与角膜屈光手术有关的视光学理论和实践(第二讲)
作者：吕帆
单位：吕帆(温州医学院眼视光学院 325027)
关键词：
眼视光学杂志990222第二部分 角膜屈光术后的对比敏感度视力评价和眩光检测
视力是角膜屈光手术效果最重要的检测指标，也是患者主观感受最深的评判标准。长期以来，临床医师使用视力表检测视力。由于这种方法过程简便，记录简单，因此通常也被作为检测视力矫正效果的最终指标。但是，视觉功能包括多个方面，远非一张视力表能够表达。角膜屈光手术病人不同于传统的眼科病人，他们大多为年轻人，有非常好的矫正视力，因此对术后视力的期望值很高，对视知觉质和量方面的细微变化非常敏感。临床上有些病人，术后视力表检测达1.0以上，但他们仍不满意，总觉得不如以前的矫正视力。因此，对屈光手术者，需要有一些非视锐度的参数测量来全面评价屈光手术者视觉和视力功能的差异或变化，对比敏感度视力检查和眩光检测就是其中主要的两项。
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1 对比敏感度视力
外界物体有颜色、浓淡、大小和粗细等视觉差别，从视敏度的角度可将影响物体识别的参数归结为两个：空间频率和对比度。空间频率就是单位视角所包含的线条数，也就是我们俗称的“粗细”，它以每线条的宽度和其间隔为一周期；对比度就是物体颜色深度和该物体背景颜色深度的关系，就是我们通常所说的“深淡”。
通常使用的视力表视标为白底黑字(字母，或文字，或数字)，其对比度很高，而在日常生活中有许多非高对比度的视觉环境，如傍晚过马路、雾天开车等，都属于低对比度视觉情景，因此对比敏感度视力能反映视觉的多层次(包括锐敏视觉和非锐敏视觉)的细微变化，而这在一般的高对比度的视力表是无法表达的；此外，对比敏感度视力还能精确地定量由于角膜、晶体、眼底等病变而引起的视觉或视力的丧失或缺乏。
对比敏感度视力表的视标通常由一系列不同频率和不同对比度的黑(或灰)白条纹组成(图1)。高对比度的黑白条纹称为方波或Foucalt条纹，如果边缘模糊而对应白色背景的黑色条纹称为正弦波。正弦代表任何图形的基本元素，而方波只是正弦波的一种特殊方式，所有不同正弦波的叠加为方波。(图2)对比度＝(视标照明-背景照明)/(视标照明+背景照明)例如，使用照度计测量视标和背景的照度，背景照度为50单位，视标照度为100单位，则对比度＝(100-15)/(100+15)＝33%。
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1 对比敏感度视力表
图2 方波和正弦波的条纹比较
假如某人能注视的视标的对比度为33%，即代表此人的对比度域值为33%，低于该域值的视标他就看不清了。人的对比敏感度用视标对比度的小数倒数来表达。一般年轻健康者的对比敏感度域值为1%，即他们的对比敏感度视力为100。在视觉心理学文献中，对比敏感度视力采用对数来表达。如对比敏感性为10，则对比敏感度视力为1，如对比敏感性为100，则对比敏感度视力为2。图3为对比敏感度视力检测记录表，表中的灰色区代表正常对比敏感度视力的记录范围。
图3 对比敏感度视力检测记录图示。
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正常的对比敏感度(CSF)是眼球纯光学的对比敏感度(MTF)与神经视网膜系统的对比敏感度(RTF)的总和，因此眼球任何部分的光学变化和神经视网膜系统的变化均可引起CSF曲线的变化。视网膜神经系统的病变往往表现为低频段的下降，角膜等眼屈光介质的病变一般表现为高频段的下降。
2 眩光
眩光(glare)是偏向光线使视觉情景对比度降低的视觉现象。比如我们把球朝太阳方向抛，我们就看不见这个球了，这是因为额外的光线进入我们的视网膜而冲淡了正在注视的物体或场景的对比度。再如，上课看幻灯时如果不将教室的照明灯光关闭就看不清幻灯内容，因为我们无法分辨高背景照明强度下的亮度差异。
我们可以通过测量明暗两种条件下视力的方法来说明眩光对对比度视力的影响。根据对比度公式：
对比敏感度＝(视力表灯箱的背景亮度-视标的亮度)/(视力表灯箱的背景亮度+视标的亮度)，当房间灯关闭时，设背景亮度93亮度单位，视标亮度3亮度单位，此时：
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对比度＝(93-3)/(93+3)＝94%；
不改变视力表任何条件，将房间灯打开，相当于同时给背景和视标加上亮度50亮度单位，此时：
对比度＝[(93+50)-(3+50)]/[(93+50)+(3+50)]＝47%；
可见房间开灯时大大减低对比敏感度。此时的房间灯光就被称为“眩光光源”。
3 角膜变化与眩光和对比敏感度
在正常情况下，角膜上皮细胞间连接非常紧密，无任何间隙；角膜基质层胶原纤维直径25nm，各对胶原纤维之间的间隙不超过60nm，这些参数均低于黄光的波长(600nm)，因此很少产生对入射光线的散射。正常健康角膜很少对入射光线散射(仅10%)，不影响人们的视觉(这少量散射使得我们能用裂隙灯观察到角膜的结构)。
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角膜的任何损伤都会引起角膜的变化，如角膜上皮微囊、基质水肿、角膜上皮水肿等。这些变化使细胞间的散射就越来越多，一旦其间隙增加至光线波长的一半以上，其在裂隙灯下就表现为灰白色了。在角膜出现灰白色临床体征前的患者，就有眩光和对比敏感度视力下降等情况，且自我感觉视力下降，因为散射光线作为额外的光源可对所注视物体的视网膜像产生“漂白”作用(图4)。
图4 由于角膜产生的散射作用，降低了所视物体像的对比度。
据临床研究报道，角膜屈光术后病人对比敏感度中频段比术前有所下降，主诉眩光也不少，这与角膜的轻度水肿或角膜轻度haze所产生的散射有关。这些病人在强光下眩光的感觉特别明显，如晴朗天空下注视物体不清，夜晚对迎面行驶车辆的灯光有眩光感觉等。
4 对比敏感度和眩光测定
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对比敏感度视力测量分远距和近距测量两种，视力表如图1。该表结合了视敏感度和对比敏感度，以正弦波条纹表示，每一水平组的频率相同，但对比度呈0.2log单位下降；每一垂直组对比度相同，但频率呈下降态势，测量距离与标准视力表相同。如上所述，环境照明直接影响测量记录，所以需要测光表确定标准环境亮度。远距测量时，环境照明为68～240cd/m2，近距测量环境亮度为85cd/m2。测量时需将被测者的屈光矫正至最佳。
眩光的测定一般采用视力表视标，配上眩光背景光源。视标可以为一般视标如字母、数字等，也可采用对比敏感度视标，如正弦条纹。眩光检测的背景光源选择比较重要，因为健康年轻人眼对入射光线的总散射量为10%～20%，所以眩光光源的设计以正常年轻人健康眼能识别的最低对比度为标准(5%～10%)，亮度定在200～400cd/m2。背景光源可以有多种设置方法，如视标周边的点光源或环绕视标的眩光光源。点光源的缺点是会产生后像而影响检测结果，所以目前常用还是后者，因为其眩光光源比较均匀(如图5所示)。
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图5 环绕视标的眩光光源和检测视标
以Miller-Nadler Glare Tester检测方法为例，被测者注视视标，眩光光源亮度不变，以一定比率改变视标背景环的灰度(逐渐变黑)直至视标无法辨认；按一定比率从大到小变换视标直至看不清。角膜或眼部其他屈光成分的细微变化，在标准视力表尚表现正常的情况下，此时就发现不能达到标准视力表所能达到的最小视标的视力了。
随着激光技术发展和临床方法的改进，角膜屈光术后的眩光现象已逐渐减少，但它仍然是屈光手术医师目前所关注的问题。
对术后眩光的病人我们可以采用一些简便的办法来减少眩光所带来的烦恼：如①配戴颞侧有遮挡的框架眼镜以减少侧面眩光光线进入眼球；②看电视时将房间灯光关闭以防灯光或天花板灯光进入眼球；③户外活动时配戴偏振片太阳镜，滤掉反射太阳光；④戴有帽檐的太阳帽。
虽然角膜屈光术对比敏感度视力和眩光的影响尚有待作进一步的验证，但我们不能因此而忽视对比敏感度视力和眩光问题，因为两者所反映的视力细微变化及定量分析视觉改变作用已经被证实。
(下期预告：角膜屈光术后老视或老视前期者的特殊问题与处理)
作, 百拇医药
单位：吕帆(温州医学院眼视光学院 325027)
关键词：
眼视光学杂志990222第二部分 角膜屈光术后的对比敏感度视力评价和眩光检测
视力是角膜屈光手术效果最重要的检测指标，也是患者主观感受最深的评判标准。长期以来，临床医师使用视力表检测视力。由于这种方法过程简便，记录简单，因此通常也被作为检测视力矫正效果的最终指标。但是，视觉功能包括多个方面，远非一张视力表能够表达。角膜屈光手术病人不同于传统的眼科病人，他们大多为年轻人，有非常好的矫正视力，因此对术后视力的期望值很高，对视知觉质和量方面的细微变化非常敏感。临床上有些病人，术后视力表检测达1.0以上，但他们仍不满意，总觉得不如以前的矫正视力。因此，对屈光手术者，需要有一些非视锐度的参数测量来全面评价屈光手术者视觉和视力功能的差异或变化，对比敏感度视力检查和眩光检测就是其中主要的两项。
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1 对比敏感度视力
外界物体有颜色、浓淡、大小和粗细等视觉差别，从视敏度的角度可将影响物体识别的参数归结为两个：空间频率和对比度。空间频率就是单位视角所包含的线条数，也就是我们俗称的“粗细”，它以每线条的宽度和其间隔为一周期；对比度就是物体颜色深度和该物体背景颜色深度的关系，就是我们通常所说的“深淡”。
通常使用的视力表视标为白底黑字(字母，或文字，或数字)，其对比度很高，而在日常生活中有许多非高对比度的视觉环境，如傍晚过马路、雾天开车等，都属于低对比度视觉情景，因此对比敏感度视力能反映视觉的多层次(包括锐敏视觉和非锐敏视觉)的细微变化，而这在一般的高对比度的视力表是无法表达的；此外，对比敏感度视力还能精确地定量由于角膜、晶体、眼底等病变而引起的视觉或视力的丧失或缺乏。
对比敏感度视力表的视标通常由一系列不同频率和不同对比度的黑(或灰)白条纹组成(图1)。高对比度的黑白条纹称为方波或Foucalt条纹，如果边缘模糊而对应白色背景的黑色条纹称为正弦波。正弦代表任何图形的基本元素，而方波只是正弦波的一种特殊方式，所有不同正弦波的叠加为方波。(图2)对比度＝(视标照明-背景照明)/(视标照明+背景照明)例如，使用照度计测量视标和背景的照度，背景照度为50单位，视标照度为100单位，则对比度＝(100-15)/(100+15)＝33%。
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1 对比敏感度视力表
图2 方波和正弦波的条纹比较
假如某人能注视的视标的对比度为33%，即代表此人的对比度域值为33%，低于该域值的视标他就看不清了。人的对比敏感度用视标对比度的小数倒数来表达。一般年轻健康者的对比敏感度域值为1%，即他们的对比敏感度视力为100。在视觉心理学文献中，对比敏感度视力采用对数来表达。如对比敏感性为10，则对比敏感度视力为1，如对比敏感性为100，则对比敏感度视力为2。图3为对比敏感度视力检测记录表，表中的灰色区代表正常对比敏感度视力的记录范围。
图3 对比敏感度视力检测记录图示。
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正常的对比敏感度(CSF)是眼球纯光学的对比敏感度(MTF)与神经视网膜系统的对比敏感度(RTF)的总和，因此眼球任何部分的光学变化和神经视网膜系统的变化均可引起CSF曲线的变化。视网膜神经系统的病变往往表现为低频段的下降，角膜等眼屈光介质的病变一般表现为高频段的下降。
2 眩光
眩光(glare)是偏向光线使视觉情景对比度降低的视觉现象。比如我们把球朝太阳方向抛，我们就看不见这个球了，这是因为额外的光线进入我们的视网膜而冲淡了正在注视的物体或场景的对比度。再如，上课看幻灯时如果不将教室的照明灯光关闭就看不清幻灯内容，因为我们无法分辨高背景照明强度下的亮度差异。
我们可以通过测量明暗两种条件下视力的方法来说明眩光对对比度视力的影响。根据对比度公式：
对比敏感度＝(视力表灯箱的背景亮度-视标的亮度)/(视力表灯箱的背景亮度+视标的亮度)，当房间灯关闭时，设背景亮度93亮度单位，视标亮度3亮度单位，此时：
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对比度＝(93-3)/(93+3)＝94%；
不改变视力表任何条件，将房间灯打开，相当于同时给背景和视标加上亮度50亮度单位，此时：
对比度＝[(93+50)-(3+50)]/[(93+50)+(3+50)]＝47%；
可见房间开灯时大大减低对比敏感度。此时的房间灯光就被称为“眩光光源”。
3 角膜变化与眩光和对比敏感度
在正常情况下，角膜上皮细胞间连接非常紧密，无任何间隙；角膜基质层胶原纤维直径25nm，各对胶原纤维之间的间隙不超过60nm，这些参数均低于黄光的波长(600nm)，因此很少产生对入射光线的散射。正常健康角膜很少对入射光线散射(仅10%)，不影响人们的视觉(这少量散射使得我们能用裂隙灯观察到角膜的结构)。
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角膜的任何损伤都会引起角膜的变化，如角膜上皮微囊、基质水肿、角膜上皮水肿等。这些变化使细胞间的散射就越来越多，一旦其间隙增加至光线波长的一半以上，其在裂隙灯下就表现为灰白色了。在角膜出现灰白色临床体征前的患者，就有眩光和对比敏感度视力下降等情况，且自我感觉视力下降，因为散射光线作为额外的光源可对所注视物体的视网膜像产生“漂白”作用(图4)。
图4 由于角膜产生的散射作用，降低了所视物体像的对比度。
据临床研究报道，角膜屈光术后病人对比敏感度中频段比术前有所下降，主诉眩光也不少，这与角膜的轻度水肿或角膜轻度haze所产生的散射有关。这些病人在强光下眩光的感觉特别明显，如晴朗天空下注视物体不清，夜晚对迎面行驶车辆的灯光有眩光感觉等。
4 对比敏感度和眩光测定
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对比敏感度视力测量分远距和近距测量两种，视力表如图1。该表结合了视敏感度和对比敏感度，以正弦波条纹表示，每一水平组的频率相同，但对比度呈0.2log单位下降；每一垂直组对比度相同，但频率呈下降态势，测量距离与标准视力表相同。如上所述，环境照明直接影响测量记录，所以需要测光表确定标准环境亮度。远距测量时，环境照明为68～240cd/m2，近距测量环境亮度为85cd/m2。测量时需将被测者的屈光矫正至最佳。
眩光的测定一般采用视力表视标，配上眩光背景光源。视标可以为一般视标如字母、数字等，也可采用对比敏感度视标，如正弦条纹。眩光检测的背景光源选择比较重要，因为健康年轻人眼对入射光线的总散射量为10%～20%，所以眩光光源的设计以正常年轻人健康眼能识别的最低对比度为标准(5%～10%)，亮度定在200～400cd/m2。背景光源可以有多种设置方法，如视标周边的点光源或环绕视标的眩光光源。点光源的缺点是会产生后像而影响检测结果，所以目前常用还是后者，因为其眩光光源比较均匀(如图5所示)。
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图5 环绕视标的眩光光源和检测视标
以Miller-Nadler Glare Tester检测方法为例，被测者注视视标，眩光光源亮度不变，以一定比率改变视标背景环的灰度(逐渐变黑)直至视标无法辨认；按一定比率从大到小变换视标直至看不清。角膜或眼部其他屈光成分的细微变化，在标准视力表尚表现正常的情况下，此时就发现不能达到标准视力表所能达到的最小视标的视力了。
随着激光技术发展和临床方法的改进，角膜屈光术后的眩光现象已逐渐减少，但它仍然是屈光手术医师目前所关注的问题。
对术后眩光的病人我们可以采用一些简便的办法来减少眩光所带来的烦恼：如①配戴颞侧有遮挡的框架眼镜以减少侧面眩光光线进入眼球；②看电视时将房间灯光关闭以防灯光或天花板灯光进入眼球；③户外活动时配戴偏振片太阳镜，滤掉反射太阳光；④戴有帽檐的太阳帽。
虽然角膜屈光术对比敏感度视力和眩光的影响尚有待作进一步的验证，但我们不能因此而忽视对比敏感度视力和眩光问题，因为两者所反映的视力细微变化及定量分析视觉改变作用已经被证实。
(下期预告：角膜屈光术后老视或老视前期者的特殊问题与处理)
作, 百拇医药