Nhuộm Màu Thấu Kính Quang Học và Bộ Lọc Bước Sóng Đặc Hiệu

Những điểm chính cần biết

Nhuộm màu thấu kính quang học và bộ lọc phổ bước sóng cụ thể là các công nghệ quang học để giảm chứng sợ ánh sáng (nhạy cảm với ánh sáng).
Thấu kính FL-41 được phát triển vào cuối những năm 1980, chặn chọn lọc ánh sáng xanh lục ở bước sóng khoảng 480 nm.
Melanopsin (λmax≈482 nm) trong tế bào hạch võng mạc nhạy sáng nội tại (ipRGC) tham gia vào cơ chế bệnh sinh của chứng sợ ánh sáng.
Đau nửa đầu, co thắt mi mắt lành tính nguyên phát (BEB), hội chứng sau chấn động (PCS), rối loạn tế bào hình nón và đau mắt là các bệnh chỉ định chính.
Tại Nhật Bản, kính chắn sáng được sử dụng lâm sàng cho co thắt mi mắt và loạn dưỡng hình nón.
Hầu hết các nghiên cứu đều báo cáo cải thiện triệu chứng chủ quan, nhưng cỡ mẫu nhỏ và mức độ bằng chứng còn hạn chế.
Chất lượng của kính FL-41 bán trên thị trường có sự khác biệt, và việc xác minh nguồn cung là quan trọng.

1. Nhuộm màu thấu kính quang học và bộ lọc bước sóng cụ thể

Nhuộm màu thấu kính quang học và bộ lọc bước sóng cụ thể là công nghệ quang học nhằm giảm sự khó chịu đáng kể do chứng sợ ánh sáng (nhạy cảm với ánh sáng).

Kính FL-41 được coi là thành công đầu tiên trong lĩnh vực này. Được phát triển vào cuối những năm 1980 để giảm khó chịu từ đèn huỳnh quang và cải thiện năng suất tại nơi làm việc ¹⁾. Tên gọi bắt nguồn từ lịch sử phát triển của nó, và là kỹ thuật nhuộm thấu kính chặn chọn lọc ánh sáng xanh lục ở bước sóng khoảng 480 nm ²⁾.

Không giống như thấu kính tối đơn giản (kính râm) làm giảm lượng ánh sáng trên tất cả các bước sóng, kính FL-41 và bộ lọc quang học notch đều khác ở chỗ chặn chọn lọc các bước sóng cụ thể.

Gần đây, bộ lọc khía quang học (optical notch filters) đã được phát triển. Bằng cách phủ một lớp màng mỏng (thin film) lên bề mặt thấu kính, có thể chặn các bước sóng cụ thể chính xác hơn so với thấu kính FL-41³⁾.

Sử dụng lâm sàng tại Nhật Bản: Trong điều trị co thắt mi mắt, việc đeo kính chắn sáng được thử nghiệm cho bệnh nhân bị co thắt do ánh sáng hoặc sợ ánh sáng. Ngoài ra, ở những bệnh nhân loạn dưỡng hình nón có chứng sợ ánh sáng nặng, đeo kính chắn sáng cũng được cho là có hiệu quả trong việc giảm triệu chứng.

Q Thấu kính FL-41 là gì? Nó khác gì so với kính râm thông thường?

Thấu kính FL-41 là thấu kính màu chặn chọn lọc ánh sáng xanh lục ở bước sóng khoảng 480 nm, khác biệt cơ bản so với thấu kính tối thông thường. Trong khi kính râm thông thường giảm lượng ánh sáng đồng đều trên tất cả các bước sóng, thấu kính FL-41 nhắm mục tiêu và chặn các bước sóng cụ thể gây chứng sợ ánh sáng. Xem phần Sinh lý bệnh và Cơ chế chi tiết để biết cơ chế chi tiết.

2. Triệu chứng chính và dấu hiệu lâm sàng

Triệu chứng chủ quan (triệu chứng mà kính màu nhắm đến)

Chứng sợ ánh sáng (Photophobia): Khó chịu đáng kể do ánh sáng. Đây là triệu chứng chính được chỉ định của công nghệ này.
Cảm giác chói và khô mắt: Bệnh nhân co thắt mi mắt thường kèm theo cảm giác chói và khô mắt.
Co thắt nặng hơn: Co thắt mi mắt nặng hơn khi ở nơi sáng, mệt mỏi và đọc sách, và giảm khi ở nơi tối.

Dấu hiệu lâm sàng (Bệnh được chỉ định)

Các bệnh chính được chỉ định cho bộ lọc quang phổ cụ thể như sau:

Đau nửa đầu

Triệu chứng chính: Sợ ánh sáng là triệu chứng kèm theo chính

Bộ lọc được khuyến nghị: Thấu kính FL-41 (chặn khoảng 480 nm)

Bằng chứng: Hiệu quả đã được chứng minh

Co thắt mi mắt lành tính nguyên phát

Triệu chứng chính: Nhắm mắt không tự chủ do ánh sáng kích thích

Bộ lọc được khuyến nghị: Thấu kính chặn ánh sáng xanh lục và kính chắn sáng

Bằng chứng: Hiệu quả đã được chứng minh

Hội chứng sau chấn động não

Triệu chứng chính: Các triệu chứng thị giác đa dạng bao gồm sợ ánh sáng

Bộ lọc khuyến nghị: Thấu kính FL-41

Bằng chứng: Cải thiện cảm giác thoải mái chủ quan đã được báo cáo (thử nghiệm quy mô nhỏ)

Rối loạn tế bào hình nón và khác

Rối loạn tế bào hình nón và hình que: Sợ ánh sáng rõ rệt. Kính áp tròng màu đỏ cho thấy sự cải thiện thuyết phục nhất.

Đau mắt: Tương ứng với tình trạng đau tăng lên do kích thích ánh sáng.

Hội chứng tuyết thị giác (VSS): Kính FL-41 được cho là có hiệu quả đối với chứng sợ ánh sáng.

Trong bệnh mù màu (achromatopsia), chứng sợ ánh sáng là một trong những triệu chứng đặc trưng, và các biện pháp chống sáng là rất quan trọng.

3. Nguyên nhân và Yếu tố Nguy cơ

Cơ chế gây ra chứng sợ ánh sáng

Các tế bào hạch võng mạc nhạy cảm với ánh sáng nội tại (ipRGC) đóng vai trò trung tâm trong sự phát triển của chứng sợ ánh sáng.

Độ nhạy sáng của melanopsin: Sắc tố ánh sáng melanopsin trong ipRGC có độ nhạy tối đa ở bước sóng khoảng 481 nm (ánh sáng xanh lục) ²⁾. Bước sóng này gây ra sự đồng phân hóa melanopsin.
Tính ổn định kép: Melanopsin có tính ổn định kép, bị đồng phân hóa ở hai bước sóng: 481 nm và 587 nm.
Đầu vào trung tâm cảm thụ đau: Kích thích ipRGC có liên quan đến trung tâm cảm thụ đau ở đồi thị, và thành phần 481 nm của ánh sáng môi trường có thể kích hoạt trung tâm đau ở đồi thị.
Truyền thông tin ánh sáng độc lập: ipRGC có thể truyền tín hiệu ánh sáng ngay cả khi không có tế bào que và tế bào nón, đồng thời cũng tham gia vào nhịp sinh học, phản xạ đồng tử và cảm thụ đau đồi thị.

Dựa trên các cơ chế này, việc chặn các bước sóng quanh 481 nm làm giảm truyền thông tin ánh sáng của ipRGC và ức chế đầu vào trung tâm cảm thụ đau đồi thị, đây là cơ sở lý thuyết của các bộ lọc bước sóng cụ thể.

Q Tại sao chỉ một số bước sóng ánh sáng nhất định mới gây khó chịu?

Do melanopsin trong ipRGC có độ nhạy tối đa với ánh sáng xanh lục quanh 481 nm, người ta cho rằng dải bước sóng này kích hoạt có chọn lọc trung tâm cảm thụ đau ở đồi thị. Vì vậy, chặn chọn lọc ánh sáng quanh 480 nm được cho là hiệu quả hơn trong việc giảm sợ ánh sáng so với giảm cường độ ánh sáng tổng thể đồng đều.

4. Chẩn đoán và Phương pháp Xét nghiệm

Để xác định tính phù hợp của bộ lọc bước sóng cụ thể, trước tiên cần phân biệt bệnh nguyên nhân gây sợ ánh sáng.

Phân biệt bệnh nguyên nhân: Chứng sợ ánh sáng là triệu chứng của nhiều bệnh như đau nửa đầu, co thắt mi, rối loạn tế bào hình nón, hội chứng sau chấn thương, và việc xác định nguyên nhân dẫn đến lựa chọn bộ lọc phù hợp.
Kiểm tra chớp mắt: Trong co thắt mi mắt, cố gắng kích thích co thắt bằng kiểm tra chớp mắt. Có ba loại: chớp nhanh, chớp nhẹ (nhắm nhẹ) và chớp mạnh (nhắm mạnh), để đánh giá mô hình kích thích co thắt.
Đo đồng tử (Pupillometry): Phương pháp xét nghiệm có thể đánh giá định lượng chức năng của ipRGC.
Xét nghiệm phản xạ đồng tử màu sắc (đo đồng tử màu sắc): Đo phản ứng của đồng tử với các kích thích ánh sáng có bước sóng khác nhau, cho phép đánh giá có chọn lọc phản ứng melanopsin.

5. Phương pháp điều trị tiêu chuẩn

Sử dụng tại Nhật Bản (Ưu tiên cao nhất)

Kính chắn sáng được đề cập như một lựa chọn điều trị cho các bệnh sau đây.

Co thắt mi (Co thắt mi lành tính nguyên phát): Kính chắn sáng hoặc kính kẹp được liệt kê là một trong các lựa chọn điều trị. Có thể thử kính chắn sáng cho các trường hợp co thắt do ánh sáng hoặc sợ ánh sáng.
Loạn dưỡng hình nón: Trong các trường hợp sợ ánh sáng nặng, đeo kính chắn sáng có hiệu quả trong việc giảm triệu chứng.

Loại bộ lọc và khuyến nghị theo bệnh

Các bộ lọc được khuyến nghị theo bệnh hoặc triệu chứng được trình bày dưới đây.

Bệnh/Triệu chứng	Bộ lọc được khuyến nghị	Xu hướng bằng chứng
Đau nửa đầu	Kính lọc FL-41	Hiệu quả đã được chứng minh
Co thắt mi mắt lành tính nguyên phát	Kính chắn sáng - FL-41	Hiệu quả đã được chứng minh
Hội chứng sau chấn động não	Thấu kính FL-41	Cải thiện chủ quan (thử nghiệm quy mô nhỏ)
Rối loạn tế bào hình nón	Kính áp tròng màu đỏ	Cải thiện thuyết phục nhất
Lóe sáng thị giác	Kính FL-41	Hiệu quả với chứng sợ ánh sáng đã được báo cáo

Kính áp tròng FL-41

Thấu kính màu chặn chọn lọc bước sóng quanh 480 nm²⁾.
Đã chứng minh hiệu quả trong chứng đau nửa đầu và BEB.
Thấu kính màu hồng đến hổ phách phổ biến, cơ chế khác với kính râm làm giảm tổng lượng ánh sáng.

Bộ lọc khía quang học

Bằng cách phủ một lớp màng mỏng lên bề mặt thấu kính, có thể chặn bước sóng chính xác hơn FL-41³⁾.
Vì có thể nhắm mục tiêu vào dải bước sóng cụ thể hơn, nên được kỳ vọng ứng dụng lâm sàng trong tương lai.

Q Bệnh nào có hiệu quả với kính màu nào?

Kính FL-41 (chặn ánh sáng xanh lục quanh 480 nm) đã cho thấy hiệu quả trong chứng đau nửa đầu và co thắt mi lành tính nguyên phát. Trong rối loạn tế bào nón (rối loạn chức năng tế bào nón), kính áp tròng màu đỏ cho thấy cải thiện thuyết phục nhất. Trong hội chứng sau chấn động, các nghiên cứu quy mô nhỏ báo cáo cải thiện cảm giác thoải mái chủ quan với FL-41.

Q Kính FL-41 trên thị trường có đáng tin cậy không?

Ngay cả khi được dán nhãn FL-41, một số sản phẩm có thể không có đặc tính chặn quy định. Điều quan trọng là phải xác minh rằng nhà cung cấp đáp ứng các thông số kỹ thuật chính thức trước khi mua. Nên tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa và chọn sản phẩm phù hợp.

6. Sinh lý bệnh và Cơ chế phát sinh chi tiết

Cơ bản về ipRGC và Melanopsin

ipRGC là loại tế bào cảm quang thứ ba có thể cảm nhận ánh sáng độc lập với tế bào que và tế bào nón. Chúng chứa sắc tố melanopsin, với bước sóng hấp thụ tối đa (λmax) là 482 nm.

Giant ipRGC: Có khoảng 3.000 tế bào, mở rộng các nhánh dendrite trên một vùng võng mạc rộng và biểu hiện melanopsin.
Các chức năng đa dạng của ipRGC: Hình thành đường dẫn truyền hướng tâm chính của phản xạ đồng tử với ánh sáng, đồng thời tham gia điều hòa nhịp sinh học, tâm trạng và hình thành hình ảnh thị giác. Ánh sáng đã được chứng minh ảnh hưởng trực tiếp đến tâm trạng và học tập thông qua các tế bào thần kinh biểu hiện melanopsin.

Tích hợp phản ứng đồng tử

Đường kính đồng tử được xác định bởi sự tích hợp cộng dồn các tín hiệu từ võng mạc trong (hệ thống ipRGC/melanopsin) và võng mạc ngoài (hệ thống tế bào que và tế bào nón).

Phản ứng đồng tử qua trung gian tế bào nón: Thời gian tiềm tàng ngắn, tốc độ co nhanh và trở về đường cơ sở ngay sau kích thích ánh sáng. Kiểm soát sự co trương lực đối với thay đổi độ tương phản.
Phản ứng đồng tử qua trung gian melanopsin: Thời gian tiềm tàng dài, tốc độ co chậm và đặc trưng bởi tính bền bỉ. Xác định đường kính đồng tử thích ứng sáng khi tiếp xúc ánh sáng kéo dài.
Tích hợp phụ thuộc độ rọi: Trong thích ứng tối, phản ứng tế bào que chiếm ưu thế; trong thích ứng sáng, phản ứng melanopsin xuất hiện và tế bào que biến mất, và ở độ rọi cao, phản ứng tế bào nón được thêm vào.
Kiểm soát độ lợi: Kiểm soát độ lợi của điều hòa đồng tử được cho là nằm ở nhân Edinger-Westphal.

Lão hóa và chức năng melanopsin

Chức năng melanopsin tương đối ổn định trong 1-8 thập kỷ đầu đời, sau đó suy giảm chức năng trở nên rõ rệt. Vì phản ứng đồng tử qua trung gian melanopsin tương đối ổn định bất kể tuổi tác, hiệu quả của bộ lọc bước sóng cụ thể có thể được mong đợi ở người cao tuổi.

Cơ sở lý thuyết của việc chặn bước sóng

Nguyên lý hoạt động của thấu kính FL-41 và bộ lọc notch là chặn các bước sóng quanh 481 nm để giảm đầu vào cho ipRGC, từ đó ức chế truyền tín hiệu đến các trung tâm cảm thụ đau ở đồi thị ^{2, 3)}. Ngay cả trong các trường hợp tế bào hình nón và hình que không hoạt động (ví dụ bệnh thoái hóa võng mạc), ipRGC vẫn có thể truyền tín hiệu ánh sáng, do đó bộ lọc bước sóng có thể góp phần giảm chứng sợ ánh sáng ở những bệnh này.

7. Nghiên cứu mới nhất và triển vọng tương lai (Báo cáo giai đoạn nghiên cứu)

Quang di truyền học (Optogenetics)

Nghiên cứu quang di truyền học đang được tiến hành để phục hồi chức năng cảm quang bị mất thông qua kỹ thuật di truyền.

Biểu hiện lạc chỗ melanopsin: Bằng cách biểu hiện lạc chỗ melanopsin trong tế bào hạch võng mạc, đã đạt được cải thiện phản xạ đồng tử và phục hồi khả năng phân biệt sáng tối ở chuột mù.
Ứng dụng protein khảm: Nghiên cứu đang được tiến hành để biểu hiện protein khảm Opto-mGluR6 trong tế bào lưỡng cực ON, nhằm phục hồi đáp ứng ánh sáng trong mô hình thoái hóa võng mạc.
Liệu pháp gen kênh rhodopsin: Các thử nghiệm lâm sàng về liệu pháp gen sử dụng kênh rhodopsin đang được tiến hành (NCT02556736, v.v.).

Tiến bộ trong nghiên cứu ipRGC

Trong một nghiên cứu tiêm độc tố miễn dịch hướng melanopsin vào khỉ rhesus để loại bỏ có chọn lọc ipRGC, đã quan sát thấy sự suy giảm đáng kể phản xạ đồng tử sau khi loại bỏ ipRGC, làm sáng tỏ vai trò của ipRGC trong phản xạ đồng tử với ánh sáng.

Xem xét các liệu pháp không dùng thuốc

Kích thích từ xuyên sọ lặp lại (rTMS) đang được nghiên cứu như một liệu pháp không dùng thuốc cho chứng sợ ánh sáng trong hội chứng tuyết thị giác (VSS). Ứng dụng kết hợp rTMS và bộ lọc bước sóng cụ thể cần được nghiên cứu thêm.

Thách thức trong phổ biến

Hiện nay, sự thiếu hụt về khả năng tiếp cận tại các cửa hàng kính mắt, nhận thức hạn chế của bác sĩ, và chi phí cao khi mua trực tuyến là những rào cản cản trở việc phổ biến các bộ lọc bước sóng cụ thể.

8. Tài liệu tham khảo

Wilkins AJ, Wilkinson P. A tint to reduce eye-strain from fluorescent lighting? Preliminary observations. Ophthalmic & physiological optics : the journal of the British College of Ophthalmic Opticians (Optometrists). 1991;11(2):172-5. doi:10.1111/j.1475-1313.1991.tb00217.x. PMID:2062542.
Katz BJ, Digre KB. Diagnosis, pathophysiology, and treatment of photophobia. Surv Ophthalmol. 2016.
Hoggan RN, Subhash A, Blair S, Digre KB, Baggaley SK, Gordon J, et al. Thin-film optical notch filter spectacle coatings for the treatment of migraine and photophobia. Journal of clinical neuroscience : official journal of the Neurosurgical Society of Australasia. 2016;28:71-6. doi:10.1016/j.jocn.2015.09.024. PMID:26935748; PMCID:PMC5510464.