icVEP應(yīng)用在青光眼中的研究進展

關(guān)婷婷 律鵬 楊瑞 韓聰 張文芳

青光眼是一組以特征性視神經(jīng)萎縮和視野缺損為共同特征的疾病，病理性眼壓增高是其主要危險因素，其現(xiàn)已成為全球第一位不可逆致盲眼病，青光眼性視神經(jīng)病變是世界公認的主要致盲原因[1]，不幸的是，當這種青光眼性神經(jīng)病變被發(fā)現(xiàn)時，視覺系統(tǒng)已出現(xiàn)典型永久性損傷和廣泛視覺功能的喪失[2]。由于種族差異和眼球解剖結(jié)構(gòu)方面的差異，亞洲人更容易患閉角型青光眼，而非洲人或歐洲人則以開角型青光眼多見[1]；近年隨著中國經(jīng)濟和衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，開角型青光眼的診斷技術(shù)的不斷進步以及中國人近視眼發(fā)病率的增加，近年我國開角型青光眼的構(gòu)成比也有了增高的趨勢。2013年全球原發(fā)性開角型青光眼(primary open-angle glaucoma,POAG)發(fā)患者數(shù)達6 000萬，預(yù)計2040年將超過1億[3]。目前診斷青光眼最常用的功能評估方法是視野分析，但當這些視野缺陷被檢測到時，視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞(retinal ganglion cell,RGC)顯著減少, 在損害達20%～40%之前不能充分發(fā)現(xiàn)早期青光眼功能喪失[4]；因此，視野分析檢查不足以早期診斷青光眼。

視網(wǎng)膜中有許多神經(jīng)節(jié)細胞的亞群，這些亞群代表了視覺信息向大腦傳遞的平行通路，有證據(jù)表明青光眼神經(jīng)病變會延伸到大腦的初級視覺結(jié)構(gòu)[5]。而在青光眼的早期，可能其中一個亞群活性比其他亞群活性更高。隨著研究的深入，大細胞(magnocellular,M)和小細胞(parvocellular,P)通路每一個通路都有開(ON)和關(guān)(OFF)的細分的功能區(qū)別變得清晰起來[6]。M和P通路在功能上是不同的:M通路主要傳達低空間頻率/高時間頻率信息，對低亮度對比度敏感，對色彩信息不敏感；而P通路傳輸較高空間頻率/低時間頻率信息，對低亮度對比度不敏感，但對等亮度色覺信號響應(yīng)較好[7，8]。而在人類中，M細胞比P細胞大得多，M-ON細胞又比M-OFF細胞大得多[9]。有研究表明，M-ON細胞軸突直徑較大，可能在早期青光眼中優(yōu)先受損，并可能導(dǎo)致視野喪失[4]。

一種新技術(shù)―分離格柵視覺誘發(fā)電位(isolated-check visual evoked potential,icVEP)有望能夠更早、更快地檢測青光眼損傷[5]，它針對的是在青光眼早期選擇性損傷的M通路的皮層活動，該通路主要由具有大直徑軸突的RGCs管理[10-12]，為了測量這一通路的功能，icVEP被設(shè)計成一個低空間/高時間頻率的亮刺激。本文就目前關(guān)于icVEP應(yīng)用在早期青光眼中的相關(guān)研究作一闡述，研究主要集中于對早期POAG的研究。

一、icVEP技術(shù)的工作原理

以往文獻使用的icVEP檢查設(shè)備有neuodia視覺電生理診斷系統(tǒng)(MKWH AMD，湖州美科沃華醫(yī)療技術(shù)有限公司)及EvokeDx裝置(科南醫(yī)療美國公司，加利福尼亞州歐文市)等。以neuodia視覺電生理診斷系統(tǒng)為例簡述icVEP檢測方法，該裝置的工作原理[13]是基于檢測青光眼患者RGC傳輸功能的障礙。在測試開始，涂有電解膏的電極固定到患者的頭皮上，記錄電極沿頭皮中線放置:活動電極Oz放置在枕骨粗隆上2～3 cm;參考電極Pz放置在鼻根和枕骨粗隆中間;接地電極放置于眉心處。患者被要求聽一個聽覺提示，并盯著電腦屏幕中央的十字架，這將顯示一個特定的視覺模式。這種特殊的圖像誘發(fā)受試者大腦皮層反應(yīng)，由Neucodia系統(tǒng)記錄，以腦電圖(electroencephalogram,EEG)的形式表現(xiàn)出來。這個過程總共花費2秒的時間(每1 s進行EEG測試和記錄)。然后，將腦電信號轉(zhuǎn)化為基頻分量(fundamental frequency component,FFC)，F(xiàn)FC是腦電信號檢測中的一個重要中間參數(shù)。經(jīng)過8次獨立測試后，儀器計算出平均FFC和95%置信圓的半徑。icVEP的最終結(jié)果以信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)呈現(xiàn),SNR被定義為8次運行得出的FFC的平均振幅與95%置信圓半徑之比。用SNR評估受試者是否存在青光眼性視神經(jīng)損害，以區(qū)分正常受試者與青光眼患者。

二、icVEP區(qū)分青光眼和非青光眼患者的敏感性與特異性

2008年，Zemon等[13]報道了icVEP作為青光眼評估的潛在工具的臨床效用，近年來有許多icVEP用于青光眼診斷的研究。目前的研究均表明，icVEP具有有效區(qū)分健康眼和青光眼的一般能力,能夠檢測早期青光眼對視神經(jīng)的損害[13-17],但得出的敏感性與特異性卻不盡相同。一般將敏感性定義為在結(jié)構(gòu)或功能測試中出現(xiàn)異常的青光眼的百分比；特異性定義為在結(jié)構(gòu)或功能測試中正常對照眼的百分比[16]。

(一)不同SNR診斷標準對icVEP敏感性與特異性的影響

有研究將SNR≤1.0定義為異常，SNR>1.0定義為正常[13，18]。一小樣本量(對18例青光眼患者和16例對照組進行icVEP檢查)研究以10 Hz作為靜態(tài)背景，發(fā)現(xiàn)在15%亮度條件下，產(chǎn)生的分類準確性最高(94%)，其次為10%(91%)[13]，很多研究在此基礎(chǔ)上開展。相關(guān)研究表明，不同的SNR診斷標準下，icVEP診斷青光眼的敏感性與特異性不同。有研究在10 Hz/15%的條件下進行檢測，以SNR為1作為診斷標準，icVEP檢測早期OAG眼異常的敏感性為62.2%，特異性為92.3%，準確性為74.6%；而以SNR為0.93作為分界，該檢測的特異性更高(100%)，但敏感性有輕微下降(59.5%)[14]，與其之后的研究結(jié)果基本一致[19]，而與以往研究存在差異[5，18]； Kolomeyer等[17]根據(jù)青光眼嚴重程度將研究對象分為不同亞組，得出區(qū)分青光眼和非青光眼患者SNR最佳界限是0.95，最大限度地提高了敏感性(82%)和特異性(100%)，而Zemon等[13]發(fā)現(xiàn)SNR ≤1具有最大的診斷效用(敏感性78%，特異性100%)，Xu等[20]認為SNR≤0.85最理想(敏感性91%，特異性70%)，可能是由于檢測環(huán)境、所使用的青光眼定義的差異、所研究患者群體的內(nèi)在差異以及EvokeDx和Neucodia設(shè)備在顯示方面的差異造成，這提示需要在青光眼診斷標準、檢查設(shè)備及研究群體的一致的前提下進行進一步大樣本、多中心研究，以獲得SNR最佳界值，更早發(fā)現(xiàn)早期青光眼患者，更好指導(dǎo)臨床。

(二)不同青光眼診斷標準下ic-VEP的敏感性與特異性

不同的青光眼診斷標準下，所報道的icVEP的敏感性與特異性也不相同。Chen等[15]眼底視盤照相作為標準，得到icVEP的敏感性和特異性分別為38.5%和77.8%；以Moorfields回歸分析分類器作為參考時，其敏感性和特異性分別為51.4%和78%；將兩種檢查結(jié)合后得到的敏感性和特異性53.1%和84.6%；其另一篇研究報道表明icVEP在10 Hz/15%條件下診斷早期POAG的敏感性為80%，特異性為90%[21]，與Fan等[19]研究中icVEP診斷早期青光眼的敏感性(62.2%)和特異性(92.3%)不同，可能是由于后者納入的研究對象平均視野缺損值(MD)較小引起。相關(guān)研究得出的icVEP敏感性與特異性不同，其與SNR區(qū)分正常與青光眼的標準、診斷青光眼的參考標準以及是否對青光眼患者進行嚴重程度分期等相關(guān)。截至目前的研究，樣本量相對較小，并且缺乏對任何整體年齡或性別的效應(yīng)研究，為了解決這一問題，需要進行更多年齡和性別匹配的受試者進一步研究。

三、icVEP與OCT的相關(guān)性

Quigleyl[2]及Curcio 等[22]的研究表明，近50%的RGC集中在距中央凹4.5 m以內(nèi),神經(jīng)節(jié)細胞層和內(nèi)叢狀層(ganglion cell layer and inner plexiform layer, GCL+IPL)僅包括黃斑區(qū)RGC胞體和軸突，而視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層(retinal nerve fiber layer,RNFL)包括來自視網(wǎng)膜其他區(qū)域的軸突。因此，GCL+IPLT可能比pRNFLT更能反映黃斑結(jié)構(gòu)損傷。以往研究表明，OAG患者早期RNFL厚度和盤沿的損害主要發(fā)生在顳上及顳下區(qū)域[23-25]，而有研究表明僅顳上象限RNFL變薄與SNR顯著相關(guān)[14，19]，原因有待進一步研究。還有研究通過受試者工作特征曲線下面積(the areas under the receiver operating characteristic curves,AUC)定量比較icVEP和OCT對早期POAG的診斷效能，結(jié)果表明SNR和最小GCIPL的AUC無統(tǒng)計學意義，但icVEP的AUC值相對較高[16]。多項研究證實icVEP在早期青光眼診斷中的AUC值高于OCT，分析其可能的原因有：首先，研究發(fā)現(xiàn)個體GCIPL厚度會因個體變異、年齡和種族的不同發(fā)生變化[26]，這種變化可能降低OCT在青光眼診斷中的診斷能力;其次，icVEP專門檢測由具有大直徑軸突的RGC管理的M-ON通路的傳遞功能[10-12]；然而，OCT中的GCIPL分析測量的是從神經(jīng)節(jié)細胞層到內(nèi)叢狀層的視網(wǎng)膜厚度[26]，而不考慮是否包含大直徑軸突的RGC，這也可能降低GCIPL分析在早期青光眼檢測中的診斷性能;最后考慮到青光眼患者的功能損害有兩個來源:一個是視網(wǎng)膜水平，另一個是視網(wǎng)膜后水平(如外側(cè)膝狀體核水平[27])，icVEP檢測整個視路功能的完整性，而OCT只檢測到視網(wǎng)膜水平的形態(tài)學異常，這表明icVEP在整個視覺通路中比OCT更有可能識別青光眼損害，但目前尚未有直接證據(jù)支持；同時Chen等[16]通過定性比較icVEP與OCT的敏感性與特異性，發(fā)現(xiàn)二者對早期POAG診斷效能相近。有研究對icVEP與GCL+IPLT對應(yīng)關(guān)系進行研究[28]，發(fā)現(xiàn)在早期青光眼，調(diào)節(jié)深度(depths of modulation，DOMs)為14%得到的SNR與下方GCL+IPLT有顯著相關(guān)性，而中晚期青光眼icVEP的SNR在32%的DOMs下表現(xiàn)為與上方GCL+IPLT顯著相關(guān)[28]，推測其原因為DOM為14%的刺激可能在很大程度上驅(qū)動M細胞，這在早期青光眼中似乎更易受損[29，30],這與Hood[31]和Nouri-Mahdavi[32]的研究一致；相比之下，32% DOM刺激可能同時驅(qū)動除M細胞和P細胞[33]，提示中晚期青光眼中，這兩種細胞都有損傷。在評估早期青光眼診斷能力時存在一個固有問題：在許多病例中，青光眼的定義是SAP上所見的功能缺陷；與OCT直接比較，Chen等[16]發(fā)現(xiàn)icVEP的敏感性和特異性(敏感性80%，特異性90%)與OCT測量RGC-IPL厚度分析的敏感性和特異性無統(tǒng)計學差異(敏感性72%，特異性85%),而15/45只眼(33.3%)icVEP與RGC-IPL分析不一致，這可能突出了技術(shù)的差異性，以及結(jié)構(gòu)和功能異常在不同患者中可能不會遵循相同的時間進程的可能性。這一觀點得到了Higginbotham[34]支持，他們報道結(jié)構(gòu)改變占早期青光眼所有轉(zhuǎn)變的近60%，功能改變占40%，結(jié)構(gòu)和功能異常占的不到15%。因此，僅發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)或功能異常就會導(dǎo)致早期青光眼的漏診。因此，綜合評估結(jié)構(gòu)和功能改變可能提高早期青光眼的檢出率。既往研究表明，POAG眼比正常眼壓性青光眼(normal tension glaucoma, NTG)M通路受到更嚴重的干擾，而倍頻技術(shù)對POAG比NTG更敏感[35，36]，但目前尚未有關(guān)于icVEP對POAG與NTG敏感性的研究。

四、icVEP與SAP的相關(guān)性

Chen等[15]的研究表明,無論基于哪種診斷標準，icVEP在檢測早期青光眼中的整體表現(xiàn)與SAP相當，兩種功能檢查的敏感性與特異性無顯著差異,但檢查結(jié)果存在差異，差異高達67眼(23.3%)，提示SAP能檢測到icVEP丟失的真正的異常，反之亦然；而Kolomeyer等[17]將視野前青光眼患者定義為那些RNFL分析異常但視野正常的患者，盡管樣本量小，但與對照組相比，視野前組的SNR值明顯較低，這表明icVEP可能比標準視野測試更早發(fā)現(xiàn)該亞組患者的損傷。也有研究表明，即使在青光眼早期，黃斑區(qū)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞也受到損害[21，37]，有研究使用Humphrey視野分析儀30-2SITA程序分析中央16個測試點的模式偏差(其對應(yīng)5°～10°Bjerrum區(qū)域，此區(qū)域幾乎有一半的大細胞分布在該區(qū)域[5，6，38]),表明異常測試點數(shù)量與SNR呈負相關(guān),提示icVEP可檢測早期OAG的功能異常，反映中樞視野喪失的嚴重程度[14，28]。Kolomeyer等[17]同時發(fā)現(xiàn)中晚期青光眼與晚期青光眼SNR之間差異無統(tǒng)計學意義;考慮到青光眼是使用相對主觀的外周視覺功能(SAP)來分層的，而icVEP是在10×10度視野內(nèi)對中央視覺功能的客觀測量，這就不難理解了。

五、icVEP檢查的影響因素及局限性

Fan等[19]的研究表明，SNR與基線眼壓及中央角膜厚度無相關(guān)性；有研究表明，瞳孔大小可以影響正常受試者的icVEP結(jié)果，icVEP值受瞳孔收縮、擴張以及光學介質(zhì)模糊的影響[18]，縮瞳和散瞳狀態(tài)下SNR值都會降低。icVEP檢查需要保留中心視力，其檢查設(shè)備僅在黃斑中心10°內(nèi)呈現(xiàn)刺激，因此不能檢測周邊視野缺陷[17]。

六、小結(jié)

目前的研究均表明，icVEP具有有效區(qū)分健康眼和青光眼的一般能力,能夠早期檢測出青光眼對視神經(jīng)的損害,其可作為一種有用的、客觀的電生理視野功能測試，用于早期青光眼的診斷。icVEP檢測具有較高的敏感性與特異性，其操作簡便，耗時短，易于學習，較視野檢查更適于青光眼高危人群的篩查，與青光眼其他結(jié)構(gòu)和功能檢查相結(jié)合，有望進一步提高早期青光眼的檢測率，并具有良好的診斷與篩查前景。目前的研究樣本量相對較少，沒有統(tǒng)一的SNR標準，結(jié)論存在一定的差異，需要在相對統(tǒng)一的檢測條件及青光眼診斷標準下進行多中心、大樣本量的研究，獲得最佳的SNR界值及早期與中晚期的最適檢測條件，更早發(fā)現(xiàn)青光眼損害，更好指導(dǎo)臨床。