Tes sensitivitas kontras

Poin penting sekilas

Poin penting pemeriksaan ini

• Pemeriksaan sensitivitas kontras adalah pemeriksaan fungsi penglihatan yang mengukur kemampuan mengenali pola kisi bergaris pada berbagai frekuensi spasial.
• Karena sensitivitas kontras menurun lebih dulu daripada ketajaman penglihatan, pemeriksaan ini berguna pada pasien yang mengeluh pandangan kabur atau silau berat meskipun ketajaman penglihatan normal.
• Bagan pemeriksaan utama meliputi bagan Pelli-Robson, FACT, dan CSV-1000.
• Pada opasifikasi kapsul posterior (tipe fibrotik), sensitivitas kontras menurun meskipun ketajaman penglihatan normal, dan hal ini digunakan untuk membantu menentukan apakah kapsulotomi posterior laser Nd:YAG diindikasikan.
• Sensitivitas kontras menurun pada berbagai penyakit mata seperti katarak, astigmatisme kornea ireguler, neuritis optik, dan glaukoma.
• Pada evaluasi pascaoperasi IOL multifokal, perubahan sensitivitas kontras dibandingkan dengan IOL monofokal juga dapat dikuantifikasi.
• Fungsi sensitivitas kontras (CSF) berbentuk U terbalik, dengan sensitivitas tertinggi pada frekuensi menengah (3–6 c/d).

1. Apa itu pemeriksaan sensitivitas kontras?

Scarfe P, et al. The Curve Visible on the Campbell-Robson Chart Is Not the Contrast Sensitivity Function. Front Neurosci. 2021;15:626466. Figure 1. PMCID: PMC7985182. License: CC BY.

Bagan sensitivitas kontras Campbell-Robson (panel A) yang menunjukkan pola kisi gelombang sinus, dengan frekuensi spasial meningkat dari kiri ke kanan pada skala logaritmik dari 0.16 hingga 40 cpd (cycles per degree), dan kontras meningkat dari bawah ke atas pada skala logaritmik dari 0.001 hingga 0.50. Ini sesuai dengan fungsi sensitivitas kontras (CSF) yang dibahas pada bagian 1 tentang pemeriksaan sensitivitas kontras.

Pemeriksaan sensitivitas kontras adalah pemeriksaan fungsi penglihatan yang mengukur kemampuan mendeteksi pola kisi bergaris (sine wave grating) pada berbagai frekuensi spasial (cycles per degree, c/d). Pemeriksaan ini menilai aspek fungsi penglihatan yang tidak dapat dinilai dengan pemeriksaan ketajaman penglihatan (kebalikan dari ambang kontras pada frekuensi spasial tertinggi), dan sangat berguna pada kasus ketika fungsi penglihatan subjektif menurun meskipun ketajaman penglihatan tetap baik.

Frekuensi spasial merujuk pada jumlah siklus terang dan gelap dalam satu derajat sudut pandang. Fungsi sensitivitas kontras (Contrast Sensitivity Function, CSF) adalah grafik dengan frekuensi spasial (c/d) pada sumbu horizontal dan sensitivitas kontras (kebalikan dari ambang kontras) pada sumbu vertikal. Pada mata dewasa yang normal, grafik ini menunjukkan karakteristik band-pass berbentuk U terbalik. Puncaknya berada pada frekuensi menengah (3–6 c/d), dan sensitivitas menurun pada kedua ujung frekuensi tinggi dan rendah. Seiring bertambahnya usia, sensitivitas menurun pada semua rentang frekuensi.

Karena fungsi penglihatan menurun lebih dulu pada sensitivitas kontras sebelum ketajaman penglihatan, mengukur sensitivitas kontras bermanfaat ketika pasien mengeluhkan penglihatan buram tetapi ketajaman penglihatan masih normal. Keluhan subjektif seperti “buram”, “silau”, dan “penglihatan malam yang menurun” sering berkorelasi dengan penurunan sensitivitas kontras.

Sejarah pemeriksaan sensitivitas kontras dimulai dari penelitian de Lange dan rekan-rekan pada tahun 1952 mengenai sifat sensitivitas kontras temporal dan spasial dengan menggunakan kisi sinusoidal. Pada tahun 1988, Pelli dan Robson mengembangkan bagan standar yang dapat digunakan secara klinis, dan pemeriksaan ini kemudian menyebar sebagai tes klinis¹⁾.

Q Apa yang dapat diketahui dari pemeriksaan sensitivitas kontras?

A

Pemeriksaan ini dapat mendeteksi secara objektif penurunan kualitatif fungsi penglihatan yang tidak dapat dinilai dengan tes ketajaman penglihatan. Bahkan bila ketajaman penglihatan normal, jika ada keluhan seperti “penglihatan buram”, “sulit melihat pada malam hari”, atau “silau yang kuat”, pengukuran sensitivitas kontras dapat mengkuantifikasi penurunan fungsi penglihatan akibat katarak, opasitas kapsul posterior, astigmatisme kornea tidak teratur, atau penyakit saraf optik. Khususnya pada opasitas kapsul posterior tipe fibrotik, sensitivitas kontras dapat menurun secara selektif meskipun ketajaman penglihatan masih terjaga, sehingga membantu menentukan indikasi kapsulotomi posterior laser Nd:YAG.

2. Metode pemeriksaan (bagan, prosedur, dan penilaian)

de Oliveira Lage H, et al. Validation of a New Test for Measuring the Contrast Sensitivity Function (Optopad-CSF) at Near Vision. Diagnostics (Basel). 2024;14(13):1377. Figure 1. PMCID: PMC11241259. License: CC BY 4.0.

Panel latar belakang CSV-1000E yang dipasang pada dudukan (panel a) menampilkan alat pemeriksaan dengan patch kisi melingkar yang disusun dalam empat baris pada 4 frekuensi spasial × 8 tingkat kontras: 3, 6, 12, dan 18 cpd. Ini sesuai dengan bagan sensitivitas kontras (CSV-1000) yang dibahas pada bagian 2. Metode pemeriksaan (bagan, prosedur, dan penilaian) di teks utama.

Bagan pemeriksaan utama

Nama bagan	Frekuensi spasial	Tingkat kontras	Ciri-ciri
Bagan Pelli-Robson	Setara 1 c/d (tetap)	8 tingkat, masing-masing 3 huruf	Sederhana dan banyak digunakan. Ukuran huruf tetap; yang berubah hanya kontras.
FACT (Functional Acuity Contrast Test)	1,5/3/6/12/18 c/d (5 tingkat)	9 tingkat kontras	Memungkinkan tampilan fungsi sensitivitas kontras (CSF) yang rinci pada beberapa frekuensi spasial.
CSV-1000 (Vector Vision)	3/6/12/18 c/d (4 tingkat)	8 tingkat kontras	Panel dengan pencahayaan latar. Penilaian kuantitatif dapat dilakukan pada setiap frekuensi spasial
CGT-2000 (Takagi Seiko)	Banyak frekuensi spasial	Bertahap	Sistem tampilan LCD. Digunakan di Jepang

Bagan Pelli-Robson menampilkan huruf dengan ukuran tetap (sekitar setara 1 c/d) dan mengukur dengan menurunkan kontras secara bertahap saja. Tingkat saat 2 atau lebih dari 3 huruf dapat dibaca dengan benar pada kontras terendah dicatat dalam satuan log. Banyak digunakan untuk skrining serta pemantauan katarak dan penyakit saraf optik ¹⁾.

FACT dan CSV-1000 mengukur sensitivitas pada berbagai frekuensi spasial dan memungkinkan gambaran bentuk keseluruhan CSF. Pola khas penyakit dapat diidentifikasi, seperti penurunan sensitivitas selektif pada frekuensi spasial tinggi pada astigmatisme kornea ireguler, dan penurunan sensitivitas yang luas di seluruh rentang frekuensi pada penyakit saraf optik ²⁾.

Prosedur pemeriksaan

• Jarak pemeriksaan: berbeda menurut bagan (Pelli-Robson: 1 m, FACT/CSV-1000: 3 m)
• Pencahayaan dan luminansi: Direkomendasikan luminansi latar belakang yang seragam sekitar 85 cd/m²
• Koreksi: Ukur satu mata pada satu waktu dengan koreksi refraksi penuh
• Prosedur: Catat tingkat kontras terendah yang dapat dikenali pada setiap frekuensi spasial, lalu gambarkan CSF

Nilai acuan normal

• Sensitivitas puncak pada mata normal dewasa: sensitivitas kontras 100–400 pada frekuensi spasial menengah (3–6 c/d) (ambang kontras 0.25–1%)
• Bagan Pelli-Robson: pada orang dewasa normal, sensitivitas kontras log 1.65–1.95 (ambang kontras 2–3%)¹⁾
• Seiring bertambahnya usia, penurunan sensitivitas terlihat pada semua pita frekuensi, dan pada usia 60-an terjadi penurunan sekitar 0.3 unit log dibandingkan orang dewasa muda³⁾

Q Bagan mana yang sebaiknya digunakan?

A

Untuk skrining dan tindak lanjut, bagan Pelli-Robson sederhana dan banyak digunakan. Untuk penilaian rinci berdasarkan frekuensi spasial, gunakan FACT atau CSV-1000. Karena FACT dapat menampilkan seluruh CSF pada lima frekuensi spasial (1.5–18 c/d), alat ini berguna untuk mengidentifikasi pola penurunan sensitivitas yang khas pada tiap penyakit. Untuk perbandingan sebelum dan sesudah operasi IOL multifokal, serta penilaian rinci pada penyakit saraf optik dan penyakit kornea, disarankan menggunakan bagan dengan beberapa frekuensi spasial.

3. Hubungan antara sensitivitas kontras dan ketajaman visual

Karena ketajaman visual (Visual Acuity: VA) didefinisikan sebagai kebalikan dari ambang kontras pada sisi frekuensi spasial tinggi, ketajaman visual hanya merupakan satu titik pada kurva fungsi sensitivitas kontras (CSF). Dengan menilai seluruh CSF, pemeriksaan sensitivitas kontras dapat menangkap gambaran umum fungsi penglihatan yang tidak dapat terlihat hanya dari ketajaman visual.

Fungsi penglihatan sering kali menurun terlebih dahulu pada sensitivitas kontras, lalu diikuti penurunan ketajaman visual. Karena itu, pada kasus pasien yang mengeluhkan penglihatan kabur meski ketajaman visual normal, penurunan sensitivitas kontras mungkin sudah lebih dulu terjadi. Ketidaksesuaian ini terutama mudah muncul dalam situasi berikut.

• Opasifikasi kapsul posterior (tipe fibrotik): sensitivitas kontras menurun saja sementara ketajaman penglihatan tetap 1,0 atau lebih
• Fase pemulihan neuritis optik: meskipun ketajaman penglihatan pulih menjadi 0,8 atau lebih, penurunan sensitivitas kontras dapat menetap dalam waktu lama⁴⁾
• Setelah operasi IOL multifokal: meskipun penglihatan jauh dan dekat baik, sensitivitas kontras cenderung lebih rendah daripada IOL monofokal⁵⁾

Keluhan pasien seperti penglihatan kabur, silau yang kuat, dan sulit melihat pada malam hari sangat berkaitan dengan penurunan sensitivitas kontras. Bahkan bila ketajaman penglihatan baik, pemeriksaan sensitivitas kontras berguna sebagai penilaian objektif bila keluhan ini ada.

4. Signifikansi klinis (penyakit yang sesuai dan pola khas)

Penyakit/kondisi	Frekuensi spasial penurunan sensitivitas	Ciri-ciri dan signifikansi klinis
Opasifikasi kapsul posterior (tipe fibrotik)	Frekuensi sedang hingga tinggi (selektif)	Sensitivitas kontras menurun meskipun penglihatan normal. Berguna untuk menentukan indikasi kapsulotomi posterior laser Nd:YAG
Katarak	Seluruh rentang frekuensi (paling jelas pada frekuensi menengah)	Penurunan sensitivitas pada kondisi silau akibat cahaya tersebar. Terutama menonjol pada katarak nuklear6)
astigmatisme ireguler kornea (setelah operasi refraktif)	frekuensi spasial tinggi (selektif)	mencerminkan penurunan batas resolusi optik
neuritis optik, NAION	semua rentang frekuensi spasial	Setelah fase akut, penurunan sensitivitas kontras dapat tetap ada bahkan setelah ketajaman penglihatan pulih4)
ambliopia	frekuensi spasial sedang hingga tinggi (tergantung jenisnya)	pola penurunannya berbeda menurut jenis ambliopia
glaukoma	frekuensi spasial tinggi (awal)	dapat terdeteksi sebelum defek lapang pandang7)
Setelah operasi IOL multifokal dan IOL EDOF	Frekuensi spasial menengah hingga tinggi	Sensitivitas kontras cenderung sedikit lebih rendah dibandingkan IOL monofokal. Berguna untuk penjelasan praoperasi5)
Perubahan terkait usia	Di seluruh rentang frekuensi (lebih awal pada frekuensi tinggi)	Bahkan pada penuaan normal, menurun secara bertahap di seluruh rentang frekuensi3)

Opasifikasi kapsul posterior dan katarak berperan sangat penting dalam pemeriksaan sensitivitas kontras. Pada jenis mutiara Elschnig dari opasifikasi kapsul posterior, ketajaman penglihatan biasanya sudah menurun, tetapi pada jenis fibrotik, jika ringan, hanya menyebabkan penurunan sensitivitas kontras dan ketajaman penglihatan tetap terjaga. Memahami perbedaan ini memungkinkan penentuan indikasi kapsulotomi posterior laser Nd:YAG yang lebih tepat.

Pada glaukoma, dilaporkan bahwa berdasarkan prinsip yang mirip dengan high-pass resolution perimetry (HRP), penurunan sensitivitas kontras pada frekuensi spasial tinggi dapat terdeteksi sebelum gangguan lapang pandang⁷⁾. Namun, karena sensitivitas dan spesifisitasnya lebih rendah daripada pemeriksaan lapang pandang, saat ini perannya hanya sebagai pelengkap.

Q Bagaimana jika ketajaman penglihatan baik tetapi terasa sulit melihat?

A

Walaupun ketajaman penglihatan sekitar 1.0, jika ada keluhan seperti “penglihatan kabur”, “silau kuat”, atau “sulit melihat pada malam hari”, mungkin terdapat penurunan sensitivitas kontras. Hal ini terutama sering terjadi pada opasifikasi kapsul posterior (jenis fibrotik), katarak, setelah operasi refraktif, dan pada masa pemulihan penyakit saraf optik. Pemeriksaan sensitivitas kontras memungkinkan penilaian kuantitatif terhadap penurunan fungsi penglihatan yang tidak dapat dideteksi dengan pemeriksaan ketajaman penglihatan, serta penilaian objektif terhadap perlunya terapi. Mulailah dengan skrining sederhana menggunakan chart Pelli-Robson, dan bila perlu lakukan evaluasi rinci berdasarkan frekuensi spasial dengan FACT atau CSV-1000.

5. Evaluasi opasifikasi kapsul posterior dan kapsulotomi posterior laser Nd:YAG

Indikasi kapsulotomi posterior terutama ditentukan dengan memperkirakan gangguan fungsi penglihatan dari jenis dan derajat opasitas menggunakan retroiluminasi lampu celah. Karena fungsi penglihatan menurun pertama kali pada sensitivitas kontras, kemudian pada ketajaman penglihatan, pengukuran sensitivitas kontras berguna ketika ada keluhan kabur tetapi belum ada penurunan ketajaman penglihatan.

Jenis kekeruhan kapsul posterior dan pengaruhnya terhadap fungsi penglihatan:

• Tipe mutiara Elschnig (berlapis): sel epitel lensa sisa berkembang biak dan menumpuk berlapis di kapsul posterior. Biasanya penurunan penglihatan sudah terjadi
• Tipe fibrotik (ringan): hanya menyebabkan penurunan sensitivitas kontras, sedangkan ketajaman penglihatan tetap terjaga. Dalam kasus ini, penurunan fungsi penglihatan dapat terlewat jika hanya pemeriksaan ketajaman penglihatan yang dilakukan

Jika penurunan sensitivitas kontras dapat dipertimbangkan dalam keputusan untuk melakukan kapsulotomi posterior laser Nd:YAG, maka waktu intervensi yang tepat lebih mudah ditentukan bahkan pada kasus ketika keluhan utama pasien (penglihatan kabur dan silau) tidak sesuai dengan nilai pengukuran objektif.

Nilai acuan tindakan kapsulotomi posterior laser Nd:YAG:

• Energi pulsa: 1,0–2,0 mJ (mulai dari energi rendah)
• Pola sayatan: sayatan silang atau melingkar (target diameter 3–4 mm atau lebih)
• Komplikasi utama: peningkatan tekanan intraokular (1–2 jam pascaoperasi, ditangani dengan obat penurun TIO), kerusakan IOL (dapat terjadi pitting), prolaps vitreus anterior

6. Prinsip pengukuran (teori frekuensi spasial)

Definisi kontras

Kontras didefinisikan dengan rumus Michelson.

Kontras (C) = (Lmax − Lmin) / (Lmax + Lmin)

Di sini, Lmax menunjukkan luminansi tertinggi dari garis-garis, dan Lmin menunjukkan luminansi terendah. Kontras bernilai dari 0 (seragam) sampai 1 (maksimum). Sensitivitas kontras (CS) adalah kebalikan dari ambang kontras (nilai kontras terendah yang dapat dibedakan).

CS = 1 / ambang kontras

Karakteristik band-pass sistem visual manusia

Sistem visual manusia memiliki karakteristik filter band-pass dan menunjukkan sensitivitas tertinggi pada frekuensi spasial menengah (3–6 c/d).

• Penurunan sensitivitas pada frekuensi rendah: disebabkan oleh inhibisi lateral (lateral inhibition). Mekanisme pemrosesan di retina dan korteks visual serebral menekan pola seragam berfrekuensi rendah
• Penurunan sensitivitas pada frekuensi tinggi: disebabkan oleh batas resolusi sistem optik mata (aberasi dan difraksi) serta batas pensampelan fotoreseptor retina (jarak antar sel kerucut)

Kepadatan sel kerucut di fovea adalah sekitar 150,000〜200,000 sel/mm², dan batas pensampelan setara dengan sekitar 50〜60 c/d. Frekuensi cut-off CSF yang sebenarnya lebih rendah dari ini karena pengaruh aberasi optik.

Konversi antara frekuensi spasial dan ketajaman visual

Hubungan antara frekuensi spasial (c/d) dan ketajaman visual adalah sebagai berikut.

Frekuensi spasial (c/d)	Ketajaman visual desimal ekuivalen
3	Sekitar 0.1
6	sekitar 0,2
12	sekitar 0,4
18	sekitar 0,6
30	sekitar 1,0
60	sekitar 2,0

Karena frekuensi spasial yang sesuai dengan ketajaman penglihatan 1.0 adalah sekitar 30 c/d, batas frekuensi tinggi CSF adalah titik yang sesuai dengan ketajaman penglihatan pada CSF.

7. Penelitian terbaru dan prospek ke depan

Perhatian

Konten dalam bagian ini mencakup teknologi yang masih dalam tahap pengembangan atau belum tersebar luas. Untuk penerapan klinis, lihat pedoman dan bukti terbaru.

Metode qCSF (quick Contrast Sensitivity Function) menggunakan algoritme pemeriksaan adaptif dengan estimasi Bayesian untuk memperkirakan seluruh CSF dengan jumlah percobaan sekitar sepertiga hingga seperlima dari metode konvensional⁸⁾. Metode ini sangat membantu meningkatkan efisiensi pengukuran psikofisik dan terus maju ke aplikasi klinis.

Perangkat berbentuk tablet juga mempermudah pengukuran sensitivitas kontras. Aplikasi pemeriksaan yang menggunakan layar LCD pada ponsel pintar dan tablet telah dikembangkan, dan penggunaannya diharapkan untuk pemantauan di rumah dan skrining berskala besar⁹⁾. Namun, kalibrasi tingkat kecerahan dan karakteristik gamma layar sangat penting untuk memastikan ketelitian, dan standardisasi masih menjadi tantangan.

Dalam evaluasi pascaoperasi IOL multifokal dan IOL EDOF, sensitivitas kontras diposisikan sebagai indikator luaran yang penting. Upaya terus dilakukan untuk menilai secara objektif pengaruh tiap desain IOL terhadap sensitivitas kontras pada frekuensi spasial menengah hingga tinggi, dan memanfaatkannya untuk penjelasan kepada pasien serta pemilihan perangkat⁵⁾.

Dalam bidang neurooftalmologi, kegunaan sensitivitas kontras sebagai indikator aktivitas penyakit pada neuritis optik dan multiple sclerosis sedang diteliti. Penurunan sensitivitas kontras yang menetap bahkan setelah ketajaman penglihatan kembali normal mungkin mencerminkan kerusakan aksonal subklinis⁴⁾.

8. Referensi

1. Pelli DG, Robson JG, Wilkins AJ. The design of a new letter chart for measuring contrast sensitivity. Clin Vis Sci. 1988;2(3):187-199.

2. Ginsburg AP. Contrast sensitivity: determining the visual quality and function of cataract, intraocular lenses and refractive surgery. Curr Opin Ophthalmol. 2006;17(1):19-26. doi:10.1097/01.icu.0000192520.48411.fa. PMID: 16436920.

3. Owsley C. Aging and vision. Vision Res. 2011;51(13):1610-1622. doi:10.1016/j.visres.2010.10.020. PMID:20974168; PMCID:PMC3049199.

4. Balcer LJ, Miller DH, Reingold SC, Cohen JA. Vision and vision-related outcome measures in multiple sclerosis. Brain : a journal of neurology. 2015;138(Pt 1):11-27. doi:10.1093/brain/awu335. PMID:25433914; PMCID:PMC4285195.

5. de Vries NE, Webers CA, Touwslager WR, et al. Dissatisfaction after implantation of multifocal intraocular lenses. J Cataract Refract Surg. 2011;37(5):859-865. doi:10.1016/j.jcrs.2010.11.032.

6. Elliott DB, Bullimore MA. Assessing the reliability, discriminative ability, and validity of disability glare tests. Investigative ophthalmology & visual science. 1993;34(1):108-19. PMID:8425818.

7. Sample PA, Ahn DS, Lee PC, Weinreb RN. High-pass resolution perimetry in eyes with ocular hypertension and primary open-angle glaucoma. American journal of ophthalmology. 1992;113(3):309-16. doi:10.1016/s0002-9394(14)71584-3. PMID:1543225.

8. Lesmes LA, Lu ZL, Baek J, Albright TD. Bayesian adaptive estimation of the contrast sensitivity function: the quick CSF method. Journal of vision. 2010;10(3):17.1-21. doi:10.1167/10.3.17. PMID:20377294; PMCID:PMC4439013.

9. Hazel CA, Elliott DB. The dependency of logMAR visual acuity measurements on chart design and scoring rule. Optometry and vision science : official publication of the American Academy of Optometry. 2002;79(12):788-92. doi:10.1097/00006324-200212000-00011. PMID:12512687.