引用本文: 李文清, 宋艷萍, 丁琴. 免散瞳全視野閃光視網膜電圖篩查糖尿病視網膜病變的初步臨床價值. 中華眼底病雜志, 2020, 36(2): 94-98. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2020.02.002 復制
隨著糖尿病視網膜病變(DR)的進展,患者視網膜功能受損,典型特征表現為全視野閃光ERG隱含期延遲及振幅降低[1]。然而,因其傳統ERG設備占用空間大、檢查耗費時間長等不足,限制了其在DR篩查中的應用。RETeval為手持式、完全便攜化、非散瞳、無創型視覺電生理診斷系統,可實時測量瞳孔大小,通過調整亮度補償瞳孔面積的變化,對視網膜提供恒定照度刺激,記錄全視野閃光ERG[2-3]。目前已有國外學者應用于DR、威脅視力的DR(VTDR)篩查,并顯示出其有較高的靈敏度和特異性[4]。但國內類似研究尚少。本研究應用RETeval設備的“DR評估方案”模式對一組正常人和2型糖尿病(T2DM)患者進行了全視野閃光ERG檢查,評估其在DR、VTDR篩查中的價值。現將結果報道如下。
1 對象和方法
回顧性臨床研究。本研究經解放軍中部戰區總醫院倫理委員會審核。患者均獲知情并簽署書面同意書。
2017年11月至2018年6月就診于解放軍中部戰區總醫院眼科和內分泌科的T2DM患者58例116只眼納入研究。其中,男性30例,女性28例;年齡29~76歲,平均年齡(58.0±11.0)歲。納入標準:(1)符合T2DM診斷標準[5]。(2)年齡≥18周歲。(3)未接受過任何眼局部治療。排除標準:(1)患有除DR外的其他眼底疾病如視網膜中央靜脈阻塞、青光眼等。(2)既往曾接受眼部手術、視網膜激光光凝、眼內注射藥物或任何DR治療。(3)≥3級核或囊下白內障。(4)有散瞳禁忌癥或明顯藥物過敏性史、心肝腎功能明顯異常。選取同期年齡、性別匹配的健康志愿者16名32只眼作為對照組。其中,男性7名,女性9名;年齡28~71歲,平均年齡(55.9±10.6)歲。BCVA≥1.0。
所有受檢者均行BCVA、眼壓、裂隙燈顯微鏡、眼底彩色照相、OCT、全視野閃光ERG檢查。采用美國LKC公司便攜式視覺電生理檢測系統RETeval行閃光ERG檢查。應用“DR評估方案”模式,刺激頻率28.3 Hz。閃光刺激期間,RETeval設備可實時測量瞳孔大小,并動態調整閃光亮度,以便向被測眼輸送所需量的光線。視網膜照度=閃光亮度(cd·s/m2)×瞳孔面積(mm2)。DR評估方案使用4、16、32 Td·s白色閃變刺激(0.28 Td·s≈0.01 cd·s / m2),無背景光。ERG信號由放置于下眼瞼邊緣的特殊皮膚電極片拾取,其操作全過程、記錄時間至結果生成僅需幾分鐘。記錄系統自動測量的“DR評估方案結果評分”。“DR評估方案結果評分”包括:(1)患者年齡。(2)32 Td·s刺激的電反應時間(隱含期)。(3)16 Td·s刺激的電反應振幅。(4)4 Td·s刺激與32 Td·s刺激之間的瞳孔面積比。其默認正常結果為7.1~19.9分,≥20分為異常結果。
采用日本Topcon公司3D-OCT 2000儀對黃斑區進行水平線性掃描。采用德國Heidelberg公司 HRA-2行FFA檢查。DR分期以2002 年國際臨床DR嚴重程度分級標準[6]為依據:(1)無明顯DR。(2)輕度非增生型DR(NPDR),僅見微動脈瘤。(3)中度NPDR,重于輕度病變,但輕于重度病變。(4)重度NPDR,有以下情況之一者,4 個象限內可見 20 處以上視網膜內出血;2 個或以上象限發現視網膜靜脈呈串珠樣改變;1 個或以上象限有明顯視網膜內微血管異常。(5)增生型DR(PDR),明顯新生血管形成,視網膜前出血或玻璃體積血。
檢查均由同一名眼科醫師完成。結合FFA和OCT檢測結果,對患眼進行分組。由兩位眼科主治醫師和一位主任醫師完成閱片分級。以是否存在DR將受檢者分為DR(+)組(NPDR、PDR)、DR(-)組(無明顯DR、對照組受檢者),分別為48、26名。VTDR定義為重度NPDR或PDR,伴有臨床意義的黃斑水腫(CSME)的任何分期DR。據此將患者分為VTDR(+)組(重度NPDR、PDR或CSME)、VTDR(-)組(對照組受檢者、無DR的T2DM患者、無CSME的輕、中度NPDR),分別為28、46名。若受試者雙眼DR分級不同,則以較嚴重側眼分級為準。對比觀察DR(-)組和DR(+)組,VTDR(-)組和VTDR(+)組受檢眼之間隱含期、振幅及瞳孔面積比。
采用SPSS 22.0 軟件進行統計學分析。數據均呈正態分布,以均數±標準差()表示。DR(-)組和DR(+)組,VTDR(-)組和VTDR(+)組受檢眼之間隱含期、振幅、瞳孔面積比的比較行兩獨立樣本 t 檢驗;“DR評估方案結果評分”與DR嚴重程度相關性采用Spearman相關性分析。受試者工作特征曲線下面積(AUC)評估RETeval檢測DR及VTDR的靈敏度和特異性;以Youden指數(靈敏度+特異度-1)最大為標準確定靈敏度和特異性的臨界值。檢驗水準α=0.05,P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
以“DR評估方案結果評分”20.0分為臨界值,RETeval診斷DR的AUC為0.936,靈敏度和特異性分別為 81%、92%;陽性、陰性預測值分別為95%、73%。診斷VTDR的AUC為0.976,靈敏度和特異性分別為96%、70%;陽性、陰性預測值分別為66%、97%。當臨界值為22.5分時,診斷VTDR的靈敏度和特異性分別為96%、91%;陽性、陰性預測值分別為81%、98%。
與DR(-)組比較,DR(+)組患眼隱含期延遲,振幅、瞳孔面積比降低,差異均有統計學意義(t=-13.43、5.49、6.09,P=0.000、0.000、0.000)。與VTDR(-)組比較,VTDR(+)組患眼隱含期延遲,振幅、瞳孔面積比降低,差異均有統計學意義(t=-11.05、7.46、5.73,P=0.000、0.000、0.000)(圖1~3)。



相關性分析結果顯示,“DR評估方案”結果評分與DR嚴重程度呈正相關(r=0.89,P<0.05)(圖4)。

3 討論
全視野ERG是一種可通過測量視網膜對光刺激所引發的電位反應來評估全視網膜功能的檢查設備[7]。其中,a波主要反映光感受器的電活動,b波主要起源于視網膜內層Müller細胞及雙極細胞的共同電活動,OPs波被認為與視網膜微循環有關[8]。
閃光ERG波形的典型特性參數包括隱含期和振幅。隱含期是光刺激和電反應峰值之間的時間延遲,隱含期正常表示視網膜細胞代謝功能良好。研究表明,明適應ERG的b波隱含期是DR檢測的良好臨床指標。Satoh等[9]測量不同DR分期的119只眼明適應b波的隱含期和刺激強度,發現中度、重度NPDR與PDR患眼之間的隱含期存在顯著差異,但無DR和輕度NPDR之間無明顯差異。作者由此提出隱含期是區分中度、重度NPDR與PDR的良好衡量標準。Han和Ohn[10]發現明適應ERG的b波隱含期在檢測視網膜病變嚴重程度較高的患者中表現出很高的靈敏度,其能很好地反應晚期DR的功能。Tahara等[11]發現DR患者30 Hz閃光ERG隱含期廣泛延遲。本研究結果顯示,VTDR(+)、DR(+)患眼隱含期均較VTDR(-)、DR(-)患眼延遲。隱含期延長表明隨著DR進展,視網膜細胞處于失代償狀態,從而導致其功能失常。振幅在一定程度上反應正常視網膜細胞的數量,振幅下降暗示細胞凋亡、死亡及細胞數量下降。本研究結果顯示,DR患眼振幅明顯低于無DR者,且VTDR者的振幅下降更明顯。與Fukuo等[12]研究結果相似,表明隨著DR嚴重程度的增加,視網膜細胞數量會出現不同程度的減少。
DR進展會引起視網膜缺血增加,視網膜細胞處于失代償狀態,其隱含期延遲,振幅降低[1]。本研究結果也顯示VTDR(+)、DR(+)患眼振幅均較VTDR(-)、DR(-)患眼低,同時瞳孔面積比也呈下降趨勢。瞳孔對光刺激的反應也與DR嚴重程度相關,隨著DR嚴重程度增加,瞳孔對光刺激的收縮速度和程度均會降低[13]。
既往研究報道,傳統ERG可作為篩查DR的有效工具[14]。但因其設備空間大,受檢者需散瞳、眼局部麻醉及有創性、檢測時間長等不足,而較少應用于DR篩查。RETeval為手持式、完全便攜化、非散瞳、無創型視覺電生理診斷系統。測試程序、結果解釋簡單,并可即時提供定量結果,較傳統ERG記錄系統更適合大規模篩查。RETeval是一種小型手持式免散瞳全視野閃光ERG記錄系統,由一個直徑為60 mm的小圓頂對全視野發出閃光刺激,通過3種顏色的發光二極管(紅色,621 nm;綠色,530 nm;藍色,470 nm)的組合來呈現可見的“白色”刺激。測量過程中,儀器根據視網膜照度公式動態調整閃光亮度,并實時測量在閃光刺激下的瞳孔大小[3]。其通過放置在下眼瞼特定位置的皮膚感應電極接受視網膜電信號。
RETeval設備的“DR評估方案”的分值集合了患者的32 Td·s閃光刺激的隱含期、16 Td·s閃光刺激的振幅、4 Td·s閃光刺激與32 Td·s閃光刺激之間瞳孔面積比及患者年齡等多項指標。McCulloch等[7]研究發現,當“DR評估方案結果評分”的臨界值為20時,其檢測VTDR的AUC為0.86,靈敏度、特異性分別為83%、78%,陰性預測值為99%。本研究結果顯示,“DR評估方案結果評分”檢測VTDR的AUC為0.976,靈敏度和特異性分別為96%、70%,陰性預測值為97%。Al-Otaibi等[15]的研究結果也充分體現了RETeval在VTDR篩查中的優勢。此外,本研究結果顯示,當臨界值為22.5分時,其檢測VTDR的靈敏度和特異性分別為96%、91%。但因本研究納入檢測的樣本量少,所得結論尚需進一步擴大樣本量并經臨床分析統計得出最佳臨界值。雖然對于診斷VTDR的最佳“DR評估方案結果評分”臨界值可結合國人情況行進一步臨床研究來衡量劃分,但其高的靈敏度和特異性有效篩查出重度NPDR、PDR或糖尿病黃斑水腫等患者,使得更多需要治療的DR患者得到及時治療,降低致盲率。
本研究結果顯示,當“DR評估方案結果評分”的臨界值為20.0分時,其診斷DR的AUC為0.936,靈敏度和特異性分別為81%、92%。“DR評估方案結果評分”診斷DR的高靈敏度可以對DR患者早發現、早干預,改善其預后。“DR評估方案結果評分”與DR嚴重程度呈正相關。這提示DR分級越高,“DR評估方案結果評分”越高,與Holopigian等[14]研究結果相似。這表明“DR評估方案結果評分”是一個評估患者有無DR及DR嚴重程度的一個良好指標。
本研究結果顯示,RETeval診斷DR和VTDR的靈敏度和特異性較高,但仍需根據國人情況制定“DR評估方案結果評分”的最佳臨界值,以便更有效地用于DR和篩查和檢測。
本研究存在以下不足:(1)樣本量小,其結果尚需更大樣本量研究加以證實。(2)雖然排除了晚期白內障,但晚期白內障常見于糖尿病患者,應進一步觀察RETeval記錄的ERG受白內障的影響程度。(3)激光光凝或抗VEGF藥物治療如何影響RETeval記錄ERG的結果不明,隨訪時是否仍然有較高的靈敏度仍需進一步研究。
隨著糖尿病視網膜病變(DR)的進展,患者視網膜功能受損,典型特征表現為全視野閃光ERG隱含期延遲及振幅降低[1]。然而,因其傳統ERG設備占用空間大、檢查耗費時間長等不足,限制了其在DR篩查中的應用。RETeval為手持式、完全便攜化、非散瞳、無創型視覺電生理診斷系統,可實時測量瞳孔大小,通過調整亮度補償瞳孔面積的變化,對視網膜提供恒定照度刺激,記錄全視野閃光ERG[2-3]。目前已有國外學者應用于DR、威脅視力的DR(VTDR)篩查,并顯示出其有較高的靈敏度和特異性[4]。但國內類似研究尚少。本研究應用RETeval設備的“DR評估方案”模式對一組正常人和2型糖尿病(T2DM)患者進行了全視野閃光ERG檢查,評估其在DR、VTDR篩查中的價值。現將結果報道如下。
1 對象和方法
回顧性臨床研究。本研究經解放軍中部戰區總醫院倫理委員會審核。患者均獲知情并簽署書面同意書。
2017年11月至2018年6月就診于解放軍中部戰區總醫院眼科和內分泌科的T2DM患者58例116只眼納入研究。其中,男性30例,女性28例;年齡29~76歲,平均年齡(58.0±11.0)歲。納入標準:(1)符合T2DM診斷標準[5]。(2)年齡≥18周歲。(3)未接受過任何眼局部治療。排除標準:(1)患有除DR外的其他眼底疾病如視網膜中央靜脈阻塞、青光眼等。(2)既往曾接受眼部手術、視網膜激光光凝、眼內注射藥物或任何DR治療。(3)≥3級核或囊下白內障。(4)有散瞳禁忌癥或明顯藥物過敏性史、心肝腎功能明顯異常。選取同期年齡、性別匹配的健康志愿者16名32只眼作為對照組。其中,男性7名,女性9名;年齡28~71歲,平均年齡(55.9±10.6)歲。BCVA≥1.0。
所有受檢者均行BCVA、眼壓、裂隙燈顯微鏡、眼底彩色照相、OCT、全視野閃光ERG檢查。采用美國LKC公司便攜式視覺電生理檢測系統RETeval行閃光ERG檢查。應用“DR評估方案”模式,刺激頻率28.3 Hz。閃光刺激期間,RETeval設備可實時測量瞳孔大小,并動態調整閃光亮度,以便向被測眼輸送所需量的光線。視網膜照度=閃光亮度(cd·s/m2)×瞳孔面積(mm2)。DR評估方案使用4、16、32 Td·s白色閃變刺激(0.28 Td·s≈0.01 cd·s / m2),無背景光。ERG信號由放置于下眼瞼邊緣的特殊皮膚電極片拾取,其操作全過程、記錄時間至結果生成僅需幾分鐘。記錄系統自動測量的“DR評估方案結果評分”。“DR評估方案結果評分”包括:(1)患者年齡。(2)32 Td·s刺激的電反應時間(隱含期)。(3)16 Td·s刺激的電反應振幅。(4)4 Td·s刺激與32 Td·s刺激之間的瞳孔面積比。其默認正常結果為7.1~19.9分,≥20分為異常結果。
采用日本Topcon公司3D-OCT 2000儀對黃斑區進行水平線性掃描。采用德國Heidelberg公司 HRA-2行FFA檢查。DR分期以2002 年國際臨床DR嚴重程度分級標準[6]為依據:(1)無明顯DR。(2)輕度非增生型DR(NPDR),僅見微動脈瘤。(3)中度NPDR,重于輕度病變,但輕于重度病變。(4)重度NPDR,有以下情況之一者,4 個象限內可見 20 處以上視網膜內出血;2 個或以上象限發現視網膜靜脈呈串珠樣改變;1 個或以上象限有明顯視網膜內微血管異常。(5)增生型DR(PDR),明顯新生血管形成,視網膜前出血或玻璃體積血。
檢查均由同一名眼科醫師完成。結合FFA和OCT檢測結果,對患眼進行分組。由兩位眼科主治醫師和一位主任醫師完成閱片分級。以是否存在DR將受檢者分為DR(+)組(NPDR、PDR)、DR(-)組(無明顯DR、對照組受檢者),分別為48、26名。VTDR定義為重度NPDR或PDR,伴有臨床意義的黃斑水腫(CSME)的任何分期DR。據此將患者分為VTDR(+)組(重度NPDR、PDR或CSME)、VTDR(-)組(對照組受檢者、無DR的T2DM患者、無CSME的輕、中度NPDR),分別為28、46名。若受試者雙眼DR分級不同,則以較嚴重側眼分級為準。對比觀察DR(-)組和DR(+)組,VTDR(-)組和VTDR(+)組受檢眼之間隱含期、振幅及瞳孔面積比。
采用SPSS 22.0 軟件進行統計學分析。數據均呈正態分布,以均數±標準差()表示。DR(-)組和DR(+)組,VTDR(-)組和VTDR(+)組受檢眼之間隱含期、振幅、瞳孔面積比的比較行兩獨立樣本 t 檢驗;“DR評估方案結果評分”與DR嚴重程度相關性采用Spearman相關性分析。受試者工作特征曲線下面積(AUC)評估RETeval檢測DR及VTDR的靈敏度和特異性;以Youden指數(靈敏度+特異度-1)最大為標準確定靈敏度和特異性的臨界值。檢驗水準α=0.05,P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
以“DR評估方案結果評分”20.0分為臨界值,RETeval診斷DR的AUC為0.936,靈敏度和特異性分別為 81%、92%;陽性、陰性預測值分別為95%、73%。診斷VTDR的AUC為0.976,靈敏度和特異性分別為96%、70%;陽性、陰性預測值分別為66%、97%。當臨界值為22.5分時,診斷VTDR的靈敏度和特異性分別為96%、91%;陽性、陰性預測值分別為81%、98%。
與DR(-)組比較,DR(+)組患眼隱含期延遲,振幅、瞳孔面積比降低,差異均有統計學意義(t=-13.43、5.49、6.09,P=0.000、0.000、0.000)。與VTDR(-)組比較,VTDR(+)組患眼隱含期延遲,振幅、瞳孔面積比降低,差異均有統計學意義(t=-11.05、7.46、5.73,P=0.000、0.000、0.000)(圖1~3)。



相關性分析結果顯示,“DR評估方案”結果評分與DR嚴重程度呈正相關(r=0.89,P<0.05)(圖4)。

3 討論
全視野ERG是一種可通過測量視網膜對光刺激所引發的電位反應來評估全視網膜功能的檢查設備[7]。其中,a波主要反映光感受器的電活動,b波主要起源于視網膜內層Müller細胞及雙極細胞的共同電活動,OPs波被認為與視網膜微循環有關[8]。
閃光ERG波形的典型特性參數包括隱含期和振幅。隱含期是光刺激和電反應峰值之間的時間延遲,隱含期正常表示視網膜細胞代謝功能良好。研究表明,明適應ERG的b波隱含期是DR檢測的良好臨床指標。Satoh等[9]測量不同DR分期的119只眼明適應b波的隱含期和刺激強度,發現中度、重度NPDR與PDR患眼之間的隱含期存在顯著差異,但無DR和輕度NPDR之間無明顯差異。作者由此提出隱含期是區分中度、重度NPDR與PDR的良好衡量標準。Han和Ohn[10]發現明適應ERG的b波隱含期在檢測視網膜病變嚴重程度較高的患者中表現出很高的靈敏度,其能很好地反應晚期DR的功能。Tahara等[11]發現DR患者30 Hz閃光ERG隱含期廣泛延遲。本研究結果顯示,VTDR(+)、DR(+)患眼隱含期均較VTDR(-)、DR(-)患眼延遲。隱含期延長表明隨著DR進展,視網膜細胞處于失代償狀態,從而導致其功能失常。振幅在一定程度上反應正常視網膜細胞的數量,振幅下降暗示細胞凋亡、死亡及細胞數量下降。本研究結果顯示,DR患眼振幅明顯低于無DR者,且VTDR者的振幅下降更明顯。與Fukuo等[12]研究結果相似,表明隨著DR嚴重程度的增加,視網膜細胞數量會出現不同程度的減少。
DR進展會引起視網膜缺血增加,視網膜細胞處于失代償狀態,其隱含期延遲,振幅降低[1]。本研究結果也顯示VTDR(+)、DR(+)患眼振幅均較VTDR(-)、DR(-)患眼低,同時瞳孔面積比也呈下降趨勢。瞳孔對光刺激的反應也與DR嚴重程度相關,隨著DR嚴重程度增加,瞳孔對光刺激的收縮速度和程度均會降低[13]。
既往研究報道,傳統ERG可作為篩查DR的有效工具[14]。但因其設備空間大,受檢者需散瞳、眼局部麻醉及有創性、檢測時間長等不足,而較少應用于DR篩查。RETeval為手持式、完全便攜化、非散瞳、無創型視覺電生理診斷系統。測試程序、結果解釋簡單,并可即時提供定量結果,較傳統ERG記錄系統更適合大規模篩查。RETeval是一種小型手持式免散瞳全視野閃光ERG記錄系統,由一個直徑為60 mm的小圓頂對全視野發出閃光刺激,通過3種顏色的發光二極管(紅色,621 nm;綠色,530 nm;藍色,470 nm)的組合來呈現可見的“白色”刺激。測量過程中,儀器根據視網膜照度公式動態調整閃光亮度,并實時測量在閃光刺激下的瞳孔大小[3]。其通過放置在下眼瞼特定位置的皮膚感應電極接受視網膜電信號。
RETeval設備的“DR評估方案”的分值集合了患者的32 Td·s閃光刺激的隱含期、16 Td·s閃光刺激的振幅、4 Td·s閃光刺激與32 Td·s閃光刺激之間瞳孔面積比及患者年齡等多項指標。McCulloch等[7]研究發現,當“DR評估方案結果評分”的臨界值為20時,其檢測VTDR的AUC為0.86,靈敏度、特異性分別為83%、78%,陰性預測值為99%。本研究結果顯示,“DR評估方案結果評分”檢測VTDR的AUC為0.976,靈敏度和特異性分別為96%、70%,陰性預測值為97%。Al-Otaibi等[15]的研究結果也充分體現了RETeval在VTDR篩查中的優勢。此外,本研究結果顯示,當臨界值為22.5分時,其檢測VTDR的靈敏度和特異性分別為96%、91%。但因本研究納入檢測的樣本量少,所得結論尚需進一步擴大樣本量并經臨床分析統計得出最佳臨界值。雖然對于診斷VTDR的最佳“DR評估方案結果評分”臨界值可結合國人情況行進一步臨床研究來衡量劃分,但其高的靈敏度和特異性有效篩查出重度NPDR、PDR或糖尿病黃斑水腫等患者,使得更多需要治療的DR患者得到及時治療,降低致盲率。
本研究結果顯示,當“DR評估方案結果評分”的臨界值為20.0分時,其診斷DR的AUC為0.936,靈敏度和特異性分別為81%、92%。“DR評估方案結果評分”診斷DR的高靈敏度可以對DR患者早發現、早干預,改善其預后。“DR評估方案結果評分”與DR嚴重程度呈正相關。這提示DR分級越高,“DR評估方案結果評分”越高,與Holopigian等[14]研究結果相似。這表明“DR評估方案結果評分”是一個評估患者有無DR及DR嚴重程度的一個良好指標。
本研究結果顯示,RETeval診斷DR和VTDR的靈敏度和特異性較高,但仍需根據國人情況制定“DR評估方案結果評分”的最佳臨界值,以便更有效地用于DR和篩查和檢測。
本研究存在以下不足:(1)樣本量小,其結果尚需更大樣本量研究加以證實。(2)雖然排除了晚期白內障,但晚期白內障常見于糖尿病患者,應進一步觀察RETeval記錄的ERG受白內障的影響程度。(3)激光光凝或抗VEGF藥物治療如何影響RETeval記錄ERG的結果不明,隨訪時是否仍然有較高的靈敏度仍需進一步研究。