icVEP应用在青光眼中的研究进展

关婷婷 律鹏 杨瑞 韩聪 张文芳

青光眼是一组以特征性视神经萎缩和视野缺损为共同特征的疾病，病理性眼压增高是其主要危险因素，其现已成为全球第一位不可逆致盲眼病，青光眼性视神经病变是世界公认的主要致盲原因[1]，不幸的是，当这种青光眼性神经病变被发现时，视觉系统已出现典型永久性损伤和广泛视觉功能的丧失[2]。由于种族差异和眼球解剖结构方面的差异，亚洲人更容易患闭角型青光眼，而非洲人或欧洲人则以开角型青光眼多见[1]；近年随着中国经济和卫生事业的发展，开角型青光眼的诊断技术的不断进步以及中国人近视眼发病率的增加，近年我国开角型青光眼的构成比也有了增高的趋势。2013年全球原发性开角型青光眼(primary open-angle glaucoma,POAG)发患者数达6 000万，预计2040年将超过1亿[3]。目前诊断青光眼最常用的功能评估方法是视野分析，但当这些视野缺陷被检测到时，视网膜神经节细胞(retinal ganglion cell,RGC)显著减少, 在损害达20%～40%之前不能充分发现早期青光眼功能丧失[4]；因此，视野分析检查不足以早期诊断青光眼。

视网膜中有许多神经节细胞的亚群，这些亚群代表了视觉信息向大脑传递的平行通路，有证据表明青光眼神经病变会延伸到大脑的初级视觉结构[5]。而在青光眼的早期，可能其中一个亚群活性比其他亚群活性更高。随着研究的深入，大细胞(magnocellular,M)和小细胞(parvocellular,P)通路每一个通路都有开(ON)和关(OFF)的细分的功能区别变得清晰起来[6]。M和P通路在功能上是不同的:M通路主要传达低空间频率/高时间频率信息，对低亮度对比度敏感，对色彩信息不敏感；而P通路传输较高空间频率/低时间频率信息，对低亮度对比度不敏感，但对等亮度色觉信号响应较好[7，8]。而在人类中，M细胞比P细胞大得多，M-ON细胞又比M-OFF细胞大得多[9]。有研究表明，M-ON细胞轴突直径较大，可能在早期青光眼中优先受损，并可能导致视野丧失[4]。

一种新技术―分离格栅视觉诱发电位(isolated-check visual evoked potential,icVEP)有望能够更早、更快地检测青光眼损伤[5]，它针对的是在青光眼早期选择性损伤的M通路的皮层活动，该通路主要由具有大直径轴突的RGCs管理[10-12]，为了测量这一通路的功能，icVEP被设计成一个低空间/高时间频率的亮刺激。本文就目前关于icVEP应用在早期青光眼中的相关研究作一阐述，研究主要集中于对早期POAG的研究。

一、icVEP技术的工作原理

以往文献使用的icVEP检查设备有neuodia视觉电生理诊断系统(MKWH AMD，湖州美科沃华医疗技术有限公司)及EvokeDx装置(科南医疗美国公司，加利福尼亚州欧文市)等。以neuodia视觉电生理诊断系统为例简述icVEP检测方法，该装置的工作原理[13]是基于检测青光眼患者RGC传输功能的障碍。在测试开始，涂有电解膏的电极固定到患者的头皮上，记录电极沿头皮中线放置:活动电极Oz放置在枕骨粗隆上2～3 cm;参考电极Pz放置在鼻根和枕骨粗隆中间;接地电极放置于眉心处。患者被要求听一个听觉提示，并盯着电脑屏幕中央的十字架，这将显示一个特定的视觉模式。这种特殊的图像诱发受试者大脑皮层反应，由Neucodia系统记录，以脑电图(electroencephalogram,EEG)的形式表现出来。这个过程总共花费2秒的时间(每1 s进行EEG测试和记录)。然后，将脑电信号转化为基频分量(fundamental frequency component,FFC)，FFC是脑电信号检测中的一个重要中间参数。经过8次独立测试后，仪器计算出平均FFC和95%置信圆的半径。icVEP的最终结果以信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)呈现,SNR被定义为8次运行得出的FFC的平均振幅与95%置信圆半径之比。用SNR评估受试者是否存在青光眼性视神经损害，以区分正常受试者与青光眼患者。

二、icVEP区分青光眼和非青光眼患者的敏感性与特异性

2008年，Zemon等[13]报道了icVEP作为青光眼评估的潜在工具的临床效用，近年来有许多icVEP用于青光眼诊断的研究。目前的研究均表明，icVEP具有有效区分健康眼和青光眼的一般能力,能够检测早期青光眼对视神经的损害[13-17],但得出的敏感性与特异性却不尽相同。一般将敏感性定义为在结构或功能测试中出现异常的青光眼的百分比；特异性定义为在结构或功能测试中正常对照眼的百分比[16]。

(一)不同SNR诊断标准对icVEP敏感性与特异性的影响

有研究将SNR≤1.0定义为异常，SNR>1.0定义为正常[13，18]。一小样本量(对18例青光眼患者和16例对照组进行icVEP检查)研究以10 Hz作为静态背景，发现在15%亮度条件下，产生的分类准确性最高(94%)，其次为10%(91%)[13]，很多研究在此基础上开展。相关研究表明，不同的SNR诊断标准下，icVEP诊断青光眼的敏感性与特异性不同。有研究在10 Hz/15%的条件下进行检测，以SNR为1作为诊断标准，icVEP检测早期OAG眼异常的敏感性为62.2%，特异性为92.3%，准确性为74.6%；而以SNR为0.93作为分界，该检测的特异性更高(100%)，但敏感性有轻微下降(59.5%)[14]，与其之后的研究结果基本一致[19]，而与以往研究存在差异[5，18]； Kolomeyer等[17]根据青光眼严重程度将研究对象分为不同亚组，得出区分青光眼和非青光眼患者SNR最佳界限是0.95，最大限度地提高了敏感性(82%)和特异性(100%)，而Zemon等[13]发现SNR ≤1具有最大的诊断效用(敏感性78%，特异性100%)，Xu等[20]认为SNR≤0.85最理想(敏感性91%，特异性70%)，可能是由于检测环境、所使用的青光眼定义的差异、所研究患者群体的内在差异以及EvokeDx和Neucodia设备在显示方面的差异造成，这提示需要在青光眼诊断标准、检查设备及研究群体的一致的前提下进行进一步大样本、多中心研究，以获得SNR最佳界值，更早发现早期青光眼患者，更好指导临床。

(二)不同青光眼诊断标准下ic-VEP的敏感性与特异性

不同的青光眼诊断标准下，所报道的icVEP的敏感性与特异性也不相同。Chen等[15]眼底视盘照相作为标准，得到icVEP的敏感性和特异性分别为38.5%和77.8%；以Moorfields回归分析分类器作为参考时，其敏感性和特异性分别为51.4%和78%；将两种检查结合后得到的敏感性和特异性53.1%和84.6%；其另一篇研究报道表明icVEP在10 Hz/15%条件下诊断早期POAG的敏感性为80%，特异性为90%[21]，与Fan等[19]研究中icVEP诊断早期青光眼的敏感性(62.2%)和特异性(92.3%)不同，可能是由于后者纳入的研究对象平均视野缺损值(MD)较小引起。相关研究得出的icVEP敏感性与特异性不同，其与SNR区分正常与青光眼的标准、诊断青光眼的参考标准以及是否对青光眼患者进行严重程度分期等相关。截至目前的研究，样本量相对较小，并且缺乏对任何整体年龄或性别的效应研究，为了解决这一问题，需要进行更多年龄和性别匹配的受试者进一步研究。

三、icVEP与OCT的相关性

Quigleyl[2]及Curcio 等[22]的研究表明，近50%的RGC集中在距中央凹4.5 m以内,神经节细胞层和内丛状层(ganglion cell layer and inner plexiform layer, GCL+IPL)仅包括黄斑区RGC胞体和轴突，而视网膜神经纤维层(retinal nerve fiber layer,RNFL)包括来自视网膜其他区域的轴突。因此，GCL+IPLT可能比pRNFLT更能反映黄斑结构损伤。以往研究表明，OAG患者早期RNFL厚度和盘沿的损害主要发生在颞上及颞下区域[23-25]，而有研究表明仅颞上象限RNFL变薄与SNR显著相关[14，19]，原因有待进一步研究。还有研究通过受试者工作特征曲线下面积(the areas under the receiver operating characteristic curves,AUC)定量比较icVEP和OCT对早期POAG的诊断效能，结果表明SNR和最小GCIPL的AUC无统计学意义，但icVEP的AUC值相对较高[16]。多项研究证实icVEP在早期青光眼诊断中的AUC值高于OCT，分析其可能的原因有：首先，研究发现个体GCIPL厚度会因个体变异、年龄和种族的不同发生变化[26]，这种变化可能降低OCT在青光眼诊断中的诊断能力;其次，icVEP专门检测由具有大直径轴突的RGC管理的M-ON通路的传递功能[10-12]；然而，OCT中的GCIPL分析测量的是从神经节细胞层到内丛状层的视网膜厚度[26]，而不考虑是否包含大直径轴突的RGC，这也可能降低GCIPL分析在早期青光眼检测中的诊断性能;最后考虑到青光眼患者的功能损害有两个来源:一个是视网膜水平，另一个是视网膜后水平(如外侧膝状体核水平[27])，icVEP检测整个视路功能的完整性，而OCT只检测到视网膜水平的形态学异常，这表明icVEP在整个视觉通路中比OCT更有可能识别青光眼损害，但目前尚未有直接证据支持；同时Chen等[16]通过定性比较icVEP与OCT的敏感性与特异性，发现二者对早期POAG诊断效能相近。有研究对icVEP与GCL+IPLT对应关系进行研究[28]，发现在早期青光眼，调节深度(depths of modulation，DOMs)为14%得到的SNR与下方GCL+IPLT有显著相关性，而中晚期青光眼icVEP的SNR在32%的DOMs下表现为与上方GCL+IPLT显著相关[28]，推测其原因为DOM为14%的刺激可能在很大程度上驱动M细胞，这在早期青光眼中似乎更易受损[29，30],这与Hood[31]和Nouri-Mahdavi[32]的研究一致；相比之下，32% DOM刺激可能同时驱动除M细胞和P细胞[33]，提示中晚期青光眼中，这两种细胞都有损伤。在评估早期青光眼诊断能力时存在一个固有问题：在许多病例中，青光眼的定义是SAP上所见的功能缺陷；与OCT直接比较，Chen等[16]发现icVEP的敏感性和特异性(敏感性80%，特异性90%)与OCT测量RGC-IPL厚度分析的敏感性和特异性无统计学差异(敏感性72%，特异性85%),而15/45只眼(33.3%)icVEP与RGC-IPL分析不一致，这可能突出了技术的差异性，以及结构和功能异常在不同患者中可能不会遵循相同的时间进程的可能性。这一观点得到了Higginbotham[34]支持，他们报道结构改变占早期青光眼所有转变的近60%，功能改变占40%，结构和功能异常占的不到15%。因此，仅发现结构或功能异常就会导致早期青光眼的漏诊。因此，综合评估结构和功能改变可能提高早期青光眼的检出率。既往研究表明，POAG眼比正常眼压性青光眼(normal tension glaucoma, NTG)M通路受到更严重的干扰，而倍频技术对POAG比NTG更敏感[35，36]，但目前尚未有关于icVEP对POAG与NTG敏感性的研究。

四、icVEP与SAP的相关性

Chen等[15]的研究表明,无论基于哪种诊断标准，icVEP在检测早期青光眼中的整体表现与SAP相当，两种功能检查的敏感性与特异性无显著差异,但检查结果存在差异，差异高达67眼(23.3%)，提示SAP能检测到icVEP丢失的真正的异常，反之亦然；而Kolomeyer等[17]将视野前青光眼患者定义为那些RNFL分析异常但视野正常的患者，尽管样本量小，但与对照组相比，视野前组的SNR值明显较低，这表明icVEP可能比标准视野测试更早发现该亚组患者的损伤。也有研究表明，即使在青光眼早期，黄斑区视网膜神经节细胞也受到损害[21，37]，有研究使用Humphrey视野分析仪30-2SITA程序分析中央16个测试点的模式偏差(其对应5°～10°Bjerrum区域，此区域几乎有一半的大细胞分布在该区域[5，6，38]),表明异常测试点数量与SNR呈负相关,提示icVEP可检测早期OAG的功能异常，反映中枢视野丧失的严重程度[14，28]。Kolomeyer等[17]同时发现中晚期青光眼与晚期青光眼SNR之间差异无统计学意义;考虑到青光眼是使用相对主观的外周视觉功能(SAP)来分层的，而icVEP是在10×10度视野内对中央视觉功能的客观测量，这就不难理解了。

五、icVEP检查的影响因素及局限性

Fan等[19]的研究表明，SNR与基线眼压及中央角膜厚度无相关性；有研究表明，瞳孔大小可以影响正常受试者的icVEP结果，icVEP值受瞳孔收缩、扩张以及光学介质模糊的影响[18]，缩瞳和散瞳状态下SNR值都会降低。icVEP检查需要保留中心视力，其检查设备仅在黄斑中心10°内呈现刺激，因此不能检测周边视野缺陷[17]。

六、小结

目前的研究均表明，icVEP具有有效区分健康眼和青光眼的一般能力,能够早期检测出青光眼对视神经的损害,其可作为一种有用的、客观的电生理视野功能测试，用于早期青光眼的诊断。icVEP检测具有较高的敏感性与特异性，其操作简便，耗时短，易于学习，较视野检查更适于青光眼高危人群的筛查，与青光眼其他结构和功能检查相结合，有望进一步提高早期青光眼的检测率，并具有良好的诊断与筛查前景。目前的研究样本量相对较少，没有统一的SNR标准，结论存在一定的差异，需要在相对统一的检测条件及青光眼诊断标准下进行多中心、大样本量的研究，获得最佳的SNR界值及早期与中晚期的最适检测条件，更早发现青光眼损害，更好指导临床。