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角膜與結膜活體染色檢查(螢光素、玫瑰紅等)(Ocular Surface Vital Staining)

1. 什麼是角膜和結膜活體染色檢查

Section titled “1. 什麼是角膜和結膜活體染色檢查”

角膜結膜活體染色檢查(ocular surface vital staining)是一種基本的眼科檢查,利用染劑將眼表角膜結膜上皮的損傷可視化,並對損傷的分布和程度進行定量評估。

主要使用以下三種染劑。

  • 螢光素(fluorescein):一種螢光染劑,在藍光激發下會發出綠色螢光。是應用最廣泛的染劑
  • 玫瑰紅(rose bengal):將死亡細胞、變性細胞和黏液染成紅色的染劑
  • 麗沙明綠(lissamine green):與玫瑰紅具有相似染色特性的替代染劑,但刺激性更小

本檢查的主要目的如下:

  • 檢出並定量乾眼症中的角膜結膜上皮損傷
  • 掌握感染性角膜炎中的角膜浸潤與潰瘍範圍2)
  • 評估由藥物毒性、隱形眼鏡傷害、眼瞼異常等引起的上皮損傷
  • 作為Sjögren症候群診斷的輔助(van Bijsterveld評分)3)

2016年版《乾眼臨床實務指引》建議將淚膜破裂時間BUT)測量與螢光素染色結合的評估,作為乾眼症診斷的核心1)。在2006年版中,角膜結膜上皮損傷是乾眼症診斷的必要條件,但在2016年版中,上皮損傷已不再是必要條件,診斷轉向以BUT縮短與自覺症狀為主。即便如此,活體染色仍被視為客觀記錄上皮損傷程度與模式的重要方式1)

在感染性角膜炎的初步評估中,螢光素染色也是用來了解角膜上皮缺損範圍與形狀的標準步驟,並納入依據《感染性角膜炎臨床實務指引(第3版)》的診療中2)

Q 活體染色檢查可以看出什麼?
A

可將角膜結膜上皮損傷的分布與程度視覺化。螢光素可使角膜上皮點狀表層角膜病變SPK)以及糜爛和潰瘍顯現為螢光;玫瑰紅與麗絲胺綠則可染出死亡和變性細胞的分布。根據SPK的分布型態,可以推測病因(乾眼症、藥物毒性、隱形眼鏡相關損傷等)。也可用評分法將損傷量化,並用於隨時間評估治療效果。

螢光素染色所見的雙眼角膜上皮病變(裂隙燈所見)
螢光素染色所見的雙眼角膜上皮病變(裂隙燈所見)
Tagmouti A, Lazaar H, Benchekroun M, Boutaj T, Benchekroun S, Amazouzi A, et al. Association Between Thygeson Superficial Punctate Keratitis and Celiac Disease. Cureus. 2025;17(3):e80252. doi:10.7759/cureus.80252. PMID:40196095; PMCID:PMC11975144. Figure 2. PMID: 40196095; PMCID: PMC11975144; DOI: 10.7759/cureus.80252. License: CC BY.
裂隙燈螢光素染色下,右眼(A)與左眼(B)的角膜上皮病變在藍光下顯示為綠色螢光。這對應於本文「各種染料的特性與手技」段落所述的螢光素染色觀察方法。

螢光素是最廣泛使用的活體染色劑。因為容易取得、安全且刺激性小,所以被廣泛使用。螢光素是一種在藍光(最大吸收波長494 nm)激發下會發出綠色(521 nm)螢光的染劑。即使只用鈷藍濾鏡也能觀察,但在觀察系統中加入去藍濾鏡後,可更清楚地顯示病灶。

染色原理與觀察重點

  • 會進入並染色上皮細胞之間緊密連結(tight junction)遭破壞的部位
  • 鈷藍濾鏡(激發494 nm)與去藍濾鏡(屏障濾鏡)搭配時,觀察最清楚
  • 主要染色對象:點狀表層角膜病變SPK)、角膜上皮缺損角膜潰瘍

最少量染色法

  1. 螢光素試紙上滴1~2滴生理食鹽水,充分甩掉多餘水分
  2. 將濕潤試紙的末端輕觸下眼瞼緣的淚液彎月以進行染色
  3. 注意不要讓試紙直接碰到眼球(以避免因過度染色造成偽陰性)
  4. 在鈷藍濾鏡下觀察SPK的分布、密度與形態

玫瑰紅以不同於螢光素的機制對眼表進行染色。

染色特性:

  • 將死細胞、變性細胞以及失去黏蛋白保護的部位染成紅色
  • 正常細胞表面被分泌型黏蛋白覆蓋,可防止玫瑰紅滲入
  • 在白光或紅色濾光片下觀察
  • 螢光素刺激性更強,滴眼時可能引起疼痛

van Bijsterveld 評分(玫瑰紅和麗絲胺綠通用):

  • 角膜、鼻側球結膜和顳側球結膜三個區域分別按0~3分評分
  • 總分≥3.5為陽性(用於Sjögren 症候群診斷標準)3)

麗絲胺綠是一種替代染料,染色特性與玫瑰孟加拉紅相似,但對患者的刺激較小。

染色特性

  • 將死亡和變性的細胞染成綠色(機制與玫瑰孟加拉紅相同)
  • 可透過紅色濾光片(560 nm 以上)清楚觀察
  • 點眼時比玫瑰孟加拉紅刺激更小,患者負擔更輕
  • 近年來,作為玫瑰孟加拉紅的替代品,臨床使用有增加趨勢

螢光素(fluorescein)

吸收波長:494 nm(藍光)→ 螢光 521 nm(綠色)

染色對象:上皮細胞間緊密連結破壞的部位(細胞間隙)

主要用途SPK 檢測、BUT 測量、角膜潰瘍/糜爛評估

刺激性:低(最容易使用)

觀察濾光片:鈷藍 + 藍光截止(屏障)濾光片

玫瑰紅

染色顏色:紅色

染色對象:死細胞、變性細胞、缺乏黏蛋白保護的部位

主要用途:Sjögren症候群診斷(van Bijsterveld分數),乾眼評估

刺激性:強(點眼時會痛)

觀察濾光片:白光或紅色濾光片

麗絲胺綠

染色顏色:綠色

染色對象:死細胞、變性細胞(與玫瑰紅相同的機制)

主要用途:玫瑰紅的替代。乾眼、Sjögren症候群評估

刺激性:低(對患者的負擔比玫瑰紅小)

觀察濾光片:使用紅色濾光片(560 nm以上)更清楚

特性熒光素玫瑰紅利沙明綠
染色顏色綠色螢光紅色綠色
染色對象細胞間隙(緊密連接破壞處)死細胞、變性細胞和黏蛋白缺失部位死細胞和變性細胞
刺激性高(有疼痛)
觀察濾鏡鈷藍光 + 去藍濾鏡白光・紅色濾鏡紅色濾鏡(560 nm以上)
主要用途SPKBUT測量・角膜潰瘍Sjögren診斷・乾眼玫瑰苯胺替代
代表性評分Oxford 評分・NEI 評分van Bijsterveld 評分van Bijsterveld 評分
Q 玫瑰紅和麗絲明綠有什麼差異?
A

兩者都會染色死亡與變性的細胞,但麗絲明綠的刺激性較小,對患者較為舒適。玫瑰紅點眼時可能引起疼痛,因此在某些情況下可能需要點眼麻醉。麗絲明綠作為可改善這些缺點的替代染劑,近年來已逐漸普及。觀察時使用紅色濾光片(560 nm 以上)可更清楚地看見染色部位。

以 NEI 評分法進行的角膜五分區網格與螢光素染色評估範例
以 NEI 評分法進行的角膜五分區網格與螢光素染色評估範例
Kim S, Park D, Shin Y, et al. Deep learning-based fully automated grading system for dry eye disease severity. PLoS One. 2024;19(3):e0299776. Figure 1. PMID: 38483911; PMCID: PMC10939279; DOI: 10.1371/journal.pone.0299776. License: CC BY 4.0.
以 NEI 評分將角膜分為中央、鼻上、顳上、鼻下、顳下5個區域的評估網格(雙眼),以及使用實際螢光素染色照片進行評估的範例。對應正文「評分法與判定基準」部分所述的 NEI/Industry Workshop 評分。

已有多種評分系統可用來量化角結膜上皮損傷。

評分法評估區域評分範圍合計主要用途
van Bijsterveld 分數角膜、鼻側球結膜、顳側球結膜(3個區域)各0~3分滿分9分(3.5分以上為異常)乾燥症診斷標準
Oxford 分級角膜、球結膜(鼻側、顳側)(3個區域)各0~4分(5級)滿分15分乾眼嚴重度評估
NEI/Industry Workshop 分數角膜(5分區)各0~3分滿分15分乾眼臨床研究

分別對角膜、鼻側球結膜及耳側球結膜這3個區域以0〜3分評估(0:無染色,1:少量點狀染色,2:有融合傾向的染色,3:廣泛染色)。總分3.5分以上視為異常,已作為Sjögren症候群的診斷標準在國際上採用3)

角膜與球結膜(鼻側、耳側)這3個區域分別以0〜4分(5級)評估,總分15分。各級與圖版對照進行半定量評估。用於乾眼嚴重度評估與治療效果判定。

角膜分為中央、鼻上、耳上、鼻下、耳下5個區塊,各區塊以0〜3分評估,總分15分。廣泛用於臨床研究與多中心試驗。

乾眼診療指引中的角結膜上皮損傷標準(2006年版)1)

  • 螢光素染色分數3分以上
  • 或 玫瑰紅染色分數3分以上
  • 或 lissamine green 染色分數3分以上

2016年版乾眼診斷標準中,上皮損傷已不再是診斷的必要條件,但觀察上皮損傷在乾眼嚴重度評估與治療效果判定中仍扮演重要角色1)

點狀淺表角膜病變(SPK)的評估

Section titled “點狀淺表角膜病變(SPK)的評估”

點狀淺表角膜病變(superficial punctate keratopathy: SPK)是主訴異物感患者中最常見的眼部所見。SPK是因某種原因造成角膜上皮受損後的「結果」,並不是病因診斷。螢光素活體染色對於偵測SPK及掌握其分布型態至關重要,單靠裂隙燈顯微鏡也看不出的細微SPK可藉此顯現。

一旦檢出SPK,就應根據其分布型態積極推測病因。

分布型態主要病因
集中於角膜下1/3乾眼症(淚液減少型)、眼瞼內反
集中於角膜上1/3上輪部角結膜炎(SLK)、沙眼
整個角膜(瀰漫性)藥物毒性角膜病變、病毒性角膜
3點至9點方向(水平帶狀)隱形眼鏡(3-9點染色)
角膜中央瞼閉合不全(兔眼)、神經麻痺性角膜

外源性SPK

內源性SPK

  • 眼瞼異常(眨眼異常、眼瞼形態異常)
  • 瞼板腺功能障礙MGD
  • 淚液減少型乾眼
  • 神經麻痺性角膜病變

藥物毒性角膜病變的特徵性染色型態

Section titled “藥物毒性角膜病變的特徵性染色型態”

在藥物毒性角膜病變中,與角膜上皮的損害相比,結膜上皮的損害較少。此一所見可透過螢光素染色清楚確認,對於與其他病因疾病鑑別很有幫助。若整個角膜出現瀰漫性SPK,則需要考慮正在使用的點眼藥(防腐劑、高濃度藥物、胺基醣苷類抗菌藥等)的影響2)

在感染性角膜炎中,螢光素染色可客觀掌握角膜上皮缺損的形狀、面積與深度(依染色深淺判斷)。潰瘍的範圍與形狀可作為選擇治療方針與追蹤觀察的指標2)。此外,抗菌點眼藥(高濃度製劑、胺基醣苷類)容易引起角膜上皮毒性,因此在治療過程中,確認是否有上皮損害惡化的生體染色很重要2)

Q 從染色型態可以看出什麼?
A

藉由觀察SPK的分布型態,可推測病因疾病。集中於角膜下方的SPK提示乾眼或眼瞼內翻,上方的SPK提示SLK、沙眼,遍布整個角膜的瀰漫性SPK則提示藥物毒性或病毒性角膜炎。3點到9點方向的SPK是隱形眼鏡傷害的特徵,角膜中央的SPK則是兔眼與神經麻痺性角膜炎的典型表現。SPK終究只是上皮損害的「結果」,以分布型態作為線索尋找病因,才是診療重點。

5. 相關治療指引(依上皮損傷原因處理)

Section titled “5. 相關治療指引(依上皮損傷原因處理)”

根據生體染色所確認的上皮損傷分布與程度判定病因,並選擇對應的治療。

根據《乾眼診療指南(2016年版)》,標準治療如下1)

  • 3%地夸磷索鈉點眼液(Diquas®):每日點眼6次。具有促進水分分泌、促進分泌型黏蛋白(MUC5AC)分泌、增加膜型黏蛋白(MUC1、MUC4、MUC16)表達等多重作用。可改善淚液穩定性、角結膜上皮損傷和主觀症狀
  • 2%瑞巴派特混懸點眼液(Mucosta®):每日點眼4次。透過增加杯狀細胞數量,促進分泌型黏蛋白分泌並增加膜型黏蛋白表達。可改善角結膜上皮損傷和主觀症狀
  • 0.1%透明質酸點眼液:可改善角結膜上皮損傷和主觀症狀。可用於廣泛的亞型
  • 淚點塞植入:抑制淚液排出。在area break模式(淚液減少型)中為第一選擇

根據《感染性角膜炎診療指南(第3版)》,在確認致病菌後選擇適當的抗菌藥物2)

  • 細菌性角膜炎的初始治療:左氧氟沙星1.5%等廣譜氟喹諾酮類點眼液
  • 需注意,高濃度點眼液和氨基糖苷類藥物容易引起角膜上皮損傷2)
  • 治療過程中應以活體染色定期確認上皮損傷的改善
  • 停用或更換被認為是原因的眼藥水(如含防腐劑製劑)是基本處置
  • 考慮改用不含防腐劑的製劑
  • 停用後以活體染色確認上皮損害是否改善
  • 暫時停止配戴隱形眼鏡
  • 重新評估鏡片材質、含水量和配戴時間
  • 若合併乾眼,則並行進行點眼治療

6. 測量原理(光學原理與染色機制)

Section titled “6. 測量原理(光學原理與染色機制)”

螢光素是一種螢光染料,會吸收鈷藍光(494 nm)並發出綠色螢光(521 nm)。螢光發射的原理是光致發光,也就是把吸收的能量以光的形式再次發射出來。

藍光阻斷濾光片(屏障濾光片)會阻斷激發光(約494 nm),並只讓螢光波長(521 nm)通過。如此可去除背景光,使 SPK 的螢光染色更容易觀察。將藍光阻斷濾光片裝到裂隙燈顯微鏡上時,與僅使用鈷藍濾光片相比,SPK 的檢出靈敏度會大幅提高。

角膜上皮的緊密連結破壞時,螢光素會滲入細胞間隙並發出螢光。維持正常緊密連結的部位則無法讓螢光素進入,因此不會染色。

玫瑰孟加拉紅會選擇性染色未被黏蛋白保護的細胞。健康的眼表細胞表面覆蓋著黏蛋白層(主要是分泌型黏蛋白MUC5AC),可阻止玫瑰孟加拉紅染色。死亡或變性的細胞失去這種黏蛋白保護,因此會被染色。與螢光素不同,它染的是死亡細胞本身,所以可作為反映眼表細胞活性的指標。

利薩明綠以與玫瑰孟加拉紅相似的機制染色死亡和變性的細胞。在紅色濾光片(560 nm以上)下觀察時,染色最清楚。與玫瑰孟加拉紅相比,它對眼表的刺激較小,原因被認為與其進入活體組織的滲透性不同有關。

藍色濾光片在螢光素觀察中特別重要。即使不加濾光片,只用鈷藍光觀察也能看到病灶,但加入藍色濾光片後:

  • 可去除背景光(鈷藍光的散射光)
  • 只有螢光波長能到達眼底,大幅提升對比度
  • 更容易檢出細微的SPK
  • BUT測量的準確性(淚膜破裂的判定)也會提升
  • 前眼部OCT進行非侵襲性角膜上皮厚度繪圖:利用前眼部光學同調斷層掃描AS-OCT)進行角膜上皮厚度的斷層繪圖技術正在進步。它有可能在不使用活體染色的情況下評估角膜上皮變薄與不規則分布,作為活體染色的補充或替代方案正在研究中4)
  • 以自動影像分析讓染色分數客觀化:染色評分(Oxford 分數、van Bijsterveld 分數等)目前仍依賴觀察者的主觀判斷。利用 AI 與機器學習的自動評分系統正在開發中,預期可提升再現性與客觀性5)
  • 精細化染色敏感度與特異性的研究:目前正在依乾眼亞型與疾病分期,評估各種染色劑的敏感度與特異性。特別正在探討麗莎明綠與玫瑰紅之間的等效性與可互換性
  • 與共焦顯微鏡的結合:將活體共焦顯微鏡(IVCM)與活體染色結合後,已逐漸能夠在細胞層級評估上皮損傷。其在感染性角膜炎病原體辨識上的應用也正在研究中4)
  1. ドライアイ研究会診療ガイドライン作成委員会(島﨑潤, 横井則彦, 渡辺仁, 他). ドライアイ診療ガイドライン. 日本眼科学会雑誌. 2019;123(5):489-592.
  2. 日本眼感染症学会感染性角膜炎診療ガイドライン第3版作成委員会. 感染性角膜炎診療ガイドライン(第3版). 日眼会誌. 2023;127(10):859-895.
  3. Vitali C, Bombardieri S, Jonsson R, Moutsopoulos HM, Alexander EL, Carsons SE, Daniels TE, Fox PC, Fox RI, Kassan SS, Pillemer SR, Talal N, Weisman MH, European Study Group on Classification Criteria for Sjögren’s Syndrome. Classification criteria for Sjögren’s syndrome: a revised version of the European criteria proposed by the American-European Consensus Group. Ann Rheum Dis. 2002;61(6):554-558. doi:10.1136/ard.61.6.554. PMID:12006334; PMCID:PMC1754137.
  4. Palakkamanil MM, Nichols KK. Comparison of lissamine green and rose bengal staining. Optom Vis Sci. 2015;92(5):566-571.
  5. Bron AJ, Evans VE, Smith JA. Grading of corneal and conjunctival staining in the context of other dry eye tests. Cornea. 2003;22(7):640-50. doi:10.1097/00003226-200310000-00008. PMID:14508260.

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