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编号:10281406
黄斑部疾病颜色视诱发电位的亮度特征
http://www.100md.com 《中华眼科杂志》 1999年第6期
     作者:王泽洪 吴乐正 吴德正 梁炯基

    单位:510060 广州,中山医科大学中山眼科中心[王泽洪、吴乐正、 吴德正 、梁炯基]

    关键词:诱发电位;视觉;;黄斑变性;;Stargardt病

    黄斑部疾病颜色视诱发电位的亮度特征 【摘要】 目的 用颜色图型翻转视诱发电位判断黄斑部疾病亮度通道的受损程度。方法 通过计算机软件控制监视器产生白/黑、红/黑、绿/黑、蓝/黑和黄/黑棋盘格刺激,对年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration, ARMD)62只眼(其中干性型38只眼,湿性型24只眼)和Stargardt 病20只眼及正常人54只眼进行颜色图像翻转视诱发电位(color pattern reversal visual evoked potential,CPR-VEP)检测。结果 正常人CPR-VEP P1潜时与平均亮度呈负相关, 而P1波幅与平均亮度呈正相关, P1潜时和波幅与平均亮度均呈线性回归关系,表现为其亮度特征;ARMD干性型CPR-VEP P1潜时与亮度呈负相关, 而P1波幅与亮度呈正相关, P1潜时和波幅与亮度亦呈线性回归关系; 而ARMD湿性型和Stargardt 病, P1潜时和波幅与亮度既无相关关系,亦无线性回归关系。结论 ARMD干性型亮度效应正常存在; 而ARMD湿性型和Stargardt 病的亮度效应消失,表明其亮度通道严重受损,不能辨别亮度的差异。
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    The characteristics of luminance of color visual evoked potential in macular diseases

    WANG Zehong, WU Lezheng, WU Dezheng, et al. Zhongshan Ophthalmic Center, Sun Yat-sen University of Medical Sciences, Guangzhou 510060

    【Abstract】 Objective To objectively evaluate the luminance channel damage of macular diseases by color pattern reversal visual evoked potential (CPR-VEP). Methods CPR-VEP was performed in 38 eyes with age-related macular degeneration (ARMD) dry type, 24 eyes with ARMD wet type, 20 eyes with Stargardt′s disease and 54 normal eyes. Color pattern stimuli were obtained with color monitor controlled by computer program. Color pattern reversal rate was 2 Hz and its spatial frequency was 0.53 cycle/degree. The color graphic system could present white/black (W/B), red/black (R/B), green/black (G/B), blue/black (B/B), yellow/black (Y/B). Results In normal eyes, CPR-VEP P1 latency was negatively correlated with luminance, whereas P1 amplitude positively correlated with luminance; there were linear regressions between the mean luminance and P1 latency and between the mean luminance and P1 amplitude. Also in ARMD dry type, the CPR-VEP showed that the characteristics of the luminance channel were similar to that in the normal eyes. However, these phenomena did not exist in ARMD wet type and Stargardt′s disease. Conclusion In ARMD dry type, there is no damage of luminance channel, but in ARMD wet type and Stargardt′s disease, there is severe damage of luminance channel and the patients can not discriminate luminance difference.
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    【Key words】 Evoked potentials, visual Macular degeneration Stargardt′s disease

    颜色视诱发电位( color visual evoked potential, CVEP)是用颜色光和图像刺激记录到的诱发电位,它能了解以黄斑区为主的视锥细胞至视皮层通道的功能状况,可提取更多有关视觉系统的信息。Regan[1](1966)首先研究人眼颜色光诱发的稳态CVEP,自此CVEP一直是眼科学家和神经科学家感兴趣的研究课题,但目前CVEP的研究仅限于青光眼[2]、视神经及视路病变[3-5]的临床应用,至于CVEP有哪些特征及其在黄斑部疾病的临床应用,尚未见深入的研究报道。我们采用不同亮度的颜色光刺激观察正常人及黄斑部疾病CVEP的亮度特征。

    资料和方法

, http://www.100md.com     一、对象

    1. 正常人:入选条件为裸眼或矫正视力≥1.0, 屈光度数≤±3D, 眼底正常, C/D<0.3,FM100-色调试验正常。共54只眼,年龄17~70岁,平均32.78岁。

    2.黄斑部疾病:患者来自黄斑专科门诊, 共82只眼, 包括(1)年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration, ARMD ):ARMD干性型38只眼, 年龄48~78岁,视力0.1~1.5;ARMD湿性型 24只眼, 年龄53~73岁, 视力0.05~0.6。(2) Stargardt 病: 20只眼, 年龄7~40岁,视力0.1~1.5。

    二、方法

    行颜色图像翻转视诱发电位(color pattern reversal visual evoked potential, CPR-VEP)检测。
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    1.彩色图像刺激器:采用彩色监视器作为图像刺激器, 刺激野为14.2°×12.2°, 编制Cps(color pattern stimuli) 彩色图像刺激软件, 能产生白/黑及红/黑、黄/黑、绿/黑、蓝/黑等4种单色光,色调、亮度、空间频率及时间频率可调。我们所用的翻转频率为2 Hz, 空间频率为0.53 cpd。 彩色监视器的光谱由中国计量科学研究院的光谱测定仪测定,波长分别为红620 nm、黄568 nm、绿552 nm和蓝440 nm,监视器的亮度用美国产Spectra Pritchard Photometer 1980 A型彩色亮度计测量。采用不同亮度的单色光刺激以观察CVEP的亮度效应,所用的5种棋盘格的各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(1.3 cd/m2),平均亮度7.7 cd/m2;黄(73.0 cd/m2)/黑(1.7 cd/m2 ),平均亮度37.3 cd/m2;绿(62.0 cd/m2)/黑(1.6 cd/m2 ),平均亮度31.8 cd/m2;蓝(10.0 cd/m2)/黑(1.3 cd/m2 ),平均亮度5.7cd/m2
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    2. 记录仪器:采用日本Nihon Kohden 公司生产的 Neuropack-Ⅱ电生理仪。

    3. 记录条件:扫描时间为200 ms,低频截止为0.5 Hz, 高频截止为100 Hz,叠加128次。

    4.检查方法:受检者坐于刺激屏前1m处,双眼注视固视点。使用银-氯化银盘状电极, 阻抗<5 kΩ, 作用电极放在Oz位, 参考电极放在Fz位, 地电极接耳垂。

    三、统计分析

    采用社会科学统计软件包(statistic package social science, SPSS)进行F检验、Student t检验和线性回归分析。

    结果

    一、正常人CVEP的亮度特征
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    正常人不同亮度颜色光刺激CPR-VEP P1潜时有所差异, 潜时从长至短依次为黄、绿、红、蓝,P1潜时之间经F检验,F=18.087,P=0.000 (<0.01), 差异有显著性; P1波幅大小依次为黄、绿、红、蓝,经F检验,F=5.256 1,P=0.000 4 (<0.01), 差异有显著性。P1潜时和波幅的变化与单色光的亮度有关。P1潜时的长短、波幅的大小与颜色光亮度的变化一致,见表1。

    表1 正常人CPR-VEP P1潜时和波幅(0101.gif (74 bytes)±s)

    单色光

    平均亮度(cd/m2)
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    P1潜时(ms)

    P1波幅(μV)

    白/黑

    42.0

    114.32±7.60

    10.20±3.69

    红/黑

    7.7

    121.82±7.18

    7.98±3.47

    黄/黑

    37.3
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    115.61±7.02

    10.00±3.18

    绿/黑

    31.8

    118.35±7.05

    9.43±3.46

    蓝/黑

    5.7

    125.04±9.14

    8.06±3.07

    采用不同亮度的颜色光刺激,将其平均亮度与CPR-VEP P1平均潜时和波幅作相关回归分析,结果表明P1平均潜时与其平均亮度呈负相关(r=-0.934 165), P=0.008 2, 线性回归方程为Y=125.119 327-0.128 376X;而P1平均波幅与其平均亮度呈正相关(r=0.991 821 2), P=0.004 5, 线性回归方程为Y=7.749 874+0.029 550X。
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    二、黄斑部疾病CVEP的亮度特征

    1.年龄相关性黄斑变性(ARMD)CVEP的亮度特征:

    (1) ARMD干性型: 其各种CPR-VEP P1潜时与正常对照组相比差异均非常显著, P1波幅除绿/黑外差异亦非常显著。其P1潜时之间经F检验,F=3.193 1,P=0.045, 差异有显著性;P1波幅经F检验,F=4.016 1,P=0.038, 差异亦有显著性(表2)。P1平均潜时与平均亮度呈负相关(r=-0.877 009),P=0.019,线性回归方程为Y=136.735 806-0.275 655X;而P1平均波幅与平均亮度呈正相关(r=0.895 508 ), P=0.014 8,线性回归方程为Y=6.114 559+0.056 042X。

    表2 不同亮度下ARMD干性型CPR-VEP P1潜时和
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    波幅(0101.gif (74 bytes)±s)及与正常人比较的t检验P值

    单色光

    ARMD干性型

    P1潜时

    P1波幅

    P1潜时

    (ms)

    P1波幅

    (μV)
, 百拇医药
    t值

    P值

    t值

    P值

    白/黑

    125.27±17.39

    7.99±3.23

    3.65

    0.001

    -2.98

    0.004

    红/黑

    133.00±16.46
, 百拇医药
    6.49±2.59

    3.93

    0.000

    -2.24

    0.028

    黄/黑

    128.03±19.50

    8.59±3.54

    3.76

    0.001

    -2.00

    0.049

, 百拇医药     绿/黑

    126.03±13.86

    8.10±3.47

    3.14

    0.003

    -1.82

    0.072

    蓝/黑

    137.03±18.65

    6.38±2.51

    3.67

    0.001

, 百拇医药     -2.79

    0.006

    (2)ARMD湿性型: 与正常人比较,ARMD湿性型CPR-VEP P1潜时和波幅差异均非常显著。ARMD湿性型单色光P1潜时经F检验,F=2.344 3,P=0.058 8,差异无显著性;P1波幅的原始数据经平方根转换后,经F检验,F=0.509 3,P=0.800 7,差异无显著性(表3)。P1平均潜时与平均亮度呈负相关(r=-0.396 495), 但P=0.254 9,说明它们之间无线性回归关系;而P1平均波幅与平均亮度呈正相关(r=0.088 703), P=0.626 5,说明它们之间亦无线性回归关系。

    表3 不同亮度下ARMD湿性型CPR-VEP P1潜时和

, http://www.100md.com     波幅(0101.gif (74 bytes)±s)及与正常人比较的t检验P值

    单色光

    ARMD湿性型

    P1潜时

    P1波幅

    P1潜时

    (ms)

    P1波幅

    (μV)
, 百拇医药
    t值

    P值

    t值

    P值

    白/黑

    140.46±17.48

    3.66±1.48

    7.04

    0.000

    11.16

    0.000

    红/黑

    140.79±12.57
, 百拇医药
    4.03±1.38

    6.91

    0.000

    -7.17

    0.000

    黄/黑

    141.46±18.10

    4.12±2.45

    6.77

    0.000

    -8.05

    0.000

, 百拇医药     绿/黑

    139.25±17.47

    3.89±1.74

    5.66

    0.000

    9.41

    0.000

    蓝/黑

    152.33±19.31

    3.40±1.41

    6.61

    0.000

, 百拇医药     9.21

    0.000

    2.Stargardt 病CVEP的亮度特征:Stargardt病CPR-VEP P1潜时和波幅与正常人的差异均无显著性(P>0.05),P1潜时之间经F检验,F=1.175 2, P=0.326 7,差异无显著性; 其P1波幅之间经F检验,F=0.269 1, P=0.664 4,差异亦无显著性(表4)。P1平均潜时与平均亮度呈负相关(r=-0.549 420), 但P=0.151 7, 说明它们之间无线性回归关系;而P1平均波幅与平均亮度呈正相关(r=0.469 692),但P=0.206 1,说明它们之间亦无线性回归关系。

    表4 不同亮度下Stargardt病CPR-VEP P1潜时和波幅
, 百拇医药
    (0101.gif (74 bytes)±s)及与正常人比较的t检验P值

    单色光

    Stargardt病

    P1潜时

    P1波幅

    P1潜时

    (ms)

    P1波幅

    (μV)
, 百拇医药
    t值

    P值

    t值

    P值

    白/黑

    124.80±20.93

    9.73± 8.83

    1.89

    0.051

    0.23

    0.819

    红/黑

    125.96±21.85
, 百拇医药
    7.77± 5.47

    0.83

    0.115

    -0.16

    0.872

    黄/黑

    118.60±20.18

    8.06±10.25

    0.65

    0.524

    -1.13

    0.269
, 百拇医药
    绿/黑

    120.20±17.31

    9.61± 9.93

    0.46

    0.648

    0.08

    0.939

    蓝/黑

    131.66±25.36

    8.08± 6.56

    1.14

    0.267
, 百拇医药
    0.01

    0.990

    讨论

    一、正常人CVEP的亮度特征

    众所周知,亮度是诱发图型VEP重要的刺激参数之一,在不同亮度的条件下测定VEP P1潜时和波幅的差异主要反映VEP的亮度特征。Halliday(1973)报道[6]当亮度的改变大于7 cd/m2时, P1潜时则发生变化,若棋盘格的平均亮度每减少一个对数级,P1潜时就将增加10~15 ms, 而波幅将下降约15%; 正常人白/黑图型VEP在到达一定亮度后, P1潜时和波幅随亮度的变化而变化,亮度越大,潜时越短,波幅越大。本研究表明,不同亮度下红、黄、绿、蓝单色光,CPR-VEP的P1潜时和波幅有差异,其表现与单色光的亮度有关,P1潜时的长短、波幅的大小与亮度的变化相一致,在CVEP测定中由于4种颜色亮度的不同掩盖了色调对CVEP的影响。故我们认为CPR-VEP的亮度效应也类似白/黑VEP亮度效应,这证实了在视觉系统有亮度通道的论点。
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    二、黄斑部疾病CVEP的亮度特征

    1.ARMD:(1)ARMD干性型CPR-VEP P1潜时和波幅与正常人的差异说明ARMD干性型在光感受器水平红锥、蓝锥和绿锥受损,前二者较后者受损更严重。ARMD干性型P1潜时和P1波幅与亮度均存在线性回归关系,表明ARMD干性型患者亮度通道受损较小, 能辨别亮度的差异。 (2)ARMD湿性型CPR-VEP P1潜时和波幅与正常人差异均非常显著,表明其所有颜色通道均受损,全部光感受器均受损,且比干性型严重得多。其单色光P1平均潜时和波幅与平均亮度均无线性回归关系,说明ARMD湿性型患者的亮度通道均受到严重损害,不能辨别亮度的差异。ARMD是随着年龄增加而患病率上升并导致中心视力下降的疾病,多在50岁以上的老年人发病,其色觉异常为蓝-黄色觉异常或全色盲[7]。ARMD干性型主要是光感受器的受损; 而在ARMD湿性型除光感受器的严重受损外,视网膜节细胞也受损,视网膜节细胞受损较干性型严重。
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    2. Stargardt病:Stargardt病CPR-VEP P1潜时和波幅与正常人的差异均不显著,这表明CPR-VEP在发现Stargardt病所致的色觉异常时并不敏感,而FM 100-色调试验检查其色觉障碍,早期为轻度红、绿色盲,晚期蓝、黄色觉异常,直至全色盲[8];以上说明FM 100-色调试验和CVEP 检查色觉异常的机制不同。在Stargardt病亮度效应消失,其亮度通道严重受损,不能辨别亮度的差异;而其颜色通道未见异常,说明在视路颜色通道和亮度通道是两个独立的通道,从而证实了视觉系统存在多通道的学说。Stargardt 病为与遗传有关的青少年性黄斑变性,其功能学表现为患者视力下降和色觉障碍。

    总之,本研究通过测定在不同亮度下颜色光刺激所诱发的正常人及黄斑部疾病患者的CVEP,得知CVEP在眼病的测定中亦有亮度特征,这与病变的性质及病变程度不同有一定关系。我们在研究颜色光刺激的亮度特征基础上,通过研究CVEP在判定眼病的亮度通道的损害程度和亮度辨别力下降程度的应用价值,以探讨其临床应用的意义。
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    志谢 中国计量科学研究院光学处陈遐举研究员和中山医科大学计算机中心洪楠教授及第三军医大学大坪医院眼科贺翔鸽教授

    作者简介: 王泽洪 (博士研究生,现在重庆第三军医大学大坪医院眼科,400042)

    参考文献

    1 Regan D. An effect of stimulus colour on average steady-state potentials evoked in man. Nature,1966, 210:1056-1057.

    2 Shih YH,Huang ZJ,Chang CE. Color pattern-reversal visual evoked potential in eyes with ocular hypertension and primary open-angle glaucoma. Doc Ophthalmol, 1991, 77: 193-200.
, 百拇医药
    3 Adachi-Usami E,Tasukamoto M, Shimada Y. Color vision and color pattern visual evoked cortical potentials in a patient with acquired cerebral dyschromatopsia. Doc Ophthalmol, 1995, 90: 259-269.

    4 Btter TH, Kuhn W, Mller TH, et al. Chromatic and achromatic visual evoked potentials in Parkinson′s disease. Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 1996, 100: 443-447.

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    6 潘映幅.临床视觉诱发电位.北京:人民卫生出版社,1987.227-317.

    7 Hart WM Jr. Acquired dyschromatopsias.Surv Ophthalmol, 1987,32:10-31.

    8 苌疆.色觉与色盲. 北京:人民卫生出版社,1989.61-72.

    (收稿:1999-01-02 修回:1999-05-17), 百拇医药