客觀視覺質量在視力評估中的法醫學應用

唐威儀，俞曉英，周 姝，陳捷敏，卓佩佩，夏文濤

（1.佳木斯大學 基礎醫學院，黑龍江 佳木斯 154007；2.司法鑒定科學研究院 上海市法醫學重點實驗室上海市司法鑒定專業技術服務平臺，上海200063；3.溫州醫科大學 法醫學系，浙江 溫州325035）

法醫學鑒定實踐中檢測的視力主要是指中心遠視力，簡稱視力（visual acuity，VA），以實際視力損害作為受傷眼損傷程度和傷殘等級鑒定的主要評定依據[1]，并據此作為是否應當承擔刑事責任或民事賠償責任的重要證據。視力的檢測屬于常規心理物理學范疇，需要受試者的高度配合，然而法醫學鑒定中的受試者往往存在“求償”或“懲罰”心理，故常規心理物理學檢查難以客觀、準確了解其實際視力水平。多年來，法醫學鑒定人通常結合視力表視力檢查、全面的眼科檢查與圖形視覺誘發電位（pattern visual evoked potential，PVEP）檢測，綜合評估受試者的視力水平，但PVEP受受試者注視不良、主觀思維和聚焦努力程度等方面的干擾[2]，難免影響檢測波形和評估結果的可信程度。本研究采用雙通道客觀視覺質量分析系統Ⅱ（optical quality analysis systemⅡ，OQASTMⅡ）采集眼光學系統中的客觀視覺質量的綜合信息，是目前唯一能對視覺質量進行客觀評價的方法，其參數完全基于客觀測量，不依賴于受試者主觀配合因素[3]，且具有良好的重復性及準確性[4-5]。

臨床眼科學界目前通常將OQASTMⅡ用于白內障手術及近視矯正手術后視覺質量的評估[6-7]。主要通過以下參數應用于實踐，包括MTF截止頻率（modulation transfer function cut off frequency， MTFcutoff）、斯特列爾比值（Strehl ratio，SR）、客觀散射指數（objective scattering index，OSI）、不同對比度下的OQAS值（OQAS value，OV）。 根據視標對比度的不同，OV包括 OV100%、OV20%、OV9%，分別指儀器模擬圖像對比度為100%、20%、9%時的OQAS值。在以往的學術報道里已經細致闡明上述指標的定義以及使用原理[8]。一直以來客觀、準確地評估受試者的視力水平，是法醫臨床實踐中的難題。本研究采用OQASTMⅡ獲取不同視力水平受試者視器成像的光學質量和眼內散射情況并對其進行分析，探討光學質量和眼內散射在視力客觀評估方面的價值，有助于為視力障礙法醫臨床學鑒定提供更多思路和方法。

1 對象與方法

1.1 儀器

本研究采用OQASTMⅡ雙通道視覺質量分析儀（西班牙Vision metrics公司生產）。該儀器采用的點光源為780 nm的半導體激光，通過人眼的屈光介質到達視網膜，光線從視網膜再折返并被系統收集，形成雙通道系統[9]。通過雙通道技術直接采集點光源在視網膜上的成像，得到點擴散函數（point spread function，PSF），測量過程無需受試者做出任何主觀判斷，真正克服了受試者主觀描述存在不配合的局限性[9]。

1.2 對象

選取志愿受試者 62例（124眼），男 32例，女30例，年齡20~40歲之間，能理解并配合檢查，單眼視力均可矯正至0.8以上，低照明度環境下，瞳孔直徑≥4.0 mm。排除屈光不正以外的其他影響視覺功能的眼科疾病及眼科手術史，或者患有嚴重糖尿病、高血壓病等可能引起眼底病變的全身性疾病。

所有志愿者檢查前均知情同意，本研究符合有關醫學倫理法律條款規定。

1.3 視力測試方法

采用視力表投影儀測試法，在暗適應環境下檢測受試者裸眼與矯正視力，測試距離為5 m，要求所有受檢眼的矯正視力須達到小數視力0.8以上；采用插片法在志愿者被檢眼前放置試驗透鏡以誘導屈光性近視，調節受試眼屈光鏡片度數，使視力水平（Log Mar視力）分別達到下述分組要求：視力正常組，A組（視力0.0）；視力輕度下降組，B組（視力0.2）；視力中度下降組，C組（視力 0.5）；視力重度下降組，D組（視力1.0）。小數視力與LogMar視力的換算方式詳見參考文獻[11] 。分別記錄獲得各志愿者受檢眼誘導屈光性近視視力水平所使用的鏡片度數，用于OQASTMⅡ儀器檢測過程中插片調節為相應的屈光性近視。

1.4 OQASTMⅡ測試方法

所有符合標準的志愿者按上述視力分組后，均于同一實驗室的低照明度環境下，使瞳孔處于自然放大狀態，直徑大于4 mm。檢查前調整OQASTMⅡ儀器升降臺高度，囑受試者下頜置于下頜托前額抵于額靠，檢查過程中保持頭部固定不動，盡量減少瞬目，注視目鏡前方的視標，盡量放松。測量過程中，先測量右眼，再測量左眼，每眼各測3次，取各參數的算數平均值。OQASTMⅡ具有自動矯正球鏡屈光度數的功能，矯正范圍為-8.00D～+5.00D，超過此范圍的近視，通過外置球鏡的方式補充矯正。對于0.50D以下的散光，由于對視覺質量的影響小，予以忽略不計；對于0.50D以上的散光，通過外置柱鏡的方式矯正。

本次研究中，所有檢查均由同一位熟練操作者按操作規程完成。

1.5 統計分析

運用SPSS20.0統計學軟件進行分析，服從正態分布的計數資料采用±s描述，多組間比較采用單因素方差分析，組內兩兩比較采用LSD-t檢驗。相關性分析采用Pearson相關分析法。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同近視組客觀視覺質量參數95%可信區間

表1為OQASTMⅡ雙通道系統視覺質量分析儀獲取本研究各組受檢眼客觀視覺質量的測量參數（按95%可信區間）。

本研究中部分受試者雙眼經不同的屈光誘導后分別調節成不同組別的視力，當雙眼在不同組時將重復計算人數，因此表格中總眼數大于124。

表1 不同近視度數組的客觀視覺質量參數95%可信區間 （±s）

表1 不同近視度數組的客觀視覺質量參數95%可信區間 （±s）

注：組間兩兩相比P＜0.01。

組別 眼數 M T F c u t o f f/（c/d e g） O S I S R O V 1 0 0% O V 2 0% O V 9%A 1 1 5 4 3.1 6±7.9 6 0.4 6±0.4 6 0.2 5±0.0 6 1.4 3±0.2 8 1.2 8±0.3 1 0.9 1±0.3 2 B 1 0 1 3 7.2 2±8.3 9 0.6 6±0.5 7 0.2 1±0.0 5 1.2 2±0.2 9 1.1 0±0.3 2 0.7 5±0.3 5 C 1 1 7 4.8 5±2.1 7 1 1.0 5±4.5 5 0.0 6±0.0 5 0.1 8±0.1 7 0.1 7±0.1 6 0.1 5±0.1 8 D 1 3 4 2.8 7±0.7 7 1 8.2 8±2.3 2 0.0 5±0.0 4 0.1 0±0.0 1 0.1 0±0.0 1 0.0 7±0.0 7

2.2 不同視力眼客觀視覺參數比較

本研究發現，A組、B組、C組和D組的MTF-cutoff（c/deg）、OSI、SR、OV100%、OV20%、OV9%的差異具有統計學意義（P＜0.05）；組間兩兩比較發現，除A組、B組 OSI（P=0.57），以及 C組和D組 SR差異不具有統計學意義（P=0.08），其余參數各組之間差異均具有統計學意義。以上結果說明：（1）視力正常組和視力輕度下降組的眼內散射值無顯著差異；（2）視力中度下降組、重度視力下降水平受像差的影響無顯著差異。

A組、B組的視覺質量參數顯著低于C組、D組；A 組 MTFcutoff均數為 43.16±7.96cyc/deg，B 組 MTF-cutoff均數為 37.22±8.39cy c/deg，C 組 MTFcutoff均數為 4.85±2.17cyc/deg，D 組 MTFcutoff均數為 2.87±0.77cy c/deg（P＜0.01）（表 2，圖 1）。SR 與 MTFcutoff具有相同的趨勢（表2，圖2）。 OV100%、OV20%、OV9%值隨著視力下降均降低，A、B組的OV100%、OV20%、OV9%顯著高于C組、D組（表2，圖 3）。C組、D組的OSI值顯著高于A組、B組；A組OSI為0.46±0.46，B 組 OSI為 0.66±0.57，C 組 OSI為 11.05±4.55，D 組OSI為 18.28±2.32（P＜0.01）（表 2，圖 4 ）。中度視力下降水平組、重度視力下降水平 MTFcutoff（c/deg）、OSI、SR、OV100%、OV20%、OV9%值均顯著低于正視組和輕度視力下降水平組（P＜0.05），說明中度視力下降水平組、重度視力下降水平組對視覺質量的影響顯著大于正視組和輕度視力下降水平組。表2顯示了不同視力水平下視覺質量參數檢測結果。

圖1 不同視力狀態下的MTF值

圖2 不同視力狀態下的SR值

圖3 不同視力狀態下的OV值

圖4 不同視力狀態下的OSI值

表2 不同視力受試者視覺質量客觀參數的比較 （±s）

表2 不同視力受試者視覺質量客觀參數的比較 （±s）

組別 眼數 M T F c u t o f f/（c/d e g） S R O V 1 0 0% O V 2 0% O V 9% O S I A 1 1 5 4 1.6 9~4 4.6 3 0.2 4~0.2 7 1.3 8~1.4 9 1.2 2~1.3 4 0.8 5~0.9 7 0.3 7~0.5 4 B 1 0 1 3 5.5 6~3 8.8 8 0.2 0~0.2 4 1.1 9~1.3 0 1.0 1~1.1 3 0.6 8~0.8 1 0.5 5~0.7 8 C 1 1 7 4.4 6~5.2 5 0.0 5~0.0 7 0.1 5~0.2 2 0.1 4~2.0 0 0.1 2~0.1 9 1 0.2 3~1 1.8 7 D 1 3 4 2.7 4~3.0 0 0.0 4~0.0 6 0.0 9~0.1 0 0.0 9~0.1 0 0.0 6~0.0 9 1 7.8 8~1 8.6 0

2.3 視覺質量參數與年齡及視力水平的相關分析

本組受試者MTFcutoff（c/deg）與年齡無明顯相 關性（r=0.02，P＞0.05），與視力水平呈負相關（r=-0.84，P＜0.01）；SR與年齡無明顯相關性（r=0.12，P＞0.05），與視力水平呈負相關（r=-0.76，P＜0.01）；OSI與年齡無明顯相關性（r=0.02，P＞0.05），與視力水平呈正相關 （r=0.98，P＜0.01）。 MTFcutoff、 SR、OV 100%、OV20%、OV9%值與視力呈負相關（P＜0.01），OSI值與VA呈正相關（P＜0.01），即隨著視力水平的下降，視覺質量隨之降低。OQASTMⅡ儀測得的不同視力水平下視覺質量參數與受試者年齡及受檢眼視力水平的統計學分析結果詳見表3。

表3 視力與受試者客觀視覺質量參數的相關分析

3 討論

視覺功能的產生有賴于人眼的光學功能和神經功能兩個方面。神經功能是指光感受器將視覺信息經視路傳遞至大腦皮層分析后產生視覺；光學功能主要指光線經過人眼的光學界面，包括角膜、晶狀體、玻璃體等屈光介質，投射至視網膜光學感受器，視覺質量受視網膜圖像質量的影響。OQASTMⅡ主要用于檢測人眼的光學功能，其檢測參數PSF，是指物點經過光學系統后在像面上的光強度分布函數，一般認為PSF形成的光斑面積越小，光強度越大，視網膜成像質量越好。OQASTMⅡ通過雙通道技術直接采集點光源在視網膜上的成像，相比像差儀通過采集波形模擬視網膜成像，間接推導計算所得PSF，OQASTMⅡ更為準確[10]。調制傳遞函數（modulation transfer function MTF），是指不同空間頻率下像與物的對比度之間的差異，即視網膜上成像與實際物的對比度的比值，MTF反映光學因素對視網膜成像質量的影響，數值為范圍為0~1。MTFcutoff是指MTF值為0.01時所對應的空間頻率，MTF-cutoff越大說明視網膜的成像質量越好，正常人眼該值≥30c/deg。SR，是指被測眼實際成像與無像差眼在理想狀態下成像的MTF曲線下的面積之比，正常人眼為0.15，數值越高越好。OSI，為 PSF圖像中外周與中心的光能比值，反映眼內散射情況，由于人眼各個屈光介質（角膜、房水、晶狀體、玻璃體）的折射率及透明程度的不同，光線在經過這些介質時發生散射，存在部分到達視網膜的光線未能參與到視網膜成像的現象，降低了視網膜圖像質量，從而對視功能產生影響[12]。OQASTMⅡ通過測定OSI值，量化眼內散射程度。OSI值在0～10之間，數值越低，表明眼內散射情況越是良好，正常眼一般低于2.0。對比度視力是指在不同物像與背景對比度的測量條件下，通過改變空間頻率（視標大小）來測定視力。OV100%、OV20%、OV9%，為儀器模擬視標與背景對比度分別對應100%、20%、9%時的OQAS值，通常大致反映受試者白天、黃昏、夜晚的客觀視力。傳統的視力表視力檢查，反映高對比度下人眼對物體形狀的辨別能力，而對比度視力不僅能反映高對比度視力下人眼的辨別能力，還能反映低對比度視力下人眼的辨別能力。通過檢查者干預對比度視力的檢測過程，根據對比度視力的曲線是否具有良好的重復性，能識別受試者是否存在偽裝或者夸大視力下降程度[13-14]。但對比度視力仍屬于心理物理學檢查，在受試者不配合的情況下，要求檢查者具有豐富的檢查經驗，科學地進行干預，且反復測試，才能判斷受檢眼的視力水平。本研究在不同視力水平下，測試人眼對比度視力之余，從光學的角度評定視力，即結合檢測人眼的光學質量參數MTFcutoff、SR及OSI值，更加客觀地判斷受試者的真實視力。

2003年COLETTA等[15]以白萊茵雞為實驗對象，研究屈光不正對視覺質量的影響，發現視力輕度下降組的視覺質量較差。ARTAL等[16]研究表明，高度視力下降可影響視網膜成像質量和眼內散射，造成視覺質量下降。本實驗的相關分析發現，MTFcutoff、SR、OV100%、OV20%、OV9%值與視力呈負相關（P＜0.01），OSI值與視力呈正相關（P＜0.01），即隨著視力水平的下降，視覺質量會降低。夏風杰等[17]研究表明，健康青年近視患者的視覺質量隨視力水平的降低而降低，與本研究結果一致。MIAO等[18]研究成年人的光學質量和眼內散射時表明，各光學質量參數 MTFcutoff、SR、OV100%、OV20%、OV9%值與視力水平呈顯著正相關，OSI與視力水平呈顯著負相關（P＜0.01），由于本研究受試者視力用使用 Log Mar表示法，MIAO直接使用的球鏡度數表示視力，基于此差異，其結果也與本研究結果一致。與年齡的相關分析發現，視覺質量各參數與年齡之間均無顯著相關性（P＞0.05）。有學者報道關于年齡對視覺質量影響的研究表明[8-9]，隨著年齡的增長，MTFcutoff值和SR值顯著降低，而OSI值則隨著年齡的增長而顯著增加。該結果與本研究存在一定的不一致之處，分析原因可能為本研究的志愿者均為年齡在20～40歲的健康青年，屈光介質一般均清晰、透明，對視覺質量的影響不大。

視覺功能包括形覺、光覺、色覺和立體視覺等多個方面，但其中任何一方面受損，其日常生活視功能就會受到一定程度的損害[19]。一直以來，視力障礙法醫學鑒定，側重于形覺檢測，目前暫無法醫學研究，從光覺的角度評定視力障礙的報道。本研究表明，視力與視覺質量有良好的相關性，視覺質量可以從光覺的角度，作為形覺檢查方法視力評定的補充。屈光介質為光線進入人眼的通路，當其損傷時，入眼的光線減少，影響人眼的光學功能，造成不同程度的視覺功能障礙。通常，在法醫臨床的眼外傷視力評定中，通過PVEP間接推斷傷眼視力[20-21]，視誘發電位主要反映后極部及視路的功能，即人眼視神經傳導的功能。OQASTMⅡ測定人眼的光學功能，視覺誘發電位測定人眼神經功能，將兩者結合，則能更全面地評定視覺功能。

OQASTMⅡ對視覺質量的檢測不依賴受試者的主觀判斷，可以客觀的進行評估。筆者認為，今后在進行視力障礙法醫臨床學鑒定時，在常規眼球結構檢查的基礎上，根據眼球結構損害情況，在進行相應視功能障礙的檢查時，適時引入視覺光學的檢查方法，從光學的角度評價人眼屈光介質損傷對視覺質量的影響；并聯合視覺電生理檢查，評價傷眼視網膜及視神經功能的狀況，全面地考慮傷眼視力下降對日常生活的影響，綜合評價受試者的日常生活視功能水平，盡可能保護受試者的合法權益。