不同部位损伤致视力障碍的视觉诱发电位特征

戴定坤，杨丽，孟欢欢，3，陈溪萍，陶陆阳

1.苏北人民医院司法鉴定所，江苏 扬州 225001；2.苏州大学法医学系（司法鉴定中心），江苏 苏州 215123；3.济宁医学院法医学与医学检验学院法医系，山东 济宁272000

视觉的形成是外界视觉信息经由视器、视觉传导通路和视觉中枢综合感知的复杂过程。其中视觉传导通路包括视神经、视交叉、视束、外侧膝状体、视放射等，视觉中枢由初级视觉中枢和高级视觉中枢组成。参与视觉形成的结构及功能复杂，是人类感知外界信息最重要的来源。视觉功能障碍是由于视器、视觉传导通路、视觉中枢损伤造成，对于其中最为常见的视力障碍的客观评定，一直以来都是司法鉴定科学研究的难点问题之一[1]。在法医临床学鉴定实践中，视力损害的原因各不相同，根据损伤部位与视觉形成解剖位置关系，可以将视觉功能障碍分为外周损伤视力障碍（extracranial injury visual impairment，EIVI）、中枢脑损伤视力障碍（brain injury visual impairment，BIVI）和颅内合并损伤视力障碍（intracranial injury visual impairment，IIVI）等情形。EIVI 包括视器和（或）视神经损伤（眼内段、管内段等）导致的视觉功能障碍。外周损伤较为常见，对其造成的视力障碍相关电生理学研究较多，包括运用视觉诱发电位（visual evoked potential，VEP）、视网膜电图（electroretinogram，ERG）对眼外伤后视力障碍程度进行评估和预后判断[2-4]，或比较不同眼外伤后的VEP 表现差异[5]。BIVI 是由于颅脑创伤以及继发性损伤（脑水肿、脑积水）等原因所致视力障碍。IIVI 是脑损伤同时合并视交叉、视束、视放射等颅内段视觉传导通路而引起的视觉功能障碍。由于颅内段视路较外周段视路解剖结构及功能复杂，在法医学实践中亦较常见颅内段视路临近部位合并视觉中枢的多发性损伤案例。目前，视力障碍特别是合并损伤视力障碍的原因和部位难以确定，主要依据颅脑损伤的病理学基础以及主观检查结果联合多种视觉电生理技术，综合推断因果关系并评估视力损害程度，缺乏针对其特征的系统分析以及视力损害的客观评估指标。少数对颅脑外伤伴发视觉功能障碍的研究侧重于视野缺损的客观评估[6]，或侧重急性轻型颅脑损伤（mild traumatic brain injury，mTBI）后出现的注意缺陷（主要为初级视觉中枢功能）的诊断及预后评估[7]。

VEP 是目前国内针对视力障碍应用最为广泛的视觉电生理技术之一，主要包括图形翻转视觉诱发电位（pattern-reversal visual evoked potential，PRVEP）和闪光视觉诱发电位（flash visual evoked potential，F-VEP）。VEP 能够反映眼外伤后整个视觉传导通路包括屈光介质、视网膜、视神经、视觉枕叶初级皮层的功能状态。与此同时，VEP 也被用于脑卒中、脑肿瘤及颅脑损伤后合并高压监测等领域[8]，表明VEP 作为神经电生理学检查手段能够一定程度上反映颅内病情的病理生理学变化。本研究旨在通过对包括视器、视觉传导通路、视觉中枢等损伤所致视力损害的VEP 特征进行比对，探讨VEP 进行视觉损伤定位以及损伤转归评估的可行性，为探索中枢性视力障碍的客观评定提供思路。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2015—2020 年江苏省苏北人民医院司法鉴定所、苏州大学司法鉴定中心受理的视觉损伤鉴定案件受试者，共计91 人（伤眼91 眼）。所有受试者均存在伤后单眼中心视力矫正值下降或盲目主诉，健眼中心视力矫正后达0.6 以上，并排除存在视野缺损主诉及固视障碍的病例。参照以往文献[9]的分组方式及视力障碍的致伤部位将受试者分为眼内屈光介质-视网膜损伤组（简称“眼球损伤组”）、视神经损伤组、中枢脑损伤组、颅内合并损伤组，受试者基本信息见表1。本研究中受试者双眼视力均取最佳矫正视力，鉴于受试者在进行法医学主观视力检查时可能存在伪盲情形，伤眼视力结合临床检查确认的视力与鉴定时检见的视力表视力综合确定，凡视力资料不完整或者与损伤基础不相吻合的，均不纳入受试组。所有受试者均签署知情同意书。

表1 受试者分组及基本情况Tab.1 Information of subjects in different injury groups

1.1.1 眼球损伤组筛选

纳入标准：（1）单眼视器损伤累及屈光间质；（2）眼底视网膜震荡或出血等致视力障碍者稳定期。

排除标准：（1）眼外伤后恢复期；（2）存在眼科既往病史；（3）双眼视器损伤存在视力障碍者；（4）视神经损伤者；（5）同时伴有器质性颅脑损伤或既往脑外科手术者；（6）其他可能导致视觉功能障碍的精神或全身性疾病。

1.1.2 视神经损伤组筛选

纳入标准：单侧视神经挫（裂）伤致视力障碍者稳定期。

排除标准：（1）眼外伤后恢复期；（2）存在眼科既往病史；（3）双眼视神经（外周段）损伤存在视力障碍者；（4）同时伴有视器损伤累及屈光间质和或眼底视网膜者；（5）同时伴有器质性颅脑损伤或既往脑外科手术者；（6）其他可能导致视觉功能障碍的精神或全身性疾病。

1.1.3 中枢脑损伤组筛选

纳入标准：（1）视交叉以上部位脑挫（裂）伤；（2）同时可合并血肿或脑干出血等经治疗后稳定期。

排除标准：（1）损伤后恢复期；（2）外周性视路损伤；（3）蝶鞍区损伤或受压表现；（4）存在眼科、脑外科及神经科既往病史者；（5）其他可能导致视觉功能障碍的精神或全身性疾病。

1.1.4 颅内合并损伤组筛选

纳入标准：损伤符合中枢脑损伤组标准外，尚合并以下常见致视力障碍部位任何之一者。（1）颅底骨折累及蝶鞍区；（2）蝶鞍区受压表现；（3）蝶窦积液；（4）颅底多发性骨折。

排除标准：（1）损伤后恢复期；（2）既往存在眼科疾病、神经系统疾病或精神疾病病史者；（3）其他可能导致视觉功能障碍的精神或全身性疾病。

1.2 研究方法

应用神经电生理参数检测仪（上海诺诚电气股份有限公司）进行VEP 信号的采集。受试者取坐姿，距离刺激器70 cm，双眼与刺激器屏幕中心点高度持平。刺激器为21 in（53.34 cm）纯平高分辨率显示屏，图像对比度100%，翻转频率为1.3 Hz。所有受试者均按先健眼、后伤眼的顺序进行实验，换眼时适当休息。伤眼矫正视力≥0.1 者行PR-VEP 和F-VEP，矫正视力＜0.1 者行F-VEP。F-VEP 采用明视白色闪光刺激；PR-VEP 采取全视野刺激方法，5 种不同空间频率的方格视角和方格数分别是3°（3 格×4 格）、1.5°（6 格×8 格）、45'（12 格×16 格）、23'（24 格×32 格）、11'（48 格×64 格），叠加次数为100 次。

脑电信号采集以Oz（枕骨隆突上2 cm）为记录电极，Fz（额中央）为参考电极，A1 或A2（一侧乳突）为接地电极，所有电极阻抗≤5 kΩ。

1.3 评判指标及统计分析

采用SPSS 26.0 软件（美国IBM 公司）进行数据统计分析，包括对各组受试者男女性别比例进行Fisher检验，以及对PR-VEP P100 及F-VEP P2 波数据进行定量和定性分析。2×2 四格表的检验水准α=0.05，2×4 列联表的检验水准α'经Bonferroni 方法重新计算，α'=0.008 3。

定量分析：对组内双眼PR-VEP P100 及F-VEP P2 波参数（峰时及波幅）进行配对t检验。对组间健眼、伤眼PR-VEP P100 或F-VEP P2 峰时及波幅的比较，若数据呈正态分布、方差齐，则采用独立样本t检验；若数据非正态分布、方差不齐，则采用多个独立样本的Kruskal-WallisH检验统计分析。

定性分析：包括VEP 阈值频数分析及VEP 阈值P波波形异常频数分析。VEP 阈值指标为PR-VEP 空间频率阈值和F-VEP 阈值。空间频率阈值是指能够引出伤眼P100 波的最小PR-VEP 空间频率，当视角在3°，PR-VEP 无法引出有效P100 波形时，将有效的F-VEP P2 波视为伤眼阈值；频数是对各组间能够进行VEP 阈值分析的人数统计，并进行Fisher 确切概率统计分析。参考此前国内学者[1]对PR-VEP P100 波形异常的评判标准，本研究评判伤眼VEP阈值P波（包括PR-VEP P100 和F-VEP P2 波）波形异常的标准为：（1）伤眼P100 或P2 波幅较健侧同一空间频率PRVEP P100 或F-VEP P2 波幅降低30%及以上；（2）伤眼P100 或P2 峰时较健侧同一空间频率PR-VEP P100 或F-VEP P2 峰时延长10 ms 及以上。按照上述标准，将VEP 阈值P 波波形异常分为P 波波幅降低超30%、P 波峰时延长超10 ms 以及两者均异常3 种情况；进行频数统计后，通过Fisher 确切概率法进行多个组间的整体对比，统计结果示各组间总体存在差异后，再进行多个组间的两两比较。

2 结果

2.1 数据检验

对分组后男女性别比例进行Fisher 检验，结果显示，组间性别构成之间差异无统计学意义（P＞0.05）。组间健眼、伤眼PR-VEP P100 或F-VEP P2 峰时及波幅的数据均呈正态分布，但方差不齐，故采用多个独立样本的Kruskal-WallisH检验分析组间差异。

2.2 定量分析

受试者组内和组间双眼F-VEP P2、PR-VEP P100 波有效峰时及波幅统计结果如表2～3 所示，其中因中枢脑损伤组与颅内合并损伤组伤眼在部分空间频率下未引出有效PR-VEP P100 波形，故无峰时及波幅数据。4 组受试者双眼峰时组内配对t检验分析显示，眼球损伤组双眼PR-VEP P100 峰时在3°、1.5°、45'及23'空间频率刺激下差异均有统计学意义（P＜0.05），在11'空间频率刺激下差异无统计学意义（P＞0.05），而视神经损伤组双眼F-VEP P2 峰时之间差异有统计学意义（P＜0.05）。

表2 各组受试者F-VEP P2 及PR-VEP P100 峰时Tab.2 Latencies of F-VEP P2 and PR-VEP P100 waves of subjects in different groups（，ms）

表2 各组受试者F-VEP P2 及PR-VEP P100 峰时Tab.2 Latencies of F-VEP P2 and PR-VEP P100 waves of subjects in different groups（，ms）

注：1）与同组健眼比，P＜0.05。“-”表示该空间频率下伤眼未引出明确PR-VEP P100 波形。

表3 各组受试者F-VEP P2 及PR-VEP P100 波幅Tab.3 Amplitudes of F-VEP P2 and PR-VEP P100 waves of subjects in different groups（，μV）

表3 各组受试者F-VEP P2 及PR-VEP P100 波幅Tab.3 Amplitudes of F-VEP P2 and PR-VEP P100 waves of subjects in different groups（，μV）

注：1）与同组健眼比，P＜0.05；2）与眼球损伤组健眼比，P＜0.05；3）与眼球损伤组伤眼比，P＜0.05。“-”表示伤眼未引出明确PR-VEP P100 波形。

4 组受试者双眼PR-VEP P100 波幅组内配对t检验显示，眼球损伤组双眼P100 波幅在全空间频率的差异有统计学意义（P＜0.05），双眼波形的特征性表现如图1 所示。视神经损伤组仅在1.5°和45'空间频率的差异有统计学意义（P＜0.05）；因部分空间频率未引出有效P100 波形，中枢脑损伤组双眼P100 波幅在3°、1.5°空间频率下差异有统计学意义（P＜0.05），颅内合并损伤组双眼P100 波幅在3°空间频率下差异有统计学意义（P＜0.05）。4 组受试者双眼F-VEP P2 波幅组内配对t检验显示，视神经损伤组和中枢脑损伤组、颅内合并损伤组组内双眼F-VEP P2 波幅之间差异均有统计学意义（P＜0.05），而眼球损伤组双眼间差异无统计学意义（P＞0.05）。

对4 组间健眼或伤眼PR-VEP P100 峰时和波幅进行分析比较，其中峰时在各组间差异均无统计学意义（P＞0.05）。组间健眼波幅比较结果显示，眼球损伤组与中枢脑损伤组所有空间频率PR-VEP P100 波幅之间差异均有统计学意义（P＜0.05），眼球损伤组和颅内合并损伤组在3°、1.5°、45'空间频率下PR-VEP P100 波幅之间的差异均有统计学意义（P＜0.05），眼球损伤组与视神经损伤组波幅之间差异无统计学意义（P＞0.05）。各组间伤眼波幅比较结果显示：眼球损伤组与颅内合并损伤组波幅在3°空间频率差异有统计学意义（P＜0.05），其他组间差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.3 定性分析

2.3.1 主波达到阈值的频数分析

4 组达到F-VEP P2 和PR-VEP P100 阈值的频数Fisher 确切概率统计分析结果（表4）显示，通过两两组间比较，眼球损伤组与中枢脑损伤组、颅内合并损伤组达到阈值的频数间差异均有统计学意义（P＜0.008 3），视神经损伤组与颅内合并损伤组之间差异有统计学意义（P＜0.008 3），其余两两组间差异无统计学意义（P＞0.008 3）。

表4 各组伤眼VEP P 波达到阈值的频数Tab.4 Frequency of VEP P wave reaching threshold in injured eyes of each group（例）

2.3.2 伤眼阈值水平VEP 波形异常分析

各组伤眼阈值水平下双眼VEP P 波波形异常频数组间分析结果（表5）显示，4 组的双眼P 波波形异常频数在组间差异均无统计学意义（P＞0.05）。此外根据阈值水平波形的异常情况进行频数统计，各组伤眼波幅异常降低例数普遍多于峰时延长例数，但差异无统计学意义（P＞0.05）。两两组间波幅比较显示，眼球损伤组和视神经损伤组的波幅异常降低频数分别与中枢脑损伤组之间比较，差异均有统计学意义（P＜0.008 3）。

表5 各组受试者（伤眼）阈值水平双眼P 波波形差异Tab.5 The difference of P waveform between two eyes at the threshold level of injured eyes in each group（例）

3 讨论

3.1 本研究的理论基础和创新性

VEP 最常用模式包括F-VEP 和PR-VEP，前者反映的是视觉传导通路的整体情况，范围包括周边部视网膜，而后者代表黄斑中心凹区域的形觉视功能。有研究[5，10]通过双眼视力比值与P100 波波幅比值得到回归线性方程，用以推测受试者的客观视力水平，为包括眼钝挫伤、低位视路水平视觉通路损伤导致的周围性视力障碍的客观评估提供了技术手段和科学依据。以往对中枢性损伤视觉障碍的VEP 研究关注于包括合并肿瘤、中枢性视觉障碍（cerebral visual impairment，CVI）等疾病所致的视觉功能异常[11-15]，通过对CVI 的神经电生理学研究发现，F-VEP 的P100 成分和PR-VEP 的P100 成分一定程度上可以作为CVI预后良好的生物学指标[12，16]。

本研究针对司法鉴定中视力障碍常见损伤部位进行较为全面的分组，囊括了外周性视力障碍的眼球损伤组与视神经损伤组、累及视觉中枢的中枢脑损伤组以及作为中枢脑损伤组的对照颅内合并损伤组，并对各组的PR-VEP 及F-VEP 指标进行定量及定性对比分析，探讨不同损伤部位视力障碍的VEP 特征差异，并为合并损伤及视觉中枢损伤后遗留视力障碍的评估提供客观参考指标。

3.2 视觉通路损伤后视力障碍的损伤机制及VEP特征

VEP指标定量分析表明，眼球损伤组多个空间频率伤眼PR-VEP P100峰时较健眼延长、波幅降低。结合眼球损伤组主观视力水平，认为由于屈光介质-视网膜损伤致传入视觉通路的生物电信号减弱，光敏神经元兴奋数量较少，显示出视力障碍程度与PR-VEP P100 指标有较高的相关性[9]，伤眼VEP 较健眼表现为典型的峰时延长、波幅下降。视神经损伤组双眼PRVEP P100 峰时之间差异无统计学意义，而双眼在FVEP P2 峰时及波幅上差异均有统计学意义，这可能与视神经损伤组损伤机制有关。视神经损伤组受试者因周围组织血肿、出血及血管压迫，造成微循环障碍，继发视神经炎性反应及细胞凋亡，导致脱髓鞘及轴索损伤，或因骨折片直接导致部分视神经离断等，从而影响视觉传导功能[17]。故视神经损伤后视力障碍与PR-VEP P100 相关性小[5，9]，而体现视觉传导通路整体情况的F-VEP P2 峰时及波幅呈现出显著的特征性。

与外周损伤所致视力障碍的特征表现不同的是，累及中枢损伤的中枢脑损伤组和颅内合并损伤组组内伤眼与健眼的PR-VEP P100 及F-VEP P2 峰时之间差异均无统计学意义，仅各组眼间F-VEP P2 波幅差异有统计学意义，考虑与峰时对视觉光化学传导的敏感性较波幅低[17]，且中枢损伤者伤眼残存视力低、波形不明确及峰时稳定性差等有关。

在中枢损伤与外周损伤之间VEP 定量及定性结果也存在一定差异。其中定量结果表明，中枢脑损伤组和颅内合并损伤组健眼PR-VEP P100 波幅分别较眼球损伤组降低，由于中枢脑损伤组及颅内合并损伤组均累及视觉中枢，虽临床表现为单眼（伤眼）中心视力下降，但可能因颅内压增高导致对侧健眼的视觉信息传导结构如轴索等一定程度的挤压或微循环损害，故较眼球损伤组健眼PR-VEP P100 波幅降低。在定性分析中，组间VEP 阈值频数和阈值VEP 波幅异常频数两个指标均一致表明了中枢损伤和外周损伤视力障碍的差异特征，其根本原因与视觉形成参与的不同解剖结构和特定功能具有内在的关联。

3.3 VEP 在中枢性损伤视力障碍评估中的法医学应用价值和局限性

在法医临床学鉴定实践中，颅脑损伤或颅脑合并视神经损伤致视力障碍者均较为常见，常因症状隐匿、损伤机制复杂、诊断困难等原因错失最佳治疗时机，往往损伤程度及后遗视力障碍程度较重[18]，加之被鉴定人不同程度的伪装或夸大伤情，使中枢性损伤或合并视路损伤所致视力障碍的评定变得更加复杂，已成为法医临床鉴定中长期存在、亟待解决的疑难问题之一。本研究涵盖了视觉传导通路4 个不同阶段损伤类型的VEP 结果，结果表明，VEP 对外周损伤所致视力障碍有较好的特异性，而中枢损伤视力障碍者VEP 表现一定程度上与外周损伤存在差异，但尚未发现其存在特异性定量或定性指标，也未能体现中枢脑损伤组和颅内合并损伤组的差异。由于VEP 信息采集的限制，存在个体变异性较大，且波幅与注视程度直接相关[19]，同时提示伴有中枢性视力损害将一定程度地改变VEP 波成分与刺激空间翻转频率的关系，影响对视敏度的评估推断。

3.4 中枢性损伤视力障碍客观评估的前景和展望

传统VEP 技术有着无创、客观、便捷、通用等独特电生理学技术优势，可以连续、客观地记录大脑对视觉信息的传导过程。但鉴于方法本身信号采集未及初级视皮层外其他视觉中枢的远场信息，致使在中枢性损伤视力障碍客观评估的应用受到一定限制，目前鉴定实践中主要以多焦视觉诱发电位（multifocal visual evoked potential，mF-VEP）、视网膜电流图（electroretinogram，ERG）等技术与传统VEP 检查及主观视力检查相结合，对视通路不同部位视功能进行定位、定量评估[20]。本研究应用VEP 技术探讨不同节段损伤致视力障碍的外周和中枢性的差异，得到了一些启示，但精细区分和定位尚存在很大困难。因此，未来可以从以下几个方面进行深入探索：进一步扩大受试者数量，建立相关数据库；结合多种视觉电生理技术以及虚拟现实成像技术[21]等，综合研究以及全面评估视觉功能；运用如视觉事件相关电位（visual event related potential，vERP）等技术手段为损伤后视力障碍的定位、定量评估提供新思路。已有研究证实vERP 技术在客观视力检测中的应用价值[22-23]，vERP因能实现连续、实时、客观反映大脑对视觉信息加工的全过程，且非注意加工模式不受被试者主观配合程度的影响，预示其在神经科学、视觉科学、法医学等客观评估领域具有广阔的应用前景。同时随着神经科学研究的进步，视觉电生理技术有望进行整合，成为全面客观评定视觉功能障碍，特别是包括颅脑损伤在内的中枢性损伤后视觉功能障碍的客观评价体系和技术手段，为法医学眼科及视觉相关疑难问题的鉴定实践提供科学客观、全面可靠的依据。