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视网膜微血管特征:2型糖尿病亚临床心血管疾病的无创检测新窗口
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月03日 来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对2型糖尿病(T2D)患者亚临床心血管疾病(CVD)早期检测难题,通过多模态心脏影像与深度学习(DL)技术分析视网膜微血管特征。研究发现轻度背景性糖尿病视网膜病变与冠状动脉钙化(CAC≥100)、左心室同心重构(LVM/V≥1.0)及纵向应变受损(GLS<16%)显著相关,提示常规眼底筛查可作为T2D患者心血管风险评估的替代工具。该成果为无创、低成本筛查策略提供了新思路,发表于《Scientific Reports》。
在2型糖尿病(T2D)患者中,亚临床心血管疾病(CVD)的早期检测一直面临重大挑战。尽管血清生物标志物如N末端脑钠肽前体(NTproBNP)和高敏肌钙蛋白被推荐用于筛查,但其可靠性常受肥胖、年龄和肾功能等因素干扰。更棘手的是,约78%的无症状T2D患者已存在心脏结构或功能异常——这种被称为"B期心力衰竭"的状态,显著增加后续心血管事件风险。如何通过简便、无创的方法识别这些高风险个体,成为临床亟待解决的难题。
英国莱斯特大学心血管科学系(University of Leicester, UK)的研究团队独辟蹊径,将目光投向糖尿病患者常规接受的眼底筛查。他们假设:视网膜作为人体唯一可直接观察的微循环系统,其病变可能反映全身性血管损伤,包括心脏微循环障碍和冠状动脉粥样硬化。为此,研究人员开展了一项前瞻性队列研究,通过多模态影像技术首次系统揭示了视网膜病变与亚临床CVD的关联,相关成果发表在《Scientific Reports》期刊。
研究采用三项关键技术方法:1) 纳入255例无症状T2D患者,通过英国国民保健体系(NHS)获取标准化视网膜照片并分级;2) 应用冠状动脉CT钙化评分(CAC)、心脏磁共振(CMR)和超声心动图全面评估心脏结构与功能;3) 采用四种深度学习模型(Xception/Inception/EfficientNet/MobileNet)分析视网膜微血管几何特征。
视网膜病变与冠状动脉粥样硬化的关联
研究发现,22%的轻度背景视网膜病变患者冠状动脉钙化评分(CAC)中位数达166 Agatston单位,显著高于无病变组的21单位(P<0.001)。调整混杂因素后,视网膜病变患者发生CAC≥100的风险增加2.63倍(95%CI 1.29-5.36)。

心脏结构与功能的重塑特征
CMR显示视网膜病变组左心室质量-容积比(LVM/V)显著升高(0.94 vs 0.90 g/mL,P=0.015),提示同心性重构。应变分析更发现其全球纵向应变(GLS)降低1.3个百分点(15.2% vs 16.5%,P<0.001),舒张功能参数E/e'也显著恶化(9.6 vs 9.0,P=0.012)。这些改变独立于传统危险因素,OR值达2.32-3.11。
深度学习模型的探索性分析
尽管四种DL模型对CAC≥100的预测特异性达99%,但敏感性不足导致曲线下面积(AUC)仅约0.5。视网膜静脉等效直径(CRVE)与LVM/V呈弱相关(r=0.134),其他几何参数未见显著关联。

这项研究首次证实,即使是轻度糖尿病视网膜病变,也与T2D患者冠状动脉粥样硬化负荷增加、心脏重构和亚临床心功能受损密切相关。特别值得注意的是,这些关联在血清NTproBNP和肌钙蛋白水平无差异的群体中依然存在,凸显了视网膜评估的独特价值。尽管当前DL模型尚未实现理想预测效能,但常规眼底筛查已展现出作为心血管风险"哨兵"的潜力——在英国,这意味着每年约300万T2D患者可通过现有筛查程序获得额外心血管风险评估,无需额外检查成本。
该研究的临床意义深远:首先,确立了微血管病变作为T2D心脏损伤早期标志物的地位;其次,为资源有限地区提供了可行的筛查替代方案;最后,为开发融合视网膜特征的多参数预测模型奠定了基础。未来研究需扩大样本量、优化图像标准化处理,并探索视网膜病变进展与心血管事件的前瞻性关联。正如作者Gaurav S. Gulsin强调的:"当患者眼底出现微动脉瘤时,他们的心脏可能正在发出无声的警报。"
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