色覺異常的檢查方法及治療綜述

文 歐莉 劉飛

人眼辨別顏色的能力稱為色覺，即視網(wǎng)膜對(duì)不同波長光的感受特性，在一般自然光線下分辨各種不同顏色的能力。色覺是視功能的重要組成部分，色覺異常指的是一種無法正確辨識(shí)部分或全部顏色的疾病，按辨色能力的強(qiáng)弱不同，分為色盲和色弱，色盲又分為全色盲和部分色盲（紅綠色盲、藍(lán)黃色盲等），色弱分為全色弱和部分色弱（紅綠色弱、藍(lán)黃色弱等）。全球大約有2億人存在色覺異常，其中男性占5%～8%，女性占比為0.5%～1%[1]。在現(xiàn)實(shí)生活中，諸如美術(shù)彩印、醫(yī)療行業(yè)、化工生產(chǎn)及交通、航空領(lǐng)域等需要從業(yè)人員有較好的色覺辨認(rèn)能力[2]，因此，對(duì)于色覺缺陷者來說具有局限性，此外，部分罕見的先天色覺缺陷還可能導(dǎo)致更嚴(yán)重的眼部視覺疾病。在上述所提職業(yè)中，色覺異常對(duì)醫(yī)生的影響比較大，有報(bào)告稱有色覺缺陷的醫(yī)生容易誤診或漏診臨床癥狀（如皮疹、黃疸、眼底鏡檢查中混淆血液和色素、誤解組織病理學(xué)染色等）[3]。有研究表明色覺缺陷還是影響學(xué)生學(xué)習(xí)成績的因素之一，因?yàn)樯X缺陷妨礙了學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)獲得顏色相關(guān)信息的能力，而這一因素往往被忽視。據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)告顯示，在有學(xué)習(xí)障礙的學(xué)生中約13.25%存在色覺缺陷，而在學(xué)習(xí)正常的學(xué)生中，這一比例僅為5.04%[4]。一些眼部疾病也會(huì)表現(xiàn)出色覺異常，如青光眼早期，視神經(jīng)病變會(huì)表現(xiàn)出色覺異常，一些藥物出現(xiàn)副作用也會(huì)表現(xiàn)為色覺異常，所以，色覺檢查也應(yīng)用于疾病的輔助診斷和藥物副作用的監(jiān)測(cè)[5]。鑒于色覺檢查的重要性及色覺異常人數(shù)多，社會(huì)需要科學(xué)、準(zhǔn)確、快速、高效的色覺檢查方法，因而色覺異常的定性、定量檢查方法也一直為研究者所熱衷。

1 色覺異常檢查方法

1.1 色盲檢查圖法

目前，先天性色覺缺陷的診斷依靠基于假同色原理的色覺檢查圖（色盲本），比如日本的石原忍（Ishilara）色盲檢查表及我國的中招體檢中主要應(yīng)用的《俞自平色盲檢查圖》。這種檢查的操作方法要求被檢查者說出所看圖片中的數(shù)字、圖案等，依據(jù)的是所選取圖片的亮度、色調(diào)等。由于該種檢查方法方便攜帶，檢查方法易于被檢查者理解等優(yōu)點(diǎn)，所以在臨床上被廣泛應(yīng)用，常運(yùn)用于色盲或色弱的篩查[6]。但是基于假同色原理的色盲檢查表只能進(jìn)行定性檢查，不能定量檢查，并且部分檢查圖片存在爭(zhēng)議，加之色盲檢查圖色彩容易老化、色盲與色弱難以界定、檢查的隨機(jī)性強(qiáng)，有的檢查結(jié)果相互矛盾[7]。因此，該檢查方法難以應(yīng)用于要求嚴(yán)格的科學(xué)研究或其他色覺檢查。

1.2 色相排列檢測(cè)

色相排列檢測(cè)方法要求受試者將一系列顏色的樣品按照顏色色調(diào)的順序排列，從而反映出受試者在顏色區(qū)域的色調(diào)辨別缺陷。色相排列檢測(cè)主要包括Farnsworth munsel（FM）-100hue色相測(cè)驗(yàn)法和Farnsworth panelD-15色性檢測(cè)法。Farnsworth munsel（FM）-100hue色相測(cè)驗(yàn)法也稱為孟塞爾色相檢測(cè)法，該檢測(cè)方法發(fā)明者是美國心理學(xué)家Farnsworth（1949）根據(jù)呈色原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的，該設(shè)計(jì)方法是由85個(gè)明度、飽和度相同及色調(diào)呈現(xiàn)出逐漸變化的色棋組成，可以對(duì)色覺進(jìn)行定量檢查分析，準(zhǔn)確度較高[8]。在該檢測(cè)方法中“20”作為判斷辨色力優(yōu)秀與一般及差的分界線，“100”是判斷辨色力差與一般及優(yōu)秀的分界線[9]。但這種檢測(cè)方法用時(shí)長，需要經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)人員進(jìn)行檢查，因此臨床上無法進(jìn)行大規(guī)模推廣，目前多應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室對(duì)色覺的研究及航空航天人員的色覺檢查。楊新宇[10]、趙瑞華[11]等研究者用人工FM-100Hue檢測(cè)法對(duì)飛行學(xué)員訓(xùn)練前后的色覺能力進(jìn)行評(píng)估發(fā)現(xiàn)，此種測(cè)試結(jié)果在訓(xùn)練前后存在差異，且測(cè)試花費(fèi)時(shí)間長、計(jì)算結(jié)果易出現(xiàn)誤差。Farnsworth panelD-15色性檢測(cè)法是由二組各15個(gè)色相子組成，記錄其排列順序，按圖表要求記錄后畫出曲線，以判斷色覺異常。Thiadens[12]等研究者采用Farnsworth panelD-15評(píng)價(jià)視錐細(xì)胞的異常，結(jié)果顯示準(zhǔn)確性和敏感性都極高。我國的研究人員研發(fā)出基于計(jì)算機(jī)的FM-100Hue檢測(cè)系統(tǒng)（CBFM檢查法），該檢測(cè)系統(tǒng)是基于Windows的操作軟件和評(píng)分軟件，根據(jù)MFM原理設(shè)計(jì)而成，通過模擬MFM的測(cè)試環(huán)境從而能夠達(dá)到計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)分并繪制結(jié)果的一種測(cè)試方法。該方法是對(duì)人工FM-100Hue檢測(cè)系統(tǒng)的改良，主要應(yīng)用于航空航天系統(tǒng)人員的色覺檢查，可量化分析檢測(cè)者的辨色能力。張銀娟[13]等研究者對(duì)符合標(biāo)準(zhǔn)的150名航空人員利用MFM檢測(cè)法和CBFM檢測(cè)法進(jìn)行對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，在對(duì)色覺進(jìn)行定量的檢查中，MFM檢測(cè)法和CBFM檢測(cè)法結(jié)果基本一致，但CBFM檢測(cè)法的檢查效率更高，是一種經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的檢測(cè)方法。CBFM檢測(cè)法有利于對(duì)航天人員的色覺能力進(jìn)行定量判斷。

1.3 色盲鏡

色盲鏡利用的是色光辨別，利用特殊的顏色匹配從而判斷出色覺缺陷的類型。觀察者從色盲鏡中看到兩個(gè)視野，一個(gè)視野是一定波長的色光僅有亮度變化，另一個(gè)視野是兩色的混合，其亮度是可變的?；旌蟽煞N顏色可以使之與一定波長的光色調(diào)相等，依據(jù)受試者要求的兩色成分，再與正常人對(duì)比，即可確定色覺是正?；虍惓14]。與色盲檢查圖、色相排列檢測(cè)等靜態(tài)的檢查相比，色盲鏡是動(dòng)態(tài)的檢查，其在色調(diào)、飽和度及亮度方面更為穩(wěn)定。色盲鏡對(duì)色覺異常的辨別準(zhǔn)確度更高，而且可以準(zhǔn)確測(cè)定辨色能力的強(qiáng)弱。臨床上應(yīng)用的色盲鏡有NagelI與Ralyeigh相匹配，用紅色光（670nm）與綠色光（535nm）去匹配黃色光（589nm），被認(rèn)為是診斷先天性紅綠色覺異常的金標(biāo)準(zhǔn)[15]。NagelII色盲鏡用來檢測(cè)藍(lán)色光的異常，用的是藍(lán)光（470nm）與綠光（517nm）匹配藍(lán)綠光（480nm）。根據(jù)匹配方式的不同，臨床上還有各種類型的色盲鏡。目前色盲鏡是公認(rèn)的準(zhǔn)確色覺檢查方式[16]。

其他的色覺檢查方法還有彩色絨線團(tuán)挑選法，即在一堆混有各種色彩的絨線團(tuán)里，以某種顏色為要求讓被檢查者從中挑選相似的顏色，如不能選出相似的顏色即為色覺異常。

2 色覺異常的治療

檢查手段的缺乏，尤其是簡易可推廣的定量檢查手段的缺乏是先天性色覺缺陷診斷和治療的主要難題。先天性色覺缺陷尚無有效的治療手段，后天性的色覺異常則主要是治療原發(fā)病。除了原發(fā)病的治療外，目前針對(duì)色覺異常的治療方法包括以下幾種。

2.1 教育訓(xùn)練法

早期，科學(xué)家試圖通過教育來幫助有色覺缺陷的人，即訓(xùn)練他們正常的辨色能力，在19世紀(jì)末20世紀(jì)初，對(duì)某些被認(rèn)為是“顏色無知”或“顏色愚蠢”的人進(jìn)行了顏色命名的“訓(xùn)練”。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的觀點(diǎn)是有色覺缺陷的人沒有正確地學(xué)習(xí)（或從未被教導(dǎo)）正確的顏色名稱。這樣的觀念在今天已經(jīng)很少有人支持了。

2.2 有色眼鏡

目前“矯正”色覺缺陷主要使用有色眼鏡或隱形眼鏡。色盲眼鏡的原理是根據(jù)補(bǔ)色拮抗，在鏡片上進(jìn)行特殊鍍膜，可以把射入眼睛過多的那種光通過鏡片反射掉，把進(jìn)入眼睛太弱的光加強(qiáng)，從而使進(jìn)入人眼的三基色比例趨向正常，最終達(dá)到正確辨色的目的。一般情況下，這種鏡片是單目佩戴的。一部分色覺缺陷的人發(fā)現(xiàn)他們的色覺在主觀上是可以通過有色鏡片改善的，并且有許多方法可以使這種濾光片起作用[17]。此外，有基于實(shí)驗(yàn)室證據(jù)，單眼濾光片可以改善顏色分辨力[18]。但是單眼有色濾光片并不能使色覺“正常化”。雖然不是對(duì)所有的色覺缺陷的人有效，但是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有色眼鏡可以擴(kuò)大人類可見光譜的范圍。戴祖優(yōu)[19]等研究發(fā)現(xiàn)色盲隱形眼鏡對(duì)紅綠色盲及色弱患者的治療是有效和安全的，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)色盲程度越嚴(yán)重，色盲隱形眼鏡可以提高的辨識(shí)率越高。2AI實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)的O2Amp人工智能眼鏡，可以改善部分使用者對(duì)紅/綠顏色的辨別能力，這種鏡片的開發(fā)目的是為了增強(qiáng)醫(yī)務(wù)人員對(duì)靜脈的感知，提高他們?cè)u(píng)估血液生理學(xué)的能力[20]。

2.3 基因治療

在理論上，先天性色覺缺陷可以接受基因治療。Alexander等人研究了腺相關(guān)病毒作為轉(zhuǎn)染載體在桿狀單色小鼠模型中的應(yīng)用。幾乎所有接受治療的動(dòng)物在電生理和行為上都觀察到錐體功能的恢復(fù)。目前尚不清楚的是為了改善人類的視力需要在哪個(gè)發(fā)育階段進(jìn)行治療，因?yàn)楣鈼U的單色性已經(jīng)被證明會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變和視覺皮層的重組[21]。這些變化很可能單獨(dú)對(duì)視覺功能產(chǎn)生影響——即使可以通過病毒載體成功地靶向治療色盲基因的椎體光感受器，但視力也不可能恢復(fù)正常。Mancuso等人最近的一項(xiàng)研究已經(jīng)調(diào)查了紅綠色覺缺陷在一個(gè)前視動(dòng)物模型中的改善情況。他們訓(xùn)練成年雄性松鼠猴（一種只有一個(gè)X染色體編碼的光色素基因的物種）來識(shí)別嵌入在灰色背景中的色塊。將一個(gè)表達(dá)綠色色素的腺病毒與一個(gè)與光調(diào)節(jié)基因相關(guān)的兩個(gè)腺病毒載體一起轉(zhuǎn)染。他們的結(jié)果表明，紅色視錐細(xì)胞光色素在一個(gè)視錐細(xì)胞亞群中表達(dá)。此外，他們發(fā)現(xiàn)經(jīng)治療的動(dòng)物紅綠顏色辨別能力明顯改善。以前人們認(rèn)為這種療法在成年動(dòng)物身上可能會(huì)失敗，因?yàn)槠渌问降囊曈X剝奪如果在神經(jīng)發(fā)育的“關(guān)鍵”時(shí)期不加以解決，就會(huì)導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的視覺功能喪失[22]。

盡管基因治療展現(xiàn)了一定的前景，但是目前尚處在實(shí)驗(yàn)室研究階段，并且基因治療的倫理問題一直沒有獲得解決，尤其是在那些具有二色視和異常三色視的人身上，是一個(gè)值得商榷的問題。

2.4 計(jì)算機(jī)模擬方案

移動(dòng)電話使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過攝像頭的感知指導(dǎo)校正濾波器，以調(diào)整顏色以匹配標(biāo)準(zhǔn)視覺，甚至高亮顯示用戶指定的顏色范圍[23]。在谷歌商城里，有大量應(yīng)用幫助色覺缺陷的人感知顏色，比如使用手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)某個(gè)顏色，應(yīng)用會(huì)自動(dòng)分析顏色的類型，甚至還有RGB顏色和十六進(jìn)制顏色類型分析。蘋果、三星、微軟等都在自己的硬件產(chǎn)品中加入了幫助顏色缺陷的人提高顏色識(shí)別能力的功能。硬件產(chǎn)品可以通過應(yīng)用提高色覺缺陷的人提高顏色識(shí)別能力，但是應(yīng)用范圍有限，用戶獲取環(huán)境中，色覺相關(guān)信息能力仍然沒有得到改善。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中推廣的W3C標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)要求在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中避免因?yàn)轭伾R(shí)別能力差異，引起讀者接受不完整甚至錯(cuò)誤的信息。

3 總結(jié)

現(xiàn)階段針對(duì)色覺異常的檢查可以定性和定量，但是定量檢查缺乏簡單、有效、易于推廣的方法，因而色覺定量檢查在臨床上應(yīng)用較少。同時(shí)，定量檢查的精確性也有待提高。雖然色覺異常缺乏特效性治療，但治療方法隨著科學(xué)的發(fā)展也在不斷創(chuàng)新，治療效果也有所改善。