综述：视网膜血氧测定：眼部和全身疾病的新见解

这篇综述聚焦视网膜血氧测定（retinal oximetry），详细阐述其在眼部和全身疾病中的应用。通过分析相关研究，探讨了该技术的原理、仪器及在多种疾病中的变化，还指出局限与未来方向，对了解疾病机制和早期诊断意义重大。

　　

一、引言

眼睛，尤其是视网膜组织，是人体最精密的结构之一，其日常功能的实现依赖稳定的氧气供应。视网膜血氧测定可反映眼部生理状况，许多眼部和全身疾病，如糖尿病视网膜病变（DR）、青光眼和阿尔茨海默病等，会导致视网膜微循环改变，影响氧气输送。因此，分析视网膜血氧饱和度对理解这些疾病机制、早期监测和诊断意义重大。

二、视网膜血氧测定的发展背景和测量原理

视网膜血氧测定是利用特制血氧仪测量视网膜血管中血红蛋白氧饱和度的生物标志物。测量技术分为侵入性和非侵入性方法，目前非侵入性光谱成像因便捷、无创成为主要方法。
光谱成像技术可追溯至 1959 年，Hickam 和 Frayser 发明了首台非侵入性双波长分光光度视网膜血氧仪。大多数光谱成像方法基于 Lambert - Beer 定律，氧合血红蛋白（HbO2）和脱氧血红蛋白（Hb）在不同波长下吸收特性不同，通过特定波长光下的光密度比（ODR）与血氧饱和度（SO2）的近似线性关系，可计算出视网膜动静脉的血氧饱和度。

三、视网膜血氧测定的常用技术、仪器和校准

视网膜血氧测定光谱成像技术基于成像设备可分为基于眼底相机、光学相干断层扫描（OCT）和检眼镜的视网膜血氧测定。基于眼底相机的技术应用最广泛，Oxymap 血氧仪和 Imedos 血氧仪是常用设备。
计算视网膜血氧饱和度时，需提前确定校准常数 a 和 b ，这两个值受仪器特性、外部条件等多种因素影响，因此校准至关重要。为提高测量精度，科学家还开发了多波长和高光谱测量方法，并将技术向深度学习、自动化分析及与其他成像技术融合方向拓展。

四、视网膜血氧测定在健康个体中的应用

视网膜血氧测定为视网膜血氧饱和度提供参考，有助于了解视觉系统正常生理，监测眼部健康和疾病进展。1999 年，研究人员测量了健康个体的视网膜血氧饱和度，验证了相关模型的可靠性。
后续研究分析了不同种族、年龄、性别等因素对视网膜血氧饱和度的影响。例如，健康白种人视网膜动静脉血氧饱和度差异约为 36.7%；中国健康年轻人的视网膜血氧饱和度与白种人相当，儿童和青少年的视网膜动静脉血氧饱和度随年龄增长而增加，且高度近视者视网膜血氧饱和度更高。此外，视网膜血氧饱和度还受血管位置、昼夜节律、光照等多种因素影响。

五、视网膜血氧测定在眼部疾病中的应用

1. 糖尿病视网膜病变（DR）与视网膜血氧测定：DR 是糖尿病常见并发症，会导致视网膜血流和氧气供应异常。研究发现，DR 患者视网膜血氧饱和度变化复杂，随疾病进展，静脉血氧饱和度升高，动静脉血氧饱和度差异减小，这些变化可能早于 DR 进展，可作为早期标志物。随着成像技术发展，多种技术与光谱成像结合，为 DR 研究提供更详细信息。
2. 青光眼与视网膜血氧测定：青光眼是全球主要致盲原因之一，与眼压升高、视神经变性和视野缺损有关。研究表明，正常眼压性青光眼（NTG）患者动脉血氧饱和度降低，且与青光眼损伤程度相关；视网膜血氧测定还与视野损伤区域有关。药物和手术对青光眼患者视网膜血氧饱和度有不同影响，但目前多数研究为横断面研究，视网膜血氧测定与青光眼的因果关系和内在机制尚待进一步研究。
3. 视网膜动脉阻塞（RAO）/ 视网膜静脉阻塞（RVO）与视网膜血氧测定：RAO 是急性眼病，会威胁视力；RVO 是常见视网膜血管疾病，也会导致视力受损。研究发现，RAO 患者经流变学治疗后，阻塞分支动脉血氧饱和度部分恢复，静脉血氧饱和度升高；CRVO 和 BRVO 患者患眼静脉血氧饱和度与正常眼存在差异，但不同患者表现不同，具体机制及与临床预后的关系需进一步研究。
4. 其他眼部疾病与视网膜血氧测定：年龄相关性黄斑变性（AMD）患者视网膜静脉血氧饱和度随年龄增加，动静脉血氧饱和度差异减小；视网膜色素变性（RP）患者视网膜静脉血氧饱和度增加，动静脉直径显著变窄，且与视野保留面积相关；白内障手术会影响视网膜血氧测定结果，但不一定反映眼底灌注改善；高度近视患者视网膜动脉血氧饱和度降低，血管直径变窄。此外，研究还探索了视网膜血氧测定与弱视、Graves 眼病的关系，并应用高光谱图像映射光谱技术研究多种眼部疾病的血氧饱和度情况。

六、视网膜血氧测定在全身疾病中的应用

1. 心血管疾病与视网膜血氧测定：心血管疾病影响视网膜微循环，反映全身血流和氧合变化。如单侧颈内动脉狭窄（ICAS）患者患眼视网膜动脉血氧饱和度和动静脉血氧饱和度差异增大；视网膜静脉血氧饱和度与混合静脉血氧饱和度、视网膜动静脉血氧饱和度差异与心输出量呈显著相关，表明视网膜血氧测定可反映全身血氧合情况。
2. 神经系统疾病与视网膜血氧测定：部分神经系统疾病，如多发性硬化、帕金森病（PD）和阿尔茨海默病（AD），会导致视网膜神经纤维或血管异常。研究发现，中度 AD 患者视网膜动静脉血氧饱和度显著高于正常人，且与年龄无关，但具体生物学基础尚不清楚。
3. 肺部疾病与视网膜血氧测定：慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者视网膜动脉和静脉血氧饱和度显著低于健康人，吸氧治疗后动脉血氧饱和度升高。视网膜血氧测定值低于手指血氧测定和动脉血气分析值，可能与视网膜小动脉的氧气扩散等机制有关。
4. 肾脏疾病与视网膜血氧测定：肾脏和眼睛在胚胎发育、结构、生理和致病机制等方面有相似之处。慢性肾脏病（CKD）患者视网膜动脉血氧饱和度和动静脉血氧饱和度差异增加，动脉直径减小，且与估算肾小球滤过率（eGFR）相关，视网膜血氧测定变化可为 CKD 早期诊断提供参考。
5. 高危妊娠与视网膜血氧测定：研究发现，高危妊娠妇女视网膜血管参数，如视网膜动脉（FLA）和静脉（FLV）的闪烁诱导血管舒张、中央视网膜动脉和静脉等效直径（CRAE、CRVE）以及视网膜动静脉血氧饱和度等，与低危妊娠妇女和健康非妊娠妇女存在显著差异，可作为妊娠并发症的生物标志物。

七、讨论

视网膜血氧测定作为一种非侵入性、快速、便捷的测量方法，可同时测量视网膜动静脉血氧饱和度，在健康个体、眼部疾病和全身疾病研究中均有应用。其重复性和稳定性较好，受多种因素影响的多样数据有助于构建标准化数据库。但目前视网膜血氧测定的临床应用受技术限制，测量精度受血管直径、视网膜色素沉着等因素影响，还受光学介质透明度和瞳孔扩张的影响。
此外，从研究到临床实践的转化面临挑战，如预后价值和诊断区分能力有待确定，研究存在样本量小、未充分考虑血流参数和混杂因素等问题。未来，视网膜血氧测定技术可在宽场技术、非散瞳技术、与血流测量技术结合以及人工智能应用等方向发展，有望进一步提高其准确性和临床应用潜力，推动其成为标准化临床测量方法。