紅光及藍(lán)光刺激下正常人瞳孔直接對光反射的特點(diǎn)分析

余芳 姚新旺 楊艷茹 張敏

瞳孔直接對光反射是指光照射眼時(shí)引起該眼瞳孔縮小的反應(yīng)。臨床上可通過對雙側(cè)眼瞳孔直接對光反射的特征描計(jì),如瞳孔的收縮幅度等來反映疾病及其嚴(yán)重程度［1］。亦有研究者進(jìn)行了分別以紅光和藍(lán)光作為刺激光的瞳孔對光反射在各類疾病中的試驗(yàn)研究［2,3］。然而在研究異常瞳孔直接對光反射的特征前,先研究清楚正常人的瞳孔直接對光反射的特征就顯得非常有必要,而既往研究者多采用單一的白色光作為刺激光［4］。本研究分別采用紅光、藍(lán)光作為刺激光源,使用優(yōu)化的瞳孔檢查方法,觀察正常人的瞳孔直接對光反射各參數(shù)的變化規(guī)律,以期尋找到更為敏感的刺激光。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2012 年3～12 月隨機(jī)選取深圳市眼科醫(yī)院的健康工作人員、家屬及學(xué)生共32 例(55 眼),根據(jù)年齡分為年長組［41～56 歲,14 例(24 眼)］和年少組［21～40 歲,18 例(31 眼)］。年長組中女6 例(15 眼),男6 例(9 眼)；右眼12 眼,左眼12 眼；年齡41～56 歲,平均年齡48.2 歲。年少組中女7 例(11 眼),男11 例(20 眼)；右眼16 眼,左眼15 眼；年齡21～34 歲,平均年齡25.4 歲。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) 老花、遠(yuǎn)視或近視絕對值均應(yīng)≤1.00 D,雙眼裸眼或矯正視力≥1.0；無眼部疾病史；眼專科檢查情況,屈光間質(zhì)透明,眼球前后節(jié)均無異常；色覺檢查無異常；無全身性疾病史；1 個(gè)月內(nèi)無任何用藥史。

1.3 方法 兩組分別采用紅光及藍(lán)光分別作為刺激光進(jìn)行瞳孔直接對光反射檢查,觀察紅光及藍(lán)光分別刺激下瞳孔的收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑等指標(biāo)的變化。選用法國METROVISION 公司生產(chǎn)的Monpack3 瞳孔測試儀,該儀器由計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、刺激光發(fā)射器所組成,發(fā)射器內(nèi)置紅外線攝像頭以及刺激光源。用外紅內(nèi)黑的雙層厚紙片將門窗及玻璃遮蓋,形成暗室,房間亮度約為2 cd/m2(照度計(jì)檢測)；設(shè)置瞳孔測試儀刺激光源的亮度及顏色:亮度為13 cd/m2,顏色坐標(biāo)：藍(lán)光(x=0.15,y=0.07)、紅光(x=0.63,y=0.33)。

檢查者囑受檢者于暗室內(nèi)安靜休息20 min［5］。先檢查右眼,后檢查左眼。用事先準(zhǔn)備好的黑色眼罩罩住受檢者的左眼,將受檢者的頭固定在托架上,囑其右眼盯著顯示屏上的紅色小方塊。檢查者通過計(jì)算機(jī)顯示屏觀察受檢者的情況,使其瞳孔位于顯示屏黃色窗口的中央。采用獨(dú)立光刺激模式先后分別用藍(lán)、紅兩種光作為刺激光源,每次每眼給光刺激2.8 s,間隔0.2 s,共12 次,計(jì)算機(jī)分析處理系統(tǒng)自動記錄12 次的平均值。并統(tǒng)計(jì)分析兩組的收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑等。

1.4 觀察指標(biāo) 比較在藍(lán)光及紅光刺激下年長組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù),在藍(lán)光及紅光刺激下年少組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù),兩組在紅、藍(lán)光分別刺激下瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS13.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,符合正態(tài)分布或方差齊時(shí)采用兩獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn),不符合正態(tài)分布或方差不齊時(shí)則采用Mann-Whitney U 檢驗(yàn)；配對樣本用Wilcoxon 符號秩檢驗(yàn)。P<0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 在藍(lán)光及紅光刺激下年長組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較 在紅光刺激下,年長組不同眼別和性別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。在藍(lán)光刺激下,年長組不同眼別和性別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表1 在紅光刺激下年長組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較()

表1 在紅光刺激下年長組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較()

注：不同眼別、性別比較,P>0.05

表2 在藍(lán)光刺激下年長組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較()

表2 在藍(lán)光刺激下年長組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較()

注：不同眼別、性別比較,P>0.05

2.2 在藍(lán)光及紅光刺激下年少組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較 在紅光刺激下,年少組不同眼別和性別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。在藍(lán)光刺激下,年少組不同眼別和性別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表4。

表3 在紅光刺激下年少組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較()

表3 在紅光刺激下年少組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較()

注：不同眼別、性別比較,P>0.05

表4 在藍(lán)光刺激下年少組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較()

表4 在藍(lán)光刺激下年少組不同性別及眼別的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較()

注：不同眼別、性別比較,P>0.05

2.3 兩組在紅、藍(lán)光分別刺激下瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較 兩組在藍(lán)光及紅光刺激下瞳孔的收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表5。年長組紅光刺激下瞳孔的收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑與藍(lán)光刺激比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；年長組紅光刺激下瞳孔的收縮速度較快、收縮幅度較大、收縮前瞳孔直徑較大、潛伏期較短,藍(lán)光刺激下瞳孔的收縮速度較慢、收縮幅度較小、收縮前瞳孔直徑較小、潛伏期較長。見表6。年少組紅光刺激下瞳孔的收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑與藍(lán)光刺激比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；年少組紅光刺激下瞳孔的收縮速度較快、收縮幅度較大、收縮前瞳孔直徑較大、潛伏期較短,藍(lán)光刺激下瞳孔的收縮速度較慢、收縮幅度較小、收縮前瞳孔直徑較小、潛伏期較長。見表7。

表5 兩組在紅、藍(lán)光分別刺激下瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較()

表5 兩組在紅、藍(lán)光分別刺激下瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較()

注：與年少組比較,aP<0.05

表6 在紅光及藍(lán)光刺激下年長組的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較

表7 在紅光及藍(lán)光刺激下年少組的瞳孔對光反應(yīng)參數(shù)比較

3 討論

當(dāng)光刺激信號由被刺激眼的視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞接受后,經(jīng)光反射纖維與視神經(jīng)纖維伴行,至視交叉(分交叉纖維和不交叉纖維)進(jìn)入視束,再經(jīng)上丘臂到達(dá)中腦頂蓋前區(qū),終止于頂蓋前核,在核內(nèi)交換神經(jīng)元,發(fā)出纖維,一部分與同側(cè)縮瞳核相聯(lián)系,一部分與對側(cè)縮瞳核相聯(lián)系,兩側(cè)縮瞳核發(fā)出神經(jīng)纖維,經(jīng)動眼神經(jīng)入眶止于睫狀神經(jīng)節(jié),更換神經(jīng)元,節(jié)后纖維支配瞳孔括約肌,引起雙側(cè)瞳孔縮小,這一過程被稱為瞳孔對光反射通路［6］。本研究目的在于研究單眼瞳孔的直接對光反射。瞳孔大小由瞳孔開大肌和瞳孔括約肌控制,分別由交感神經(jīng)及副交感神經(jīng)支配,其兩者之間相互協(xié)調(diào)與制約,共同控制著瞳孔的變化形態(tài)［7］。作者研究瞳孔的變化特征主要從瞳孔的收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑著手。收縮速度是指瞳孔直接對光反應(yīng)時(shí)的平均變化速度；收縮幅度是指瞳孔直接對光反應(yīng)過程中瞳孔直徑的變化幅度,即光刺激前的瞳孔直徑與瞳孔收縮到最小時(shí)的直徑之差；收縮潛伏期是指從開始光刺激到瞳孔開始收縮之間的時(shí)間間隔,這三個(gè)參數(shù)主要反映副交感神經(jīng)的功能狀況［8］。瞳孔收縮前瞳孔直徑是指光刺激出現(xiàn)至瞳孔開始收縮前瞳孔的大小,反映交感神經(jīng) (瞳孔開大肌)和副交感神經(jīng) (瞳孔括約肌)之間的平衡關(guān)系［9］。

3.1 性別 受檢者在紅光及藍(lán)光分別作為刺激光進(jìn)行瞳孔直接對光反射檢測試驗(yàn)時(shí),在紅光刺激下,年長組不同性別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。在藍(lán)光刺激下,年長組不同性別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。在紅光刺激下,年少組不同性別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。在藍(lán)光刺激下,年少組不同性別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。表明在同一年齡段內(nèi),男女瞳孔直接對光反射無差別。練蘋等［10］以白光作為刺激光對正常人瞳孔直接對光反射特征的研究結(jié)論與本研究結(jié)論一致。

3.2 眼別 本研究所使用的瞳孔測試儀是目前市場上較為先進(jìn)的全自動測試儀,其準(zhǔn)確性較傳統(tǒng)的瞳孔測試儀更高。在本研究中,在紅光刺激下,年長組不同眼別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。在藍(lán)光刺激下,年長組不同眼別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。在紅光刺激下,年少組不同眼別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。在藍(lán)光刺激下,年少組不同性別的瞳孔收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。即正常人的瞳孔直接對光反射的各參數(shù)變化特點(diǎn)與眼別無關(guān),此研究結(jié)果與繼往研究［11,12］結(jié)論一致。20 余年前,Kawasaki等［11］利用瞳孔測試儀的雙眼交替刺激模式,評價(jià)相對性瞳孔傳入障礙的變異性,發(fā)現(xiàn)正常人也可存在雙眼瞳孔傳入的不對稱,但一般程度較小,提示臨床意義不大。而用瞳孔測試儀可排除瞳孔反應(yīng)瞬時(shí)波動的影響,隨訪發(fā)現(xiàn)這些正常被檢者瞳孔對光反射阻滯量的大小是隨意波動的,而且隨意分布在左眼或右眼,區(qū)別于存在瞳孔傳入性疾?。?2］。

3.3 年齡 本研究選擇41～56 歲14 例作為年長組,21～34 歲18 例作為年少組,進(jìn)行對比研究。年長組及年少組受檢者在紅光及藍(lán)光分別作為刺激光下進(jìn)行瞳孔直接對光反射檢測中,結(jié)果顯示：兩組在藍(lán)光及紅光刺激下瞳孔的收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑比較差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。說明年長者較年少者的瞳孔直接對光反射的各特征數(shù)據(jù)有所改變,考慮可能是因?yàn)殡S著年齡的增大視覺傳導(dǎo)通路包括視網(wǎng)膜在內(nèi)各組織功能退化所致。本研究結(jié)論與以往研究一致。練蘋等［10］曾選定年齡段為12～66 歲的100 例正常人,平均年齡(31±2)歲,按10 歲為1 個(gè)年齡段分為5 組,以白光作為刺激光進(jìn)行瞳孔對光反射檢測,結(jié)論顯示瞳孔面積、反應(yīng)幅度、收縮速度隨年齡增大而減小,反應(yīng)潛伏期隨年齡增大而延長。

3.4 藍(lán)色及紅色刺激光 瞳孔直接對光反射反映了光感受器、雙極細(xì)胞、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞、光反射纖維、神經(jīng)核等整個(gè)視覺神經(jīng)系統(tǒng)信號傳入及傳出的功能狀態(tài),其中光感受器由視桿及視錐細(xì)胞組成［6］。視桿細(xì)胞施暗適應(yīng),視錐細(xì)胞施明適應(yīng)。視錐細(xì)胞接受外界色覺信息,并將其轉(zhuǎn)為電信號,再經(jīng)過包括視網(wǎng)膜在內(nèi)的視覺通路,經(jīng)層層編碼、處理后傳遞到大腦皮層后,人們就能看到五彩繽紛的世界了［13］。因?yàn)橐曞F細(xì)胞分為三種,其外節(jié)分別含有三種不同的光敏視色素,對應(yīng)的最大光譜吸收峰值為440 nm(藍(lán)色)、535 nm(綠色)、565 nm(紅色)［14］,所以假設(shè)用不同的單色光給予人眼刺激信號,或許可以得到不同的瞳孔對光反射特征,因此,作者用紅色及藍(lán)色兩種單色光分別對正常人眼進(jìn)行刺激試驗(yàn)。

本研究結(jié)果顯示,年長組紅光刺激下瞳孔的收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑與藍(lán)光刺激比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；年長組紅光刺激下瞳孔的收縮速度較快、收縮幅度較大、收縮前瞳孔直徑較大、潛伏期較短,藍(lán)光刺激下瞳孔的收縮速度較慢、收縮幅度較小、收縮前瞳孔直徑較小、潛伏期較長。年少組紅光刺激下瞳孔的收縮速度、收縮幅度、潛伏期、收縮前瞳孔直徑與藍(lán)光刺激比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；年少組紅光刺激下瞳孔的收縮速度較快、收縮幅度較大、收縮前瞳孔直徑較大、潛伏期較短,藍(lán)光刺激下瞳孔的收縮速度較慢、收縮幅度較小、收縮前瞳孔直徑較小、潛伏期較長。此研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)光作為刺激光時(shí),瞳孔收縮幅度明顯小于紅光刺激,這與Yuhas 等［3］在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一致,即在實(shí)驗(yàn)組與正常對照組內(nèi),藍(lán)光刺激的瞳孔波動幅度明顯小于紅光刺激值。

本研究中,不同光之間之所以有如此顯著性的差異,可能是因?yàn)橐暰W(wǎng)膜上紅、藍(lán)視錐細(xì)胞的含量不同,紅色視錐細(xì)胞含量較大,藍(lán)色視錐細(xì)胞含量較小。視網(wǎng)膜上的藍(lán)視錐細(xì)胞選擇性地與“藍(lán)錐雙極細(xì)胞”連接,并將光信號輸入至小雙紋理神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的內(nèi)層軸突,從而傳輸至大腦皮層［15］。在黃斑中心10°以內(nèi)的中央視網(wǎng)膜,一個(gè)雙極細(xì)胞接受外層視網(wǎng)膜上的紅或綠視錐細(xì)胞感受器的輸入,并和單個(gè)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞相連,建立從單個(gè)視錐細(xì)胞向大腦傳輸信息的“專線”［16］。

在臨床工作中,發(fā)現(xiàn)很多后天獲得性眼病會導(dǎo)致患者對某種或某些顏色不敏感甚至色盲,其原因之一可能是損傷了黃斑部的視錐細(xì)胞所致。本研究得出,瞳孔對紅光具有更高的敏感性,若將其運(yùn)用于視神經(jīng)炎、糖尿病視網(wǎng)膜病變等的檢測,或可降低檢測的假陰性率,從而提高檢測的準(zhǔn)確性。今后,作者將繼續(xù)研究,以白光或綠光作為刺激光,與紅光之間進(jìn)行比較,以進(jìn)一步確定此項(xiàng)檢查的敏感性和特異性,為臨床的普遍推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

綜上所述,正常人的瞳孔直接對光反射的特點(diǎn)與年齡具有顯著關(guān)聯(lián),與眼別及性別無關(guān)；在等亮度的紅光及藍(lán)光中,瞳孔對紅光的光反射可能具有較高的敏感性,對藍(lán)光的光反射敏感性可能較低。