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神经眼科

普尔弗里希现象

普尔弗里希现象(Pulfrich phenomenon)是一种神经眼科现象,由于双眼到视觉皮层的信号传导时间存在差异,导致在单一平面内移动的物体被感知为具有深度的三维运动。

1922年,立体视觉专家卡尔·普尔弗里希首次描述并命名为“立体效应”,后来广泛称为“普尔弗里希效应”(Lanska等,2015)[1]。

经典报道见于脱髓鞘性视神经炎(典型伴有多发性硬化),但也见于其他眼病如单眼白内障。它也被应用于从2D图像诱导3D视觉效果的媒体,如3D眼镜。

Q 普尔弗里希现象常在什么情况下被注意到?
A

在追踪运动物体时,如运动或驾驶,容易注意到。经典演示中,左右摆动的钟摆看起来像在画圆。如果日常生活中对运动物体的感知有不适感,可能是怀疑本现象的线索之一。

  • 运动物体的立体误感知:在单一平面内移动的物体被感知为具有深度。典型表现为椭圆或圆形运动。
  • 摆锤的圆周运动:左右摆动的摆锤看起来像是在画圆。这是Pulfrich现象的经典自觉症状。
  • 日常生活障碍:在需要准确追踪运动物体的场景(如运动或驾驶)中可能造成障碍。
  • 摆锤测试:在单一平面上摆动摆锤,检查是否被感知为圆周运动。这是最经典的临床检查方法。
  • ND滤镜测试:在非患眼(或轻症眼)上佩戴ND滤镜,检查Pulfrich效应是否被中和。也用于定量评估。将单眼视网膜照度降低至1/10时,会产生约15毫秒的信号延迟。
  • 视觉诱发电位VEP:向每只眼睛呈现视觉刺激,测量视觉皮层的诱发电位。通过量化双眼间的传导速度差异,可以客观评估视神经通路的功能。有病例报告,因运动中的运动感知异常而进行VEP检查,发现右视神经P100潜伏期延长,确认了脱髓鞘改变(O’Doherty等,2007)[5]。

普尔弗里希现象的根本原因是传入信号传导至视觉皮层的单侧延迟。

代表性病因如下所示。

脱髓鞘性视神经炎

病因:典型代表为多发性硬化症MS)。

机制:自身免疫性炎症攻击损伤了使视神经髓鞘化的少突胶质细胞。髓鞘的主要作用是增加轴突的电传导速度,单侧脱髓鞘导致两眼间传导速度出现差异。

单眼白内障

病因:单眼白内障(尤其对侧眼为人工晶体眼时)。

机制晶状体混浊导致患眼视网膜照度降低,信号传递出现延迟。一项针对29名单眼白内障且对侧为人工晶体眼患者的研究,使用计算机图像摆锤确认了浦尔弗里希效应,并报告白内障手术后该效应消失(Scotcher等,1997)[3]。

此外,健康人也可通过在非患眼佩戴ND滤镜人工再现浦尔弗里希现象。将单眼视网膜照度降低至1/10时,会产生约15毫秒的延迟。

Q 除了多发性硬化症,还有哪些疾病会引起普尔弗里希现象?
A

单眼白内障也有报道。任何引起单侧传入传导延迟的疾病都可能是原因。重要的是确定基础疾病,因为脱髓鞘疾病白内障的治疗策略有很大不同。

普尔弗里希现象的诊断需要结合临床检查和电生理检查。确定基础疾病对于制定治疗策略至关重要。

以下为主要检查方法的特点。

检查方法主要用途
摆锤试验确认运动物体的立体视觉错误感知
ND滤光片试验效果的中和与定量评估
VEP视觉诱发电位双眼间传导时间差的定量化
  • 摆锤试验:让患者观察在单一平面上摆动的摆锤,确认是否被感知为椭圆或圆形运动。这是最经典且简便的临床检查。
  • ND滤光片试验:在非患眼或轻症眼上佩戴ND滤光片,确认Pulfrich效应是否消失或减轻。通过改变滤光片浓度,也可进行定量评估。
  • 视觉诱发电位VEP:测量每只眼接受闪光或模式刺激后的诱发电位。可客观定量评估视神经通路传导速度,并以数值显示双眼间的潜伏期差异。

在鉴别诊断中,确定基础疾病很重要。若怀疑脱髓鞘疾病,进行MRI等神经影像检查;若怀疑单眼白内障,进行裂隙灯显微镜检查

治疗导致单侧传导延迟的基础疾病,旨在消除Pulfrich现象。

使用ND滤光片管理(不可逆原因时)

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当基础疾病不可逆时(如视神经炎后的脱髓鞘),在非患眼或轻症眼上佩戴ND滤光片。有意延迟轻症眼的信号传导,使其与重症眼的慢传导一致,从而矫正双眼间的时间差(Farr等,2018)[2]。

  • 作为单眼隐形眼镜或有色眼镜佩戴。
  • 长期研究报告效果可持续数年(Heron 等人,2007年;最长有20年的病例)[4]。
Q ND滤光片需要使用多长时间?
A

如果基础疾病是不可逆的,则需要长期使用。长期研究报告效果可持续数年。如果疾病是进行性的,可能需要重新调整滤光片浓度,因此需要定期就诊。

在正常双眼视觉中,来自双眼的视网膜信号以相同速度传递到视觉皮层,运动物体被解释为位于单一平面上。

在普尔弗里希现象中,一侧视路发生传导延迟,导致运动物体在双眼视网膜上的图像出现时间错位。在视觉皮层处理时,这种时间差被误认为是空间深度差,从而将二维运动感知为三维。

发病的主要机制如下。

  • 脱髓鞘导致传导速度减慢:在多发性硬化症中,中枢神经系统的自身免疫性炎症攻击会损伤少突胶质细胞。髓鞘是增加轴突电传导速度的结构,一侧视神经的脱髓鞘会导致双眼间的传导速度差异。
  • 视网膜照度降低导致信号延迟:在单侧白内障中,晶状体混浊减少了到达患眼视网膜的光量。视网膜照度降低会导致视觉皮层信号潜伏期延迟,从而引起普尔弗里希现象。
  • 使用ND滤镜重现现象:即使在健康个体中,在非患眼前佩戴ND滤镜也会产生类似的照度降低,从而人工重现普尔弗里希现象。ND滤镜疗法正是逆向利用了这一原理。

  1. Lanska DJ, Lanska JM, Remler BF. Description and clinical application of the Pulfrich effect. Neurology. 2015;85(9):821-825. PMID: 26033336
  2. Farr J, McGarva E, Nij Bijvank J, et al. The Pulfrich Phenomenon: Practical Implications of the Assessment of Cases and Effectiveness of Treatment. Neuroophthalmology. 2018;42(6):349-355. PMID: 30524488
  3. Scotcher SM, Laidlaw DA, Canning CR, Weal MJ, Harrad RA. Pulfrich’s phenomenon in unilateral cataract. Br J Ophthalmol. 1997;81(12):1050-1055. PMID: 9497463
  4. Heron G, Thompson KJ, Dutton GN. The symptomatic Pulfrich phenomenon can be successfully managed with a coloured lens in front of the good eye—a long-term follow-up study. Eye (Lond). 2007;21(12):1469-1472. PMID: 16763654
  5. O’Doherty M, Flitcroft DI. An unusual presentation of optic neuritis and the Pulfrich phenomenon. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2007;78(8):906-907. PMID: 17635984

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