多焦视网膜电图与光学相干断层扫描相结合在临床应用的研究进展

毕业歌，蔡善君

(遵义医科大学附属医院 眼科，贵州 遵义 563099)

多焦视网膜电图(Multifocal-electroretinogram，mf-ERG)是一种应用人为闪光刺激评估视网膜功能的诊断性工具，其与视网膜电图(electroretinogram，ERG)不同的是，能运用小刺激图像发现视网膜局部功能不全区域并以反应振幅和潜伏期的形式体现，还可以同时测量大部分视网膜区域，在较短时间内将视网膜受测区域功能图像化[1]，且更客观地反应视网膜功能变化,因此越来越多的应用在疾病的诊断、治疗、评估等临床工作中。且不仅限于眼科，还在妇产科如子痫前期等疾病中得以应用。光学相干断层扫描(Optical coherence tomography，OCT)主要是对视网膜的微细结构进行横截面扫描的一种检查方法。从时域OCT到频域OCT再到增强深度扫描以及现在光学相干断层扫描血管成像技术(Optical coherence tomography angiography，OCTA)，OCT的发展让人们对眼前、后节结构的认识不断深入，也在临床得以广泛应用。它可以定量分析黄斑区形态结构[2]，还可以为多种眼底血管性疾病甚至呼吸道、消化道等疾病提供诊疗及科研价值[3]。近年来，临床上对疾病的认识已经不仅停留于结构或功能一个层面，将两者结合，能全面立体的了解疾病的进展，从而更有利于临床制定治疗方案及评估预后疗效。本文即对多焦视网膜电图与光学相干断层扫描相结合在临床的应用进展进行综述。

1 mf-ERG技术成像原理

mf-ERG是应用伪随机二进位m-序列控制的刺激法进行的电生理记录技术，其数学模型建立在Kernel(核)分析的基础上。它可以同时刺激视网膜多个不同部位，通过角膜电极记录混合信号后经计算系统处理再把各波形分离提取，从而以波形及与波相关的指标来反映相应部位的视网膜功能[4]。该技术可分析视觉系统中的线性和非线性成分，从而可以对应了解视觉系统中不同层次结构的功能。

2 OCT技术成像原理

OCT的成像方式与超声波类似使用光生成图像，基本原理是利用弱相干光干涉仪，不同深度的生物组织对于OCT设备发出光波的后向反射的能力不同，通过测量光波反射时间间隔的不同，获取人体组织的结构信息，但由于光速非常快，所以这个时间间隔要用迈克尔逊干涉仪来获得光在人体组织传播的光程差[5]。OCT有着无害、无损、图像分辨率高且操作简单便携等特点，特别适合眼科及其它光学检测领域。

3 mf-ERG与OCT结合在眼科疾病中的应用

3.1 眼底疾病伴发黄斑水肿 动脉硬化、血管炎症、血-视网膜屏障破坏等都会导致视网膜血管发生变化，出现视网膜动静脉阻塞等循环障碍性疾病，导致视网膜处于缺血、缺氧状态，激发血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)水平上调[6-7]，VEGF松解细胞内皮间的紧密连接，导致血管通透性增加和视网膜下渗出物堆积[8]，最终引起黄斑水肿(Macular edema，ME)，进一步损伤视网膜光感受器细胞[9]，导致患者视功能下降、视物扭曲等，严重影响日常生活[10]。随着研究的不断深入，抗VEGF治疗越来越多的应用于临床，更是超越原有的激光治疗等方式跻身为一线治疗手段[11]。OCT可通过测量黄斑中心凹厚度、椭圆体带及外界膜等外层视网膜组织断裂长度[12]来评估黄斑区形态变化及视网膜光感受器层完整程度[13-14]。mf-ERG可通过检查视网膜电生理变化来评估视功能，因此国内外学者将两者结合从形态结构和生理功能两个方面进行研究。马为梅[15]等研究表明视网膜分支静脉阻塞抗VEGF治疗后黄斑水肿程度下降，mf-ERG中1环P1波振幅密度增加，视力提高。于东福[16]等研究显示糖尿病性视网膜病变继发黄斑水肿患者抗VEGF治疗后黄斑水肿程度明显下降，中心环P1、N1波平均振幅明显增加，潜伏期也有缩短，视力、黄斑中心凹厚度及振幅密度间有显着相关性。Mona Abdelkader[17]研究也显示，糖尿病性视网膜病变患者中mf-ERF的一阶和二价反应振幅均降低，且潜伏期增加，mf-ERG中延迟的振幅反应了局部病变情况，给出的视网膜功能地形图更形象的展现视功能障碍情况(见图2)，因此OCT与mf-ERG结合可以更全面的了解患者病情、评估预后。

3.2 黄斑病变 中心性浆液性脉络膜视网膜病变(Central serous chorioretinopathy,CSC)是指视网膜神经上皮下积存了来自脉络膜毛细血管的渗漏液导致视网膜神经上皮层的浆液性脱离，而这些渗漏液来自屏障功能受损的视网膜色素上皮细胞，OCT则可以直观的显示并测量视网膜下液的厚度、位置、水平垂直直径及黄斑体积等。mf-ERG可以测定网膜下液处视网膜电生理反应情况。杨欢[18]研究显示CSC患者的视力与mf-ERG上1环N1波振幅密度呈负相关，与1环P1波潜伏期呈正相关，而OCT上黄斑中心凹厚度、网膜下液厚度则与1环P1、N1波潜伏期呈正相关。郑建龙[19]等还研究了半定量维替泊芬光动力治疗(Photodynamic theraphy,PDT)治疗CSC前后形态结构和功能的变化，进一步验证了Ibrahim Ozdemir[20]等认为CSC患者的症状及视力表现与黄斑区外核层的厚度相关的推测。这些研究表明OCT与mf-ERG相结合可以更客观准确的对形态和功能进行评价。同样，年龄相关性黄斑病变也可以通过这种方式研究形态与功能间的相关性。年龄相关性黄斑变性(Age-related macular degeneration，AMD)为黄斑区结构的衰老性改变。主要表现为视网膜色素上皮细胞对视细胞外节盘膜吞噬消化能力下降，使未被完全消化的盘膜残余小体潴留于基底部细胞原浆中，并向细胞外排出，沉积于Bruch膜，形成玻璃膜疣[21]。或者引起Bruch膜本身断裂，脉络膜毛细血管通过破裂的Bruch膜进入视网膜色素下及视网膜神经上皮下，形成脉络膜新生血管。由于新生血管壁的结构异常，导致血管的渗漏和出血，进而引发一系列的继发性病理改变[22]。AMD大多发生于45岁以上，其患病率随年龄增长而增高，是当前老年人致盲的重要疾病之一。王星等[23]不仅通过OCT测量黄斑中心凹厚度，还测量了以黄斑为中心1、3、6 mm范围内视网膜神经上皮层隆起的容积，与mf-ERG上对应1环范围内P1波振幅密度和潜伏期间的相关性，得出各范围内容积越大，P1波振幅密度越小的结论，意味着沉积于视网膜神经上皮下的液体越多，视功能越差。OCT结合mf-ERG还可以用于评估特发性黄斑裂孔术后疗效，俞晓艺[24]等对特发性黄斑裂孔患者术前术后的视网膜神经上皮层厚度、mf-ERG上一阶反应P1波振幅密度和潜伏期进行比较，得出术后神经上皮层厚度下降，P1波的振幅密度增加，且两者与术后的视力变化相一致，进一步评价了手术治疗的有效性。

A：黄斑水肿患者的OCT、mf-ERG图像；B：黄斑区电信号高峰已消失。图1 黄斑水肿患者的OCT、mf-ERG图像及mf-ERG三维图

3.3 视网膜退行性变及视神经异常 高度近视的发生基础是机械或生物因素导致眼球后段逐渐延伸、球壁变薄，脉络膜也相应变薄后会出现退行性改变[25]。宋爱萍[26]等通过OCT与mf-ERG结合研究了不同眼轴长度和屈光度数下，黄斑中心凹视网膜厚度与视网膜功能间的关系，即随着近视程度加深，黄斑中心凹增厚，视网膜功能下降。高度近视还易形成脉络膜新生血管(Choroidal neovascularization，CNV)，此新生血管进入视网膜神经上皮层下导致出血、水肿及纤维增生，进一步影响视功能。张春侠[27]用OCT b-scan图像下测量黄斑中心凹下脉络膜厚度及CNV的最大线性直径(Greatest linear dimension,GLD)，与mf-ERG相结合研究黄斑区微血管形态和功能的变化，发现复发CNV患者的基线及末次随访的GLD越大，解剖结构的预后越差。还利用OCTA探究了抗VEGF治疗对CNV眼黄斑微循环和分层结构的影响，定量分析CNV血流面积、视网膜表层及深层血流密度、黄斑中心凹无血管区(Foveal avascular zone，FAZ)面积和周长的改变。研究表明mf-ERG中一阶反应的振幅密度对反应CNV眼黄斑功能有一定意义，且结构改变影响的因素不同，黄斑中心凹厚度主要影响视力，CNV的GLD则对振幅影响显着。此外， OCT与mf-ERG结合还应用于牵牛花综合征等少见的先天性视乳头异常性疾病。底煜[28]等用OCT对患儿行视神经纤维层(Retinal nerve fiber layer，RNFL)检查，测得患儿视网膜上、下、鼻、颞侧四象限的RNFL厚度及厚度地形图，结合mf-ERG分析得出，患儿视网膜薄变率以颞侧最大、鼻侧最小，且离心度越大，5个环的P1、N1波振幅密度越小，2-5环的N1波潜伏期也越小，表明振幅密度的异常范围比潜伏期异常范围大。

3.4 青光眼 Quigley[29]等研究发现，青光眼患者视网膜神经节细胞的丧失和RNFL层缺损出现时间早于视野缺损出现时间，这也就说明仅用视野这个“金标准”来评估青光眼的进展进程是片面的。何国磊[30]等就运用OCT测量早期原发性开角型青光眼(Primary open angle glaucoma,POAG)患者视网膜全周、上方及下方象限RNFL厚度发现较正常人明显变薄，且mf-ERG测得1-6环P1波振幅密度下降，以1环最为明显。由此得出早期黄斑区视功能损害程度较周边严重，OCT结合mf-ERG可为POAG早期临床诊断提供新依据。此外，Anna A Ledolter[31]等还研究了青光眼患者视网膜结构和功能与视野灵敏度间的关系，表示在后极部10°视野范围内mf-ERG与OCT显着相关，且两者均与以线性单位计量的视野敏感度相关。

4 OCT与mf-ERG结合在全身疾病中的应用

OCT与mf-ERG结合不仅用于眼科疾病的诊断和评估，还用于一些全身性疾病或全身性疾病眼部并发症的评定。1855年由Von Graefe[32]首次报道的妊娠高血压综合征视网膜病变是妊娠高血压综合征的眼部并发症，其发病率较高，约50%～80%[33]。王燕云[34]应用OCT的增强深度成像模式测量轻、重度子痫前期患者黄斑区视网膜、脉络膜厚度，结合mf-ERG检查得出子痫前期患者先出现视网膜功能学改变而后才是形态学改变，且脉络膜厚度也已发生变化。认为将两者结合可作为衡量子痫前期疾病进程新指标。同样，也有学者将两者结合用于研究帕金森氏病(Parkinson's disease，PD)在眼部的并发症。PD是因为大脑中多巴胺释放异常所致，很多研究表明视网膜特别是黄斑区，是多巴胺无长突细胞集中的部位，也是导致PD患者视力下降的原因之一。因此Jiang[35]等通过OCT测量中心凹厚度、黄斑体积及RNFL层厚度结合mf-ERG一阶反应P1波振幅密度和潜伏期，得出PD患者的振幅密度下降，潜伏期延长，且部分区域P1波的振幅密度与黄斑体积呈正相关。意味着PD患者的视网膜结构与功能间有相关性且两者结合为PD的诊断提供了依据。

5 展望

目前，越来越多的学者将多焦视网膜电图与光学相干断层扫描相结合，不仅用于研究视网膜疾病，还广泛用于青光眼、全身疾病的眼部并发症等的研究。多焦视网膜电图从视网膜电生理角度出发省时、高效、客观的评价视网膜功能，光学相干断层扫描从视网膜形态结构出发形象、直观的定量的检测视网膜结构形态变化，将两者结合，形成了疾病评估的三维立体模式，有利于疾病的诊断、疗效评价及预后评估，起到了“1+1>2”的效果。但多焦视网膜电图本身的检查过程与患者的配合、心理等主观因素密切相关，使检查结果的主观性增加，这一点大大制约了检查的应用，许多医师在临床工作中仅将其作为一个辅助判断的手段，光学相干断层扫描也会受到屈光介质的影响，如患有白内障、玻璃体浑浊等疾病的病人，特别是老年人，很有可能无法准确通过OCT获得黄斑区相关解剖结构的状态，这些均在一定程度上限制了这两种检查的应用。不过随着研究的深入，有学者将心理研究应用到检查中来，通过心理干预、稳定情绪等尽可能减少多焦视网膜电图检查过程中主观因素的影响，让检查结果更具参考价值。相信多焦视网膜电图与光学相干断层扫描相结合将越来越多的应用于临床，将成为眼部及全身疾病评估的重要方式。