从刺激时序到真实世界临床峰时分布：CRT与LCD模式翻转VEP

《Documenta Ophthalmologica》：From stimulus timing to real-world clinical peak time distributions: CRT versus LCD pattern-reversal VEP

　　

目的：本研究旨在通过物理测量、受控基准数据以及使用阴极射线管（cathode ray tube, CRT）和液晶显示器（liquid crystal display, LCD）系统的大规模常规临床记录，确定依赖于显示器的刺激时序差异如何转化为模式翻转视觉诱发电位（pattern-reversal visual evoked potential, PR-VEP）P₁₀₀峰时分布的变化。

方法：研究人员分析了在常规从CRT向LCD系统过渡前后获取的PR-VEP记录。研究整合了三个互补的数据来源：光电二极管测量的触发-亮度延迟、包含10名健康参与者的基准数据集，以及包含来自915次检查的1772条波形的回顾性临床数据集。评估了横断面峰时分布和眼内配对比较。

结果：LCD条件下的平均触发-亮度延迟为13.7 ms。在基准数据集中观察到相应的P₁₀₀峰时延长。在临床数据集中，P₁₀₀峰时分布呈右移（平均差异12.1 ms，95%置信区间10.45–13.56 ms；Cohen's d = 0.73；p < 0.001）。分位数分析显示整个分布近似恒定位移。眼内纵向分析证实这种位移也发生在个体水平。

结论：显示相关的时序差异导致PR-VEP峰时分布产生系统性偏移。这些发现表明，设备依赖性峰时偏移对临床解读具有重要意义，强调在电生理实践中需要考虑设备特异性参考值。直接测量触发-亮度延迟可能有助于估计由硬件更换引起的临床相关峰时偏移。

视觉诱发电位（visual evoked potential, VEP）是临床评估视觉通路功能完整性的无创手段。模式翻转视觉诱发电位（pattern-reversal VEP, PR-VEP）因波形形态及时程的稳健性而成为许多临床用途的首选。按国际临床视觉电生理学会（ISCEV）框架，PR-VEP波形通常包含N₇₅、P₁₀₀和N₁₄₅成分，其中P₁₀₀峰时是最具临床信息价值的指标。P₁₀₀峰时的纵向变化以及P₁₀₀幅度的神经可塑性增加，已成为影响视觉通路神经系统疾病的新兴生物标志物。然而，P₁₀₀峰时测量的核心决定因素是显示器的时序保真度。理想刺激要求高对比度黑白棋盘格瞬时反转并保持平均亮度恒定，时间零点对应反转开始。阴极射线管（cathode ray tube, CRT）可产生与触发同步的近乎瞬时亮度变化，而液晶显示器（liquid crystal display, LCD）的像素响应可能引入时间延迟和瞬态亮度伪影。已有研究报道LCD较CRT使P₁₀₀峰时延长约10 ms，但这些研究多为小样本实验队列，未能将物理刺激时序与常规实践中的临床峰时分布定量联系起来。由于设备更换常不可避免，而针对每种新硬件重建本地参考区间又需大量样本（例如每种亚组至少120例），因此亟需一种量化框架来估计显示相关时序差异对临床P₁₀₀峰时的影响。研究人员利用一次常规设备从CRT更换为LCD的自然实验，结合物理测量、受控基准数据和常规临床记录三个互补证据，系统评估了显示相关时序差异对PR-VEP峰时分布的影响。

研究方法上，研究人员采用三个互补数据来源：①使用示波器和光电二极管测量刺激触发到实际亮度变化的延迟（trigger-to-luminance delay），每种显示器各记录1000次反转；②在设备更换期间，对10名健康志愿者（8名女性，2名男性，年龄23–50岁）在CRT和LCD系统下进行配对PR-VEP记录，电极安放采用MO-MF等固定距离方案，刺激参数包括55角分棋盘格、1.7反转/秒等；③回顾性临床数据集，包含2016年4月至2025年3月间915次检查中的1772条波形（来自491名患者，其中CRT时代471次、LCD时代444次），LCD时代的检查尺寸调整为29角分。统计方法包括双因素重复测量方差分析、配对t检验、Welch t检验、线性回归（以疾病组为协变量）、分位数-分位数（Q-Q）图分析、最大似然估计高斯延迟核以及眼内纵向配对比较。

结果部分按论文小标题分述如下。

**触发-亮度延迟（Trigger-to-luminance delay）**：对每台显示器连续1000次反转的测量显示，CRT的触发-亮度延迟呈窄分布（均值4.84 ms，标准差2.21 ms；中位数4.93 ms），而LCD呈更宽且更长的分布（均值13.7 ms，标准差4.93 ms；中位数13.75 ms），表明LCD存在系统性的亮度变化延迟和更大的时间离散度。

**小规模健康人群基准数据集（Benchmark dataset in a small healthy population）**：在10名健康志愿者中，CRT与LCD条件下P₁₀₀峰时存在系统性差异。例如左眼均值分别为101.04 ms和113.01 ms，右眼分别为101.82 ms和110.19 ms。双因素重复测量方差分析显示显示器类型主效应显著（F_1,9 = 56.48，p < 0.001），眼睛主效应及交互作用不显著，配对比较显示双眼在两种显示器间差异均显著（p < 0.001）。该差异与物理测量的触发-亮度延迟差异相符。

**真实世界数据分析（Analysis of the real-world data）**：
- **人群数据（Population data）**：共纳入915次PR-VEP检查，来自491名患者（255名女性，236名男性），平均年龄44.0岁。其中CRT检查471次，LCD检查444次。
- **P₁₀₀峰时（P100 peak time）**：在1772条眼水平波形中，LCD条件下P₁₀₀峰时分布整体右移：CRT组均值±标准差为112.1 ± 15.7 ms，LCD组为124.2 ± 17.5 ms，平均差12.1 ms（95%置信区间10.45–13.56；Cohen's d = 0.73；p < 0.001）。最大似然估计显示，用均值为11.57 ms、标准差为0.009 ms的纯延迟核即可解释LCD分布，提示该差异为系统性位移而非分布形状改变。将左右眼分开分析或在线性回归中加入疾病组作为协变量（系数 = 11.65 ms）后，差异仍然一致。Q-Q图亦呈截距移动特征。
- **纵向数据（Longitudinal data）**：对134只眼（来自67名患者）在CRT和LCD条件下均有测量记录的个体进行眼内配对比较，显示LCD条件下P₁₀₀峰时一致延长，平均眼内差异为11.3 ms（95%置信区间9.57–12.95），且该位移在不同基线峰时水平均存在，表明右移并非仅由人群组成差异所致。

讨论部分指出，本研究证实CRT向LCD更换可引入约10 ms的系统性峰时位移，且物理、生理、临床三个层面的效应大小一致。其临床意义在于约10 ms的偏移可能影响临界值分类和跨设备纵向比较，因此硬件更换时需验证刺激时序并考虑设备特异性参考区间。局限性包括：设备更换与记录系统升级同时发生，以及检查尺寸在LCD时代有调整，但在基准研究中检查尺寸保持恒定且与物理延迟吻合，提示显示器时序差异是主要因素；同时缺少P₁₀₀振幅数据，样本量小，临床队列异质性等。未来方向包括延长观察期、建立分布回归参考模型、探索新技术如有机发光二极管（OLED）等。

研究结论为：将CRT更换为LCD会引入系统性的刺激时序延迟，该延迟通过生理反应传递，导致PR-VEP P₁₀₀峰时出现可测量的延长。本研究显示，该效应在不同诊断和峰时范围内一致，其大小约10 ms，具有临床相关性。这些发现强调，显示技术的变化可能对电生理测量及其解读产生不可忽视的影响。因此，进行硬件更换的实验室应验证刺激时序特征，并考虑设备特异性参考区间，以确保临床评估的一致性。更广泛地，本研究强调了在评估神经生理测试的方法学变化时，将物理刺激属性与生理及临床指标联系起来的重要性。