丁艷麗,王玉瑾,劉 勤,3,王吉翔,蘇渲迪
間歇性外斜視(intermittent exotropia, IXT)是最常見的斜視亞型,在中國青少年中的患病率約為3%[1],最突出的特點是斜視角度變化大,但仍有部分控制眼位的能力,如果病情持續(xù)發(fā)展,可能成為恒定性外斜視而完全喪失雙眼視覺功能。雙眼視覺功能缺損會對生活工作產生重大影響,也會限制職業(yè)選擇。對于IXT的治療,手術是重要的治療方法,通過手術矯正眼位來消除斜視對視覺系統(tǒng)和視覺感知發(fā)展的負面影響,而術后雙眼視覺功能的恢復在斜視治療中占有更重要的地位?;谔摂M現實(virtual reality, VR)技術的視感知覺訓練系統(tǒng)以神經可塑性和感知覺學習為依據,通過重復知覺學習任務,使視覺皮質產生持久的改變,以達到恢復雙眼視覺功能的目的。視感知覺訓練為IXT患者術后重建雙眼視覺功能提供了新的治療方法。
雙眼視覺功能從低級到高級分為同時視、融合功能和立體視覺,三級視功能之間順序建立、相互依存,又有各自獨立的發(fā)生機制。同時視是在觀察外界物體時,每只眼睛的視網膜各自形成一個物像;融合功能是在具有同時視功能的基礎上,綜合兩眼物像在知覺水平形成完整印象的能力[2];立體視功能是感知雙眼視網膜視差深度的能力,是雙眼視覺功能中最便捷、最直觀、最重要的反映[3]。國內外研究顯示雙眼視覺功能在出生后3~6mo開始發(fā)育,3歲左右發(fā)育達到高峰,9歲時兒童與成人雙眼視覺功能基本接近,9 歲前是雙眼視覺功能發(fā)育的敏感期,成熟期約在9~12歲之間[4-5]。在雙眼視覺功能發(fā)育的關鍵時期,異常視覺體驗會導致大腦解剖和功能上的異常發(fā)育,斜視就是其中之一。手術是治療IXT的主要手段,手術治療的主要目的是矯正眼位、保護雙眼視覺功能,防止其進一步喪失,但手術治療的效果并不十分理想,部分患者出現預后不良,如矯正不足、矯正過度、斜視復發(fā)等。雙眼視覺功能是判斷IXT嚴重程度的重要因素之一,術后無法建立正常雙眼視覺功能會增加復發(fā)率和二次手術率[6-8]。在雙眼視覺發(fā)育敏感期內,神經可塑性最強,所以在此期間矯正眼位,有助于消除抑制,建立正常的視網膜對應,大腦神經細胞的可塑性可使其重新建立正常的視覺神經通路,改善雙眼視覺功能。成人神經可塑性降低,矯正眼位后,立體視的恢復效果較兒童患者差。但也有研究表明人類視覺發(fā)育的可塑性在成年后依舊存在,成人斜視患者術后也應積極治療,有利于其雙眼視覺功能的恢復[9]。
大腦皮層視覺區(qū)是一個高度分布的系統(tǒng),包括紋狀視覺區(qū)(或稱 V1區(qū))和紋外視覺區(qū)(含有 V2 區(qū)、V3 區(qū)、V4 區(qū)以及更高級的區(qū)域),從V1區(qū)傳出的視覺信息分為背側通路和腹側通路進行視覺加工,背側通路沿著枕頂葉分布,經內側顳葉投射至枕頂葉,主要對運動、物體位置進行識別;腹側通路開始于V1區(qū),經過V2、V3、V4到達顳下回,主要與顏色、形狀相關[10]。Bui等[11]認為斜視會造成V1區(qū)的神經元激活受到抑制,也會造成腹側通路及背側通路的神經元功能異常,導致視覺皮層的感受降低,對視覺信號加工處理的能力存在缺陷,從而使大腦皮層在同時視、融合功能及立體視方面發(fā)育均有異常。Zhu等[12]研究發(fā)現共同性外斜視患者V1區(qū)和舌回之間功能連接的降低,反映了患者在視覺處理方面的缺陷。IXT作為一種特殊類型的斜視,目前研究有限,IXT的病理機制被認為可能與多種因素有關,雙眼融合缺陷被認為是IXT的可能原因。雙眼融合功能涉及V1、V2、V3、MT區(qū)域以及更高水平的腹側和背側視覺通路協調,任何融合和更高空間的知覺損害都與IXT的病程密切相關[13]。Li等[14]研究發(fā)現,IXT患者發(fā)生眼位偏斜時,楔前葉的激活表明眼球運動系統(tǒng)并未完全受損,雙側頂上小葉和頂下小葉的皮質活動增強,來補償雙眼融合功能,推測各皮質區(qū)激活狀態(tài)不同與IXT患者既要維持眼位,又需要維持融合有關。He等[15]研究發(fā)現IXT患者V1區(qū)與距狀溝之間的功能連接的減弱可能與雙眼融合功能障礙有關;V1區(qū)與楔葉間功能連接減弱與立體視覺、眼球運動異常有關;V1區(qū)和視覺相關區(qū)域以及控制眼球運動的相關區(qū)域功能連接的減少可能與IXT患者視覺功能受損的潛在神經機制有關。IXT患者存在多個腦區(qū)損傷,病情進展過程中確切的腦區(qū)變化尚不清楚,尤其是涉及IXT融合相關視覺皮質的異常還需要進一步研究,對探索IXT患者視覺皮質損傷與發(fā)病機制、治療和預后之間的關系具有重要的意義。
3.1雙眼視覺功能檢查和訓練的傳統(tǒng)方法對于IXT患者雙眼視覺功能檢查,常用的方法包括紅綠鏡片法、Bagolini 法、Worth 四點法、Titmus 立體視檢查,隨機點檢查、同視機法等[16]。Titmus、隨機點檢查無法測量低于閾值的殘余立體視功能,包括一級和二級立體視功能;同視機檢查在非自然狀態(tài)下分視雙眼,無法檢測準確的雙眼視覺功能,尤其是遠立體視功能。標準的立體視檢查應該是遠、近立體視雙項定量測量,即需要對遠、近立體功能進行不同的測量來做對比。在IXT術后雙眼視功能訓練方面,主要有脫抑制、矯正異常視網膜對應、擴大融合范圍和立體視功能的訓練。遮蓋法訓練可以破壞異常視網膜對應,但如果不能嚴格控制遮蓋時間,會影響正常雙眼視覺功能建立;電腦軟件訓練方式雖然內容多元化,但操作復雜,對患者理解能力要求高,目前缺乏大樣本長期隨訪研究;同視機可以訓練三級視功能,但內容枯燥、對操作人員要求較高,訓練時間長,患者依存性差。
3.2視感知覺訓練的相關研究正常視覺功能的形成不僅需要正常的解剖結構及眼外肌眼球運動,也需要正常的視覺感知[11]。近年來,感知覺學習逐漸引入斜視研究領域。Gibson[17]首次提出感知覺學習的概念,通過一系列的知覺學習任務后出現的感知性能的改變。有研究提出“視覺發(fā)育可塑性”學說,為感知覺學習改善雙眼視覺功能提供了依據[18]。Ding等[19]首次為因斜視或弱視而長期喪失正常雙眼視覺的成年人提供了通過感知覺學習恢復立體視覺的證據。隨著許多游戲性的視覺訓練內容被加入到弱視的治療中,劉斯燁[20]將VR技術與感知覺學習相結合,設計視感知覺訓練模塊來訓練視功能,利用大腦神經可塑性,在自然狀態(tài)下分視雙眼進行視功能訓練,通過個性化的視覺刺激訓練,激活視覺信號通路,使視覺皮層能更有效地處理信息,從而達到治療目的。Vedamurthy等[21]認為使用多種線索和豐富的反饋進行深度訓練,能夠使立體盲或立體缺陷觀患者增加對立體線索的依賴,減少雙眼之間抑制,從而改善立體視銳度。斜視患者因為異常視網膜對應,參與感覺整合的高級腦區(qū)接收微弱且不可靠的信息,導致視差信息的權重下降,而在VR環(huán)境中分視雙眼進行視感知覺任務學習,通過降低雙眼對比度,對兩只眼睛的刺激進行感知匹配、對齊和融合,將這種平衡的視覺輸入與視覺運動任務相結合,反復實踐,可以使患者消除錯誤的視覺經驗,使視差信息變得更加可靠,從而改善患者的立體視功能。Godinez 等[22]研究發(fā)現視感知覺訓練,可以消除視覺加工通道中的障礙,修復視覺功能缺陷,使IXT患者的斜視程度和立體視得到改善,并且可以提高正常個體的立體視銳度。Li 等[23]認為基于VR技術的視覺感知智能平臺可以揭示視網膜細胞接收圖像后的一系列腦神經反應的過程,VR光學工具可以更準確地測量雙眼視覺感知缺陷狀態(tài),并準確地量化神經反應閾值,利用神經可塑性進行視感知覺訓練,從而改善患者視覺感知、立體視覺和眼位。基于VR的視感知覺訓練系統(tǒng)能夠創(chuàng)造一種感知、行動、環(huán)境緊密交織的自然訓練方式,通過平衡的視覺輸入,重復知覺學習任務,使視覺皮質產生長期的改變。研究表明,視感知覺訓練可以顯著提高視覺缺陷患者的對比敏感度和立體視功能,其臨床意義已經受到越來越多的關注。但對于視感知覺訓練改善視覺功能的具體機制,還需要更深入的研究。
3.3視感知覺訓練對IXT患者術后重建雙眼視覺功能的研究近年來,視感知覺訓練受到臨床醫(yī)師的關注,逐漸應用到IXT患者術后雙眼視覺功能的重建中。研究發(fā)現大腦皮質可塑性的激活可以發(fā)生在不同的神經傳導水平,通過多種神經加工過程完成,腹側和背側視覺通路具有不同可塑性反應,進行不同的刺激任務分配,能誘導皮層回路的功能重組,從而導致基本視覺感知功能的改變[9]。視感知覺訓練利用大腦視覺皮層在不同視覺任務下的可塑性,在進行訓練時,圖像的亮度、大小、形狀、密度不斷改變,持續(xù)刺激腹側通路,不同運動速度、不斷改變方向的圖像持續(xù)刺激背側通路,圖像信息在視覺皮層進行整合,視覺中樞進一步加工處理再反饋給雙眼及肢體進行訓練,通過對這些處理雙眼視覺信息的視皮層神經元的不斷刺激,使患者處理視覺信息的視皮層神經系統(tǒng)均得到重塑,進而幫助IXT患者術后重建雙眼視覺功能[24]。劉香等[25]認為IXT患者的視覺信息加工功能缺損主要表現為雙眼間知覺眼位異常和多維空間立體感知功能異常,短期視感知覺訓練對促進IXT術后立體視功能重建的效果明顯,尤其是對處理視覺通道的高級區(qū)域的重建有顯著效果。王昞等[26]認為IXT患者術后進行視感知覺訓練,可以改善其雙眼視覺功能。張健等[27]認為視感知覺訓練有助于恢復立體視,且效果與同視機方法具有顯著差異,并且視感知覺訓練對于發(fā)病年齡較小的患者術后雙眼單視功能恢復效果好于年齡較大的患者。韓惠芳等[28]研究發(fā)現IXT患者術后大腦視覺層面仍然存在感知異常,針對性的短期視感知覺訓練后,患者眼位的空間扭曲狀況,即眼位的二維分離狀況發(fā)生明顯改善,提示術后進行短期視感知覺訓練能有效改善雙眼整合功能。李蕾等[29]比較了不同訓練方法對IXT患者術后雙眼視功能重建的影響,發(fā)現經過視感知覺訓練的患者術后6mo眼位正位率高于傳統(tǒng)訓練組患者,遠高于未進行任何訓練的觀察組患者,遠立體視重建效果也優(yōu)于另外兩組,證實了IXT術后進行視感知覺訓練,能顯著提高雙眼視覺功能恢復率,減少術后復發(fā)。樊新皓等[30]在研究中發(fā)現IXT患者矯正眼位后仍然存在雙眼不平衡和中樞功能缺損,視感知覺訓練可以重建雙眼視覺功能,穩(wěn)定眼位,降低術后復發(fā)率。研究表明,針對IXT患者術后可能出現的雙眼視覺功能缺損,如抑制、復視,融合范圍小,無立體視等,視感知覺訓練系統(tǒng)能夠進行中樞評估并制定視感知覺訓練方案,提供相應的脫抑制、平衡雙眼、雙眼融合、運動視差訓練等內容,針對不同個體進行個性化訓練,能有效促進雙眼視覺功能的恢復,維持術后眼位穩(wěn)定。視感知覺訓練這一新的治療方法可能會改變IXT術后眼位恢復而雙眼視功能重建困難的現狀。
綜上所述,視感知覺訓練為IXT患者術后重建雙眼視覺提供了新的治療選擇。針對IXT患者矯正眼位后仍然存在的雙眼不平衡和視覺皮質層面的感知異常,視感知覺訓練能夠改善和重塑視覺皮質信號加工系統(tǒng),消除抑制,擴大融合范圍,重建立體視覺,更好地穩(wěn)定眼位,降低IXT術后復發(fā)率。但仍有許多問題需要我們繼續(xù)探討,如視感知覺訓練重建雙眼視覺功能的具體機制、影響視感知覺訓練效果的關鍵因素、訓練流程規(guī)范、長期療效等。視感知覺的發(fā)展和應用,將對IXT兒童雙眼視覺的發(fā)育和成年人失去的雙眼視覺的恢復產生重要的意義。