一、章节导入与前章衔接

上一节我们掌握了ERG（视网膜电图），它聚焦视网膜光感受器→双极→神经节的全层电活动，核心是评估视网膜神经元的信号产生与传递功能；而本节的EOG（眼电图）则将视角聚焦于视网膜色素上皮（RPE）与光感受器外段的交互功能——这是视网膜外层代谢、物质交换、离子平衡的核心枢纽，也是很多遗传性、中毒性视网膜病变最早受累的部位。

EOG与ERG形成“外层视网膜功能互补”：

•ERG看“神经元能不能发电、传信号”；

•EOG看“RPE能不能支持光感受器存活、完成代谢循环”；

二者结合，才能完整评估视网膜外层的结构与功能完整性，为遗传性、中毒性视网膜病变提供特异性诊断依据，弥补ERG无法单独评估RPE功能的短板。

二、章节核心框架

三、核心知识

（一）核心原理

1. 基础原理：眼球的“生物电池”

•偶极子模型：眼球在解剖与生理上天然形成一个生物偶极子——角膜侧因富含钠离子通道、细胞外液离子浓度高，相对带正电荷；视网膜后极（尤其是RPE层与光感受器外段连接处）因离子转运、代谢消耗，相对带负电荷，二者之间形成稳定的跨眼球静息电位差（约1~5mV）。

•电极记录逻辑：在眼内眦（靠近角膜侧）、外眦部（靠近视网膜后极侧）皮肤放置两个电极，当眼球向鼻侧/颞侧做水平转动时，两个电极相对偶极子正负极的位置发生改变，记录到的电位会随眼球运动角度发生规律性波动；在30°视角范围内，这种电位变化与眼球运动角度呈严格线性关系，确保电位测量的精准性与可重复性。

2. 光诱导电位变化：光峰-暗谷曲线

•明适应阶段（光照刺激）：当眼球暴露于持续光刺激时，RPE细胞与光感受器的代谢、离子转运被激活，静息电位发生快速去极化改变——电位在60~75秒内出现快速振荡上升（快振荡期），随后在7~14分钟内缓慢攀升至峰值（光峰），这一过程反映了光感受器与RPE在光照下的功能激活与协同反应。

•暗适应阶段（撤光刺激）：撤除光照后，RPE与光感受器的代谢活动逐渐回落至基础状态，静息电位缓慢复极化，经一定时间（通常11~12分钟）降至最低值（暗谷），代表视网膜在无光照状态下的基础功能储备。

•核心意义：光峰-暗谷的电位变化曲线，是视网膜外层（RPE+光感受器）功能状态的“量化指纹”——任何影响RPE代谢、光感受器功能、脉络膜血供的病变，都会导致曲线形态、峰值/谷值、比值发生特征性改变，为诊断提供直接依据。

（二）电位起源与关键机制

1. 静息电位来源：RPE的核心作用

•眼球静息电位的90%以上来源于视网膜色素上皮（RPE），而非光感受器或其他视网膜细胞：

◦RPE细胞具有高活性的Na⁺/K⁺-ATP酶，持续将细胞内Na⁺泵出、K⁺泵入，维持细胞内外离子梯度，形成跨细胞电位差；

◦RPE层与光感受器外段紧密贴合，形成“RPE-光感受器复合体”，RPE的离子转运直接影响光感受器外段的离子环境，进而决定整个眼球的静息电位水平；

◦光线刺激会直接抑制RPE的Na⁺/K⁺-ATP酶活性，导致离子转运速率改变，引发静息电位去极化，这是光诱导电位变化的根本分子机制。

2. 光峰的生理基础：RPE与光感受器的协同作用

•光峰的形成与视紫红质的光化学反应曲线高度近似，说明光峰不仅反映RPE功能，更体现光感受器外段与RPE的交互作用：

◦光感受器外段视紫红质受光异构化后，会通过信号通路调控RPE的离子转运与代谢活动，二者形成“功能耦合”；

◦正常光峰的形成必须同时满足4个核心条件（缺一不可，任何一个环节受损都会导致光峰异常）：

① 有功能的光感受器外段：视紫红质结构正常、光化学反应完整，能传递光信号至RPE；

② 有功能的视网膜色素上皮：Na⁺/K⁺-ATP酶活性正常、离子转运与代谢功能完整；

③ 光感受器与RPE层接触完整：二者贴合紧密，无脱离、水肿或结构破坏，确保信号传递通畅；

④ 脉络膜血液供应正常：脉络膜为RPE与光感受器提供氧气、营养物质，血供不足会直接抑制RPE代谢与光感受器功能。

3. 暗谷的意义：基础功能的“基准线”

•暗谷是暗适应后视网膜电位的最低值，代表无光照刺激下，RPE与光感受器的基础功能状态：

◦暗谷的稳定性反映RPE离子转运的基础活性，若暗谷波动大，提示RPE基础功能受损；

◦暗谷是计算Arden比的核心基准，只有暗谷测量准确，才能保证Arden比的诊断价值；

◦暗谷的潜伏期（从撤光到暗谷出现的时间）也可反映RPE功能的恢复速度，潜伏期延长提示RPE代谢迟缓。

（三）基本技术

1. 刺激设备：全视野球（Ganzfeld）的关键作用

•*全视野球（Ganzfeld）是EOG检查的核心刺激设备，其作用是：

◦提供均匀、无死角的白光刺激，确保整个视网膜（包括周边部）都能接收到同等强度的光照，避免局部光照不均导致的电位偏差；

◦内置固视点，诱导眼球在水平方向做30°视角的往复运动——30°是电位变化与眼球运动角度呈线性关系的临界值，超过30°会出现非线性偏差，因此严格控制运动角度是保证结果准确的前提。

2. 电极要求：信号采集的“精准保障”

•电极类型：必须采用非极化皮肤电极（银-氯化银电极或金电极），避免电极自身发生极化反应导致电位漂移，影响信号真实性；

•电极放置：两个电极分别置于眼内眦部（靠近角膜侧，对应偶极子正极）、外眦部（靠近视网膜后极侧，对应偶极子负极），接地电极置于前额中部，确保电极位置精准对应偶极子两极；

•技术参数：

◦频率范围：30~200Hz，过滤低频噪声（如呼吸、心跳干扰）与高频干扰（如电磁辐射），保留有效电位信号；

◦电极电阻：＜10kΩ，电阻过高会导致信号衰减、噪声增大，需提前用导电膏清洁皮肤、确保电极与皮肤贴合紧密。

（四）临床规定

1. 检查操作要求：标准化的“每一步”

•散瞳选择：可散瞳（睫状肌麻痹）或不散瞳，散瞳可扩大瞳孔，增加光照面积，使光峰更明显；不散瞳更便捷，适合门诊快速检查，但需提高光刺激强度补偿瞳孔缩小的影响；

•环境光照：检查环境为普通室光（35~70LUX），避免强光或暗光环境导致视网膜提前适应，影响光峰-暗谷曲线的真实性；

•眼球运动频率：眼球每1~2.5秒改变一次方向，2~5秒为一个完整来回周期，确保电极能持续捕捉电位变化，同时避免眼球运动过快导致疲劳；

•记录时长：至少记录15分钟，其中暗谷测量全程15分钟（暗谷多出现于11~12分钟，需完整覆盖暗谷出现的时间窗）；光峰测量前5分钟建立稳定基线，要求基线电位波动＜5%，确保光峰测量的准确性。

2. 光刺激强度标准化：消除个体差异的“关键”

•不同个体瞳孔大小差异大，单纯用cd·m⁻²（亮度单位）无法准确反映视网膜实际接收的光能量，因此采用troland（视网膜照度单位） 标准化：

◦troland定义：1 troland = 1 cd·m⁻² × 1 mm²瞳孔区面积，综合考虑光照强度与瞳孔大小，精准反映视网膜实际接收的光能量；

◦具体参数：

▪散瞳状态（瞳孔直径6~8mm，面积约28~50mm²）：光刺激强度50~100cd·m⁻²，对应troland值约1400~5000；

▪不散瞳状态（瞳孔直径2~3mm，面积约3~7mm²）：光刺激强度400~600cd·m⁻²，对应troland值约1200~4200；

◦理想强度：3~3.5 log trolands，此强度下光峰最明显、曲线最稳定，是国际公认的标准化刺激强度。

3. 核心判读指标：Arden比

•定义：Arden比 = 光峰振幅 ÷ 暗谷（或基线）振幅，是反映RPE与光感受器功能的核心量化指标，消除了个体静息电位基础值差异的影响，更具诊断特异性；

•正常参考值：正常人Arden比＞2.0，代表RPE与光感受器功能完整，光诱导的电位变化显著；

•异常分型（临床诊断核心）：

◦平坦型：Arden比＜1.2，提示RPE功能严重受损，光诱导的电位变化几乎消失，曲线呈“平坦状”，无明显光峰-暗谷；

◦降低型：Arden比1.2~2.0，提示RPE功能中度受损，光峰幅度降低，暗谷相对正常，曲线形态变浅；

•辅助指标（补充诊断）：

◦暗谷/光峰潜伏期：从刺激/撤光到暗谷/光峰出现的时间，潜伏期延长提示RPE代谢迟缓、光感受器反应延迟；

◦暗谷或基线振幅：反映RPE基础静息电位水平，振幅降低提示RPE基础功能衰竭。

（五）临床应用

1. 中毒性视网膜病变（EOG早于ERG异常，机制解读）

•氯喹/羟氯喹中毒：

◦机制：氯喹/羟氯喹会蓄积在RPE与光感受器外段，抑制RPE的Na⁺/K⁺-ATP酶活性，破坏离子转运与代谢功能，同时损伤光感受器外段的视紫红质；

◦EOG表现：光峰显著降低，Arden比呈降低型，且EOG异常早于ERG异常（ERG反映神经元功能，中毒早期神经元未受损，仅RPE功能异常）；

◦临床意义：是氯喹/羟氯喹视网膜毒性的早期监测指标，停药后部分患者RPE功能可恢复，EOG可随之改善。

•乙胺丁醇中毒：

◦机制：乙胺丁醇不仅损伤视神经，还会直接损害RPE细胞，抑制其代谢与离子转运；

◦EOG表现：Arden比严重降低（多为平坦型），且与视神经毒性程度正相关；

◦临床意义：辅助评估乙胺丁醇的全身毒性，指导停药时机。

•其他药物：吩噻嗪类（抗精神病药）、消炎痛（非甾体抗炎药）等，也可通过抑制RPE酶活性导致EOG降低。

2. 视网膜色素上皮（RPE）特异性病变

3. 视网膜血管与脱离病变

•视网膜脱离：

◦机制：视网膜脱离导致RPE与光感受器分离，破坏“RPE-光感受器复合体”，同时脱离区域脉络膜血供中断，RPE代谢衰竭；

◦EOG表现：异常程度与脱离范围大小正相关——脱离范围越大，RPE受损区域越广，Arden比越低；

◦临床意义：评估视网膜脱离的功能损伤程度，术后EOG恢复情况与手术创伤、RPE再贴合程度相关，部分患者因RPE不可逆损伤无法恢复正常。

•视网膜血管疾病：

◦机制：高血压、糖尿病、动/静脉阻塞等导致视网膜微循环障碍，RPE与光感受器缺血缺氧，代谢与离子转运受抑制；

◦EOG表现：较ERG更敏感——微循环障碍早期，ERG（神经元功能）可正常，但EOG（RPE功能）已出现降低，是早期发现血管性视网膜病变的敏感指标；

◦临床意义：监测糖尿病视网膜病变、高血压视网膜病变的进展，评估缺血程度。

•脉络膜病变：

◦脉络膜脱离：脉络膜脱离导致RPE血供中断，功能受损，EOG出现明显降低；复位术后10~14天，脉络膜血供恢复，RPE功能逐渐恢复，EOG可随之改善；

◦葡萄膜炎：炎症累及RPE层，导致RPE功能抑制，EOG降低；炎症控制后，EOG可部分恢复。

4. 其他临床价值

•遗传性病变携带者筛查：如视网膜色素变性携带者，眼底无明显病变、视力正常，但RPE功能已存在隐匿异常，EOG可早期发现Arden比轻度降低，为遗传咨询、产前诊断提供依据；

•鉴别诊断（核心逻辑）：

◦EOG异常+ERG异常：提示RPE+光感受器联合病变（如视网膜色素变性、Best病）；

◦EOG正常+ERG异常：提示单纯光感受器病变（如视锥细胞营养不良、视杆细胞营养不良，RPE功能未受累）；

◦EOG异常+ERG正常：提示单纯RPE病变（如早期氯喹中毒、无脉络膜症早期）。

（六）特殊眼电图检查法

1. 色光EOG：精准分离光感受器功能

•原理：视锥细胞（红/绿/蓝锥）与视杆细胞的吸收光谱不同——视锥细胞对红光（560nm）敏感，视杆细胞对蓝光（498nm）敏感；采用红光、蓝光等不同色光作为明适应刺激光，可分别激活视锥细胞、视杆细胞，分离二者的EOG反应；

•操作：先进行白光EOG，再分别用红光、蓝光刺激，记录各自的光峰-暗谷曲线，计算Arden比；

•临床意义：精准评估视锥细胞特异性病变（如全色盲、视锥细胞营养不良，红光EOG异常，蓝光EOG正常）、视杆细胞特异性病变（如先天性静止性夜盲，蓝光EOG异常，红光EOG正常），弥补常规EOG无法区分光感受器亚型的短板。

2. 高渗压反应 & Diamox反应：RPE功能的“特异性激发试验”

•原理：

◦非光刺激诱发的静电位变化，核心是通过高渗液或碳酸酐酶抑制剂（Diamox） 改变RPE细胞的渗透压与离子转运，激发RPE的功能反应；

◦操作流程：先让受检者暗适应30分钟，使RPE静电位稳定；静脉注射高渗液（10%果糖/15%甘露醇，提高血浆渗透压，使RPE细胞脱水）或10% Diamox溶液（抑制碳酸酐酶，改变RPE离子转运）；记录给药前后的静电位变化，计算“给药前静电位 - 给药后最低电位”的差值，再与给药前静电位对比，得到反应比值；

•机制：正常RPE细胞可通过调节离子转运适应渗透压或药物变化，出现“先降后升”的电位变化；若RPE功能受损，无法做出有效反应，电位变化幅度显著降低；

•临床意义：特异性检测RPE功能完整性，尤其适用于常规EOG正常但疑似RPE病变的患者（如早期Stargardt病、RP携带者），可发现隐匿的RPE功能异常。

四、核心必背点

1.EOG本质：反映RPE+光感受器外段的交互功能，是RPE病变的特异性检查，与ERG互补评估视网膜外层功能；

2.核心原理：眼球为生物偶极子（角膜+→视网膜后极-），光刺激诱导光峰-暗谷曲线，反映RPE与光感受器的功能状态；

3.正常光峰4必备条件：有功能的光感受器外段 + 有功能的RPE + 二者接触完整 + 脉络膜血供正常（缺一不可）；

4.核心技术参数：

◦刺激设备：全视野球，诱导眼球30°水平运动；

◦电极：非极化皮肤电极，30~200Hz，电阻＜10kΩ；

◦刺激强度：用troland标准化，理想强度3~3.5 log trolands；

5.核心判读指标：Arden比

◦正常：＞2.0；

◦平坦型：＜1.2（RPE严重受损）；

◦降低型：1.2~2.0（RPE中度受损）；

6.疾病-EOG核心对应（必考）：

◦平坦型：Best病、无脉络膜症、RP晚期；

◦降低型：氯喹/乙胺丁醇中毒、Stargardt病；

◦视网膜脱离：异常程度与脱离范围正相关；

7.特殊检查价值：

◦色光EOG：分离视锥/视杆细胞功能，精准诊断亚型病变；

◦高渗压/Diamox反应：特异性检测RPE隐匿功能异常。

五、学习任务

1.默写EOG的核心原理、正常光峰的4个必备条件，理解每一个条件的生理意义；

2.背诵Arden比的正常范围、异常分型及对应的RPE功能状态，能通过Arden比判断病变严重程度；

3.结合表5-2，逐一梳理“疾病-EOG改变”的对应关系，重点掌握Best病、RP、中毒性病变的EOG特点及背后机制；

4.对比常规EOG、色光EOG、高渗压/Diamox反应的原理、操作与适用场景，建立“分层评估RPE功能”的思路；

5.梳理EOG与ERG的协同诊断逻辑，能通过“EOG+ERG”的组合结果，判断病变部位（RPE/光感受器/联合病变）。

视觉电生理（含EOG）检查仪器：从科学发现到工业化产品全历程

视觉电生理仪器的诞生与迭代，遵循基础生理现象发现→信号记录技术突破→临床检查方法标准化→现代数字化工业成型的完整逻辑，历经四个核心阶段，最终成为眼科临床不可或缺的诊断设备。其形态与检测逻辑，均由每一步的技术突破与多学科协作共同决定。

第一阶段：基础生理发现——证实眼球存在可调控电位（19世纪）

本阶段完成了EOG仪器的原理奠基，科学家首次证实眼球具备天然电位，且该电位可受光照、眼球运动调控，为后续仪器研发提供核心理论依据。

1849年，生理学家杜波依斯‑雷蒙德（Du Bois‑Reymond）在动物眼球实验中，首次观测到角膜相对于眼球后部存在稳定的电位差，这一电位即为眼球静息电位，也是EOG检测的物理基础。

1870年代，多位生理学家与神经生物学家通过后续实验进一步验证，眼球电位具备两大可调控特性：

一是光照刺激可直接改变电位幅值；

二是眼球转动会改变电极采集到的电压信号。

这两大特性共同构成了EOG仪器的核心工作原理：

眼球自带基础电位，电位可随光照与眼球运动发生规律性变化。

受限于当时技术水平，此阶段仅能在离体动物眼球上完成粗略测量，无法实现稳定、可重复的人体信号记录。

参与角色

•生理学家：发现生物电现象，奠定物理基础

•神经生物学家：解释电位与光照、神经活动的关系

本阶段意义

•首次证明眼球是带电器官，为后续所有视觉电生理技术提供理论起点

•确立“电位可被外界刺激调控”的核心思想，为临床检测打开想象空间

第二阶段：仪器雏形研发——实现人体电位稳定记录（1920–1940年代）

本阶段依托电子技术进步，完成实验室原型机发明，首次实现人体EOG信号的采集与可视化，诞生第一代可操作记录设备。

1922年，生理学家/实验医师 Miles 首次采用皮肤电极，在人眼上成功记录到与眼球运动相关的电位变化，产出人类第一份EOG原始信号记录，标志着EOG从动物实验走向人体应用。

1930–1940年代，两项关键电子技术的普及，让稳定记录成为现实：

1.真空管放大器：由电子工程师推动成熟，可将毫伏级微弱生物电信号放大至仪器可识别量级；

2.墨水记录仪：由仪器工程师优化并小型化，能够将电位随时间变化绘制为连续曲线。

二者结合构成第一代EOG记录仪，硬件链路为：

电极→ 放大器 → 墨水笔绘图。

但该设备仅能记录眼球运动相关电位，尚未实现光峰‑暗谷的检测与分析。

参与角色

•实验医师/生理学家：设计人体记录方案，验证临床可行性

•电子工程师：开发放大器，解决微弱信号放大问题

•仪器工程师：设计机械记录结构，实现波形可视化

本阶段意义

•实现从动物实验到人体检测的跨越

•证明“微弱眼电信号可被稳定记录”，为临床设备奠定工程基础

•确立“电极‑放大‑记录”的经典结构，沿用至今

第三阶段：临床方法标准化——确立现代EOG检测体系（1940–1960年代）

本阶段完成临床检测方法发明，建立标准化流程与判读指标，同时配套专用刺激设备，让EOG从实验室技术转化为可临床推广的检查项目。

1945年，眼科医生 + 生理学家 Arden 团队取得里程碑突破：

系统观测并总结明适应、暗适应状态下的眼球电位变化规律，提出以光峰幅值 / 暗谷幅值作为核心判读指标，即沿用至今的Arden比；

同时确立暗适应→暗谷→明适应→光峰的标准化检测流程，奠定现代EOG检查的方法学基础。

1950–1960年代，光学工程师与光电工程师研发并推广Ganzfeld全视野球刺激器，应用于EOG/ERG检测：

•提供全域均匀光照

•避免局部光照不均带来误差

•大幅提升结果可重复性与可比性

EOG正式具备临床落地的硬件条件。

参与角色

•眼科医生：提出临床需求，定义疾病判读标准

•生理学家：解释光峰‑暗谷的生理机制

•光学工程师：设计均匀照明系统（Ganzfeld）

•光电工程师：实现光照强度精确控制

本阶段意义

•建立可重复、可比较、可推广的临床检查方法

•使EOG从“实验室现象”变成眼科诊断工具

•为遗传性眼病、药物毒性、RPE疾病提供客观评价手段

•奠定现代视觉电生理的标准化范式

第四阶段：现代仪器成型——数字化升级与全球标准统一（1970年代至今）

本阶段依托计算机技术完成工业化产品制造，实现设备数字化、自动化，并建立全球统一标准，形成如今商业化销售的视觉电生理仪形态。

1970–1980年代，计算机工程师与信号处理工程师推动技术革命：

计算机与数字信号处理全面取代传统模拟电路，模拟放大器升级为高精度数字放大器，墨水记录仪替换为数字屏幕与数据存储系统；

设备可自动完成信号叠加、噪声滤波、Arden比自动计算，检测效率与精度实现质的飞跃。

1990年代后，国际临床视觉电生理学会（ISCEV）发布全球统一规范，由多国眼科权威、工程师、标准专家共同制定：

•统一刺激强度、频率、滤波、电极位置

•统一EOG/ERG/VEP记录流程

•确保不同品牌、地区设备结果可横向对比

现代商业化视觉电生理仪的标准硬件链路为：

皮肤电极→ 前置放大器 → 信号滤波 → AD模数采集 → 计算机智能分析。

同时集成：

•Ganzfeld全视野球

•程控明/暗适应光源

•自动眼球运动引导模块

•自动计算Arden比、自动生成临床报告

具备规模化生产、市场化销售、全球互认的完整产业能力。

参与角色

•计算机/信号工程师：数字化、自动化、算法核心

•临床医生（眼科）：制定ISCEV标准，定义临床输出

•工业设计师/制造工程师：实现量产、可靠性、成本控制

•质量与法规专家：推动CE、FDA、NMPA注册

本阶段意义

•实现从实验室样机到工业化商品的跨越

•设备稳定、可靠、可批量生产，进入全球医院体系

•成为眼科客观功能检查的金标准之一

•支撑新药临床试验、遗传病诊断、司法鉴定、儿童视功能评估等关键领域

全流程多学科角色总览（清晰总结）

•生理学家/神经生物学家：发现生物电现象，解释机制

•眼科医生/临床医师：提出需求、定义疾病判读、制定标准

•电子工程师：放大器、弱信号检测

•光学工程师：Ganzfeld均匀照明、刺激光控制

•仪器/机械工程师：记录结构、设备结构设计

•计算机/信号工程师：数字化、滤波、算法、自动化

•制造/质量工程师：量产、可靠性、合规

•法规/标准专家：注册、全球标准统一

EOG/视觉电生理仪器的最终应用意义

1. 临床意义（最核心）

•客观、无创、定量评估视网膜、RPE、视神经功能

•是不能主诉患者（婴幼儿、意识障碍、伪盲）的唯一客观视功能工具

•对遗传性视网膜疾病、药物视网膜毒性、青光眼、视神经病变具有早期诊断价值

•手术预后判断、疗效监测的重要依据

2. 科研意义

•视觉科学、神经科学、药理学的重要功能观测手段

•新药视网膜毒性评价的金标准

•基因治疗、细胞治疗的疗效评估核心指标

3. 产业与公共卫生意义

•形成高端医疗设备产业，带动多学科制造链条

•支撑糖尿病视网膜病变、儿童眼病筛查等公共卫生项目

•推动国产医疗设备替代，降低医疗成本