正常眼不同色彩刺激模式多焦視網(wǎng)膜電流圖的波形特征△

趙婕 忽俊 唐建明 王麗 周燕燕 戴秋白 熊毅 黃潔 錢錦 楊森

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·臨床研究·

正常眼不同色彩刺激模式多焦視網(wǎng)膜電流圖的波形特征△

趙婕 忽俊 唐建明 王麗 周燕燕 戴秋白 熊毅 黃潔 錢錦 楊森

目的 采用不同色彩多焦視網(wǎng)膜電圖(mfERG)刺激模式刺激正常眼黃斑部視網(wǎng)膜，觀察不同刺激模式mfERG的波形改變及其特征，為將不同色彩刺激模式mfERG應(yīng)用于黃斑疾病的檢測提供正常基線標準和評估檢查的可行性。方法 分別采用黑/白刺激模式、黑/紅刺激模式和黑/綠刺激模式對19例正常視力成年志愿者進行檢測，比較分析一階kernel反應(yīng)(FOK)的平均反應(yīng)密度和峰時變化特征，以及穩(wěn)態(tài)閃爍光反應(yīng)(flicker-30Hz)的平均反應(yīng)密度和峰時的變化特征。結(jié)果 正常人FOK以及flicker-30Hz 1～5環(huán)P1波潛時與刺激色彩的亮度呈負相關(guān)，而P1波平均反應(yīng)密度與刺激色彩亮度呈正相關(guān)，P1波峰時和平均反應(yīng)密度與平均亮度均呈線性回歸關(guān)系，表現(xiàn)為其亮度特征。結(jié)論 不同色彩刺激模式存在亮度效應(yīng)，由不同色彩的不同亮度特征性改變可以客觀反映黃斑區(qū)不同亮度通道的功能情況。 (中國眼耳鼻喉科雜志，2015，15：194-196,199)

視網(wǎng)膜電圖，多焦；黃斑；彩色

色覺是眼視功能重要的組成部分，在許多黃斑部疾病均可早期出現(xiàn)獲得性色覺缺損(acquired color vision defects, ACVD)[1]。有研究[2]采用顏色視誘發(fā)電位(color visual evoked potential, CVEP)來了解以黃斑區(qū)為主的視錐細胞至視皮質(zhì)通道的功能狀況，以提取更多有關(guān)視覺系統(tǒng)的信息。由Sutter等研制的一種多焦(多刺激野)視網(wǎng)膜電圖(multifocal electroretinogram，mfERG)可直觀地顯示對應(yīng)于視網(wǎng)膜各部位的反應(yīng)密度，從而反映各部位的視功能?，F(xiàn)有的mfERG采用局部白色光閃光刺激模式，而局部采用彩色光刺激模式的mfERG在正常人群及黃斑疾病所表現(xiàn)的波形特征和臨床應(yīng)用，尚罕見深入的研究報道。本研究采用不同亮度的顏色光刺激模式mfERG觀察了正常人眼一階kernel反應(yīng)(first order kernel, FOK)及閃爍光反應(yīng)(flicker-30Hz)的平均反應(yīng)密度和峰時變化特征。

1 資料與方法

1.1 資料 健康志愿者18名(36眼)，年齡30～70歲，平均51歲。入選條件為裸眼或矯正視力≥1.0，屈光度≤±3 D，C/D<0.3，眼底、色盲檢查圖試驗正常。

1.2 方法 行顏色光刺激模式mfERG檢測。

1)彩色光刺激器。采用彩色監(jiān)視器作為刺激器，刺激屏為ELSA.ECOMO(21S99)型21英寸CRT刺激器，最大亮度200 cd/m2,最小亮度4 cd/m2，平均亮度102 cd/m2，對比度99%。進入刺激器編輯模式設(shè)定刺激色彩，產(chǎn)生黑/白、黑/紅和黑/綠3種刺激模式，3種單色光色調(diào)、亮度可調(diào)。彩色刺激器的光譜由光譜測定儀測定，波長分別為紅620 nm、綠552 nm，刺激器亮度由美國產(chǎn)Spectra Pritchard Photometer 1980 A型彩色亮度計測量。4種顏色光的亮度值如下：白(82.0 cd/m2)/黑(2.0 cd/m2),平均亮度42.0 cd/m2；紅(14 cd/m2)/黑(2.0 cd/m2)，平均亮度7.7 cd/m2；綠(62.0 cd/m2)/黑(2.0 cd/m2)，平均亮度31.8 cd/m2。刺激野是以黃斑為中心約30°的視網(wǎng)膜，共有61個六邊形，每個六邊形在二進制m序列控制下黑白翻轉(zhuǎn)。

2)記錄儀器。采用德國羅蘭公司生產(chǎn)的多焦視覺電生理檢查系統(tǒng)(RETIscan 3.15version)。

3)記錄條件。FOK每1周期47 s，flicker-30Hz每1周期41 s，均做4個周期。室內(nèi)自然光線。

4)檢查方法。受檢者眼與刺激屏間距離30 cm，60°視角。以中央交叉紅線中心為固視點，0.25%托吡卡胺散瞳；1%丙美卡因局部表面麻醉后，置Jet接觸鏡電極于角膜，接觸鏡與角膜間填充甲基纖維素；地電極置于前額正中，參考電極置于同側(cè)外眥處。記錄時自動剔除因眼球運動，接觸鏡進氣泡，眨眼或眼肌顫動引起的偽跡。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件包，記錄以黃斑中心凹為中心的1～5環(huán)區(qū)域FOK及flicker-30Hz所得波形的P1峰時及平均反應(yīng)密度數(shù)據(jù)，進行F檢驗、Studentt檢驗。

2 結(jié)果

2.1 正常人FOK的彩色光刺激模式mfERG波形特征 正常人不同亮度顏色光刺激mfERG FOK 1～5環(huán)P1峰時均存在差異(圖1)，1～5環(huán)峰時從長至短依次為紅、綠、白，1～4環(huán)P1峰時之間經(jīng)F檢驗，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，第5環(huán)3種顏色光所得P1峰時差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=1.99，P=0.147，表1)；P1平均反應(yīng)密度從大至小依次為白、綠、紅，經(jīng)F檢驗，1～5環(huán)平均反應(yīng)密度差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，表2)。P1峰時和平均反應(yīng)密度的變化與單色光的亮度有關(guān)。P1峰時的長短、平均反應(yīng)密度的大小與顏色光亮度的變化一致。

2.2 正常人flicker-30Hz的彩色光刺激模式mfERG波形特征 正常人不同亮度顏色光刺激mfERG flicker-30Hz 1～5環(huán)P1峰時均存在差異，1～5環(huán)峰時從長至短依次為紅、綠、白，2、4、5環(huán)P1峰時之間經(jīng)F檢驗，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，第1、3環(huán)3種顏色光所得P1峰時差異無統(tǒng)計學(xué)意義(表3)；P1平均反應(yīng)密度從大至小依次為白、綠、紅，經(jīng)F檢驗，1～5環(huán)平均反應(yīng)密度差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，表4)。P1峰時和平均反應(yīng)密度的變化與單色光的亮度有關(guān)。P1峰時的長短、平均反應(yīng)密度的大小與顏色光亮度的變化一致。

圖1. 3種色彩刺激模式所得mfERG 1～5環(huán)波形圖比較 A. 黑/白刺激模式；B. 黑/綠刺激模式；C.黑/紅刺激模式

表1 正常人彩色光刺激模式mfERG FOK1～5環(huán)P1峰時

單色光P1峰時第1環(huán)第2環(huán)第3環(huán)第4環(huán)第5環(huán)白/黑35.16±3.7633.78±3.3733.69±3.2634.73±3.6136.45±3.32綠/黑38.02±1.0937.33±1.3935.96±2.0936.38±1.2637.22±1.49紅/黑41.80±4.3240.16±3.6338.30±2.8937.33±1.6137.91±1.05F值 17.58220.7912.2615.4061.99P值 <0.05<0.05<0.050.0070.147

表2 正常人彩色光刺激模式mfERG FOK1～5環(huán)P1平均

圖2. 3種色彩刺激模式所得mfERG flicker-30Hz P1波1～5環(huán)波形圖比較 A. 黑/白刺激模式；B. 黑/綠刺激模式；C.黑/紅刺激模式

單色光P1峰時第1環(huán)第2環(huán)第3環(huán)第4環(huán)第5環(huán)白/黑31.97±6.3728.41±5.3434.70±4.6233.18±1.4934.60±1.84綠/黑34.60±4.0532.66±2.7234.91±2.0033.30±1.8734.94±2.07紅/黑34.73±3.3933.24±4.8236.17±1.2534.98±1.8636.51±2.24F值 1.914.011.286.364.34P值 0.16<0.050.290.0030.018

表4 正常人彩色光刺激模式mfERG flicker-30Hz 1～5環(huán)P1平均反應(yīng)密度 )

3 討論

顏色視覺形成的要素包括光源、顏色物體、眼及大腦。顏色的三大屬性包括色相、明度和飽和度。在人眼對顏色感知的過程中，人眼視網(wǎng)膜外層的2種光感受器細胞——視錐細胞和視桿細胞起到了至關(guān)重要的作用，它們是視覺通路的第1級神經(jīng)元。其中視錐細胞在明環(huán)境中感受光的強弱、顏色及分辨細節(jié)，且主要分布于黃斑中心凹處。視網(wǎng)膜上的視錐細胞有3種類型(S，M，L)，一系列波長的光以不同程度刺激這些感受器中的每一種。例如，黃綠色的光以一樣的強度刺激L和M視錐細胞，但僅僅微弱地刺激S視錐細胞。紅色光在另一方面，刺激L視錐細胞遠多于M視錐細胞，而幾乎不刺激S視錐細胞；藍綠色光刺激M視錐細胞多于其刺激L視錐細胞，刺激S視錐細胞也更強烈，也是視桿細胞的峰值刺激；藍色光比紅色或綠色的光更加強烈地刺激S視錐細胞，但更弱地刺激L或M視錐細胞[3]。大腦組合來自每種受體的信息以產(chǎn)生對不同波長光的不同感知。視網(wǎng)膜中層的雙極細胞起到了橋梁作用，是視覺通路的第2級神經(jīng)元；而視網(wǎng)膜內(nèi)層的神經(jīng)節(jié)細胞，與視覺中樞相連，是視覺通路的第3級神經(jīng)元。3級神經(jīng)元受損或色覺中樞系統(tǒng)受損都將導(dǎo)致色覺障礙。

因染色體異常所導(dǎo)致的色覺障礙稱為色盲癥，而由于視覺系統(tǒng)病變而產(chǎn)生的色覺異常則稱為獲得性色覺缺損。早在9世紀末，這類色覺異常的存在就已被發(fā)現(xiàn)和證實，同時也發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜病變通?？赡艹霈F(xiàn)黃-藍色色覺異常，也可能出現(xiàn)紅-綠色色覺異常，而視路疾病則多表現(xiàn)為紅-綠色色覺異常。視網(wǎng)膜疾病產(chǎn)生的紅-綠色色覺異常稱為Ⅰ型色覺缺損，視神經(jīng)疾病產(chǎn)生的紅-綠色色覺異常稱為Ⅱ型，視覺系統(tǒng)病變所產(chǎn)生的黃-藍色色覺異常稱為Ⅲ型。隨著病變的發(fā)展，色覺缺損最終均可表現(xiàn)為全光譜辨色障礙，稱為A型色覺缺損[4]。由于視覺通路存在色彩通路，不同種類的視細胞受損可能導(dǎo)致不同的色彩通路異常，但因為色彩與亮度息息相關(guān)，所以推測視覺通路同時也存在亮度通路，不同類型的視覺系統(tǒng)病變可能表現(xiàn)出不同色彩通路及不同亮度通路的異常。這對于早期發(fā)現(xiàn)和鑒別視覺系統(tǒng)的病變及類型具有重大意義[5]。

mfERG較傳統(tǒng)全視野ERG更能直觀地反映視網(wǎng)膜黃斑區(qū)的功能，選擇性消除不同類型的細胞對mfERG的反應(yīng)。結(jié)果認為mfERG的FOK成分與給撤雙極細胞的反應(yīng)有關(guān)，而flicker-30Hz反應(yīng)與視網(wǎng)膜外層光感受器(視錐細胞)的反應(yīng)有關(guān)?；谝陨峡紤]，本研究希望通過比較正常人眼mfERG的不同色彩刺激模式所得波形，總結(jié)分析不同mfERG色彩刺激模式下波形特點，以評估不同色彩刺激模式mfERG在視網(wǎng)膜疾病，尤其是黃斑部疾病中的應(yīng)用前景。

本研究顯示在正常眼mfERG FOK中，隨刺激光亮度改變，P1峰時也發(fā)生相應(yīng)變化，平均亮度減少時，P1峰時就將增加，而P1平均反應(yīng)密度降低。不同亮度下紅、綠單色光，mfERG的FOK P1峰時和1～5環(huán)平均反應(yīng)密度均有差異，其表現(xiàn)與單色光的亮度有關(guān)，P1峰時的長短、平均反應(yīng)密度的大小與亮度的變化相一致。在正常眼mfERGF flicker-30Hz反應(yīng)中，本研究也同樣顯示了不同亮度下紅、綠單色光，mfERG的flicker-30Hz反應(yīng)P1峰時和1～5環(huán)平均反應(yīng)密度差異與單色光的亮度有關(guān)，P1峰時的長短、平均反應(yīng)密度的大小與亮度的變化相一致的特點。這與既往顏色光刺激誘發(fā)的圖形視誘發(fā)電位研究[6]結(jié)果相一致。這也同時證實了視覺傳導(dǎo)系統(tǒng)有亮度通道的論點。

通過本研究，我們得知不同亮度顏色光刺激模式可起到分離顏色通路及亮度通路的作用，可在這些正常人群的研究基礎(chǔ)上，進一步研究在不同黃斑部視網(wǎng)膜疾病中利用不同顏色刺激模式mfERG判斷眼病的亮度通道損害程度、亮度辨別力下降程度、色彩通道損害程度及色彩辨別力下降程度的臨床應(yīng)用價值。

[1] Niwa Y, Muraki S, Naito F, et al.Evaluation of acquired color vision deficiency in glaucoma using the Rabin cone contrast test[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2014,55(10):6686-6690.

[2] 忽俊,嚴良,楊蕾,等.正常兒童相同對比度彩色圖形視覺誘發(fā)電位的臨床研究[J].眼視光學(xué)雜志，2009,11(6):460-463.

[3] Verrelli BC, Tishkoff SA. Signatures of selection and gene conversion associated with human color vision variation[J].Am J Hum Genet, 2004,75(3): 363-375.

[4] 田農(nóng)，吳德正，梁炯基. 黃斑病變所致色覺異常的光譜視網(wǎng)膜電圖[J].中華眼科雜志, 1993，29(3)：166-168.

[5] 黃時洲，吳德正，吳苔青，等.黃斑病變的明視視網(wǎng)膜電圖及色覺變異[J].中國實用眼科雜志,1999,17(6)：336-337.

[6] 王澤洪, 吳樂正, 吳德正, 等. 黃斑部疾病顏色視誘發(fā)電位的亮度特征[J].中華眼科雜志，1999，35(6):430-433.

(本文編輯 諸靜英)

Characteristics of waveform of color stimulation mode multifocal electroretinogram in normal eyes

ZHAO Jie, HU Jun, TANG Jian-ming, WANG Li, ZHOU Yan-yan, DAI Qiu-bai, XIONG Yi, HUANG Jie, QIAN Jin, YANG Sen

Department of Ophthalmology, Baoshan District Integrative Medicine Hospital, Shanghai 201900, China

HU Jun，Email: hujun78731@sina.com

Objective To observe the changes and characteristics of waveform of color stimulation mode multifocal electroretinogram in normal eyes, to provide normal baseline values and to assess the feasibility of color stimulation mode multifocal electroretinogram in macular diseases. Methods Multifocal electroretinogram (ERG) was performed in 38 normal eyes(from 19 volunteers). Color pattern stimuli were obtained with color monitor controlled by computer program. The color graphic system could present white/black(W/B), red/black(R/B), and green/black(G/B). The latency and amplitude of FOK and flicker-30Hz was compared in order to find out the characteristics of the changes of waveform. Results P1 latency of FOK and flicker-30Hz was negatively correlated with luminance,whereas P1 amplitude was positively correlated with luminance. Conclusion The different color stimulus mode has the brightness effect. The changes of different brightness characteristics of different color can reflect the functional situation of different luminance channel of macular area. (Chin J Ophthalmol and Otorhinolaryngol,2015,15:194-196,199)

Electroretinogram, multi focus； Macular； Color

上海市寶山區(qū)科學(xué)技術(shù)委員會基金資助項目(08-E-6)；上海市重點?？平ㄔO(shè)資助項目(ZK2012A03)

上海市寶山區(qū)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院眼科 上海 201900

忽俊(Email:hujun78731@sina.com)

10.14166/j.issn.1671-2420.2015.03.011

2015-02-03)