不同光谱刺激对不同年龄段正常眼图形视觉诱发电位的影响

忽俊，唐建明，王丽，熊毅，黄洁，顾永顺

临床已发现传统黑白翻转刺激图像视觉诱发电位不能辨别早期的中心视力未受损的视神经功能异常。但这些早期中心视力尚好的视神经系统疾病多数已出现色觉异常。彩色图形视觉诱发电位（Chromatic pattern visual evoked potential,CP-VEP）是采用彩色光谱刺激达到分离视觉系统色觉通路的电生理技术[1]。CP-VEP检查可以对色觉功能神经通路的完整性进行评估，因而有助于在中心视力尚未受损的视路疾病（如早期青光眼，轻度的眼视神经钝挫伤，色觉异常的婴幼儿等）早期发现、诊断和鉴别诊断先天性色觉异常以及某些疾病所致的色觉改变[2,3]。本研究中应用黑-白、红-黑及绿-黑三种不同色彩刺激模式检查不同年龄段受检者正常视力眼，以比较所得峰时及振幅情况，通过图形分析确定不同年龄段正常视力人群CP-VEP正常参考值及对CP-VEP的检测方法的临床应用可行性。

1 对象与方法

1.1 研究对象

纳入50名正常视力眼志愿者（共99只眼），年龄3～90岁，平均31.84岁，其中男26人，女 24人。儿童组（3～14岁）19人38只眼，平均年龄6.26岁；青少年及青年组（15～30岁）9人18只眼，平均年龄22.22岁，其中 15～18岁 4人，18～30岁 5人；中年组（31～60岁）11人21只眼，其中1人因1眼为弱视眼而只纳入1眼，平均年龄42.45岁；老年组（61～90岁）11人22只眼，平均73.27岁。所有被纳入者进行裸眼视力（国际标准视力表）、色觉、眼球活动、注视性质及常规前后节检查。

纳入标准：（1）无全身性疾病，排除被检查眼的眼科疾患；（2）国际视力表检查被检查眼裸眼视力均≥1.0；（3）眼前节、眼底、眼球活动度、中心注视、视网膜对应均正常；（4）色觉检查采用 《色觉检查图》，排除色觉异常者；（5）了解临床试验情况并签订知情同意书。

排除标准：（1）存在全身系统性疾病，如高血压病、糖尿病、其他心脑血管病病等；（2）被检查眼存在眼部疾病，角结膜病，白内障，青光眼、视神经病变、视网膜病变等；（3）视力表检查被检眼裸眼视力<1.0；（4）存在色觉异常者；（5）中途要求退出临床实验者；（6）检查配合困难者。

1.2 P-VEP检查方法

检查设备及设置：采用ROLAND CONSULT Stasche&Finger GmbH公司生产的视觉电生理检查系统RETI-scan（型号ISCEV60）。视觉刺激器为24英寸显示器，屏幕亮度100 cd/m2，对比度99%，分辨率800×600。刺激模式：全视野模式刺激，黑白格图形翻转，翻转频率3.2 Hz，背景光照度3~5 lx，平均叠加次数为128次，分析时间为250 ms，滤波通频带宽为0.1~500 Hz。阴极射线管（CRT）显示器与受检眼的距离设定为100 cm。测试房间平均光亮度80 cd/m2。

刺激条件设定：用计算机软件编辑设置红、绿两种纯色，亮度为30 cd/m2，用PR-650分光测色计标定红光波长624 nm，绿光波长544 nm分别为长波长及中波长光，同时选用最高亮度白色（亮度为130 cd/m2）、最低亮度黑色（亮度为10 cd/m2）。将上述四色制成黑-白、黑-红、黑-绿三种棋盘格翻转图形刺激模式，并将三种刺激模式亮度对比度均调至99%，以消除亮度对比因素的影响，而观察单纯色觉刺激特点。

棋盘格翻转的时间频率为1 Hz，空间频率为32.4′，受检者距离刺激屏63 cm，屏幕水平视角为32°。接受检查时，受试者身处安静、相对封闭的正常荧光灯照明检查室，室内光照度约为300 lux。

检测方法：在屏蔽良好的专用电生理检查室接受检查。暗室环境自然瞳孔。电极的放置采用国际电生理协会建议使用的标准10-20系统电极放置法，记录电极为金箔盘状电极，单极导联记录，作用电极1个，记录电极安放在枕骨粗隆上1 cm处皮肤面，参考电极放置于前额正中发际线下5 mm，接地电极放置于耳后乳突区皮肤面，安置电极前用75%乙醇及电极膏擦洗皮肤，阻抗控制在10 kΩ以下。让受检眼分别接受黑-白、黑-红、黑-绿三种棋盘格翻转图形模式刺激，一种模式刺激后让受检眼闭目休息1 min，再行另一模式刺激，分别记录所诱发的波形。检测时单眼检测，对侧眼遮盖，注视屏幕中央红色十字交叉线中心点，每只眼测试均重复3次，由同一熟练技术人员进行检查，观察受试者是否有良好的可重复性，重复性差者被筛除。

观察指标：以P-VEP波形的P100波的潜伏期和振幅为观察指标。本实验室中所记录到的P-VEP波形显示为负波朝下，正波朝上，潜伏期单位为ms，测量从刺激开始到相关成分波的波峰 （或波谷）的顶点，振幅的单位是μv，该视觉电生理检测系统采用从基线到波峰或波谷顶点的测量方式。

1.3 统计学方法

本实验所有数据均采用SPSS 20.0统计软件包进行分析。不同刺激模式比较采用重复测量资料方差分析，计量资料采用均数±标准差（x¯±s）表示，差异比较采用t检验，同一空间频率的组间比较采用单因素方差分析，以p＜0.05为差异有统计学意义，当p＜0.05时进行两两比较，采用LSD法。

2 结果

2.1 不同色彩刺激模式对四个年龄组P-VEP的P100波潜伏期的影响

四组不同年龄志愿者在三种不同色彩刺激模式下所诱发的P-VEP波形相似而稳定，其中P100波潜伏期在不同年龄段以及不同色彩刺激模式下均存在显著统计学差异 （重复测量资料的方差分析：F分组=12.273，p＜0.001;F色彩刺激模式=37.67，p＜0.001;F交互作用=2.125，P=0.052）。从整体看，老年组 P100波潜伏期＞青少年组＞中年组＞儿童组（两两比较法，LSD法）；同时黑红刺激模式P100波潜伏期＞黑绿刺激模式＞黑白刺激模式（不同色彩刺激模式两两比较，LSD法）（见表1）。两两比较采用LSD法，在黑白模式下青少年组与中年组比较P=0.059，余其它年龄组两两比较，P均＜0.05；在黑绿模式下青少年组与与中年组相比，P=0.098，余其它年龄组两两比较，均为p＜0.05；在黑红模式下各年龄组两两比较，均为P＞0.05。

表1 三种色彩刺激模式下不同年龄正常眼P-VEP P100波潜伏期比较,ms)

表1 三种色彩刺激模式下不同年龄正常眼P-VEP P100波潜伏期比较,ms)

注：*在黑白模式下青少年组与中年组比较P=0.059，余其它年龄组两两比较，均为p＜0.05；#在黑绿模式下青少年组与与中年组相比，P=0.098，余其它年龄组两两比较，均为p＜0.05。P-VEP：图形视觉诱发电位

组别 眼数 色彩刺激模式黑白 黑绿 黑红116.05±16.64 116.50±5.45 115.38±5.41 121.41±6.52 F值P值儿童组（3～14 岁）青少年组（15～30 岁）中年组（31～60 岁）老年组（61～90 岁）38 18 21 22 103.29±3.82 111±2.03*108.38±4.01 114.82±6.14 107.79±3.57#113.55±5.1 109.85±3.88 116.45±5.99 1.342 0.265 37.1＜0.001 19.06＜0.001

2.2 不同色彩刺激模式对四个年龄组P-VEP的P100波振幅的影响

四组不同年龄志愿者在三种不同色彩刺激模式下所诱发的P-VEP波形中P100波振幅在不同年龄段以及不同色彩刺激模式下均存在显著统计学差异（重复测量资料的方差分析：F分组=227.537，p＜0.001;F色彩刺激模式=492.923，p＜0.001;F交互作用=87.832，p＜0.001）。从整体看来，儿童组P100波振幅＞青少年组＞中年组＞老年组（两两比较法，LSD法）；同时黑白刺激模式P100波振幅＞黑绿刺激模式＞黑红刺激模式（不同色彩刺激模式两两比较，LSD 法，p＜0.05）（见表2）

表2 三种色彩刺激模式下不同年龄正常眼P-VEP P100波振幅比较(,μv)

表2 三种色彩刺激模式下不同年龄正常眼P-VEP P100波振幅比较(,μv)

注：*在黑白模式下，中年组与老年组比较P=0.154，余其它年龄组两两比较，均为p＜0.05。P-VEP：图形视觉诱发电位

组别 眼数 色彩刺激模式黑白 黑绿 黑红23.03±4.71 10.95±2.25 8.31±2.75 6.18±1.99 F值P值儿童组（3～14 岁）青少年组（15～30 岁）中年组（31～60 岁）老年组（61～90 岁）38 18 21 22 45.16±8.54 19.85±3.12 14.33±3.99*11.71±3.13 33.12±5.62 14.84±2.96 10.75±2.76 8.02±1.99 205.503＜0.001 243.329＜0.001 147.818＜0.001

3 讨论

色觉是十分重要的一种视觉功能，其通路在人类出生后早期即开始发育，直至青年时期趋于稳定[4]。多种累及视神经或视觉通路的疾病在早期即可出现色觉功能的障碍，但这种早期障碍通常难以通过色盲检查表检测出来，在无法用语言表达的婴幼儿患者，色觉功能的检查存在更大的难度。既往已有研究发现在青光眼、眼外伤等视神经损伤疾病中，单纯应用黑白翻转刺激模式的P-VEP检查以P100波峰潜时延长或和波幅降低为观察诊断指标阳性率较低[5]。为提高P-VEP检测的阳性率，应用寻找最佳图像刺激空间频率和时间频率的方法阳性检查率仍不理想[6]。近年来的研究提示，在尚未发现视野异常的青光眼早期病变以及轻度视神经挫伤眼即存在获得性色觉缺陷[7]，并证实视神经病变时红光刺激反应较敏感[8]。为进一步诊断眼病异常彩色P-VEP提供参考，本研究纳入了不同年龄组人群，建立黑白、黑绿、黑红三种色彩刺激模式分别对不同年龄组人群进行刺激，观察并分析比较所获波形的特点，既往研究中尚未见有相同研究方式。

在研究中我们发现无论哪种色彩刺激模式下，不同年龄组所获波形的P100潜伏期以及振幅的变化趋势相同，这一点可以用视觉系统随年龄增长的发育特点进行解释。但在同年龄组内不同色彩刺激模式所获得的P100潜伏期以及振幅则存在显著差异，在研究设定三种刺激模式有色光亮度相同且对比度相同的情况下，黑红刺激模式所获波形潜伏期较黑绿模式延长，而黑绿刺激模式所获潜伏期又较黑白刺激模式延长，而振幅变化则表现出黑白刺激模式大于黑绿模式，而黑绿刺激模式所获振幅大于黑红刺激模式的特点。三种刺激模式间的波形差异均存在显著的统计学意义，这提示本研究中所设计的三种对比度、亮度相同的色彩刺激模式有效的分离了色觉通路，也同时提示波长越长的有色光刺激所获P-VEP的P100波潜伏期越长而振幅越低。

CP-VEP是研究人类色觉的一种客观检测方法，对于早期累及色觉功能的多种眼病可能起到早期诊断的作用，使其发挥最大作用关键还在于方法学本身的进一步发展和完善，本研究所获不同年龄组人群的彩色P-VEP不同模式正常值将为临床提供方法学及数据方面参考。