不同環(huán)境亮度下影響近視眼對(duì)比度閾值的主要像差項(xiàng)△

趙新恒 王雁 張琳 李夢(mèng)迪 張妍

隨著人們生活水平的提高，視覺質(zhì)量逐漸受到更多的關(guān)注。日常生活中要面臨各種復(fù)雜的視覺環(huán)境，視力檢測(cè)僅反映高空間頻率視標(biāo)在高對(duì)比度下的視覺功能，無法全面評(píng)估人眼在日常生活中的視覺表現(xiàn)[1-2]。對(duì)比敏感度測(cè)試作為一種更全面的主觀視覺質(zhì)量評(píng)估手段，在屈光手術(shù)及白內(nèi)障手術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。不同環(huán)境亮度下對(duì)比敏感度測(cè)試可以更加全面地反映人眼主觀視覺質(zhì)量。但是傳統(tǒng)對(duì)比敏感度測(cè)量耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，近年來對(duì)比敏感度測(cè)量設(shè)備不斷涌現(xiàn)[3-6]，我們嘗試在三種環(huán)境亮度下利用中等空間頻率的視標(biāo)來測(cè)量對(duì)比度閾值，以此反映不同環(huán)境亮度下的視覺質(zhì)量，并探究影響不同環(huán)境亮度下對(duì)比度閾值的主要像差及像差組合。

1 資料與方法

1.1 資料與分組本研究為橫斷面研究，選取2018年12月至2019年2月于天津市眼科醫(yī)院屈光手術(shù)中心就診的近視及近視散光患者98例(196眼)，男64例、女34例，年齡17～45(22.63±5.17)歲。等效球鏡度-1.63～-9.25(-5.27±1.64)D。在三種環(huán)境亮度下分別以對(duì)比度閾值中位數(shù)為界對(duì)被檢者分組，亮環(huán)境下對(duì)比度閾值<15%為B1組，≥15%為B2組。暗環(huán)境下無眩光時(shí)對(duì)比度閾值<80%為D1組，≥80%及以上為D2組。暗環(huán)境下有眩光時(shí)對(duì)比度閾值<80%為G1組，≥80%為G2組。

納入標(biāo)準(zhǔn)：最佳矯正視力≥0.8；角膜地形圖形態(tài)規(guī)則無異常；無嚴(yán)重干眼；無眼部活動(dòng)性疾病、青光眼、白內(nèi)障及眼底病變；無眼部外傷史；角膜上皮光滑，角膜透明無云翳或斑翳。排除標(biāo)準(zhǔn)：屈光參差>2.00 D； 角膜上皮粗糙；嚴(yán)重干眼??；眼部活動(dòng)性炎癥; 弱視。

1.2 方法

1.2.1 眼科常規(guī)檢查包括眼前節(jié)裂隙燈檢查，屈光間質(zhì)檢查，眼底檢查，電腦驗(yàn)光，顯然驗(yàn)光及最佳矯正視力檢測(cè)。視力測(cè)定采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)視力表。

1.2.2 對(duì)比度閾值測(cè)量

1.2.2.1 亮環(huán)境下對(duì)比度閾值測(cè)定運(yùn)用Binoptometer?4P(德國(guó)Oculus公司)測(cè)量被檢者的亮環(huán)境(85 cd·m-2)下0.4 logMAR“E”字視標(biāo)對(duì)比度閾值,對(duì)比度分為9個(gè)變量(80.0%、40.0%、25.0%、20.0%、15.0%、10.0%、7.5%、5.0%、2.5%)。測(cè)試距離為3 m，詢問并記錄每種對(duì)比度分別能看清的視標(biāo)方向的個(gè)數(shù)，正確識(shí)別視標(biāo)超過3/5記為通過相應(yīng)級(jí)別的對(duì)比度測(cè)試。

1.2.2.2 暗環(huán)境下對(duì)比度閾值測(cè)定在暗環(huán)境(3 cd·m-2)下無眩光時(shí)依次辨別95%、80%、63%、50%對(duì)比度1.0 logMAR 的Landolt C視標(biāo)(相當(dāng)于2/20的視標(biāo)，空間頻率相當(dāng)于3 c·d-1)，正確識(shí)別視標(biāo)超過3/5記為通過相應(yīng)級(jí)別的對(duì)比度測(cè)試。添加眩光源(0.1 cd·m-2)后重復(fù)檢查。

測(cè)試前根據(jù)顯然驗(yàn)光結(jié)果使用框架眼鏡完全矯正近視及散光。所有檢查均由同一位經(jīng)驗(yàn)豐富的臨床醫(yī)師進(jìn)行。

1.2.3 不同環(huán)境亮度下瞳孔直徑采集使用Pentacam角膜地形圖儀(德國(guó)Oculus公司)進(jìn)行檢查。檢查者對(duì)焦后儀器開始自動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描和連續(xù)拍攝，圖像質(zhì)量參數(shù)>95%即可視為合格數(shù)據(jù)。每眼測(cè)量3次，取平均值。使用Colvard Pupillometer(美國(guó)Oasis公司)測(cè)量[7]，測(cè)試時(shí)室內(nèi)亮度保持在3 cd·m-2，測(cè)試之前囑被檢者暗適應(yīng)3 min后測(cè)量暗環(huán)境瞳孔直徑[8]。測(cè)量均由同一位經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師獨(dú)立完成。測(cè)量三次，并取其平均值。

1.2.4 人眼高階像差數(shù)據(jù)采集使用WaveScan波前像差儀(美國(guó)Visx公司)于自然瞳孔下進(jìn)行測(cè)量。檢查者調(diào)整對(duì)焦后采集像差數(shù)據(jù)。每眼重復(fù)測(cè)量三次，取瞳孔直徑為6 mm時(shí)的像差值。采用美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，2008年)像差標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)模式，利用Zernike多項(xiàng)式的像差描述方法。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 21.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。所有被檢者取右眼數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。計(jì)量指標(biāo)的數(shù)據(jù)資料經(jīng)Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)證實(shí)符合正態(tài)分布，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用四分位數(shù)表示，計(jì)數(shù)資料用頻數(shù)表示；對(duì)比度閾值為等級(jí)資料，應(yīng)用Spearman非參數(shù)相關(guān)分析法檢驗(yàn)對(duì)比度閾值分別與等效球鏡度、瞳孔直徑、年齡以及彗差、球差、高階像差均方根的相關(guān)性。兩組之間正態(tài)分布的計(jì)量參數(shù)(等效球鏡度、瞳孔直徑、年齡、高階像差的均方根)比較應(yīng)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；檢驗(yàn)水準(zhǔn)：α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 不同環(huán)境下對(duì)比度閾值與各因素相關(guān)性亮環(huán)境下對(duì)比度閾值與等效球鏡度有顯著相關(guān)性(P<0.05)。而在暗環(huán)境下無眩光時(shí)和暗環(huán)境下有眩光時(shí)兩者均無相關(guān)性(均為P>0.05)。見表1。年齡、瞳孔直徑與對(duì)比度閾值在亮環(huán)境下、暗環(huán)境下無眩光時(shí)及暗環(huán)境下有眩光時(shí)均無相關(guān)性(均為P>0.05)。

亮環(huán)境下、暗環(huán)境下有眩光時(shí)對(duì)比度閾值與總高階像差、垂直彗差、水平彗差、球差均無相關(guān)性(均為P>0.05)。

暗環(huán)境下無眩光時(shí)對(duì)比度閾值與球差有顯著相關(guān)性(P<0.05)，與總的高階像差、垂直彗差、水平彗差均無相關(guān)性(均為P>0.05)。

表1 不同環(huán)境下對(duì)比度閾值與各因素相關(guān)性

指標(biāo)亮環(huán)境下對(duì)比度閾值r值P值暗環(huán)境下無眩光時(shí)對(duì)比度閾值r值P值暗環(huán)境下有眩光時(shí)對(duì)比度閾值r值P值等效球鏡度-0.2610.000-0.1180.2470.1070.295年齡-0.0920.369-0.0570.5750.1480.146瞳孔直徑-0.0420.561-0.1180.2470.0480.641垂直彗差0.1110.3060.0600.5820.1110.305水平彗差0.0190.8640.1540.1550.0040.969球差0.0250.8190.3640.0010.1780.100總高階像差0.1810.0970.0280.7980.0280.798

2.2 三種環(huán)境下兩組間多因素比較亮環(huán)境下B1組和B2組間等效球鏡度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。暗環(huán)境下無眩光時(shí)D1組和D2組間球差、水平慧差差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P<0.05)，見表3。暗環(huán)境下有眩光時(shí)垂直彗差G1組和G2組組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。亮環(huán)境下、暗環(huán)境下無眩光時(shí)及暗環(huán)境下有眩光時(shí)，其余各指標(biāo)B1組和B2組、G1組和G2、D1組和D2組，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P>0.05)。

表2 亮環(huán)境下兩組間指標(biāo)比較

組別B1組B2組t值P值數(shù)量/例5642等效球鏡度/D-4.978±1.399-5.670±1.8442.8740.005年齡/歲22.232±4.31223.167±6.095-1.1980.233瞳孔直徑/mm3.233±0.4643.205±0.4400.4280.669垂直彗差/μm0.118±0.1550.147±0.179-0.7930.431水平彗差/μm-0.035±0.106-0.087±0.2761.0840.285球差/μm0.084±0.1240.114±0.141-1.0200.311總高階像差/μm0.345±0.1190.384±0.148-1.3570.178

表3 暗環(huán)境下無眩光時(shí)兩組間指標(biāo)比較

組別D1組D2組t值P值數(shù)量/例4949等效球鏡度/D-5.198±1.400-5.351±1.7740.4740.637年齡/歲23.592±5.25621.673±4.9561.8590.066瞳孔直徑/mm6.643±0.7506.632±0.7430.0680.946垂直彗差/μm0.126±0.1560.135±0.177-0.2740.784水平彗差/μm-0.018±0.106-0.101±0.2592.0050.048球差/μm0.064±0.1230.136±0.131-2.6380.010總高階像差/μm0.367±0.1320.367±0.1340.4450.658

表4 暗環(huán)境下有眩光時(shí)兩組間指標(biāo)比較

組別G1組G2組t值P值數(shù)量/例5345等效球鏡度/D-5.086±1.384-5.496±1.7961.2480.216年齡/歲22.679±4.99522.578±5.4290.0960.923瞳孔直徑/mm6.683±0.7926.583±0.6850.6660.507垂直彗差/μm0.085±0.1530.176±0.165-2.6680.010水平彗差/μm-0.044±0.119-0.069±0.2520.6130.541球差/μm0.071±0.1340.123±0.125-1.8580.067總高階像差/μm0.352±0.1300.370±0.135-0.6460.520

3 討論

高階像差可以客觀反映人眼的視網(wǎng)膜成像質(zhì)量，對(duì)比敏感度則是一種較好反映日常生活中視覺功能的主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)[9]。本研究通過分析高階像差均方根值與對(duì)比度閾值之間的關(guān)系，找到最能反映不同環(huán)境亮度的主觀視覺質(zhì)量的客觀指標(biāo)。日常生活中最常見的是中等空間頻率[10]，故本研究中亮環(huán)境下對(duì)比度閾值測(cè)量應(yīng)用0.4 logMAR 視標(biāo)，而暗環(huán)境下測(cè)量應(yīng)用1.0 logMAR視標(biāo)，因?yàn)榘淡h(huán)境下對(duì)比度閾值顯著降低，對(duì)于0.4 logMAR的視標(biāo)辨識(shí)有一定困難，故選用較大視標(biāo)。

本研究中，三種環(huán)境下兩組間瞳孔直徑差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，排除了瞳孔直徑作為混雜因素對(duì)于研究結(jié)果的影響。隨年齡增長(zhǎng)，眼內(nèi)散射增加，對(duì)比度閾值會(huì)提高，本研究對(duì)象大多為年輕人，年齡分布較集中，年齡跨度較小，三種環(huán)境下兩組間年齡差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可排除年齡這一混雜因素。Atchison等[11]研究發(fā)現(xiàn)，屈光度與對(duì)比敏感度存在負(fù)相關(guān)，提出可能與近視相關(guān)的早期視網(wǎng)膜功能紊亂有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，亮環(huán)境下對(duì)比度閾值與等效球鏡度存在相關(guān)性，而在暗環(huán)境下不管有無眩光源存在，對(duì)比度閾值和等效球鏡度之間的相關(guān)性均不明顯。有研究顯示[12]，折射率、屈光度以及鍍膜等鏡片參數(shù)可能影響對(duì)比敏感度的測(cè)量，由于本研究中對(duì)比度閾值的測(cè)量均在應(yīng)用框架眼鏡完全矯正近視及散光后進(jìn)行，鏡片厚度與鏡片表面反射可能是本研究中影響對(duì)比度閾值與等效球鏡度相關(guān)性分析的混雜因素。但是檢查時(shí)必須利用試鏡架插片完全矯正低階像差，此混雜因素不可避免。后期研究中需要盡量避免框架眼鏡對(duì)于測(cè)試結(jié)果的干擾。也希望將來增加不同年齡段以及不同瞳孔直徑的病例，并對(duì)年齡及瞳孔直徑等因素與對(duì)比度閾值的關(guān)系做進(jìn)一步研究。

Wang等[13]研究發(fā)現(xiàn)，在暗環(huán)境下由于瞳孔直徑增大，高階像差隨瞳孔直徑增大而非線性增加，此時(shí)高階像差會(huì)對(duì)視覺質(zhì)量產(chǎn)生影響。球差等第四階像差與對(duì)比敏感度相關(guān)，小球差人眼在夜間有較好的視覺質(zhì)量。而本研究發(fā)現(xiàn)，暗環(huán)境下無眩光時(shí)對(duì)比度閾值與球差有顯著相關(guān)性，且在暗環(huán)境下有眩光時(shí)按照對(duì)比度閾值中位數(shù)分組的兩組間球差及水平彗差差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，一定程度上證明球差和水平彗差是影響暗環(huán)境下無眩光時(shí)視覺質(zhì)量的主要像差項(xiàng)。亮環(huán)境下球差等高階像差差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明高階像差對(duì)亮環(huán)境下視覺質(zhì)量影響較小。

Liu等[14]認(rèn)為，屈光手術(shù)術(shù)中偏心可能會(huì)造成彗差的增加。本研究結(jié)果顯示，暗環(huán)境有眩光時(shí)對(duì)于對(duì)比度閾值影響較大的像差為垂直彗差。所以手術(shù)需盡量避免偏心造成的彗差增加，盡可能提升術(shù)后視覺質(zhì)量。

綜上所述，高階像差不是影響亮環(huán)境下對(duì)比度閾值的主要因素，水平彗差及球差是導(dǎo)致暗環(huán)境下對(duì)比度閾值升高的關(guān)鍵因素，而在暗環(huán)境下有眩光時(shí)垂直彗差成為影響對(duì)比度閾值的主要因素。