正常人模式脉冲与模式翻转多焦视诱发电位的比较

朱镕霆，刘兴本，徐晓明，郑传斐（中国医科大学法医学院法医临床教研室，辽宁沈阳110001）



正常人模式脉冲与模式翻转多焦视诱发电位的比较

朱镕霆，刘兴本，徐晓明，郑传斐
（中国医科大学法医学院法医临床教研室，辽宁沈阳110001）

摘要：目的比较正常人模式脉冲多焦视诱发电位（pattern－pulse multifocal visual evoked potential，PPmfVEP）与模式翻转多焦视诱发电位（pattern－reversal multifocal visual evoked potential，PRmfVEP）的优缺点，观察多焦视诱发电位（mfVEP）的双眼对称性。方法采用Vision Monitor多焦视觉电生理仪检测系统行mfVEP检查，应用t检验和方差分析对两种VEP的主波（P1）、波幅、信噪比及双眼对称性进行统计分析。结果PPmfVEP与PRmfVEP P1波幅和信噪比均在中央视野最大，并随离心度的增加呈减小趋势，下降速度由快渐趋平缓。在中央视网膜PPmfVEP波幅的变异系数明显小于PRmfVEP，而在周围视网膜则与之相反；PPmfVEP与PRmfVEP双眼对称象限的P1波幅及信噪比差异均无统计学意义（P＞0.05），双眼同侧象限的波幅差异均大于对称象限。结论mfVEP能准确、客观地反映视网膜不同部位的视功能；PPmfVEP 较PRmfVEP能更好地反映中央视网膜的视功能状况，而在周边视网膜没有优势；在中央视网膜，PPmfVEP 较PRmfVEP稳定；而在外周视网膜，PRmfVEP较PPmfVEP稳定；mfVEP在同一个体双眼之间存在对称性。关键词：法医学；诱发电位，视觉；模式翻转多焦视诱发电位；模式脉冲多焦视诱发电位

在法医临床学鉴定中，由眼外伤或疾病造成视野缺损的案例并不少见，目前临床上多使用电脑视野计检查视野，属主观的心理物理学检查，在检查过程中需要被检查者良好的配合，而被鉴定人受求偿或惩罚心理的影响，往往夸大或伪装视野缺损程度，造成视野检查结果不够准确。多焦视诱发电位（multifocal visual evoked potential，mfVEP）技术的出现为视野的客观评定提供了一个平台。

mfVEP采用二元伪随机序列（m－序列）多焦刺激的技术，同时刺激视网膜多个部位，通过记录电极记录不同部位的混合反应信号，并利用计算机把各部位的反应信号分别提取出来，对视野范围内不同部位的局部VEP进行定量检测，从而实现客观评价视网膜和视觉神经系统的视功能状况。根据刺激方式的不同，mfVEP分为模式脉冲多焦视诱发电位（patternpulse mfVEP，PPmfVEP）和模式翻转多焦视诱发电位（pattern－reversal mfVEP，PRmfVEP）。目前，国内在眼科临床应用和研究领域，主要应用PRmfVEP，PPmfVEP应用则较少。有研究[1]表明，PPmfVEP在某些方面比PRmfVEP更有优势。在法医临床学领域，PPmfVEP与PRmfVEP具有各自特点及优越性，值得进一步研究。

1对象与方法

1.1研究对象

受试者均为中国医科大学在校生，共28人（56眼），男性16名，女性12名，年龄23～27岁，平均年龄25岁，单眼（或单眼矫正）视力≥1.0，高度近视（即近视镜片度数在－6.00 D以上）及屈光参差（即双眼屈光度超过1.5 D）者除外，主观视野检查均在正常范围（采用自动视野计），除近视外无其他眼病。受试者均为自愿，并签署知情同意书。

1.2方法

1.2.1 mfVEP检查

采用Vision Monitor多焦视觉电生理仪检测系统（法国Metro－Vision公司）行mfVEP检查。刺激器帧频为120Hz的21英寸彩色监视器，屏幕分辨率为1024× 768，最大亮度为300cd/m2，最小亮度低于0.001cd/m2。刺激图形由60个刺激单元组成，刺激单元的面积随离心度增加而增大。60个刺激单元围成5个同心圆环。每个刺激单元包括16（4×4）个黑白相间的格子，由黑白翻转或脉冲方式形成视觉刺激。

电极为氯化银盘状皮肤电极，参考脑电图国际标准10～20系统电极安放法，采用四通道双极记录法，下方记录电极安置在枕骨粗隆Oz点（枕中央点），上方电极距枕骨粗隆4cm，左右两个电极离中线4cm，位于枕骨粗隆上1cm，接地电极位于FPz点（鼻根上2cm），参考电极位于Cz点（中央中点）。电极阻抗＜5kΩ。

mfVEP主要有N－P－N波、N－P波、P－N波3种类型，其中P波稳定，主波为P1波，其前后出现的两个波分别称为N1和N2波。根据离心度不同将整个视野的反应波由中心至周边分为5个环形视野：0°～20°为第1环，20°～50°为第2环，50°～100°为第3环，100°～150°为第4环，＞150°为第5环。

1.2.2波幅和信噪比的观察

记录受试者在矫正视力下模式翻转刺激和模式脉冲刺激（PPmfVEP的视刺激图片由1、1、0三张图片交替转换，PRmfVEP的视刺激图片由1、0两张图片交替转换）条件下的mfVEP波形，重复记录2次。通过Vision Monitor软件分析mfVEP的二阶一次反应，主要观察P1波的波幅和信噪比两个指标，其中信噪比是由波幅的反应密度均方根值求得；用变异系数（CV=标准差/均值）表示两种波形的稳定性。

1.2.3双眼对称性的观察

由于同一受试者双眼PRmfVEP各对应部位波形大致相同，因此通过将中心区域（即第1环）以外的刺激视野均分为4个象限进行定量分析。观察视网膜对称性：左眼的颞上象限对应右眼的颞上象限，左眼的鼻上象限对应右眼的鼻上象限，以此类推。观察视皮质解剖特点：左右眼同侧视野对应象限指左眼鼻上象限对应于右眼颞上象限，左眼颞上象限对应右眼鼻上象限，依此类推。根据视网膜对称性比较双眼各对称象限波幅和信噪比。

1.3统计学分析

应用SPSS 13.0统计软件进行统计学分析，所有实验数据均采用x±s表示，分别采用LSD－t检验和配对t检验对两种mfVEP主波波幅、信噪比及双眼对称性进行统计分析，检验水准α=0.05。

2结　果

2.1不同离心度下PPmfVEP和PRmfVEP的特征

两种模式的P1波在各环的出现率均为100%。PPmfVEP与PRmfVEP的波幅和信噪比均在中央视野（1环）最大，并随离心度的增加呈减小趋势，下降速度由快渐趋平缓（图1）。

除第1、2环，PRmfVEP波幅的变异系数明显大于PPmfVEP，其余各环PRmfVEP波幅的变异系数均小于PPmfVEP，差异均具有统计学意义（P＜0.05），说明在中央视网膜，模式脉冲刺激的稳定性优于翻转模式，而在外周视网膜翻转脉冲刺激的稳定性优于脉冲模式。

2.2 PRmfVEP双眼对称性的比较

双眼各对称象限的P1波幅及信噪比数据大致相同，差异无统计学意义（P＞0.05）。

根据视皮质解剖特点，将双眼同侧视野对应各象限结果进行比较，见表1。结果表明，右眼颞上象限与左眼鼻上象限、右眼鼻下象限与左眼颞下象限P1波信噪比差异有统计学意义（P＜0.05）。

根据离心度的不同，双眼各环的波幅和信噪比的比较见表2。结果表明，在各环，双眼的P1波幅及信噪比差异均无统计学意义（P＞0.05）。

2.3 PPmfVEP双眼对称性的比较

PPmfVEP波形与PRmfVEP波形相似。结果表明，双眼各对称象限的P1波幅及信噪比数据大致相同，差异无统计学意义（P＞0.05，表3）。

根据视皮质解剖特点，将双眼同侧视野对应各象限结果进行比较。双眼同侧视野P1波幅及信噪比差异均无统计学意义（P＞0.05）。

根据离心度的不同，各环双眼波幅和信噪比的比较见表4，在各环，双眼之间P1波幅及信噪比差异均无统计学意义（P＞0.05）。

表1 PRmfVEP检测双眼各象限P1波幅和信噪比　　（n=28，±s）

表1 PRmfVEP检测双眼各象限P1波幅和信噪比　　（n=28，±s）

注：1）与左眼鼻上象限相比，P＜0.05；2）与左眼颞下象限相比，P＜0.05

区域　　波幅/nV　　信噪比左眼　　右眼　　左眼　　右眼中心区域　1623.2±681.5　1735.0±692.4　5.6±2.9　6.1±3.7鼻上象限　303.0±137.1　339.0±127.3　1.9±0.4　2.0±0.5颞上象限　318.8±91.7　300.8±104.7　2.0±0.6　2.2±0.31）鼻下象限　323.5±161.1　319.0±158.82）　2.0±0.6　2.1±0.62）颞下象限　337.1±160.1　365.5±165.1　2.3±0.8　2.2±0.7

表2 PRmfVEP检测各环双眼P1波幅及信噪比　　（n=28，±s）

表2 PRmfVEP检测各环双眼P1波幅及信噪比　　（n=28，±s）

视野　　波幅/nV　　信噪比左眼　　右眼　　左眼　　右眼第1环　1623.2±681.5　1735.0±692.4　5.6±2.9　6.1±3.7 第2环　566.3±138.4　518.9±179.8　2.9±0.4　4.0±0.5 第3环　364.5±98.1　356.7±119.4　2.3±0.7　2.2±0.7 第4环　285.0±140.1　264.6±101.1　1.9±0.6　1.8±0.4 第5环　257.8±105.9　252.5±115.8　1.7±0.5　1.8±0.5

表3 PPmfVEP检测双眼各象限P1波幅和信噪比　　（n=28，±s）

表3 PPmfVEP检测双眼各象限P1波幅和信噪比　　（n=28，±s）

区域　　波幅/nV　　信噪比左眼　　右眼　　左眼　　右眼中心区域　2901.6±824.3　2820.4±779.8　7.5±3.7　7.7±3.8鼻上象限　277.7±102.8　295.4±97.8　2.0±0.6　2.0±0.5颞上象限　318.8±128.3　292.6±98.4　2.0±1.3　1.9±0.5鼻下象限　323.7±151.5　313.1±141.9　2.2±0.7　2.1±0.6颞下象限　345.8±184.5　384.7±194.0　2.3±0.7　2.3±0.5

表4 PPmfVEP检测各环双眼P1波幅及信噪比　　（n=28±s）

表4 PPmfVEP检测各环双眼P1波幅及信噪比　　（n=28±s）

视野　　波幅/nV　　信噪比左眼　　右眼　　左眼　　右眼第1环　2901.6±824.3　2820.4±779.8　7.5±3.7　7.7±3.8 第2环　722.6±156.9　678.8±205.5　3.9±0.8　3.9±0.8 第3环　412.7±158.9　364.1±117.5　2.4±0.7　2.3±0.6 第4环　287.8±88.1　281.0±81.0　1.8±0.4　1.9±0.4 第5环　254.7±105.3　245.2±99.5　1.8±0.5　1.8±0.5

3讨　论

3.1 PPmfVEP与PRmfVEP的差异性

3.1.1刺激图形的差异

本实验通过给予受试者不同类型的视觉刺激进行mfVEP检查。PRmfVEP的视觉刺激为黑白格交替出现的飞镖盘样图形，而PPmfVEP则是活动区域黑白格翻转与灰色区域交替刺激的飞镖盘样图形，差别在于模式脉冲刺激插入了灰色区域，其等同于对比度为0的黑白格图片。两种刺激除了对比度存在差异之外，亮度也有不同。PPmfVEP的视觉刺激除了图形刺激外，还包括光的刺激，因为给予脉冲刺激时，即灰色屏幕刺激转换为黑白棋盘格刺激时，刺激屏幕的亮度发生了改变，而翻转刺激不存在这种情况。

3.1.2 PPmfVEP与PRmfVEP波幅及信噪比的差别

波幅容易受各种因素的影响，本研究发现，PPmfVEP在中央视网膜能获得更高的振幅信噪比，而在周边视网膜没有优势，Klistorner等[2]研究也得出同样的结论。James[1]研究表明，PPmfVEP与PRmfVEP具有相似的波形，但PPmfVEP的振幅信噪比是PRmfVEP的1.9倍。Klistorner等[2-3]认为，其产生原因是插入的灰色屏幕相对延长了刺激的时间间隔，在随后的刺激图形出现之前，减少了对第一个刺激图形的适应性，可以使视觉系统完全恢复其对比敏感度。然而，这种“适应性”有离心度依赖性，由视网膜中心到周边逐渐递增。Livingstone等[4-6]认为，前者主要在低照度下起作用，负责处理低对比度及低空间频率，产生负向波；后者主要在高照度下起作用，负责处理高对比度及高空间频率，产生正向波。Dacey等[7]报道，人类P细胞与M细胞的数量比从视网膜中心的30∶1逐渐下降到外周视网膜的3∶1，PPmfVEP插入灰色区域后，虽然相当于形成低对比度条件，但中心视网膜的P细胞通路“适应性”减小的作用占主导，外周视网膜M细胞的效应相对较小。

另外，两种模式波幅在各环的变异系数显示，第1、2环PRmfVEP明显大于PPmfVEP；其余各环，PRmfVEP均小于PPmfVEP。即在中央视网膜，模式脉冲刺激的稳定性优于翻转模式，而在外周视网膜翻转脉冲刺激的稳定性优于脉冲模式。Hoffmann等[8]应用mfVEP对不同视网膜区域进行刺激来诱发波形时，发现中心视野记录的PPmfVEP比PRmfVEP更稳定。Hoffmann 等[8]认为PRmfVEP的翻转图形前后对比度差异较大（为两张互补的黑白棋盘格），而PPmfVEP交替刺激的图像对比度变化则较小（为黑白棋盘格与灰色屏幕的交替），因此对比度变化越大，对波形的影响越大。而Shawkat等[9]发现当改变棋盘格对比度时，PPmfVEP 比PRmfVEP更容易受影响。PRmfVEP的翻转图形前后，刺激单元的平均亮度保持不变；而PPmfVEP交替刺激的图像刺激单元的亮度随刺激的产生而变化。亮度变化越大，变异越大。

3.2不同离心度下PPmfVEP与PRmfVEP的特征

本研究发现，PPmfVEP与PRmfVEP在第1环的P1波幅及信噪比最大，随着环数的增加均呈减小趋势，且下降速度由快渐趋平缓，即mfVEP在视网膜中心区域（黄斑区附近）P1波幅及信噪比最大，随着靠近视网膜边缘，波幅及信噪比均先急剧降低后缓慢变化，表明mfVEP能较为准确、客观地反映视功能状态。mfVEP的信噪比随离心度的增加而降低的现象与视力的变化趋势及视野不同部位在视皮层投射放大倍数的变化趋势相一致[10]，这与视网膜光感受器的分布和视野大脑视皮层投射机制密切相关。视锥细胞的信噪比在黄斑中央凹区最高，向外迅速降低，mfVEP振幅及信噪比随离心度增加而下降的现象与视锥细胞的分布特点相一致。

在视网膜上主要有两种感光细胞：一种是视锥细胞，主要分布在视网膜黄斑区，在一定强度的光线下分辨物体的细微结构，有极高的分辨能力，通过双极细胞与X型节细胞相连，后者轴突投射至外侧膝状体，然后至枕叶皮层的枕极；另一种为视杆细胞，主要分布在视网膜周围区，能分辨物体的粗大轮廓，与双极细胞相连，多个双极细胞再与一个Y型节细胞发生突触联系，投射到枕叶内侧面。因此，视传导通路主要有两条，一条是“视锥细胞-X型节细胞-枕极”，另一条为“视杆细胞-Y型节细胞-枕叶内侧面”。视野中央的投射区最接近大脑视皮层后极部，即最接近作用电极。开远忠等[11]认为，单位视网膜面积对应的大脑皮层面积随离心度的增加而迅速下降，即不同种类的感光细胞所能兴奋的视皮层神经元数目有所不同，黄斑区视网膜所对应的视皮层面积要远远大于周围区。

在视网膜中央为小格刺激，视锥细胞为主要感光细胞，与双极细胞相连后，后者以“一对一”的形式与X型节细胞发生突触联系，最终投射至枕极，该通路的视皮层投射面积较大，在mfVEP上主要表现为P1的波幅较大，信噪比较大；随离心度的增加在周边部虽为大格刺激，但单位视网膜面积的视锥细胞兴奋数目减少，视杆细胞为主要感光细胞，由于与其相连的双极细胞“多对一”的形式与Y型节细胞发生突触联系，该通路的视皮层投射面积较小，mfVEP上主要表现为P1的波幅较小，信噪比较小。

3.3 PPmfVEP与PRmfVEP双眼的对称性分析

3.3.1四个象限双眼间对称性比较

mfVEP的变化在个体间差异性很大，同一个体双眼之间比较可消除个体差异的影响。视觉系统由视网膜及视神经后的视路所组成，外界图像刺激在视网膜成像后，颞侧视网膜刺激的信号传导到同侧视皮层，而鼻侧视网膜刺激的信号传导到对侧的视皮层，因此，单眼的刺激在视皮层的左右两侧都有电位产生。从视皮质解剖考虑，双眼mfVEP应是以视野同侧为对称，但从视网膜解剖来看，双眼mfVEP以相应象限视野为对称。为了能准确地分析双眼mfVEP的结果，本研究对正常人双眼间mfVEP在视网膜及视皮层的对称性进行了观察，发现mfVEP在同一个体双眼之间存在对称性，且视网膜对称性优于视皮层的对称性。黄石洲等[12]提出这可能和以下因素有关：（1）mfVEP波形在各视野分区的变异性；（2）不同视野部位的刺激经神经传导后投射于不同的视皮层区域；（3）记录电极位置的影响，不同视野部位刺激引发的不同视皮层区域的电活动由于与记录电极的距离和作用方向有差别，可能导致记录到的mfVEP在不同的视野分区波形有差别；（4）下方视野优势现象的影响。

3.3.2不同离心度下双眼间对称性比较

不同离心度下PPmfVEP与PRmfVEP的P1波幅及信噪比在同一模式下，双眼在各环之间存在对称性。在早期视野改变之前，视网膜神经节细胞的丢失、视网膜神经纤维层的损害就已出现[13]。自动视野计显示无明显变化，而mfVEP可反映不同视野部位视网膜神经节细胞的功能，出现mfVEP振幅降低等，为视野缺损的早期发现、检测病情进展提供客观视野检测手段。

3.4展望

多焦视觉电生理学可以客观评价视网膜和视觉神经系统的功能状态，有望为法医学鉴定提供客观公正的评定方法。当被鉴定人双眼间损害程度不同或仅出现单眼损害时，可以利用mfVEP在同一个体双眼间存在对称性这一特点，来检测是否存在视野缺损。但是，当损伤对两眼对应点的影响程度相同时，mfVEP检查难以发现异常。研究[13]表明，自动视野计的检查结果与mfVEP的检查结果具有高度相关性，即暗点区域与记录不到mfVEP反应的区域之间有较好的对应关系，并且视野缺损越严重，对应的mfVEP反应波形的幅值越低。因此，在进行视野检查时，可将电脑视野计检查与mfVEP检查结合起来，当通过自动视野计检查出不确定的或难以解释的视野损伤时，应通过mfVEP检查确定或排除视野损伤。另外，当出现局部不同部位的视野缺损时，可以联合应用不同模式的mfVEP[14]，综合分析，使其结果能更加准确、客观地反映视网膜不同部位的视功能状况，从而保证鉴定意见的客观公正。mfVEP技术尚处于起步阶段，在以后的发展中，其信号分析方法、刺激方法、记录条件有望得到进一步改善。对mfVEP结果的准确解释还需要熟悉其原理和操作的有经验的电生理技师和临床医生的合作。随着mfVEP技术研究的不断深入和设备的普及，必将在法医临床鉴定中得到广泛的应用。

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（本文编辑：王亚辉）

Comparison of Pattern-pulse and Pattern-reversal Multifocal Visual Evoked Potentials in Normal Individuals

ZHU Rong-ting, LIU Xing-ben, XU Xiao-ming, ZHENG Chuan-fei
（Department of Forensic Medicine, China Medical University, Shenyang 110001, China）

Abstract：Objective To compare pattern－pulse multifocal visual evoked potential（PPmfVEP）with patternreversal multifocal visual evoked potential（PRmfVEP）, and to investigate the symmetry of mfVEP between both eyes in normal individuals. Methods The multifocal Vision Monitor was used to observe the mfVEP. T－test and ANOVA were used to analyze P1wave, amplitude and signal noise ratios（SNR）of two mfVEPs. Results The SNR and the P1amplitude reached the maximum at the central visual field and decreased with the increase of eccentricity, and then decreased slowly. The amplitude of the PPmfVEP was significantly smaller than the PRmfVEP in the central retina, while in the peripheral retina the result was exactly the opposite. SNR and amplitude of the PRmfVEP showed no statistical difference in both eyes（P＞0.05）. The variance of the amplitude at the same side of visual field was larger than that at the symmetrical visual quadrant. Conclusion mfVEP can reflect the visual function in different parts of retina objectively and exactly. PPmfVEP reflect the vision function of the central retina better than PRmfVEP. The stability of PPmfVEP is better than PRmfVEP in the central retina, while the result is opposite in the peripheral retina. The mfVEP is symmetrical in both eyes of the same individual.

Key words：forensic medicine; evoked potentials, visual; pattern－pulse multifocal visual evoked potential; pattern－reversal multifocal visual evoked potential

收稿日期：（2015-04-03）

通信作者：刘兴本，男，教授，主要从事法医学教学、科研及鉴定工作；E－mail：xbliu@mail.cmu.edu.cn

作者简介：朱镕霆（1988—），女，硕士，主要从事法医学研究；E－mail：459829122@qq.com

文章编号：1004－5619（2016）01－0035－05

中图分类号：DF795.1

文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1004－5619.2016.01.008