应用视觉信息加工ERPs客观评价视力的法医临床学研究

Objectively assessment of visual acuity is unsolved problems in clinical forensic practice. Cognitive event-related potentials (ERPs) study found that visual angle, and visual acuity are affecting visual cognitive processing of the brain,but no systematic study of the whole process was performed up to date.Our previous study found that: different visual angle and visual acuity led to changes in ERPs components P1 and P3, and P3 is matched with the reflection of brain function to the stimulation. Based on our previous work, we try to use ERP for the following studies in this project: ①Establish ERPs stimules model to assess the effect of visual angle on ERPs; ②Establish ERPs stimules model to certify the visual stimulating distance at same visual angle; ③Establish ERPs stimulus flow to obtain the best components of ERPs at the same visual acuity; ④Certificate the best ERPs stimulus flow mode by analysing the ERPs components and origination by blind testing. The aim of this project is to establish brain visual information processing model for visual acuity assessment to provide objective and scientific testing methods.

客观视力检测一直是法医临床鉴定领域的难题，认知事件相关电位(ERPs)技术为解决这一难题提供了手段。我们近几年研究发现：不同视角的视觉信息刺激可引起大脑ERPs外源性和内源性成分的特征性变化，且不受主观控制，说明通过多点全程ERPs分析技术可以确定个体客观视力水平。故本项目拟开展以下工作：①建立与标准视力表相匹配的全视角视觉信息ERP刺激模块，研究视角对脑信息加工的影响，并确定与每个视力相对应的阈值视角ERP刺激模块；②用阈值视角刺激模块筛选出能诱导最佳ERPs的最佳刺激距离；③建立阈值视角刺激流模块，在最佳刺激距离引出与所有视力相对应的全程ERPs，多导联综合分析确立最佳阈值视角刺激流范式；④应用最佳刺激流范式对不同年龄的志愿者及不同病因的视力障碍病人进行检测及溯源分析，研究年龄及病因对ERPs的影响，完善视力相关ERPs分析标准。项目的目标是为客观视力检测提供理论依据和技术手段。

以往国内在视觉客观评定领域的研究大多应用VEP，并侧重P100与空间频率变化相关性的研究，而缺乏将视觉信息认知加工全程脑波成分引入视力评价体系的研究。mfVEP可用于评价视野缺损范围，但对客观视力检测的意义仍有限。至此客观视力检测一直是法医临床鉴定领域的难题。本研究基于我们此前的研究发现：ERPs与视角具有一定的相关性，且不受主观控制，说明通过ERPs全程成分分析技术可以确定个体客观视力水平。故本项目开展了以下工作：①建立与标准视力表相匹配的全视角视觉信息ERP刺激模块，研究视角对脑信息加工的影响，并确定与每个视力相对应的阈值视角ERP刺激模块；②用阈值视角刺激模块筛选出能诱导最佳ERPs全程成分的最佳刺激距离；③建立阈值视角刺激流模块，在最佳刺激距离引出与所有视力相对应的全程ERPs，综合分析并确立最佳阈值视角刺激流范式；④应用最佳刺激流范式对不同年龄的志愿者及不同病因的视力障碍病人进行检测及溯源分析，研究年龄及病因对ERPs的影响，完善视力相关ERPs分析标准。本研究结果：(1)建立了与标准视力表相匹配的全视角电脑视标图片库(共计14组)，并确立与视力表视力相对应的电脑视标刺激模块(四组);(2)对比实验确立刺激距离2.0m为视力ERP检测的最佳距离；(3)不同刺激流范式的特征主要表现vMMN和P3a的出现但其分布不同。视觉Oddball范式地形图显示电流密度强度较大，区域分布较为集中与连续，可做为优先的视觉刺激流检测范式。oddball研究发现阈值视力对应的视角刺激诱导出特异的颞、枕区内源性成分vMMN（270-430ms）和中央-顶区P3a（450-580ms）；以此为基准，比对发现阈上较阈值刺激诱导ERP呈现高波幅、短潜伏期的变化特征，阈下刺激未诱导出特异ERP成分。(4)运用优选的oddball刺激流范式分别对不同年龄和眼病的病例进行盲测，结果验证其内源性特征性成分vMMN与P3a在判别视敏度水平中的关键作用。视力认知全脑加工过程ERP的采集与综合分析，为视觉机制研究和视觉损害区域的判定开辟了新的领域，同时对临床及法医学视力客观评估具有重要的实际意义和应用价值。