特殊兵種人群對比度視力變化規律的研究

王松田，韓軍軍，石玉才

隨著人們對視覺質量的逐步認識與關注，傳統的國際標準對數視力表測試視力已經無法滿足人們的要求。目前評價視覺質量的方法還有對比敏感度函數和對比度視力檢查。某些職業對視力的要求是比較嚴格的，比如飛行員，汽車兵，偵察兵等由于戰斗的需要，都要求單眼裸眼視力達到1．0以上。近年來，在對空軍飛行員人群視力的篩查技術等方面已有相關報道，但對陸軍汽車兵、偵察兵等人群的研究較少，對其視力合格人員在不同背景不同對比度下視力變化的研究更加值得關注。為此，筆者應用多功能視力檢測儀對通過初檢達標的汽車兵和偵察兵這類特殊人群在三種不同背景下不同對比度的視力進行檢查和分析，以期發現陸軍官兵視力正常人的對比度視力變化規律，為特殊兵種、職業選拔提供更準確地進行視力的檢測和篩選提供依據。

圖 1 不同背景、對比度下的視力變化圖

1 對象和方法

1．1 對象 2012￣12—2013￣02在對濟南軍區某炮兵旅汽車兵、偵察兵體檢初檢視力達標人員共336名（672眼），占總體檢人數（475名）的 70.7%（具有激光手術史108名，單純視力不達標27名，其它疾患4名）。所有達標人員經過眼科檢查及全面體檢，均排除青光眼、眼底病、激光手術史及全身系統性疾病等，參檢人員均為男性，年齡19～32歲。達標人員在普通E字母視力表檢測單眼裸眼視力均≥1．0。

1．2 方法 對336名達標人員使用中國深圳亮晴公司和美國波士頓新英格蘭視光學院合作生產的多功能電子視力測量儀（MFVA-100）檢測對比度視力。在同一暗室環境中。每名參檢人員在三種不同背景亮度下 （屏幕亮度分別為25、85、260 cd/m2）分別檢測對比度為100%、25%、10%、5%時的視力，選擇黑色視標。視屏背景為白色，初始視力值設定為1.0（標準字母表視力），視標顯示時間設置為0 s。視力值采用LogMAR記錄法。檢查過程嚴格按照操作規范進行。所有檢查均由同一檢查者進行。

1．3 統計學方法 應用SPSS 19．0統計軟件進行數據分析。定量數據以均數±標準差來表示，采用單因素方差分析和配對t檢驗。比較對比度視力組之間的相關性采用相關回歸分析。α=0.05。

表 1 336名官兵在不同亮背景不同對比度下的視力

2 結果

2．1 在各背景亮度下，不同對比度組的視力變化如圖1所示，在三種不同的背景下，隨著對比度下降視力均呈現出較為明顯的下降趨勢，對比度為100%時各組的對比度視力最佳。在暗背景下，100%、25%、10%和 5%對比度組視力分別為-0.1248±0.1442、0.0806±0.1626、0.2551±0.1798、0.4488±0.2038；在正常背景下，100%、25%、10%和5%對比度組視力分別 為 -0.1852 ±0.1278、0.0003 ±0.1658、0.1680 ±0.1930、0.4306±0.2251；在高亮背景下，100%、25%、10%和5%對比度組視力分別為-0.2133±0.1300、-0.0349±0.1679、0.1859±0.2249、0.3979±0.2687。 在三種不同的背景亮度下，5%、10%、25%、100%對比度視力組間均有顯著性差異（P＜0．05）。

2.2 在相同對比度視力下各背景亮度組的視力變化 在100%、25%對比度中，組間各背景亮度之間均呈現顯著性差異（P＜0.05），即隨著背景亮度的增加，視力呈上升趨勢，在高亮組視力達到最佳；在10%對比度中，暗背景組明顯低于正常組與高亮組（P＜0.05），而正常組與高亮組之間無顯著性差異（P＞0.05）。在5%對比度中，暗背景組視力低于高亮背景組視力（P＜0.05），而其余兩組比較并無顯著性差異（P＞0.05）；正常背景組與高亮背景組比較無顯著性差異（P＞0.05）。 見表 1。

2.3 在不同背景下100%對比度視力組與各對比度視力組之間的相關性 暗背景下100%對比度視力與 25%、10%、5%對比度視力均呈正相關（P<0．01），r分別為 0.0.641、0.620、0.574，直線回歸方程分別為Y=0.171 ＋0.723X、Y=0.352 ＋0.772X、Y=0.550 ＋0.811X；正常背景下100%對比度視力與25%、10%、5%對比度視力均呈正相關 （P=0.000<0．01），r分別為0.640、0.611、0.624，直線回歸方程分別為Y=0.154 ＋0.830X、Y=0.339 ＋0.923X、Y=0.634 ＋1.100X；高亮背景下100%對比度視力與25%、10%、5%對比度視力均呈正相關（P<0．01），r分別為0．746、0．373、0．297，直線回歸方程分別為 Y=0.171＋0.963X、Y=0.323＋0.643X、Y=0.528＋0.611X。 在各背景下的100%對比度組視力與其他背景下的25%、10%、5%對比度組之間視力均無顯著性相關 （P＞0.05）。

3 討論

人們通常說的視力，主要反映的是黃斑的視功能，傳統的對數視力表的測試結果反映的是黃斑部對高對比、小目標的分辨能力。裸眼或最佳矯正視力≥1．0者未必視覺質量良好，其視功能或許存在著不同程度的缺陷。對比敏感度（contrast sensitivity，CS）是指人眼在不同空間明亮對比下分辨物象的能力，不但能反映人眼對細小、高對比度目標的分辨能力，而且也反映對粗大、低對比度目標的反映能力。正常人眼的對比敏感度是眼球光學對比敏感度和神經視網膜系統的對比敏感度的綜合，在具有正常神經視網膜功能的前提下，所測量的對比敏感度可以代表眼球的光學成像質量，即對比敏感度可以間接反映外界物體在視網膜上成像的光學成像質量[1]。Campbell等[2]在通過對比觀察視覺系統的解剖結構與生理功能后提出了與視覺信息處理機構有關的多通道理論，認為視覺系統是由一系列獨立的神經通道組成，主要有司物像精細分辨的X通道（持續性通道），司物像粗略分辨的Y通道（瞬時通道）和司運動控制、朝向選擇及對比變化監測等感受野相關的W通道。正常人眼的對比敏感度函數（contrast sensitivity curve，CSC）呈倒置的“U”字形。在低、高頻區呈下降趨勢，中頻區則最高，為CSC曲線的峰值。CSC低頻區主要反映視覺對比度情況；高頻區主要反映視敏度；中頻區則集中反映了視覺對比度和視敏度的綜合情況。物體的空間頻率過大或過小會不同程度的影響人眼的CS。這種特性被稱為對比敏感度的帶通性。因此對比敏感度比視力更能全面、客觀地評價視功能。研究顯示，兒童CS值比成年人低，青年人的CS值較高，20～30歲最高，40歲以后隨年齡的增長出現高頻區CS值下降，但低頻區的改變不明顯[3]。也有研究報道，40歲之前年齡與對比敏感度呈正相關，40歲之后對比敏感度開始下降[4]。對比敏感度與年齡、屈光狀態、瞳孔直徑、視網膜色素密度等因素有關。因此，筆者在研究中將觀察對象的年齡控制在19~36歲、裸眼視力≥1.0、健康狀態良好這一特定人群進行監測，盡可能排除這些因素對檢測結果所造成的誤差，以保證研究結果的可靠性和穩定性。

基于近些年國內外對不同屈光狀態及對比度視力的關系進行一系列研究，筆者首次比較在背景亮度逐步增大的情況下，測試不同的對比度下的視力，以期發現其規律。在本研究中：在暗背景、正常背景、高亮背景下，士兵的視力隨著對比度的降低均下降；高亮背景下對比度為100%時對比度視力最佳，暗背景下對比度為5%時對比度視力最差，在三種不同的背景下，隨著對比度的降低，個體之間的差異也逐步增大。本文結果與史勝、燕振國等[5，6]基本一致。值得注意的是，筆者發現：在100%對比度和25%對比度下，隨著背景亮度的增加，視力呈上升趨勢，高亮組視力達到最佳；而在10%、5%對比度下，暗背景組視力明顯低于正常組與高亮組，而正常組與高亮組之間并無明顯差異。不同亮度背景下的100%對比度視力與該背景下的25%、10%、5%對比度視力均成正相關，不同亮度背景下無顯著性相關，其機制可能與視網膜、視神經的解剖神經電生理有關，不同的皮質解剖區域對于不同的刺激信息的反應存在相互作用和重疊現象，但每個區域的反應側重點不同，分別與不同類型的反應信息關聯[7]。本文結果表明：在任何視物背景下，隨著對比度的下降，視力也呈下降趨勢；在一定的對比度范圍內，增加視物背景光度能夠適當提高視力；而在對比度較低的情況下（如10%、5%對比度），在一定程度上增加視物背景光度并不一定能提高視力。

眼的波前像差是評價視光學質量的重要標志，分為低階像差和高階像差，低階像差主要是離焦與散光，能用球鏡和柱鏡鏡片進行矯正，高階像差為三階以上的像差，不能用常規方法矯正。Martinez等[8]的研究表明，瞳孔從3 mm擴大到7 mm時，彗差增加12倍，球差增加7倍。Liang等[9]發現當瞳孔很小時像差對視網膜成像質量影響不大，但當瞳孔增大時，高階像差明顯影響視網膜分辨率和視覺成像質量。Mrochen和Seiler[10]在自然光線狀態下也研究發現98%人瞳孔直徑在4.5 mm時會出現明顯的高階像差。程振英等[11]研究發現，超常視力眼波前像差與高對比度視力無關，與低對比度視力有關。總像差、2階像差和離焦像差與低對比度視力呈負相關，像差越大，低對比度視力越差[12]。Levy等[13]分析了超常視力眼高階像差的特點，發現超常視力眼有一定程度的高階像差，數值與近視眼高階像差相似，并認為高階像差與超常視力無關。由此，可以看出，瞳孔的大小及眼波前像差的大小都是對比度視力的影響因素。增加背景亮度會使瞳孔縮小一定程度，按照以上的結論，波前像差會減少，視力應該會提高，而在低對比度時，普通背景亮度組視力和高亮背景亮度組視力并無顯著差異，視網膜光感受器對低對比度的刺激是否已達到飽和狀態，視覺中樞是否存在適應現象，心理、神經因素等其他因素的影響，人的視覺系統存在著不同的感知、傳導和處理機制，尤其是司物象精細分辨的X通道，具體機制仍需進一步研究。需要指出的是，由于時間和條件的限制，參檢汽車兵、偵察兵的淚膜穩定性、瞳孔直徑、波前像差及黃斑視網膜色素密度等未查，其與對比度視力之間的相關性未明確得出，需要進一步研究。

正常環境下的用眼習慣使人們更容易在高對比度下視物。在高對比度的視覺環境下，正常人眼的視力維持在一個相對較高的水平，人們較容易發現高對比度下的視力降低。而在較低對比度情況下，由于人眼在低對比度下的視力本身就較差，因而人們不容易發現低對比度下視力的降低。有研究顯示，低對比度視力的降低往往先于高對比度視力的降低，其損害具有一定的隱匿性[14，15]。因此，對比度視力測試在全軍視功能檢查中有重要價值，它不僅能夠為特殊兵種、職業的進行檢測性選拔提供參考依據，也可以為眼科疾病的早期診斷提供有力證據，并且可以借助此依據為社會汽車駕駛人員視力檢查提供參考。

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