颜色光诱发的瞳孔对光反射检查方法的建立及其在视觉功能鉴定的应用研究

摘要

瞳孔对光反射是人体的一种基本反射，当眼受到外界光刺激时瞳孔会反射性地缩小以保护视网膜不受强光损伤并维持正常视觉功能，具有重要的生理意义。目前，瞳孔测量技术的研究涉及多个领域，包括眼科学、神经科学、心理学等学科。由于其客观、量化、无创、操作方便等优点，近年来相关研究呈上升趋势。本文通过自主建立的颜色光诱发的瞳孔对光反射测量与分析系统，探讨了生理节律、视力、角膜屈光力、暗适应等因素对瞳孔对光反射的影响，研究了瞳孔对光反射在不同刺激条件下的变化规律，并建立了适宜的评价方法，最后在青光眼和视网膜色素变性疾病中验证了该评价方法的有效性。
　　1．生理节律、视力、角膜屈光力对瞳孔对光反射的影响
　　目的：通过自主研发的瞳孔对光反射测量与分析系统，研究生理节律、视力、角膜屈光力等因素对瞳孔对光反射的影响。
　　方法：测量56名健康志愿者的瞳孔对光反射，以瞳孔初始直径、瞬时收缩幅值、持续收缩幅值、最大收缩速度等参数作为指标，对比瞳孔对光反射在不同测量时间之间的差异，分析视力、角膜屈光力与瞳孔对光反射各参数之间的相关性。
　　结果：瞳孔对光反射相关参数在不同测试时间点之间无差异，各项瞳孔运动的参数与视力无相关性，但角膜屈光力与瞳孔最大收缩速度和初始直径有弱相关性。
　　结论：瞳孔对光反射在视力和测量时间的影响下相对稳定，在测量时无需将这些因素加以标准化，但在测量或者结果分析时应当考虑受试者角膜屈光力的差异可能造成的影响。
　　2．不同刺激条件下瞳孔对光反射的变化规律
　　目的：研究瞳孔对光反射在不同刺激条件下的变化规律，并探讨测量瞳孔对光反射的适宜刺激条件。
　　方法：测量17名健康受试者的瞳孔对光反射，刺激方案一：刺激时程100、500、1000 ms，13个光强梯度（1-1000 cdcd/m2）的全视野红、蓝光刺激。刺激方案二：刺激时程1000 ms，13个光强梯度（1-1000 cdcd/m2），刺激视角为45度的红、蓝光刺激。结果：在红光刺激下，随着强度的增加，瞬时收缩幅值逐渐增加，在100 cd/m2时出现平台期，此后瞬时收缩幅值不再随刺激强度的增加而增加，而持续收缩幅值在刺激光强增加时变化不明显。在蓝光刺激下，瞬时收缩幅值随着光强度增加不断增加，在最大光强时达到最大，持续收缩幅值随着光强度增加而增加，在大于400 cd/m2时出现平台期。相对于短时程光刺激，1000 ms的光刺激诱发的瞳孔收缩反应更大。相对于45视角范围的长时程刺激，全视野短时程刺激诱发的收缩反应幅值更大。
　　结论：瞳孔对光反射在不同刺激条件下表现出一定的变化规律。采用全视野、时长1000 ms、刺激强度为100 cd/m2的光刺激可有效诱发出相对饱和的瞬时收缩反应和持续收缩反应。
　　3.暗适应时长对瞳孔对光反射的影响
　　目的：研究暗适应时长对瞳孔对光反射的影响，确定测量瞳孔对光反射前最佳的暗适应时长，并探讨不同刺激条件下所诱发的特定感光细胞驱动的瞳孔对光反射。
　　方法：15名受试者，经过10 min30 cd/m2的白光照射后，在40分钟暗适应过程中的不同时间点（1,5,10,15,20,25,30,35,40 min）测量其瞳孔对光反射，刺激条件为1,10,100 cd/m2的红、蓝光，以瞬时收缩幅值、持续收缩幅值以及相对持续收缩比率作为评价指标。此外，测量受试者的暗适应曲线，以暗适应20 min时的感光阈值作为评价指标。最后，对青光眼、黄斑裂孔和视网膜色素变性的患者各一名进行同样的测试。
　　结果：随着暗适应时间的增加，红、蓝光刺激诱发的瞬时收缩幅值以不同的速度和幅度逐渐增加，最终达到一个相对稳定状态。持续收缩幅值的变化在不同条件下有所差异，仅在高强度蓝光随着暗适应时间延长明显增加，并最终趋于稳定，而在红光刺激以及低、中强度蓝光刺激条件下变化不明显。瞬时收缩和持续收缩幅值在暗适应中的变化临界点分别为15和20 min。正常受试者在暗适应20 min时的感光阈值为78.1±2.1 dB。几名不同疾病患者的瞳孔收缩幅值均有不同程度的降低，暗适应阈值均升高。根据结果可以看出，100 cd/m2的红光刺激可以诱发出视锥细胞驱动的瞳孔对光反射；1 cd/m2蓝光刺激可以诱发出视杆细胞为主所驱动的瞳孔对光反射；100 cd/m2蓝光可以诱发出视锥和ipRGC共同驱动的瞳孔对光反射。
　　结论：在暗适应前应进行至少20分钟的暗适应。通过不同强度、波长的组合产生的光刺激可以诱发出不同感光细胞驱动的瞳孔对光反射。
　　4．青光眼和视网膜色素变性患者的瞳孔对光反射的改变
　　目的：采用上述实验所建立的评价方法，验证其在青光眼和视网膜色素变性患者的视觉功能评价中的作用。
　　方法：使用1,10,100 cd/m2的红、蓝光刺激诱发24名青光眼和9名视网膜色素变性患者的瞳孔对光反射，并与同样刺激条件下对照组（实验一）的瞳孔对光反射进行对比，评价指标为瞬时收缩幅值和持续收缩幅值。
　　结果：与正常受试者相比，在各个刺激条件下青光眼患者的瞬时收缩幅值和持续收缩幅值均有明显降低，而持续收缩幅值在中、高强度蓝光刺激时下降明显。与正常受试者相比，在各个强度下视网膜色素变性患者的瞬时收缩幅值和持续幅值都有明显降低，但是其在各种波长和强度刺激下都有均一趋势的下降，并没有在某种特定刺激条件中明显下降。
　　结论：该评价方法可以有效测量出青光眼和视网膜色素变性患者瞳孔对光反射的特征性改变。
　　结论：
　　1．角膜屈光力与瞳孔对光反射的个别指标有一定相关性，分析结果时应将此因素纳入考虑范围。但生理节律、视力等因素不影响瞳孔对光反射的测量，在测量或分析时无需进行视力的矫正和测试时间的标准化。
　　2．光刺激时程、视角、刺激强度对瞳孔对光反射有一定影响，利用全视野短时程的光刺激可以诱发稳定且明显的瞳孔瞬时收缩和持续收缩反应。
　　3．在进行瞳孔对光反射前，应当进行至少20分钟的暗适应以保证瞳孔对光反射结果的稳定性。在分析暗适应不同阶段的瞳孔对光反射结果时，应当考虑暗适应的时间效应。
　　4．使用本实验所确立的暗适应时间和刺激方案对青光眼和视网膜色素变性患者检查时，可以反映出其特征性改变。

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封面

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缩略语表

中文摘要

英文摘要

前言

文献回顾

一、瞳孔对光反射

二、瞳孔对光反射的测量

三、瞳孔对光反射的应用现状

实验一 测量因素对瞳孔对光反射的影响

1 对象与设备

2 方法

3 结果

4 讨论

实验二 瞳孔对光反射在不同刺激条件下的变化规律

1 对象与设备

2 方法

3 结果

4 讨论

实验三 暗适应对瞳孔对光反射的影响

1 对象与设备

2 方法

3 结果

4 讨论

实验四 青光眼与视网膜色素变性患者瞳孔对光反射的改变

1 对象与设备

2 方法

3 结果

4 讨论

小结

参考文献

附录

个人简历和研究成果

致谢