弱视儿童瞬态图形视觉诱发电位视力与国际标准视力的比较

弱视儿童瞬态图形视觉诱发电位视力与国际标准视力的比较作者：樊云葳，李晓清，魏虹    作者单位：北京大学第一医院 小儿眼科，北京 100034 　　【摘要】  目的 研究弱视儿童瞬态图形视觉诱发电位(pattern visual evoked potential，PVEP)视力与国际标准视力表视力之间的相关性，探讨用视觉诱发电位技术检测弱视儿童客观视力的可行性及临床实用性。方法 检测32例(64眼)3～11岁的弱视患儿的瞬态图形视觉诱发电位视力(PVEP视力)及国际标准视力表视力并进行相关分析。PVEP检测使用美国LKC公司生产的UTAS-E3000电生理诊断系统，使用5个不同空间频率的水平条栅作为刺激，时间频率为2 Hz，将能够观察到典型PVEP波形的最高空间频率作为患儿的PVEP视力。结果 瞬态图形视觉诱发电位视力与国际标准视力表视力之间有良好的相关性(r=0.712，P<0.05);弱视程度不同，瞬态图形视觉诱发电位视力的分布亦有显著差异;国际标准视力表视力与瞬态图形视觉诱发电位视力存在一定数值对应规律。重度弱视组，PVEP视力100%在0.85 cpd(最低空间频率);中度弱视组，PVEP视力分布相对较分散，集中分布在3.40 cpd和6.80 cpd，无1眼达13.60 cpd;轻度弱视组，PVEP视力集中分布在3.40 cpd和6.80 cpd两个空间频率，其中达6.80 cpd者占71.2%;视力≥0.9组，全部PVEP视力≥6.80 cpd。四组PVEP视力呈相对集中分布，随国际标准视力提高，PVEP视力也相应提高。结论 在无法使用国际标准视力表检查弱视儿童视力时，可以运用瞬态图形视觉诱发电位技术进行客观视力评估，尤其是低龄弱视儿童。 　　【关键词】  视觉诱发电位，瞬态图形;视力;弱视;儿童　　A study of pattern visual evoked potential acuity (PVEP-A) and the international standard for visual acuity in amblyopic children　FAN Yunwei， LI Xiaoqing， WEI Hong.Department of Children Ophthalmology， the First Hospital of Pecking University， Beijing China， 100034　　[Abstract] Objective To investigate the relevance of pattern visual evoked potential (PVEP) acuity and the international standard for visual acuity; to explore the feasibility and practicality of the objective assessment of visual acuity in amblyopic children using transient pattern visual evoked potentials. Methods Thirty-two amblyopic children aged 3~11 years were examined with both the international standard visual acuity chart and transient pattern visual evoked potentials (PVEP acuity). PVEPs were recorded with horizontal gratings with 5 different spatial frequencies ranging from 0.85 to 13.60 cpd (LKC UTAS-E3000， LKC company). The responses were recorded for different spatial frequencies， then the highest spatial frequency that evoked the specific PVEP waveform was determined as the objective visual acuity of the subject. The international standard for visual acuity was compared to the PVEP acuity. Results PVEP acuity was highly correlated with the international standard for visual acuity (r=0.712， P<0.05). The subjects were divided into four groups. There were significant differences in PVEP acuity among the four groups (P<0.05). There was a regular correspondence between PVEP-A and the international standard for visual acuity (VA). In the high amblyopia group， all PVEP VAs were 0.85 cpd (the lowest cpd). In the moderate group， PVEP VA distribution scattered between 3.40 cpd and 6.80 cpd. No eyes achieved 13.60 cpd. In the mild group， PVEP VA was distributed between 3.40 cpd and 6.80 cpd. Among them， 71.2% of the eyes achieved 6.80 cpd. And in the group with a visual acuity of ≥0.9， PVEP vision was ≥6.80 cpd. Within the 4 groups， PVEP vision showed a centralized distribution. As the international standard visual acuity increased， PVEP VA gradually increased. Conclusion This study involving a small sample showed that an objective assessment of visual acuity based on PVEP is highly correlated with the international standard visual acuity chart. Objective assessment of visual acuity with transient pattern visual evoked potentials in young children shows that the international standard for visual acuity is unsuitable.　　[Key words] visual evoked potential， transient pattern; visual acuity; PVEP-A; amblyopia; children　　视觉诱发电位(visual evoked potential，VEP)是视网膜受闪光或图形刺激后经视路传递，在头颅皮肤表面记录到大脑皮层视中枢对视觉刺激发生反应的一簇电信号，又称为视觉诱发皮层电位(visual evoked cortical potential，VECP)或视诱发反应(visual evoked response，VER)[1]。VEP是目前临床上用于检测视网膜神经节细胞到视皮层通路功能的唯一客观检查方法。Marg等[2]早在1976 年最先将图形VEP(pattern VEP，PVEP)用于视力的测定，其基本原理是：在不同空间频率的PVEP波形中，将能记录到典型VEP反应波的最高空间频率，作为该受试者的VEP视力。此后，随着电脑技术的不断更新，应用VEP 技术有效地评估视力已经成为可能，但在评估幼儿、智障等不合作者的视功能时还缺少临床具体操作经验及数据资料。本研究旨在分析弱视儿童PVEP视力与国际标准视力的相关性，为VEP能更为广泛地应用于临床提供参考。1 对象和方法　1.1 对象 2006年1月1日~2007年4月30日期间就诊于北京大学第一医院斜视与小儿眼科门诊的32例患儿，共64眼。其中女性患儿17例(占53.1%)，男性患儿15例(占46.9%)。患儿的年龄范围从3岁1个月～10岁9个月(平均5岁7个月)。在受试眼中，弱视眼47只(重度弱视组3眼，中度弱视组23眼，轻度弱视21眼);视力≥0.9者17眼。入选标准：正常足月儿，无异常出生史;年龄在3～11岁之间，国际标准视力表矫正视力在0.1～1.5之间;眼科常规裂隙灯及眼底镜检查无明显异常，注视性质为中心凹注视;全部病例均行阿托品散瞳验光，并配戴合适的矫正眼镜1个月以上;能够配合PVEP及国际标准视力表视力检查。　1.2 实验条件 视觉诱发电位记录仪为美国LKC公司生产的UTAS-3000型视觉电生理诊断设备。采用全视野水平条栅翻转刺激诱导视觉诱发电位，方波调制，翻转频率为2 Hz，对比度为95%，平均亮度为50 cd/cm2。刺激器为17英寸纯平显示器，观测距离为1.5 m，刺激野在上述观测距离时为12.6°×9.4°。选择五种空间频率(0.85 cpd、1.70 cpd、3.40 cpd、6.80 cpd、13.60 cpd))对受试者进行检测，分析时间250 ms，波形叠加次数80次，通频带为0.5～100 Hz。电极安置采用国际标准脑电图10~20系统，金盘电极。电极间阻抗≤5 K?赘。　　认知视力检查采用国际标准视力表，视标与被检者的双眼平行，检查距离5 m。　1.3 实验方法 检查在舒适安静、具有电磁屏蔽的暗室内进行，全身放松，自然瞳孔，配戴合适的矫正眼镜，分别遮盖单眼，双眼先后进行检测。　　刺激的空间频率按0.85 cpd至13.60 cpd的顺序依次进行，每两次测试之间休息10 s。将能观察到典型PVEP波形的最高空间频率作为该受试者的瞬态图形视觉诱发电位视力。图形视觉诱发电位视力记为周/度(cycle per degree，cpd)，为每弧度视角对应的成对黑白条栅的数量，数值越大，条栅越细，视力越精细。　1.4 统计学方法 应用SPSS 13.0统计软件进行处理，采用t检验、相关分析、秩和检验。2 结果　2.1 视觉诱发电位图形分析 选择一个典型病例作为示范，其余病例均按照此规律得出瞬态图形视觉诱发电位视力。某受试儿双眼瞬态图形视觉诱发电位反应波见图1。受试者的国际标准视力表视力为右眼0.4，左眼0.5;患儿双眼均在3.40 cpd空间频率的刺激条件下可诱发出典型的PVEP反应波，在6.80 cpd空间频率时PVEP反应波均未引出，故认为受试者双眼的瞬态图形视觉诱发电位视力为3.40 cpd(其中8 Horizontal相当于0.85 cpd，16 Horizontal相当于1.70 cpd，32 Horizontal相当于3.40 cpd)。　2.2 受试眼PVEP视力与国际标准视力频数分布　　见表1。由此可见，随着国际标准视力的提高，瞬态图形视觉诱发电位视力也逐渐提高。　2.3 将受试眼分成四组：重度弱视组3眼(视力≤0.1)，中度弱视组23眼(0.2≤视力≤0.5)，轻度弱视组21眼(0.6≤视力≤0.8)及视力≥0.9组17眼，各组构成比分别为5%、33%、35%、27%。各组PVEP视力分布情况见表2，其中重度弱视组，PVEP视力100%在0.85 cpd;中度弱视组中，PVEP视力分布相对较分散，在0.85 cpd至6.80 cpd之间，其中PVEP视力达0.85 cpd仅1眼(占4.3%)，达6.8 cpd者10眼(占43.5%)，无1眼达13.60 cpd;轻度弱视组，PVEP视力集中分布在3.40 cpd和6.80 cpd两个空间频率，其中达6.80 cpd者15眼(占71.2%);视力≥0.9组，全部PVEP视力≥6.80 cpd。四组PVEP视力呈相对集中分布，随国际标准视力提高PVEP视力也相应提高。　2.4 国际标准视力表视力与PVEP视力的相关分析(见图2) 将国际标准视力表视力与PVEP视力进行相关分析，显示两者之间有良好的相关性(r=0.712，P<0.05)。　2.5 PVEP视力与国际标准视力表视力对应值 见表3。3 讨论　　弱视是指由于视觉剥夺和/或双眼相互作用异常所引起的单侧或双侧视力减退，眼科检查无可察觉的器质性病变，有些病例经适当治疗是可愈的[3]。　　婴儿出生时视觉系统尚未发育成熟，在生后一定时期的发育过程中，来自于左右眼外侧膝状体的神经元轴突彼此竞争，与视皮层的第一级神经元建立联系，形成突触，这一时期称为视觉发育的敏感期[4]。在敏感期内，视皮层的发育受环境影响，可以适应视觉环境而改变其结构、功能以及与大脑其他部分的联系，在以后的发育过程中逐渐成熟，这就是发育的可塑性[5]。许多学者认为，在敏感期的初期阶段，婴幼儿时期视力发育迅速，是视觉发育的关键期，正常视觉环境受到破坏最易产生弱视，尤其对单眼视觉剥夺最为敏感。早期检测、早期发现、早期干预，是提高弱视治疗效果的重要环节。因此，了解婴幼儿的视觉系统发育及视力发育情况，掌握各年龄段视力参考值，对于早期发现弱视和治疗弱视，评估疗效均有重要的临床意义。　　目前，国内的临床工作者多采用条栅、视力卡、视力表等检测手段对婴幼儿的视力发育进行研究。岳以英等[6]、张安琦等[7]、郑曰忠等[8]，都曾经使用不同的心理物理方法对儿童视力发育特点及检测方法进行研究。蒋丽琴等[9]应用强制性选择观看法、国际标准视力表和图形视标视力对幼儿视力进行检测，结果表明：条栅视力的检查配合程度最高，总的成功率为99.2%，但在3岁半左右时配合成功率有所下降;图形视力检查的整体成功率为95.2%，在2岁10个月～3岁3个月组的成功率只有78.1%;E 字视力的检查其总体配合成功率为92.3%，但是在2岁10 个月～3岁3个月组和3岁4个月～3岁9个月组，E 字视力的检查成功率只有78.1%和82.7%。2002年岳以英等[10]研究了弱视的早期检查法以及临床药物治疗后认为，VEP不仅可以用于评估视力，还可以对遮盖治疗疗效进行检测。2007年周鑫等[11]通过对视力范围在0.1~1.5的志愿者共180眼进行研究发现，PVEP视力与认知视力有良好的相关性，其视力区符合率极高。此后樊云葳等[12]对26例正常儿童研究发现，PVEP视力与E 视力的相关性好，波形稳定，重复性好。　　受表达能力和合作程度的限制，应用视力表、图形视力等检测手段往往很难对婴幼儿视功能进行准确的测定，条栅视力对儿童的吸引力会随着年龄的增长而减小，容易受到注意力不集中的影响。视觉诱发电位技术则为婴幼儿视力检测提供了一种较为客观的方法。研究PVEP视力与国际标准视力表视力之间的关系，特别是找寻两者的数值对应关系，有利于对婴幼儿视力状况进行评估，从而早期发现婴幼儿视力异常，对其进行早期干预。　　VEP反应受初级视皮层V1区活动的直接影响，在V1区中，大多数细胞是对特殊方位的条形刺激或边界起反应。视觉系统在对棋盘格刺激进行处理时，V1区中有对水平、垂直边界起反应的细胞分别对棋盘格的水平垂直边界做出反应，与此同时，这两类细胞的活动通过长程或短程的神经回路，经由很多细胞的同步活动整合起来，形成对棋盘格刺激的总体反应[13]。弱视主要影响细胞对信息整合的同步化过程，而对V1区中对水平和垂直边界起反应的细胞的影响较小，因此本实验选择了受弱视影响较小的条栅作为刺激方式。由于弱视儿童有可能存在隐性眼球震颤，水平性眼震尤为常见，垂直条栅更容易诱发水平眼震，而水平条栅上下反转，与水平眼震方向垂直，受眼震影响较小，因此本试验选择水平条栅刺激方式，以期为今后建立水平条栅刺激模式的视力评估数据库积累经验。　　本研究对64只受试眼的视觉诱发电位视力和国际标准视力表视力进行线性回归分析，两者相关系数r=0.712，显示两者之间有良好的正相关。随着国际标准视力的提高，PVEP视力也有提高的趋势，每一个空间频率均有相对应的国际标准视力范围，因此可以作为客观评估儿童视力的一种方法，尤其是对于没有认知能力的幼小儿童、智障者，即使是一定视力范围的评估，对于儿童视功能的判断仍具有重要意义和临床实用价值。这在2007年Mcbain等[14]已经证实，通过用PVEP为一些可疑、无器质性病变的视力丧失患者进行视力评估后发现，其中有88%的人有正常电生理和PVEP，并符合正常认知视力。　　在本实验中我们发现，两种检查方法得出的视力值有很大差别。这种数值上的差异我们分析可能有以下原因：①图形视觉诱发电位视力与国际标准视力表视力反映了对视觉信息的不同处理过程[15]。视觉诱发电位视力为条栅视力，直接反映了原始视觉中枢神经元的电生理活动;而国际标准视力表视力为认知视力，是人脑对接收到的视觉信息通过分析综合后得出的结论，这是在更高级的中枢参与下完成的。②两者的刺激方式不同。实验中PVEP视觉刺激的空间频率固定、成倍增长，调节范围有限，因此不能对视觉诱发电位视力进行更加精确的量化分析。③弱视对认识视力的损害大于对条栅视力的损害[16]。首先，两种检查视标在视网膜上的投射野大小不等，国际标准视力表按5′视角原理制成，即使0.1的视标在黄斑投射野仅为0.8°，而视觉诱发电位的刺激野为12.6°×9.4°，刺激野的范围越大，则刺激黄斑感觉细胞的范围越大，当弱视患儿有中心抑制时，刺激野越大就越容易被患儿感受到。其次，有研究证明弱视眼的视网膜感光细胞形态和感光功能仍正常，仅排列方向发生了改变，因此对分辨复杂物体的认知视力影响较大，而对条栅视力影响较小[17]。　　PVEP视力检测为婴幼儿提供了一种客观检测方法，具有重要的临床意义。由于时间有限，本实验样本量尚较小，我们期望今后能扩大样本量进行进一步研究，逐步建立较为完善的数据库，为我国儿童尤其是婴幼儿的客观视力评估提供一种实用的客观检测方法。【参考文献】  　[1] 潘映福. 临床诱发电位学[M]. 北京：人民卫生出版社，1988：321-389.　　[2] Marg E， Freeman DN， Peltzman P， et al. 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