視覺電生理技術(shù)在青光眼早期診斷中的意義

張曉培，蘇秀明，姚牧笛，蔣　沁，曹國凡

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視覺電生理技術(shù)在青光眼早期診斷中的意義

張曉培，蘇秀明，姚牧笛，蔣沁，曹國凡

青光眼是一組威脅和損害視神經(jīng)及其視覺通路，最終導(dǎo)致視覺功能損害的疾病。青光眼視神經(jīng)損害以視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(retinal ganglion cells，RGCs)及其軸突數(shù)目進(jìn)行性丟失、視盤凹陷、視野缺損為特征。靜態(tài)自動視野計檢查是評估青光眼病程進(jìn)展的金標(biāo)準(zhǔn)，但其結(jié)果往往受到患者主觀因素的限制。近年來視覺電生理技術(shù)飛速發(fā)展，雖還不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的視野檢查，但作為補(bǔ)充，其能在青光眼視野缺損前即出現(xiàn)振幅及潛伏期的改變，為早期青光眼的診斷提供了新的參考思路。本文主要對三種特殊類型的視網(wǎng)膜電圖以及多焦視覺誘發(fā)電位在青光眼早期診斷中的意義進(jìn)行綜述。

早期青光眼； 圖形視網(wǎng)膜電圖；明視負(fù)波反應(yīng)；多焦視網(wǎng)膜電圖；多焦視覺誘發(fā)電位

引用：張曉培，蘇秀明，姚牧笛，等.視覺電生理技術(shù)在青光眼早期診斷中的意義.國際眼科雜志2016;16(11):2044-2047

0　引言

青光眼是眼科除去糖尿病視網(wǎng)膜病變和老年性黃斑變性外的又一大不可逆性眼病，正因為其導(dǎo)致的視功能損害不可逆，其早期檢測和早期診斷顯得尤為重要。傳統(tǒng)的青光眼診斷主要根據(jù)眼壓、視野與視盤的改變，但視野檢查常受到患者主觀性和個體變異性等因素的影響，尤其是精神障礙的患者和檢查不配合的兒童。因此眼科醫(yī)師需尋求更為客觀的診斷方法。視覺電生理技術(shù)是一種無創(chuàng)性的、能客觀評價視覺功能的檢查方法，是體表電極所記錄的經(jīng)過眼部和枕葉視覺中樞的電反應(yīng)。視覺電生理技術(shù)問世至今已有50多年歷史，目前已經(jīng)成為眼科臨床檢查的重要手段之一。視覺電生理技術(shù)一般包括視網(wǎng)膜電圖(electroretinogram，ERG)、視覺誘發(fā)電位(visually evoked potentials，VEP)和視覺眼電圖(visual electro-oculography，EOG)三個部分。隨著視覺電生理技術(shù)的不斷發(fā)展，多焦技術(shù)等特殊類型電生理也逐漸走進(jìn)臨床工作。電生理技術(shù)廣泛應(yīng)用于臨床，能輔助診斷多種眼科疾病，如小兒弱視、視神經(jīng)炎、青光眼等。就視覺電生理技術(shù)對青光眼的早期診斷而言，圖形視網(wǎng)膜電圖(pattern electroretinogram，PERG)、明視負(fù)波反應(yīng)(photopic negative response, PhNR)、多焦視網(wǎng)膜電圖及多焦視覺誘發(fā)電位等已經(jīng)成為研究熱點。不同的檢查方法，在實際臨床檢查中表現(xiàn)出各自不同的優(yōu)缺點。

1　視網(wǎng)膜電圖(electroretinogram)

1.1圖形視網(wǎng)膜電圖圖形視網(wǎng)膜電圖是后極部視網(wǎng)膜的綜合電反應(yīng)，通常由亮度呈周期性變化的光柵或翻轉(zhuǎn)的黑白棋盤格等圖像刺激所誘發(fā)。光柵亮度改變的頻率和棋盤格翻轉(zhuǎn)的頻率決定了PERG記錄到的是瞬態(tài)反應(yīng)(每秒<6次)還是穩(wěn)態(tài)反應(yīng)(每秒>10次)。如果記錄到瞬態(tài)反應(yīng)，PERG的波形則由一個正向的P50和負(fù)向的N95組成。P50可能起源于視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(retinal ganglion cells，RGCs)胞體或遠(yuǎn)離胞體的結(jié)構(gòu)，而N95則是依賴于RGC所產(chǎn)生的動作電位。

1981年Maffei等[1]發(fā)現(xiàn)PERG主要起源于視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層，認(rèn)為其能夠客觀評價RGC的功能狀態(tài)，因而有助于青光眼及高眼壓癥等眼病的診斷。Ganekal等[2]通過對76名正常人和32名青光眼患者以及22名可疑青光眼患者進(jìn)行PERG檢查，發(fā)現(xiàn)青光眼組和可疑青光眼組P50和N95振幅均顯著降低，其中P50的潛伏期明顯縮短，該研究認(rèn)為PERG的敏感性和特異性可達(dá)76.67%和88.57%。Banitt等[3]等通過對青光眼患者和可疑青光眼患者視乳頭周圍視神經(jīng)纖維層(retinal nerve fiber layer，RNFL)厚度和PERG振幅的縱向研究發(fā)現(xiàn)，PERG振幅最小的可疑青光眼患者RNFL厚度下降最快，這一結(jié)果進(jìn)一步提示PERG有利于正常或接近正常視野的青光眼的診斷。此外，Mavilio等[4]通過記錄PERG振幅和變異系數(shù)的相位(coefficient of variation of phase，Cvphase)發(fā)現(xiàn)，與正常組相比，視盤形態(tài)異常組和早期青光眼組均出現(xiàn)了PERG振幅的明顯下降和CVphase的明顯上升，因此推測CVphase的上升可能會是可疑性青光眼患者RGC功能失調(diào)的一個信號。Karaskiewicz等[5]通過藥物治療使得青光眼患者眼壓下降，發(fā)現(xiàn)P50和N95的振幅隨著眼壓下降而升高，但停止藥物治療后，P50和N95的振幅又隨之下降。此項研究表明，PERG不僅可以用于早期青光眼的診斷，也可以用來評估抗青光眼治療的療效。

但在臨床工作中，由于 PERG信號較小，且易受環(huán)境噪音等因素干擾，加之多數(shù)青光眼患者年齡較大，其本身可能就存在年齡相關(guān)性的視網(wǎng)膜功能下降，PERG的檢查結(jié)果并不完全可靠。因此在PERG的實際操作中，需嚴(yán)格控制固視點、折光、刺激距離等因素[6]。

1.2明視負(fù)波反應(yīng)PhNR第一次由Viswanathan等[6]記錄到，是全視野視網(wǎng)膜電圖b波之后的一個緩慢的負(fù)向波，很接近于RGC的起源，可以反映RGC的功能狀態(tài)。PhNR通常由一致的全視野刺激引發(fā)，在進(jìn)行檢查之前需要給患者擴(kuò)瞳。Machida[7]采用焦點刺激技術(shù)來評估PhNR(a波和b波)的振幅與SD-OCT所測量出的節(jié)細(xì)胞復(fù)合體(the ganglion cell complex，GCC)厚度之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)PhNR振幅與中心黃斑區(qū)GCC厚度密切相關(guān)，但與黃斑區(qū)之外的關(guān)系相對較小。因此他們推測在中心黃斑區(qū)RGC密度最高，PhNR最能反映此部位RGC的功能。Kirkiewicz等[8]將青光眼患者分為早期、中期和晚期三組，通過PhNR檢查發(fā)現(xiàn)PhNR振幅在此三期均有不同程度的降低，并與疾病的進(jìn)展(即視野缺損的程度)正相關(guān)。在此之前，Preiser等[9]就曾提出即使在視野前青光眼期，PhNR振幅的減少雖然不明顯，但依舊可以被發(fā)現(xiàn)。顯然，Kirkiewicz等的研究證實了這一說法，該研究進(jìn)一步提示 PhNR振幅的下降可能與視神經(jīng)損傷引起的視野缺損有關(guān)，且RGC的功能隨著視野缺損的程度而逐漸降低。

PhNR不僅可以提示青光眼視神經(jīng)病變不同時期RGC功能的喪失，經(jīng)證實，其還能反映眼壓下降后RGC功能的改善。Niyadurupola等[10]通過標(biāo)準(zhǔn)的臨床治療使青光眼患者眼壓下降，發(fā)現(xiàn)在眼壓下降不足25%時PhNR振幅沒有任何改變，但當(dāng)眼壓下降超過25%時，PhNR振幅明顯升高，這提示RGC功能可能得到了一定程度的恢復(fù)。

在臨床工作中有一點需要注意，PhNR振幅以及PhNRb波振幅斜率在原發(fā)性開角型青光眼(primary open-angle glaucoma，POAG)患者患眼和正常人眼中存在一定程度的重疊。North等[11]發(fā)現(xiàn)青光眼組相比對照組，PhNR振幅下降只有22%，這一數(shù)值并沒有統(tǒng)計學(xué)意義。因此PhNR的臨床實用性有待商榷，事實上擁有正常GCC厚度的患眼就很少檢測到異常的PhNR振幅。

總之，PhNR是一項用于青光眼診斷的新技術(shù)，其客觀性明顯優(yōu)于視野檢查。但這一技術(shù)的有效性仍需要更大的患者樣本量和更長時間的隨訪結(jié)果來驗證。

1.3多焦點視網(wǎng)膜電圖當(dāng)同時對不同位置(可達(dá)上百個)的視網(wǎng)膜給予刺激，可在數(shù)分鐘內(nèi)記錄到大量的視網(wǎng)膜局部電反應(yīng)，即多焦點視網(wǎng)膜電圖(multifocal electroretinogram，mfERG)。mfERG通常分為一階反應(yīng)(first order kernel，F(xiàn)OK)和二階反應(yīng)(second order kernel，SOK)。FOK是對單個輸入信號的獨立脈沖響應(yīng)，主要起源于外層視網(wǎng)膜，反應(yīng)視覺系統(tǒng)中的線性部分特征，由N1、P1和N2組成。SOK主要反應(yīng)前后兩次刺激之間相互作用的脈沖響應(yīng)，主要起源于內(nèi)層視網(wǎng)膜，反映視覺系統(tǒng)中的非線性部分特征，由P1、N1和P2組成。

目前，mfERG在青光眼中的應(yīng)用越來越受關(guān)注，但其有效性在學(xué)術(shù)界仍存在很大的分歧。Kaneko等[12]發(fā)現(xiàn)只有在距中心固視點15°～40°左右的視網(wǎng)膜上才會出現(xiàn)mfERG N2組分的選擇性減少，伴或不伴隨N1或P1組分的改變。同時，他發(fā)現(xiàn)即便是正常人，也同樣可能有N2組分的減少，因而他認(rèn)為mfERG的診斷缺乏敏感性。Wilsey等[13]在其綜述中指出，即便青光眼病程進(jìn)入晚期視野缺損時，mfERG的振幅也只有輕微的降低，鑒于此，他們認(rèn)為mfERG不適用于早期青光眼的診斷。但早在1998年Grahanl等[14]就曾提出mfERG的FOK、SOK反應(yīng)的改變均發(fā)生在視野缺損前，提出mfERG有助于早期青光眼診斷的說法。Golemez等[15]發(fā)現(xiàn)在距中心固視點2°～5°的環(huán)形區(qū)內(nèi)，與正常人相比，早期青光眼組患者的N2振幅下降和潛伏期延長均有統(tǒng)計學(xué)意義。他們推測mfERG在青光眼早期即有視網(wǎng)膜中心區(qū)N2組分振幅和潛伏期的改變，且這種改變會隨著青光眼病程的進(jìn)展而蔓延至整個視網(wǎng)膜。支持此結(jié)論的是Parisi等[16]研究，其對POAG患者進(jìn)行mfERG檢查，發(fā)現(xiàn)在黃斑中心區(qū)N1-P1振幅明顯降低，P1潛伏期明顯延長，Parisi推測這種改變可能系黃斑功能障礙所致。Kato等[17]研究表明，青光眼患者中全視網(wǎng)膜N2振幅均明顯低于正常組。這些研究結(jié)果都提示，mfERG的N2組分可能來源于RGC的電活動，N2組分或許會是反映RGC功能的一項有效指標(biāo)。

此外，一些研究提出了mfERG檢查中視神經(jīng)乳頭組分(optic nerve head component，ONHC)的概念，該組分主要起源于視乳頭部的視神經(jīng)纖維和RGC軸索。Shimada等[18]用全屏閃光刺激青光眼患者視網(wǎng)膜，發(fā)現(xiàn)ONHC組分增強(qiáng)，進(jìn)而他們推測該組分可能有助于青光眼的早期診斷。Moon等[19]對29例青光眼患者和30名正常人進(jìn)行mfERG檢查，發(fā)現(xiàn)相較于正常人，青光眼患者ONHC振幅顯著降低，他們進(jìn)一步通過分析得出ONHC的缺失與視野缺損的相關(guān)性高達(dá)71.4%。最近的報道中，F(xiàn)ortune等[20]提出青光眼患者SOK震蕩特性的選擇性丟失可能與ONHC的缺失有關(guān)。或許，ONHC組分會成為mfERG診斷早期青光眼的又一指標(biāo)。

總之，目前關(guān)于mfERG診斷青光眼的臨床有效性還存在一定的爭議，其結(jié)果不如PERG穩(wěn)定，仍需要尋找mfERG反應(yīng)中對RGC功能評價更早期、更敏感的指標(biāo)。

2　視覺誘發(fā)電位

視覺誘發(fā)電位是用頭皮電極記錄枕葉視皮質(zhì)對視覺刺激所產(chǎn)生的電活動的電生理技術(shù)，常用來評估外側(cè)膝狀體至視皮層的通路上RGC軸突是否具備攜帶視覺信號的能力[21]。Baseler等[22]首先在視野中央一定范圍內(nèi)的多個區(qū)域內(nèi)記錄到了視覺誘發(fā)電位，后來其逐漸發(fā)展為可以同時檢測視網(wǎng)膜多位點反應(yīng)的技術(shù)，即多焦視覺誘發(fā)電位(multifocal electroretinogram，mfERG)。

mfVEP常用棋盤格或六邊形作為刺激圖形，每個棋盤格或六邊形單元包括相等數(shù)目的白格和黑格，檢查時黑白格之間進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。刺激單元的面積隨離心度的增加而增大，因而每個刺激單元能夠刺激大約等量的視皮質(zhì)。mfVEP是一項客觀的視功能檢查，可用于診斷和評估青光眼的病程。當(dāng)RGC受損，其向視覺中樞傳遞的視覺信息量減少，表現(xiàn)為mfVEP的信號減弱，振幅降低。但對于這項技術(shù)，學(xué)術(shù)界兩種觀點相持不下。

Graham等[23]通過雙眼間對比檢查發(fā)現(xiàn)，約18.2%的可疑青光眼出現(xiàn)了mfVEP的異常，基于此他提出，mfVEP在視野缺損前即能診斷出視功能早期的改變。Hood等[24]通過研究發(fā)現(xiàn)，mfVEP振幅的下降和RGC的丟失存在線性關(guān)系，因此他們認(rèn)為mfVEP可以反映青光眼早期的視野缺損。但其后Goldberg等[25]又提出“視野有改變者mfVEP也可能正?！边@一觀點，這顯然與Hood的看法相違背。同年，Bengtsson等[26]在其研究中提到，雖然mfVEP振幅在青光眼伴視野缺損和正常眼之間存在顯著差異，但二者有相當(dāng)大的重疊區(qū)，mfVEP錯誤地將一定量的正常眼歸為病眼，使得檢查結(jié)果出現(xiàn)假陽性。Kanadani等[27]認(rèn)為單眼和雙眼間mfVEP對青光眼的診斷沒有差異，其不贊成mfVEP用于青光眼視神經(jīng)病變的早期診斷。Rodarte等[28]的看法與此類似，其將50例伴青光眼性視盤改變和視野缺損的患者納入青光眼組，正常眼壓和高眼壓患者各占一半，47名正常人納入對照組。通過對這些患者進(jìn)行mfVEP檢查，Rodarte發(fā)現(xiàn)除了僅1例高眼壓青光眼患者的mfVEP潛伏期延長，其余患者與對照組相比，mfVEP都沒有任何的改變。

各學(xué)者在mfVEP診斷早期青光眼的有效性方面持有不同的看法，Hood等[24]認(rèn)為這種mfVEP檢查結(jié)果的不一致多是由患者間視皮質(zhì)解剖結(jié)構(gòu)不同而引起。因而mfVEP在不同患者身上可表現(xiàn)出不同的振幅及峰時，這與mfVEP檢查本身的敏感性與特異性無關(guān)。意識到這一點，學(xué)者們開始試圖采用有效的數(shù)據(jù)分析方法來減少這種誤差。Malmqvist等[29]認(rèn)為采用對數(shù)信噪比(LogSNR)來分析mfVEP的各參數(shù)能有效降低mfVEP內(nèi)部的變異系數(shù)。Mousa等[30]則通過半視野分析法(HAS)分析mfVEP，發(fā)現(xiàn)了青光眼以及可疑青光眼患者的視野缺損，因此他提出mfVEP可以用來診斷青光眼。通過此類方法，mfVEP檢查在不同患者間的差異顯著減小，因而在臨床上mfVEP的應(yīng)用還是較為普遍。

3　展望

目前應(yīng)用于青光眼早期診斷的幾種視覺電生理檢查各有側(cè)重點，但尚缺乏特異性的指標(biāo)。作為眼科臨床工作者，一方面，我們需要更好地理解視覺電生理技術(shù)的原理，并熟練掌握其操作方法。另一方面，對于檢查時各種干擾因素的控制以及視覺電生理檢查設(shè)備的進(jìn)一步改善，技術(shù)的進(jìn)一步更新也同樣重要。

我們翻閱國內(nèi)外報道發(fā)現(xiàn)，目前尚缺乏關(guān)于視覺眼電圖(visual electro-oculography，V-EOG)用于青光眼診斷的報道。EOG作為視覺電生理技術(shù)的一部分，能通過改變明暗適應(yīng)來間接測量眼球靜電位，主要反映視網(wǎng)膜色素上皮及光感受器復(fù)合體的功能。其波形為單位分鐘內(nèi)眼球靜電位的平均數(shù)值所形成的電位時間函數(shù)，參數(shù)包括明暗適應(yīng)期的振幅及峰時。學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為視網(wǎng)膜缺血缺氧會引起視覺光感受器活動的降低。高眼壓性青光眼患者在長期高眼內(nèi)壓的作用下是否同樣能引起光感受器復(fù)合體的缺血缺氧，繼而使得EOG在視野缺損前即表現(xiàn)出特征性的改變？鑒于這一猜想，日后EOG或許也可在青光眼的早期診斷中發(fā)揮一定的作用。

總之，相信通過視覺電生理技術(shù)基礎(chǔ)性研究的不斷進(jìn)展，臨床工作者操作技能的不斷進(jìn)步，視覺電生理技術(shù)有望成為自靜態(tài)自動視野計檢查之后的又一個診斷青光眼疾病的金標(biāo)準(zhǔn)。

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Significance of visual electrophysiological techniques in the early diagnosis of glaucoma

Xiao-Pei Zhang, Xiu-Ming Su, Mu-Di Yao, Qin Jiang, Guo-Fan Cao

Eye Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Nanjing 210000, Jiangsu Province, China

Guo-Fan Cao. Eye Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Nanjing 210000, Jiangsu Province, China. caoguofan587@163.com

2016-07-27Accepted：2016-09-28

?Glaucoma is a group of diseases which can threaten and damage the optic nerve and its visual pathway, leading to visual impairment as a result. Glaucomatous optic neuropathy is a chronic disease accompanied by apoptosis of retinal ganglion cells (RGCs), visual field defect and cupping of optic nerve head. The gold standard in functional glaucoma evaluation is standard automated perimetry (SAP), but it is often limited to the subjective feelings of the patients. Still, visual electrophysiological techniques cannot replace the conventional inspection, but with its rapid development, it has provided a new strategy for the early diagnosis of glaucoma as a supplement because it can show changes in amplitude and latency before visual field defect. Here we review three special electroretinograms and multifocal focal visually evoked potentials in the early diagnosis of glaucoma.

early glaucoma; pattern electroretinogram; photopic negative response; multifocal electroretinogram; multifocal visually evoked potentials

(210000)中國江蘇省南京市，南京醫(yī)科大學(xué)附屬眼科醫(yī)院

張曉培，南京醫(yī)科大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向：青光眼。

曹國凡，博士，副院長，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：青光眼.caoguofan587@163.com

2016-07-27

2016-09-28

Zhang XP, Su XM, Yao MD,etal. Significance of visual electrophysiological techniques in the early diagnosis of glaucoma.GuojiYankeZazhi(IntEyeSci) 2016;16(11):2044-2047

10.3980/j.issn.1672-5123.2016.11.15