轻度创伤性脑损伤史患者的调节灵活度与光诱发瞳孔反应之间的相关性

《Journal of Eye Movement Research》：Correlation Between Accommodative Facility and Light-Evoked Pupil Responses in Individuals with History of Mild Traumatic Brain Injury

　　

引言：既往研究显示，与无创伤性脑损伤（TBI）史者相比，有TBI史者的瞳孔光反应发生改变。有TBI史者也更可能表现出调节缺陷。研究人员探究了曾在既往经历过TBI的个体中光诱发瞳孔动力学与调节功能之间的关系。方法：共招募了17名有轻度TBI史的参与者。使用商用瞳孔计测量瞳孔指标，包括基线直径、潜伏期、收缩幅度、平均收缩速度、峰值收缩速度和峰值扩张速度。通过调节灵活度（facility）和调节幅度（amplitude）的临床测量评估调节功能。比较了有与无调节功能障碍者的瞳孔指标。结果：单因素ANCOVA检验（控制年龄和距最近一次TBI的时间）比较有与无调节功能障碍的组别显示，与无调节功能障碍者相比，有调节功能障碍者的光诱发瞳孔收缩幅度显著更大（p = 0.037），平均收缩速度显著更快（p = 0.007）。其他瞳孔指标无显著差异（所有p > 0.05）。ANCOVA检验（控制年龄和距TBI的时间）旨在确定调节幅度下降还是调节灵活度下降与有与无调节功能障碍者之间瞳孔指标的差异更密切相关，结果显示，与调节灵活度正常者相比，调节灵活度降低者的光诱发瞳孔收缩幅度显著更大（p = 0.007），平均收缩速度显著更快（p = 0.002）。调节幅度降低者与正常者之间未观察到统计学显著差异（p ≥ 0.07）。在所有参与者中，单眼调节灵活度测量值与更大的瞳孔收缩幅度（右眼：rho = ?0.721，p = 0.001；左眼：rho = ?0.65，p = 0.005）和更大的平均收缩速度（右眼：rho = ?0.58，p = 0.015；左眼：rho = ?0.57，p = 0.016）显著相关。结论：这项小样本研究的结果表明，在有TBI史的个体中，调节功能与光诱发瞳孔动力学存在相关性。有调节功能障碍者表现出更大的瞳孔收缩幅度和速度，这种关系可能反映了共享的自主神经或眼动机制。

**论文解读：轻度创伤性脑损伤史患者的调节灵活度与光诱发瞳孔反应的相关性研究**

**研究背景与问题**
创伤性脑损伤（traumatic brain injury, TBI）每年导致美国每万名平民中约7人住院，其中高达90%被归类为“轻度”（mild TBI），这一分类基于受伤时记忆和意识丧失的持续时间，而非症状的严重性与持续性。视觉系统在轻度TBI（亦称脑震荡）后常受到长期影响，临床眼科学检查可客观显示持续性缺陷。既往研究表明，TBI后两个生理过程发生改变：调节功能（聚焦近处目标的能力）和瞳孔光反应（光刺激下瞳孔大小的变化）。调节功能障碍在TBI个体中的发生率（32–57%）显著高于一般人群（2%）。尽管文献中对脑震荡后哪些瞳孔反应参数受影响最大存在分歧，但多项涉及成人和儿童TBI史患者的研究均报告了与健康对照组相比瞳孔动力学（瞳孔收缩/扩张的幅度和速度）的改变。调节和瞳孔功能作为近反射三联征（near response triad）的组成部分，内在联系紧密，主要由自主神经系统调控，而自主神经系统在脑震荡后已知出现功能失调。调控调节和瞳孔收缩/扩张的虹膜和睫状肌的交感与副交感神经支配共享相同的传出通路。尽管调节和瞳孔的神经环路存在共享方面，且轻度TBI对瞳孔动力学和调节功能的影响已有报道，但此前尚未探究头部损伤后调节与瞳孔功能变化之间的关系。因此，这项小样本研究旨在检查曾在既往经历过轻度TBI的队列中光诱发瞳孔动力学与调节功能之间的相关性。论文发表在《Journal of Eye Movement Research》。

**关键技术与方法**
研究人员招募了17名有医师诊断的至少一次TBI史的参与者（7–30岁，俄亥俄州立大学视光学院）。瞳孔功能评估：使用RAPDx瞳孔计（Konan Medical, Irvine, CA, USA）在暗室中记录双眼瞳孔直径（40 Hz采样率），采用1秒白光闪光刺激（约80 lux）后9秒暗期，通过MATLAB程序计算基线直径、潜伏期、收缩幅度、平均收缩速度、峰值收缩速度、峰值扩张速度。调节功能评估：调节幅度采用推送法（push-up technique）用Gulden近点尺测量至最近半厘米并转换为屈光度；调节灵活度使用±2.00 D翻转镜在40 cm处测量1分钟内翻转次数（flips per minute）。根据临床标准（调节幅度低于Hofstetter最小预期值2 D以上和/或单眼调节灵活度≤12次/分）将参与者分为有或无调节功能障碍两组。统计分析采用单因素非参数ANCOVA（控制年龄和距最近一次TBI时间）比较组间瞳孔指标，并采用Spearman相关分析。

**研究结果**
**参与者特征**：17名参与者（12名女性，平均年龄22.9±5.6岁）中，9名符合调节功能障碍诊断（3名仅灵活度降低，1名仅幅度降低，5名两者均降低），8名无调节功能障碍。最近一次TBI最常见原因为机动车事故或运动相关脑震荡。
**调节功能障碍组与非障碍组的瞳孔指标比较**：单因素ANCOVA（控制年龄和距最近TBI时间）显示，调节功能障碍组的光诱发瞳孔收缩幅度显著更大（p = 0.037），平均收缩速度显著更快（p = 0.007）；其他瞳孔指标（基线直径、潜伏期、峰值收缩速度、峰值扩张速度）无显著差异（p > 0.05）。限制在18–30岁年龄段的敏感性分析结果一致。
**调节灵活度降低与调节幅度降低的效应分离**：进一步ANCOVA分析显示，调节灵活度降低者（与正常灵活度者相比）具有显著更大的瞳孔收缩幅度（p = 0.007）和更快的平均收缩速度（p = 0.002）；而调节幅度降低者与正常幅度者之间无显著差异（p ≥ 0.07）。
**相关性分析**：在所有参与者中，单眼调节灵活度与瞳孔收缩幅度呈显著负相关（右眼rho = ?0.721, p = 0.001；左眼rho = ?0.65, p = 0.005），与平均收缩速度亦显著负相关（右眼rho = ?0.58, p = 0.015；左眼rho = ?0.57, p = 0.016）。症状调查问卷（CISS与BIVSS）评分在两组间无显著差异。

**讨论总结与结论**
研究发现，在有轻度TBI史的队列中，53%的参与者符合调节功能障碍诊断，这与既往文献中TBI后调节障碍高发率一致。调节功能障碍者表现出更大的瞳孔收缩幅度和更快的平均收缩速度，且这一关系主要由调节灵活度降低驱动。这一发现乍看意外，因为既往研究曾报告TBI患者相对于对照组表现出较小的瞳孔反应幅度和速度，但那些研究未评估调节功能。本研究在TBI群体内部发现，无调节功能障碍者反而表现出较小的瞳孔反应，提示调节灵活度与瞳孔反应之间存在负相关。可能的机制涉及头部损伤后调控瞳孔大小和调节的交感/副交感张力改变：通过破坏交感神经通路增加副交感支配可导致更大收缩幅度和更快收缩速度，而降低副交感支配则相反。既往基于心脏Kerdo指数的研究也显示副交感张力增高者光刺激后最小瞳孔更小；精英运动员中副交感张力较高者同样在静息和最大用力时表现出更大更快的瞳孔收缩。因此，有TBI史且伴有调节功能障碍的个体可能具有增强的副交感张力。但本研究未发现两组间基线瞳孔直径差异，提示可能不是自主神经张力的基线差异，而是虹膜肌肉对副交感刺激的敏感性增加。然而，睫状肌与虹膜括约肌均接受来自睫状神经节的短睫状神经副交感支配，若头部损伤改变了传出副交感神经环路功能，如何解释调节功能（灵活度降低）与瞳孔收缩（速度加快、幅度增大）之间的反向关系尚不明确。本研究局限性包括样本量较小、推送法可能高估调节幅度、结果不适用于中重度TBI人群、瞳孔收缩幅度与速度可能非独立指标等。

**结论**：本研究结果表明，在曾有轻度TBI史的个体中，调节功能障碍与光诱发瞳孔动力学显著相关。调节功能障碍者表现出更大的瞳孔收缩幅度和速度，这种关系可能反映了共享的自主神经或眼动机制。未来研究可在更大队列、前-后TBI测试、以及视觉训练治疗中进一步探究这一相关性，并可能帮助运动相关脑震荡的返场决策。