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弱视十问:弱视眼为何“弱”及如何变“强”? 精选

已有 3722 次阅读 2018-2-9 16:34 |个人分类:弱视|系统分类:科研笔记

弱视是世界范围内常见的眼科疾病,虽然200多年前就提出了“遮盖”这样一种较为有效的治疗方法,但目前对弱视的发病机制和如何“完全”治愈都还有很多问题未完全阐明。课题组在弱视的机制和更有效治疗策略等方面一直在进行持续性研究,趁着我们所二室党支部公众号约稿,就简单总结了一下我们目前在弱视研究与治疗方面的一些进展和观点,一并发在这里,作为存档回顾之用。


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生活中有些人视力不好,即使戴眼镜也不能改善,又没有明确眼部器质性病变,那他很可能是弱视。弱视是一种导致视力降低的常见病,在我国普通人群的患病率约3%,其中90%以上为单眼弱视。弱视显著影响了患者的工作、学习和生活质量,已成为人们关注的一大社会经济问题。本文将从十个相关的方面就弱视机理和治疗的研究进展进行深度剖析,希望为提高我们对弱视的认识和理清在弱视治疗基础研究方面的一些误区提供一些帮助。

弱视的定义和分类

答:弱视是指一类视觉发育关键期异常视觉经验(如屈光参差、斜视、形觉剥夺等)引起的,视力低于同龄正常标准、无可检测到的器质性改变且不能通过屈光途径加以矫正的病变。目前,主要按照最佳矫正视力损失程度和临床病因将其分类:按照视力损失程度可分为轻度弱视(视力为0.8-0.6)、中度弱视(0.5-0.2)和重度弱视(<0.2);按照临床病因可分为斜视性弱视、屈光参差性弱视、屈光不正性弱视及剥夺性弱视等。

弱视名字的由来

答:弱视,英文为Amblyopia,也叫lazy eye(懒惰眼),起源于希腊语:“amblys—blunt(钝的)“和“ops—eye(眼睛)”。当然,我们现在已经知道,弱视眼并不是真的“懒”;弱视是一种异常视觉经验引起的视觉皮层发育异常,表现为包含视力在内的广谱性视觉功能退化。

弱视的“弱”仅仅指视力么?

答:虽然视力最受关注,但其实弱视在很多功能上都表现出损害。在这个意义上,弱视是一种由异常视觉经验引起的视觉皮层功能性疾病。

就弱视眼(单眼功能)而言,除视力外,弱视眼在对比敏感度、拥挤效应、视觉噪声、运动知觉、空间定位能力、轮廓整合、估数和注意等方面都存在明显缺损。弱视眼单眼功能损害跨越从低级到高级视觉功能(广谱特性),表现出空间视觉损害突出和高频(细节)部分更为严重(图1)等鲜明特点。



弱视的双眼视觉能力也存在显著异常,如立体视、双眼竞争、双眼整合等。临床上常用纸洞法、笔尖法、四点灯和立体视检查等定性或半定量估计弱视眼在双眼视觉环境中的相对优势,结果提示相比于健眼,弱视眼表现出明显的劣势(即“弱”);基础研究则用双眼竞争、双眼运动、对比度和相位整合等范式定量评估了眼优势情况(图2),在这些双眼任务中弱视患者也表现出极大的眼间不平衡。有意思的是,从定量研究得出的眼优势情况和两眼间的视力差等单眼视力差异无显著相关性,提示双眼和单眼功能损害可能存在不同机制,在训练治疗中应分别加以考虑。



此外,这些视觉功能的损伤会进一步影响其它高级认知功能。弱视儿童手眼协调能力更差,在伸手去抓物体时会花更长时间而且错误次数也增多(Suttle等2011);阅读任务上,单侧微斜视的弱视儿童的阅读速度显著低于正常组(Stifter等, 2005)。立体视损伤还会影响到视觉运动任务、儿童体育运动、老年人安全出行及限制弱视的职业选择等(Levi等, 2015)。



弱视眼中的世界

答:缺乏系统研究。Barrett等(2003)让弱视患者观看不同频率的光栅后用纸笔画下来,结果发现弱视眼的主观知觉大体有五种不同的形式(如图3)。但从我们课题组十几年的研究积累来看,和西方人群相比,中国人群的弱视眼体验似乎有较大差异。


弱视眼为什么“弱”?

答:有很多假说,但弱视的确切发病机制尚未阐明。目前尚未发现有明显的遗传因素参与,弱视和异常视觉环境(如斜视、屈光参差、形觉剥夺等)对皮层发育的影响更为相关。

除利用眼科学手段,对弱视的病因进行明确诊断外(如屈光、斜视、形觉剥夺等),基础研究领域对弱视损害机制的研究从技术手段大致可分为心理物理学、电生理和成像等研究。心理物理学研究利用人的行为数据提出了三种模型:空间标度的低频偏移、采样降低及投射连接紊乱,也没有确定性结论。电生理学研究得出的假说概括起来主要有三种:表征区域较小、异常神经元特性及同步化降低(Kiorpes等,1998;Roelfsema等, 1994)。这些研究虽然得到了一些关于弱视损害机制的直接证据,但都还存在一定问题:是在动物身上完成的、动物模型也多为形觉剥夺模型、电生理损害不足以解释行为学损害等。脑成像的整体结果表明,弱视的很多皮层区域都显示激活水平降低,包括初级视觉区,次级视觉区及顶枕皮层和腹侧颞皮层内的区域(Anderson等, 2006)。目前不同技术手段得出的学说都有各自的一些证据支持,但受制于被试类型、损害程度、研究范式、研究手段和分析模型等的差异,不同学说之间的关系尚不清楚。

   人是典型的双眼视觉生物,我们认为理解弱视的损害机制应该从双眼相互作用角度加以考虑。过往的研究无法有效区分弱视损害是由于弱视眼单眼信息的衰减还是由于健眼对弱视眼的异常抑制。我们发展了一种新的范式进行了对比度和相位信息的共测量研究范式,提出了双眼多通道对比度增益控制模型(Multi-pathway Contrast gain-control Model, MCM;图4);我们还据此量化分析了屈光参差性弱视患者阈上信息整合异常的机制,发现弱视眼信号衰减和健眼对弱视眼具有更强的直接和更强的间接抑制,且眼间的异常抑制是更重要的损害机制。我们的工作一方面提示弱视的损害可能具有混合机制,在治疗和训练中应加以考虑,一方面也为后续进行个性化弱视损害分析提供了理论支撑。


弱视眼如何变“强”?

答:目前,弱视的治疗可以大致分为单眼和双眼两个方面的治疗或训练。

单眼治疗的方法有:遮盖、阿托品、压抑膜、以及包括精细目力训练在内的单眼视觉训练等。历史上第一个提出“遮盖”治疗弱视的是Buffon(1742),200多年过去了,遮盖疗法至今仍是弱视临床治疗的主要手段。对于低龄儿童,遮盖治疗简单有效,但是依从性差是一个规避不了的问题,对遮盖时间的选择和停止遮盖的时机选择还相对缺乏定量分析和标准。阿托品压抑疗法是利用阿托品持久的散瞳作用使患儿的健眼看近处变得模糊,强迫使用弱视眼,以往是作为遮盖治疗不能耐受时的替代疗法,二者的疗效差异不大,但调查问卷结果显示阿托品的不良反应、治疗依从性和患儿的社会心理影响方面都比遮盖治疗的影响小。压抑膜是一种表面存在凹凸纹理的眼镜贴片,造成模糊视觉,起到抑制健眼,强迫弱视眼视物的作用。它比全遮盖眼罩更加美观,但要根据弱视眼度数及时更换压抑膜度数。以上这些临床治疗都针对低龄儿童,对于成人和大龄儿童缺乏大规模临床治疗实践。

视觉功能受光学和神经系统信息处理的质量共同决定。近些年来,知觉学习作为一种着眼于神经系统信息处理可塑性的方法也收到了广泛关注。已有研究表明,强化的单眼视觉训练可以极大提高弱视眼的游标视锐度,这种提高还能迁移到视锐度上。我们自己的结果发现在优选频率上进行8天左右的训练,对比敏感度提高了近2倍,视力也提高了近3行,立体视也有显著提高;与正常人相比,提高能迁移到其它频率和对侧眼,且能长久保持,提示弱视视觉系统具有非常强的可塑性,且这种可塑性可被安全有效的加以开发和利用,以改善弱视受损视觉功能(Huang 等, 2008; Zhou等., 2006; Hou 等, 2013)。但需要指出的是,我们后续的研究还发现这种单眼训练虽然也可以改善立体视和弱视眼在双眼竞争中的眼优势等双眼视功能,但单眼视功能的改善和双眼功能的提高无显著相关性,一方面提示弱视的单眼和双眼功能损害可能存在不同机制,另一方面也提示弱视训练应协同考虑单眼和双眼视觉功能(Jia 等, 2017)。

双眼训练包括同时视功能训练、双眼分视训练、融合功能训练和双眼视觉训练等。一般认为双眼视觉训练可保留健眼的视觉输入,以期提高弱视眼在双眼视觉条件下的能力,且更加接近日常生活中眼睛的工作状态。临床上的同时视功能训练、分视和融合功能训练侧重于训练双眼的协同控制机制(即眼肌),一般是与很多其它训练组合进行,暂时缺少可靠的临床观察数据(郭雷等, 2008)。着眼于增强双眼协调能力或降低抑制,双眼视觉训练从训练任务可分为立体视训练、双眼竞争训练和双眼协同训练等;近些年,随着虚拟现实(VR)和更改现实(AR)等技术的进步,也有不少研究者探讨了基于ipod、不同类型goggle眼镜、手机、平板电脑和笔记本等平台,结合VR/AR手段和特殊设计的双眼视觉训练任务(如游戏等)在治疗弱视上的潜在价值(Hess等,2010; Ooi 等., 2013; Xi等, 2014)。需要指出的是:(1)整体而言,这些手段目前在改善立体视的功用上尚不明确,在改善健眼对弱视眼的抑制方面也尚缺乏强证据;(2)虽然弱视眼视力在部分研究中也发现显著提高,但提高幅度一般都在1行左右;结果提示这种方法在提高弱视眼视力上的潜力可能有限。(3)立体视改善和弱视眼视力提高无显著相关,提示二者的改善可能具有不同机制。Li等(2014)对4-12岁的儿童做了一项基于ipad的视频游戏的临床研究发现,经过4周的训练,视力提高0.8行,立体视没有变化。Birch等(2015)在学龄前儿童(3-6.9岁)的研究发现视力提高0.9行,立体视无显著提高。

需要特别说明的是,虽然屈光矫正(即光学适应)通常不作为一种单纯的治疗手段提出,但一般弱视治疗前首先要配镜矫正屈光不正。Wallance等(2007)对113例3-10岁双侧屈光不正性弱视儿童单纯使用戴镜治疗,1年后,双眼视力平均提高3.9行,74%的孩子双眼视力达到了20/25或以上,这说明单纯戴镜治疗对这些儿童的双眼视力提高有肯定疗效。研究者在评估某种训练的疗效时,比较严谨的做法是先进行一段时间的屈光矫正,以更好理解实验结果。


单眼治疗和双眼治疗策略能相互取代么?

答:不能。单眼治疗针对的是提高弱视眼的视力、空间对比敏感度和运动知觉等弱视眼基础视觉功能;双眼训练是要减少来自对侧健眼的抑制或双眼协同,使弱视眼在双眼视觉中的贡献更大,能被充分地利用起来。

我们和他人的研究表明:1)单眼功能损害和双眼功能损害在很多维度上都无显著相关性,如双眼相位平衡点与弱视眼视锐度、对比敏感度及眼间差异等均无显著相关;2)单眼训练并没有提高弱视眼在双眼整合中的表现;单眼训练CSF的提高与立体视能力提高也没有相关性,提示二者有不同机制;3)双眼视觉的训练即使改善了弱视眼的视力,但视力的提高与双眼整合及立体视的提高也没有相关性。

弱视眼能真正变“强”么?

答:部分能。现有的治疗选择不能完全恢复正常视觉能力。

  中华眼科学会全国儿童弱视斜视防治学组1996年制定的弱视治疗疗效评价标准为:视力退步、不变或提高仅1行为无效;视力提高2行或2行以上为进步;矫正视力提高至0.9 或以上为基本治愈;经过三年随访,视力仍保持正常为痊愈。另,若有条件可同时接受其他视功能训练,以求建立双眼单视功能。 200多年的遮盖治疗实践表明,对于低龄儿童,遮盖可有效提高视力,在保证依从性的前提下,大部分能达到治愈水平,一部分为视力进步。Tang等(2014)的回顾性研究结果显示,最终视力达到0.7以上的比例为62%。

弱视是一种广谱性视觉功能损害,损害包含了诸多单眼和双眼功能。目前治愈标准主要关注弱视眼视力。Regan(1988)曾报告过临床“已治愈”患者在高频尚存在明显损害。我们实验室对遮盖治疗好的弱视的视觉功能恢复情况进行系统评估,发现患者虽然视锐度和近立体视已接近正常,四点灯分辨不出优势眼,双眼竞争也趋于平衡,但高频对比敏感度依然存在损伤,双眼相位整合中原弱视眼的权重也不及原好眼的一半,双眼对比度整合比率接近1(正常在1.4附近;图6)(Huang等, 2007; Zhao等,2017)。这些结果强烈提示单眼视觉功能和双眼视觉功能的恢复并不能相互替代,现有弱视治疗策略应进行一定延展,现行治愈标准应包含其他功能测量。


所有弱视眼都能变“强”么?

答:目前不能,现有文献提示治愈率在63-85%(Simons,2005)。弱视治疗效果与治疗开始的年龄、治疗持续时间、弱视类型、程度和治疗方法、屈光矫正的准确度、患者对治疗的依从性等密切相关,目前尚无肯定的疗效预测方式(郭晓文等, 2010)。治疗无效的可能原因包括:有其他损害,但现有手段无法检出或者忽略了;这部分弱视的损害机制不同,现有手段无法有效恢复。一般而言,介入越早,愈后越好。

弱视眼变“强”能一劳永逸么?

答:不能。美国儿童眼病研究组(PEDIG)对弱视治疗结束后的对象进行前瞻性研究(追踪并监测其视力),发现大约有四分之一已经成功治愈的弱视患儿,在治疗后1年内出现视力下降,而且视力下降容易出现在治疗结束后的前13周内(JM等, 2004)。建议进行定期复查,必要时延长训练或治疗时间。

小结及我们的看法

  弱视是一种常见病,主要是异常视觉经验引起的皮层发育问题,在诸多单眼和双眼视觉功能上都表现出显著缺损。弱视病人的视觉损害特性和损害机制可能存在显著个体差异。在4-5岁之前应该进行视力检查,学龄前开始治疗最有效;现有治疗手段和方法,基本都能提高视力,但治疗周期较长,无法恢复弱视眼所有受损功能,有一定的负面(遮盖治疗)社会心理影响,且有相对程度的回退概率,对大龄儿童和成年弱视的治疗尚缺乏大规模临床数据。临床“已治愈”弱视眼在双眼视觉环境下,还是弱于健眼,现有治疗弱视治愈标准应涵盖更多功能的评测,现有弱视治疗手段应加以相应更新。

  我们认为,应该对每名弱视患者进行系统性损害特性评估和损害机制研究(单眼信号衰减还是双眼相互作用异常?),并在此基础上制定个性化治疗方案;在治疗过程中,还应根据治疗情况实时进行适应性改变;针对单眼和双眼功能的治疗同样重要,针对不同的患者,要根据评估结果进行不同程度的结构化组合,以期完全恢复所有受损功能。在必要的时候,还应在治疗完成后进行长期跟踪,以确保治疗效果能有效保持。对临床现有“已”治愈弱视患者也应进行系统功能测评,并设计针对性治疗方案。

【注:欢迎感兴趣的弱视患者或同仁和课题组联系】





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