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本文分以下几个部分进行探讨: 课题一 人眼球结膜血液动力学定量监测平台的建立 第一部分 视网膜功能图像仪测量结膜血流速度的可行性,重复性和结膜血流速度的日间变化 目的:证实视网膜功能图像仪(Retinal Function Imager, RFI)拍摄球结膜血流速度的有效性,并评估重复性和在正常人眼球结膜血流速度的日间变化规律。 方法:视网膜功能图像仪被从最初的视网膜成像改进为眼前段成像。一个60屈光度的透镜被加入该仪器的光学系统以放大球结膜血管。至少5根微动脉和5根微静脉的平均值被用于计算血流速度。20例正常人在早上9点,11点,下午1点,3点和5点被评估,并在早上9点评估两次以分析测量的可重复性。 结果:在视野范围为5.0×5.0平方毫米的范围内,球结膜血管的动态血流清晰可见。基线时平均微动脉血流速度为0.85±0.09毫米/秒,与微静脉类似(0.86±0.08毫米/秒)。在同一次随访中,微动脉和微静脉的重复系数分别为0.11毫米/秒和0.10毫米/秒。日间微动脉和微静脉的血流速度没有明显变化(P>0.05)。 结论:采用改进后的视网膜功能图像仪分析正常人眼球结膜的微动脉和微静脉血流速度具有良好的重复性。球结膜血流速度在日间没有明显变化。 第二部分 功能性裂隙灯显微镜成像仪测量球结膜微循环方法学的建立 目的:为了发展,测试和证实功能性裂隙灯显微镜成像仪可以产生球结膜非侵入微血管灌注图,评估形态学和血液动力学。 方法:通过将一个数码照相机改装在一个传统的裂隙灯生物显微镜上,功能性裂隙灯显微镜成像仪对球结膜成像,产生非侵入微血管灌注图和测量静脉血液动力学。从颞侧球结膜获取的带有大视野范围的高度清晰图像被用于产生非侵入微血管灌注图。采用照相机内在的高速度设置和视频裁切功能,60帧/秒的速度和210倍放大率的图像被获取用于图像血液动力学分析。定制的软件被发展用于分割球结膜非侵入微血管灌注图,用于进一步分形分析和定量测量血管管径和流量。6例正常受试者在戴角膜接触镜前和戴镜后6小时被拍摄,单形性和多形性分析被用于定量评估微血管灌注图的分形维度。 结果:平均球结膜微静脉管径在基线为18.8±2.7微米,戴镜6小时后增加为19.6±2.4微米(P=0.020),血液流量从129.8±59.9菲升/秒增加为207.2±81.3菲升/秒(P=0.001)。球结膜微血管灌注图显示错综复杂的球结膜微血管网络细节。在基线,单形性和多形性分别为1.63±0.05和1.71±0.03。戴镜6小时后分形维度明显增加(P<0.05)。 结论:人眼球结膜的微血管网络分形,形态学和血液动力学可以采用功能性裂隙灯显微镜成像仪容易和可靠地测量。配戴角膜接触镜后分形维度,形态学和血液动力学的变化可能提示眼部血管对角膜接触镜配戴的反应。 第三部分 功能性裂隙灯显微镜成像仪测量微循环参数的重复性和球结膜微循环的日间变化规律 目的:通过确定重复性和在办公时间的波动性,证实采用功能性裂隙灯显微镜成像仪定量测量球结膜微血管形态和血液动力学的有效性。 方法:功能性裂隙灯显微镜成像仪被用于对球结膜微血管成像,测量的参数包括血管直径、血流速度、流量和微血管网络的分形维度。共拍摄了20例正常受试者的颞侧球结膜。所有受试者在早上9点被拍摄,然后两个独立的分析者分析得到重复性。我们计算了组间系数和重复系数。这些受试者从早上9点到下午5点每隔两个小时被拍摄一次,用于测试在办公时间内的波动。定制的软件被用于半自动处理所有参数。 结果:测量血管管径时两个分析者之间的重复系数和组间系数分别是4.87%和0.989。对于轴向血流速度,重复系数和组间系数分别为11.49%和0.997.从早上9点至晚上5点,血液动力学参数没有明显波动(P>0.05)。然而,与基线早上9点相比,非侵入性微血管灌注图的分形维度在下午3点和5点明显增加(P<0.05)。 结论:功能性裂隙灯显微镜成像仪能够定量刻画球结膜微血管形态和血液动力学特征,并具有良好的重复性。微血管网络在办公时间有微小波动,而血液动力学在办公时间保持稳定。 课题二 配戴软性角膜接触镜后人眼球结膜微循环的变化 第一部分 日间配戴软镜一天后结膜微循环的变化 目的:为了将球结膜微循环反应作为活体细胞表面压力测试来评估角膜接触镜配适,并调查日间配戴软镜过程中球结膜微血管形态和血液动力学的变化。 方法:改进的视网膜功能图像仪和功能性裂隙灯显微镜成像仪被用于评估戴镜后球结膜微血管的反应。采用视网膜功能图像仪,至少5根微动脉和5根微静脉的平均值被用于计算颞侧的结膜血流速度。采用功能性裂隙灯显微镜成像仪分析每位受试者的血管管径,血液流量,非侵入性微血管灌注图的单形性和多形性。19例没有角膜接触镜配戴史的受试者参加了该实验。软镜被配戴在右眼,在戴镜前基线,戴镜后30分钟,1小时,2小时,4小时,6小时和摘镜后半小时拍摄图像。并在每个时间点评估眼部舒适度。 结果:基线时结膜微动脉和微静脉的血流速度分别为0.85±0.09毫米/秒和0.86±0.09毫米/秒。戴镜6小时后,微动脉和微静脉的血流速度分别增加至1.02±0.12毫米/秒和1.03±0.13毫米/秒(P<0.05)。摘镜后30分钟,血流速度部分恢复(P>0.05)。平均血管直径,血液流量,单形和多形性在戴镜后6小时增加,但在摘镜半小时后没有恢复。戴镜6小时后,眼部舒适度从基线的90.2±5.4减少至79.8±7.0(P<0.05),并在摘镜半小时后部分恢复。微动脉和微静脉的血流速度与眼部舒适度成负相关(r=-0.928,P=0.003,和r=-0.929,P=0.002)。 结论:本实验证实采用视网膜功能图像仪和功能性裂隙灯显微镜成像仪可以追踪球结膜微血管反应来评估角膜接触镜配适,而球结膜微血管反应在戴镜一段时间后变化明显。微血管功能成像可以为定量评估镜片配适,及其与眼部舒适度和镜片设计的相关性开创一个新的时代。 第二部分 长期配戴软镜后结膜微循环的变化 目的:研究与正常健康受试者相比,长期配戴软性角膜接触镜后,球结膜微循环形态和血液动力学的变化。 方法:共招募了18例配戴软性角膜接触镜超过2年的受试者(17例女性,1例男性)和21例正常受试者(20例女性和1例男性)。将佳能单反照相机适配于康华裂隙灯显微镜上,当裂隙灯显微镜的放大率为25倍时(相机的短片裁切功能为7.5倍放大,所以此时总放大率为188倍),拍摄颞侧球结膜至少20根血管的动态视频剪辑,并通过软件分析得到血管管径、轴向和横向血流速度和血液流量。当裂隙灯显微镜的放大率为16倍,拍摄颞侧球结膜12.01×8.01平方毫米的静止图像,采用定制的软件分析得到微血管的灌注图的分形维度。 结果:软镜组的平均年龄为21.9±2.6岁,正常组的平均年龄为20.6±1.4岁,两组年龄无统计学意义的差别。软镜组和正常组的平均血管管径分别为20.7±2.48μ m和20.9±2.55μ m,无差别(P=0.734)。但软镜组的轴向血流速度低于正常组(0.57±0.11 mm/s VS0.65±0.14 mm/s,P=0.042)。横向血流速度也是软镜组低于正常组(0.40±0.08mm/s VS0.46±0.10 mm/s,P=0.041)。两组球结膜的血液流量无差异(148.5±51.4 pl/s VS174.2±62.1 pl/s,P=0.172)。两组分形维度的单形性比较,软镜组高于正常组(1.668±0.032 VS1.615±0.070, P=0.005)。 结论:裂隙灯生物显微镜配适的照相机可用于拍摄球结膜微循环的变化。长期配戴软镜后球结膜血流速度降低,而球结膜微血管灌注图的密度增加。