臨界閃爍融合頻率(CFF)是一種動態視功能檢查方法,用以衡量視覺系統將閃爍光源感知為連續光的最低頻率。其測量方法便捷,檢查時間短,能夠在屈光間質混濁的情況下進行有效評估。雖然CFF具有諸多優點,但它在眼科領域的應用尚未得到充分重視。CFF的傳導通路涉及視網膜到外側膝狀體再到初級視覺皮層的路徑,其中大細胞通路對時間分辨率敏感,負責傳輸快速變化的信息。其測量通常使用紅色、綠色或黃色光作為閃爍光源,以檢測黃斑區的功能完整性。作為一種主觀測試,CFF的結果可能受到多種因素的影響,如藥物使用、疲勞狀態以及發光強度等。為了提高測量的重復性,需要遵循標準化的測量步驟。CFF在視神經疾病的診斷中具有重要的應用價值。它能夠輔助診斷視神經病變的存在,評估視神經的傳導功能,并監測疾病的進展和治療效果。CFF作為一種便捷且高效的視功能評估工具,在視神經疾病診斷和視功能監測方面具有巨大潛力。鑒于其在眼科領域的應用前景,呼吁眼科醫生給予更多關注和支持,并開展相關的基礎和臨床研究,以進一步探索CFF在不同疾病條件下的應用價值。
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臨界閃爍融合頻率(CFF)是一種衡量視覺系統能夠將閃爍光源感知為連續光源的最低頻率的指標[1]。對人類閃爍光感知的研究始于20世紀初,早期的研究者使用簡易光源和機械旋轉盤來創造可控的閃爍效果。隨著時間的推移和技術的進步,現代科學家利用先進的電路控制設備來進行更精確的測量,從而提高了實驗結果的準確性。CFF的主要優勢在于它揭示了視覺系統的時間分辨極限,提供了視功能的一種量化指標。這種指標可以用來評估黃斑束、視神經的功能完整性以及中樞神經系統皮層的活躍程度[2]。此外,CFF測量具有廣泛的適用性,因為這種方法對受試者沒有特殊要求,不需要屈光矯正,并且可以在自然瞳孔狀態下進行。最新的研究表明,在屈光間質混濁的情況下,CFF仍然能夠有效地進行測量,這為患有白內障或角膜白斑等疾病的患者提供了一種可靠的視功能檢測方法[3]。總的來說,CFF測試的優點包括設備便攜、測量時間短,這使得它非常適合在門診環境中進行視功能檢查。如今,CFF的應用范圍已經擴展到了神經科學、心理學等多個學科領域。盡管如此,作為一種動態視功能檢查方法,CFF尚未得到眼科醫生的廣泛重視。因此,本述評旨在深入探討CFF的基本原理、測量方法、臨床應用及其在當代視覺科學研究中的重要作用和未來的發展前景,以期推動視覺科學的進步,提高臨床實踐的質量,并為未來的科學研究指明方向。
1 CFF傳導通路及測量方法
在視覺系統中,光線首先在視網膜聚焦并轉化為電信號,這些信號隨后通過視神經傳遞到外側膝狀體,最終到達初級視覺皮層。在外側膝狀體中,神經元可分為大細胞和小細胞兩種類型。大細胞通路主要負責傳輸快速變化的信息,對時間分辨率非常敏感;而小細胞通路則以高空間分辨率和較低的時間分辨率為主要特征[4-5]。目前普遍認為,人類主要通過大細胞通路來處理閃爍信息。近期的動物研究通過電信號記錄證實,相比于小細胞,大細胞對高時間頻率的刺激更加敏感 [6]。時間分辨率和空間分辨率是視覺系統的核心功能,而CFF為時間分辨率的測量提供了一種簡便的方法。CFF檢測通常使用的閃爍光源包括紅色、綠色和黃色光。黃斑區中心凹中密集分布的 L-錐體和 M-錐體使得這種設計能夠敏感地檢測黃斑區的功能完整性[7]。作為一種主觀測試,CFF的測量結果可能受到多種因素的影響,包括生理、心理和藥物因素。理解閃爍頻率的基本原理并制定規范化的測量步驟是提高CFF測量重復性的關鍵。在進行測量前,應詢問受試者是否服用過抗精神病藥物、鎮靜劑、抗焦慮藥物或其他可能影響中樞神經系統的藥物[8-9],并確保在非疲勞狀態下進行檢測[10]。此外,發光強度、視角、視網膜偏心率和背景亮度等因素都會影響測量的精度 [2, 11-12]。盡管目前尚未對CFF測量參數和方法進行標準化,但推薦的測量距離為5~25 cm,以確保視網膜刺激范圍至少覆蓋中心視角2°,涵蓋大部分黃斑中心凹區域。測量應在暗室中進行,以消除周圍光源的干擾,并進行3~5 min的暗適應[13]。應交替對左右眼進行測量,包括升頻試驗(逐步增加頻率直至受試者感知光為連續)和降頻試驗(逐步減少頻率直至閃爍再次被感知)。每種試驗進行3次,之后對6次結果取平均值得到單眼的測量結果。
2 重視CFF作為視神經疾病診斷工具
由于閃爍信號的傳遞特性,視路中任何導致視功能受損的疾病都可能導致CFF測量閾值降低。因此,CFF在多種視神經疾病中具有顯著的臨床應用價值。在輔助診斷方面,CFF能夠確認視神經病變的存在,并提供關于視覺系統功能的初步信息。在診斷過程中,CFF可以作為補充工具,與其他臨床檢查結合使用,以增強診斷的準確性。在功能評估方面,作為一種量化工具,CFF可用于評估視神經的傳導功能和視覺系統的整體性能。它能夠幫助醫生了解視功能的損害程度,為制定治療計劃提供依據。在預后監測方面,通過定期追蹤CFF值的變化,可以監控疾病的進展和治療效果。這有助于及時調整治療方案,以期達到最佳的治療效果。
對于視神經疾病患者而言,視力、視野、色覺及亮度等多個視覺功能可能同時受損。尤其是在視力不佳導致固視能力下降的患者中,傳統的視力檢查有效性受限。相比之下,CFF檢查對患者的固視能力要求較低,且不受限于視力水平,這使其成為視神經病變患者的一種極具價值的診斷工具。
目前使用CFF作為獨立診斷工具的報告并不多見,研究更多集中在比較CFF與其他眼科檢查在疾病診斷效能上的差異。研究發現,在多發性硬化相關性視神經炎(MS-ON)患者中,CFF閾值顯著低于健康對照組;與陳舊性MS-ON相比,CFF不僅具有比圖形視覺誘發電位(VEP)更高的診斷價值,還能敏感地反映皮質功能;閃爍閾值與擴展的殘疾狀態量表評分和警覺性評分顯著相關,進一步強調了CFF在神經學評估中的潛力[14-16]。
CFF還能區分中重度視神經炎(ON)和非動脈炎性前部缺血性視神經病變(NAION)[17]。當CFF值≤24 Hz時,其對診斷ON的靈敏度達到71%,確診ON的可能性是NAION的2.89倍。有學者使用多元線性回歸模型分析發現,相較于NAION患者,ON患者的CFF數值平均降低約8 Hz[18]。在壓迫性視神經病變患者中,由腫瘤導致的視神經壓迫使得左右眼的CFF存在顯著差異。相較于視力和視野的變化,不對稱的CFF在檢測小體積腫瘤方面顯示出更高的靈敏度[19]。
CFF能與多種眼科檢查方法進行綜合比較,從而提供更全面的診斷信息。已有研究發現,CFF閾值與視野平均缺損值呈正相關,與VEP的潛伏期則呈負相關[20]。雖然CFF與視網膜神經纖維層厚度、黃斑區神經節細胞-內叢狀層厚度之間的關系尚不明確,但CFF與這些指標的相關性表明,CFF能敏感地反映視功能的變化。
近期的研究結合了CFF與其他生理及心理測量技術,如腦電圖和功能性磁共振成像,以深入探索大腦中的視覺處理機制(引出文獻)。這些綜合性研究揭示了視覺信息在大腦皮質中的傳遞和處理路徑,為視神經疾病的診斷和治療提供了更深入的依據。
3 探究CFF在視功能研究中的應用
在眼科研究中,最佳矯正視力常用于指導疾病分級、選擇治療方案及評估恢復進程,而對于患者動態視功能的評估則相對較少。CFF提供了一種簡便的方法來檢測視功能的變化。
在脫髓鞘性視神經炎(DON)患者中,患眼的CFF值顯著低于健康對照組,即使患眼視力恢復至小數視力1.0,CFF的異常仍然普遍存在[20]。類似地,一項前瞻性隨訪研究涉及25例視力初發時低于0.5,但后來恢復至1.0的ON患者,該研究發現,即使視力恢復后,紅色視標的CFF異常率依然高達37%[21]。此外,一些隨機對照試驗將CFF值的提升作為評估ON患者對糖皮質激素治療反應的重要終點指標 [22]。
在一項涉及中毒性視神經病變患者的研究中,研究者在隨訪期間發現,閃爍感知功能的恢復先于視野、對比敏感度和瞳孔反射的恢復[23]。隨著CFF儀器技術的不斷更新和迭代,研究者們逐步開始關注不同顏色的閃爍閾值。近年來,CFF設備開始引入多種色光閃爍源,除了傳統的白光外,還包括與視錐細胞光譜吸收峰相匹配的450 nm藍光、525 nm綠光和550 nm紅光。
最近的研究報告指出,高亮度紅色CFF(1 000 cd/m2)顯著提高了黃斑疾病的檢測靈敏度 [24-25]。一項比較長波和短波閃爍源在視神經疾病中的特征研究發現,紅色CFF在ON患者中顯著下降,而藍色CFF則在糖尿病視網膜病變患者中損傷更為明顯[16]。另一項研究發現,黃色閃爍源相比綠色、紅色閃爍源更能有效地反映黃斑功能的受損情況[3]。
盡管如此,關于不同色光最高閃爍頻率的研究仍然不充分,現有數據還無法明確地界定視神經疾病與各種色光之間的具體關系。需要進一步探索由不同波長光引起的閃爍閾值差異,以便更深入地理解不同色光對視功能的影響及其在臨床應用中的潛在價值。
4 CFF在屈光間質混濁疾病中的應用
當屈光間質混濁加劇時,傳統的眼底檢查方法,包括間接檢眼鏡、眼底照相和光相干斷層掃描的質量均會受到影響。在這種情況下,眼科B型超聲成為眼后節檢查的首選方法[26]。然而,由于其分辨率的限制,對于識別眼底疾病和異常解剖結構的能力存在一定的局限性。最近的研究顯示,屈光間質的混濁對人眼感知閃爍光的能力影響較小,這為CFF 在臨床上的應用開辟了新的可能性[27]。這促使研究者將CFF技術應用于白內障患者的視功能測試。研究表明,即使在視力低于0.1的白內障患者中,CFF檢查仍然可以進行[28],而同時患有眼底病變的白內障患者,其閃爍感知能力較單純白內障患者顯著降低[29]。此外,CFF閾值與白內障手術后的最小分辨角對數視力密切相關[30],并且與潛在視力計和干涉條紋視力計相比,CFF預測的視力與實際視力之間的平均偏差最小[25]。
在屈光混濁的患者中,使用多色CFF閃爍光源揭示了不同顏色光源的特性差異:紅色閃爍光能更有效地穿透白內障,而黃色閃爍光對檢測視功能損傷的敏感度更高[3],這與視錐細胞對不同波長光的響應特性密切相關。
除晶狀體混濁外,CFF技術也適用于終末期角膜盲患者的視功能檢查,這些患者通常存在嚴重的角膜血管翳。CFF可以幫助預測人工角膜植入手術后的視力恢復情況。研究顯示,與閃光VEP、B型超聲和內窺鏡檢查相比,CFF在篩選預后良好的患者方面具有更高的靈敏度和特異性。然而,這類患者的眼表情況復雜,可能存在嚴重的血管翳、瞼球粘連以及眼瞼閉鎖等問題。復雜的眼表情況可能導致在測量時視標的擺放位置偏移,從而低估神經功能。因此,關于CFF在人工角膜患者中的使用條件還需要進一步的研究探索。
盡管CFF檢查數十年前已被科學家認識,但直到近年來才逐漸受到眼科醫生的關注。重視CFF在視神經疾病中的應用并開展相關研究對于探索其在不同疾病條件下的使用具有重要意義。通過與白內障科、角膜科、眼底病科以及神經內科醫生的交叉學科合作,我們相信CFF將迎來更多的科學突破。CFF檢查具有顯著的優勢和廣泛的潛力,我們鼓勵眼科醫生開展CFF相關的基礎和臨床研究,以便在疾病診斷和視功能評估中提供更多指導和依據。
臨界閃爍融合頻率(CFF)是一種衡量視覺系統能夠將閃爍光源感知為連續光源的最低頻率的指標[1]。對人類閃爍光感知的研究始于20世紀初,早期的研究者使用簡易光源和機械旋轉盤來創造可控的閃爍效果。隨著時間的推移和技術的進步,現代科學家利用先進的電路控制設備來進行更精確的測量,從而提高了實驗結果的準確性。CFF的主要優勢在于它揭示了視覺系統的時間分辨極限,提供了視功能的一種量化指標。這種指標可以用來評估黃斑束、視神經的功能完整性以及中樞神經系統皮層的活躍程度[2]。此外,CFF測量具有廣泛的適用性,因為這種方法對受試者沒有特殊要求,不需要屈光矯正,并且可以在自然瞳孔狀態下進行。最新的研究表明,在屈光間質混濁的情況下,CFF仍然能夠有效地進行測量,這為患有白內障或角膜白斑等疾病的患者提供了一種可靠的視功能檢測方法[3]。總的來說,CFF測試的優點包括設備便攜、測量時間短,這使得它非常適合在門診環境中進行視功能檢查。如今,CFF的應用范圍已經擴展到了神經科學、心理學等多個學科領域。盡管如此,作為一種動態視功能檢查方法,CFF尚未得到眼科醫生的廣泛重視。因此,本述評旨在深入探討CFF的基本原理、測量方法、臨床應用及其在當代視覺科學研究中的重要作用和未來的發展前景,以期推動視覺科學的進步,提高臨床實踐的質量,并為未來的科學研究指明方向。
1 CFF傳導通路及測量方法
在視覺系統中,光線首先在視網膜聚焦并轉化為電信號,這些信號隨后通過視神經傳遞到外側膝狀體,最終到達初級視覺皮層。在外側膝狀體中,神經元可分為大細胞和小細胞兩種類型。大細胞通路主要負責傳輸快速變化的信息,對時間分辨率非常敏感;而小細胞通路則以高空間分辨率和較低的時間分辨率為主要特征[4-5]。目前普遍認為,人類主要通過大細胞通路來處理閃爍信息。近期的動物研究通過電信號記錄證實,相比于小細胞,大細胞對高時間頻率的刺激更加敏感 [6]。時間分辨率和空間分辨率是視覺系統的核心功能,而CFF為時間分辨率的測量提供了一種簡便的方法。CFF檢測通常使用的閃爍光源包括紅色、綠色和黃色光。黃斑區中心凹中密集分布的 L-錐體和 M-錐體使得這種設計能夠敏感地檢測黃斑區的功能完整性[7]。作為一種主觀測試,CFF的測量結果可能受到多種因素的影響,包括生理、心理和藥物因素。理解閃爍頻率的基本原理并制定規范化的測量步驟是提高CFF測量重復性的關鍵。在進行測量前,應詢問受試者是否服用過抗精神病藥物、鎮靜劑、抗焦慮藥物或其他可能影響中樞神經系統的藥物[8-9],并確保在非疲勞狀態下進行檢測[10]。此外,發光強度、視角、視網膜偏心率和背景亮度等因素都會影響測量的精度 [2, 11-12]。盡管目前尚未對CFF測量參數和方法進行標準化,但推薦的測量距離為5~25 cm,以確保視網膜刺激范圍至少覆蓋中心視角2°,涵蓋大部分黃斑中心凹區域。測量應在暗室中進行,以消除周圍光源的干擾,并進行3~5 min的暗適應[13]。應交替對左右眼進行測量,包括升頻試驗(逐步增加頻率直至受試者感知光為連續)和降頻試驗(逐步減少頻率直至閃爍再次被感知)。每種試驗進行3次,之后對6次結果取平均值得到單眼的測量結果。
2 重視CFF作為視神經疾病診斷工具
由于閃爍信號的傳遞特性,視路中任何導致視功能受損的疾病都可能導致CFF測量閾值降低。因此,CFF在多種視神經疾病中具有顯著的臨床應用價值。在輔助診斷方面,CFF能夠確認視神經病變的存在,并提供關于視覺系統功能的初步信息。在診斷過程中,CFF可以作為補充工具,與其他臨床檢查結合使用,以增強診斷的準確性。在功能評估方面,作為一種量化工具,CFF可用于評估視神經的傳導功能和視覺系統的整體性能。它能夠幫助醫生了解視功能的損害程度,為制定治療計劃提供依據。在預后監測方面,通過定期追蹤CFF值的變化,可以監控疾病的進展和治療效果。這有助于及時調整治療方案,以期達到最佳的治療效果。
對于視神經疾病患者而言,視力、視野、色覺及亮度等多個視覺功能可能同時受損。尤其是在視力不佳導致固視能力下降的患者中,傳統的視力檢查有效性受限。相比之下,CFF檢查對患者的固視能力要求較低,且不受限于視力水平,這使其成為視神經病變患者的一種極具價值的診斷工具。
目前使用CFF作為獨立診斷工具的報告并不多見,研究更多集中在比較CFF與其他眼科檢查在疾病診斷效能上的差異。研究發現,在多發性硬化相關性視神經炎(MS-ON)患者中,CFF閾值顯著低于健康對照組;與陳舊性MS-ON相比,CFF不僅具有比圖形視覺誘發電位(VEP)更高的診斷價值,還能敏感地反映皮質功能;閃爍閾值與擴展的殘疾狀態量表評分和警覺性評分顯著相關,進一步強調了CFF在神經學評估中的潛力[14-16]。
CFF還能區分中重度視神經炎(ON)和非動脈炎性前部缺血性視神經病變(NAION)[17]。當CFF值≤24 Hz時,其對診斷ON的靈敏度達到71%,確診ON的可能性是NAION的2.89倍。有學者使用多元線性回歸模型分析發現,相較于NAION患者,ON患者的CFF數值平均降低約8 Hz[18]。在壓迫性視神經病變患者中,由腫瘤導致的視神經壓迫使得左右眼的CFF存在顯著差異。相較于視力和視野的變化,不對稱的CFF在檢測小體積腫瘤方面顯示出更高的靈敏度[19]。
CFF能與多種眼科檢查方法進行綜合比較,從而提供更全面的診斷信息。已有研究發現,CFF閾值與視野平均缺損值呈正相關,與VEP的潛伏期則呈負相關[20]。雖然CFF與視網膜神經纖維層厚度、黃斑區神經節細胞-內叢狀層厚度之間的關系尚不明確,但CFF與這些指標的相關性表明,CFF能敏感地反映視功能的變化。
近期的研究結合了CFF與其他生理及心理測量技術,如腦電圖和功能性磁共振成像,以深入探索大腦中的視覺處理機制(引出文獻)。這些綜合性研究揭示了視覺信息在大腦皮質中的傳遞和處理路徑,為視神經疾病的診斷和治療提供了更深入的依據。
3 探究CFF在視功能研究中的應用
在眼科研究中,最佳矯正視力常用于指導疾病分級、選擇治療方案及評估恢復進程,而對于患者動態視功能的評估則相對較少。CFF提供了一種簡便的方法來檢測視功能的變化。
在脫髓鞘性視神經炎(DON)患者中,患眼的CFF值顯著低于健康對照組,即使患眼視力恢復至小數視力1.0,CFF的異常仍然普遍存在[20]。類似地,一項前瞻性隨訪研究涉及25例視力初發時低于0.5,但后來恢復至1.0的ON患者,該研究發現,即使視力恢復后,紅色視標的CFF異常率依然高達37%[21]。此外,一些隨機對照試驗將CFF值的提升作為評估ON患者對糖皮質激素治療反應的重要終點指標 [22]。
在一項涉及中毒性視神經病變患者的研究中,研究者在隨訪期間發現,閃爍感知功能的恢復先于視野、對比敏感度和瞳孔反射的恢復[23]。隨著CFF儀器技術的不斷更新和迭代,研究者們逐步開始關注不同顏色的閃爍閾值。近年來,CFF設備開始引入多種色光閃爍源,除了傳統的白光外,還包括與視錐細胞光譜吸收峰相匹配的450 nm藍光、525 nm綠光和550 nm紅光。
最近的研究報告指出,高亮度紅色CFF(1 000 cd/m2)顯著提高了黃斑疾病的檢測靈敏度 [24-25]。一項比較長波和短波閃爍源在視神經疾病中的特征研究發現,紅色CFF在ON患者中顯著下降,而藍色CFF則在糖尿病視網膜病變患者中損傷更為明顯[16]。另一項研究發現,黃色閃爍源相比綠色、紅色閃爍源更能有效地反映黃斑功能的受損情況[3]。
盡管如此,關于不同色光最高閃爍頻率的研究仍然不充分,現有數據還無法明確地界定視神經疾病與各種色光之間的具體關系。需要進一步探索由不同波長光引起的閃爍閾值差異,以便更深入地理解不同色光對視功能的影響及其在臨床應用中的潛在價值。
4 CFF在屈光間質混濁疾病中的應用
當屈光間質混濁加劇時,傳統的眼底檢查方法,包括間接檢眼鏡、眼底照相和光相干斷層掃描的質量均會受到影響。在這種情況下,眼科B型超聲成為眼后節檢查的首選方法[26]。然而,由于其分辨率的限制,對于識別眼底疾病和異常解剖結構的能力存在一定的局限性。最近的研究顯示,屈光間質的混濁對人眼感知閃爍光的能力影響較小,這為CFF 在臨床上的應用開辟了新的可能性[27]。這促使研究者將CFF技術應用于白內障患者的視功能測試。研究表明,即使在視力低于0.1的白內障患者中,CFF檢查仍然可以進行[28],而同時患有眼底病變的白內障患者,其閃爍感知能力較單純白內障患者顯著降低[29]。此外,CFF閾值與白內障手術后的最小分辨角對數視力密切相關[30],并且與潛在視力計和干涉條紋視力計相比,CFF預測的視力與實際視力之間的平均偏差最小[25]。
在屈光混濁的患者中,使用多色CFF閃爍光源揭示了不同顏色光源的特性差異:紅色閃爍光能更有效地穿透白內障,而黃色閃爍光對檢測視功能損傷的敏感度更高[3],這與視錐細胞對不同波長光的響應特性密切相關。
除晶狀體混濁外,CFF技術也適用于終末期角膜盲患者的視功能檢查,這些患者通常存在嚴重的角膜血管翳。CFF可以幫助預測人工角膜植入手術后的視力恢復情況。研究顯示,與閃光VEP、B型超聲和內窺鏡檢查相比,CFF在篩選預后良好的患者方面具有更高的靈敏度和特異性。然而,這類患者的眼表情況復雜,可能存在嚴重的血管翳、瞼球粘連以及眼瞼閉鎖等問題。復雜的眼表情況可能導致在測量時視標的擺放位置偏移,從而低估神經功能。因此,關于CFF在人工角膜患者中的使用條件還需要進一步的研究探索。
盡管CFF檢查數十年前已被科學家認識,但直到近年來才逐漸受到眼科醫生的關注。重視CFF在視神經疾病中的應用并開展相關研究對于探索其在不同疾病條件下的使用具有重要意義。通過與白內障科、角膜科、眼底病科以及神經內科醫生的交叉學科合作,我們相信CFF將迎來更多的科學突破。CFF檢查具有顯著的優勢和廣泛的潛力,我們鼓勵眼科醫生開展CFF相關的基礎和臨床研究,以便在疾病診斷和視功能評估中提供更多指導和依據。