多焦視網(wǎng)膜電圖在青光眼早期診斷中的應(yīng)用

1、多焦視網(wǎng)膜電圖在青光眼早期診斷中的應(yīng)用    摘要   多焦視網(wǎng)膜電圖(multifocalelectroretinogram，mfERG)在眼科領(lǐng)域的應(yīng)用是視覺電生理學(xué)的一項重要新進展，用它評價視網(wǎng)膜外層和中層功能障礙(如視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良)的價值已得到肯定。但用多焦視網(wǎng)膜電圖檢測主要以內(nèi)層視網(wǎng)膜損害為主的青光眼，尤其是用于早期診斷，仍存在許多問題有待解決。本文介紹了多焦視網(wǎng)膜電圖的基本原理、正常人多焦視網(wǎng)膜電圖特征、青光眼及高眼壓癥多焦視網(wǎng)膜電圖的改變以及多焦視網(wǎng)膜電圖與青光眼視野缺損的關(guān)系。    關(guān)鍵

2、詞   多焦視網(wǎng)膜電圖；青光眼；早期診斷      青光眼是我國的常見病，占致盲眼病的第四位，人群中的發(fā)病率約為0.21%1.64%1，青光眼致盲人數(shù)占盲人總數(shù)的5.3%21%2。因此，對于青光眼的早期診斷顯得尤為重要。近年研究認(rèn)為，青光眼內(nèi)層視網(wǎng)膜(內(nèi)叢狀層和節(jié)細胞層)最早出現(xiàn)損害，因此對青光眼早期內(nèi)層視網(wǎng)膜損傷的檢測非常重要。目前最常用的方法是視野檢測，但有研究表明，青光眼在常規(guī)視野檢查出現(xiàn)異常時，約25%40%的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞已死亡3，且為不可逆改變。因此，尋找視野之外的其他視功能檢查方法及完善或發(fā)展這些方法，是青光

3、眼早期診斷研究領(lǐng)域中需要努力探索的方向。    20世紀(jì)90年代初，Sutter等4提出應(yīng)用多焦視網(wǎng)膜電圖來定量評價視網(wǎng)膜的功能，已逐漸在臨床及科研上得到了推廣。傳統(tǒng)的全視野視網(wǎng)膜電圖是用閃光刺激記錄視網(wǎng)膜的總體電反應(yīng)，對微小病灶不敏感，也不能對病灶進行定位。局部視網(wǎng)膜電圖是記錄視網(wǎng)膜對局部閃光刺激的反應(yīng)，其具有信/噪比低、信號弱、需多次疊加的特性，不能在較短時間內(nèi)檢測大量局部區(qū)域的電反應(yīng)。而多焦視網(wǎng)膜電圖能夠同時分別刺激視網(wǎng)膜的多個不同區(qū)域，將視網(wǎng)膜不同區(qū)域的反應(yīng)分離并提取出來，并用一立體圖像（見圖1）顯示視網(wǎng)膜不同部位的反應(yīng)密度，直觀地反映各部位的視功能，且可

4、進一步在二維圖上分析不同象限、不同區(qū)域的反應(yīng)密度及峰時，也可對某一特定區(qū)域進行分析和比較。由于多焦視網(wǎng)膜電圖幾乎同時對視網(wǎng)膜的不同部位進行刺激，多部位的刺激時間幾乎重疊，因此多焦視網(wǎng)膜電圖既彌補了全視野視網(wǎng)膜電圖不能對病灶進行定位，又解決了局部視網(wǎng)膜電圖難以在較短時間內(nèi)測試大量區(qū)域的問題。    1   多焦視網(wǎng)膜電圖的基本原理    多焦視網(wǎng)膜電圖是應(yīng)用m系列控制偽隨機刺激方法5，6，達到同時分別刺激視網(wǎng)膜多個不同部位，并應(yīng)用快速Walsh變換，計算刺激與反應(yīng)之間的互相關(guān)函數(shù)，以單通道的常規(guī)電極記錄多個不同部位的

5、混合反應(yīng)信號，并將對應(yīng)于各部位的波形分離出來。這種系統(tǒng)可分別分析視覺系統(tǒng)的線性和非線性成分，從而反映視覺系統(tǒng)不同層次的功能。    多焦視網(wǎng)膜電圖的刺激圖形通常采用隨離心度增加而增大的六邊形陣列圖形(見圖2)，六邊形的大小依據(jù)視網(wǎng)膜視錐細胞密度分布而設(shè)置。由于離心度越大，單位面積視網(wǎng)膜產(chǎn)生的電反應(yīng)越小，因此這種隨離心度增加而增大的六邊形陣列刺激圖形可使刺激野的中心與周邊的反應(yīng)振幅和信/噪比差異減小。各刺激圖形均在兩種狀態(tài)中交替切換，兩種狀態(tài)的切換由偽隨機二進制m序列環(huán)（binary m?sequence cycle）控制。在這種偽隨機二進制m序列環(huán)調(diào)控下，每種狀態(tài)

6、在任何刺激時刻出現(xiàn)的概率為0.5（即相對于六邊形局部閃光刺激圖形來說，刺激野中50%的六邊形呈黑色，50%呈白色）。此外，在偽隨機m序列環(huán)調(diào)控下可保證在不同刺激起始時間，僅在此起始時間的六邊形有反應(yīng)，而其他區(qū)域六邊形無反應(yīng)，使得各個局部六邊形反應(yīng)之間互不相關(guān)（正交）。這樣就可以通過對偽隨機m序列的交叉相關(guān)分析和采用Walsh變換計算刺激與反應(yīng)之間的相關(guān)函數(shù)，在一個通道的記錄信號中將視網(wǎng)膜不同部位的反應(yīng)波形分離提取出來（見圖3）。 圖1   多焦視網(wǎng)膜電圖反應(yīng)密度的地形圖 圖2   一種刺激圖形輪廓圖3   多焦視網(wǎng)膜電圖（略）

7、0;   多焦視網(wǎng)膜電圖反應(yīng)分一階反應(yīng)（first order kernel，F(xiàn)OK）和二階反應(yīng)（second order kernel，SOK）。一階反應(yīng)是對單個輸入信號的獨立脈沖響應(yīng)，代表對刺激的平均亮度反應(yīng)。即受刺激小的區(qū)域在一個完整偽隨機m序列環(huán)調(diào)控下，2種狀態(tài)交替刺激產(chǎn)生的兩個平均反應(yīng)之差。對于六邊形黑白閃光圖形刺激，一階反應(yīng)在數(shù)值上等于白光刺激的平均反應(yīng)。一階反應(yīng)主要反映視覺系統(tǒng)反應(yīng)的線性特征。一般認(rèn)為，一階反應(yīng)主要起源于外層視網(wǎng)膜，代表外層視網(wǎng)膜的功能狀況。二階反應(yīng)主要反映前后兩次刺激之間相互作用的脈沖響應(yīng)，在數(shù)值上等于前后兩次相同狀態(tài)刺激相互作用的平均反應(yīng)減

8、去前后兩次不同狀態(tài)刺激相互作用的平均反應(yīng)。二階反應(yīng)為前后兩次刺激的相互作用，主要反映視覺系統(tǒng)反應(yīng)的非線性部分特征?，F(xiàn)認(rèn)為，二階反應(yīng)主要起源于內(nèi)層視網(wǎng)膜，代表內(nèi)層視網(wǎng)膜的功能狀況。    多焦視網(wǎng)膜電圖主要（一階反應(yīng)）為一個雙相波，開始出現(xiàn)一個負相波，隨后是一個正相波，正相波后還可能出現(xiàn)第二個負相波。這三個波分別命名為N1、P1、N2，其測量標(biāo)準(zhǔn)如下：N1反應(yīng)的振幅從基線至N1的波谷；P1反應(yīng)的振幅從N1的波谷至P1的波峰；N1和P1的潛時從刺激開始至波谷或波峰的時間。正常人的各波圖形表現(xiàn)為：一維圖顯示黃斑中心凹的波幅最大，向周邊逐漸減弱；二維圖顯示暖色調(diào)為波幅最大

9、的黃斑中心凹，向周邊色調(diào)逐漸變冷；三維圖顯示有一陡峭的山峰，峰尖表示黃斑中心凹反應(yīng)區(qū)，峰底表示周邊視網(wǎng)膜的反應(yīng)區(qū)。    多焦視網(wǎng)膜電圖較傳統(tǒng)視覺電生理有其獨到之處，因而Sutter首次報道以來，越來越多地被運用到臨床和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，尤以對青光眼的應(yīng)用為最多，它為客觀評價早期青光眼性視功能損害提供了新的潛在手段。    2   正常人多焦視網(wǎng)膜電圖特征    2.1   黃斑中心凹多焦視網(wǎng)膜電圖反應(yīng)最高      

10、多焦視網(wǎng)膜電圖以中心凹反應(yīng)最大，越向旁邊黃斑區(qū)及周部，多焦視網(wǎng)膜電圖振幅越低4，7，8，潛時也越延長。Kondo9發(fā)現(xiàn)，隨著偏心度的增加，各波反應(yīng)密度(即單位面積的反應(yīng)幅度)明顯下降，其中P1波比N1、N2波下降更快。與Sutter和Tran4的研究結(jié)果相同，提示多焦視網(wǎng)膜電圖的反應(yīng)密度與視網(wǎng)膜視錐細胞的分布相一致，即表現(xiàn)為黃斑區(qū)反應(yīng)密度高，在三維反應(yīng)密度圖上呈現(xiàn)峰狀。    2.2   多焦視網(wǎng)膜電圖的不對稱分布   Kondo等10對21只正常眼進行多焦視網(wǎng)膜電圖記錄，觀察到正常眼在近視網(wǎng)膜中心凹處多焦視網(wǎng)膜電圖鼻、顳側(cè)

11、反應(yīng)不對稱，顳側(cè)視網(wǎng)膜的反應(yīng)密度較鼻側(cè)高，上下兩半視網(wǎng)膜的反應(yīng)密度差異無顯著性。Parks等7記錄20只正常眼多焦視網(wǎng)膜電圖，結(jié)果顯示一階反應(yīng)潛時在視野各部位差異無顯著性。Nagatomo等11也測量了20只正常眼的多焦視網(wǎng)膜電圖一階反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)N1波和P1波波幅在中心凹最大，隨離心率增加而減弱，而P1波中變異最大的也在中心凹，視網(wǎng)膜上半部N1波和P1波的潛時比下半部視網(wǎng)膜短，而波幅則較之大，提示可能存在上部視網(wǎng)膜功能優(yōu)勢，視網(wǎng)膜鼻、顳側(cè)反應(yīng)的潛時和波幅差異無顯著性。Seeliger等12用正常眼多焦視網(wǎng)膜電圖一階反應(yīng)潛時做出一階反應(yīng)潛時地形圖，發(fā)現(xiàn)正常眼多焦視網(wǎng)膜電圖潛時個體變異很小，在生理盲

12、點、刺激野上下邊界和黃斑區(qū)潛時較長，在黃斑區(qū)周圍潛時較短，在顳側(cè)視網(wǎng)膜潛時最短。多焦視網(wǎng)膜電圖的鼻-顳側(cè)變異現(xiàn)象可能與視網(wǎng)膜內(nèi)層的神經(jīng)節(jié)細胞、無長突細胞及叢間細胞功能活動有關(guān)。Frishman等13發(fā)現(xiàn)，向猴眼玻璃體內(nèi)注射河豚毒素(TTX)或N-甲基-左/右旋天冬氨酸(NMDLA)時，可以消除這種鼻-顳側(cè)變異。原因是兩者可以去除多焦視網(wǎng)膜電圖主要成分。Hood等14發(fā)現(xiàn)，人眼多焦視網(wǎng)膜電圖波形也具有與猴眼相似的鼻-顳側(cè)變異特征，但不如猴眼明顯，因為猴眼的多焦視網(wǎng)膜電圖中內(nèi)層視網(wǎng)膜的功能較大。    2.3   年齡對多焦視網(wǎng)膜電圖的影響

13、0;  Anzai等15記錄了32例(32眼)年輕和老年健康志愿受檢者的多焦視網(wǎng)膜電圖波形，觀察了中央、鼻側(cè)、顳側(cè)、上方和下方區(qū)各項反應(yīng)隨年齡增長的變化狀況，發(fā)現(xiàn)多焦視網(wǎng)膜電圖的N1波和P1波的振幅與潛時均與年齡相關(guān)，隨著年齡的增大局部反應(yīng)的波幅趨于減小，而潛時逐漸延長。這與吳德正等16和譚淺等17觀察到的結(jié)果一致。后者得出的結(jié)論是：隨著年齡的增長，多焦視網(wǎng)膜電圖的各波振幅密度值及潛時的變化與視網(wǎng)膜感光細胞功能逐漸減低有關(guān)。論文參考網(wǎng)     3   青光眼及高眼壓多焦視網(wǎng)膜電圖的改變    Graham

14、等18發(fā)現(xiàn)，青光眼的多焦視網(wǎng)膜電圖一階反應(yīng)與傳統(tǒng)閃光視網(wǎng)膜電圖相似，僅在一些晚期青光眼患者出現(xiàn)輕微的振幅下降，但多數(shù)患者的二階反應(yīng)則已有顯著異常，且異常程度與病程及神經(jīng)纖維層變薄程度相關(guān)。研究中還發(fā)現(xiàn)這種異常也出現(xiàn)于視野正常的可疑青光眼者，提示多焦視網(wǎng)膜電圖可能來源于神經(jīng)節(jié)細胞層，因而推測二階反應(yīng)與視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞層的功能有關(guān)，對輔助診斷青光眼有幫助。而Hasegawa等19在分析了14例26眼的原發(fā)性開角性青光眼和26例正常人26眼的多焦視網(wǎng)膜電圖和Humphrey靜態(tài)視野計后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)青光眼視野損傷時，多焦視網(wǎng)膜電圖潛時延長，而幅度并不下降。Chan等20對高眼壓癥者和正常人的多焦視網(wǎng)膜

15、電圖的一階、二階反應(yīng)進行了分析比較，所有高眼壓癥者(22 mmHg)經(jīng)過全面眼部檢查及視野分析，排除眼部損害，結(jié)果高眼壓癥者多焦視網(wǎng)膜電圖的一階、二階反應(yīng)極大地低于正常者，二階反應(yīng)較一階反應(yīng)減弱顯著，而黃斑較周邊減弱顯著。因此認(rèn)為，一階、二階反應(yīng)分析對于檢測高眼壓癥視網(wǎng)膜功能改變很有幫助。二階反應(yīng)分析對于檢測內(nèi)層視網(wǎng)膜的活動非常重要，同時也是檢測早期青光眼的重要指標(biāo)，而其中黃斑反應(yīng)減弱可能是早期青光眼改變的重要指征。劉瑞玨等21比較分析了28例35眼正常對照者、7例7眼高眼壓者和11例14眼開角型青光眼患者的全視野最大反應(yīng)及多焦視網(wǎng)膜電圖后，發(fā)現(xiàn)青光眼和高眼壓組多焦視網(wǎng)膜電圖一階反應(yīng)P1波反應(yīng)

16、密度低于正常組，其潛時無明顯延長，提示多焦視網(wǎng)膜電圖的一階反應(yīng)在高眼壓和青光眼均有改變。黃麗娜等22分別對早期原發(fā)性開角型青光眼組49眼、可疑原發(fā)性開角型青光眼組23眼、正常對照組41眼進行多焦視網(wǎng)膜電圖檢查，早期和可疑原發(fā)性開角型青光眼組同時行視野檢查，記錄并分析多焦視網(wǎng)膜電圖的六環(huán)和顳上、顳下、鼻上、鼻下4個象限的平均P1振幅和潛時。他們發(fā)現(xiàn)早期和可疑開角性青光眼組六環(huán)和4個象限的平均P1振幅較正常組下降，差異有顯著性(P<0.05)，其中中心黃斑區(qū)的下降幅度尤其明顯。但不同組別間P1波潛時的延長則差異無顯著性。俞曉藝等23分別對早期原發(fā)性開角型青光眼組18例31眼，正常對照組24例

17、48眼進行多焦視網(wǎng)膜電圖檢查，原發(fā)性開角型青光眼早期1環(huán)、2環(huán)及4個象限二階反應(yīng)的P1波反應(yīng)密度均比正常對照者降低，各環(huán)及各象限的二階反應(yīng)的P1波反應(yīng)密度的差異具有顯著性，潛時的差異均無顯著性。    4   多焦視網(wǎng)膜電圖與青光眼視野缺損的關(guān)系    Hasegawa等19對比分析14例26眼的原發(fā)性開角型青光眼和26例26眼正常人的多焦視網(wǎng)膜電圖和Humphrey靜態(tài)視野計，發(fā)現(xiàn)兩組間P1-N1和P1-N2的波幅差異無顯著性；原發(fā)性開角型青光眼組的P1波和N2波潛時變化小，但與正常組差異有非常顯著性(P<

18、0.01)。同時發(fā)現(xiàn)N1、P1和N2波的峰潛時與標(biāo)準(zhǔn)視野的平均靈敏度(dB)呈顯著負相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)分別為N1波0.20(P<0.05)，P1波0.41(P<0.001)，N2波0.59(P<0.001)；而P1-N1以及P1-N2波幅與平均靈敏度之間沒有顯著相關(guān)性，因而認(rèn)為，當(dāng)青光眼視野惡化時，主要表現(xiàn)為其多焦視網(wǎng)膜電圖的潛時延長而非波幅增加，而青光眼視神經(jīng)功能障礙進一步發(fā)展時，多焦視網(wǎng)膜電圖波幅并不減小。    綜上所述，作為一種近年來才發(fā)展起來的一項新的檢查技術(shù)，多焦視網(wǎng)膜電圖能夠更加精確、敏感和快速地檢測視功能，在青光眼的診斷中已初步體現(xiàn)

19、了其優(yōu)越性。它作為新一代的視覺電生理技術(shù)有廣闊的發(fā)展前景，將會把視覺電生理的診斷技術(shù)和視覺電生理學(xué)的研究引向一個新紀(jì)元。    參考文獻    3   Fortune B，Weinreb RN.Glaucoma in the 21st century.Harcourt Health Communications，2000，73:271-275.    4   Sutter EE，Tran D.The field topography of ERG component

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