专家述评合理选择视网膜电图检查指标

合理选择视网膜电图检查指标客观了解内层视网膜的功能

雷博

医院眼科眼科学重庆市重点实验室重庆市眼科研究所

通信作者：雷博，Email:bolei99

　　从生理学的角度出发，以视网膜视细胞的突触（位于组织解剖学的外丛状层）为界，可以将视网膜分为外层（即视细胞层）和内层（包括双极细胞层、内丛状层和视网膜节细胞层）。闪光视网膜电图（electroretinogram，ERG）是发现时间最长、应用范围最广、临床价值最大、对其机制了解最多的一项视功能检查手段，可在细胞水平逐层、逐列地了解视网膜的功能状态[1-3]。从对视功能进行解析的敏感度和准确度来说，ERG对视网膜外层的解析度要明显高于内层，这是因为视觉信号的传导是沿着从外层到内层的次序进行的。视网膜外层的信号很少受到视网膜内层信号的影响，而视网膜内层的信号却受视网膜外层传入信号的影响和制约。另外，视觉信号传导过程中视杆系统和视锥系统之间的相互影响在内层视网膜中体现得更多、更强，这使得ERG信号的构成更为复杂[4]。

　　目前，我们对视网膜外层功能的了解主要凭借对ERGa波的测量。ERGa波主要反映视网膜外层，即视细胞层的功能，暗适应ERGa波可反映视杆细胞和视锥细胞的混合功能，明适应ERGa波则主要反映视锥细胞和部分视锥系统OFF的功能。对主要累及外层视网膜的疾病，如视网膜色素变性（retinitispigmentosa,RP）、视杆或视锥细胞营养不良等疾病，ERG可以精确地判断疾病是否累及视杆细胞和/或视锥细胞。然而，有许多视网膜疾病主要累及内层视网膜，如青光眼、早期糖尿病视网膜病变（diabeticretinopathy，DR）、视网膜中央静脉阻塞、视网膜中央动脉阻塞、视网膜劈裂等。充分了解疾病状态下内层视网膜的客观功能变化在眼科，乃至神经科的临床诊疗过程和基础研究中具有重要意义，也因此有着日益增长的大量需求。但由于视网膜解剖构成及生理功能的复杂性，给研究者们客观、准确地了解内层视网膜的功能变化带来了挑战。

　　能够反映内层视网膜功能的ERG成分包括b波、ON-OFF反应、振荡电位（oscillatorypotentials，OPs）、明视负波反应（photopicnegativeresponse，PhNR）和暗视阈值反应（scotopicthresholdresponse，STR）。此外，图形ERG（pattenERG，PERG）也能部分地反映内层视网膜功能。

1ERGb波

　　无论是暗适应ERG还是明适应ERG，b波都是ERG的主要成分，正常情况下也是ERG中最大的反应波形[2]。b波是继a波之后振幅较大的一个正向波，主要起源于视网膜双极细胞，主要反映视网膜内核层的功能。ERGb波主要由两类反应极性相反的细胞，即对光反应呈正向的ON-双极细胞和对光反应呈负向的OFF-双极细胞所产生的反应复合而成。

　　视杆细胞系统只有正向的ON-双极细胞，所以暗适应低刺激光条件下，即ISCEV标准暗适应0.01时，所记录的ERGb波反映的是视杆系统ON-双极细胞的功能，其方向也总是正向的。暗适应强刺激光条件下，即国际视觉电生理学会（InternationalSocietyforClinicalElectrophysiologyofVision,ISCEV）标准暗适应10时所记录的ERGb波反映的是包括视杆系统ON-双极细胞、视锥系统ON-双极细胞和视锥系统OFF-双极细胞的复合功能。因为视杆系统和视锥系统的ON-双极细胞所产生的反应大于视锥系统的OFF-双极细胞所产生的反应，因此此时b波也为正向波。

　　视锥系统的双极细胞包括2种类型，即视锥系统ON-双极细胞和视锥系统OFF-双极细胞，对光刺激产生方向相反的2种波形[5]。明适应强刺激光条件下，即ISCEV标准明适应10时，视杆系统的功能被压抑，所表现的b波是视锥系统ON-双极细胞和视锥系统OFF-双极细胞的复合反应。虽然起源于不同的双极细胞，但因为ON-双极细胞的反应占据主导地位，因此所记录的明适应视锥系统ERG的b波也表现为正向波[6]。因此，若发现ERGb波下降，尤其是选择性下降，即可以断定视网膜内核层ON-双极细胞功能障碍，结合不同的记录条件可进一步判断功能障碍是发生在视杆系统还是视锥系统，此时可以考虑进行ON-OFF反应的检查项目。

2ON-OFF反应 　　

　　在ISCEV最新修订的临床ERG国际标准化检查中提及了ON-OFF反应[7]，在记录明适应ERG时，若将刺激光的时间延长至~ms，即可将视锥系统ON-双极细胞和视锥系统OFF-双极细胞的反应分离[8]，分别在刺激的开始和结束时产生2个正向的波，称为b波和d波。这种特征性的改变是视锥系统ON-双极细胞和视锥系统OFF-双极细胞对光反应的极性和时间差决定的，目前仅在人类和非人类灵长类动物中发现了这种特征性的反应[6]。

　　当患者常规暗适应和明适应ERGa波正常而b波相对下降时，应该考虑检查ON-OFF反应，因为先天性静止性夜盲、肿瘤相关视网膜病变、视网膜劈裂症、杜兴肌萎缩等疾病会导致特异性ON-双极细胞包括视杆系统双极细胞和视锥系统ON-双极细胞功能障碍，出现ERGON反应（b波）下降但OFF反应（d波）正常。

3OPs

　　OPs是叠加在b波上升支上的若干个高频率的小波，分别源于视杆系统和视锥系统，但其OPs的具体产生机制目前尚不清楚，一般认为其产生于视网膜内层双极细胞、无长突细胞和视网膜神经节细胞及其之间的神经连接，因此OPs反映的是视网膜内层的功能。OPs可以由不同强度的光刺激所引发，强光刺激下诱发的波形更为明显，因此临床上常分析暗适应3.0情况下记录的OPs，此时得到的是视锥细胞和视杆细胞诱发的OPs的总和。进行OPs分析时需要将其从复合的ERG信号中分离出来，提取的方法主要有2种：一种是在记录ERG时直接设定相应的记录参数，从而得到OPs，如ISCEV标准；另一种是从已记录的混合ERG（暗适应3.0）信号中提取。无论应用何种方法，提取OPs时要正确设置包括滤波器的通频带和阶等参数，否则所得到OPs反应中难免混杂有低频率的a波和b波成分，影响OPs的测量和分析[9-11]。

　　除了要分析OPs的振幅和潜伏期两项指标以外，OPs还有另外一个独特的指标，即OPs的频率。利用傅里叶转换技术可以方便地对OPs的频谱进行分析，即析出OPs中各个频率的成分[9-11]。在人和动物的研究中均发现，不同物种、不同背景光和不同强度刺激光所诱导的OPs的频谱均不同，人视杆系统来源的OPs的频率约为Hz，视锥细胞来源的OPs的频率约为80Hz[10]。在以视杆系统功能为主的小鼠和大鼠等动物中，暗适应OPs主峰频率为～Hz，明适应OPs主峰频率约为65Hz[6,10-11]。目前虽然已有少量关于疾病状态下OPs频率反应变化的报道，但OPs频率改变与视功能关系的研究还不多。

　　OPs最早用于评估DR患者的视网膜功能[12]。研究发现，DR患者早期当ERGa波和b波记录正常时即可出现OPs波幅的下降，提示OPs在检测某些内层视网膜病变时是较灵敏的指标。

4PhNR

　　早期在对恒河猴的明适应ERG进行分析和研究过程中发现了一种慢负相电位波，后来称之为PhNR[13-14]。PhNR引发自视锥系统，但因为内层视网膜中视杆系统和视锥系统之间有一定的解剖联系和功能上的相互影响，因此不能完全排除视杆系统的贡献。PhNR通常紧随b波，但是如果光刺激间期足够长，它可能还会尾随d波出现。目前认为PhNR可能产生于视网膜神经节细胞，但在低等动物，如鼠类中又被发现与无长突细胞的功能活动有关[15]。目前，PhNR主要用于与视网膜节细胞和视神经功能相关疾病，如青光眼的研究中。在恒河猴实验性青光眼模型中发现，视野缺损尚不严重时PhNR的振幅即降低或者消失，而此时a波和b波并无明显异常。因为恒河猴的视网膜与人的视网膜在解剖结构和生理功能方面相似度极高，所以认为PhNR可能对青光眼等影响视网膜神经节细胞疾病的功能检测有较高的价值。近来，PhNR已用于视网膜疾病和神经眼科学疾病的临床诊断中[12,16]，据报道，在青光眼、视神经萎缩、视网膜中央静脉阻塞、药物中毒等患者中均可检测到PhNR振幅的明显下降[17]。

5STR

　　STR是在充分暗适应的条件下给予非常低强度的光刺激所记录到的具有长潜伏期、小振幅的一个负向波[18]。STR起源于视杆系统，年首次在猫眼中发现。因为引发这一反应的刺激光强接近暗视觉的阈值，因此命名为STR。STR是由内层视网膜产生的，研究表明其可能与无长突细胞以及神经节细胞有关。目前认为STR是评价内层视网膜功能的一个有用指标，但是由于STR信号振幅很小，并且记录条件比较苛刻，因此比较难以记录。另外，不同物种间STR差异较大，一般在猫和猴中比较容易记录到经典的负向STR，在鼠类STR却主要表现为一个潜伏期约为ms的负向波，然而足够强度的刺激光也可以引起一个小的附加的正向成分，该成分潜伏期约为ms，可比b波反应提前约30ms。目前，有关STR与人类疾病关系的研究报道还不多。

6充分了解ERG的记录方法及其在内层视网膜疾病中的诊断作用

　　在临床实践和基础研究中，对内层视网膜功能的客观评估有着很高的实际需求。ERG是目前可以客观检测视网膜功能的检查手段和可行的无创检查方法，但是由于视网膜的解剖结构和生理功能特别复杂，视觉电生理检查对内层视网膜视功能活动和异常的辨识度远不如其对外层视网膜那样清楚。近20年来，随着视觉电生理记录技术的不断进步，已相继发现一些ERG的成分可以特异性地反映内层视网膜的功能状态。通过目标需求以及深入了解分析ERG成分的起源，可以合理选择检测内层视网膜功能的ERG指标，从而为临床和基础研究工作提供可靠的和客观的参考依据。

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