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激光闪辉计(前房蛋白浓度测定·炎症评估)(Laser Flare Meter)

前葡萄膜炎的裂隙灯照片。显示虹膜和睫状体的炎症所见。
Trobe JD. Anterior uveitis. University of Michigan Kellogg Eye Center. Wikimedia Commons. 2013. Figure 1. Source ID: commons.wikimedia.org/wiki/File:Anterior-uveitis.jpg. License: CC BY 3.0.
葡萄膜炎裂隙灯外眼照片中,可见因虹膜睫状体炎症引起的充血和混浊所见。对应于本文“什么是激光闪辉计”一节所述、可导致前房闪辉升高的代表性疾病——葡萄膜炎的眼外所见。

激光闪辉计向前房照射 He-Ne 激光,并对房水中蛋白质引起的廷德尔现象(光散射)进行电子定量测量。可将前房蛋白浓度以 photon count/ms(ph/ms)为单位客观数字化。

前房闪辉是反映前房内蛋白浓度的指标。闪辉升高主要有两种机制。第一,由炎症或新生血管等导致虹膜睫状体的血-房水屏障破坏,血液中的蛋白质渗漏到前房内。第二,睫状体功能下降使房水循环变差,废物蛋白在前房内蓄积。

使用裂隙灯显微镜进行主观分级是日常诊疗中的必备技能。不过,主观评估会产生机构间和观察者间的差异。激光房水闪辉仪可以弥补这一局限,实现对炎症的定量随访追踪。

SUN Working Group(Standardization of Uveitis Nomenclature,葡萄膜炎命名标准化工作组)制定了前房闪辉和前房细胞的国际标准分级标准,并已被葡萄膜炎诊疗指南采用1)2)

Q 激光房水闪辉仪能看出什么?
A

可以用 ph/ms(photon count/ms)这一单位客观地定量前房内的蛋白浓度。它不仅可以用数值追踪葡萄膜炎的炎症活动性和治疗效果,也可以评估白内障手术后的炎症反应变化。其特点是还能捕捉到裂隙灯显微镜难以检出的低活动性细微变化。

代表性设备是 KOWA FM-600(FM-500 的后继机型)。将 He-Ne 激光光(波长 675 nm)照射到前房内,并用光电倍增管接收散射光后转换为 photon count。

  • 测量单位: photon count/ms(ph/ms)
  • 成人正常值: 3~7 ph/ms(因设备和个体而异)
  • 测量方法: 非接触、非侵入性。无需散瞳。一次测量仅需几秒钟完成
  • 标准流程: 测量 7 次,去除最高值和最低值后取 5 次平均值
  • 测量精度:扣除背景噪声后的实测值作为前房闪辉值

裂隙灯显微镜下的闪辉分级(SUN标准)

Section titled “裂隙灯显微镜下的闪辉分级(SUN标准)”

将狭缝宽度调窄,高度设为约3 mm,从能使光束宽度在前房内可见的角度照射,并从正面观察。当前房内蛋白浓度升高时,通常看不见的光路会因丁达尔现象而清楚显现。

SUN Working Group的前房闪辉分级标准如下1)2)

级别描述
0无(无)
1+微弱(轻度)
2+中等(中等度)虹膜晶状体的细节清晰可见
3+明显(重度),虹膜晶状体细节不清
4+强烈(显著)纤维素或塑性房水

SUN工作组制定的前房细胞分级标准(每个1×1 mm裂隙光视野中的细胞数)如下1)2)

分级每个视野可见的细胞数
0<1(少于1个)
0.5+1~5
1+6~15
2+16〜25
3+26〜50
4+>50(51个以上)

(1个视野 = 裂隙灯显微镜1×1 mm狭缝光大小的视野)

Q 闪辉计和裂隙灯显微镜有什么区别?
A

裂隙灯显微镜的闪辉分级是SUN标准下0〜4+的主观五级评价。不同机构和观察者之间容易出现差异。激光闪辉计可以获得ph/ms这一客观定量值,因此适合检测低活动性炎症中的细微变化和进行长期随访。日常诊疗中,裂隙灯分级是标准方法,而闪辉计用于需要定量评估时。

前房炎症的评估是通过系统观察闪辉、细胞、房水对流、积脓和纤维蛋白来进行的。

  • 前房闪辉:反映前房内蛋白浓度升高。由两种机制引起:血管屏障破坏(炎症、新生血管)和睫状体功能下降
  • 前房细胞: 按照SUN标准,统计1×1 mm裂隙光1个视野内的炎症细胞数。中性粒细胞、淋巴细胞和浆细胞等可能混杂在一起1)
  • 房水闪辉(Aqueous flare circulation): 与细胞分级同时观察。它反映房水生成能力和前房内蛋白浓度,有助于判断病情和治疗效果
  • 前房积脓(Hypopyon): 以白色沉积物的形式可见于下方前房。分为会随体位变化而移动的稀薄型,以及固定成团的类型

下面列出前房积脓的两种类型。

分类特点代表性疾病
稀薄型随体位变化而移动白塞病急性期、重症细菌性眼内炎
块状固定型固定于某一部位伴单核细胞和纤维蛋白沉积的炎症

前房内纤维蛋白:最严重的前房闪辉

Section titled “前房内纤维蛋白:最严重的前房闪辉”

前房内纤维蛋白是前房闪辉最严重的类型。它可表现为前房内清晰的团块,或雾状、棉絮状沉积物。纤维蛋白沉积常常引起虹膜后粘连(后部虹膜粘连)和眼压升高,因此尤其需要注意。

根据 SUN Working Group 标准,葡萄膜炎的活动性定义如下2)

  • 非活动性:0级
  • 恶化:上升 2 级或以上
  • 改善:下降 2 级或以上
  • 缓解:无需药物治疗而非活动性持续 3 个月以上

激光闪辉计是葡萄膜炎诊疗指南中推荐的前房闪辉定量方法1)。它与裂隙灯所见高度相关,有助于定量追踪治疗过程。尤其在以下情况下很有价值。

  • 检出低活动性葡萄膜炎中细微的炎症变化
  • 对免疫抑制药和生物制剂疗效的定量评估
  • 临床研究中的结局指标

葡萄膜炎中最常见的疾病是结节病(10.7%)、VKH病(Vogt-Koyanagi-Harada病,7.0%)和急性前葡萄膜炎(6.6%)1)。这些疾病需要长期炎症监测,而房水闪辉仪的定量评估有助于调整治疗。

术后前房闪辉值恢复正常的速度可作为术后管理的指标。白内障手术后通常从术后1周开始逐渐下降,预计在术后1至3个月内恢复到正常范围(3–7 ph/ms)3)。闪辉值持续升高提示术后炎症迁延或并发症(如囊样黄斑水肿)。

在使用阿达木单抗、英夫利昔单抗等生物制剂治疗葡萄膜炎时,闪辉仪数值可作为治疗反应的生物标志物4)。与裂隙灯分级相比,它能更敏感地检测炎症复燃和改善。

角膜后沉着物(KP)的裂隙灯照片。显示沉积在角膜内皮上的炎症细胞群。
Trobe JD. Keratic precipitates. University of Michigan Kellogg Eye Center. Wikimedia Commons. 2013. Figure 1. Source ID: commons.wikimedia.org/wiki/File:Keratic-precipitates.jpg. License: CC BY 3.0.
这张裂隙灯照片显示沉积在角膜后表面的白细胞、色素和蛋白质的团块(KP),可清楚观察炎症细胞的沉积模式。对应正文中“与角膜后沉着物(KP)的关系”一节所述基于KP性质和分布的疾病鉴别。

KP(keratic precipitates,角膜后表面沉着物)是前房水中的白细胞、虹膜色素和红细胞沉积并聚集在角膜后表面的结果。将KP的性质和分布与闪辉所见结合,可辅助疾病鉴别。

以下列出KP的性质及相关疾病。

KP类型特征疑似疾病
羊脂样(mutton-fat)KP大而呈脂肪样外观结节病、VKH病(肉芽肿性葡萄膜炎
细小样(fine)KP小型、细微肉芽肿性葡萄膜炎
白色KP提示新鲜、活动性炎症当前活动性眼内炎
棕色KP虹膜色素的旧KP既往炎症残留(无活动)

KP的分布也是诊断线索。通常由于房水对流,在角膜中央下方的三角区更常见。若在上方也可见散在的小白色KP,则怀疑Fuchs虹彩异色性虹膜睫状体炎(Fuchs虹彩炎综合征)。具有星芒状外观的KP在疱疹性虹膜炎感染性葡萄膜炎中具有特征性。

Q 什么情况下闪辉计有用?
A

以下3种情况尤其有用。①低活动性葡萄膜炎的长期随访:可将细隙灯分级难以检出的轻微炎症变化,作为ph/ms值的波动来捕捉。②白内障术后炎症评估:可通过闪辉值恢复正常的速度客观确认术后炎症的消退。③临床研究中的结局评估:在葡萄膜炎治疗药物的临床试验等中,作为标准的定量评估指标使用。

激光闪辉计数值的解读参考如下。

  • 正常范围(3~7 ph/ms):健康成人的参考值。存在设备和个体差异
  • 轻度升高(约8~15 ph/ms):可作为低活动性炎症或术后早期生理反应而处于可接受范围
  • 中度升高(约15~50 ph/ms):怀疑活动性前部葡萄膜炎、术后炎症迁延。可考虑加强类固醇滴眼液等
  • 高度升高(50 ph/ms以上):重度炎症。纤维蛋白沉积、虹膜后粘连眼压升高的风险较高。需高频使用氟美龙等类固醇滴眼液(如每小时一次等),并以0.5~1%硫酸阿托品滴眼液散瞳和睫状肌麻痹

葡萄膜炎的房闪值与裂隙灯分级的相关系数约为0.6~0.8。随着分级升高,ph/ms值也会升高,但由于个体差异较大,与其比较绝对值,不如追踪个人随时间的变化更重要5)

根据SUN标准,治疗效果的判定以2级以上的变化为依据2)。对于房闪计而言,治疗开始后1~2周内ph/ms值下降的幅度可作为治疗反应的早期指标3)

治疗处理的原则取决于原发疾病。一般可考虑以下内容:

  • 类固醇眼药水:倍他米松0.1%滴眼液、氟米龙0.1%滴眼液等。根据炎症程度,每日频繁滴眼4~12次
  • 散瞳药:0.5~1%硫酸阿托品滴眼液(预防虹膜后粘连,并通过麻痹睫状肌减轻疼痛)或托吡卡胺0.5%滴眼液
  • 口服或静脉注射类固醇:重症可用泼尼松龙口服(0.5~1 mg/kg/日),或甲泼尼龙500~1000 mg/日静脉大剂量冲击治疗3天
  • 免疫抑制药:难治病例可使用环孢素、他克莫司、甲氨蝶呤
  • 生物制剂阿达木单抗非感染性葡萄膜炎可纳入保险)和英夫利昔单抗等

6. 测量原理(光学原理的详细说明)

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激光房闪计的光学原理基于廷德尔现象(Tyndall effect)。

  • He-Ne激光光束(波长675 nm)照射到前房
  • 光被前房水中的蛋白质颗粒散射(廷德尔现象)。正常透明的前房水中散射很少,但随着蛋白浓度升高,廷德尔现象会增强
  • 散射光由光电倍增管接收,并转换为光子计数
  • 扣除背景噪声(非散射光成分)后的实测值即为前房闪辉值(ph/ms)
  • 蛋白质浓度越高,散射光量越大,ph/ms值越高

激光闪辉仪的本质原理,就是将裂隙灯显微镜下观察到的“丁达尔现象”进行电子化定量。裂隙灯观察闪辉时,狭缝光束穿过前房时光路看起来发白,也是同样的机理。

当蛋白颗粒的大小小于激光波长的1/10时,以Rayleigh散射为主;当大小相近或更大时,以Mie散射为主。前房内蛋白质(分子量数万至数十万道尔顿)表现出接近Mie散射范围的散射特性。散射光强度与蛋白质浓度几乎呈线性相关,因此可根据ph/ms值定量估算蛋白质浓度5)6)

  • 通过前节OCT定量前房闪辉:正在尝试使用前节OCTAS-OCT)对前房内光散射进行影像学定量。在激光闪辉仪尚未普及的机构中,作为替代手段的研究正在推进7)
  • 用于生物制剂疗效评估:在使用阿达木单抗、英夫利昔单抗等生物制剂治疗非感染性葡萄膜炎时,正在研究将闪辉仪数值作为治疗反应的早期指标4)
  • 利用AI从裂隙灯图像自动进行闪辉分级:基于机器学习的裂隙灯照片自动闪辉分级仍处于研究阶段。未来有望实现对主观分级的客观标准化
  • 干眼症青光眼手术后炎症评估中的扩展应用:已有报告称,可用于评估与干眼相关的前房微小炎症,以及监测小梁切除术后的炎症8)
  1. 日本眼炎症学会ぶどう膜炎診療ガイドライン作成委員会. ぶどう膜炎診療ガイドライン. 日眼会誌. 2019;123(6):635-696.
  2. Jabs DA, Nussenblatt RB, Rosenbaum JT, Standardization of Uveitis Nomenclature (SUN) Working Group. Standardization of uveitis nomenclature for reporting clinical data. Results of the First International Workshop. American journal of ophthalmology. 2005;140(3):509-16. doi:10.1016/j.ajo.2005.03.057. PMID:16196117; PMCID:PMC8935739.
  3. Oshika T, Yoshimura K, Miyata N. Postsurgical inflammation after phacoemulsification and extracapsular extraction with soft or conventional intraocular lens implantation. Journal of cataract and refractive surgery. 1992;18(4):356-61. doi:10.1016/s0886-3350(13)80071-5. PMID:1501087.
  4. Díaz-Llopis M, Salom D, Garcia-de-Vicuña C, Cordero-Coma M, Ortega G, Ortego N, et al. Treatment of refractory uveitis with adalimumab: a prospective multicenter study of 131 patients. Ophthalmology. 2012;119(8):1575-81. doi:10.1016/j.ophtha.2012.02.018. PMID:22525047.
  5. Sawa M, Tsurimaki Y, Tsuru T, Shimizu H. New quantitative method to determine protein concentration and cell number in aqueous in vivo. Jpn J Ophthalmol. 1988;32(2):132-142. PMID: 3054216.
  6. Ladas JG, Wheeler NC, Morhun PJ, Rimmer SO, Holland GN. Laser flare-cell photometry: methodology and clinical applications. Survey of ophthalmology. 2005;50(1):27-47. doi:10.1016/j.survophthal.2004.10.004. PMID:15621076.
  7. Agarwal A, Ashokkumar D, Jacob S, Agarwal A, Saravanan Y. High-speed optical coherence tomography for imaging anterior chamber inflammatory reaction in uveitis: clinical correlation and grading. American journal of ophthalmology. 2009;147(3):413-416.e3. doi:10.1016/j.ajo.2008.09.024. PMID:19054493.
  8. Ayala M. Laser flare photometry: a useful tool for glaucoma management. J Glaucoma. 2012;21(5):343-347.

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