視桿細胞主導性損害
視網膜電圖(ERG)
一目瞭然的要點
Section titled “一目瞭然的要點”1. 什麼是視網膜電圖(ERG)?
Section titled “1. 什麼是視網膜電圖(ERG)?”視網膜電圖(Electroretinogram; ERG)是一種診斷檢查,用於測量視網膜對光刺激的電活動。它通過角膜上的電極記錄由視網膜神經元電流和神經膠質細胞貢獻共同產生的電位變化。這是一種非侵入性的視網膜功能客觀指標,為多種遺傳性和後天性視網膜疾病提供診斷資訊。
它還用於監測疾病進展、評估藥物的視網膜毒性以及評估眼內異物殘留的影響。
- 1865年:霍爾姆格倫(瑞典)首次從兩棲動物視網膜記錄到視網膜電圖
- 1877年:杜瓦(蘇格蘭)首次在人類中記錄到視網膜電圖
- 1908年:艾因托芬和喬利將a波、b波和c波三個成分分離
- 1941年: 里格斯(美國)引入隱形眼鏡電極,開始廣泛的臨床應用
- 1967年: 拉格納·格拉尼特因對暗適應貓視網膜的研究獲得諾貝爾獎
國際臨床視覺電生理學會(ISCEV)於1989年制定視網膜電圖記錄標準,並於2015年更新。
2. 適應症及代表性視網膜電圖表現
Section titled “2. 適應症及代表性視網膜電圖表現”自覺症狀(ERG檢查的適應症狀)
Section titled “自覺症狀(ERG檢查的適應症狀)”以下症狀的患者適合進行視網膜電圖檢查。
- 夜盲(暗處視力下降): 提示視桿細胞功能障礙的最重要症狀
- 原因不明的視力下降: 屈光不正、白內障或黃斑疾病無法解釋的視力下降
- 視野狹窄或暗點: 進行性周邊視野障礙
- 畏光(眩光感): 可能提示視錐細胞功能障礙
代表性視網膜電圖表現模式
Section titled “代表性視網膜電圖表現模式”不同疾病的視網膜電圖表現各異。以下展示代表性模式。
混合型/錐體功能障礙
其他重要發現:
- 萊伯先天性黑矇(LCA):視網膜電圖通常無法記錄。患病率1:80,000至1:200,000,約佔遺傳性視網膜營養不良(IRD)的5% 4)
- 代謝性疾病(cblC型甲基丙二酸血症):暗視和明視成分振幅降低。對監測黃斑部病變進展有用2)
- 黏多醣症(MPS):桿體媒介性視網膜病變在7年內進展為桿-錐體失養症。視網膜電圖異常早於眼底檢查發現6)
- 粒線體疾病(MIDD):全視野視網膜電圖通常異常但比眼底表現型輕。模式視網膜電圖和多焦點視網膜電圖對檢測黃斑病變高度敏感4)
3. 視網膜電圖的類型與原理
Section titled “3. 視網膜電圖的類型與原理”根據目的不同,視網膜電圖有多種測量方法。以下展示三種主要類型的特性。
比較代表性的視網膜電圖類型。
| 類型 | 目標區域 | 主要用途 |
|---|---|---|
| 全視野視網膜電圖(ffERG) | 整個視網膜 | 檢測廣泛功能障礙 |
| 多焦視網膜電圖(mfERG) | 中心30度內 | 黃斑局部功能評估 |
| 圖形視網膜電圖(pERG) | 黃斑/視網膜神經節細胞 | 黃斑及神經節細胞評估 |
全視野視網膜電圖(ffERG)
Section titled “全視野視網膜電圖(ffERG)”記錄來自多個視網膜來源的總和反應。對於檢測廣泛的視網膜功能障礙(桿體/錐體營養不良、癌症相關視網膜病變、中毒性視網膜病變)有用,但不適用於檢測小的視網膜病變。
ISCEV標準方案的5個基本記錄條件:
- 暗適應下弱閃光(DA 0.01):記錄來自ON型雙極細胞的b波
- 暗適應下強閃光(DA 3.0/DA 10.0):a波(桿體+錐體)+b波的混合桿體/錐體反應
- 明適應下強閃光(LA 3.0):錐體通路的a波+b波
- 31 Hz閃爍光: 選擇性評估視錐細胞路徑功能
- 振盪電位(OPs): b波上升支上的小波。來源於無長突細胞。振幅降低及潛時延遲提示視網膜血流障礙
多焦視網膜電圖(mfERG)
Section titled “多焦視網膜電圖(mfERG)”同時記錄中心30度內61至103個位置的局部反應。可詳細評估黃斑功能障礙。用於羥氯喹毒性評估。
圖形視網膜電圖(pERG)
Section titled “圖形視網膜電圖(pERG)”評估黃斑視網膜神經節細胞(RGC)活動。由N35、P50和N95三個成分組成。使用每秒4次翻轉刺激記錄瞬態pERG。
其他波形成分
Section titled “其他波形成分”- 明視負波電位(PhNR):來源於視網膜神經節細胞(RGC)。作為反映RGC功能的ffERG成分受到關注
- c波:來源於視網膜色素上皮(RPE)和感光細胞。ISCEV標準中不評估
- d波:來源於OFF型雙極細胞。光消失後出現的正電位
4. 檢查的實際操作
Section titled “4. 檢查的實際操作”患者準備(ISCEV 2015指南)
Section titled “患者準備(ISCEV 2015指南)”- 檢查前避免強光照射,如眼底照相、螢光血管造影(FAG)等(如無法避免,需在室內光線下恢復至少30分鐘)
- 進行最大散瞳,並在檢查前記錄瞳孔直徑。無需屈光矯正。
- 暗適應20分鐘,明適應10分鐘
- 暗適應後在暗紅光下插入接觸鏡電極,並確保再暗適應5分鐘
- 先弱閃光後強閃光(防止部分明適應)
- 嬰兒可仰臥在父母腿上進行檢查
記錄電極的類型
Section titled “記錄電極的類型”比較主要記錄電極的特性。
| 電極名稱 | 材料/形態 | 特點 |
|---|---|---|
| BA電極 | PMMA隱形眼鏡 | 可重複使用,有多種尺寸 |
| DTL電極 | 銀/尼龍線 | 一次性使用,舒適度高 |
| Jet電極 | 鍍金塑料 | 一次性使用 |
| 皮膚電極 | 眼眶下緣放置 | 兒童耐受性良好 |
皮膚電極振幅小、雜訊多,但兒童耐受性良好。
小兒視網膜電圖的特殊性
Section titled “小兒視網膜電圖的特殊性”在嬰兒及不合作患者中,記錄電極的選擇與鎮靜下記錄很重要。
- 在嬰兒中,使用皮膚電極和鎮靜下記錄可提高診斷可行性4)
- 兒童遺傳性視網膜疾病(IRD)的診斷工作流程中包含了ffERG±模式/mfERG4)
- 在眼震的鑑別診斷中,視網膜電圖有助於區分遺傳性視網膜營養不良與其他原因(神經性、解剖性、運動性)5)
影響視網膜電圖的因素
Section titled “影響視網膜電圖的因素”以下因素會影響視網膜電圖結果,因此檢查條件的標準化很重要。
- 刺激持續時間、照射視網膜面積、刺激間隔
- 瞳孔直徑
- 全身循環和藥物
- 視網膜發育程度(年齡、嬰幼兒)
- 眼屈光介質的透明度(如白內障)
- 高度近視和麻醉
在嬰兒及不合作兒童中,使用皮膚電極(置於眼眶下緣)或在鎮靜下記錄可提高診斷可行性。嬰兒也可仰臥在家長腿上進行檢查。皮膚電極的侷限性包括振幅小和雜訊多,但耐受性良好。4)
5. 視網膜電圖的臨床應用與治療監測
Section titled “5. 視網膜電圖的臨床應用與治療監測”視網膜電圖不僅用於診斷,也用於治療效果的客觀評估。
維生素A缺乏(VAD)夜盲的視網膜電圖監測
Section titled “維生素A缺乏(VAD)夜盲的視網膜電圖監測”維生素A缺乏夜盲的維生素A補充治療效果可透過視網膜電圖進行隨時間評估。
Poornachandra等人(2022)報告了兩例病例的維生素A補充(肌肉注射100,000單位/天×3天→口服50,000單位/天×2週)前後的連續視網膜電圖:一例為腸脂褐素沉積症的20歲男性,另一例為酒精性肝病的50歲男性(兩者血清維生素A均為0.02 mg/mL,正常值0.3–0.6 mg/mL)1)。治療前視網膜電圖顯示DA 0.01時暗視反應消失,DA 3.0/DA 10.0時a波和b波振幅降低,振盪電位振幅顯著減少。治療1週後暗視反應開始改善,1個月後幾乎恢復正常。
視網膜電圖的重要發現:
- 視桿細胞依賴RPE提供的維生素A,比視錐細胞更早且更廣泛地受損1)
- 功能恢復的順序是視錐細胞→周邊視桿細胞→旁中心凹視桿細胞1)
- 治療1週後無反應改善時,需重新考慮VAD以外的原因1)
先天性代謝異常(cblC型甲基丙二酸血症)的視網膜電圖監測
Section titled “先天性代謝異常(cblC型甲基丙二酸血症)的視網膜電圖監測”有報告一例經新生兒篩檢發現的cblC型甲基丙二酸血症2)。出生後8天開始治療(羥鈷胺1 mg肌肉注射/日、甜菜鹼100 mg×3/日、葉酸5 mg×2/週),但7個月時全視野視網膜電圖顯示暗適應和明適應成分振幅降低,同時出現牛眼狀黃斑病變。即使在治療下,視網膜變性仍持續進展。
cblC患者管理的建議:
- 即使黃斑病變不明顯,也建議對cblC患者進行視網膜電圖檢查2)
- 有報告高劑量羥鈷胺(6.5±3.3 mg/kg/日)治療的患者眼部預後較好2)
視網膜電圖在自體免疫性視網膜病變(AIR)診斷中的應用
Section titled “視網膜電圖在自體免疫性視網膜病變(AIR)診斷中的應用”AAO Task Force(2025)AIR診斷框架3):
ffERGによる杆体・錐体応答低下の確認が診断基準の一つを構成している。
Chenら(2025)は、重症筋無力症(MG)患者における自己免疫性網膜症(AIR)3例を含む計7例を報告した3)。全例で網膜電図は杆体・錐体機能障害を示した。ARA陽性6例は免疫抑制療法によるMG改善にもかかわらず、視力悪化が継続した。
6. 病態生理学・各波形成分の発生機序
Section titled “6. 病態生理学・各波形成分の発生機序”a波・b波の発生源
Section titled “a波・b波の発生源”各波形成分の細胞起源は以下の通りである。
a波:
- 暗適應下強閃光:桿體+錐體兩種感光細胞(人類視網膜中桿體貢獻佔優勢)
- 明適應下:錐體感光細胞+OFF型雙極細胞
b波:
- 暗適應下弱閃光:ON型雙極細胞(桿體ON雙極細胞)
- 明適應下:ON型+OFF型雙極細胞的組合
陰性型視網膜電圖的機轉
Section titled “陰性型視網膜電圖的機轉”正常a波與衰減b波組合形成的陰性型視網膜電圖顯示,即使光感受器正常,內顆粒層及之後的信號傳導也受損。在cCSNB中,由於ON雙極細胞功能障礙,DA 0.01下的b波消失4)。
維生素A缺乏對視網膜影響的機制
Section titled “維生素A缺乏對視網膜影響的機制”- 視桿細胞依賴RPE提供的維生素A(11-順式視黃醛),在VAD中早期廣泛受損1)
- 視錐細胞通過Müller細胞存在獨特的視色素再生途徑,這解釋了其對VAD的相對抵抗性1)
cblC型視網膜病變的機制
Section titled “cblC型視網膜病變的機制”- MMACHC蛋白缺乏→維生素B12轉化為腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素障礙→甲基丙二酸(MMA)和同型半胱氨酸(Hcy)蓄積2)
- 外視網膜的光感受器細胞、RPE和Müller細胞含有高密度粒線體,對代謝障礙敏感2)
- 中心凹發育從出生到幼兒期進行,因此在此期間對Hcy和MMA的毒性蓄積敏感2)
7. 最新研究與未來展望
Section titled “7. 最新研究與未來展望”視網膜電圖在兒童IRD診斷中的整合
Section titled “視網膜電圖在兒童IRD診斷中的整合”將視網膜電圖整合到遺傳性視網膜疾病(IRD)的診斷流程中正在推進。
Mordà等人(2025)提出了一種兒童IRD的逐步診斷工作流程:年齡適應性影像學檢查(OCT/FAF)+ 電生理檢查(ffERG ± 模式/mfERG)+ 標靶全身篩查 → 基因檢測(panel → WES → WGS)4)。他們指出,三人組分析、CNV/SV檢測和定期再分析可提高診斷率。
cblC中的高劑量羥鈷胺素療法
Section titled “cblC中的高劑量羥鈷胺素療法”高劑量羥鈷胺(OHCbl)療法在cblC型甲基丙二酸血症中的視網膜保護作用正在被研究。
有報告指出,高劑量OHCbl(0.4–2.7 mg/kg/天)可能預防黃斑病變和視網膜病變的發生2)。特別是在5個月內開始高劑量治療(平均6.5±3.3 mg/kg/天)的病例中,眼科和認知結果良好2)。
AIR診斷的生物標誌物標準化
Section titled “AIR診斷的生物標誌物標準化”AAO工作小組(2025年)制定了AIR診斷、管理和研究指南,將ffERG的視桿和視錐反應降低作為診斷標準之一3)。抗視網膜抗體(ARA)檢測方法的標準化是未來的課題3)。
8. 參考文獻
Section titled “8. 參考文獻”- Poornachandra B, Jayadev C, Sharief S, et al. Serial 網膜電図 monitoring of response to therapy in vitamin A deficiency related night blindness. BMJ Case Rep. 2022;15:e247856.
- Michieletto P, Baldo F, Madonia M, Zupin L, Pensiero S, Bonati MT. Retinal Changes in Early-Onset cblC Methylmalonic Acidemia Identified Through Expanded Newborn Screening: Highlights from a Case Study and Literature Review. Genes. 2025;16(6). doi:10.3390/genes16060635. PMID:40565527; PMCID:PMC12193327.
- Chen Y, Zhang Y, Luo J, Liu M, Lin M, Zhu W, et al. Autoimmune retinopathy in patients with myasthenia gravis: cases series and literature review. BMC ophthalmology. 2025;25(1):521. doi:10.1186/s12886-025-04357-5. PMID:41029312; PMCID:PMC12487295.
- Mordà D, et al. Pediatric inherited retinal dystrophies: a comprehensive review. Prog Retin Eye Res. 2025;109:101405.
- Gurnani B, et al. Nystagmus in children: a comprehensive review. Clin Ophthalmol. 2025;19:1617-1637.
- Collin RJ, et al. Retinopathy in mucopolysaccharidoses. Ophthalmology. 2025;132(4):470-.