先天性特發(fā)性眼球震顫的定量診斷及發(fā)病機(jī)理研究.pdf

1、研究背景和意義：
　　 先天性特發(fā)性眼球震顫(idiopathic congenital nystagmus，ICN)是指眼部與神經(jīng)系統(tǒng)未見明顯異常的一類嬰幼兒時(shí)期出現(xiàn)的眼球震顫。臨床主要表現(xiàn)為眼球顫動(dòng)，視功能異常和代償頭位。
　　 如何準(zhǔn)確、定量地記錄ICN的眼球顫動(dòng)，判斷快慢相、靜止區(qū)及手術(shù)療效以及和其他類型眼震進(jìn)行鑒別診斷是臨床常見問題。紅外視頻眼動(dòng)儀目前成為了眼動(dòng)檢測(cè)方法中的最好選擇，但國內(nèi)尚沒有相關(guān)產(chǎn)品。本課題

2、組前期已成功研制眼動(dòng)儀樣機(jī)并初步試用于眼球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，但還需要就眼球震顫?rùn)z測(cè)的相關(guān)軟硬件進(jìn)行改進(jìn)并將改進(jìn)后的儀器進(jìn)行臨床應(yīng)用，從而為該儀器的國產(chǎn)化奠定基礎(chǔ)。
　　 ICN病因不明，發(fā)病機(jī)理不清楚，因此診治困難。功能磁共振成像技術(shù)(functional magnetic resonance imaging，fMRI)是以血氧水平相關(guān)效應(yīng)為核心，應(yīng)用磁共振技術(shù)檢測(cè)血液中的含氧濃度變化，對(duì)腦組織進(jìn)行實(shí)時(shí)功能成像，可以無損傷地反映活體大腦

3、功能。任務(wù)相關(guān)fMRI可反映接受刺激時(shí)的大腦激活情況，靜息狀態(tài)fMRI研究可反映基礎(chǔ)狀態(tài)大腦功能的病理生理變化。ICN的視覺異常和眼球運(yùn)動(dòng)障礙是否和腦功能異常有關(guān)，其解剖定位如何目前報(bào)道較少。在靜息態(tài)下是否存在腦部活動(dòng)異常尚未見報(bào)道。fMRI能客觀、定量顯示接受視覺刺激時(shí)視皮層功能區(qū)的活動(dòng)情況，ICN患者視覺皮層功能是否存在損害，手術(shù)能否影響ICN患者視皮層活動(dòng)目前尚不清楚。
　　 因此，本課題擬改進(jìn)自主研發(fā)的眼動(dòng)儀，并采用改進(jìn)

4、后的眼動(dòng)儀檢測(cè)ICN患者眼球運(yùn)動(dòng)情況，定量評(píng)估手術(shù)療效。在此基礎(chǔ)上，利用fMRI技術(shù)觀察ICN患者在靜息態(tài)、視覺刺激情況下皮層功能改變情況，分析其和臨床眼震指標(biāo)的相關(guān)性，初步探索ICN發(fā)病機(jī)理，并觀察眼震手術(shù)對(duì)ICN患者視皮層活動(dòng)的影響。
　　 第一部分?jǐn)?shù)字化眼動(dòng)儀的研發(fā)及其在先天性特發(fā)性眼球震顫的臨床應(yīng)用
　　 目的：
　　 對(duì)目前自行研發(fā)的數(shù)字化眼動(dòng)儀進(jìn)行改進(jìn)。評(píng)估改進(jìn)后的數(shù)字化眼動(dòng)儀在ICN的臨床應(yīng)用情況。

5、
　　 方法：
　　 1.更新低頻眼動(dòng)儀操作界面軟件、強(qiáng)化數(shù)據(jù)分析功能。
　　 2.研發(fā)高頻眼動(dòng)儀：采用采樣頻率更高的攝像頭進(jìn)行圖像采集，改進(jìn)采集數(shù)據(jù)方式、視覺刺激模式、紅外光源照明以及開發(fā)眼震檢測(cè)軟件。
　　 3.對(duì)各類先天性眼震患者進(jìn)行眼球震顫?rùn)z測(cè)，評(píng)估檢測(cè)效果。
　　 結(jié)果：
　　 1.改造后的低頻眼動(dòng)儀軟件操作更簡(jiǎn)便，檢測(cè)過程自動(dòng)化或半自動(dòng)化，能實(shí)時(shí)定量處理眼震數(shù)據(jù)。研發(fā)的高頻眼動(dòng)

6、儀采樣頻率更高，精度更高，體積更小，更方便臨床眼震檢測(cè)。
　　 2.改進(jìn)后的數(shù)字化眼動(dòng)儀能快速準(zhǔn)確記錄各類先天性眼球震顫(congenital nystagmus，CN)，實(shí)時(shí)計(jì)算各方位、角度的眼震頻率、振幅和震強(qiáng)，并能對(duì)ICN患者有效判定快慢相、尋找相對(duì)靜止區(qū)。
　　 結(jié)論：
　　 改進(jìn)后數(shù)字化眼動(dòng)儀可作為ICN患者眼震客觀定量檢查的有效方法。
　　 第二部分?jǐn)?shù)字化眼動(dòng)儀對(duì)先天性特發(fā)性眼球震顫的手術(shù)療效

7、評(píng)估
　　 目的：
　　 1.評(píng)估自行研制的數(shù)字化眼動(dòng)儀在ICN手術(shù)療效判定中的可行性。
　　 2.初步觀察CN的手術(shù)療效。
　　 方法：
　　 1.對(duì)24例各類CN患者手術(shù)前后進(jìn)行數(shù)字化眼動(dòng)儀檢測(cè)，觀察手術(shù)前后波形變化，分析眼震頻率、振幅、震強(qiáng)變化情況，計(jì)算手術(shù)前后不同方向、不同角度眼震震強(qiáng)變化，進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，判定手術(shù)療效。
　　 2.對(duì)ICN患者水平方向±25°內(nèi)的間隔5°的各注

8、視點(diǎn)眼震震強(qiáng)手術(shù)前后進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)改善或加重的位點(diǎn)數(shù)。
　　 3.對(duì)10例ICN患者采用眼動(dòng)儀檢測(cè)的靜止區(qū)角度作為參考進(jìn)行手術(shù)，觀察手術(shù)前后靜止區(qū)變化情況。
　　 結(jié)果：
　　 1.24例患者中13例手術(shù)后水平方向的水平震強(qiáng)有改善，7例患者水平方向的垂直震強(qiáng)也同時(shí)改善，改善率分別為54.17%和29.17%。其中ICN手術(shù)前后震強(qiáng)改善良好(10/16)，白化病或黃斑發(fā)育不良手術(shù)也有效(3/5)。
　　 2

9、.ICN患者手術(shù)前后水平方向68.18%的注視點(diǎn)水平震強(qiáng)得到改善，69.32%的注視點(diǎn)的垂直震強(qiáng)也得到改善，并且震強(qiáng)改善多≥60%。
　　 3.對(duì)ICN患者采用眼動(dòng)儀檢測(cè)的靜止區(qū)角度參考進(jìn)行手術(shù)，術(shù)前靜止區(qū)偏斜角度檢測(cè)平均為15.75°；術(shù)后靜止區(qū)偏斜角度平均為1.5°。
　　 結(jié)論：
　　 1.自行研制的數(shù)字化眼動(dòng)儀能有效進(jìn)行各類眼球震顫手術(shù)前后眼震的定量檢測(cè)和療效判定。
　　 2.手術(shù)能改善大部分IC

10、N患者的震強(qiáng)，有效矯正代償頭位。
　　 第三部分先天性特發(fā)性眼球震顫發(fā)病機(jī)理的功能磁共振成像研究
　　 目的：
　　 1.采用靜息態(tài)功能磁共振成像研究ICN腦部局部一致性(regional homogeneity，ReHo)改變及其與相關(guān)臨床眼震指標(biāo)之間的相關(guān)性。
　　 2.采用任務(wù)態(tài)功能磁共振成像觀察ICN是否存在異常激活腦區(qū)，以及這些改變和相關(guān)眼震臨床指標(biāo)之間的關(guān)系。
　　 3.采用任務(wù)態(tài)功能

11、磁共振成像探索眼球震顫手術(shù)對(duì)ICN患者視皮層Brodmann17、18、19區(qū)功能的影響。
　　 方法：
　　 1.14例ICN患者與性別、年齡匹配的14例健康對(duì)照者進(jìn)行靜息態(tài)下功能磁共振掃描。采用SPM8軟件處理影像數(shù)據(jù)后進(jìn)行局部一致性分析。對(duì)正常對(duì)照組和ICN組的ReHo值進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn)。以經(jīng)過多重比較校正后P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。并將ICN組ReHo值與患者眼震參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析。
　　 2.14例I

12、CN患者與14例性別、年齡匹配的14例健康對(duì)照者進(jìn)行棋盤格刺激下的功能磁共振成像掃描，并且對(duì)ICN患者正前方、慢相側(cè)、快相側(cè)注視時(shí)分別進(jìn)行相同程序掃描。分析統(tǒng)計(jì)正常組和ICN組各注視方向時(shí)激活差異腦區(qū)以。并以Brodmann17、18及19區(qū)作為興趣區(qū)，對(duì)ICN組不同相注視方向下大腦總激活體素?cái)?shù)、平均激活強(qiáng)度與正常對(duì)照組分別進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn)。同時(shí)對(duì)ICN組自身不同注視方向下視皮層總激活體素?cái)?shù)和平均激活強(qiáng)度進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn)。
　　

13、 3.采用fMRI技術(shù)來初步觀察1例ICN患者，1例伴有視覺系統(tǒng)異常的CN患者手術(shù)前后進(jìn)行檢測(cè)。分析眼震患者術(shù)后視皮層Brodmann17、18、19區(qū)激活改變情況，觀察手術(shù)對(duì)眼球震顫患者視皮層活動(dòng)的影響。
　　 結(jié)果：
　　 1.采用靜息態(tài)fMRI技術(shù)ReHo分析方法發(fā)現(xiàn)ICN患者大腦存在異常活動(dòng)腦區(qū)：
　　 1)ICN患者同正常對(duì)照相比，ReHo減低腦區(qū)為：左小腦腳1，腦橋，右額下回眶部，右額上回；ReHo顯

14、著增加腦區(qū)為：左距狀裂，左緣上回和右楔前葉。
　　 2)ICN患者眼震的頻率和左額上回呈正相關(guān)；振幅和右枕中回，左楔前葉，左額上回呈正相關(guān)，和右小腦，右島葉呈負(fù)相關(guān)；眼震強(qiáng)度和左距狀裂呈負(fù)相關(guān)，和右枕中回，左額中回，左輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)呈正相關(guān)。
　　 2.采用任務(wù)相關(guān)fMRI研究發(fā)現(xiàn)ICN患者大腦存在激活差異腦區(qū)：
　　 1)ICN組和正常對(duì)照相比：各注視方向均存在激活差異腦區(qū)，正前方注視主要激活差異腦區(qū)在左前扣帶回和

15、左楔葉；慢相側(cè)注視主要激活差異腦區(qū)在左前扣帶回和左楔前葉；快相側(cè)注視主要激活差異腦區(qū)在腦橋，右小腦腳1，右島葉，左右顳中回，左額上中葉，小腦蚓，右額上回，左楔前葉，Brodmann39區(qū)，左右角回，右額上中回，左中扣帶回，左額中回和右中央后回。
　　 2)ICN患者和正常組視皮層激活比較發(fā)現(xiàn)：ICN組Brodmann17區(qū)快相側(cè)注視總激活體素?cái)?shù)減少；Brodmann18區(qū)快相側(cè)、慢相側(cè)注視總激活體素?cái)?shù)減少，Brodmann19區(qū)

16、各方向注視總激活體素?cái)?shù)均減少。ICN組Brodmann17、18、19區(qū)各方向注視均較正常對(duì)照組前方注視平均激活強(qiáng)度下降。
　　 3)ICN組各注視方向比較：快相側(cè)和慢相側(cè)注視比較主要激活差異腦區(qū)在右小腦，右距狀裂，左右枕中回，右額下回三角部；ICN視皮層分區(qū)比較中發(fā)現(xiàn)Brodmann17區(qū)、Brodmann18區(qū)快相側(cè)注視較正前方注視總激活體素?cái)?shù)下降，其余各區(qū)各方向注視總激活體素?cái)?shù)、平均激活強(qiáng)度無顯著差異。
　　 3.

17、ICN患者發(fā)現(xiàn)術(shù)后Brodmann17、18、19區(qū)總激活體素?cái)?shù)、平均激活強(qiáng)度均增高；伴視覺系統(tǒng)異常CN患者術(shù)后發(fā)現(xiàn)Brodmann17、18、19區(qū)總激活體素?cái)?shù)，平均激活強(qiáng)度下降。
　　 結(jié)論：
　　 1.ICN患者靜息態(tài)下存在多個(gè)腦區(qū)局部一致性異常，并且ReHo降低腦區(qū)主要集中在平滑追隨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的神經(jīng)通路上，提示ICN患者存在異常的腦部神經(jīng)活動(dòng)，ICN的產(chǎn)生可能與平滑追隨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)異常相關(guān)。
　　 2.ICN患

18、者在接受視覺刺激時(shí)各方向注視腦區(qū)激活存在差異性，快相側(cè)注視時(shí)激活差異腦區(qū)顯著增多，提示各方向注視腦區(qū)激活的不對(duì)稱可能是代償頭位產(chǎn)生的原因。并且快相側(cè)注視時(shí)激活差異腦區(qū)主要集中在平滑追隨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的神經(jīng)通路上，也提示平滑追隨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)異?？赡芎虸CN相關(guān)。
　　 3.ICN患者在視皮層紋狀區(qū)、紋旁區(qū)、紋周區(qū)均發(fā)生了明顯的功能損害。
　　 4.眼球震顫手術(shù)能影響ICN患者視皮層Brodmann17、18、19區(qū)激活，fMRI能有

19、效觀察眼球震顫手術(shù)前后視皮層激活變化，初步判定手術(shù)療效。
　　 全文結(jié)論及學(xué)術(shù)意義：
　　 1.本課題對(duì)自主研發(fā)的數(shù)字化眼動(dòng)儀進(jìn)行了硬件擴(kuò)展和軟件更新，強(qiáng)化了數(shù)據(jù)分析功能，并對(duì)眼科常見眼部運(yùn)動(dòng)異常疾病眼球震顫進(jìn)行了初步臨床應(yīng)用。證實(shí)了該儀器能快速、準(zhǔn)確、客觀進(jìn)行各類眼球震顫?rùn)z測(cè)，能定量評(píng)估ICN手術(shù)療效，并具有操作簡(jiǎn)便，安全性好的特點(diǎn)，為數(shù)字化眼動(dòng)儀的國產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。
　　 2.本課題首次采用靜息態(tài)fMRI技術(shù)

20、ReHo分析方法對(duì)ICN患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)ICN患者靜息態(tài)下存在多個(gè)腦區(qū)局部一致性異常，并且ReHo降低腦區(qū)主要集中在平滑追隨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的神經(jīng)通路上，提示ICN患者存在異常的腦部神經(jīng)活動(dòng)，ICN的產(chǎn)生可能與平滑追隨運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)異常相關(guān)。
　　 3.本課題研究了ICN患者在接受棋盤格刺激時(shí)fMRI腦區(qū)激活情況，發(fā)現(xiàn)和正常組相比ICN患者各注視方向均存在激活差異腦區(qū)，并且快相側(cè)注視時(shí)激活差異腦區(qū)顯著增多，提示各方向注視腦區(qū)激活的差異性可能

21、和眼震代償頭位的產(chǎn)生相關(guān)。ICN組Brodmann17區(qū)快相側(cè)注視總激活體素?cái)?shù)減少，Brodmann18區(qū)快相側(cè)、慢相側(cè)注視總激活體素?cái)?shù)減少，19區(qū)各方向注視總激活體素?cái)?shù)均減少；ICN組Brodmann17、18、19區(qū)各方向注視均較正常對(duì)照組前方注視平均激活強(qiáng)度下降。提示ICN患者在視皮層紋狀區(qū)、紋旁區(qū)、紋周區(qū)均發(fā)生了明顯的功能損害。
　　 4.本課題首次采用了fMRI觀察ICN患者手術(shù)前后視皮層激活變化情況，發(fā)現(xiàn)手術(shù)前后視皮