正常眼不同色彩刺激模式多焦视网膜电流图的波形特征△

赵婕 忽俊 唐建明 王丽 周燕燕 戴秋白 熊毅 黄洁 钱锦 杨森



·临床研究·

正常眼不同色彩刺激模式多焦视网膜电流图的波形特征△

赵婕 忽俊 唐建明 王丽 周燕燕 戴秋白 熊毅 黄洁 钱锦 杨森

目的 采用不同色彩多焦视网膜电图(mfERG)刺激模式刺激正常眼黄斑部视网膜，观察不同刺激模式mfERG的波形改变及其特征，为将不同色彩刺激模式mfERG应用于黄斑疾病的检测提供正常基线标准和评估检查的可行性。方法 分别采用黑/白刺激模式、黑/红刺激模式和黑/绿刺激模式对19例正常视力成年志愿者进行检测，比较分析一阶kernel反应(FOK)的平均反应密度和峰时变化特征，以及稳态闪烁光反应(flicker-30Hz)的平均反应密度和峰时的变化特征。结果 正常人FOK以及flicker-30Hz 1～5环P1波潜时与刺激色彩的亮度呈负相关，而P1波平均反应密度与刺激色彩亮度呈正相关，P1波峰时和平均反应密度与平均亮度均呈线性回归关系，表现为其亮度特征。结论 不同色彩刺激模式存在亮度效应，由不同色彩的不同亮度特征性改变可以客观反映黄斑区不同亮度通道的功能情况。 (中国眼耳鼻喉科杂志，2015，15：194-196,199)

视网膜电图，多焦；黄斑；彩色

色觉是眼视功能重要的组成部分，在许多黄斑部疾病均可早期出现获得性色觉缺损(acquired color vision defects, ACVD)[1]。有研究[2]采用颜色视诱发电位(color visual evoked potential, CVEP)来了解以黄斑区为主的视锥细胞至视皮质通道的功能状况，以提取更多有关视觉系统的信息。由Sutter等研制的一种多焦(多刺激野)视网膜电图(multifocal electroretinogram，mfERG)可直观地显示对应于视网膜各部位的反应密度，从而反映各部位的视功能。现有的mfERG采用局部白色光闪光刺激模式，而局部采用彩色光刺激模式的mfERG在正常人群及黄斑疾病所表现的波形特征和临床应用，尚罕见深入的研究报道。本研究采用不同亮度的颜色光刺激模式mfERG观察了正常人眼一阶kernel反应(first order kernel, FOK)及闪烁光反应(flicker-30Hz)的平均反应密度和峰时变化特征。

1 资料与方法

1.1 资料 健康志愿者18名(36眼)，年龄30～70岁，平均51岁。入选条件为裸眼或矫正视力≥1.0，屈光度≤±3 D，C/D<0.3，眼底、色盲检查图试验正常。

1.2 方法 行颜色光刺激模式mfERG检测。

1)彩色光刺激器。采用彩色监视器作为刺激器，刺激屏为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，对比度99%。进入刺激器编辑模式设定刺激色彩，产生黑/白、黑/红和黑/绿3种刺激模式，3种单色光色调、亮度可调。彩色刺激器的光谱由光谱测定仪测定，波长分别为红620 nm、绿552 nm，刺激器亮度由美国产Spectra Pritchard Photometer 1980 A型彩色亮度计测量。4种颜色光的亮度值如下：白(82.0 cd/m2)/黑(2.0 cd/m2),平均亮度42.0 cd/m2；红(14 cd/m2)/黑(2.0 cd/m2)，平均亮度7.7 cd/m2；绿(62.0 cd/m2)/黑(2.0 cd/m2)，平均亮度31.8 cd/m2。刺激野是以黄斑为中心约30°的视网膜，共有61个六边形，每个六边形在二进制m序列控制下黑白翻转。

2)记录仪器。采用德国罗兰公司生产的多焦视觉电生理检查系统(RETIscan 3.15version)。

3)记录条件。FOK每1周期47 s，flicker-30Hz每1周期41 s，均做4个周期。室内自然光线。

4)检查方法。受检者眼与刺激屏间距离30 cm，60°视角。以中央交叉红线中心为固视点，0.25%托吡卡胺散瞳；1%丙美卡因局部表面麻醉后，置Jet接触镜电极于角膜，接触镜与角膜间填充甲基纤维素；地电极置于前额正中，参考电极置于同侧外眦处。记录时自动剔除因眼球运动，接触镜进气泡，眨眼或眼肌颤动引起的伪迹。

1.3 统计学处理 采用SPSS 13.0统计软件包，记录以黄斑中心凹为中心的1～5环区域FOK及flicker-30Hz所得波形的P1峰时及平均反应密度数据，进行F检验、Studentt检验。

2 结果

2.1 正常人FOK的彩色光刺激模式mfERG波形特征 正常人不同亮度颜色光刺激mfERG FOK 1～5环P1峰时均存在差异(图1)，1～5环峰时从长至短依次为红、绿、白，1～4环P1峰时之间经F检验，差异均有统计学意义，第5环3种颜色光所得P1峰时差异无统计学意义(F=1.99，P=0.147，表1)；P1平均反应密度从大至小依次为白、绿、红，经F检验，1～5环平均反应密度差异均有统计学意义(P<0.05，表2)。P1峰时和平均反应密度的变化与单色光的亮度有关。P1峰时的长短、平均反应密度的大小与颜色光亮度的变化一致。

2.2 正常人flicker-30Hz的彩色光刺激模式mfERG波形特征 正常人不同亮度颜色光刺激mfERG flicker-30Hz 1～5环P1峰时均存在差异，1～5环峰时从长至短依次为红、绿、白，2、4、5环P1峰时之间经F检验，差异均有统计学意义，第1、3环3种颜色光所得P1峰时差异无统计学意义(表3)；P1平均反应密度从大至小依次为白、绿、红，经F检验，1～5环平均反应密度差异均有统计学意义(P<0.05，表4)。P1峰时和平均反应密度的变化与单色光的亮度有关。P1峰时的长短、平均反应密度的大小与颜色光亮度的变化一致。

图1. 3种色彩刺激模式所得mfERG 1～5环波形图比较 A. 黑/白刺激模式；B. 黑/绿刺激模式；C.黑/红刺激模式

表1 正常人彩色光刺激模式mfERG FOK1～5环P1峰时

单色光P1峰时第1环第2环第3环第4环第5环白/黑35.16±3.7633.78±3.3733.69±3.2634.73±3.6136.45±3.32绿/黑38.02±1.0937.33±1.3935.96±2.0936.38±1.2637.22±1.49红/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环P1平均

图2. 3种色彩刺激模式所得mfERG flicker-30Hz P1波1～5环波形图比较 A. 黑/白刺激模式；B. 黑/绿刺激模式；C.黑/红刺激模式

单色光P1峰时第1环第2环第3环第4环第5环白/黑31.97±6.3728.41±5.3434.70±4.6233.18±1.4934.60±1.84绿/黑34.60±4.0532.66±2.7234.91±2.0033.30±1.8734.94±2.07红/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环P1平均反应密度 )

3 讨论

颜色视觉形成的要素包括光源、颜色物体、眼及大脑。颜色的三大属性包括色相、明度和饱和度。在人眼对颜色感知的过程中，人眼视网膜外层的2种光感受器细胞——视锥细胞和视杆细胞起到了至关重要的作用，它们是视觉通路的第1级神经元。其中视锥细胞在明环境中感受光的强弱、颜色及分辨细节，且主要分布于黄斑中心凹处。视网膜上的视锥细胞有3种类型(S，M，L)，一系列波长的光以不同程度刺激这些感受器中的每一种。例如，黄绿色的光以一样的强度刺激L和M视锥细胞，但仅仅微弱地刺激S视锥细胞。红色光在另一方面，刺激L视锥细胞远多于M视锥细胞，而几乎不刺激S视锥细胞；蓝绿色光刺激M视锥细胞多于其刺激L视锥细胞，刺激S视锥细胞也更强烈，也是视杆细胞的峰值刺激；蓝色光比红色或绿色的光更加强烈地刺激S视锥细胞，但更弱地刺激L或M视锥细胞[3]。大脑组合来自每种受体的信息以产生对不同波长光的不同感知。视网膜中层的双极细胞起到了桥梁作用，是视觉通路的第2级神经元；而视网膜内层的神经节细胞，与视觉中枢相连，是视觉通路的第3级神经元。3级神经元受损或色觉中枢系统受损都将导致色觉障碍。

因染色体异常所导致的色觉障碍称为色盲症，而由于视觉系统病变而产生的色觉异常则称为获得性色觉缺损。早在9世纪末，这类色觉异常的存在就已被发现和证实，同时也发现视网膜病变通常可能出现黄-蓝色色觉异常，也可能出现红-绿色色觉异常，而视路疾病则多表现为红-绿色色觉异常。视网膜疾病产生的红-绿色色觉异常称为Ⅰ型色觉缺损，视神经疾病产生的红-绿色色觉异常称为Ⅱ型，视觉系统病变所产生的黄-蓝色色觉异常称为Ⅲ型。随着病变的发展，色觉缺损最终均可表现为全光谱辨色障碍，称为A型色觉缺损[4]。由于视觉通路存在色彩通路，不同种类的视细胞受损可能导致不同的色彩通路异常，但因为色彩与亮度息息相关，所以推测视觉通路同时也存在亮度通路，不同类型的视觉系统病变可能表现出不同色彩通路及不同亮度通路的异常。这对于早期发现和鉴别视觉系统的病变及类型具有重大意义[5]。

mfERG较传统全视野ERG更能直观地反映视网膜黄斑区的功能，选择性消除不同类型的细胞对mfERG的反应。结果认为mfERG的FOK成分与给撤双极细胞的反应有关，而flicker-30Hz反应与视网膜外层光感受器(视锥细胞)的反应有关。基于以上考虑，本研究希望通过比较正常人眼mfERG的不同色彩刺激模式所得波形，总结分析不同mfERG色彩刺激模式下波形特点，以评估不同色彩刺激模式mfERG在视网膜疾病，尤其是黄斑部疾病中的应用前景。

本研究显示在正常眼mfERG FOK中，随刺激光亮度改变，P1峰时也发生相应变化，平均亮度减少时，P1峰时就将增加，而P1平均反应密度降低。不同亮度下红、绿单色光，mfERG的FOK P1峰时和1～5环平均反应密度均有差异，其表现与单色光的亮度有关，P1峰时的长短、平均反应密度的大小与亮度的变化相一致。在正常眼mfERGF flicker-30Hz反应中，本研究也同样显示了不同亮度下红、绿单色光，mfERG的flicker-30Hz反应P1峰时和1～5环平均反应密度差异与单色光的亮度有关，P1峰时的长短、平均反应密度的大小与亮度的变化相一致的特点。这与既往颜色光刺激诱发的图形视诱发电位研究[6]结果相一致。这也同时证实了视觉传导系统有亮度通道的论点。

通过本研究，我们得知不同亮度颜色光刺激模式可起到分离颜色通路及亮度通路的作用，可在这些正常人群的研究基础上，进一步研究在不同黄斑部视网膜疾病中利用不同颜色刺激模式mfERG判断眼病的亮度通道损害程度、亮度辨别力下降程度、色彩通道损害程度及色彩辨别力下降程度的临床应用价值。

[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,严良,杨蕾,等.正常儿童相同对比度彩色图形视觉诱发电位的临床研究[J].眼视光学杂志，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] 田农，吴德正，梁炯基. 黄斑病变所致色觉异常的光谱视网膜电图[J].中华眼科杂志, 1993，29(3)：166-168.

[5] 黄时洲，吴德正，吴苔青，等.黄斑病变的明视视网膜电图及色觉变异[J].中国实用眼科杂志,1999,17(6)：336-337.

[6] 王泽洪, 吴乐正, 吴德正, 等. 黄斑部疾病颜色视诱发电位的亮度特征[J].中华眼科杂志，1999，35(6):430-433.

(本文编辑 诸静英)

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

上海市宝山区科学技术委员会基金资助项目(08-E-6)；上海市重点专科建设资助项目(ZK2012A03)

上海市宝山区中西医结合医院眼科 上海 201900

忽俊(Email:hujun78731@sina.com)

10.14166/j.issn.1671-2420.2015.03.011

2015-02-03)