描仪(Heidelberg retina tomography，HRT-Ⅱ），随着光学相干断层扫描仪(Optical coherence tomography 3，OCT3）的视盘软件的研发，使得OCT定量检测视盘参数成为可能。为了研究OCT3检测视盘参数在青光眼早期诊断中的价值，本研究设计应用HRT-Ⅱ、OCT3检测同一组研究对象的视盘参数，并将HRT-Ⅱ、OCT3视盘参数的一致性及与视野平均缺损值(mean defect，MD)的相关性做对比研究，探讨HRT-Ⅱ、OCT3检测视盘参数在原发性开角型青光眼早期诊断中的价值。

    1  资料和方法

    1.1  研究对象

    1.1.1  正常组  受检者为本院职工、学生及门诊求诊患者家属，共有43例(43眼)。男性21例(21眼)，女性22例(22眼)，年龄21～75岁，平均(38.9±11.3)岁。正常组入选标准：①矫正视力≥1.0。②双眼杯/盘比C/D＜0.4，且差值＜0.2。③眼压(Goldmann)≤21 mmHg。④标准自动视野计检查正常。

    1.1.2  POAG和SOAG组  选自2005年5月～12月在本院青光眼专科确诊的55例原发性开角型青光眼(primary open-angle glaucoma，POAG)和48例可疑开角型青光眼(suspected open-angle glaucoma，SOAG)患者。其中POAG组：男性27例(27眼)，女性28例(28眼)，年龄25～79岁，平均(41.4±15.4)岁。SOAG组：男性23例(23眼)，女性25例(25眼)，年龄24～68岁，平均(39.1±14.7)岁。其中POAG的诊断标准为具有以下4项或具有1,4项与2，3项其中之一者：①眼压≥21 mmHg(多次测量结果)。②具有青光眼性视盘损害和/或RNFL缺损伴有其他活动性眼病。③标准自动视野计检查MD＜-2 dB或具有典型青光眼性视野缺损，如旁中心暗点、鼻侧阶梯和弓性暗点。④眼压高时检查房角为开放。SOAG的诊断标准为具有以下3项其中之一者,同时无POAG家族史：①重复多次追踪，行24 h眼压测定(5，7，10，14，18，22点进行6次测量)发现眼压≥22 mmHg或昼夜差≥8 mmHg。②视乳头大凹陷,C/D≥0.6,合并或双侧差≥0.2。③具有可疑青光眼性视野缺损和RNFL缺损，MD为-2～-3 dB或有1～2个分散的视野检测点的模式矫正偏差在P＜0.5%～1.0%。

    1.2  主要仪器设备

    ①Goldmann压平眼压计(AT900，Haag-Streit Bern，瑞士产)。②海德堡视网膜断层扫描仪(Heidelberg retina tomography，HRT-Ⅱ，德国Heidelberg Engineering公司产，版本2.2.1)。③Stratus 3000光学相干断层扫描仪(Optical coherence tomography 3000，Carl Zeiss Meditee Inc.Dublin.CA.USA，版本A3.0)。④自动视野计(OCULUS Easyflied 静态视野计，德国OCULUS公司产)。

    1.3  检查方法

    1.3.1  常规检查  所有研究对象均接受视力、裂隙灯、眼底、眼压及前房角镜检查。

    1.3.2  HRT-Ⅱ检查及图像处理  采用常规方法进行HRT-Ⅱ检查[2]，由同一操作者用鼠标进行轮廓线的描绘，确定视盘边缘后，计算机自动计算出14个视盘结构参数。

    1.3.3  OCT3检查及图像处理  具体参见仪器操作说明，为了便于规范资料，我们选择固定扫描方式，程序为OCT3 Fast ONH，将扫描直径定为3.4 mm。OCT3图像获取后，计算机运用RPE信号自动勾画视盘轮廓线，然后得出10个视盘结构参数。

    1.3.4  观察指标  选用两种仪器所共有的视盘参数：视盘面积(disc area，DA)，视杯面积(cup area，CA)，盘沿面积(rim area，RA)，视杯容积(cup volume，CV)，盘沿容积(rim volume，RV)，杯/盘比(cup/disc ratio，C/D)，杯/盘面积比(cup/disc area ratio，C/DAR)进行统计分析。

    1.3.5  视野检查  符合入选标准的患者验光后，行OCULUS Easyfield视野24-2程序检查。每位患者均至少有两次行同一程序视野检查的经验，取最近一次检查的视野结果。各次视野检查均在相同的条件下由同一医生进行操作。选取视野平均缺损值进行相关分析。

    1.4  统计学方法

    所有数据均采用SPSS13 for windows统计软件包进行统计分析；三组间总比较采用ANOVA方差分析；三组中任意两组间视盘参数的比较采用LSD-t检验；对两种仪器检测视盘参数的一致性及与视野缺损值MD的相关性做直线相关分析；建立诊断青光眼的ROC曲线图，根据ROC曲线下面积比较两种仪器诊断青光眼的能力。

    2  结果

    2.1  POAG、SOAG和正常人三组入选对象一般资料的比较

    经单因素方差分析，三组间年龄和屈光度的差异无显著性(P>0.05)；POAG组与其他两组视野MD的差异有非常显著性(P均=0.000)；POAG组和SOAG组C/D值较正常组增大，差异有显著性(P均=0.000)，因此，三组研究对象具有可比性(见表1)。

    2.2  HRT-Ⅱ和OCT3检测POAG、SOAG和正常人三组间视盘参数的比较

    OCT3和HRT-Ⅱ所测POAG、SOAG和正常人三组视盘参数值见表2。结果显示，三组间所有视盘参数差异均有显著性(P<0.01)；其中任意两组间视盘参数进行比较，两种仪器检测的大部分视盘参数差异有非常显著性(P<0.01)。

    2.3  HRT-Ⅱ与OCT3检测视盘参数的相关性

    将HRT-Ⅱ与OCT3检测正常组、SOAG组、POAG组和所有入选对象组的视盘参数均值行直线相关分析，结果见表3。可见，从正常组→SOAG组→POAG组→所有入选对象组，视盘参数的相关系数依次变大。

    2.4  POAG组HRT-Ⅱ和OCT3与视野平均缺损值的相关性

    在POAG组中，将HRT-Ⅱ和OCT3所测视盘参数与视野平均缺损MD值做直线相关分析：HRT-Ⅱ组，视盘参数中的 RA、RV和C/DAR与MD具有显著性相关(P<0.01)；OCT3组，CA、RA、RV和C/DAR与MD具有显著性相关(P<0.05)，见表4。

    2.5  建立ROC曲线比较HRT-Ⅱ和OCT3诊断青光眼的能力

    利用HRT-Ⅱ和OCT3所测正常组和青光眼组的视盘参数数据库建立诊断青光眼的ROC曲线图，见图1。结果显示，两种仪器检测的视盘参数中以RA和RV的ROC曲线下面积值相对最大，分别为0.910∶0.915和0.899∶0.897(P均>0.05),说明这些参数完全能够将青光眼患者从正常人中区分开来。

    3  讨论

    3.1  HRT-Ⅱ和OCT3检测视盘参数在青光眼早期诊断中的价值

    有研究报道，HRT-Ⅱ和OCT3所测得的大部分视盘参数在正常人和POAG患者间差异有显著性，且对早期POAG患者诊断的敏感性和特异性较好[3，4]。在我们的研究中，正常组、SOAG组和POAG组年龄和屈光度数是相匹配的，因而具有可比性。从正常组到SOAG组、从SOAG组到POAG组，视盘参数中CA、CV、C/DAR值明显增大，而RA，RV值明显减少，这种趋势与青光眼性视盘损害改变的方向相一致。三组间的所有视盘参数差异有显著性(P<0.01)。而三组中任意两组间比较，正常组和POAG组及正常组和SOAG组的所有视盘参数差异有显著性(P<0.01)，说明在正常组和POAG组之间视盘参数已发生了明显的变化。在正常组和SOAG组之间MD值不存在统计学差异，但视盘参数差异有显著性(P<0.01)，提示视盘结构参数改变可能早于目前能检测到的视野缺损。在SOAG和POAG之间，除DA(P=0.287)外，其余各视盘参数差异有显著性(P<0.01)，说明POAG的视盘参数发生了不同程度的改变，如视杯变大、盘沿变窄等。这些结果表明HRT-Ⅱ和OCT3检测视盘参数能够区分青光眼的不同状态，从而提高POAG的早期诊断效率。

    3.2  HRT-Ⅱ与 OCT3检测视盘参数的相关性分析

    HRT-Ⅱ与 OCT3检测视盘参数的工作原理和扫描方式各有不同，因此有必要对两种仪器检测视盘参数的相关性及在青光眼早期诊断中的价值做对比研究。

    本研究中HRT-Ⅱ与 OCT3所测视盘面积均值均较接近组织学测量值[5]，这显示两种仪器有较高的准确性。另外，我们还发现OCT3和HRT-Ⅱ所测正常组的视盘面积均值比其他组的视盘面积均值偏小，提示大视盘可能是青光眼的一个易感因素，这与刘杏等[6]的研究结果一致。从整个研究结果来看，OCT3所测的视盘面积均值比HRT-Ⅱ所测视盘面积均值偏大。以往的多项研究发现HRT-Ⅱ所测视盘结构参数值与视盘大小有很大的相关性[7]。本研究中，OCT3所测视盘参数中除DA外，还有CA、CV和C/DAR比HRT-Ⅱ所测值偏大，而OCT3所测的RA和RV比HRT-Ⅱ所测值偏小。造成这一现象的主要原因也许在于OCT3和HRT-Ⅱ区分盘沿和视杯的界定线位置不同，即OCT3的界定线比HRT-Ⅱ的更靠前之故。

    本研究分析OCT3和HRT-Ⅱ检测视盘参数相关性的结果显示，从正常组到SOAG组再到POAG组，两仪器的相关性依次变好，可能原因一方面也许与检测的样本数量有关，另一方面也许与青光眼的状态有关，即早期青光眼视盘结构存在波动性，这有待以后的研究进一步证实。但我们去除这些干扰因素的影响，在所有入选对象组对比分析OCT3和HRT-Ⅱ检测视盘参数相关性，结果显示这两种仪器检测的常用视盘参数都有很好的相关性，相关系数r=0.358～0.798(P<0.05)，这与Shuman等[8]所报道的两种仪器检测视盘参数相关系数(r=0.340～0.750)基本一致。这表明，尽管OCT3和HRT-Ⅱ检测视盘参数的原理、扫描方式和轴向分辨率均有一定程度的不同，但由计算机自动勾画视盘边界的OCT3与由人工勾画视盘边界的HRT-Ⅱ有很好的相关性，OCT3视盘分析软件同HRT-Ⅱ视盘分析软件一样可应用于临床检测视盘结构参数，为POAG的早期诊断提供依据。但有一点值得注意，对于严重斜入的视盘，最好根据12点方位RPE的止端描绘连线重新界定OCT3的视盘边界，以尽可能最大限度减少由于视盘结构变异较大和计算机自动界定视盘边界不确切而引起两者之间的差异。

    3.3  HRT-Ⅱ与 OCT3检测视盘参数与视野平均缺损值的相关性分析

    尽管常规视野检查缺乏敏感性，但迄今为止，视野仍是诊断青光眼的“金标准”。研究发现，视盘盘沿组织进行性不对称丧失是青光眼视盘形态学改变的典型特征，且盘沿组织较少受年龄、屈光以及视盘大小的影响。有学者推测盘沿丢失能够反映青光眼视功能损害的程度[9]。关于HRT-Ⅱ和OCT3的盘沿面积RA与视野缺损MD有很好的相关性已有报道，本研究中HRT-Ⅱ和OCT3的盘沿面积RA与MD均有很好的相关性，也支持了上述观点。其中HRT-Ⅱ的RA与MD相关性最显著（r=0.541），这与Lee等[10]报道RA与MD相关性最显著（r=0.617）基本一致；OCT3的RA与MD的r=0.484，这比Leung等[11]报道OCT3的RA与MD的相关系数（r=0.742）稍差，这也许与所选人种、青光眼的状态及使用的视野计的不同有关。尽管如此，但反映的大方向是一致的。另外，本研究中显示HRT-Ⅱ的C/DAR与MD的r=-0.498，OCT3的C/DAR与MD的r=-0.463，HRT-Ⅱ稍高于OCT3，这与Schuman等[8]报道的结果(r=-0.400 vs -0.330)基本一致。上述结果表明HRT-Ⅱ和OCT3视盘检测参数能够准确反映与视野改变相一致的视盘变化，且两种仪器与视野平均缺损MD的相关程度基本一致。

    3.4  建立ROC曲线比较OCT3和HRT-Ⅱ诊断青光眼的能力

    Schuman等[8]报道OCT3和HRT-Ⅱ的ROC曲线下面积值最大的视盘参数为RA，曲线下面积值分别为0.790∶0.770。本研究发现OCT3和HRT-Ⅱ的ROC曲线下面积值较大的视盘参数为RA和RV，曲线下面积值分别为0.915∶0.910和0.897∶0.899，大于Schuman等[8]报道的ROC曲线下面积值，这也许与入选对象青光眼的状态差异有关(本研究中期青光眼患者较多)。根据统计学原理，ROC曲线下面积值越大，则该参数的诊断力越强，不难推知OCT3和HRT-Ⅱ诊断青光眼的最优视盘参数均为RA和RV，且面积值均＞0.7，表明这些参数完全能够将青光眼患者从正常人群中区分开来，且这两种仪器的最优视盘参数区分青光眼不同状态具有基本相等的诊断能力。

【参考文献】  [1] Quigley HA，Kate J，Derick RJ，et al. An evaluation of optic disc nerve fiber layer examinations in monitoring progression of early glaucoma damage[J]. Ophthalmology，1992，99(1)：19-28.

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[10] Lee KH,Park KH,Kim DM,et al. Relationship between optic nerve head parameters of Heidelberg Retina Tomograph and visual field defects in primary open-angle glaucoma[J]. Korean J Ophthalmol，1996，10(1):24-28.

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