प्यूपिलोग्राफी पुतली की प्रतिक्रिया को रिकॉर्ड और मापने की एक विधि है। यह इन्फ्रारेड वीडियो कैमरा और कंप्यूटर सॉफ्टवेयर के संयोजन का उपयोग करके पुतली की प्रतिक्रिया का गतिशील और मात्रात्मक मूल्यांकन करती है।
प्यूपिलोग्राफी शब्द लोवेनस्टीन और लोवेनफेल्ड द्वारा गढ़ा गया था, और यह आंख के अपवाही और अभिवाही मार्गों को रिकॉर्ड करने के लिए एक गतिशील इन्फ्रारेड वीडियो तकनीक के रूप में विकसित हुआ। पारंपरिक मैनुअल माप से इलेक्ट्रॉनिक तकनीक की शुरूआत ने सटीकता, स्थिरता और गति में सुधार किया, और अब ‘प्यूपिलोमेट्री’ शब्द भी आमतौर पर उपयोग किया जाता है।
32वें अंतर्राष्ट्रीय प्यूपिल कोलोक्वियम (IPC, मोर्गेस, स्विट्जरलैंड) में विशेषज्ञों ने डेटा संग्रह, प्रसंस्करण और रिपोर्टिंग के लिए अंतर्राष्ट्रीय मानकों के पहले संस्करण का मसौदा तैयार किया। हाल के वर्षों में, डेस्कटॉप और पोर्टेबल प्यूपिलोमीटर का व्यावसायीकरण हुआ है, और AI के साथ संयोजन से प्रदर्शन में सुधार की उम्मीद है।
अनुप्रयोग के क्षेत्रों में नेत्र विज्ञान, तंत्रिका विज्ञान, तंत्रिका विज्ञान, मनोविज्ञान और कालजीव विज्ञान शामिल हैं।
मूल रूप से, लोवेनस्टीन और लोवेनफेल्ड ने गतिशील इन्फ्रारेड वीडियो तकनीक को ‘प्यूपिलोग्राफी’ नाम दिया। बाद में, इलेक्ट्रॉनिक तकनीक के विकास के साथ, ‘प्यूपिलोमेट्री’ शब्द भी लोकप्रिय हो गया, और अब दोनों को अक्सर समानार्थी रूप से उपयोग किया जाता है।
निम्नलिखित एक माप में प्राप्त होने वाले विशिष्ट पैरामीटर हैं।
संकुचन चरण
विलंबता (T₁) : प्रकाश उत्तेजना से संकुचन शुरू होने तक का समय। पर्याप्त तेज उत्तेजना पर लगभग 200 मिलीसेकंड।
संकुचन गति (VC) : संकुचन की गति। दृश्य इनपुट विकार में T₁ का बढ़ना और VC का कम होना देखा जाता है।
अधिकतम संकुचन (D₃) : अधिकतम संकुचन पर व्यास। दृश्य इनपुट विकार में D₃ कम होता है।
संकुचन दर (CR) : संकुचन मात्रा/आधार व्यास। दृश्य इनपुट विकार में CR कम होता है।
फैलाव चरण
फैलाव गति (VD) : प्रकाश हटाने के बाद पुतली के फैलाव की गति। सहानुभूति तंत्रिका तंत्र कार्य को दर्शाता है।
पुतली फैलाव विलंब समय (T₅) : पुतली फैलाव शुरू होने तक का समय। हॉर्नर सिंड्रोम में T₅ का स्पष्ट लंबा होना विशिष्ट निष्कर्ष है।
PIPR (प्रकाश के बाद लगातार पुतली प्रतिक्रिया) : उच्च चमक और छोटी तरंगदैर्ध्य उत्तेजना के बाद लगातार पुतली संकुचन। ipRGC और मेलानोप्सिन सक्रियण को दर्शाता है।
पुतली पूरी तरह से स्थिर नहीं होती; यह लगातार लगभग ±0.5 मिमी के दोलन (हिप्पस) दिखाती है। इसके अलावा, संकुचन चरण मुख्य रूप से पैरासिम्पेथेटिक तंत्रिका तंत्र के कार्य को दर्शाता है, जबकि फैलाव चरण मुख्य रूप से सिम्पेथेटिक तंत्रिका तंत्र के कार्य को दर्शाता है।
रेटिना फोटोरिसेप्टर → रेटिना गैंग्लियन कोशिकाएं → ऑप्टिक तंत्रिका → ऑप्टिक काइआज्म → ऑप्टिक ट्रैक्ट → पार्श्व जीनिकुलेट बॉडी से पहले दृश्य मार्ग से अलग होना → प्रीटेक्टल क्षेत्र → ipsilateral एडिंगर-वेस्टफॉल (EW) नाभिक और पश्च कमिसर के माध्यम से contralateral EW नाभिक तक पहुंचना।
मनुष्यों में, क्रॉस और नॉन-क्रॉस फाइबर का अनुपात लगभग 1:1 होता है, और प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष प्रकाश प्रतिवर्त की तीव्रता लगभग बराबर होती है।
EW नाभिक → ओकुलोमोटर तंत्रिका → कैवर्नस साइनस → बेहतर कक्षीय विदर → कक्षा → ओकुलोमोटर तंत्रिका की निचली शाखा → सिलिअरी गैंग्लियन में सिनैप्स → लघु सिलिअरी तंत्रिकाएं → नेत्रगोलक में प्रवेश।
EW नाभिक से पैरासिम्पेथेटिक फाइबर का 95% सिलिअरी मांसपेशी (समायोजन) और 5% पुतली स्फिंक्टर में जाता है। यह अनुपात प्रकाश-निकट प्रतिक्रिया पृथक्करण के तंत्र से संबंधित है।
आंतरिक प्रकाश-संवेदनशील रेटिना गैंग्लियन कोशिकाएं (ipRGC) मेलानोप्सिन युक्त होती हैं और पुतली के प्रकाश प्रतिवर्त का मुख्य अभिवाही मार्ग बनाती हैं। छोटी तरंगदैर्ध्य की तीव्र नीली रोशनी (लगभग 470 एनएम) धीमी, लगातार पुतली संकुचन (PIPR) उत्पन्न करती है।
मेलानोप्सिन कार्य जीवन भर अपेक्षाकृत स्थिर रहता है, 80 वर्ष की आयु के बाद घटता है, लेकिन छड़ और शंकु की उम्र से संबंधित परिवर्तनों की तुलना में धीमा होता है।
हाँ, बदलती है। मानसिक तनाव, आश्चर्य और दर्द उत्तेजना सहानुभूति तंत्रिका तंत्र के माध्यम से फैलाव का कारण बनते हैं, जबकि थकान और नींद केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के माध्यम से संकुचन उत्पन्न करते हैं। भावनात्मक रूप से, भय फैलाव से और आराम संकुचन से जुड़ा है। दवाएँ (कैफीन, निकोटीन, एंटीहिस्टामाइन) भी पुतली के व्यास को प्रभावित करती हैं।
परिवेशी प्रकाश कम होने वाले वातावरण में प्रदर्शन करें ताकि पुतली के व्यास पर बाहरी प्रभाव कम से कम हो। रोगी समर्पित उपकरण के सामने बैठता है, कैमरा और दोनों आँखें एक सीध में रखी जाती हैं। आधार रेखा पुतली व्यास रिकॉर्ड करने के बाद, विभिन्न उत्तेजनाएँ (प्रकाश, दृश्य पैटर्न) प्रस्तुत की जाती हैं और पुतली प्रतिक्रिया रिकॉर्ड की जाती है।
माप का समय दैनिक उतार-चढ़ाव को ध्यान में रखते हुए सुबह 10 बजे से दोपहर 2 बजे के बीच शुरू और समाप्त होना चाहिए (दोपहर के भोजन के बाद 1 घंटे से बचें)। बंद प्रकार में खुले प्रकार की तुलना में पुतली का व्यास बड़ा होता है, और एक आँख से देखने पर दोनों आँखों से देखने की तुलना में उजाले में लगभग 1.0 मिमी और अंधेरे में लगभग 0.2 मिमी बड़ा होता है, इसलिए परिस्थितियों का एकीकरण आवश्यक है।
पुतली के आकार की ट्रैकिंग के लिए सेगमेंटेशन एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है। सबसे सरल हफ ट्रांसफॉर्म विधि गोलाकार पुतलियों के लिए प्रभावी है, लेकिन स्थानांतरण या असामान्य आकार में सटीकता कम होती है। उच्च-सटीकता पैटर्न पहचान मॉडल का उपयोग करके असामान्य आकार की पुतलियों का भी उच्च सटीकता से पता लगाया जा सकता है।
प्यूपिलोग्राफी मानकीकृत रिकॉर्डिंग द्वारा सटीक माप संभव बनाती है, और विलंबता, संकुचन दर, फैलाव गति जैसे अतिरिक्त मापदंडों को मात्रात्मक रूप से माप सकती है जो पेनलाइट से मूल्यांकन नहीं किए जा सकते। यह परिणामों के दस्तावेजीकरण और समय के साथ तुलना की अनुमति देती है, और परीक्षक पूर्वाग्रह को समाप्त करती है।
पारंपरिक स्विंगिंग फ्लैशलाइट परीक्षण की तुलना में, मानकीकृत, मात्रात्मक और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य माप संभव है। RAPD व्यापक रेटिनोपैथी, ऑप्टिक न्यूरोपैथी, ऑप्टिक ट्रैक्ट घावों और प्रीटेक्टल घावों में प्रकट होता है।
स्विंगिंग फ्लैशलाइट परीक्षण की प्रक्रिया अर्ध-अंधेरे कमरे में बारी-बारी से प्रत्येक आंख को लगभग 2 सेकंड का प्रकाश उत्तेजना देना है। एकतरफा ऑप्टिक न्यूरोपैथी में, स्वस्थ आंख की उत्तेजना से दोनों आंखें संकुचित होती हैं, लेकिन प्रभावित आंख पर स्विच करने पर संकुचन की मात्रा कम हो जाती है (जिसे ‘फैलने वाले परिवर्तन’ के रूप में देखा जाता है)। मोतियाबिंद जैसे मीडिया अपारदर्शिता, द्विपक्षीय दृश्य असामान्यताएं, और काइआस्मा के बाद के घाव RAPD का कारण नहीं बनते।
सिर के आघात के रोगियों में, यह दर्दनाक ऑप्टिक तंत्रिका चोट का एकमात्र संकेत हो सकता है, और कोमा में आघात रोगियों के मूल्यांकन में उपयोगी है।
फैलाव विलंब (डिलेशन लैग) प्रकाश हटाने के बाद प्यूपिलरी शिथिलन और फैलाव में देरी है। हॉर्नर सिंड्रोम में, फैलाव में अधिकतम 15-20 सेकंड (सामान्यतः लगभग 5 सेकंड) लगते हैं। T₅ का स्पष्ट विस्तार एक विशिष्ट निष्कर्ष है। द्विपक्षीय हॉर्नर सिंड्रोम (जहां सापेक्ष एनिसोकोरिया अस्पष्ट है) में, फैलाव विलंब का मापन एकमात्र विश्वसनीय निदान पद्धति हो सकती है।
एनिसोकोरिया के मूल्यांकन में उज्ज्वल और अंधेरे दोनों स्थितियों में माप अनिवार्य है। प्रभावित पक्ष का मियोसिस अंधेरे में स्पष्ट होता है, और प्रभावित पक्ष का माइड्रियासिस उज्ज्वल प्रकाश में स्पष्ट होता है। लगभग 20% सामान्य लोगों में शारीरिक एनिसोकोरिया होता है (अंतर ≤1 मिमी, प्रकाश में कोई अंतर नहीं, सामान्य प्रकाश प्रतिवर्त), लेकिन यह ध्यान रखना चाहिए कि अभिवाही विकार (ऑप्टिक तंत्रिका रोग) में प्रकाश प्रतिवर्त असामान्यता होती है लेकिन सिद्धांततः एनिसोकोरिया नहीं होता।
कम रोशनी की स्थितियों में पुतली के व्यास का मापन LASIK जैसी प्रक्रियाओं के लिए इष्टतम उपचार क्षेत्र निर्धारित करने में मदद करता है। यदि उपचार क्षेत्र फैली हुई पुतली के व्यास से छोटा है, तो रात में हेलो का खतरा होता है। इसका उपयोग मल्टीफोकल इंट्राओकुलर लेंस और अपवर्तक सर्जरी की उपयुक्तता का आकलन करने के लिए भी किया जाता है।
PLR का उपयोग करके रॉड, कोन और मेलानोप्सिन मार्गों का अलग-अलग मूल्यांकन संभव है। जलीली सिंड्रोम (CNNM4 उत्परिवर्तन) वाले एक परिवार में, फोटोपिक इलेक्ट्रोरेटिनोग्राम का पता न चलने के बावजूद कोन-मध्यस्थ PLR रिकॉर्ड किया जा सका 1)। स्कोटोपिक स्थितियों में, CNNM4 रोगियों में बड़ा PLR देखा गया, जबकि फोटोपिक स्थितियों में यह सामान्य की निचली सीमा के पास या थोड़ा कम था 1)।
RAPD मूल्यांकन द्वारा ऑप्टिक न्यूरोपैथी और रेटिनोपैथी का विभेदन, विलंबित फैलाव माप द्वारा हॉर्नर सिंड्रोम का निदान, और तनु पाइलोकार्पिन ड्रिप परीक्षण के साथ संयोजन द्वारा एडी सिंड्रोम का मूल्यांकन विशिष्ट उपयोग हैं। इसका उपयोग न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों और स्वायत्त विकारों के वस्तुनिष्ठ मूल्यांकन के लिए भी किया जाता है।
पुतली का प्रकाश प्रतिवर्त निम्नलिखित तीन मार्गों के एकीकरण द्वारा नियंत्रित होता है।
| मार्ग | प्रकाश ग्राही | विशेषता |
|---|---|---|
| दंड कोशिका मार्ग | रोडोप्सिन | कम रोशनी और अंधेरे की स्थितियों में उच्च संवेदनशीलता |
| शंकु कोशिका मार्ग | ऑप्सिन | उच्च रोशनी और प्रकाश की स्थितियाँ। छोटी विलंबता और तीव्र संकुचन गति |
| ipRGC मार्ग | मेलानोप्सिन | लंबा विलंब और धीमी गति। उत्तेजना के बाद भी बना रहता है (PIPR) |
शंकु इनपुट उत्तेजना कंट्रास्ट परिवर्तनों के प्रति निरंतर संकुचन को नियंत्रित करता है, जबकि मेलानोप्सिन इनपुट लंबे समय तक प्रकाश संपर्क के दौरान फोटोपिक पुतली व्यास निर्धारित करता है। बाहरी और आंतरिक रेटिना का यह संकेत एकीकरण पुतली प्रतिक्रिया के सटीक समायोजन को सक्षम बनाता है।
पुतली नियंत्रण मार्ग का लाभ नियंत्रण EW नाभिक स्तर पर होता है। कॉर्टिकल इनपुट के संबंध में, इंसुलर कॉर्टेक्स या फ्रंटल आई फील्ड के स्थानीय इस्केमिक रोधगलन के बावजूद, पुतली का व्यास और संकुचन गति सामान्य शारीरिक सीमा के भीतर रहती है, जिससे पता चलता है कि कॉर्टिकल इनपुट की कमी सीधे पुतली के व्यास या संकुचन गति को प्रभावित नहीं करती है।
संज्ञानात्मक या भावनात्मक घटनाओं के कारण होने वाले पुतली परिवर्तन प्रकाश प्रतिवर्त की तुलना में छोटे पैमाने पर होते हैं (आमतौर पर 0.5 मिमी से कम) और लोकस कोएर्यूलस गतिविधि के साथ घनिष्ठ संबंध रखते हैं।
यह एक ऐसी तकनीक है जिसका उद्देश्य बाहरी रेटिना (रॉड और कोन-मध्यस्थ) और आंतरिक रेटिना (मेलानोप्सिन-मध्यस्थ) की प्रतिक्रियाओं को एक ही गैर-आक्रामक माप में अलग करना है। तकनीकी अनुकूलन से इसे एक उच्च-संवेदनशीलता और उच्च-सटीकता वाले नैदानिक बायोमार्कर के रूप में विकसित करने की उम्मीद है।
Hyde एट अल. (2022) ने जलीली सिंड्रोम (CNNM4 उत्परिवर्तन) से पीड़ित तीन बहनों (5, 14 और 15 वर्ष) की तुलना 10 सामान्य नियंत्रणों से की। उन्होंने अंधेरे अनुकूलन के बाद रॉड मार्ग माप (465 एनएम, 1 सेकंड) और प्रकाश अनुकूलन के बाद कोन मार्ग माप (642 एनएम, 1 सेकंड, 6 cd/m² नीली रॉड दमन क्षेत्र) किया, और नाका-रशटन फलन का उपयोग करके Pmax (अधिकतम संतृप्त PLR प्रतिक्रिया) और s (PLR अर्ध-संतृप्ति स्थिरांक) की गणना की 1)। फोटोपिक इलेक्ट्रोरेटिनोग्राम का पता न चलने के बावजूद, कोन-मध्यस्थ PLR रिकॉर्ड करने योग्य था, जो दर्शाता है कि PLR कोन कार्य मूल्यांकन का एक उपयोगी साधन हो सकता है 1)।
32वें अंतर्राष्ट्रीय प्यूपिल कोलोक्वियम में विकसित अंतर्राष्ट्रीय मानक का पहला संस्करण डेटा संग्रह, प्रसंस्करण और रिपोर्टिंग के लिए आवश्यक न्यूनतम चर सेट पर सिफारिशें शामिल करता है। इसका उद्देश्य अध्ययनों के बीच तुलनीयता में सुधार करना है और भविष्य के नैदानिक और बहु-केंद्रीय अध्ययनों के लिए आधार प्रदान करने की उम्मीद है।
AI और उपकरणों के एकीकरण से प्रदर्शन में सुधार और वस्तुनिष्ठ मात्रा निर्धारण में वृद्धि की उम्मीद है। न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों (अल्जाइमर रोग, पार्किंसंस रोग) का पता लगाने और प्रगति की निगरानी, नैदानिक परीक्षणों में स्वायत्त तंत्रिका तंत्र गतिविधि का वस्तुनिष्ठ मूल्यांकन, और नींद और सर्कैडियन लय विकारों वाले रोगियों में मेलानोप्सिन रेटिनल गैंग्लियन कोशिका कार्य का मूल्यांकन प्रमुख शोध विषय हैं।
