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神经眼科

光学镜片的着色与波长特异性滤光片

1. 光学镜片着色与波长特异性滤光片

Section titled “1. 光学镜片着色与波长特异性滤光片”

光学镜片着色与波长特异性滤光片是一种光学技术,旨在减轻畏光(光敏感)引起的严重不适。

FL-41镜片被认为是该领域的首个成功案例。它于20世纪80年代末开发,旨在减轻荧光灯引起的不适并提高工作场所生产力1)。其名称源于开发背景,是一种选择性阻挡480 nm附近蓝绿光的镜片染色技术2)

简单的深色镜片(太阳镜)会降低所有波长的光强度,而FL-41镜片和光学陷波滤光片则不同,它们选择性阻挡特定波长

最近,**光学陷波滤波器(optical notch filters)**已被开发出来。通过在镜片表面涂覆薄膜,可以比FL-41镜片更精确地阻挡特定波长3)

日本的临床应用:在眼睑痉挛的治疗中,对于因光线诱发痉挛或畏光的患者,尝试佩戴遮光眼镜。此外,对于锥体营养不良畏光严重的患者,佩戴遮光眼镜也被认为能有效减轻症状。

Q 什么是FL-41镜片?它与普通太阳镜有何不同?
A

FL-41镜片是一种选择性阻挡480nm附近蓝绿色光的着色镜片,与单纯的深色镜片有根本区别。普通太阳镜均匀降低所有波长的光量,而FL-41镜片则专门针对引起畏光的特定波长进行阻挡。详细机制请参见“病理生理学/详细发病机制”部分

自觉症状(着色镜片针对的症状)

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  • 畏光(photophobia):由光引起的显著不适感。这是本技术的主要适应症状。
  • 畏光感和眼干感眼睑痉挛患者常伴有畏光感和眼干感。
  • 痉挛加重眼睑痉挛的痉挛在明亮处、疲劳时和阅读时加重,在暗处减轻。

波长特异性滤光片适用的主要疾病如下:

偏头痛

主诉畏光是主要伴随症状

推荐滤光片:FL-41镜片(阻断480nm附近)

证据:已显示有效性

良性特发性眼睑痉挛

主诉:光诱发的非随意性闭眼

推荐滤光片:蓝绿光阻断镜片/遮光眼镜

证据:已显示有效性

脑震荡后综合征

主诉:包括畏光在内的多种视觉症状

推荐滤镜:FL-41镜片

证据:报告主观舒适度改善(小型试验)

锥体障碍及其他

锥体视细胞障碍畏光显著。红色隐形眼镜显示出最有说服力的改善。

眼痛:对应光刺激引起的疼痛加剧。

视觉雪综合征VSS:FL-41眼镜被认为对光敏感有效。

在色盲症中,畏光也是特征性症状之一,遮光措施很重要。

内在光敏性视网膜神经节细胞(ipRGC)在畏光的发生中起核心作用。

  • 黑视蛋白的光敏感性:ipRGC中的黑视蛋白光色素对481 nm附近波长(蓝绿光)具有最大灵敏度2)。该波长的光引起黑视蛋白的异构化。
  • 双稳定性:黑视蛋白具有双稳定性,可在481 nm和587 nm两个波长下异构化。
  • 向伤害感受中枢的输入:ipRGC的刺激与丘脑的伤害感受中枢相关,环境光中的481 nm成分可能激活丘脑的疼痛中枢。
  • 独立的光信息传递:ipRGC即使在没有视杆细胞视锥细胞的情况下也能传递光信号,并参与昼夜节律、瞳孔对光反射和丘脑伤害感受。

基于这些机制,阻断481 nm附近波长可减少ipRGC的光信息传递,抑制向丘脑伤害感受中枢的输入,这是波长特异性过滤器的理论基础。

Q 为什么只有特定波长的光会引起不适?
A

由于ipRGC中的黑视蛋白对481nm附近的蓝绿光具有最大灵敏度,因此该波段的光被认为会选择性地激活丘脑的伤害感受中枢。因此,与均匀降低总光量相比,选择性阻断480nm附近的光被认为更有效地减轻畏光

在判断波长特异性滤光片的适应症时,首先鉴别畏光的病因非常重要。

  • 病因鉴别畏光偏头痛眼睑痉挛、锥体功能障碍、创伤后综合征等多种疾病的症状,明确病因有助于选择合适的滤光镜。
  • 眨眼测试:对于眼睑痉挛,通过眨眼测试尝试诱发。包括快速眨眼测试(快速眨眼)、轻眨眼测试(轻轻闭合)和用力眨眼测试(用力闭合)三种,评估痉挛的诱发模式。
  • 瞳孔测量法:可定量评估ipRGC功能的检查方法。
  • 色觉瞳孔对光反射检查:测量不同波长光刺激下的瞳孔反应,可选择性地评估黑视蛋白反应。

对于以下疾病,遮光眼镜被视为治疗选择之一。

  • 眼睑痉挛(良性特发性眼睑痉挛:遮光眼镜或夹片眼镜被列为治疗选择之一。对于光线诱发的痉挛或畏光患者,可以尝试使用遮光眼镜。
  • 锥体营养不良:对于畏光严重的病例,佩戴遮光眼镜被认为有助于缓解症状。

按疾病和症状推荐的滤光镜如下所示。

疾病/症状推荐滤光镜证据趋势
偏头痛FL-41镜片已显示有效性
良性特发性眼睑痉挛遮光眼镜·FL-41已显示有效性
脑震荡后综合征FL-41镜片主观改善(小规模试验)
锥体营养不良红色隐形眼镜最有说服力的改善案例
视觉雪综合征FL-41眼镜畏光症有疗效报告
  • 选择性阻断480nm附近波长的着色镜片2)
  • 已证明对偏头痛和良性特发性眼睑痉挛(BEB)有效。
  • 通常为玫瑰色至琥珀色镜片,其机制与单纯降低整体亮度的太阳镜不同。
  • 通过在镜片表面镀膜,可实现比FL-41更精确的波长阻断3)
  • 由于可以针对更特定的波长带,未来有望应用于临床。
Q 哪种颜色的镜片对哪种疾病有效?
A

FL-41镜片(阻断480nm附近的蓝绿光)对偏头痛和良性原发性眼睑痉挛显示出有效性。对于锥体细胞功能障碍(锥体感光细胞功能不全),红色隐形眼镜显示出最令人信服的改善。对于脑震荡后综合征,小规模研究报告了FL-41带来的主观舒适度改善。

Q 市售的FL-41镜片可靠吗?
A

即使标有FL-41,实际上也存在不具备规定阻断特性的产品。购买前确认供应商是否符合官方规格非常重要。建议咨询专科医生并选择合适的产品。

ipRGC是第三种光感受器细胞,能够独立于视杆细胞视锥细胞感知光线。它们含有黑视素光色素,最大吸收波长(λmax)为482 nm。

  • 巨型ipRGC:约有3000个,在广阔的视网膜区域伸展树突并表达黑视素。
  • ipRGC的多种功能:它们形成瞳孔对光反射的主要传入通路,并参与昼夜节律、情绪调节和视觉图像形成。研究表明,光通过表达黑视素的神经元直接影响情绪和学习。

瞳孔大小由内视网膜(ipRGC/黑视蛋白系统)和外视网膜(视杆和视锥系统)的信号相加整合决定。

  • 视锥介导的瞳孔反应:潜伏期短,收缩速度快,光刺激后迅速恢复至基线。控制对对比度变化的紧张性收缩。
  • 黑视蛋白介导的瞳孔反应:潜伏期长,收缩速度慢,具有持续性。在长时间光照下设定明适应瞳孔大小。
  • 照度依赖性整合:暗适应时视杆反应占优势;明适应时黑视蛋白反应出现,视杆反应消失;更高照度时视锥反应加入。
  • 增益控制瞳孔调节的增益控制被认为存在于Edinger-Westphal核。

黑视素功能在出生后1至8十年间相对稳定,之后功能下降变得显著。由于黑视素介导的瞳孔反应相对稳定,不受年龄影响,因此即使在老年人中,波长特异性滤光片的效果也可预期。

通过阻断481nm附近的波长,减少对ipRGC的输入,抑制信号向丘脑伤害感受中枢的传递,这是FL-41镜片和陷波滤光片的作用原理2, 3)。即使在锥体和杆体功能丧失的病例(如视网膜变性疾病)中,ipRGC仍能传递光信号,因此波长滤光片也可能有助于减轻这些疾病的畏光症状。


7. 最新研究与未来展望(研究阶段报告)

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旨在通过基因工程恢复失去的光感受功能的光遗传学研究正在进行中。

  • 黑视蛋白异位表达:通过在RGC中异位表达黑视蛋白,已在盲鼠中实现瞳孔反射改善和明暗辨别能力恢复。
  • 嵌合蛋白的应用:研究正在推进在ON双极细胞中表达Opto-mGluR6嵌合蛋白,以恢复视网膜变性模型中的光反应。
  • 光遗传学基因治疗:使用光遗传学基因治疗的临床试验正在进行中(如NCT02556736)。

在向恒河猴注射黑视素导向免疫毒素以选择性去除ipRGC的研究中,观察到ipRGC去除后瞳孔反射显著减弱,这有助于阐明ipRGC瞳孔对光反射中的作用。

重复经颅磁刺激(rTMS)正在被研究作为视觉雪综合征VSS)中光敏感的非药物治疗。rTMS与波长特异性滤光片的联合应用有待进一步研究。

目前,眼镜店中可获得性低、医生认知不足以及在线购买的高成本,是阻碍波长特异性过滤器普及的障碍。


  1. 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.

  2. Katz BJ, Digre KB. Diagnosis, pathophysiology, and treatment of photophobia. Surv Ophthalmol. 2016.

  3. 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.

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