临床全视野视网膜电图标准

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临床全视野视网膜电图标准

2024-07-11 01:15| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、引言

全视野视网膜电图(electroretinogram,ERG)广泛用于检测视网膜功能。1989年,国际临床视觉电生理学会(the International Society for Clinical Electrophysiology of Vision,ISCEV)制定了临床ERG的基本标准,从而使全球范围内所记录的ERG可以进行相互比较[1]。基于知识更新和技术进步,ISCEV标准不断得到修订。本标准于2014年7月在美国波士顿举行的第52届ISCEV研讨会上提交会议表决,并于2014年11月24日投票通过,取代2008年版本[2]。本次修订重新定义了刺激闪光和背景光的光源,涵盖了发光二极管灯(light emitting diode,LED)或其他刺激光源(目前广泛使用LED光源),同时保留了以氙灯作为ERG检测刺激闪光的标准。更新了刺激闪光的国际照明委员会(Commission Internationale de I′Eclairage,CIE)色度坐标定义和明适应和暗适应的背景光强度定义。

本标准明确了全视野ERG依据刺激闪光的强度(cd·s·m-2)及其光适应状态命名的6个检测方案。

1. 暗适应0.01 ERG:反映视杆细胞系统(以下称视杆系统)On型双极细胞功能。

2. 暗适应3.0 ERG:由视杆系统和视锥细胞系统(以下称视锥系统)的光感受器细胞和双极细胞产生的混合反应,由视杆系统主导。

3. 暗适应10.0 ERG:混合反应中,a波增强反映视锥细胞的功能。

4. 暗适应振荡电位:主要反映无长突细胞功能。

5. 明适应3.0 ERG:反映视锥系统功能。a波由视锥细胞和Off型双极细胞产生;b波来自于On型和Off型双极细胞。

6. 明适应30 Hz闪烁ERG:对视锥系统反应敏感。

本标准详细描述了具有可比性的检查室基本操作过程。可根据患者不同情况选择不同的ERG检测方案。但在缺乏足够的临床信息或专业知识的情况下,建议进行全部6个方案ERG检测。希望推广使用本标准,但也可使用本标准未涵盖的检测方案。鼓励根据临床需要扩展检测方案,从而最大限度提高ERG的临床诊断价值。文后附表中列出了临床电生理检查中广泛使用的其他ERG检测方案。

点击查看表格 附表

国际临床视觉电生理学会(ISCEV)标准全视野视网膜电图(ERG)的扩展检测方案

附表

国际临床视觉电生理学会(ISCEV)标准全视野视网膜电图(ERG)的扩展检测方案

扩展检测方案 应用 持续长时间ERG(On和Off反应) 分离On和Off通路 暗适应光强-振幅系列反应 暗适应敏感度和增益 短波长视锥系统ERG 评估短波长视锥系统 明适应负波反应 神经节细胞和内层视网膜功能 暗适应长波长(红光闪烁)ERG 分离暗适应视锥细胞和视杆系统功能 明适应光强-振幅系列反应(明适应山丘现象) 明适应敏感度和增益 饱和a波系列反应(a波斜率分析) 视杆细胞的敏感度和增益 暗适应阈值反应 视杆细胞介导的感受器突触后反应 双闪光ERG反应 光感受器的恢复能力 早期感受器电位 光感受器外节功能 直流ERG 视网膜色素上皮功能(快和慢反应)

注:本表内容为ISCEV会员提出的全视野ERG扩展检测方案(2012年12月版本);同时提出的多焦点ERG和图形ERG的方案包含在其他相关ISCEV标准中[4, 5]

ISCEV发布并更新其他临床电生理检测标准,如多焦ERG[3]、图形ERG[4]、眼电图[5]和视觉诱发电位[6]以及临床视觉电生理刺激和记录参数校准指南[7]。可登录ISCEV网站(www.iscev.org/standards)以获取最新信息。ISCEV建议商业化的ERG设备除了安装标准ERG检测方案程序外,还可安装ERG检测扩展方案程序,以适应更全面的专业检查。本标准非安全标准指南,不必强制对患者进行某些特定检测,不量化执行的标准,不负责解释检测结果。

二、基本技术 (一)电极

1.记录电极:接触角膜、球结膜或下睑皮肤的电极是记录本标准全视野ERG的正电极,即记录电极。电极包括角膜接触镜电极、导电纤维和箔电极、结膜线圈、角膜芯和皮肤电极。角膜接触镜电极可获得振幅最为明显且稳定的波形。这种电极要求视轴中心透光性好,可使足够的光线通过,因此常须配有开睑器以保持睑裂开大。在使用过程中应注意保护角膜,可使用非刺激性、非致敏性导电液(如角膜接触镜清洗液或含有氯化钠及黏度不高于0.5%甲基纤维素的人工泪液)。使用角膜接触镜电极必须进行角膜表面麻醉;使用其他类型角膜或结膜电极无需麻醉,但非角膜接触镜电极记录到的ERG振幅较低。记录电极靠近眼睑下方时,可能须对信号进行平均叠加,以获得可靠的反应,故眼睑下方的皮肤电极不适用于检测ERG振幅降低的病变。为确保检测到的ERG波形符合本标准,电极须满足特定需求,以保证接触良好、位置稳定一致、电极阻抗合适。ERG的参考振幅范围具有电极特异性。虽然不同类型电极检测的数据经过计算矫正后可作为参考,但不能常规使用这种方法。不同电极振幅的参考范围也不能相互代替。

2.参考电极:即连接检测系统的负电极,可整合到角膜接触镜电极上与结膜接触。虽然独立的角膜接触镜“单极”参考电极能产生更大振幅,但是“双极”参考电极的电流最为稳定。同样,颞侧眶缘附近的皮肤电极可作为相应眼别的参考电极。注意避免将电极放在肌束上,以防肌电流干扰。本标准未涉及其他参考电极的位置。

3.地电极:地电极应单独贴附在无关位置,并与检测系统的地电极插孔连接。标准位置包括耳垂、乳突、前额。

4.皮肤电极的特征:在记录通频带为10~100 Hz时,电极与皮肤之间的阻抗通常为5 kΩ或更小。在理想情况下,记录电极和参考电极的阻抗应相似。当使用皮肤电极时,皮肤应经过清洁处理,涂抹导电膏或凝胶(若不是一体电极),以保证导电性能良好。

5.电极稳定性:在无光刺激和眼球运动时,电压基线应保持稳定。参考电极须为非极化电极,才能获得稳定的效果。

6.电极清洁:检测ERG时,角膜电极会接触到泪液,而皮肤电极也可能在皮肤破损时接触到血液。因此,若不是使用一次性电极,则在每次使用后须注意清洁和消毒电极,以防交叉感染。清洁流程应遵守设备制造者的推荐,并符合当地相关管理部门针对皮肤和泪液接触设备制定的标准清洁规范。

(二)刺激

1.弥散光:必须为受检者提供整个视野范围内的均一刺激闪光。通常需要在刺激球内提供1个固视点,并能够监测受检眼的固视情况。检测者须确认刺激闪光可满足本标准提出的全视野要求。

2.刺激的时长:本标准的刺激闪光持续时间短于任何光感受器的光电转换时间。任何刺激闪光的最大时长是5 ms。

3.刺激的波长:为达到标准化视网膜刺激,刺激闪光须考虑视锥细胞和视杆细胞不同的光谱特异性。标准刺激闪光和背景光为CIE色度坐标系中坐标接近(0.31,0.32)的可见白光(注释1)。明适应和暗适应的刺激闪光强度均有特异性,本标准保留了传统的依据明适应刺激闪光强度的命名。对于检测视杆系统为主的ERG,正确的暗适应非常重要。

彩色滤光片或彩色LED光源可用于增强视锥系统和视杆系统ERG的分离。本标准未涉及相关内容(注释2)。

4.刺激的强度:通过测量时间积分光强度来定量刺激闪光的强度(注释3),即计算每单位立体角(球面度)单位面积的光能量,单位是坎德拉·秒/平方米(cd·s·m-2)。表1为本标准要求的刺激强度范围。

点击查看表格 表1

国际临床视觉电生理学会标准全视野视网膜电图(ERG)各检测方案的刺激和记录参数

表1

国际临床视觉电生理学会标准全视野视网膜电图(ERG)各检测方案的刺激和记录参数

ERG

检测方案

光适应

时间(min)

不同光适应状态刺激闪光的强度和范围(cd·s·m-2) 刺激闪光间隔 时间和频率 记录通频带(Hz) 主要生理起源 明适应 暗适应 暗适应0.01 ERG ≥20 0.01 (0.0063~0.016) 0.025 (0.02~0.03) ≥2.0 s (≤0.5 Hz) ≤0.3或≥300 b波:视杆细胞On通路 暗适应3.0 ERGa ≥20 3.0 (2.7~3.4) 7.5 (6.7~8.4) ≥10 s (≤0.1 Hz) ≤0.3或≥300

a波:光感器和其后的On通路

b波:On双极细胞和Off双极细胞

暗适应10 ERGa ≥20 10 (8.9~11.2) 25 (18~34) ≥20 s (≤0.05 Hz) ≤0.3或≥300

a波:光感器和其后的On通路

b波:主要为视杆双极细胞(On通路)

暗适应OPsa ≥20 3.0 (2.7~3.4) 7.5 (6.7~8.4) ≥10 s (≤0.1 Hz) >7.5或≥300

反映中间视网膜层On和Off通路和

血管功能

明适应3.0 ERGb ≥10 3.0 (2.7~3.4) 7.5 (6.7~8.4) ≥0.5 s (≤2.0 Hz) ≤0.3或≥300

a波:视锥细胞和其后On和Off通路

b波:On双极细胞和Off双极细胞

明适应30 Hz闪烁ERGb ≥10 3.0 (2.7~3.4) 7.5 (6.7~8.4) 0.030~0.036 s (28~33 Hz) ≤0.3或≥300 视锥系统和On和Off通路

注:a示暗适应ERG的连续记录波形,未单独进行暗适应,故只有弱刺激闪光ERG才是真正的完全暗适应反应;b示明适应背景光强度为30 cd·m-2。OPs示视网膜震荡电位

以下是本标准ERG检测使用的刺激闪光和不同光适应背景光的强度。

(1)弱刺激闪光的强度明适应为0.01 cd·s·m-2、 暗适应为0.025 cd·s·m-2。

(2)标准刺激闪光的强度明适应为3.0 cd·s·m-2、 暗适应为7.5 cd·s·m-2。

(3)标准强刺激闪光的强度明适应为10 cd·s·m-2、 暗适应为25 cd·s·m-2。

(4)背景光的强度明适应为30 cd·m-2、暗适应为75 cd·m-2。

5.命名法:刺激(和反应)的命名是用光适应状态和明适应刺激闪光的强度(cd·s·m-2)描述,已知暗适应背景光的强度是明适应的2.5倍,如刺激闪光的强度为3.0 cd·s·m-2的暗适应反应称为暗适应3.0 ERG。此外,也可以使用描述性词汇(如视杆系统反应、视锥-视杆系统混合反应等)表达。这种命名法也可应用于非标准的刺激闪光,如用于ERG检测的扩展方案或基于设备限制的特殊情况(在暗适应下,使用强度为15 cd·s·m-2的刺激闪光可描述为暗适应15 ERG)。

需要对刺激闪光和背景光的强度进行校正。刺激系统应能够产生一组至少3.0 log单位强度的闪光,其刺激强度变化不超过0.3 log单位。改变刺激闪光或背景光的强度不应改变其光谱。部分特殊ERG检测对刺激闪光和背景光的强度有更高要求,ISCEV推荐的设备应满足最低标准。

6.刺激闪光和背景光的校准:校准时须在眼部高度位置记录每次刺激闪光的强度,采用能记录闪光总输出的积分光度计进行计算。积分光度计须符合光强度测量的国际标准,具备合适的滤光器测量明适应和暗适应的光效功能(光度曲线)。对于使用气体放电灯作为刺激器的频闪刺激,每次闪光输出会随闪光灯重复使用而改变,因此可能需要对单次刺激闪光的强度和快速闪烁刺激的强度分别进行校准。对于LED光源刺激器,输出不随重复使用而发生明显变化。背景光的强度可采用非积分光度计进行校准。检测者可查阅目前ISCEV标准的校准具体步骤。刺激器的制造者应提供或指定合适的光度计和(或)检测设备以确保刺激器得到校准。

刺激闪光和背景光的输出可随时间的推移而改变。光源输出变化的原因是光源老化或光源出现其他改变,如功率输出衰减或在球形刺激器内的反射率和传输出现变化。设备制造者对设备反应能力的稳定性问题和不稳定因素来源具有警示责任,检测者负责校准工作。刺激闪光和背景光的校准频率因设备不同而各有差异,只能在稳定使用期间进行正确校准。

(三)电子记录设备

1.患者隔离:应根据检测者国家规定的临床生物记录系统安全标准进行患者电隔离。在无严格国家标准的情况下,应遵循医学电设备IEC60601-1通用标准所述的要求。

2.输入特征:记录系统的最小输入阻抗应不小于10 mΩ,能处理由电极引入的幅度大而稳定的电压差。在理想的情况下,电极可通过屏蔽线与记录系统连接。

3.频率带宽和采样:系统应至少能记录0.3~300 Hz范围的频率。为避免信息丢失,在适当抗干扰过滤后,每个通道的ERG应以1 kHz或更高的频率进行数字化。数字转换器应具有1 μV或更小的有效分辨率。

4.其他滤波:记录系统应根据不同的目的过滤ERG信号,如在记录或回放时提取振荡电位。除振荡电位外,本标准ERG记录系统的带宽应较大。转角频率(3 dB衰减)特指小于0.3 Hz或大于300 Hz的频率范围。ISCEV未针对滤波器的输出提出标准化要求,但检测者应了解无论高通还是低通滤波器,滤波特征或转角频率的任何变化均会改变ERG的振幅和峰值时间。理想情况下,ERG之间的对比应使用完全相同的方法滤过信号或对滤过特征差异进行后期校正。

带通滤波器可去除相对较窄的频率带,有时用于修正被电源或其他周期性信号干扰的记录波形。但是,这种滤波方式可导致波形扭曲,因此最好不采用该方法,可在记录信号后再处理除去相关干扰。

5.实时ERG显示:ERG的波形在检测过程中实时显示非常重要,检测者可持续监视波形的稳定性,以便在必要时进行调整。

6.记录设备的校准和再校准:刺激和记录设备的计时由系统计时器完成,需精确至±0.01%以内。记录信号的数字转换电压值须精确至±2%。设备制造者应确保精确度,若无电子故障则不应随意变动。由于这些故障很难及时被检测者发现,因此应根据设备制造者的建议,定期检查设备的时间敏感性和电压敏感性。

7.储存ERG数据:所有ERG的数字记录均应被储存,尽可能保存单个ERG波形,不宜仅保存平均值,平均值易受到人为因素干扰。尽管在检测报告中仅需显示较短波形,但每次存储波形的持续时间至少为300 ms(包括刺激前基线50 ms),以便后处理时方便去除干扰,当然也可用更短的时长出具检测报告。每个方案的ERG检测至少重复1次,重复检测的ERG均应被记录。

8.平均:通常不需要对标准ERG电极所记录的高质量ERG进行平均。但平均几个ERG波形的确可减小变异和背景噪声干扰,以便评估ERG的变化。波形的平均对确认和评估低振幅病理性ERG至关重要。同时,ERG波形在平均前应排除伪迹。

三、临床操作 (一)患者的准备

1.散大瞳孔:瞳孔散至最大,并且在进行本标准ERG检测前和检测结束时记录瞳孔的大小。

2.对明、暗背景光的预适应:在进行暗适应ERG检测前应给予20 min暗适应,在进行明适应ERG检测前给予10 min明适应。选择先做暗适应ERG检测还是先做明适应ERG检测取决于检测者,只要满足光适应要求即可。暗适应后,应先进行弱刺激闪光检测,再进行强刺激闪光检测,以使检测中刺激闪光造成的影响最小。若使用角膜接触镜电极,可先进行暗适应ERG检测。在暗适应检测结束前,在弱红光下安放电极,这样可以最大限度减少戴镜时间,同时应注意避免使用强红光。此外,最好在佩戴角膜接触镜电极后再额外增加约5 min暗适应,有助于暗适应的恢复。

3.预先强光刺激的影响:在ERG检测前,应避免进行荧光素眼底血管造影术、眼底照相和其他使用强照明成像的检查。若已进行了这些检查,建议在开始ERG检测前,在普通室内照明中至少恢复30 min以上。

4.固视:检测时应指导患者注视刺激球中的固视点。稳定的固视非常重要,眼球转动会改变电极在眼部的位置,导致产生电子伪迹或电极、眼睑等遮挡刺激闪光。固视点不应干扰暗适应(如波长为625 nm或更长的弱红色LED光源固视点用于暗适应ERG检测),同时又要在明适应条件下可见(如调整固视点光强度或使用暗固视点)。检测者应指导无法看到固视点的患者直视前方并保持眼球稳定。检测过程中应随时监视患者,以评估患者的依从性,任何睁眼困难或固视困难的情况均应记录。

5.暗适应0.01 ERG(视杆系统反应):在进行暗适应ERG检测前,患者应至少暗适应20 min(若患者曾暴露于异常强光下则时间应更长)。暗适应0.01 ERG通常是暗适应后检测的第1个指标,因而其受光适应状态影响最大。弱白色刺激闪光的强度明适应为0.01 cd·s·m-2、暗适应为0.025 cd·s·m-2。2个闪光之间的最小间隔时间为2 s。

6.暗适应3.0 ERG(视杆系统和视锥系统混合反应):暗适应3.0 ERG检测通常在暗适应0.01 ERG检测后直接进行,因为弱刺激闪光不会影响光适应状态。标准刺激闪光的强度明适应为3.0 cd·s·m-2,暗适应为7.5 cd·s·m-2。刺激闪光之间应该至少间隔10 s。

7.暗适应10.0 ERG(更强刺激闪光的混合反应):标准强刺激闪光的强度明适应为10 cd·s·m-2,暗适应为25 cd·s·m-2。与暗适应3.0 ERG相比,暗适应10.0 ERG的特征是a波振幅更大,峰值时间更容易确认,负波波形更明显(用于识别与b波降低相关的疾病)和振荡电位振幅增加。此外,该ERG检测对于屈光间质不清或视网膜发育不成熟患者更加可靠。暗适应10.0 ERG的刺激闪光并不会导致饱和ERG反应,在某些情况下甚至需要应用更强的刺激闪光(注释4)。

暗适应10.0 ERG检测应在暗适应3.0 ERG检测后,而且强刺激闪光之间的间隔时间至少20 s。

8.暗适应3.0振荡电位:应该是在暗适应后检测标准的暗适应振荡电位。采用强度为3.0 cd·s·m-2的标准刺激闪光,既可单独检测,也可后期从ERG波形中滤波导出。使用高通滤波器从ERG波形中去除75 Hz及其以下的频率,可以获得振荡电位波形。低通滤波器设为300 Hz或更高,与其他ERG检测相同。有几种类型的模拟和数字高通滤波器可影响振荡电位波形(如引起相位移或震荡)。应用数字滤波器最简单的方法是移除ERG波形里所有频率



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