间歇性外斜视患者知觉眼位和主观斜视角的比较
吴葆健, 付晶, 洪洁, 王京辉, 孙省利, 褚航, 阎丽
通讯作者:付晶(ORCID:0000-0001-5394-9170),Email:fu_jing@126.com

第一作者:吴葆健(ORCID:0000-0003-0484-545X),Email:baojian-wu@163.com

摘要

目的: 通过和同视机主观斜视角比较,了解间歇性外斜视患者知觉眼位的情况和意义。方法: 系列病例研究。对2017年2-8月在北京同仁医院的间歇性外斜视患者分别用同视机检测其主观斜视角和用基于计算机平台的视感知觉检查方法检测其知觉眼位,将同时具备以上2项检测结果的患者作为研究对象。对二者水平方向眼位进行线性相关分析;统计同视机主观斜视角在垂直方向眼位偏斜的检出率,对同视机主观斜视角未检出垂直偏斜者分析其垂直知觉眼位的分布情况;对水平和垂直知觉眼位进行线性相关和回归分析。结果: 共有120例间歇性外斜视患者被纳入研究。在水平方向,主观斜视角为(-8.1±5.3)°,知觉眼位偏移值为(332±233)像素,同视机主观斜视角越向外偏移,水平方向的知觉眼位偏移越大( r=-0.383, P<0.001)。在垂直方向,3例(2.5%)同视机检测到眼位偏斜,117例未检测出垂直眼位偏斜者中有113例(94.2%)可检测出不同程度的知觉眼位偏差,为(22±29)像素,其中67.5%(81/120)≤26像素(垂直眼位偏斜在0.5°以内),有82.5%(99/120)≤53像素(垂直眼位偏斜在1°以内)。120例患者垂直方向知觉眼位偏移为(24±32)像素,它与水平方向知觉眼位偏移呈线性相关关系( r=0.373, P<0.001),线性回归方程为垂直知觉眼位偏移=6.403+0.052×水平知觉眼位偏移( F=19.093, P<0.001)。结论: 同视机主观斜视角与知觉眼位偏移均能反映间歇性外斜视患者双眼分视状态下水平方向的眼位偏斜状态;知觉眼位检查在垂直方向的眼位偏斜检出率明显高于同视机;垂直方向的知觉眼位偏斜随着水平方向知觉眼位偏斜的增加而增大。

关键词: 视知觉; 视觉; 双眼; 外斜视
Comparison of Perceptual Eye Position and Subjective Squint Deviation in Patients with Intermittent Exotropia
Baojian Wu1,2, Jing Fu1, Jie Hong1, Jinghui Wang1, Shengli Sun1, Hang Chu3, Li Yan3
1 Beijing Tongren Eye Center, Beijing Tongren Hospital, Capital Medical University, Beijing Ophthalmology & Visual Sciences Key Lab, Beijing 100730, China;
2 Department of Ophthalmology, Beijing Chuiyangliu Hospital, Beijing 100022, China
3 ational Engineering Research Center for Healthcare Devices, Guangzhou 510500, China
Corresponding author:Jing Fu, Beijing Tongren Eye Center, Beijing Tongren Hospital, Capital Medical University, Beijing Ophthalmology & Visual Sciences Key Lab, Beijing 100730, China (Email: fu_jing@126.com)
Abstract

Objective: To understand the dynamics and significance of perceptual eye position (PEP) in patients with intermittent exotropia by comparing it with subjective squint deviation (SSD).Methods: In this case series study, patients with intermittent exotropia treated at Beijing Tongren Hospital from February to August 2017 were tested for SSD using a synoptophore and, at the same time, were tested for PEP using a computer-based visual perceptual test. A total of 120 patients who were identified by the above two tests were accepted as research subjects. Linear correlation analysis was performed to assess the horizontal eye positions of SSD and PEP. The detection rate of SSD in vertical eye deviation was assessed, and the distribution of vertical PEP was analyzed in nonvertical SSD. Linear correlation and regression analysis were performed to assess horizontal and vertical PEP.Results: In the horizontal direction, the mean SSD was -8.1±5.3°, and the mean PEP was 332±233 pixels. The more SSD migrated outward, the greater was the horizontal PEP, with a linear correlation between them ( r=0.383, P<0.001). In the vertical direction, the detection rate of SSD was 2.5%. Among the remaining117 patients with nonvertical SSD, 113 patients were identified with PEP. The mean amount was 22±29 pixels, with 67.5%(81/120) of patients in the range of 1~26 pixels (≤0.5°) and 82.5%(99/120) in the range of 1~53 pixels (≤1°). The mean vertical PEP of the 120 patients was 24±32 pixels. There was a linear correlation between the vertical and horizontal PEP ( r=0.373, P<0.001). The linear regression equation was vertical PEP=6.403+0.052×horizontal PEP ( F=19.093, P<0.001).Conclusions: In patients with intermittent exotropia, both SSD and PEP can reflect the deviations of the horizontal position of the eyes in the binocular deviated gaze state, but the detection rate of PEP in the vertical direction is much higher than that of SSD. The vertical PEP increases as the horizontal PEP becomes larger. PEP is a more sensitive and more comprehensive test of eye position deviation.

Keyword: visual perception; vision; binocular; Exotropia

间歇性外斜视是介于外隐斜与恒定性外斜视之间的过渡性斜视, 是国内外临床上最常见的斜视类型[1, 2], 其病理机制及自然病程尚不明确, 治疗中存在手术时机及效果的争议, 一直是斜视研究中的热点[3]。间歇性外斜视的主要特点是眼位有时表现为正位, 有时表现为偏斜, 精确而详细的检查和眼位情况的准确描述有可能成为对这一疾病进一步研究的切入点。

目前传统的主观斜视角(同视机Ⅰ 级功能重合点)和近几年发展起来的利用计算机辅助的知觉眼位检查, 都是在双眼分视状态下的眼位检测方法。本研究利用以上2种方法对间歇性外斜视患者的眼位进行检测, 对比分析它们之间的异同点和相关性, 以期对间歇性外斜视患者的眼位特点进行进一步的研究。

1 对象与方法
1.1 对象

入选标准:间歇性外斜视患者, 注视性质为中心注视, 矫正视力≥ 0.8(采用国际标准视力表), 无眼球震颤, 无眼部器质性病变, 对检查内容理解并配合; 同视机检查看远有同时视、有一定融合范围、定性检查存在远立体视功能, 且同时能检测出知觉眼位结果。连续收集2017年2-8月在北京同仁医院眼科门诊就诊的间歇性外斜视患者120例, 其中男54例, 女66例, 年龄3~28(8.6± 4.5)岁。本研究经北京同仁医院医学伦理委员会批准, 研究中所涉及到的均为无创检查, 不会对患者造成任何不良影响, 且为同仁医院眼科了解患者双眼视觉功能的常用检查项目, 患者及家属均对所有检查项目知情了解。

1.2 方法

1.2.1 眼部常规检查 包括视力、眼位、眼球运动、眼前节、屈光介质及眼底检查, 除外眼部器质性病变。< 12岁用1%硫酸阿托品眼膏行睫状肌麻痹下的检影验光, ≥ 12岁患者用托吡卡胺散瞳验光。

1.2.2 知觉眼位检查 ①检查装置:Windows XP系统PC主机、LG2342p偏振3D显示器, 显示器分辨率为1 920× 1 080, 刷新频率为120 Hz。使用国家医疗保健器具工程技术研究中心开发研制的视感知觉检查评估系统, 刺激模板由Matlab软件生成。在检查中, 被检者取坐位, 双眼与显示器中心点等高, 距离80 cm, 配戴偏振眼镜进行双眼分视, 通过鼠标或键盘对检查做出反应。②刺激参数:刺激图像大小为51 cm× 29 cm, 灰色背景44 cd/m2, 视角为38° × 18° 。视标(见图1):圈的大小为0.8° × 0.8° , 十字大小为0.66° × 0.66° 。平均亮度:白色为80 cd/m2, 戴上偏振眼镜后衰减到50 cd/m2; 黑色为30 cd/m2, 戴上偏振眼镜后衰减到3 cd/m2。③检查方法:被检者戴偏振眼镜观看屏幕上的刺激图像, 此时, 通过偏振光分视, 两眼分别看到十字和圆圈(左眼看十字, 右眼看圆圈), 被检者控制鼠标将十字套进圆圈的正中央。程序自动记录水平偏差与垂直偏差。偏移度以像素计算, 偏移53个像素相当于1° 。所有的检查都在被检者的最佳矫正视力下进行。每个患者检查重复3次。

图1. 同视机知觉眼位检查视标(左眼看十字, 右眼看圆圈)Figure 1. The visual targets of perceptual eye position examination, using synoptophore (cross-the left eye and circle-the right eye).

1.2.3 同视机主观斜视角检查 使用英国CLEMENT-CLARKE公司生产的2001型同视机。使用同时知觉画片, 狮子(H9.5° , V6.5° ), 笼子(H11.5° , V7.5° )。其中, H代表水平方向的视网膜投射范围, V代表垂直方向的视网膜投射范围。主观斜视角的测量由2名眼肌专业高年资技师操作。

1.3 统计学方法

系列病例研究。采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析。对水平知觉眼位和同视机主观斜视角进行线性相关分析; 对水平和垂直知觉眼位进行线性相关和回归分析。以P< 0.05为差异具有统计学意义。

2 结果
2.1 水平方向眼位

120例同时能检测出主观斜视角和知觉眼位的间歇性外斜视患者中, 水平方向上, 主观斜视角为(-8.1± 5.3)° , 知觉眼位为(332± 233)像素, 两者之间呈线性相关(r=-0.383, P< 0.001)。

2.2 垂直方向眼位

120例间歇性外斜视患者中, 同视机主观斜视角有3例(2.5%)检测出垂直方向偏斜, 其具体数值及知觉眼位结果见表1(L/R代表左眼高于右眼; R/L代表右眼高于左眼)。在剩余的117例(占97.5%)中, 利用知觉眼位检查, 113例(占94.2%, 113/120)可检测出不同程度的垂直眼位偏斜, 其中67.5%(81/120)≤ 26像素(垂直眼位偏斜在0.5° 以内), 82.5%(99/120)≤ 53像素(垂直眼位偏斜在1° 以内), 其平均垂直眼位偏斜为(22± 29)像素, 其中0像素(0° )4例占3.3%(4/120), 1~26像素(0.5° 以内)81例占67.5% (81/120), 27~53像素(0.5° ~1° )18例占15.0%(18/120), 54~106(1° ~2° )像素11例占9.2%(11/120), 107~212像素(2° ~4° 以内)3例占2.5%(3/120)。

表1 3例同视机检测出垂直眼位偏斜患者的主观斜视角和知觉眼位结果 Table 1 The PEP and SSD results of 3 patients with vertical SSD
2.3 水平与垂直知觉眼位关系

120例间歇性外斜视患者, 水平知觉眼位为(332± 233)像素; 垂直知觉眼位为(24± 32)像素, 两者具有相关性(r=0.373, P< 0.001)。进一步建立回归方程$\hat{Y}$ =6.403+0.052XF=19.093, P< 0.001), 其中$\hat{Y}$为垂直知觉眼位偏移, X为水平知觉眼位偏移。

3 讨 论

同视机主观斜视角检查是目前临床上最常用的检测患者双眼感觉融合功能的检查方法, 感觉融合是将来自视网膜对应点的像感觉为单一的像, 通过主观斜视角可以了解被检查者在双眼分视状态下的眼位。通常认为, 与正常人相比, 间歇性外斜视患者的主观斜视角外移[4], 在本研究中也证实了这一点。

近年来, 随着视觉认知科学与计算机控制技术的发展, 国内外已有学者通过应用最新的神经视觉理论, 设计出相关的视功能评估检测软件, 用以评价个体的视知觉状态。本研究中使用了由国家医疗保健器具工程技术研究中心开发研制的由计算机辅助的视感知觉检查评估系统, 利用它可以在双眼分视条件下检测双眼的眼位差值, 我们采用了之前学者的命名, 称之为知觉眼位[5]。知觉眼位是双眼分视状态下视觉中枢对眼位分离控制的表达, 知觉眼位差值就是检查中十字偏离圆圈中心的程度。在知觉眼位检查过程中, 需要视知觉和视觉运动系统同时参与, 它们是通过脑内2条通路完成的:一条为腹侧通路, 沿大脑皮层的枕颞叶分布, 从枕叶V1、V2区经V4区投射至下颞叶, 主要与形状、颜色等物体特征有关, 即“ What” 通路, 司“ 知觉视觉” ; 另一条为背侧通路, 沿枕顶叶分布, 从V1、V2、V3区经内侧颞叶投射至枕顶叶, 主要对物体的空间位置和运动信息进行识别, 即“ Where” 通路, 司“ 行动视觉” [6]。知觉眼位异常或能提示中枢知觉功能受损害的状态和程度, 目前已有研究发现在弱视和斜视患者中知觉眼位存在异常, 而且其异常可能与精细立体视丢失有关[7, 8]

知觉眼位检查和传统的同视机主观斜视角检查比较, 两者的眼位检查原理一致, 都反映了在双眼分视条件下的眼位偏离状态。在本研究中, 我们通过对间歇性外斜视患者进行检测后发现, 2种检查方法在反映患者水平方向眼位偏斜上存在相关性, 即主观斜视角向外偏移越多, 相应的水平知觉眼位偏移也越大, 说明了知觉眼位检查在检测眼位偏离状态上具有一定的可靠性。

但是知觉眼位检查和同视机主观斜视角检查毕竟是2种不同的检查方法, 两者也存在一些不同点, 主要表现在:①知觉眼位检查与同视机主观斜视角检查尽管都是在双眼分视状态下进行的检查, 但知觉眼位检查采用偏振光眼镜进行双眼分视, 而同视机检查采用双眼分别通过注视不同镜筒的机械隔离方式进行双眼分视, 分视状态的不同有可能进一步影响其融合状态, 而融合状态的不同又会表现出不同的眼位检查结果。以往也曾有研究证实在不同分视状态下双眼视觉检查结果不同[9]。②两者的检查距离不一样, 知觉眼位是80 cm, 同视机是镜筒内加-7 D镜片模拟无限远处, 众所周知间歇性外斜视患者在视远时更容易表现出眼位偏斜, 所以检查距离的不同可能会对检查结果有所影响。在本研究中, 我们发现间歇性外斜视患者主观斜视角向外偏移越多, 相应的水平知觉眼位偏移也越大, 而且两者具有线性相关关系, 说明间歇性外斜视患者的眼位水平偏移看远和看近有着相关性, 但相关系数还是较低, 说明2种检查方法也确实存在着一定的差异性, 并且也反映了间歇性外斜视患者看远和看近时对眼位控制能力不同, 二者相关系数的高低能否反映间歇性外斜视患者的眼位控制能力改变、双眼视觉功能的损害程度还需进一步研究。另外, 本研究中有3例患者主观斜视角检查时垂直方向眼位偏斜, 但和其垂直方向知觉眼位检查结果比较并未发现数据上存在关联性, 也说明了2种检查方法可能存在差异性, 当然也可能受到样本量太小的影响。

知觉眼位检查和同视机主观斜视角检查比较, 两者既有相同点, 又有差异性, 但知觉眼位检查的优势是检查精度更高。同视机检查出的眼位异常最小单位为1个棱镜度(1约等于0.571° ), 而计算机辅助的知觉眼位检查软件检查出的眼位异常最小单位为1个像素(1个像素等于0.019° )。本研究中, 在垂直方向眼位检测上, 同视机主观斜视角极少能检出偏斜(只占2.5%), 而知觉眼位检查与之相反, 绝大多数可以检查出垂直方向的眼位偏斜(占94.2%)就很好地说明了这一点。在113例同视机主观斜视角垂直方向未检测出偏斜的患者中, 知觉眼位检查都检测到了不同程度的垂直眼位偏斜, 其中67.5%(81/120)在0.5° 以内, 有82.5%(99/120)在1° 以内, 这也进一步说明了同视机主观斜视角检查对于小度数的垂直眼位偏斜不敏感, 知觉眼位检查相对更灵敏和精确。

综上所述, 本研究间歇性外斜视患者中, 同视机主观斜视角与知觉眼位偏移均能反映患者双眼分视状态下水平方向的眼位偏斜状态; 知觉眼位检查在垂直方向的眼位偏斜检出率明显高于同视机; 知觉眼位是一种更灵敏、更全面反映间歇性外斜视患者眼位偏斜状态的检查方法。

传统上我们认为间歇性外斜视是一种水平斜视, 但通过更精确的知觉眼位检查方法, 我们发现间歇性外斜视还普遍存在着不同程度的垂直方向的眼位偏斜, 通过进一步的数据分析, 我们还发现垂直知觉眼位与水平知觉眼位呈线性相关, 即水平偏斜角度越大, 相应的垂直偏斜也越大。另外最近的研究显示, 垂直知觉眼位的异常与屈光参差的严重程度相关[10]。那么在间歇性外斜视患者中垂直知觉眼位偏斜对于间歇性外斜视水平斜视度数进展、双眼视觉功能损害、手术预后等方面到底有无影响或有何种影响, 仍需要进一步的研究来证实。

利益冲突申明 本研究无任何利益冲突

作者贡献声明 吴葆健:收集数据, 参与课题设计, 资料的分析和解释, 撰写论文, 根据编辑部的修改意见进行修改。付晶:课题设计, 修改论文并参与编辑部修改意见的修改。洪洁:收集数据, 参与课题设计及资料的分析和解释, 修改论文并参与编辑部修改意见的修改。王京辉:收集数据, 参与资料的分析和解释。孙省利:收集数据, 参与资料的分析和解释。褚航:收集数据, 参与资料的分析和解释。阎丽:收集数据, 参与资料的分析和解释

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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