吳曉璇,周珺,王肖,高敬,劉瑞芬,趙琪
(大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院 眼科,遼寧 大連 116023)
屈光參差性弱視與斜視性弱視的電生理研究
吳曉璇,周珺,王肖,高敬,劉瑞芬,趙琪
(大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院 眼科,遼寧 大連 116023)
目的分析屈光參差性弱視和斜視性弱視的視覺誘發(fā)電位(VEP)與對比敏感度(CS)的特征性變化,并探討2種弱視不同的致病機制。方法采用德國羅蘭公司RETI scan 3.15系統(tǒng)對20例屈光參差性弱視、9例斜視性弱視和18例非弱視性兒童的雙眼行VEP和CS檢查,進行弱視眼、對側眼及非弱視眼之間的對比研究。結果與對側眼或非弱視眼相比,屈光參差性弱視眼在高空間頻率條件下潛時延長,而斜視性弱視眼在全空間頻率條件下潛時延長。2種弱視眼的振幅在低頻時均下降。屈光參差性弱視對側眼與非弱視眼比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),而斜視性弱視對側眼的潛時在低頻下較非弱視眼延長,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。屈光參差性弱視眼和對側眼的CS與非弱視眼比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。斜視性弱視眼表現(xiàn)為全空間頻率上的CS下降,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),其對側眼的CS則優(yōu)于非弱視眼。結論本研究結果支持斜視性弱視與屈光參差性弱視擁有不同神經機制的觀點。斜視性弱視的對側眼并非“健眼”。VEP與CS檢查對弱視診斷具有臨床意義。
屈光參差性弱視;斜視性弱視;視覺誘發(fā)電位;對比敏感度
弱視是導致青少年兒童視力損害,尤其是單眼視力嚴重受損的最常見的原因之一。常見的弱視原因包括斜視、屈光不正以及形覺剝奪因素等,其中斜視性弱視和屈光參差性弱視約占弱視患兒總數(shù)的90%。斜視性弱視由于兩眼融合缺失,兩眼黃斑被迫接受不一樣且不平衡的物象刺激而出現(xiàn)混淆,視覺皮層中樞抑制來自斜視眼的視覺沖動,斜視眼黃斑功能長期被抑制造成視神經發(fā)育不良而形成弱視。屈光參差性弱視則由于兩眼不同步的屈光不正使其中一眼接受較另一眼相對模糊的視覺刺激,視覺中樞抑制該眼低質量的視覺刺激引發(fā)該眼黃斑抑制而造成弱視。非弱視眼因信息優(yōu)勢而使視覺中樞壓抑弱視眼,但視皮質為了確保視覺效果,會盡量維持弱視眼和非弱視眼的輸入信息平衡,故而降低了非弱視眼的敏感度。此不僅可以解釋斜視性弱視和屈光參差性弱視的雙眼交互作用。還提出了另一個問題:單眼弱視患者的非弱視眼,在弱視眼的影響下是否是毫無問題的健康眼?
在弱視研究中,除了弱視的致病機制,其檢查及評估方法也廣受關注。國內外均有研究表明[1-2]只要在兒童早期發(fā)現(xiàn)和治療,弱視所形成的視覺損傷很可能是可逆的,因為早期神經結構具有較強的可塑性,允許受損的視覺通路重新分配。這一敏感時期被稱為關鍵窗口期,范圍從出生到8歲左右[1]。但因為兒童就診配合較差,視力等主觀檢查并不能于早期準確地反映出患兒的真實病情。故而客觀、高效的檢查方法和評估手段對弱視的診斷及后續(xù)的治療意義重大。本實驗利用視覺誘發(fā)電位(visual evoked potential,VEP)和對比敏感度(contrast sensitivity,CS)分別測試斜視性弱視、屈光參差性弱視和非弱視3組患兒,來比較不同類型單眼弱視兒童的電生理差異,據(jù)此來探討2種弱視的不同機制及非弱視眼是否為健眼問題并評估該2種方法作為弱視診斷依據(jù)的可靠性。
本研究選擇2014年9月-2015年10月在大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院眼科就診的患兒為研究對象。屈光參差性弱視患兒20例,其中,男性9例,女性11例;年齡3~8歲,平均5.5歲。斜視性弱視患兒9例,其中,男性7例,女性2例;年齡4~7歲,平均6.1歲。非弱視組兒童18例,其中,男性8例,女性10例;年齡4~12歲,平均6.9歲。
單眼弱視的診斷條件為兩眼的最佳矯正視力相差兩行以上[3],且弱視眼的最佳矯正視力低于對應年齡的正常視力,對側眼的最佳矯正視力不低于對應年齡的正常視力下限(3歲兒童正常視力參考值下限為0.5,4~5歲為0.6,6~7歲為0.7,7歲以上為0.8)。屈光參差性弱視兒童兩眼屈光參差需超過2.5D等效球鏡。斜視性弱視兒童為排除屈光因素影響的單純斜視兒童。非弱視組兒童的雙眼最佳矯正視力均>0.8。所有患者均行常規(guī)視力、眼前節(jié)、眼底及散瞳驗光等檢查。眼肌專科檢查包括眼位、眼球運動及同視機檢查。所有患者無屈光間質混濁且眼前節(jié)及眼底未見異常。所有患兒父母均證實此次檢查為患兒首次確診且之前沒有接受任何弱視的治療。
1.2.1 VEP 所有檢查對象通過鏡片矯正得到最佳矯正視力后,采取舒適坐位,注視1 m遠處顯示器所展示的刺激中心。刺激是由16×16的黑白棋盤格以每秒1.3次的頻率翻轉產生,雙眼依次分別接受低空間頻率(1.0 deg)和高空間頻率(15 min)的刺激。每個患兒的VEP檢測至少重復2次。所有VEP結果均在相同的檢查條件下得到。
1.2.2 CS CS檢查是讓檢查對象在充分矯正屈光不正后,觀看放置在1 m遠處的顯示屏所展示的空間頻率從0.4~16 cycles/deg黑白條柵圖片,共10個受測空間頻率,每個受測空間頻率受檢次數(shù)為10。2只眼睛分別依次接受檢查。檢查對象判斷所觀察光柵圖片的方向并告知檢測人員。所有CS結果均在相同的檢查條件下得到。檢查結果呈現(xiàn)為以空間頻率為橫坐標,CS為縱坐標的對比敏感度函數(shù)(CSF)。結果中自帶正常CSF作為參考,該函數(shù)來源于羅蘭數(shù)據(jù)庫中亞洲人的平均數(shù)據(jù)。整個空間頻率以6.0 cycles/deg為界,分為高空間頻率和低空間頻率。結果低于正常CSF被定義為陰性結果,高于正常CSF則視為陽性結果。
本實驗根據(jù)國際社會對臨床視覺電生理學(ISCEV)的標準化指導意見,所有檢查均由德國羅蘭公司的RETI scan 3.15系統(tǒng)提供操作。
采用SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。VEP的振幅和潛時數(shù)據(jù)為多組間比較,采用方差分析,在方差分析有意義的基礎上,再行LSD-t檢驗法進行兩兩比較。CS結果為計數(shù)資料,且為多組間比較,故先采用行×列表χ2檢驗,再行χ2分割法進行兩兩比較。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
將實驗采集臨床數(shù)據(jù)進行整理及分析,顯示2種弱視及非弱視的P-VEP結果具有波形及數(shù)據(jù)上的特異性差異。特選取各組中典型患兒結果進行說明展示。表1為1個11歲屈光參差性弱視女性患兒,1個5歲斜視性弱視男性患兒及1個4歲非弱視女童的典型P-VEP結果數(shù)據(jù)。該屈光參差性弱視女童存在2.00 D球鏡和1.00 D柱鏡的屈光參差,無斜視因素存在。斜視性弱視男童存在著+45△的內斜視,兩眼之間存在0.50 D的屈光差異。對照組的女童兩眼之間存在0.50 D球鏡和1.25 D柱鏡的屈光差異,無斜視因素存在。2種弱視都表現(xiàn)出潛時延長、振幅下降,屈光參差性弱視主要表現(xiàn)在15 min,也就是高空間頻率;斜視性弱視主要表現(xiàn)在1.0 deg和15 min,也就是低和高空間頻率。斜視性弱視對側眼較非弱視組的潛時也延長,屈光參差性弱視對側眼的P-VEP曲線與非弱視組的曲線表現(xiàn)相似。具體P-VEP波形差異見附圖。
表1 屈光參差性弱視與斜視性弱視患兒與非弱視兒童的典型P-VEP檢查結果
附圖 1個11歲屈光參差性弱視女性患兒,1個5歲斜視性弱視男性患兒及1個4歲非弱視女童的典型P-VEP波形
2.1.1 組內弱視眼與對側眼的比較 低空間頻率條件下,斜視性弱視組的弱視眼的潛時長于對側眼,振幅也低于對側眼,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.034和0.001);屈光參差性弱視組的弱視眼的潛時與對側眼比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),但振幅差異有統(tǒng)計學意義(P=0.033)。高空間頻率條件下,斜視性弱視組弱視眼較對側眼潛時延長,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.005),而振幅的比較差異無統(tǒng)計學意義;屈光參差性弱視眼的潛時較對側眼延長,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.011),振幅的比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。
表2 屈光參差性弱視與斜視性弱視患兒VEP檢查結果 (±s)
表2 屈光參差性弱視與斜視性弱視患兒VEP檢查結果 (±s)
振幅低空間頻率 高空間頻率 低空間頻率 高空間頻率屈光參差性弱視組弱視眼 109.91±10.27 124.34±5.53 16.86±11.36 15.75±9.73對側眼 107.24±6.17 118.48±7.41 19.81±11.97 18.49±10.11斜視性弱視組弱視眼 123.04±12.82 126.90±10.25 12.49±7.35 13.16±6.32對側眼 118.76±12.17 120.00±12.09 18.26±9.41 14.26±6.69非弱視組 107.81±8.33 118.69±10.98 19.87±8.27 18.51±9.67潛時組別
2.1.2 屈光參差性弱視組和斜視性弱視組與非弱視組的比較 斜視性弱視組的弱視眼較非弱視組于全空間頻率時潛時延長,差異有統(tǒng)計學意義(低頻P=0.000,高頻P=0.049),于低空間頻率時振幅下降,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.019)。斜視性弱視組對側眼在低空間頻率時的潛時長于非弱視組,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.002)。屈光參差性弱視組的弱視眼潛時較非弱視組于高空間頻率下延長,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.013)。屈光參差性弱視組的對側眼與非弱視組差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
CS結果見表3。
表3 屈光參差性弱視與斜視性弱視患兒CS檢查結果 例(%)
2.2.1 組內弱視眼與對側眼的比較 在低空間頻率下,斜視性弱視組的弱視眼較對側眼CS降低,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.046)。屈光參差性弱視組的弱視眼與對側眼的CS結果差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表4。
2.2.2 斜視性弱視組、屈光參差性弱視組與非弱視組CS的比較 與非弱視組相比,屈光參差性弱視組的弱視眼及對側眼差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。斜視性弱視組的弱視眼的CS較非弱視組在高空間頻率下降,而對側眼在低空間頻率高于非弱視組,差異均有統(tǒng)計學意義(P=0.040和0.024)。見表5。
表4 屈光參差性弱視與斜視性弱視組CS組內比較結果
表5 3組組間CS比較結果
視傳導通路的發(fā)育主要包括視網膜、外側膝狀體和視中樞皮層的發(fā)育。其中外側膝狀體和視中樞皮質更易受視覺環(huán)境影響而發(fā)生功能和組織結構變化。盡管早期的研究認為[4]弱視的致病部位可能是視網膜或外側膝狀體,但近期來自動物和人類的研究[5]證明弱視個體的視網膜以及外側膝狀體的生理功能并無異常,紋狀皮層或初級視皮層(V1)可能是弱視的主要受損部位[6]。視傳導通路包括X、Y細胞超微解剖結構。X細胞多在視網膜感受野中央部分,接受精細圖形及亮光的刺激,通過外側膝狀體投射到17區(qū),對高空間頻率和慢運動對象敏感。Y細胞多在視網膜周邊部分,接受粗略輪廓及暗光的刺激,通過外側膝狀體投射到18區(qū),對低空間頻率和快運動對象敏感。從超微解剖生理角度來說,弱視應與視網膜神經節(jié)X細胞的刺激傳入減少進而影響整個視路發(fā)育有關。將VEP結合上述X、Y細胞系統(tǒng)理論,可得到如下結論:代表高空間頻率的小方格、慢運動圖形所誘發(fā)的VEP主要反應X系統(tǒng)的空間信息特征,而代表低空間頻率的大方格、快運動圖形所誘發(fā)的VEP主要反應Y系統(tǒng)的時間信息特征。
本研究發(fā)現(xiàn),斜視性弱視于全空間頻率潛時延長,而屈光參差性弱視于高空間頻率潛時延長,與其他研究的結果一致[7]。2種弱視不同的VEP表現(xiàn)提示了它們應具有不同的神經機制[8]。究其原因應是2種弱視中樞受損程度和部位不同。有研究利用fMRI證明屈光參差性弱視患者的紋狀視覺皮層(17區(qū))刺激激活程度減弱,而斜視性弱視患者的紋狀旁區(qū)和周邊區(qū)(18區(qū)與19區(qū))刺激激活程度減弱[9]。
雖然在本研究中2種弱視都表現(xiàn)為弱視眼的振幅于低頻時降低,但這一結果尚存疑慮。本研究中沒有考慮弱視程度,即視力對VEP的影響。有研究表明[10],潛時和視力沒有關系,但振幅卻和視力(logMAR)線性相關[11]。KARLICA[12]發(fā)現(xiàn)隨著視力的提高,VEP振幅增高,潛伏期縮短。根據(jù)以往研究難以確定視力與VEP的明確關系,造成這種情況的原因可能與所研究弱視的種類不同有關,也有可能是因為實驗方法的不統(tǒng)一。想要確切結果還需進一步實驗研究。
綜上所述,結合本實驗結果,2種弱視雖然都會造成潛時延長、振幅下降,但各自在不同的空間頻率的表現(xiàn)卻各有特點。屈光參差性弱視的神經缺失表現(xiàn)在高空間頻率更為明顯,而斜視性弱視的神經缺失主要表現(xiàn)在全空間頻率。
CS是視覺系統(tǒng)于一定空間頻率下辨認目標所需的其表面最低黑白對比度。關于CS的神經作用機制,有研究顯示[13],視覺系統(tǒng)是由一系列對應特定的空間頻率且有其特異敏感范圍的獨立神經通路組成。從XY細胞系統(tǒng)理論來說,對比敏感曲線上高空間頻率區(qū)代表X細胞通道功能,低空間頻率區(qū)代表Y細胞通道功能。
本研究非弱視組選取的是帶有輕度屈光不正但沒有弱視的兒童。在檢測VEP時,因其屈光不正得到了足夠的矯正,從而使視神經能夠得到足夠的刺激,故并不影響其作為對照組的作用。但在檢測CS時,非弱視組的36個對象卻有15個于低頻條件下出現(xiàn)低于正常的CS曲線。這說明屈光不正的非弱視眼CS值在低頻時降低。曾有實驗發(fā)現(xiàn)屈光不正影響CS的結果且屈光不正眼的分辨能力在高空間頻率比低空間頻率時更強[14]。
本研究中,斜視性弱視于低空間頻率下CS下降,而屈光參差性弱視與非弱視眼沒有區(qū)別,這說明斜視性弱視的CS通道受損,而屈光參差性弱視眼、對側眼和屈光不正非弱視眼的CS作用機制相似。LI[15]探究弱視機制的研究結果發(fā)現(xiàn),弱視CS的下降意味著視覺系統(tǒng)對高空間頻率處理能力的缺失,解剖上這與外側紋狀體多個區(qū)域相關。具體來說,屈光參差性弱視與V1、V2、V3、Vp及V7區(qū)相關,斜視性弱視與V1、V2、Vp區(qū)相關[16]。CS易受很多因素影響[14],未來仍需在實驗方法設計上取得更周全的改進,進而對不同種類弱視的CS進行深入探索。
傳統(tǒng)觀點認為單眼弱視對側眼是正常的,因為對側眼作為優(yōu)勢眼會得到足夠的視覺刺激從而不會影響視覺系統(tǒng)的發(fā)育。但近期相反的觀點被越來越多的研究所支持[17]。本研究中,屈光參差性弱視的對側眼的VEP與屈光不正的非弱視組比較,差異無統(tǒng)計學意義,證明其視通路傳導系統(tǒng)類似于屈光不正非弱視組。但因兩眼交互抑制作用,其CS受損、下降。斜視性弱視組的對側眼與非弱視組的VEP差異有統(tǒng)計學意義,說明其神經機制不同于非弱視組,較屈光參差性弱視組的對側眼更易受損。但其在雙眼交互抑制中優(yōu)勢明顯,故CS值反而優(yōu)于屈光參差性弱視組對側眼[18]。斜視性弱視和屈光參差性弱視的雙眼異常交互程度并不相同,有研究表明[19]前者較后者位于視皮層的相關功能細胞數(shù)量明顯減少,這些損失與外紋狀皮層V1區(qū)下游有關[20]。
綜上所述,VEP與CS雖對不同類型的弱視有著不同空間頻率上的表現(xiàn)差異,但均可對弱視做出明確的診斷。VEP具體表現(xiàn)為不同空間頻率的潛時延長、振幅降低,CS具體表現(xiàn)為在不同空間頻率上的下降。此結果從電生理方面再次證明了2種弱視具有不同的致病機制觀點。屈光參差性弱視組的對側眼的致病機制與屈光不正的非弱視組相似,而斜視性弱視組的對側眼與非弱視組差異有統(tǒng)計學意義,說明其并不能稱之為健康眼。本研究證明,VEP和CS可成為臨床弱視患兒的客觀、可靠的診斷方法,并對治療方案的設計具有指導性意義。
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(張蕾 編輯)
Electrophysiological analysis of strabismic amblyopia and anisometropic amblyopia
Xiao-xuan Wu, Jun Zhou, Xiao Wang, Jing Gao, Rui-fen Liu, Qi Zhao
(Department of Ophthalmology, the Second Hospital of Dalian Medical University,Dalian, Liaoning 116023, China)
ObjectiveTo analyse the characteristic electrophysiological changes of anisometropic and strabismic amblyopia, and explore the pathogenic mechanisms of the two kinds of amblyopia.MethodsThe visual evoked potential (VEP) and contrast sensitivity (CS) examinations were performed on 20 anisometropic amblyopic, 9 strabismic amblyopic and 18 non-amblyopic children by RETI scan 3.15 system of Roland. The latencies, amplitudes and CS were analysed and compared among amblyopic eyes, fellow eyes and non-amblyopic eyes.ResultsThe latency of anisometropic amblyopia was prolonged in high spatial frequency and the latency of strabismic amblyopia was prolonged in whole spatial frequency. The amplitudes of the two kinds of amblyopia decreased in low spatial frequency. There was no difference between the fellow eyes of anisometropic amblyopia and non-amblyopic eyes. The latency of the strabismic amblyopic fellow eyes was significantly longer than that of the non-amblyopic eyes in low spatial frequency (P< 0.05). The CS of both amblyopic and fellow eyes of anisometropic amblyopia was not different from that of the non-amblyopic eyes. The CS of the strabismic amblyopic eyes was lower than that of the nonamblyopic eyes in whole spatial frequency (P< 0.05), but their fellow eyes were better (P< 0.05).ConclusionsThe study results support that anisometropic amblyopia and strabismic amblyopia have different neural mechanisms, and the fellow eyes of strabismic amblyopia could not be looked as 'healthy eyes'. The VEP and CS examinations have significant clinical value in the diagnosis of amblyopia.
anisometropic amblyopia; strabismic amblyopia; VEP; CS
R778.1
A
10.3969/j.issn.1005-8982.2017.28.019
1005-8982(2017)28-0096-06
2016-10-23
趙琪,E-mail:zhaoqi0219@126.com;Tel:13304112073