金晨暉 滕堅(jiān) 司馬晶 張艷玲

視網(wǎng)膜對(duì)比敏感度函數(shù)(retina contrast sensitive function，RCSF)，又稱(chēng)視網(wǎng)膜調(diào)制傳遞函數(shù)，利用成像于晶狀體附近的兩個(gè)相干點(diǎn)光源的干涉作用，避開(kāi)人眼屈光系統(tǒng)的影響，在視網(wǎng)膜上形成頻率大小不同的干涉條紋，同時(shí)相應(yīng)地改變干涉條紋的背景亮度，得到不同頻率下人眼可識(shí)別的條紋最小對(duì)比度，它是以Y軸為最小可識(shí)別對(duì)比度的倒數(shù)，X軸為條紋頻率，記錄并繪制成的曲線。RCSF與對(duì)比敏感度函數(shù)(contrast sensitive function，CSF)的區(qū)別在于:RCSF的改變免受人眼屈光介質(zhì)的影響，主要由造成視神經(jīng)受損的眼部疾引起，如視神經(jīng)疾病、青光眼、黃斑部病變、弱視等;CSF的改變可以由人眼屈光系統(tǒng)異常、視覺(jué)功能異常以及各類(lèi)眼底疾病引起。因此，在臨床上聯(lián)合應(yīng)用RCSF和CSF來(lái)準(zhǔn)確、較早地判斷眼部疾病的發(fā)生位置及類(lèi)型，并對(duì)早期發(fā)生的眼部疾病進(jìn)行及時(shí)干預(yù)，以獲得較好的治療效果。

有關(guān)人眼RCSF的測(cè)量床診斷眼部疾病的作用的深入研究尚少，目前研究較多關(guān)注RCSF測(cè)量裝置原理與方法。如周傳清等［1］、宋文熹等［2］研制 RCSF測(cè)定裝置采用的是平板法設(shè)計(jì)原理;金成鵬等［3］研制的激光視力儀光學(xué)系統(tǒng)采用的是雙道威棱鏡法設(shè)計(jì)原理。以上方法設(shè)計(jì)的裝置移動(dòng)性差，外觀尺寸較大，臨床應(yīng)用繁瑣，不利于測(cè)量裝置的小型化和臨床應(yīng)用的普及。滕堅(jiān)等［4］使用振幅型正弦光柵加零級(jí)空間濾波的方法測(cè)量 RCSF，這使測(cè)量?jī)x器小型化。本研究基于滕堅(jiān)等［4］的理論分析，采用干涉性更好的全息光柵，來(lái)設(shè)計(jì)制作手持式的 RCSF測(cè)量?jī)x，并針對(duì)正常人群的測(cè)量來(lái)研究該儀器的測(cè)量重復(fù)性和可靠性。另外，通過(guò)對(duì)白內(nèi)障患者進(jìn)行臨床測(cè)量，以進(jìn)一步確定該儀器的有效性和臨床合理的測(cè)量方式，為該設(shè)備能在臨床上對(duì)此類(lèi)眼科疾病進(jìn)行有效檢查提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料與分組 選擇在校大學(xué)生48例(48眼)，年齡18～21(19.52±1.01)歲，作為 RCSF 測(cè)量組;收集2012年4月至6月在深圳市第二人民醫(yī)院眼科確診為成熟期白內(nèi)障患者20例(33眼)，年齡28～80(54.9±15.41)歲，并接受白內(nèi)障囊外摘出及超聲乳化吸出聯(lián)合人工晶狀體植入術(shù)，作為干涉條紋視力測(cè)量組。應(yīng)用RCSF樣機(jī)對(duì)48例學(xué)生和20例白內(nèi)障患者分別進(jìn)行RCSF和最佳矯正視力測(cè)量。納入標(biāo)準(zhǔn):每例學(xué)生雙眼至少一眼無(wú)特殊眼部異常，且屈光度≤0.50 DS;白內(nèi)障患眼矯正遠(yuǎn)視力均無(wú)法辨認(rèn)0.1視標(biāo)，且不伴有其他影響視功能的眼部疾病。

1.2 儀器 日本Topcon電腦驗(yàn)光儀RM8800;國(guó)產(chǎn)臺(tái)式平板微機(jī)控制 RCSF測(cè)定儀(溫州醫(yī)學(xué)院研制)，為溫州雷蒙光電科技有限公司 RM800對(duì)比敏感度測(cè)理儀的原型機(jī);本研究仿真機(jī)為手持式RCSF測(cè)量?jī)x樣機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)樣機(jī))3臺(tái)。

1.3 方法

1.3.1 樣機(jī)的設(shè)計(jì) 分別完成原理樣機(jī)、結(jié)構(gòu)樣機(jī)、外觀樣機(jī)及仿真樣機(jī)的研制。原理樣機(jī)和結(jié)構(gòu)樣機(jī)是同步完成的，先根據(jù)試驗(yàn)要求完成內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制工藝制作一臺(tái)樣機(jī)，配合前期的試驗(yàn)使用，以確定內(nèi)部結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、操作方式等。第一臺(tái)仿真樣機(jī)是在以上研制的基礎(chǔ)上完成，試用后作進(jìn)一步改進(jìn)，又完成兩臺(tái)仿真樣機(jī)，其外觀見(jiàn)圖1。

Figure 1 Hand-hold prototype of instrument measuring RCSF 手持式RCSF樣機(jī)

圖1 中 C 指調(diào)節(jié)對(duì)比度，共6 檔，即 0、1、2、3、4、5，分別代表對(duì)比度 100.00%、50.00%、25.00%、12.50% 、6.25%、1.56%，對(duì)應(yīng)的敏感度值分別是 0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.8;G 指調(diào)節(jié)不同空間頻率條紋或?qū)?yīng)視力值，共 6 檔，即 1、2、3、4、5、6，分別代表在視網(wǎng)膜產(chǎn)生的條紋頻率 2.4 c·d－1、3.6 c·d－1、6.0 c·d－1、9.0 c·d－1、15.0 c·d－1、24.0 c·d－1;D 指調(diào)節(jié)條紋方向，共3檔，從上至下分別代表患者所觀察條紋方向?yàn)樽髢A30°、垂直、右傾30°;F指固定額托;S指患者觀察孔。

1.3.2 檢查方法 RCSF測(cè)量組檢查方法:選擇兩名在醫(yī)院實(shí)習(xí)的大三學(xué)生作為檢查者，對(duì)其詳細(xì)講解樣機(jī)的結(jié)構(gòu)與使用方法。將48例被測(cè)者隨機(jī)平均分配給兩名檢查者進(jìn)行檢查，測(cè)量2次，比較2次測(cè)量結(jié)果差異，以此來(lái)判斷該樣機(jī)的測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性或一致性。另外，將手持式裝置在6個(gè)空間頻率(2.4 c·d－1、3.6 c·d－1、6.0 c·d－1、9.0 c·d－1、15.0 c·d－1、24.0 c·d－1)下所測(cè)量 48 眼 RCSF 值，與平板微機(jī)控制RCSF測(cè)定儀所測(cè)量的60眼正常眼RCSF值進(jìn)行比較［5］，以此判斷手持式裝置的有效性。

干涉條紋視力測(cè)量組檢查方法:運(yùn)用樣機(jī)的干涉條紋視力計(jì)功能，對(duì)白內(nèi)障患者進(jìn)行術(shù)前、術(shù)后3 d的潛視力檢查，分析前后檢查結(jié)果的一致性，以驗(yàn)證該樣機(jī)免于人眼屈光介質(zhì)的影響程度以及臨床實(shí)用性。為獲得樣機(jī)干涉條紋視力計(jì)功能，需要讓白內(nèi)障患者辨認(rèn)在最大對(duì)比度情況下(100.00%)能看見(jiàn)的最大SF值，即患者的最佳矯正視力或潛視力。

1.3.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 對(duì)于同一名被測(cè)者在某一空間頻率下連續(xù)測(cè)量2次的RCSF結(jié)果一致，記錄為一致1次;術(shù)前預(yù)測(cè)視力與術(shù)后視力相差1行以內(nèi)者，為術(shù)前與術(shù)后視力值一致，否則為不一致。本研究數(shù)據(jù)通過(guò)Excel表格及SPSS 11.5軟件包進(jìn)行處理，本研究樣機(jī)與平板微機(jī)控制RCSF測(cè)定儀的測(cè)量差異性;對(duì)術(shù)前與術(shù)后最佳矯正視力相關(guān)性進(jìn)行線性相關(guān)分析。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 樣機(jī)測(cè)量一致性 48名被測(cè)者的2次 RCSF測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。在48名被測(cè)者的測(cè)量結(jié)果中，對(duì)應(yīng)空間頻率 2.4 c·d－1到 24.0 c·d－1的 2 次測(cè)量中，其結(jié)果不一致次數(shù)分別是0次、0次、2次、4次、4次、9次，一致率分別是 100.0%、100.0%、95.8%、91.7%、91.7%、81.3%。該樣機(jī)的測(cè)量一致性隨著條紋空間頻率的增加而降低。

2.2 樣機(jī)與平板微機(jī)控制RCSF測(cè)定儀的測(cè)量差異性 6個(gè)空間頻率下所測(cè)量RCSF值與溫州醫(yī)學(xué)院研制的平板微機(jī)控制RCSF測(cè)定儀所測(cè)量的60眼正常眼 RCSF值見(jiàn)表2，除 24.0 c·d－1外，其余空間頻率測(cè)量結(jié)果與平板微機(jī)RCSF測(cè)定儀的測(cè)量結(jié)果相比，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P＞0.05)。

表1 48名正常眼2次RCSF的測(cè)量結(jié)果Table 1 Two measured results of RCSF in 48 normal eyes

表2 手持式RCSF測(cè)量?jī)x樣機(jī)和平板微機(jī)控制RCSF測(cè)定儀所測(cè)RCSF值比較Table 2 Comparison of RCSF measured by handhold prototype and computer controlled measuring instrument

2.3 樣機(jī)預(yù)測(cè)白內(nèi)障術(shù)后視力 33眼白內(nèi)障患眼術(shù)前、術(shù)后3 d的最佳矯正視力檢查結(jié)果見(jiàn)表3。33眼中有19眼術(shù)前無(wú)法用樣機(jī)測(cè)出最佳矯正視力，故用“0”表示。術(shù)前和術(shù)后最佳矯正視力之間具有相關(guān)性(r=0.382，P=0.028);＞20～40歲、＞40～60歲和＞60～80歲組，術(shù)前與術(shù)后視力測(cè)量一致性分別為 34.4% 、53.7% 和 25.9% 。

3 討論

在國(guó)內(nèi)基于平板法、雙道威棱鏡法、光柵法制作的RCSF測(cè)量裝置都有相關(guān)報(bào)道，而本研究基于團(tuán)隊(duì)前期的研究成果［6］，首次利用全息光柵制作出手持式RCSF測(cè)量樣機(jī)，且具有干涉視力計(jì)功能，經(jīng)臨床試用，體現(xiàn)出其具有較好的移動(dòng)性、測(cè)量穩(wěn)定性和有效性等特點(diǎn)。

表3 樣機(jī)測(cè)量不同年齡白內(nèi)障眼術(shù)前、術(shù)后3 d的視力Table 3 Visual acuity before surgery and 3 days after surgery in cataract patients with different years old by the prototype

對(duì)48名18～21歲正常人群RCSF的測(cè)量結(jié)果顯示，除在 24.0 c·d－1處(81.3%)外，均體現(xiàn)出優(yōu)異的測(cè)量穩(wěn)定性(大于90.0%)，且隨著條紋空間頻率的增加，測(cè)量穩(wěn)定性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這可能是因?yàn)殡S著條紋寬度的不斷變窄，被測(cè)者在同樣的對(duì)比度下辨認(rèn)條紋方向的難度不斷增大，進(jìn)而參與過(guò)多的猜測(cè)因素，所以在RCSF的測(cè)量過(guò)程中，可以適當(dāng)增加高頻率光柵的測(cè)量次數(shù)以盡量抵消穩(wěn)定性的影響;而測(cè)量低頻率光柵時(shí)，可以減少或僅測(cè)量1次，以縮減測(cè)量時(shí)間，進(jìn)而提高測(cè)量效率。在與平板微機(jī)RCSF測(cè)定儀的測(cè)量比較中，除空間頻率24.0 c·d－1外，RCSF測(cè)量值均表現(xiàn)出較好的一致性?？臻g頻率24.0 c·d－1處的測(cè)量差異可能與手持式裝置的對(duì)比度檔位設(shè)置跨度較大有關(guān)，不能更加精確地測(cè)量高空間頻率的對(duì)比敏感度，可以通過(guò)增加對(duì)比敏感度變化檔位來(lái)解決。

在該樣機(jī)的測(cè)量有效性分析中，因?yàn)镽CSF免于屈光系統(tǒng)的影響，且正常屈光系統(tǒng)對(duì)人眼CSF影響較小，RCSF的測(cè)量結(jié)果與正常人眼CSF具有一定的可比性，本樣機(jī)測(cè)量的RCSF較符合人眼CSF的倒“U”曲線圖，所測(cè)正常人群最高對(duì)比敏感度位于3～6 c·d－1處，這一結(jié)果較符合之前研究結(jié)果［7-8］，實(shí)際上，為了提高床檢查效率，可以僅檢查該空間頻率段的對(duì)比敏感度以診斷視神經(jīng)損傷的眼部疾病。另外，因?yàn)槿搜鄄煌臻g頻率的正常值范圍會(huì)受到周邊環(huán)境亮度的影響，所以測(cè)量結(jié)果只是用于臨床對(duì)比參考，而不能作為人眼標(biāo)準(zhǔn)值。不過(guò)人眼在明視覺(jué)環(huán)境亮度下的對(duì)比敏感度閾值較穩(wěn)定［9］，本樣機(jī)所測(cè)量RCSF與心理物理法所測(cè)量正常人群CSF結(jié)果基本一致［10］。

在測(cè)量20例(33眼)白內(nèi)障患者的試驗(yàn)中，將樣機(jī)的功能調(diào)整為干涉視力計(jì)，通過(guò)判斷術(shù)前、術(shù)后視力值的一致性來(lái)確認(rèn)該樣機(jī)免于人眼屈光介質(zhì)的影響程度以及臨床實(shí)用性。術(shù)前、術(shù)后視力測(cè)量的相關(guān)性一般(r=0.382)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.028)。不過(guò)需要特別注意，在33眼成熟的白內(nèi)障患眼中，有19眼術(shù)前無(wú)法辨認(rèn)眼底條紋，說(shuō)明干涉條紋無(wú)法穿透混濁的介質(zhì)。不過(guò)在 ＞20～40歲組中，有2眼是外傷性白內(nèi)障，介質(zhì)混濁不局限于晶狀體，再加上樣本較小，不能完全說(shuō)明該樣機(jī)在該年齡組的測(cè)量表現(xiàn)。對(duì)于＞60～80歲組，可能是因?yàn)槟挲g較大帶來(lái)的交流與識(shí)別困難或視功能退化，而導(dǎo)致無(wú)法辨認(rèn)干涉條紋。但是，對(duì)于＞40～60歲組，術(shù)前、術(shù)后視力預(yù)測(cè)一致率達(dá)到53.7%，具有較好的臨床應(yīng)用性，這一結(jié)果與之前國(guó)內(nèi)的臨床報(bào)道具有一致性［11-13］，如徐國(guó)旭等［11］和袁朝旭等［12］測(cè)得術(shù)后視力與術(shù)前預(yù)測(cè)相差2行者的一致率分別為56.5%和61.1%，而陳燕等［13］利用 Heine干涉條紋視力計(jì)預(yù)測(cè)的一致率為43.9%。

本研究亦發(fā)現(xiàn)，利用本樣機(jī)所測(cè)量正常人群RCSF的最高對(duì)比敏感度是1.8，沒(méi)有達(dá)到預(yù)先設(shè)置的最高測(cè)量值2.1，主要原因可能是:本樣機(jī)的對(duì)比度改變是通過(guò)改變電流強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)需要改變微弱的條紋對(duì)比度時(shí)，效果較差。今后可以考慮采用之前研究所采用的雙偏正片法來(lái)改進(jìn)。另外，在測(cè)量白內(nèi)障患者時(shí)，發(fā)現(xiàn)RCSF測(cè)量結(jié)果易受到屈光介質(zhì)混濁度的影響，這將導(dǎo)致實(shí)際測(cè)量結(jié)果很接近RCSF，而非真正的RCSF，故建議該類(lèi)裝置用于非屈光混濁眼部疾病患者的RCSF測(cè)量，其干涉視力計(jì)功能可用于眼部屈光介質(zhì)混濁疾病患者。

本樣機(jī)是國(guó)內(nèi)外首臺(tái)移動(dòng)式RCSF測(cè)量?jī)x，其設(shè)計(jì)技術(shù)水平、方法先進(jìn)，并獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。通過(guò)臨床試用，完全可以應(yīng)用于造成視神經(jīng)損傷眼部疾病的篩查或診斷，同時(shí)具有干涉視力計(jì)的功能。與常規(guī)CSF檢查相比，本研究RCSF樣機(jī)具有測(cè)量步驟簡(jiǎn)便和可分段評(píng)估人眼CSF的優(yōu)勢(shì);與同類(lèi)臺(tái)式儀器比較，具有輕便、可移動(dòng)性的優(yōu)勢(shì)，為行動(dòng)不便的眼部疾病患者提供更加貼心的臨床檢查服務(wù)，另外還具有較為低廉的開(kāi)發(fā)成本。今后，為了更加突出本研究樣機(jī)的臨床可操作性，電、機(jī)、算一體化將是該裝置產(chǎn)品化工作中的重要內(nèi)容。

1 周傳清，金成鵬，劉曉玲，陶育華.微機(jī)控制激光視網(wǎng)膜MTF測(cè)定技術(shù)的研究［J］.眼視光學(xué)雜志，2000，2(3):159-161.

2 宋文熹，石紅，曾凡宇，周述禮，干雪梅，游光華，等.激光視覺(jué)對(duì)比敏感度測(cè)定儀的研制與應(yīng)用［J］.中華眼底病雜志，1994，10(2):111-114.

3 金成鵬，陳式蘇，方春庭.激光視力儀光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.中國(guó)醫(yī)療器械雜志，1991，15(2):69-71.

4 滕堅(jiān)，金晨暉，楊偉斌.振幅型光柵人眼調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)定的理論分析［J］.中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù)，2007，11(40):8165-8168.

5 金晨暉，金成鵬，劉曉玲，陶育華.矩形光柵法視網(wǎng)膜調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)定技術(shù)的研究［J］.國(guó)際眼科雜志，2004，4(2):288-291.

6 金晨暉，滕堅(jiān)，楊偉斌.全息光柵法視網(wǎng)膜調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)定裝置的實(shí)驗(yàn)研究［J］.眼視光學(xué)雜志，2009，1(1):50-52.

7 Campbell FW，Green DG.Optical and retinal factors affecting visual resolution［J］.J Physiol，1965，181(3):576-593.

8 Campbell FW，Gubisch RW .Optical quality of the human eye［J］.J Physiol，1966，186(3):558-578.

9 楊雄里.視覺(jué)的神經(jīng)機(jī)制［M］.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996:47-48.

10 De Valois RL，Morgan H，Snodderly DM.Psychophysical studies of monkey vision，III:spatial luminance contrast sensitivity tests of macaque and human observers［J］.Vision Res，1974，14(1):75-81.

11 徐國(guó)旭，郝麗莉，徐國(guó)彤，李春華，陳麗群，張積，等.視網(wǎng)膜計(jì)對(duì)白內(nèi)障術(shù)后視力預(yù)測(cè)可靠性評(píng)價(jià)及相關(guān)影響因素分析［J］.中國(guó)實(shí)用眼科雜志，2006，24(8):789-791.

12 袁朝旭，孫慧敏，袁佳琴.Lotmar視力儀預(yù)測(cè)白內(nèi)障術(shù)后最佳矯正視力［J］.眼科研究，2000，18(1):57-59.

13 陳燕，施明光，牛燕，金成鵬，李子良.兩種干涉條紋視力計(jì)對(duì)自內(nèi)障患者術(shù)后視力預(yù)測(cè)的對(duì)照研究［J］.眼科新進(jìn)展，2006，26(4):283-286.