光照、瞳孔与颅内压力的量效关系

　　瞳孔反射是一种通过虹膜肌肉的收缩改变瞳孔大小的生理反应。光照瞳孔引起瞳孔缩小的反应称为瞳孔对光反射。长久以来，生理学家和神经科医生对这种反射表现出极大的兴趣，通过研究这种反射，进而研究感觉和运动的神经通路和整合机制；而物理学家和生物工程学家则把瞳孔对光的反射视为是一个完美的闭合自动控制系统来研究。

　　瞳孔反射通路已经基本明确，瞳孔对光反射传导径路为：光线—视网膜—视神经—视交叉—视束—中脑顶盖前区—两侧EW核—动眼神经—睫状神经节—节后纤维—瞳孔括约肌。多种研究表明，瞳孔并不只是在视网膜上光线改变时才发生变化，其他因素也引起这种变化，如注意到感兴趣的事物会引起扩大，甚至在表示同情时会缩小。情绪变化、生理和心理成瘾（渴求）、颅内压力改变等多种因素会导致瞳孔反应或瞳孔对光反应发生相应变化。而这些对于视觉通路和神经系统疾病诊治有重要作用，也被一些国家应用于检查服用非法药品的一个指标及判断一个人能承受多大工作负荷的可靠指标。

　　虽然在瞳孔反射通路及神经反馈方面取得了一定成果，但是对于引起瞳孔变化的相关的神经系统状态认识尚浅。受限于人们对中枢神经系统认识程度和实验技术、设备等多方面原因，关于瞳孔反射仍有很多问题未阐明。比如：在临床中，我们经常发现瞳孔光反射中瞳孔回缩速度会有差别，而这些现象是用瞳孔反射或神经通路无法进行解释的。

　　在神经外科临床中，瞳孔光反射检查是一项非常重要的体格检查，它不仅反映出神经通路是否完好，还能大致反映出患者颅内状态；是目前临床观察危重患者，尤其是神经重症监护患者病情的重要指征之一，是临床医护人员判断病情的重要依据。当颅内压改变时瞳孔光反射亦会发生相应变化，瞳孔的变化直接预示着疾病的变化与转归。在不同颅内病变情况下，瞳孔对光反射的规律是有差别的：在相同条件下，不同颅内状态下瞳孔初始大小会有差别，瞳孔受光线刺激后收缩速度会有差别，光线刺激解除后瞳孔复位速度也会有不同，而且不同光线强度刺激下瞳孔收缩规律也会有变化。自20世纪30年代以来对瞳孔反射进行了广泛研究，主要揭示了瞳孔的反射通路，发现了瞳孔反射与心理、应激等神经系统状态有关，对瞳孔光反射与颅内压的情况亦有涉及。虽然这些不同情况都反映出颅内情况的差异，但是这些差异的量化规律仍未能阐明，对于瞳孔光反射的瞳孔变化量效研究仍未空白。

　　目前临床大多使用目测的方法估计或用标尺来测量瞳孔的大小，由于受到观察者的主观判断、观察角度等因素的影响，使测量结果缺乏客观，且无法做到持续不间断的观察并及时反映病情。实验室中MacQueen提出K-mean分类算法来提取图像中的瞳孔之后Hartigan&Wong对此进行了改进，根据数据的分布和特征将数据分类为K个类别的算法，通过寻找数据与分类中心点距离的平方和的最小值，达到数据分类的方法。与以往技术相比，目前科研技术手段有了很大提高。目前随着高分辨率数码摄像头的产生、计算机技术及生物医学工程技术的飞速发展，通过计算机拟合技术采用数码摄像机实时采集瞳孔数据，并进行实时瞳孔自动测量已经成为可能。

　　综上，基于光照强度、瞳孔大小与颅内压力三者之间的精确量效关系的数字化研究，对于揭示颅内压变化引起的瞳孔变化、瞳孔光反射变化，以及光照强度与瞳孔光反射的关系等规律具有重要意义。