非線性主體主成分分析方法與青光眼圖像分割識別技術研究-預覽頁

　

【正文】 占視神經的1／3，并與黃斑以外的纖維相混合。同年，von Jaeger提出血管學說(vascular theory)，認為視神經萎縮的根本原因是血管異常。至1925年I,aGrange和Beauvieux使血管學說得以普及。Hayreh等支持此觀點。 神經損害的機械學說 此學說認為，青光眼性視乳頭凹陷和功能障礙是由于在篩板處的壓力不平衡，對組織產生機械性壓縮和牽拉的直接結果。 目前研究狀況 近年來，在青光眼性視神經損害病因的研究方面，積累了大量新的信息。近年來，試圖對各期青光眼從臨床觀察與組織病理改變相聯系進行研究，使有些觀點得以澄清。但在當時尚無準確的眼壓及房角檢查，故不能得知所查病人確屬何類青光眼。他們沒有發現星形神經膠質細胞的不成比例的丟失。 星形細胞占視乳頭組織的10%，當所有神經纖維均消失時，雖然所有神經膠質細胞均保留，視乳頭仍呈現空虛的外觀。以后的研究，在人和靈長類青光眼均未能發現視乳頭有選擇性毛細血管丟失。但以后的研究未能發現此血管系統的萎縮與視野缺損間有相關性。對此，過去有許多爭論，該時缺乏現代的組織學檢查技術。Radius等闡明，在人青光眼有小凹樣凹陷，常位于視乳頭的上下方。他們用掃描電鏡發現，正常篩板上下極的篩孔較大，其單位面積內支架組織較鼻、顳側少。鼻側象限不但結締組織密度高，而且篩孔平均面積小，分布均勻。這兩種力量導致篩板板層形狀的扭曲。篩板的區域性結構差別可以解釋沙漏狀的萎縮。在成年人青光目艮的早期，篩板向后弓的幅度不足以解釋眼底鏡下觀察到的凹陷，但足以壓迫軸索。在猴眼，高眼壓對目艮部血管系統最易損害的部位似乎在視乳頭的篩板前區。其他因素如舒張期血壓升高，在正常眼或青光眼的眼也可能使視乳頭周圍脈絡膜充盈延遲。再者，低壓性青光眼和原發性開角型青光眼的熒光血管造影研究不能證明視乳頭周圍脈絡膜的低灌注使視神經的灌注低下。睫狀后短動脈為分區供應，所以某個象限的視乳頭周圍脈絡膜熒光與相應部位的視乳頭熒光的出現時間可與鄰近部位不一致。②絕對性充盈缺損是指視乳頭某一部位出現弱熒光區，此弱熒光區在熒光造影過程中始終都存在。有凹陷壁充盈缺損者視野缺損率顯著增高。彌漫性者代表長期的眼壓升高。由于正常人視乳頭周圍脈絡膜充盈時間就不一致，因而難于區分正常與病理之間的界限。正常情況下，少數人可同時出現。熒光血管造影是顯示視乳頭表層血管的。熒光充盈速度受許多因素影響，包括注射的濃度和速度。因此，在中度或重度損害視乳頭的前部在熒光血管造影時自然只有少數血管被看見。已積累的證據不支持血流減少是青光眼病因的一部分。注射本身并不影響血流。Sossi和Anderson發現，貓眼急性眼壓升高在臨床范圍以內[較平均血壓低25mmHg或更多]，可保持正常血流。有些醫師不用可樂定( clonidine)治療青光眼，因為它能降低血壓，將不利于視乳頭的灌注壓。在猴眼視乳頭氧張力的研究中也表明，自動調節可代償灌注壓的改變。他們提出，血循環中的血管收縮劑可能影響視乳頭的血流。例如Har—ringt觀察到，突然低血壓發作可產生青光眼樣視神經病變o Quigley認為，原發性開角型青光眼沒有血流量不足與上述觀察之間并無矛盾。絕大多數有休克發作的病人并不發生青光眼性視神經病變。慢相移動速度為l～3mmd，據認為它有助于軸索的保持和生長。逆向移動的研究可通過電鏡觀察某些未標記神經元的成分如線粒體的聚積或將辣根過氧化物酶注入外側膝狀體，研究它向視網膜的移動。眼壓升高高度和持續時間影響視乳頭軸漿流阻滯的開始、分布及程度。也有報告，低目艮壓引起了軸漿流阻滯，以致有些學者認為，在視乳頭處的壓力差別不論是升高或降低，都可引起機械性變化，壓迫軸索束。但是，相鄰篩板板層錯位、擠壓和篩孔變形所產生的剪切力遠超過此壓力。在眼壓也升高時．雖然篩板處的壓力梯度下降，但并不能防止軸漿流阻滯。曾有報告，在猴眼阻斷后睫狀動脈可使慢相和快相軸漿流受阻，視網膜中央動脈阻塞曾伴有快相順向和逆向軸漿運輸阻滯。結扎猴右側頸總動脈，使眼動脈壓較左側約低10～20mmHg，并不明顯影響使軸漿流阻滯所需眼壓升高的程度。為了更直接地研究此問題，應對損傷的部位，即篩板處的血管進行研究。 Ernest曾用不同的方法顯示，雖然眼壓明顯升高，視乳頭的含氧水平仍能夠保持穩定。這些動物試驗表明，篩板處主要的血管功能一氧的供給，不受升高眼壓的影響。Drance等曾指出，這種出血常發生在有進行性視神經損害的青光眼上。 總結 目前的證據表明．軸漿流阻滯可能與青光眼視神經萎縮的病因有關。 近年來由于臨床及實驗研究的進展，對視乳頭及其在青光眼過程中的改變有更多的了解。由于視乳頭各區域結締組織的強度不等，而產生典型的視野缺損。血流、毛細血管完整性和氧傳輸等研究似乎表明，鞏膜篩板的血供對于眼壓升高并不敏感。表63 視乳頭面積分布視乳頭面積（mm2）百分比視乳頭面積（mm2）百分比~~~~~~Jonas對338只正常眼測量，~ mm2177。177。視乳頭凹陷緣與視乳頭緣之間為由軸索構成的神經組織，稱盤沿（dis rim）或神經視網膜沿，正常呈橘紅色，因其中含有毛細血管。這兩種視乳頭的盤沿面積幾科相等，而凹陷大小差別很大，使視乳頭的形態迥然不同（彩圖610彩圖6106）。此方法為Armaly所介紹。Armaly報告C/D＜%。Armaly曾測量1098例正常人的C/D，92%，99%。因為近95%的人C/。生理凹陷的大小與遺傳有關，為多基因、多因子遺傳。另外也曾有報告視神經軸索的數目也隨年齡增大而有所減少。 生理凹陷多位于視乳頭的中央，其形狀可為錐形、柱狀或圓形或者由上述形狀的一部分組合成不同的形狀如一側為圓形另側為柱狀等。 盤沿 盤沿呈粉紅色，略高于視乳頭邊緣。 C／D僅是間接測量視乳頭神經組織的相對數量。我國學者分別報告為1. 77177。 Bengtsson指出正常人視乳頭大小有很大差異，而盤沿大小相對恒定。我國學者也發現，正常人群中盤沿面積變異較大與視乳頭面積呈正相關，正常眼與青光眼的盤沿面積有一定重疊范圍，單純測量盤沿面積對青光眼診斷價值不大。李景波等報道早期青光眼盤沿面積，小于同等凹陷大小的正常對照組，說明盤沿面積反映了青光眼視乳頭組織的缺失，是鑒別視乳頭有無獲得性改變較之凹陷測量更敏感的指標。 眼底鏡下青光眼性視乳頭改變包括以下各項： 視乳頭凹陷擴大 (1)限局性； (2)同心圓性； (3)加深，暴露篩板； (4)垂直與水平不成比例； (5)雙側不對稱。(2)火焰狀出血視乳頭周圍萎縮 下面分述其中較重要的變化及其他有關問題： 視乳頭凹陷擴大(enlargement of the optic cup)盤沿神經組織丟失可致視乳頭凹陷擴大。限局性缺損可擴展達視乳頭邊緣，該區盤沿完全消失，視網膜血管如經此處則呈屈膝狀（彩圖6_lOr7）。雖然盤沿的某些區域可能更窄一些，但沒有盤沿某一區域明顯變窄的現象oPederson和Anderson在一縱向研究中發現，視乳頭凹陷的普遍性擴大是青光眼進行性視乳頭改變最常見的形式。有些作者發現，在眼壓中度升高及低眼壓的眼睛易發生限局性纖維丟失，而同心性擴大多見于高的眼壓。 當看到大凹陷時，應考慮其是否為病理性。當凹陷愈大、愈深、愈偏向一側，愈應考慮為病理性。繼之篩板前的支架組織消失，有薄紗樣組織懸掛，薄紗消失后即露出篩板，可見灰色篩孔，稱篩板斑征(laminar dot sign)。 (4)凹陷垂直擴大(vertical enlargcrnent of cup)：早期盤沿組織丟失常發生在視乳頭的上下極，故凹陷垂直擴大較水平方向明顯，故青光眼性凹陷呈垂直橢圓形。(5)雙側凹陷不對稱(asymmctry of cupping)：正常人雙側凹陷對稱，如果雙側凹陷不對稱，應注意視野是否有改變。 盤沿組織丟失(loss of clisc rim) 過去著重注意視乳頭凹陷的變化，但它實際上是反應盤沿組織丟失。該區發生營養不良性改變，呈半透明狀組織變薄，繼之消失而形成切跡。在極性切跡處凹陷達視乳頭邊緣，在凹陷緣靠中心側有一定范圍保留較好的顏色，即較切跡處色澤稍好，此區稱淡色凹陷(tinted hollow)。碟子樣改變可侵及視乳頭的一部分或全部，它是肯定的青光眼性改變（圖6112）。Schwartz認為，蒼白代表膠質中無血管區。對蒼白的測量是困難的，因在隨訪時屈光間質情況明顯影響蒼白測量的結果。 (1)中央蒼白區(central area of pallor)：Schwartz將蒼白定義為在視乳頭上最大顏色對比區。在單次檢查和隨訪研究中蒼白區與視野改變是一致的。 (3)蒼白的全面分析(global analysis of pallor)：用Rodenstock視乳頭分析儀，在視乳頭約1000個點測量相對蒼白值( relative pallor value)。過去認為視網膜血管向鼻側移位是青光眼的特征，現在認識到凡是大凹陷，不論是生理性或是青光眼性，都可有這種現象。凹陷緣環行血管暴露是視神經損害的體征，常見于青光眼，但是也可見于視神經萎縮、缺血性視神經病變和大的生理凹陷。據報告，81%的視乳頭出血位于淺層，19%位于深層。出血時間短，但可再次發生，故有時就診時可見，而再次就診時已消失或于同一部位或新的區域發生新的出血。它可能是青光眼性視神經損害的先期表現，常發生在視網膜神經纖維層缺損、盤沿切跡和視野缺損之前。如果已排除其他眼病和全身性疾病，包括使用抗凝劑所致的視乳頭出血，應考慮視乳頭出血是青光眼早期損害的 一種體征(彩圖6113)。尚不明確的是識別視乳頭周圍萎縮是加強了對青光眼的認識還是預示其進展。他們認為一個弧形斑的區域可能表明該處解剖上較薄弱，并對青光眼性損害特別易受損害。這可以解釋，在一些眼中視乳頭周圍萎縮的部位和青光眼性損害之間的關系。 Jonas等對青光眼視乳頭周圍區作了臨床和組織病理方面的深入研究，概括起來包括以下內容： (1)在青光眼眼Elschnig鞏膜環更明顯，更容易被看見。 (4)大區域的beta型的萎縮在正常眼不常見，但常見于青光眼。(8)無青光眼性視神經損害的眼睛，視乳頭周圍萎縮發生的頻率與程度與正常眼無差別。常見的是小兒患早期青光眼，尤其是一歲以內者，術后眼壓得到控制，凹陷可明顯縮小。青光眼治療后，視野也可能有輕度恢復，這種恢復絕不會很大。所在，視神經損傷可能已發生并且進展卻查不出視野缺損。造成診斷困難的原因有：①篩板與視網膜間的距離比正視眼和遠視眼明顯短。眼底后極部或周邊部的葡萄腫可能產生不規則的屈光不正，而影響視野檢查。它是任何原因所致單側或不對稱性視神經損害的一種瞳孔改變。這種不平衡使正常眼的直接對光反射與間接對光反射不相等，從而導致瞳孔不對稱，這在一側視束完全阻斷的病人中可以觀察到。 RAPD是視交叉前瞳孔傳人纖維受損的體征。檢查在暗室中進行，因暗適應條件下瞳孔開大，當光線刺激視網膜時容易觀察瞳孔運動縮小情況。 (1)視乳頭缺損：可包括全部視乳頭，視乳頭變大、凹陷，或為部分性缺損，血管從缺損的邊緣爬出，但其視野缺損是不進展的（彩圖6115）。曾有報告經長期觀察，小凹可擴大（彩圖6116）。隆起的視乳頭周圍組織和正常視網膜分界不清，周邊視網膜一般正常。但是，有時非青光眼性視神經萎縮有一定程度的凹陷而可疑為青光眼。目前臨床常用的方法包括直接眼底鏡、裂隙燈加前置鏡或接觸鏡檢查和眼底照相，近年來還有新的檢查儀器如計算機視乳頭圖像分析儀等，可提供更精確的數據。 測量視乳頭凹陷的簡便方法是測量豎徑和橫徑的杯盤比值，以小血管彎曲爬行來確定凹陷的邊界而不是以顏色變淺處作指標。Hruby鏡的缺點是視野小，病人不易固定。用這種間接檢查法測得的杯盤比值常較小。可刻一圓形圖章，其中有4條橫線及豎線，將該圖分成2／10視乳頭直徑的小方格。凹陷底部暴露篩孔處畫小圓圈(圖6118)。視乳頭立體照相可由真的立體和假的立體效果(true stereo or pseudoste—reo effect)所獲得。 計算機視乳頭圖像分析 Cornsweet等曾設計視乳頭同步立體電視影像的計算機圖像分析。關于重復性曾有人用Rodenstock視乳頭分析儀對7只正常眼和7只青光眼眼連續做10次測量，觀察其重復性，變異系數為1. 4% %。其重復性檢驗的誤差與國外同方法的誤差基本一致，低于目前商品化的視神經分析儀的誤差。高分辨力的攝像機和圖像增強技術等可提供現在還作不到的檢測視乳頭輪廓和顏色改變的方法。另一種方法是估價視乳頭的全部形態及其周圍的神經纖維層，以尋求一個恒定的參考平面，例如鞏膜管的內口或距視乳頭一段距離的網膜神經纖維層很薄，而且即使是在進展性的青光眼性神經纖維丟失時也保持不變。有關青光眼視神經的定量檢測，將在第三節中闡述。但是經過510年觀察發現，上述患者中不經過治療僅10%發生了視乳頭改變及視野缺損，即發展為青光眼，而其他人沒有視功能損害oHollow和Graham(1966)建議，將眼壓高于正常值范圍而無視乳頭損害及視野缺損者稱為高眼壓癥，把他們與真正的開角型青光眼患者以及正常人群加以區別。Hoyt (19，73)發現，在青光眼的早期，視網膜神經纖維層可出現限局性萎縮。現在認為，這些眼睛將是最快會發生視神經損害者，因而需要積極考慮治療。神經纖維層越厚，白色條紋越亮。 視網膜神經纖維旋轉進入視乳頭，組成盤沿。 視網膜神經纖維層的解剖 關于神經纖維層的纖維排列曾有不同認識，Wolff和Penman (1950)認為，視乳頭周邊部的纖維來自視網膜的周邊部。 Quigley和Addicks研究，在靈長類眼距視乳頭2個視乳頭直徑處的神經纖維層厚度為小于40pum，距視乳頭較近處其厚度明顯增加，在上、下方可達200um，在鼻側及乳斑束區域大約為60um。 正常視網膜神經纖維層眼底所見 正常視網膜神經纖維層在視乳頭周圍呈灰白色、稍混濁、均勻細微的放射