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白內障與前節

放射性白內障(Radiation Cataract)

放射性白內障是由X射線、γ射線等電離輻射暴露引起的白內障。後囊下白內障是其典型特徵,但也有報告稱可導致皮質性白內障。已知眼部輻射暴露會引起白內障,並且已明確即使是低劑量暴露也會增加長期白內障風險。電離輻射無論是低劑量還是高劑量,都是皮質性白內障、後囊下白內障和混合性白內障的確定危險因素(proven cause)1)

核電廠事故緊急工作人員的暴露、醫務人員的職業暴露、CT等醫療暴露等低劑量暴露,長期來看也會成為白內障的風險。

以下為放射性白內障高風險族群。

  • 接受放射治療的患者:因頭頸部癌、眼腫瘤、顱內腫瘤等接受眼部附近照射者。
  • 醫療從業人員:職業性接觸放射線者,如導管治療、血管內治療(IVR)、CT操作人員等。
  • 核設施工作人員:包括核電廠事故的緊急作業人員。
  • 太空人:因在國際太空站(ISS)停留等而暴露於宇宙射線(高能粒子輻射)。

系統性回顧和統合分析顯示,介入性心臟專科醫師和導管室工作人員的白內障風險顯著升高3)。美國放射技師的大型世代研究也顯示,相對低劑量的職業暴露與白內障罹患風險增加相關5,6)

由於近年流行病學研究的累積,放射性白內障的閾劑量已大幅下調。以下為新舊標準。

標準暴露條件導致視力下降的白內障輕度白內障
舊標準(2007年以前)單次急性5 Sv0.5~2 Sv
舊標準(2007年以前)多次或慢性8 Sv5 Sv
ICRP 2012年修訂無論急性、分割、遷延或慢性暴露,統一標準0.5 Gy

國際放射防護委員會(ICRP)於2012年將暴露後20年及以上導致暴露人群1%出現視力障礙性白內障的劑量定義為閾值劑量,定為0.5 Gy。無論暴露形式(急性、分割、遷延或慢性)均統一為0.5 Gy,且認為閾值劑量與嚴重程度無關。

職業暴露的眼部暴露量上限也進行了修訂。從以往的每年150 mSv,根據ICRP 2011年建議,降低為5年內平均每年20 mSv(單年不得超過50 mSv)。

Q 低劑量輻射也會導致白內障嗎?
A

即使是低劑量暴露,長期白內障風險也會增加。ICRP在2012年將閾值劑量下調至0.5 Gy,比舊標準(導致視力下降的白內障單次急性5 Sv)大幅嚴格。美國放射技師隊列研究也顯示,相對低劑量的職業暴露會導致白內障罹患風險升高6)。應認為低劑量輻射暴露會加速水晶體的老化變化。

輻射性白內障引起的主要自覺症狀如下所示。

  • 視力下降:後囊下混濁發生在視軸上,因此相對早期就會影響視功能。
  • 畏光(眩光):由後囊下混濁引起的光散射所致
  • 對比敏感度下降:即使在視力相對較好的階段,對比敏感度也可能顯著降低
  • 緩慢的視功能下降:在低劑量、長期暴露的情況下,以難以察覺的方式進展

放射性晶狀體混濁始於後囊下中央的多色性細微點狀混濁和空泡,逐漸擴大並進展如下。

早期(微小混濁)

點狀混濁和空泡:後囊下中央出現多色性微細點狀混濁和空泡。

水裂:Y字縫分離導致的水裂。此階段可能開始出現。

進展期

斑狀混濁和顆粒狀混濁:點狀混濁擴大融合,在後囊下形成斑狀和顆粒狀混濁。

進一步進展

甜甜圈狀後囊下混濁:呈現中央相對透明的甜甜圈狀後囊下混濁。

高度進展期

碟狀混濁:形成由前後兩層膜樣混濁構成的碟狀混濁。導致顯著的視功能下降。

與年齡相關性白內障和類固醇白內障的鑑別

Section titled “與年齡相關性白內障和類固醇白內障的鑑別”

高度受照眼的典型放射性白內障呈現與年齡相關性白內障類固醇白內障顯著不同的混濁形態,因此鑑別相對容易。

另一方面,低劑量照射引起的放射性白內障變化進展極為緩慢。劑量越低,發病所需時間越長(數十年),並且疊加年齡相關變化,使得判斷困難。由於年齡相關性白內障也會產生空泡、後囊下混濁、水裂和皮質淺層混濁,因此判斷老年水晶體中的混濁是否由輻射引起並不容易。

Q 如何區分放射性白內障和年齡相關性白內障?
A

高劑量曝露後的典型病例中,根據特徵性進展模式:多色性微細點狀混濁→甜甜圈狀→碟狀後囊下混濁,鑑別相對容易。低劑量曝露時變化緩慢,與年齡相關變化重疊,因此詳細詢問曝露史(曝露劑量、曝露時間、曝露原因)對鑑別至關重要。

  • X射線和γ射線:來自醫療用途(X光透視、CT、放射治療)和核設施的電離輻射
  • 職業曝露(醫療工作者)導管治療、IVR和CT操作中的慢性低劑量曝露
  • 醫療曝露(患者):CT檢查和放射治療(頭頸部癌、眼腫瘤、顱內腫瘤的照射)
  • 宇宙射線:太空人在國際太空站等處暴露的高能量粒子輻射

游離輻射是以下所有白內障類型的確定風險因子1)

白內障類型與輻射的關聯
皮質性白內障游離輻射(低劑量與高劑量)
後囊下白內障電離輻射(低劑量·高劑量)
混合型白內障電離輻射(低劑量·高劑量)
  • 造血幹細胞移植後:關於全身照射(TBI)後放射性白內障的發生,進行了薈萃回歸分析,確認了劑量反應關係2)
  • 全身照射後:單次照射後白內障的發生與使用類固醇和移植物抗宿主病(GVHD)有關7)
  • 介入性心臟科醫師和導管室工作人員:系統性回顧和統合分析顯示白內障風險顯著升高3)
  • 美國放射技師世代:職業暴露即使在相對低劑量下也會增加白內障罹患風險5,6)

放射性白內障的診斷是根據特徵性混濁形態和暴露史相結合。

  • 詳細詢問輻射暴露史:確認輻射劑量、暴露時間及暴露原因(職業、治療史)最為重要。
  • 裂隙燈顯微鏡檢查:評估後囊下混濁的形態(環形、盤狀)、範圍及進展程度。
  • 直接照明法:有助於檢測後囊下混濁、空泡及水裂。
  • 視功能評估:不僅評估視力,還應早期評估對比敏感度的下降。

ICRP(2012年)將輻射性晶狀體混濁分為以下兩類,用於設定閾值劑量。

  • 微小混濁:如空泡等不影響視功能之變化
  • 視覺障礙性白內障:影響視功能的白內障(用於定義閾值劑量0.5 Gy)
  • 年齡相關性白內障(後囊下型):形態與放射性白內障相似,但多色性細點狀混濁→環形→盤狀的進展模式是放射性白內障的特徵。低劑量、長期病程時鑑別困難。
  • 類固醇白內障:表現為後囊下白內障,但混濁形態與放射性白內障不同。需同時確認類固醇使用史和輻射暴露史。
Q 診斷放射性白內障是否需要特殊檢查?
A

無需特殊檢查,通常透過裂隙燈顯微鏡檢查(尤其是徹照法)即可診斷。詳細詢問輻射暴露史是最重要的資訊,必須確認輻射劑量、暴露時間和暴露原因。在難以與年齡相關變化鑑別的病例中,暴露史本身即成為診斷的決定性因素。

對於放射性白內障,預防是最重要的措施。

使用含鉛玻璃或含鉛壓克力防護眼鏡(眼罩)是最可靠的預防措施。然而,臨床使用率較低,建議確保醫療人員徹底使用,並在眼部輻射暴露量較大的檢查中為患者使用。輻射防護屏和含鉛眼鏡被認為有效8)。基於ICRP 2011年建議遵守職業暴露上限也是輻射劑量管理的重要預防措施。

對於導致視力障礙的放射性白內障,進行常規白內障手術。

  • 手術適應症:後囊下混濁直徑超過2 mm時,視功能下降,需要手術。
  • 術式超音波乳化術(PEA)+ 人工水晶體IOL)植入術。
  • 術後預後:與年齡相關性白內障術後一樣,可期待良好的視力恢復。
Q 放射性白內障可以通過手術治癒嗎?
A

對於導致視功能障礙的放射性白內障,常規超音波晶體乳化術PEA)合併人工水晶體植入術有效,術後預後與年齡相關性白內障術後同樣良好。手術適應症為後囊下混濁直徑超過2毫米且出現視功能下降。低劑量暴露病例從發病到手術通常需要較長時間,但手術效果與其他後囊下白內障無異。

輻射引起的水晶體上皮細胞損傷

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水晶體是對輻射高度敏感的組織。其發病機制理解如下。

  1. 赤道部生發區具有高分裂能力的水晶體上皮細胞受到輻射暴露。
  2. 細胞內產生自由基,導致DNA損傷。
  3. 導致水晶體蛋白質(晶狀體蛋白)結構改變
  4. 受損的上皮細胞和有核的水晶體纖維變性並向後方移動
  5. 迷入至後囊中央部時產生混濁

輻射暴露在生發區的細胞和纖維細胞內產生自由基,導致細胞損傷。隨之,受損的水晶體赤道部細胞向後囊側移動,導致後囊下水晶體纖維細胞透明度下降和晶狀體蛋白聚集,形成後囊下白內障

生發區的輻射暴露導致的基因損傷是白內障發生的必要條件。即使水晶體受到輻射暴露,但僅用屏蔽物保護生發區,也不會發生輻射性白內障。這為使用含鉛防護眼鏡遮擋眼部作為預防措施提供了理論依據。

造血幹細胞移植方案的統合回歸分析已確認放射性白內障發病的劑量反應關係2)。關於電離輻射對眼睛影響的更新綜述也報告了低劑量暴露的影響,並且與劑量關係的闡明正在進展中4)

放射性白內障在暴露後不會立即發生。劑量越低,發病前的潛伏期越長,有時可能長達數十年。一旦發病,會隨著老化變化逐漸進展。低劑量輻射暴露應被解釋為加速水晶體的老化變化。

關於放射性白內障是否存在閾劑量,或者劑量與反應的關係是否為線性(無閾值的LNT模型),一直存在爭論。包括ICRP提出的0.5 Gy值的有效性在內,持續的研究正在進行中4)。透過對電離輻射對眼睛影響的持續審查,正在重新評估閾劑量。

美國放射技師隊列研究長期追蹤職業暴露與白內障風險之間的關係。研究表明,即使是相對低劑量的職業暴露也會增加白內障患病風險,該結果被用於評估現行職業暴露上限的合理性5,6)

儘管含鉛防護眼鏡的有效性已得到證實,但在臨床環境中的使用率仍然較低。提高使用率的教育和宣導計劃,以及開發更易於佩戴的防護設備,是當前的挑戰。

放射線白內障與年齡相關性白內障鑑別生物標誌物研究

Section titled “放射線白內障與年齡相關性白內障鑑別生物標誌物研究”

低劑量輻射後的放射性白內障與年齡相關性白內障的鑑別生物標誌物和影像診斷方法的研究正處於研究階段。如果確定了特定的生物標誌物,有望應用於暴露史不明的病例的鑑別診斷。

  1. Ainsbury EA, Bouffler SD, Dörr W, et al. Radiation cataractogenesis: A review of recent studies. Radiat Res. 2009;172:1-9.
  2. Hall MD, Schultheiss TE, Smith DD, et al. Dose response for radiation cataractogenesis: A meta-regression of hematopoietic stem cell transplantation regimens. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2015;91:22-29.
  3. Elmaraezy A, Ebraheem Morra M, Tarek Mohammed A, et al. Risk of cataract among interventional cardiologists and catheterization lab staff: A systematic review and meta-analysis. Catheter Cardiovasc Interv. 2017;90:1-9.
  4. Hamada N, Azizova TV, Little MP. An update on effects of ionizing radiation exposure on the eye. Br J Radiol. 2019:20190829.
  5. Little MP, Kitahara CM, Cahoon EK, et al. Occupational radiation exposure and risk of cataract incidence in a cohort of US radiologic technologists. Eur J Epidemiol. 2018;33:1179-1191.
  6. Little MP, Cahoon EK, Kitahara CM, et al. Occupational radiation exposure and excess additive risk of cataract incidence in a cohort of US radiologic technologists. Occup Environ Med. 2020;77:1-8.
  7. Hamon MD, Gale RF, Macdonald ID, et al. Incidence of cataracts after single fraction total body irradiation: The role of steroids and graft versus host disease. Bone Marrow Transplant. 1993;12:233-236.
  8. AAO Cataract and Anterior Segment Panel. Cataract in the Adult Eye PPP 2021. American Academy of Ophthalmology. November 2021.

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