青光眼患者视神经血红蛋白水平与结构和功能参数的相关性研究

【字体: 时间:2025年06月02日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对青光眼诊断中血管因素评估的技术瓶颈,通过Laguna ONhE软件自动比色分析视神经血红蛋白(ONH Hb)水平,首次系统揭示其与视网膜神经纤维层厚度(RNFLT)、神经节细胞层厚度(GCLT)及视野指标的多维度关联。研究证实ONH Hb可作为无创性生物标志物,为资源有限地区提供替代OCT/OCTA的精准监测方案。

  

青光眼作为全球首位不可逆致盲眼病,其诊断长期依赖昂贵的OCT(光学相干断层扫描)和OCTA(光学相干断层扫描血管成像)技术,而血管因素在疾病进展中的作用机制尚未完全阐明。临床面临两大痛点:一是中低收入地区难以普及高端影像设备,二是传统检查无法量化视神经头部的血红蛋白灌注状态。这一困境激发了圣保罗联邦大学眼科团队的研究灵感——能否通过普通眼底彩照提取的血红蛋白数据,构建更普惠的诊疗指标?

该团队在《Scientific Reports》发表的研究中,创新性地采用Laguna ONhE软件对89只青光眼眼底图像进行自动比色分析,测量视神经头血红蛋白(ONH Hb)浓度,并与OCT获取的RNFLT(视网膜神经纤维层厚度)、GCLT(神经节细胞层厚度)、OCTA测量的中央凹无血管区(FAZ)参数及视野检查结果进行多模态关联分析。关键技术包括:1)基于深度学习算法实现视神经边缘自动分割;2)Level Sets Macro精准量化FAZ形态学指标;3)混合线性模型校正双眼数据依赖性。

主要发现

  1. 功能-结构关联:ONH Hb衍生的青光眼判别函数(GDF)与视野平均缺损(MD)显著相关(G程序MDg:R2=0.212,p<0.001),且与OCT测量的RNFLT呈现强关联(R2=0.386)。
  2. 血管-神经耦合:血红蛋白分布梯度特征显示,视神经外环(对应神经视网膜缘)Hb浓度显著高于内环杯区,印证了"血流需求与神经活性正相关"的病理假说。
  3. 技术验证:FAZ面积与个体化血红蛋白指针(GIP)的弱相关(R2=0.078)提示微循环异常可能独立于视神经头部灌注变化。

结论与展望
该研究首次建立ONH Hb与青光眼多维参数的定量关系,证实基于眼底彩照的血红蛋白分析可替代30%以上的OCT检测需求。特别值得注意的是,GDF PSD(整合模式标准差的改良指标)与视野指数sLV(损失方差平方根)的相关系数高达0.603,显著优于传统结构参数。作者Gustavo Coelho Caiado等指出,这种方法在高度近视等OCT受限病例中更具优势,但纵向研究仍需验证ONH Hb下降是神经损伤的原因或结果。这项技术若与智能手机眼底镜结合,或将重塑青光眼筛查范式,实现"一台普通相机+人工智能算法"的基层诊疗新模式。

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