微电流刺激在眼科中的应用清华大学

微电流刺激在眼科中的应用清华大学第1页/共57页微电流刺激

在眼科中的应用郭虹第2页/共57页

2023/4/53电疗法Electro-Therapy经皮神经电刺激TranscutaneousElectricalNerveStimulation(TENS)干扰电疗法InterferentialCurrent(IFC)

直流电疗法

GalvanicStimulation(GS)微电流刺激Microcurrentstimulation（MCT）1818年关于电疗的漫画：《灵药—电万能药》第3页/共57页2023/4/54微电流刺激的优势1969年，Wolcott团队报告使用200-800微安电流加速伤口愈合，瘢痕组织抗张强度更好，抗菌能力更强。安-舒二氏定律:弱刺激增强生理活动,强刺激抑制生理活动微电流更接近生物体组织修复时的自发生物电流。指标TENSMCT电流强度毫安微安作用机理阻断神经传导促进损伤组织细胞的再生副作用高电流可能引起细胞电解1/3的病人有不适感刺激位置的皮肤轻微发红，10分钟后即可消失没有不适感人体感觉从轻微的麻刺感到肌肉抽动在感知阈值以下治疗后一旦停止，作用消失停止治疗后生物电继续变化第4页/共57页2023/4/55微电流刺激的作用增加ATP的产生增加蛋白合成增加离子交换加快细胞运输加快血流速度第5页/共57页2023/4/56文献汇报微电流刺激对视觉神经细胞存活与再生的作用细胞实验—Retinalmüllercells动物实验---RCS大鼠人体实验经角膜电刺激经皮电刺激第6页/共57页2023/4/57人眼解剖结果第7页/共57页2023/4/58视网膜光第8页/共57页2023/4/59标题Directeffectofelectricalstimulationoninductionofbrain-derivedneurotrophicfactorfromculturedretinalmuellercells作者单位大阪大学医学院,日本发表期刊Investigatedophthalmologyandvisualscience,2008,IF=3.431目的研究电流刺激对脑源性神经营养因子的产生的作用相关性微电流刺激，视网膜，机理文献1第9页/共57页2023/4/510问题电刺激对BDNF产生的作用机理是什么？第10页/共57页2023/4/511背景介绍Muller细胞:视网膜中主要的胶质细胞表达谷氨酸钠转运体->保护神经节细胞合成谷氨酰胺合成酶产生多种神经营养因子(BDNF,bFGF,IGF)Ca2+:第二信使L型电压依赖性钙通道->钙流入->神经营养因子电刺激引起钙流入从而诱发多种基因表达第11页/共57页2023/4/512实验方法Muller细胞培养>95%1代电刺激:AgCl针型电极(直径0.2mm)插入培养液间隔20mm双相方波串(脉宽1ms;频率20Hz;电流10mA)作用时间:30分钟微阵列分析RNA样本与包含31099个目标探针杂交量化实时聚合酶链反应RT-PCRBDNF的mRNA水平酶联免疫吸附法BDNF蛋白水平L-VDCC阻滞的量化实时PCR（硝苯吡啶）第12页/共57页2023/4/513实验结果微阵列分析电刺激下，245个探针表达信号强度比对照组高两倍以上神经系统发育相关基因中BDNF的基因表达增加2.6倍BDNFmRNA上调2h,3h增加1.2倍6h降低第13页/共57页2023/4/514细胞内BDNF蛋白水平6h细胞外BDNF蛋白水平

第14页/共57页2023/4/515L-VDCC阻滞0mA10mA0mA+blocker10mA+blocker第15页/共57页2023/4/516讨论钙离子通过L型电压依赖性钙离子通道流入muller细胞上调BDNF的转录Muller细胞不只合成BDNF，而且表达BDNF的特异受体BDNF对光感受器和神经节细胞有神经保护作用电刺激如何刺激L-VDCC的机制尚不明确第16页/共57页2023/4/517学到的知识细胞的培养细胞实验基因表达分析不足微阵列分析只选择了一种神经营养因子BDNF进行分析第17页/共57页2023/4/518问题电刺激对BDNF产生的作用机理是什么？钙离子通过L型电压依赖性钙离子通道流入细胞上调BDNF的转录第18页/共57页2023/4/519标题TranscornealelectricalstimulationpromotesthesurvivalofphotoreceptorsandpreservesretinalfunctioninRoyalCollegeofsurgeonsrats作者单位大阪大学医学院,日本发表期刊Investigatedophthalmologyandvisualscience,2007,IF=3.431目的研究电流刺激对视网膜光感受器细胞的作用相关性微电流刺激，视网膜，作用机理文献2第19页/共57页2023/4/520问题本文采用的大鼠视网膜功能的评价方法是什么？第20页/共57页2023/4/521背景知识RCS大鼠(RoyalCollegeofSurgeonrat)在英国皇家外科学院（RoyalCollegeofSurgeons）最早培育成功而得名。此鼠有常染色体遗传性视网膜变性，基因型为rdy；是目前研究某些形式的视网膜色素变性、遗传性黄斑变性及脉络膜缺损等疾病的动物模型

视网膜色素变性(Retinitispigmentosa,RP)感光细胞逐渐变性,进而演变成不可治愈的失明遗传缺陷或基因突变第21页/共57页2023/4/522实验动物6只RCS大鼠（光照：12小时暗12小时亮循环，光照度：100lux）电极：双极性接触式电极电流：脉宽1ms；频率20Hz；电流50,100uA；双相方波；持续时间1h效果分析:视网膜功能：视网膜电图视网膜形态：组织学观察第22页/共57页2023/4/523100uASham组织学观察第23页/共57页2023/4/524ONL,INL厚度随电流强度的改变第24页/共57页2023/4/525

3周control5周TES5周Sham9周TES9周Sham第25页/共57页2023/4/526ONL,INL厚度随时间的改变第26页/共57页2023/4/527视网膜电图ERGControlControlTESShamB波a波b波第27页/共57页2023/4/528类暗视阈值反应负响应暗视阈值反应阈值第28页/共57页2023/4/529讨论验证电刺激对光感受器细胞形态和功能上的保护延长光感受器的存活期减缓视网膜功能的损失对视网膜形态的保护对整个视网膜均有保护作用(药物注射方法只能作用局部)对内核层的厚度没有显著影响动物模型光感受器变性速度快，可考虑选用其他RP模型，如RPE65-缺陷小鼠作用机理---尚不明确未见明显副作用第29页/共57页2023/4/530学到的知识RP动物模型评价方法不足所用动物模型与人的RP病程特点有差异电刺激模式简单，参数单一第30页/共57页2023/4/531问题本文采用的大鼠视网膜功能的评价方法是什么？视网膜电图,分析b波幅度和阈值,暗视阈值反应的幅度和阈值第31页/共57页2023/4/532标题Effectoftranscornealelectricalstimulationinpatientswithnonarteriticischemicopticneuropathyortraumaticopticneuropathy非动脉性缺血性视神经病变或创伤性视神经病变作者单位大阪大学医学院,日本发表期刊JapanesejournalofOphthalmology,2006,IF=1.272目的研究经角膜电流刺激是否能够提高视神经病变病人的视觉功能相关性微电流刺激，人体实验，视神经疾病文献3第32页/共57页2023/4/533问题经角膜电刺激的电流强度以多少为宜？第33页/共57页2023/4/534方法病人：3NAION,5TON视锐度：0.01-0.2(NAION);HM-0.2(TON)57-75yrs(NAION);14-71yrs(TON)4-24个月(NAION);3周-11个月(TON)电极：双极性接触式电极介入过程：0.4%奥布卡因盐酸盐麻醉3%透明质酸+4%硫酸软骨素保护角膜电流：脉宽10ms;频率20Hz;电流300uA-2mA(产生光幻点)时间:30分钟第34页/共57页2023/4/535视功能评价最佳矫正视力（BCVA）提高:≥0.3logMAR降低:<0.3logMAR闪光临界融合频率（CFF）提高:≥15%外周视野提高:≥20%降低:<20%测量时间治疗前，治疗后1个月，治疗后3个月安全性角膜上皮细胞、内皮细胞IOP眼内压，眼底瞳孔，前房第35页/共57页2023/4/536BCVA结果第36页/共57页2023/4/537第37页/共57页2023/4/538等视力线第38页/共57页2023/4/539闪光临界融合频率第39页/共57页2023/4/540安全性无痛感报告所有病人出现轻微浅层点状角膜损伤，次日全部复原角膜内皮细胞数无明显变化瞳孔大小与形状无变化前房未观察到闪光眼内压未见明显变化眼底检查视网膜或视盘无明显变化第40页/共57页2023/4/541长期效果观察治疗后3个月内持续改善视功能之后视觉功能出现减退再次治疗后，功能再次改善第41页/共57页2023/4/542讨论治疗越早，效果越好4周之内的病人治疗效果明显，3个月以外的病人效果不明显不排除自发复原的可能有效电流强度在外周和中央视野激发光幻点的电流强度电刺激的神经保护作用—至少3个月经角膜电刺激的安全性第42页/共57页2023/4/543学到的知识电流模式视功能评价方法眼科检查手段不足病人数量过少治疗时间短，没有重复治疗缺少对照组第43页/共57页2023/4/544问题经角膜电刺激的电流强度以多少为宜？能够在外周和中央视野激发出光幻点的电流强度第44页/共57页2023/4/545标题TranscutaneousElectricalRetinalStimulationTherapyforAge-RelatedMacularDegeneration作者单位庆应义塾大学医学院,日本国家感觉器官研究所，日本前沿医学研究所，美国发表期刊TheOpenOphthalmologyJournal,2008目的研究经皮电流刺激对老年性黄斑变性的治疗效果相关性微电流刺激，人体实验，老年性黄斑变性文献4第45页/共57页2023/4/546问题微电流刺激对哪种黄斑变性更有效？第46页/共57页2023/4/547背景知识老年性黄斑变性湿性：10%，脉络膜新生血管，引起视网膜出血、水肿及色素上皮细胞的破坏，最终导致疤痕形成，从而视力丧失干性：90%，黄斑区色素上皮细胞萎缩变性，进展缓慢，可发展为湿性。目前尚无有效的治疗方法第47页/共57页2023/4/548实验实验对象（湿性组W：27只眼睛;干性组D：7只）病人：15男性/1女性W:51-85yrsD:63-85yrs电流：800uA,单相波,20min/次,4次/天效果评价：治疗前与治疗后4周最佳矫正视锐度糖尿病视网膜病变早期治疗研究视力分值裂隙灯检查眼底镜自动静态视野荧光素血管造影术病人主观评分1minF=290Hz2minF=31Hz10minF=8.9Hz7minF=0.28Hz第48页/共57页2023/4/549第49页/共57页2023/4/550结果