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神經眼科

普爾弗里希現象

普爾弗里希現象(Pulfrich phenomenon)是一種神經眼科現象,由於雙眼到視覺皮層的信號傳導時間存在差異,導致在單一平面內移動的物體被感知為具有深度的三維運動。

1922年,立體視覺專家卡爾·普爾弗里希首次描述並命名為「立體效應」,後來廣泛稱為「普爾弗里希效應」(Lanska等,2015)[1]。

經典報告見於脫髓鞘性視神經炎(典型伴隨多發性硬化症),但也見於其他眼疾如單眼白內障。它也被應用於從2D影像誘發3D視覺效果的媒體,如3D眼鏡。

Q 普爾弗里希現象常在什麼情況下被注意到?
A

在追蹤移動物體時,如運動或駕駛,容易注意到。經典演示中,左右擺動的鐘擺看起來像在畫圓。如果日常生活中對移動物體的感知有不適感,可能是懷疑本現象的線索之一。

  • 移動物體的立體誤感知:在單一平面內移動的物體被感知為具有深度。典型表現為橢圓或圓形運動。
  • 擺錘的圓周運動:左右搖擺的擺錘看起來像是在畫圓。這是Pulfrich現象的經典自覺症狀。
  • 日常生活障礙:在需要準確追蹤移動物體的場景(如運動或駕駛)中可能造成障礙。
  • 擺錘測試:在單一平面上擺動擺錘,檢查是否被感知為圓周運動。這是最經典的臨床檢查方法。
  • ND濾鏡測試:在非患眼(或輕症眼)上佩戴ND濾鏡,檢查Pulfrich效應是否被中和。也用於定量評估。將單眼視網膜照度降低至1/10時,會產生約15毫秒的信號延遲。
  • 視覺誘發電位VEP:向每隻眼睛呈現視覺刺激,測量視覺皮層的誘發電位。通過量化雙眼間的傳導速度差異,可以客觀評估視神經通路的功能。有病例報告,因運動中的運動感知異常而進行VEP檢查,發現右視神經P100潛伏期延長,確認了脫髓鞘改變(O’Doherty等,2007)[5]。

普爾弗里希現象的根本原因是傳入訊號傳導至視覺皮層的單側延遲。

代表性病因如下所示。

脫髓鞘性視神經炎

病因:典型代表為多發性硬化症MS)。

機轉:自體免疫性發炎攻擊損傷了使視神經髓鞘化的寡突膠細胞。髓鞘的主要作用是增加軸突的電傳導速度,單側脫髓鞘導致兩眼間傳導速度出現差異。

單眼白內障

病因:單眼白內障(尤其對側眼為人工水晶體眼時)。

機制水晶體混濁導致患眼視網膜照度降低,信號傳遞出現延遲。一項針對29名單眼白內障且對側為人工水晶體眼患者的研究,使用電腦圖像擺錘確認了普爾弗里希效應,並報告白內障手術後該效應消失(Scotcher等,1997)[3]。

此外,健康人也可透過在非患眼佩戴ND濾鏡人工再現普爾弗里希現象。將單眼視網膜照度降低至1/10時,會產生約15毫秒的延遲。

Q 除了多發性硬化症,還有哪些疾病會引起普爾弗里希現象?
A

眼白內障也有報告。任何引起單側傳入傳導延遲的疾病都可能是原因。重要的是確定基礎疾病,因為脫髓鞘疾病白內障的治療策略有很大不同。

普爾弗里希現象的診斷需要結合臨床檢查和電生理檢查。確定基礎疾病對於制定治療策略至關重要。

以下為主要檢查方法的特點。

檢查方法主要用途
擺錘測試確認動體的立體誤知覺
ND濾光片測試效果的中和與定量評估
VEP視覺誘發電位雙眼間傳導時間差的定量化
  • 擺錘測試:讓患者觀察在單一平面上擺動的擺錘,確認是否被感知為橢圓或圓形運動。這是最經典且簡便的臨床檢查。
  • ND濾光片測試:在非患眼或輕症眼上佩戴ND濾光片,確認Pulfrich效應是否消失或減輕。透過改變濾光片濃度,也可進行定量評估。
  • 視覺誘發電位VEP:測量每隻眼睛接受閃光或模式刺激後的誘發電位。可客觀定量評估視神經路徑傳導速度,並以數值顯示雙眼間的潛伏期差異。

在鑑別診斷中,確定基礎疾病很重要。若懷疑脫髓鞘疾病,進行MRI等神經影像檢查;若懷疑單眼白內障,進行裂隙燈顯微鏡檢查

基礎疾病的治療(第一線選擇)

Section titled “基礎疾病的治療(第一線選擇)”

治療導致單側傳導延遲的基礎疾病,旨在消除Pulfrich現象。

使用ND濾光片管理(不可逆原因時)

Section titled “使用ND濾光片管理(不可逆原因時)”

當基礎疾病不可逆時(如視神經炎後的脫髓鞘),在非患眼或輕症眼上佩戴ND濾光片。有意延遲輕症眼的信號傳導,使其與重症眼的慢傳導一致,從而矯正雙眼間的時間差(Farr等,2018)[2]。

  • 作為單眼隱形眼鏡或有色眼鏡佩戴。
  • 長期研究報告效果可持續數年(Heron 等人,2007年;最長有20年的病例)[4]。
Q ND濾光片需要使用多久?
A

如果基礎疾病是不可逆的,則需要長期使用。長期研究報告效果可持續數年。如果疾病是進行性的,可能需要重新調整濾光片濃度,因此需要定期就診。

在正常雙眼視覺中,來自雙眼的視網膜訊號以相同速度傳遞到視覺皮質,移動物體被解釋為位於單一平面上。

在普爾弗里希現象中,一側視路發生傳導延遲,導致移動物體在雙眼視網膜上的影像出現時間錯位。在視覺皮質處理時,這種時間差被誤認為是空間深度差,從而將二維運動感知為三維。

發病的主要機制如下。

  • 脫髓鞘導致傳導速度減慢:在多發性硬化症中,中樞神經系統的自身免疫性發炎攻擊會損傷寡突膠細胞。髓鞘是增加軸突電傳導速度的結構,一側視神經的脫髓鞘會導致雙眼間的傳導速度差異。
  • 視網膜照度降低導致訊號延遲:在單側白內障中,水晶體混濁減少了到達患眼視網膜的光量。視網膜照度降低會導致視覺皮質訊號潛伏期延遲,從而引起普爾弗里希現象。
  • 使用ND濾鏡重現現象:即使在健康個體中,在非患眼前佩戴ND濾鏡也會產生類似的照度降低,從而人工重現普爾弗里希現象。ND濾鏡療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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