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临床视觉诱发电位标准

2024-07-18 06:29| 来源: 网络整理| 查看: 265

本文首次发表在Doc Ophthalmol, 2016, 133(1):1-9

国际临床视觉电生理学会

一、引言

视觉诱发电位(visual evoked potential,VEP)是指视网膜受到视觉刺激后在大脑枕叶视皮层诱发的电位活动。视皮层电位活动主要由中央视野激活。VEP依赖整个视觉通路的功能完整性,包括眼球、视网膜、视神经、视放射和枕叶视皮层。

本文更新了国际临床视觉电生理学会(International Society for Clinical Electrophysiology of Vision,ISCEV)临床VEP检测标准,并取代了2009年的临床VEP标准[1]。与之前的标准相比,本标准的主要变化:(1)认可各种可用的刺激显示模式;(2)更加强调在图形翻转或图形给-撤和编辑期间没有亮度变化;(3)语言与其他ISCEV标准更加接近并协调一致。按照ISCEV标准进行VEP检测的报告应标注使用标准的具体名称。若采用的方法与标准不同,应注明偏差,并提供规范或参考数据。

本标准规定了临床VEP检测的基本流程,包括3个标准刺激流程。所有ISCEV标准的VEP均属于瞬态VEP,即刺激频率很低,以使波形的每个成分均可分离。

ISCEV标准的VEP检测流程限定为枕中线作用电极的单通道流程,旨在评估视交叉前的视路功能。扩展的多通道流程可用于评估视交叉后的视路损伤。根据既往相关临床标准[2, 3, 4, 5, 6]所确立的原则,ISCEV选择了能够提供核心临床信息的刺激和记录标准,且能够被世界各地大多数临床电生理实验室采用。

1.图形翻转VEP:由1°(范围0.8°~1.2°)和0.25°视野(范围0.2°~0.3°)棋盘格图形翻转刺激诱发。

2.图形给-撤VEP:由1°(范围0.8°~1.2°)和0.25°视野(范围0.2°~0.3°)棋盘格图形翻转刺激诱发。

3.闪光VEP:由至少20°视野的闪光(短暂亮度提高)诱发。

本标准并不是要求对每个患者均进行3个不同刺激流程的检测,也不排斥增加标准外的检测流程。在许多情况下,单一刺激方案即合适。棋盘格图形翻转是适用于大多数临床检测目的的首选刺激方式。与其他刺激诱发的VEP相比,图形翻转VEP的振幅和峰时变异性更小;图形给-撤刺激可以更有效鉴别伪盲,且更适用于眼球震颤患者;闪光VEP更适用于视力严重受损或不能配合图形VEP检查者。为了符合这一标准,每个临床VEP检测中应至少有1个标准流程,以便所有临床电生理实验室均有1个共同的核心数据可以共享或比较。

ISCEV认可由本标准之外的其他多种刺激诱发的非标准化VEP,对于一些特定病变或临床问题有重要作用。但本标准包含3个刺激流程,目的是将标准VEP普遍纳入到临床VEP检测中,临床电生理实验室在选择标准VEP检测流程的同时,也可以选择其他任何标准外的扩展检测流程。ISCEV鼓励在临床试验中使用标准外检测流程,作为标准化VEP检测流程的补充,并建议临床记录设备允许进行扩展流程检测,以适应更全面和专业化的临床实践。

ISCEV已发布并推广执行临床视觉电生理检测系统的众多标准,尤其全视野视网膜电图(electroretinogram,ERG)[2],多焦ERG[3],图形ERG[4]和眼电图[5]以及临床视觉电生理刺激和记录参数的校准指南[6]。内容更新见ISCEV网站(www.iscev.org/standards)。

二、基本技术 (一)电极 1.皮肤电极的选择

建议使用热压缩氯化银、标准氯化银或金杯状电极。通过清洁皮肤和使用适当的黏合剂或耦合剂,确保电极具有良好、稳定的导电性能。在带通放大器的记录频带在20~40 Hz之间时,电极-皮肤接触阻抗应低于5 kΩ。为减少电干扰,电极之间的电极-皮肤接触阻抗相差不超过1 kΩ。

2.电极位置

头皮电极应根据国际10/20通道系统,按照头部大小比例所对应的骨性标志进行放置[7](图1A)。根据鼻根和枕外隆凸确定顶点前后中线,将检测电极置于枕部头皮位于视觉皮层上方OZ处,参考电极置于FZ处。使用1个单独的电极作为接地电极,常用位置包括前额、顶点(CZ)、乳突、耳垂(A1或A2)或双侧耳垂的连线。

点击查看大图 图1 临床视觉诱发电位检测的电极位置示意 A示标准反应的作用电极和参考电极位置,作用电极位于OZ中线处,参考电极位于FZ位置(下角标z代表中线位置);B示枕叶双侧作用电极O1、O2、PO7、PO8的位置以及中线作用电极OZ的位置 图1 临床视觉诱发电位检测的电极位置示意 A示标准反应的作用电极和参考电极位置,作用电极位于OZ中线处,参考电极位于FZ位置(下角标z代表中线位置);B示枕叶双侧作用电极O1、O2、PO7、PO8的位置以及中线作用电极OZ的位置 (二)VEP的刺激

VEP的标准刺激分为图形和闪光2种(刺激标准和记录条件见表1,2)。可参照现行的临床电生理诊断技术和校准指南试验[6]中的有关定义对刺激参数进行测定。所有刺激参数应定期校准。

点击查看表格 表1

临床视觉诱发电位(VEP)标准中不同刺激VEP的记录方法

表1

临床视觉诱发电位(VEP)标准中不同刺激VEP的记录方法

刺激模式 应记录的刺激标准参数 最小刺激野 呈现方式 刺激 平均亮度及其 范围(cd·m-2) Michaelson对比度(%) 刺激频率 图形翻转 15° 单眼 棋盘格的宽度为1°(0.8°~1.2°)或0.25°(0.2°~0.3°) 50(40~60) ≥80 每秒2次翻转 图形给‑撤 15° 单眼 棋盘格的宽度为1°(0.8°~1.2°)或0.25°(0.2°~0.3°) 50(40~60) ≥80 1.67 Hz(1.4~1.67 Hz) (给200 ms、撤≥400 ms) 闪光 ≥20° 单眼 闪光刺激范围≥20° 3(2.7~3.4) 1 Hz(0.9~1.1 Hz)

注:表内空项示无此数据

点击查看表格 表2

临床视觉诱发电位(VEP)标准中不同刺激VEP的标准记录条件

表2

临床视觉诱发电位(VEP)标准中不同刺激VEP的标准记录条件

刺激模式

电极组合

(国际10/20通道系统)

滤波器

(带宽为-3 dB)

平均

扫描次数

作用电极

公共

参考电极

低频

(Hz)

高频

(Hz)

图形 OZ FZ ≤1 ≥100 ≥50 闪光 OZ FZ ≤1 ≥100 ≥50 1.图形刺激

所有的标准图形刺激均是高对比度的黑白棋盘,由紧密连在一起的正方形小方格组成。刺激可由显示屏产生,与受试眼的距离通常为50~150 cm,调整合适距离使得无论使用何种大小的显示屏均能确保每个棋盘格和整个刺激野的大小符合要求。矫正受试眼的屈光不正,注意眼镜框架不能影响自由观看显示屏。刺激变换时,无论是图形翻转还是图形给-撤,均必须保证变换时刺激的平均亮度一致,无论是瞬间或逐步的亮度改变均会对诱发的VEP造成人为假象。判断照明亮度是否一致的简单办法:将半透明的纸放在显示屏和受试眼之间,或将显示屏转向墙面,观察弥散光或反射光是否有闪烁现象,若有说明存在亮度假象。

2.刺激野和棋盘格的大小

图形刺激大小是由单个棋盘格边长所对应的受试眼的视角(°)或对应的弧分(') (1°= 60')定义。标准的图形VEP应使用2种不同空间频率的棋盘格,即边长为1°(合适的范围是从0.8°~1.2°)和0.25°(0.2°~0.3°)。所有棋盘格均应为正方形,明暗格子的数量应相等。不一定必须使用正方形刺激野,但宽度与高度的比值不应超过4∶3,刺激野的最窄尺寸至少对应15°视野。当使用注视点时,应将注视点定位于刺激野中心的4个棋盘格的一角。

3.亮度和对比度

所需的平均光亮度为50 cd·m-2(适宜范围为40~60 cd·m-2)。黑白方格的对比度应该比较高(Michelson定义对比度≥80%[2])。在黑白棋盘翻转刺激过程中,屏幕的平均亮度必须恒定(即无短暂的亮度变化),使用经典的阴极射线管很容易实现。值得注意的是,目前常规的液晶显示器屏幕在图形翻转刺激期间会呈现短暂的亮度伪影,除非采取特殊的预防措施,否则液晶显示器不适合用于VEP检测。刺激的亮度和对比度在视野的中心和边缘应保持一致。然而,许多光学和电子系统并不能提供真正始终如一的图形区域。VEP检测应尽可能遵循本标准使用显示屏,允许从中心到边缘的变化≤30%。计算公式为Michelson对比度= [(Lmax - Lmin)/(Lmax+Lmin)] ×100 %,其中L为亮度,max 示白色方块的最大值,min 示黑色方块的最小值。

4.背景照明

在使用标准的VEP检测技术时,刺激野以外的背景亮度不是关键,昏暗或普通照明的房间均可,但所有检测用的环境光源应一致。此外,应该注意避免强光直射受检者的眼部。

5.图形翻转刺激

对于图形翻转刺激,黑白两色格子会突然翻转变化(从黑到白,从白到黑),显示屏亮度无整体变化。为了满足这一要求,显示屏中必须有相等数量的黑和白格子。用于标准VEP检测的显示屏必须与均衡器同步,并避免瞬态亮度假象。标准的图形翻转VEP检测应以(2.0±0.2)r/s的速率翻转[相当于(1.0±0.1)Hz,1个完整的周期包含2次翻转]。翻转速率须用r/s为单位(不使用Hz)。特定的标准图形翻转VEP检测应指定格子的宽度(大格和小格)、刺激率(每秒翻转次数)、平均翻转次数、平均亮度、Michelson对比度[2]和刺激野大小。

6.图形给-撤刺激

图形给-撤刺激是指棋盘格图形突然切换为漫反射的灰色背景。漫反射背景和棋盘格的平均亮度须一致,且在从图形到漫反射空白屏幕的转换过程中亮度不能改变。阴极射线管显示器做到此点困难稍小,而未经改造的液晶显示器不可能实现。

图形给(On)的持续时间应为200 ms,间隔400 ms的弥散灰色背景。这种短暂的图形是为了确保图形给(On)的波形不受图形撤(Off)的影响。ISCEV标准是根据VEP图形给(On)的部分决定给-撤刺激。数据采集系统必须显示刺激的出现。至少应使用2种图形尺寸,即格子的边长为1°和0.25°视角。

7.闪光刺激

标准的闪光VEP是在暗室内用1个非常短暂(≤5 ms)的闪光诱发,至少须覆盖20°视野眼底范围。闪光刺激的强度(时间积分亮度)应为3 cd·s·m-2。标准闪光强度的可接受范围为2.7 ~ 3.4 cd·s·m-2,这与ISCEV标准的全视野ERG检测所用的闪光一致[2]。VEP的闪光刺激源可以是闪光屏、手持的频闪灯或与全视野ERG检测相同的全视野刺激器[2]。闪烁频率应为1次/s(即1.0 Hz,范围0.9~1.1 Hz)。

8.校准

所有刺激参数,包括亮度和对比度,均应由检查者或设备制造者定期进行校准[6]。

(三)记录参数 1.放大系统

可使用在50 ~ 60 Hz范围内输入阻抗最小为10 mΩ的直流放大器或交流耦合放大器。遵照现行的医疗记录系统安全标准,放大系统必须与患者绝缘。带通放大器的记录频带应至少在1 ~ 100 Hz范围。禁止使用陷波滤波器(在干线频率会抑制信号),因为其可能减少或扭曲信号。遇到来自刺激显示器的严重电磁干扰时,使用这些滤波器设置很难获得满意的记录。理想情况下,这种干扰信号应通过屏蔽或调整设备来消除。重新排列电极引线也可能对消除干扰有益。

2.采样率

建议最小采样速率为1 000 Hz(每点1 ms)。更多信息详见临床电生理诊断技术和校准指南试验[6]。

3.平均化与信号分析

突然闪光、突然图形给(On)刺激或图形翻转的时间通常被定义为时间零点。然而,闪光持续时间可达5 ms,而屏幕刷新率有所不同,可能会达到17 ms。为了避免不同刺激器导致的峰时差异,应该从开始刺激的中位时间零点开始测量峰值。不同系统时间零点的定义不同(通常是指屏幕刷新的开始而不是中点),虽可接受,但应在报告中明示,因其可系统性影响峰值时间的记录。每个平均刺激呈现的数量(扫描)取决于VEP和背景噪声之间的信噪比。在大多数临床使用中,每次扫描的平均最少次数应为50次。至少应记录2个平均值,以验证每个VEP的可重复性。有时平均扫描次数越少,越可能产生更清晰的应答,因为增加样本量所需的记录时间会延长,从而由于受检者注意力丧失和(或)运动增加引起的变异将增加,婴幼儿尤其明显。

4.分析时间

所有成人的瞬时闪光和图形翻转VEP的最小分析时间(刺激后扫描持续时间)均为刺激后250 ms。对于图形给-撤VEP,若需同时分析图形给-撤反应,分析时间(扫描持续时间)应长达500 ms。婴儿的VEP高峰时间较晚;通常对于1岁以下的幼儿,为了更好观察到典型的图形或闪光VEP波形,扫描持续时间必须至少为500 ms。

三、临床方案 (一)患者准备

应在未使用散瞳或缩瞳药物改变瞳孔的条件下给予图形刺激,闪光VEP检测也不需要扩瞳。所有检测均应注意极度瞳孔大小(小瞳孔或大瞳孔)以及双眼瞳孔不等大的情况。进行图形刺激时,应记录患者的视力,并且保证患者在相应的注视距离能够以最佳屈光状态注视刺激图形。当使用标准电极和任何附加电极通道时,患者应在校准注视距离下注视刺激图形的中心。

标准情况下应进行单眼刺激。婴儿和某些特殊人群可能不适用,对这部分人群可使用双眼刺激评估视路功能。当对单眼进行闪光刺激时,应注意确保没有光线进入对侧非刺激眼。通常需要给非刺激眼放置不透光眼罩。注意应使患者处于舒适、有良好支撑的体位,从而最大限度降低肌肉和其他因素造成的伪迹。

(二)VEP波形

VEP波形与年龄相关。以下是对18~60岁成人典型波形的描述。从刺激开始到出现VEP最大正向波或负向波的时间为峰时。在VEP研究历史上曾用潜伏期表示从刺激开始到最大振幅正向波或负向波的时间。然而,在包括ERG在内的多数生理学记录中,从刺激开始到波峰的时间称为隐含期,而潜伏期则定义为从刺激开始到反应开始的时间。为了避免混淆,本标准使用“峰时”作为“隐含期”或“达峰时间”的同义词[1],其包括了波形出现之前的潜伏阶段,含义更加明确。

(三)图形翻转VEP

典型的图形翻转VEP波形包括N75、P100和N135波峰。这些峰是以负向(N)和正向(P)加上典型的平均峰时命名(图2)。VEP振幅的标准测量方法是N75峰到P100峰的高度。P100通常是一个明显的峰,且在不同受检者之间的变异相对较小、受检者双眼间的差异最小以及随着时间的推移重复测量的变化最小。P100峰时受非病理生理学参数的影响,包括图形大小、图案对比度、平均亮度、信号滤波、患者年龄、屈光不正、固视不良以及瞳孔极大或极小等。

点击查看大图 图2 典型的图形翻转VEP检测结果示意 图3 典型的图形给-撤VEP检测结果示意(300 ms时只能记录到给光反应) 图4 典型的闪光VEP检测结果示意 图2 典型的图形翻转VEP检测结果示意 图3 典型的图形给-撤VEP检测结果示意(300 ms时只能记录到给光反应) 图4 典型的闪光VEP检测结果示意 (四)图形给-撤VEP

对于固视良好的患者,图形给-撤VEP可较图形翻转VEP显示出更大的个体间差异。图形给-撤刺激能够更有效检测或确认佯病,并可对眼球震颤患者做出评估,因为这项技术对诸如固视不良、眼球运动或故意离焦等混杂因素不敏感。成人的标准图形给-撤VEP主要由3个主波组成,即约75 ms处1个正向波峰、约125 ms处1个负向波峰、约150 ms处1个正向波峰(图3)。虽然只要明确定义,其他命名也可接受,但是习惯上将这3个波峰分别称为C1、C2和C3。振幅测量是从前一个正向或负向波峰开始。

(五)闪光VEP

一般而言,闪光VEP较图形VEP的变异性更大,但受检者双眼间的变异通常相似。对于不能或不愿配合图形VEP检测的患者、存在屈光间质混浊等光学因素阻碍有效使用图形刺激的患者,闪光VEP检测是有用的检查方法,可提供正确的临床信息,补充图形VEP结果。

典型的标准闪光刺激的VEP反应包括一系列负向波和正向波。最早可被检测到的成分峰时约在刺激后30 ms,其余可记录到的成分峰时最大可达到300 ms。这些波峰按正向波和负向波以数字序列形式记录(图4)。建议采用该命名规则来区分闪光VEP和图形翻转VEP。成人闪光VEP中一致性和反应强度最高的成分是N2和P2。P2振幅为约120 ms处P2正向波峰与前一个约90 ms处的N2负向波峰的幅度差值。

(六)VEP的测量与报告 1.正常值

标准化可确保不同临床电生理实验室的VEP波形相似。鼓励设备制造者为其产品系统建立正常值,而每个临床电生理实验室须使用自己的刺激和记录参数建立、核准正常值。建立实验室正常值的样本构成应考虑年龄和双眼间不对称性等因素。成人的正常值不能泛化用于儿童或老年人群。双眼间振幅和峰时的对比可提高VEP用于检测单眼疾患的敏感性。临床电生理实验室正常值范围应使用统计学方法描述,如在未假定符合正态分布时使用百分位数。

2.VEP报告

不同VEP检测应至少记录2次,并进行测量和显示,以确保数据的可重复性。标准VEP检测的报告应指明以下几种刺激参数,即刺激野的大小、闪光刺激的强度(时间积分亮度)或图形的平均亮度、图形元素大小、图形刺激的对比度、刺激频率以及受试眼别。此外,报告还应包含以下几项记录参数,即滤波器的设置以及阳极(记录)、阴极(参考)和接地电极的位置。波形轨迹应明确指明极性、以毫秒为单位的时间参考尺度以及以微伏为单位的振幅。建议将VEP正向波以向上的形式呈现。所有VEP报告,包括非标准化VEP报告(无论是用于临床工作,还是用于研究),均须包含峰时和振幅的测量值及其参考区间(即正常值,正常区间的上、下限和统计标准)。报告应指出是否满足ISCEV标准。

3.VEP的解读

VEP异常不具有特异性,其可发生于各种眼部疾病和神经系统疾病。解读VEP应进行与标准数据对比、双眼之间对比或与之前记录对比,从而判定结果为正常或异常。应描述VEP异常的类型,且若有可能,应联系临床表现以及其他视觉电生理检测结果。

四、特殊检测程序 (一)小儿VEP检测

原则上ISCEV标准推荐的刺激和记录方法适用于所有人群。然而,对于婴幼儿和残疾人,可能需要调整VEP的检测和记录方法,以提升结果的质量及其对诊断和视觉评估的针对性。

所有对于儿童进行的VEP检测,其结果均应与相应年龄的正常值进行比较。在进行婴幼儿的VEP检测时,扫描持续时间应足够长,以保证记录到完整的VEP波形。6个月龄且视力发育良好的儿童,大方格(1°)图形翻转VEP主要正向波的峰时通常在成人水平(分布范围)的10%内。

儿童进行VEP检测时,应使其集中注意力。与孩子直接互动有助于孩子保持注意力和固视,因此有必要2名检查者一起工作,一位负责与孩子交流,另一位负责控制数据采集。若能在固视不良时暂停或中断记录,而在重新固视时恢复记录,将提高记录数据的质量和可靠性。为了提高依从性,将婴儿抱在膝上或坐在肩上可改善注视。刺激呈现的顺序应该是灵活且有选择性,以确保在孩子专注期间针对诊断问题获得最为关键的反应。双眼图形刺激有助于增强注意力和固视,可用于评估整体视觉功能。有必要至少采用同一个刺激进行单眼检测,以评估每只眼的功能。对于儿童,重复进行VEP检测尤其重要,可确保记录到的反应是可靠的信号而不是伪迹。报告中应注明儿童的合作程度和觉醒程度。

对于成人,扩展的多通道流程VEP检测可能对视交叉和视交叉后功能障碍的诊断很重要。当无法获得可靠的图形VEP记录时,采用对固视依赖较小的闪光VEP检测通常可以获得结果。

(二)多通道流程VEP检测在后部视路评估中的应用

多通道流程VEP检测不是ISCEV的临床VEP标准中的基本内容。然而,为了明确诊断,评估视交叉和视交叉后视觉通路功能障碍时需要进行多通道流程VEP检测。视交叉或视交叉后出现功能障碍或出现交叉错误投射(可见于白化病),枕部头皮记录到的VEP会出现不对称分布。视交叉的功能障碍表现为“交叉”的不对称性,即刺激一只眼时VEP的不对称表现,改换刺激另一只眼时呈相反表现。如刺激左眼时左侧大脑半球记录的信号强于右侧,改换刺激右眼时则成为右侧大脑半球信号强于左侧。视交叉后的病变表现为“不交叉”的不对称性,即无论刺激左眼、刺激右眼,还是刺激双眼,左右枕叶电极所记录信号的不对称性均相同。建议用于多通道视觉通路功能障碍研究的图形刺激应呈现30°视野(是本标准要求的最小尺寸的2倍)。检测双侧不对称至少需要2个通道。建议至少使用3个记录电极,在O1和O2处放置2个记录电极,在中间OZ处放置第3个记录电极。3个记录电极均应以FZ为参考电极。在PO7和PO8处可放置附加电极,也以FZ为参考电极,这样或能增强检测双侧不对称的敏感性。枕叶双侧作用电极的位置见图1B。对于所有刺激条件,规范的数据记录应包括相对应的左、右枕区通道的振幅和峰时比较。由于存在矛盾性侧方化问题,故在解释多通道图形翻转VEP时须特别注意。这种在头皮外侧位置记录到的反应是由大脑对侧半球活动产生的现象,会发生在采用大视野、大方格翻转刺激和以FZ为共同参考电极的情况下。

指南执笔人:

J. Vernon Odom,Michael Bach,Mitchell Brigell,Graham E. Holder, Daphne L. McCulloch, Atsushi Mizota, Alma PatriziaTormene

中华医学会眼科学分会视觉生理学组翻译

参与翻译工作的人员:

李世迎 陆军军医大学第一附属医院眼科 (学组组长)

阴正勤 陆军军医大学第一附属医院眼科 (前任学组组长)

黄厚斌 解放军总医院海南医院眼科 (学组副组长,译文通信作者,Email:[email protected]

雷 博 河南省人民医院眼科 (学组副组长)

周翔天 温州医科大学附属眼视光医院 (学组副组长)

毕爱玲 山东中医药大学眼科研究所 (学组委员,译文执笔)

史学锋 天津市眼科医院 (学组委员,译文执笔)

周 伟 天津医科大学总医院眼科 (学组委员,译文执笔)

张作明 空军军医大学航空航天学系 (前任学组委员,译文审校)

陶 醉 陆军军医大学第一附属医院眼科 (学组秘书)

陈泽华 解放军总医院海南医院眼科 (非学组委员,译文执笔)



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