運動覺鼻顳側不對稱性–視動眼震 反轉柵紋測試 視誘發電位 眼電圖
Naso-temporal
asymmetry of Motion Perception – OKN Reversing_Grating_Test
VEP EOG
王藹侯
嬰幼兒單眼的視動眼震(optokinetic
nystagmus, OKN)是鼻、顳側不對稱的。所見景像由顳側向鼻側移動，會誘發快速相朝向顳側的視動眼震；而景像由鼻側向顳側移動，則不會誘發快速相朝向鼻側的視動眼震。也就是右眼偏好向左移動的景象，產生快速相向右的視動眼震，但是對於向右移動的景象，卻不會產生快速相向左的視動眼震；左眼相反過來，偏好向右移動的景象，產生快速相向左的視動眼震，但是對於向左移動的景象，卻不會產生快速相向右的視動眼震。
右眼偏好向左移動的景象
左眼偏好向右移動的景象
一般沒有斜視的人，這個鼻、顳側的不對稱性在三個月到七、八個月大的時候漸漸發育成為鼻、顳側對稱的視動眼震。先天性內斜視的病人，這個鼻、顳側的不對稱性則一直存在，不會發育成為鼻、顳側對稱的視動眼震。
這種偏好快速相朝向顳側的眼震，和隱眼震(latent nystagmus, LN)的方向是一致的，而隱眼震是早發型斜視的特徵之一。又，視動眼震鼻、顳側不對稱發育成為對稱的時程和立體視發育的時程是一致的。另外，雙眼位於兩側、沒有雙眼視的動物的視動眼震視也是鼻、顳側不對稱的。凡此種種，都意味著視動眼震鼻、顳側的對稱性和雙眼視有著密切的關聯。華盛頓大學的Tychsen L在前幾版的Adler’s physiology of the eye的雙眼視(Binocular vision)章節裡有詳盡的闡述。
Tychsen L.
Binocular vision. In: Hart WM, editor. Adler's Physiology of the Eye: Clinical
Applications, 9th ed.
鼻、顳側不對稱的視動眼震是早發型斜視的特有的徵候。兩眼不等視性弱視(anisometropic
amblyopia)的病人，即便一眼弱視非常嚴重而沒有立體感，視動眼震卻依舊是鼻、顳側對稱的。視動眼震的鼻、顳側對稱性因此可以鑑別診斷是斜視性弱視或是兩眼不等視性弱視。
我們在個人電腦上設計了反轉柵紋測試(reversing grating test)來測試視動眼震的鼻、顳側對稱性。
電腦上，視動眼震測試使用的移動條紋是將四張相位互差90°的條紋圖依次循環播放(見圖)。如果由上而下循環播放，條紋是向左移動；如果由下而上循環播放，條紋則是向右移動。
反轉柵紋則是兩張黑白相反的條紋圖反覆循環播放。相對於視動眼震的四張條紋圖的相位互差90°，反轉柵紋可以說成是兩張相位差180°的條紋圖反覆循環播放而來(見圖)。
每一次的反轉，可以看成是向右移動一格，也可以看成是向左移動一格。反轉柵紋的影像在物理性質上是左、右對稱的，或者可以說，向左移動和向右移動的權重是相等的。反轉柵紋反覆播放，讓視動眼震鼻、顳側對稱的正常人單眼來看，是閃爍著的條紋；而讓視動眼震鼻、顳側不對稱的先天性斜視的人來看，用右眼看，是類似於視動眼震向左移動的條紋，而用左眼看，是向右移動的條紋，同時也誘發出視動眼震。
同樣一張反轉柵紋的影像，右眼去看，得到快速相向右的眼震；而左眼去看，得到快速相向左的眼震，非常類似於隱眼震的眼震方向！
視動眼震的移動條紋在物理上可以用亮度的波動方程式來描述，而反轉柵紋則可以用駐波來描述，它可以看成是波長相同的兩個波動方程式，一個向左、一個向右等速移動，相加起來的結果(見圖)。
Reversing Grating
∥
OKN to L
+
OKN to R
視動眼震鼻、顳側對稱的正常人如果眼睛不動去看反轉柵紋，是閃爍的條紋，但是如果視線跟隨著左、右移動的筆尖觀看反轉柵紋，當視線向左移動的時候，會看到向左移動的條紋；當視線向右移動的時候，則會看到向右移動的條紋。既然反轉柵紋可以看成是一個向左、一個向右移動的視動眼震條紋相加起來的和，視線向左移動，加強了總和裡向左移動條紋的權重，因此會看成是向左移動的條紋；反過來，視線向右移動，加強了總和裡向右移動條紋的權重，因此會看成是向右移動的條紋。
視動眼震鼻、顳側不對稱的人，則是生理上右眼就偏好左移的條紋，左眼就偏好右移的條紋，不必外力誘導視線向左，向右移動，用右眼去看反轉柵紋，自然就看成是向左移動的條紋，同時誘導出向左方向的追視(pursuit)，然後經由前段所說的視線向左移動，會加強反轉柵紋總和裡向左移動條紋的權重，於是更加強了將反轉柵紋看成向左移動的傾向。這樣造成了一個循環的正回饋(positive
feedback)，將早發性斜視病人原本要遮蓋一眼才出現的隱眼震放大出來(Amplification
of Latent Nystagmus)，右眼看是向右的眼震；左眼看是向左的眼震。臨床上可以用來確診斜視的早發性質。
有趣的是，反轉柵紋測試，或者說視動眼震鼻、顳側對稱性的測試，基本上是單眼的測試，但是它卻和雙眼視多所牽連。一個內斜視的人，無法融像(fusion)、立體感檢查也不可能通過，要預後他手術矯正成正眼位之後的雙眼視，可以左、右眼單眼各自作反轉柵紋測試，如果視動眼震是鼻、顳側對稱的，傾向於是晚發性的斜視，立體感有可能可以恢復；如果視動眼震是鼻、顳側不對稱的，則傾向於是早發性的斜視，立體感幾乎是不可能恢復的。
幼兒型內斜視(infantile esotropia, congenital esotropia)一般的共識是兩歲之前手術矯正眼位，比較積極的醫師甚至早在四個月大就儘速作手術。及早手術的著眼點是移除雙眼抑制(binocular
suppression)，恢復雙眼視。但是恢復雙眼視是要恢復哪些雙眼視呢？
(1)
隨機點立體視似乎不可能恢復；
(2)
單眼注視(monofixation syndrome)的周邊融合(peripheral
fusion)可能可以恢復；
(3)
Jampolsky A，Norcia
AM和Tychsen L以視誘發電位測試運動覺鼻、顳側的對稱性，發現它是可以經由早期手術而恢復對稱的。
Norcia AM,
Tychsen L, Wong AMF, Foeller P, Bradley D. Early Versus
Delayed Repair of Infantile Strabismus in Macaque Monkeys: II. Effects on
Motion Visually Evoked Responses. Invest Ophthal & Vis Sci March 2004,
Vol.45, 821-827.
運動覺(Motion perception) / 視動眼震(Optokinetice
nystagmus，OKN) 鼻顳側不對稱(Naso-temporal asymmetry)
之視誘發電位(Visual Evoked
Potential，VEP)
嬰幼兒單眼的視動眼震是鼻、顳側不對稱的。所見景像由顳側向鼻側移動，會誘發快速相朝向顳側的視動眼震；而景像由鼻側向顳側移動，則不會誘發快速相朝向鼻側的視動眼震。也就是右眼偏好向左移動的景象，產生快速相向右的視動眼震，但是對於向右移動的景象，卻不會產生快速相向左的視動眼震；左眼相反過來，偏好向右移動的景象，產生快速相向左的視動眼震，但是對於向左移動的景象，卻不會產生快速相向右的視動眼震。
Dr.
Anthony Norcia(見圖)以穩態視誘發電位記錄運動覺鼻、顳側的不對稱。
視刺激器是兩張正弦柵紋 – 左右岔開1/4空間週期 – 交替展現。一黑一白條紋是一個空間週期，或稱為360°，兩張柵紋則是岔開90°，左右搖擺、振動著(jittering)(見圖)。
嬰幼兒單眼的運動覺是鼻、顳側不對稱的。正常的成長過程，這不對稱在半歲到一歲漸漸發育成為鼻、顳側對稱的。幼兒型內斜視(Infantile esotropia)的病人即便長大成人，運動覺依舊維持是鼻、顳側不對稱的。
運動覺鼻、顳側不對稱的人，右眼偏好向左的運動，左眼偏好向右的運動。柵紋左右搖擺，對右眼來說，向左運動誘發比較大的電位，向右運動誘發比較小的電位(上圖)；對左眼來說，向右運動誘發比較大的電位，向左運動誘發比較小的電位(下圖)。穩態視誘發電位都有強的基頻(
運動覺鼻、顳側對稱的人，向左運動和向右運動誘發相同的電位，穩態視誘發電位於是集中在2倍頻率(
以極座標作圖，左圖(A)欄是正常成人，運動覺鼻、顳側是對稱的，穩態視誘發電位於是集中在2倍頻率(
Norcia AM, Garcia H,
Humphry R, Holmes A,
運動覺鼻、顳側不對稱表現在眼球的運動方面，有視動眼震鼻、顳側不對稱，反轉柵紋測試(Reversing grating test)鼻、顳側不對稱等等。這個不對稱的性質是存在視覺的感覺系統(sensory system)或運動系統(motor
system)呢？從枕部電極的視誘發電位記錄，我們可以知道運動覺鼻、顳側不對稱性在感覺系統、視皮質就已經存在。
Wang AH, Norcia AM, Jampolsky A. Reversing grating as a simple
clinical method to test the symmetry of motion perception and potential
binocularity. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1993;33(4):1340.
隨著正常雙眼視的發育，鼻、顳側不對稱的運動覺漸漸發育成為鼻、顳側對稱的運動覺。越細的柵紋(高空間頻率)(右邊兩圖)、左右振動越快的柵紋(高時間頻率)(下面兩圖)發育成熟，或者說穩態視誘發電位由基頻(
Hamer RD,
Norcia AM, Orel-Bixler D, Hoyt CS. Motion VEPs
in late-onset esotropia. Clinical vision sciences 1993;8(1):55-62.
及早手術或注射肉毒桿菌素(Botox)矯正幼兒型內斜視的眼位可以恢復週邊視野的融像功能(peripheral fusion)，它是不是也可以促使鼻、顳側不對稱的運動覺發育成為鼻、顳側對稱的運動覺呢？Dr.
Arthur Jampolsky、Dr. Keith
McNeer、Dr. Lawrence
Tychsen都曾經使用穩態視誘發電位證明那是可能的。
Dr.
Arthur Jampolsky Dr. Keith
McNeer Dr. Lawrence
Tychsen
Norcia AM,
Jampolsky A,
Norcia AM,
McNeer K, Tucker M, Williams SM, Hamer RD. Development
of binocular motion processing following oculinum injection in infantile
esotropia. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1992;33(4):870-870.
Tychsen L, Wong AM, Foeller P, Bradley D. Early versus
delayed repair of infantile strabismus in macaque monkeys: II. Effects on
motion visually evoked responses. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2004 Mar;45(3):821-7.
這套視誘發電位(VEP)的系統是Dr.
Christopher Tyler和Dr.
Anthony Norcia所開發，基本上是一種穩態(Steady-state)的視誘發電位。如果視刺激器的參數漸次改變，就成為掃掠視誘發電位(Sweep VEP)，常作為評估小兒視覺發育的指標，掃掠的參數有大小(size，視力)、對比(contrast，對比敏感度)、運動(motion)、游標視力(vernier acuity)等等。
Dr. Anthony Norcia Dr. Christopher Tyler
使用這個VEP系統做視覺和眼科學研究的還有Dr. Eileen
Birch，Dr. Anne Fulton，Dr. Agnes Wong等等。
Dr. Eileen
Birch
Dr. Anne Fulton Dr. Agnes Wong
運動覺(Motion perception) / 視動眼震(Optokinetice
nystagmus，OKN) 鼻顳側不對稱(Naso-temporal asymmetry)
之眼電圖(Electrooculogram，EOG) [或者說是眼震圖(Electronystagmogram，ENG)]
我們以臺大醫院眼科眼震圖(Nystagmogram，ENG)記錄儀 –
Nicolet Nystar ENG system紀錄了運動覺/視動眼震鼻顳側不對稱病人的眼球運動，包含兩個項目：(1)追視正弦單擺(Pursuit
of Sine Pendulum)和(2)視動眼震(Optokinetice Nystagmus，OKN)
[1]追視正弦單擺(Pursuit
of Sine Pendulum)
上兩圖是“眼球位置” 20秒鐘的紀錄。橫軸是時間，上圖是0至10秒、下圖是10至20秒。縱軸是向右向左運動，圖朝上是向右、朝下是向左運動。
第一列是注視目標點的正弦(sine)單擺運動，右16°、左16°，10秒來回4周，也就是0.4Hz。
Ch A是右眼的眼電圖、Ch B是左眼的眼電圖。這張是遮蓋右眼、以左眼追視的紀錄。
運動覺不對稱的人左眼偏好向右追視，圖中右眼和左眼的眼電圖向右追視、也就是正弦曲線的上升緣比較平滑順暢；向左追視、也就是正弦曲線的下降緣呈波浪、鋸齒狀，比較不那麼平滑順暢。由追視曲線不平滑的程度可以看出其運動覺不對稱的程度。
下圖是“眼球速度”20秒鐘的紀錄，也就是將眼球位置曲線對時間微分一次，或者說是眼球位置曲線每一時間點的斜率的曲線。正弦曲線的微分導數是餘弦(cosine)曲線。由圖可見，眼球速度的餘弦曲線整體向上、也就是向右偏移。這是運動覺不對稱的人左眼偏好向右追視的另一種很容易判讀的表現方式。由餘弦曲線向上偏移的程度可以看出其運動覺不對稱的程度。
總結：運動覺不對稱的人左眼注視，
(1)
眼球位置圖：正弦曲線的上升緣比較平滑順暢，下降緣比較不那麼平滑順暢。
(2)
眼球速度圖：餘弦曲線整體向上偏移。
這是另一張，是遮蓋左眼、以右眼追視的紀錄。追視比較慢的0.2Hz的正弦(sine)單擺運動。相反過來，右眼是偏好向左的追視。
眼球位置圖可見受試者的追視並不完美。向左追視、也就是正弦曲線的下降緣比較平滑順暢；向右追視、也就是正弦曲線的上升緣呈波浪、鋸齒狀，比較不那麼平滑順暢。
眼球速度圖的餘弦曲線整體向下、也就是向左偏移。
[2]視動眼震(Optokinetice
Nystagmus，OKN)
左圖的上兩圖是“眼球位置” 40秒鐘的紀錄。橫軸是時間，上圖是0至20秒、視動眼震條柵以每秒40°的速度向右移動；下圖是20至40秒、視動眼震條柵以每秒40°的速度向左移動。
以左眼觀看，前20秒的視動眼震非常規則而後20秒的視動眼震非常紊亂。
一般認為視動眼震的慢速相是在追視(pursue)移動的條柵，而快速相則是更換標的物的再注視(refixation)或掃視(saccade)。通常以快速相的方向來描述視動眼震的方向– right beat指追視向左移動的條柵、快速相向右；left beat指追視向右移動的條柵、快速相向左。
右圖是電腦自動分析慢速相，抽取每一個慢速相的斜率，也就是眼球的速度。前20秒向右，速度標為正值；後20秒向左，速度標為負值。
最下面的分析值，上一列是慢速相向右(亦即left
beat)，下一列是慢速相向左(亦即left
beat)。列出最大速度值(Vmax)、平均速度值(Vmean)、每秒眼震數(beats/sec)和可分析的取樣數(N)。
左圖的下圖是慢速相“眼球速度”的分析。左眼注視，向右的慢速相平均速度較快，圖形所示前20秒橫軸之上、後20秒橫軸之下、前者和橫軸的距離比後者要大。最大速度值(Vmax)和平均速度值(Vmean)都是慢速相向右較大。每秒眼震數(beats/sec)和可分析的取樣數(N)也是慢速相向右較多。
總結：運動覺不對稱的人左眼注視，
(1)
眼球位置圖：慢速相向右的視動眼震非常規則而慢速相向左的視動眼震非常紊亂。
(2)
眼球速度圖：慢速相向右的視動眼震最大速度和平均速度比較快，眼震數和取樣數比較多。
這是另一張左眼觀看的紀錄。條柵移動的速度比較慢，每秒10°。
眼球位置圖同樣是前20秒的視動眼震比較規則而後20秒的視動眼震比較紊亂。
眼球速度圖同樣顯示慢速相向右的視動眼震平均速度較快，眼震數和取樣數較多。
總結
運動覺(視動眼振、追視)鼻、顳側不對稱性 [ Naso-temporal
asymmetry of Motion Perception (OKN/Pursuit) ] 是先天斜視、雙眼視不正常發育的指標。
* 臨床檢查可以在電腦螢幕上顯示寬幅、速度相等的向左、向右移動的視動眼震條柵(OKN
grating)，遮住受試者一眼，或者兩眼一起觀看，觀察向左和向右視動眼震的幅度、規則性…是否不同。也可以讓受試者觀看反轉柵紋(Reversing
grating)，觀察兩眼觀看時是否誘發眼震、眼震的方向是否不同。
* 實驗室的定量檢查則有視誘發電位(Visual
Evoked Potential，VEP)和眼電圖/眼震圖(Electrooculogram，EOG / Electronystagmogram，ENG)，後者包含
(1)追視正弦單擺(Pursuit
of Sine Pendulum)和(2)視動眼震(Optokinetice Nystagmus，OKN)
