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雷射閃輝計(前房蛋白濃度測定・發炎評估)(Laser Flare Meter)

前葡萄膜炎的裂隙燈照片。顯示虹彩與睫狀體的發炎所見。
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.
葡萄膜炎裂隙燈外眼照片中,可見因虹彩與睫狀體發炎造成的充血與混濁所見。對應於本文「什麼是雷射閃輝計」一節所述、會引起前房閃輝升高的代表性疾病——葡萄膜炎之外眼所見。

雷射閃輝計向前房照射 He-Ne 雷射,並對房水中蛋白質引起的丁達耳現象(光散射)進行電子定量測量。可將前房蛋白濃度以 photon count/ms(ph/ms)為單位客觀數值化。

前房閃輝是反映前房內蛋白濃度的指標。閃輝升高主要有兩種機轉。第一,由於發炎或新生血管等造成虹膜睫狀體的血-房水屏障破壞,血液中的蛋白質滲漏到前房內。第二,睫狀體功能下降使房水循環變差,廢物蛋白在前房內蓄積。

使用裂隙燈顯微鏡進行主觀分級是日常診療中的必備技能。不過,主觀評估會產生機構間和觀察者間的差異。雷射房水閃輝儀可以彌補這一限制,讓炎症能夠以數值方式進行長期追蹤。

SUN Working Group(Standardization of Uveitis Nomenclature,葡萄膜炎命名標準化工作組)制定了前房閃輝與前房細胞的國際標準分級標準,並已納入葡萄膜炎診療指南1)2)

Q 雷射房水閃輝儀能看出什麼?
A

可以用 ph/ms(photon count/ms)這一單位客觀地定量前房內的蛋白濃度。它不僅可以用數值追蹤葡萄膜炎的炎症活動性和治療效果,也可以評估白內障手術後的炎症反應變化。其特點是還能捕捉到裂隙燈顯微鏡難以檢出的低活動性細微變化。

代表性設備是 KOWA FM-600(FM-500 的後繼機型)。將 He-Ne 雷射光(波長 675 nm)照射到前房內,並用光電倍增管接收散射光後轉換為 photon count。

  • 測量單位: photon count/ms(ph/ms)
  • 成人正常值: 3~7 ph/ms(因設備和個體而異)
  • 測量方法: 非接觸、非侵入性。無需散瞳。一次測量僅需幾秒鐘完成
  • 標準流程: 測量 7 次,去除最高值和最低值後取 5 次平均值
  • 測量精度:扣除背景雜訊後的實測值作為前房閃輝值

裂隙燈顯微鏡下的閃輝分級(SUN標準)

Section titled “裂隙燈顯微鏡下的閃輝分級(SUN標準)”

將狹縫寬度調窄,高度設為約3 mm,從能使光束寬度在前房內可見的角度照射,並從正面觀察。當前房內蛋白濃度升高時,通常看不見的光路會因丁達爾現象而清楚顯現。

SUN Working Group的前房閃輝分級標準如下1)2)

等級描述
0無(無)
1+微弱(輕度)
2+中等(中等度)虹膜水晶體的細節清晰可見
3+明顯(重度),虹膜水晶體細節不清楚
4+強烈(顯著)纖維素或膠狀房水

SUN Working Group 制定的前房細胞分級標準(每個 1×1 mm 裂隙光視野中的細胞數)如下1)2)

等級每個視野可見的細胞數
0<1(少於1個)
0.5+1~5
1+6~15
2+16〜25
3+26〜50
4+>50(51個以上)

(1個視野 = 裂隙燈顯微鏡1×1 mm狹縫光大小的視野)

Q 閃輝計和裂隙燈顯微鏡有什麼差別?
A

裂隙燈顯微鏡的閃輝分級是SUN標準下0〜4+的主觀五級評價。不同機構和觀察者之間容易出現差異。雷射閃輝計可以得到ph/ms這種客觀定量值,因此適合偵測低活動性發炎中的細微變化和進行長期追蹤。日常診療中,裂隙燈分級是標準方法,而閃輝計則用於需要定量評估時。

前房發炎的評估是透過系統性觀察閃輝、細胞、房水對流、積膿與纖維蛋白來進行的。

  • 前房閃輝:反映前房內蛋白濃度上升。由兩種機轉造成:血管屏障破壞(發炎、新生血管)與睫狀體功能下降
  • 前房細胞: 按照SUN標準,統計1×1 mm裂隙光1個視野內的發炎細胞數。中性球、淋巴球和漿細胞等可能混雜在一起1)
  • 房水閃輝(Aqueous flare circulation): 與細胞分級同時觀察。它反映房水生成能力和前房內蛋白濃度,有助於判斷病情和治療效果
  • 前房積膿(Hypopyon): 以白色沉積物的形式可見於下方前房。分為會隨體位變化而移動的稀薄型,以及固定成團的類型

以下列出前房積膿的兩種類型。

分類特徵代表性疾病
稀薄型隨體位變化而移動白塞氏病急性期、重症細菌性眼內炎
塊狀固定型固定於某一位置伴單核細胞和纖維蛋白沉積的發炎

前房內纖維蛋白:最嚴重的前房閃輝

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前房內纖維蛋白是前房閃輝最嚴重的型態。它可表現為前房內清楚的團塊,或霧狀、棉絮狀沉積物。纖維蛋白沉積常會引起虹彩後沾黏(後部虹彩沾黏)和眼壓上升,因此尤其需要注意。

依 SUN Working Group 標準,葡萄膜炎的活動性定義如下2)

  • 非活動性:0 級
  • 惡化:上升 2 級以上
  • 改善:下降 2 級以上
  • 緩解:未使用藥物治療而非活動性持續 3 個月以上

雷射閃輝計是葡萄膜炎臨床指引中建議的前房閃輝定量方法1)。它與裂隙燈所見高度相關,有助於定量追蹤治療過程。特別在以下情況很有價值。

  • 偵測低活動性葡萄膜炎中的細微發炎變化
  • 免疫抑制藥與生物製劑治療效果的定量評估
  • 臨床研究中的結果指標

葡萄膜炎中常見的疾病為結節病(10.7%)、VKH病(Vogt-Koyanagi-Harada病,7.0%)與急性前葡萄膜炎(6.6%)1)。這些疾病需要長期發炎監測,而房水閃輝儀的定量評估有助於調整治療。

術後前房閃輝值恢復正常的速度可作為術後管理的指標。白內障手術後通常會從術後1週開始逐漸下降,預期可在術後1至3個月內恢復到正常範圍(3–7 ph/ms)3)。閃輝值持續升高表示術後發炎延續或有併發症(如囊樣黃斑水腫)。

在使用阿達木單抗英夫利西單抗生物製劑治療葡萄膜炎時,閃輝儀數值可作為治療反應的生物標記4)。與裂隙燈分級相比,它能更敏感地偵測發炎復燃與改善。

角膜後沉著物(KP)的裂隙燈照片。顯示沉積在角膜內皮上的發炎細胞群。
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.
這張裂隙燈照片顯示沉積在角膜後表面的白血球、色素與蛋白質團塊(KP),可清楚觀察發炎細胞的沉積型態。對應本文「與角膜後沉著物(KP)的關聯」一節中,依KP性質與分布進行疾病鑑別的內容。

KP(keratic precipitates,角膜後表面沉著物)是前房水中的白血球、虹膜色素與紅血球沉積並聚集在角膜後表面的結果。將KP的性質與分布結合閃輝所見,可輔助疾病鑑別。

以下列出KP的性質與相關疾病。

KP類型特徵疑似疾病
羊脂樣(mutton-fat)KP大型、脂肪樣外觀結節病、VKH病(肉芽腫性葡萄膜炎
細小樣(fine)KP小型、細微肉芽腫性葡萄膜炎
白色KP表示新鮮、活動性發炎目前活動性眼內發炎
棕色KP虹膜色素的舊KP既往發炎殘留(無活動性)

KP的分布也是診斷線索。通常由於房水對流,在角膜中央下方的三角區更常見。若在上方也可見散在的小白色KP,則懷疑Fuchs虹彩異色性虹膜睫狀體炎(Fuchs虹彩炎症候群)。具有星芒狀外觀的KP在疱疹性虹膜炎感染性葡萄膜炎中具有特徵性。

Q 什麼情況下閃輝計有用?
A

以下3種情況尤其有用。①低活動性葡萄膜炎的長期追蹤:可將細隙燈分級難以檢出的輕微發炎變化,作為ph/ms值的波動來捕捉。②白內障術後發炎評估:可透過閃輝值恢復正常的速度客觀確認術後發炎的消退。③臨床研究中的結果評估:在葡萄膜炎治療藥物的臨床試驗等中,作為標準的定量評估指標使用。

雷射閃輝計數值的解讀參考如下。

  • 正常範圍(3~7 ph/ms):健康成人的參考值。存在設備和個體差異
  • 輕度升高(約8~15 ph/ms):可作為低活動性發炎或術後早期生理反應而處於可接受範圍
  • 中度升高(約15~50 ph/ms):懷疑活動性前部葡萄膜炎、術後發炎遷延。可考慮加強類固醇點眼液等
  • 高度升高(50 ph/ms以上):重度發炎。纖維蛋白沉積、虹膜後黏連和眼壓升高的風險較高。需高頻使用氟美龍等類固醇點眼液(如每小時一次等),並以0.5~1%硫酸阿托品點眼液散瞳和睫狀肌麻痺

葡萄膜炎的房閃值與裂隙燈分級的相關係數約為0.6~0.8。隨著分級升高,ph/ms值也會升高,但由於個體差異較大,與其比較絕對值,不如追蹤個人隨時間的變化更重要5)

根據SUN標準,治療效果的判定以2級以上的變化為依據2)。對於房閃計而言,治療開始後1~2週內ph/ms值下降的幅度可作為治療反應的早期指標3)

治療處置的原則取決於原發疾病。一般可考慮以下內容:

  • 類固醇眼藥水:倍他米松0.1%滴眼液、氟米龍0.1%滴眼液等。根據發炎程度,每日頻繁滴眼4~12次
  • 散瞳藥:0.5~1%硫酸阿托品滴眼液(預防虹膜後沾黏,並透過麻痺睫狀肌減輕疼痛)或托吡卡胺0.5%滴眼液
  • 口服或靜脈注射類固醇:重症可用潑尼松龍口服(0.5~1 mg/kg/日),或甲基強的松龍500~1000 mg/日靜脈大量衝擊治療3天
  • 免疫抑制藥:難治病例可使用環孢素、他克莫司、甲氨蝶呤
  • 生物製劑阿達木單抗非感染性葡萄膜炎可納入保險)和英夫利昔單抗等

6. 測定原理(光學原理的詳細說明)

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雷射房閃計的光學原理基於廷德爾現象(Tyndall effect)。

  • He-Ne雷射光束(波長675 nm)照射到前房
  • 光被前房水中的蛋白質粒子散射(廷德爾現象)。正常透明的前房水中散射很少,但隨著蛋白濃度升高,廷德爾現象會增強
  • 散射光由光電倍增管接收,並轉換為光子計數
  • 扣除背景雜訊(非散射光成分)後的實測值即為前房閃輝值(ph/ms)
  • 蛋白質濃度越高,散射光量越大,ph/ms值越高

雷射閃輝儀的本質原理,就是將裂隙燈顯微鏡下觀察到的「丁達爾現象」進行電子化定量。以裂隙燈觀察閃輝時,狹縫光束穿過前房時光路看起來發白,也是同樣的機轉。

當蛋白質粒子的大小小於雷射波長的1/10時,以Rayleigh散射為主;當大小相近或更大時,以Mie散射為主。前房內蛋白質(分子量數萬至數十萬道爾頓)呈現接近Mie散射範圍的散射特性。由於散射光強度與蛋白質濃度幾乎呈線性相關,因此可根據ph/ms值定量推估蛋白質濃度5)6)

  • 以前節OCT定量前房閃輝:正嘗試使用前節OCTAS-OCT)對前房內光散射進行影像學定量。在雷射閃輝儀尚未普及的機構中,作為替代手段的研究正在進行7)
  • 應用於生物製劑效果評估:在以阿達木單抗、英夫利昔單抗等生物製劑治療非感染性葡萄膜炎時,正在研究將閃輝儀數值作為治療反應的早期指標4)
  • 由 AI 從裂隙燈影像自動進行閃輝分級:基於機器學習的裂隙燈照片自動閃輝分級仍處於研究階段。未來可望將主觀分級加以客觀標準化
  • 在乾眼與青光眼手術後發炎評估中的擴大應用:已有報告指出,可用於評估與乾眼相關的前房微小發炎,以及監測小樑切除術後的發炎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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