Test di sensibilità al contrasto
Punti chiave a colpo d’occhio
Sezione intitolata “Punti chiave a colpo d’occhio”1. Che cos’è il test di sensibilità al contrasto?
Sezione intitolata “1. Che cos’è il test di sensibilità al contrasto?”
Il test di sensibilità al contrasto è un esame della funzione visiva che misura la capacità di rilevare pattern a griglia con strisce (sine wave grating) a diverse frequenze spaziali (cycles per degree, c/d). Valuta aspetti della funzione visiva che non possono essere misurati con il test dell’acuità visiva (l’inverso della soglia di contrasto alla frequenza spaziale più alta) ed è particolarmente utile nei casi in cui la funzione visiva soggettiva è ridotta pur con acuità visiva պահպանuta.
La frequenza spaziale indica il numero di cicli di chiaro e scuro contenuti in un grado di angolo visivo. La funzione di sensibilità al contrasto (Contrast Sensitivity Function, CSF) è un grafico che riporta sull’asse orizzontale la frequenza spaziale (c/d) e sull’asse verticale la sensibilità al contrasto (l’inverso della soglia di contrasto). Nell’occhio adulto normale mostra una caratteristica passa-banda a U rovesciata. Il picco si trova alle frequenze intermedie (3–6 c/d), e la sensibilità diminuisce a entrambe le estremità delle frequenze alte e basse. Con l’età, la sensibilità diminuisce in tutte le bande di frequenza.
Poiché la funzione visiva si riduce prima nella sensibilità al contrasto e poi nell’acuità visiva, misurare la sensibilità al contrasto è utile quando il paziente riferisce visione offuscata ma l’acuità visiva è normale. Le lamentele soggettive come “visione offuscata”, “abbagliamento” e “riduzione della visione notturna” spesso si correlano con una riduzione della sensibilità al contrasto.
La storia del test di sensibilità al contrasto inizia con gli studi di de Lange e colleghi nel 1952 sulle proprietà di sensibilità al contrasto temporale e spaziale utilizzando reticoli sinusoidali. Nel 1988 Pelli e Robson svilupparono una tavola standard utilizzabile in clinica, e l’esame si diffuse come test clinico1).
Può rilevare in modo oggettivo un peggioramento qualitativo della funzione visiva che non può essere valutato con il test dell’acuità visiva. Anche con un’acuità visiva normale, se ci sono lamentele come “visione offuscata”, “difficoltà a vedere di notte” o “forte abbagliamento”, misurare la sensibilità al contrasto può quantificare la riduzione della funzione visiva dovuta a cataratta, opacità capsulare posteriore, astigmatismo corneale irregolare o malattie del nervo ottico. In particolare, nell’opacità capsulare posteriore di tipo fibrotico, la sensibilità al contrasto può ridursi in modo selettivo anche quando l’acuità visiva è conservata, quindi può aiutare a decidere l’indicazione alla capsulotomia posteriore con laser Nd:YAG.
2. Metodo di esame (tabella, procedura e interpretazione)
Sezione intitolata “2. Metodo di esame (tabella, procedura e interpretazione)”
Principali tavole di test
Sezione intitolata “Principali tavole di test”| Nome della tavola | Frequenza spaziale | Livello di contrasto | Caratteristiche |
|---|---|---|---|
| Tavola di Pelli-Robson | Equivalente a 1 c/d (fisso) | 8 livelli di 3 lettere ciascuno | Semplice e ampiamente diffusa. La dimensione delle lettere è costante; cambia solo il contrasto. |
| FACT (Functional Acuity Contrast Test) | 1,5/3/6/12/18 c/d (5 livelli) | 9 livelli di contrasto | Consente di mostrare in dettaglio la funzione di sensibilità al contrasto (CSF) a più frequenze spaziali. |
| CSV-1000 (Vector Vision) | 3/6/12/18 c/d (4 livelli) | 8 livelli di contrasto | Pannello retroilluminato. Consente una valutazione quantitativa a ciascuna frequenza spaziale |
| CGT-2000 (Takagi Seiko) | Più frequenze spaziali | Graduale | Sistema di visualizzazione LCD. Usato in Giappone |
La tavola Pelli-Robson presenta lettere di dimensioni costanti (circa equivalenti a 1 c/d) e misura riducendo gradualmente solo il contrasto. Il livello in cui almeno 2 lettere su 3 possono essere lette correttamente al contrasto più basso viene registrato in unità log. È ampiamente utilizzata per lo screening e il monitoraggio di cataratta e malattie del nervo ottico 1).
FACT e CSV-1000 misurano la sensibilità a più frequenze spaziali e permettono di comprendere la forma generale della CSF. Consentono di identificare pattern specifici di malattia, come la riduzione selettiva della sensibilità alle alte frequenze spaziali nell’astigmatismo corneale irregolare e la riduzione diffusa della sensibilità in tutte le bande di frequenza nelle malattie del nervo ottico 2).
Procedura di esame
Sezione intitolata “Procedura di esame”- Distanza di esame: varia in base alla tavola (Pelli-Robson: 1 m, FACT/CSV-1000: 3 m)
- Illuminazione e luminanza: Si raccomanda una luminanza di fondo uniforme di circa 85 cd/m²
- Correzione: Misurare un occhio alla volta in piena correzione refrattiva
- Procedura: Registrare il livello di contrasto più basso identificabile a ciascuna frequenza spaziale e tracciare la CSF
Valori di riferimento normali
Sezione intitolata “Valori di riferimento normali”- Sensibilità di picco nell’occhio adulto normale: sensibilità al contrasto 100–400 alle frequenze spaziali intermedie (3–6 c/d) (soglia di contrasto 0.25–1%)
- Tabella di Pelli-Robson: negli adulti sani, sensibilità al contrasto logaritmica 1.65–1.95 (soglia di contrasto 2–3%)1)
- Con l’età si osserva una riduzione della sensibilità in tutte le bande di frequenza, e nelle persone nella fascia dei 60 anni si registra una diminuzione di circa 0.3 unità logaritmiche rispetto ai giovani adulti3)
Per lo screening e il follow-up, la tabella di Pelli-Robson è semplice e ampiamente diffusa. Per una valutazione dettagliata per frequenza spaziale, usare FACT o CSV-1000. Poiché FACT può mostrare l’intera CSF a cinque frequenze spaziali (1.5–18 c/d), è utile per identificare i pattern di riduzione della sensibilità specifici della malattia. Per il confronto prima e dopo l’intervento di IOL multifocale, e per la valutazione accurata delle malattie del nervo ottico e della cornea, sono raccomandate tabelle a più frequenze spaziali.
3. Relazione tra sensibilità al contrasto e acuità visiva
Sezione intitolata “3. Relazione tra sensibilità al contrasto e acuità visiva”Poiché l’acuità visiva (Visual Acuity: VA) è definita come il reciproco della soglia di contrasto sul lato delle alte frequenze spaziali, è solo un punto della curva della funzione di sensibilità al contrasto (CSF). Valutando l’intera CSF, il test di sensibilità al contrasto consente di cogliere il quadro complessivo della funzione visiva che la sola acuità visiva non può mostrare.
La funzione visiva spesso diminuisce prima nella sensibilità al contrasto, seguita da una riduzione dell’acuità visiva. Pertanto, nei casi in cui il paziente lamenta visione sfocata nonostante un’acuità visiva normale, la perdita di sensibilità al contrasto può essere già iniziata. Questa discrepanza è particolarmente probabile nelle seguenti situazioni.
- Opacizzazione fibrotica della capsula posteriore: si riduce solo la sensibilità al contrasto mentre l’acuità visiva resta pari a 1,0 o superiore
- Fase di recupero della neurite ottica: anche se l’acuità visiva migliora fino a 0,8 o più, la riduzione della sensibilità al contrasto può persistere a lungo4)
- Dopo chirurgia con IOL multifocale: anche con una buona acuità visiva da lontano e da vicino, la sensibilità al contrasto tende a essere inferiore rispetto a una IOL monofocale5)
Lamentele del paziente come visione sfocata, forte abbagliamento e difficoltà a vedere di notte sono fortemente correlate alla riduzione della sensibilità al contrasto. Anche con una buona acuità visiva, se sono presenti questi disturbi, il test della sensibilità al contrasto è utile come parametro oggettivo.
4. Significato clinico (malattie indicate e pattern caratteristici)
Sezione intitolata “4. Significato clinico (malattie indicate e pattern caratteristici)”| Malattia/situazione | Frequenza spaziale della riduzione della sensibilità | Caratteristiche e significato clinico |
|---|---|---|
| Opacizzazione fibrotica della capsula posteriore | Frequenze medio-alte (selettive) | La sensibilità al contrasto si riduce anche con visione normale. Utile per decidere l’indicazione alla capsulotomia posteriore con laser Nd:YAG |
| Cataratta | Tutta la gamma di frequenze (più evidente alle frequenze intermedie) | Riduzione della sensibilità in condizioni di abbagliamento dovuta alla luce diffusa. Particolarmente marcata nella cataratta nucleare6) |
| astigmatismo irregolare corneale (dopo chirurgia refrattiva) | frequenze spaziali alte (selettivo) | riflette una riduzione del limite di risoluzione ottica |
| neurite ottica, NAION | tutte le gamme di frequenze spaziali | Dopo la fase acuta, la riduzione della sensibilità al contrasto può persistere anche dopo il recupero dell’acuità visiva4) |
| ambliopia | frequenze spaziali medio-alte (a seconda del tipo) | il pattern di riduzione varia in base al tipo di ambliopia |
| glaucoma | frequenze spaziali alte (precocemente) | può essere rilevato prima dei difetti del campo visivo7) |
| Dopo intervento con IOL multifocale e IOL EDOF | Frequenze spaziali medio-alte | La sensibilità al contrasto tende a ridursi leggermente rispetto alle IOL monofocali. Utile per la spiegazione preoperatoria5) |
| Cambiamenti legati all’età | Su tutte le gamme di frequenza (prima alle alte frequenze) | Anche con l’invecchiamento normale, diminuisce gradualmente su tutte le gamme di frequenza3) |
L’opacizzazione della capsula posteriore e la cataratta svolgono un ruolo particolarmente importante nel test della sensibilità al contrasto. Nella forma a perle di Elschnig dell’opacizzazione della capsula posteriore, l’acuità visiva è di solito già ridotta, ma nella forma fibrotica, se lieve, può causare solo una riduzione della sensibilità al contrasto con conservazione dell’acuità visiva. Comprendere questa differenza consente di decidere in modo più appropriato l’indicazione alla capsulotomia posteriore laser Nd:YAG.
Nel glaucoma, è stato riportato che, con un principio simile alla high-pass resolution perimetry (HRP), la riduzione della sensibilità al contrasto alle alte frequenze spaziali può essere rilevata prima del difetto del campo visivo7). Tuttavia, poiché sensibilità e specificità sono inferiori a quelle dell’esame del campo visivo, al momento ha solo un ruolo ausiliario.
Anche quando l’acuità visiva è intorno a 1,0, se sono presenti lamentele come “vista sfocata”, “forte abbagliamento” o “difficoltà a vedere di notte”, può esserci una riduzione della sensibilità al contrasto. Si verifica soprattutto nell’opacizzazione della capsula posteriore (forma fibrotica), nella cataratta, dopo chirurgia refrattiva e nella fase di recupero delle malattie del nervo ottico. Eseguire il test della sensibilità al contrasto consente di valutare in modo quantitativo il calo della funzione visiva non rilevabile con il test dell’acuità visiva e di giudicare in modo oggettivo la necessità del trattamento. Si può iniziare con uno screening semplice usando la tabella di Pelli-Robson e, se necessario, eseguire una valutazione dettagliata per frequenza spaziale con FACT o CSV-1000.
5. Valutazione dell’opacizzazione della capsula posteriore e capsulotomia posteriore laser Nd:YAG
Sezione intitolata “5. Valutazione dell’opacizzazione della capsula posteriore e capsulotomia posteriore laser Nd:YAG”L’indicazione alla capsulotomia posteriore si decide soprattutto stimando la compromissione funzionale visiva in base al tipo e al grado di opacità mediante retroilluminazione alla lampada a fessura. Poiché la funzione visiva diminuisce prima nella sensibilità al contrasto e poi nell’acuità visiva, misurare la sensibilità al contrasto è utile quando c’è la sensazione di annebbiamento ma non una riduzione dell’acuità visiva.
Tipi di opacizzazione della capsula posteriore ed effetti sulla funzione visiva:
- Tipo a perle di Elschnig (stratificato): le cellule epiteliali residue del cristallino proliferano e si stratificano sulla capsula posteriore. Di solito è già presente una riduzione della vista
- Tipo fibrotico (lieve): causa solo una riduzione della sensibilità al contrasto, mentre l’acuità visiva rimane preservata. In questo caso, se si valuta solo l’acuità visiva, il peggioramento della funzione visiva può passare inosservato
Se la riduzione della sensibilità al contrasto può essere considerata nella decisione di eseguire la capsulotomia posteriore con laser Nd:YAG, diventa più facile stabilire il momento opportuno dell’intervento anche nei casi in cui il sintomo principale del paziente (annebbiamento e abbagliamento) non coincide con i valori di misurazione oggettivi.
Valori di riferimento della procedura di capsulotomia posteriore con laser Nd:YAG:
- Energia del impulso: 1,0–2,0 mJ (iniziare con energia bassa)
- Schema di incisione: incisione a croce o circolare (obiettivo: diametro di 3–4 mm o più)
- Principali complicanze: aumento della pressione intraoculare (1–2 ore dopo l’intervento, da trattare con farmaci ipotonizzanti), danno dell’IOL (possono comparire pit), prolasso anteriore del vitreo
6. Principio di misurazione (teoria della frequenza spaziale)
Sezione intitolata “6. Principio di misurazione (teoria della frequenza spaziale)”Definizione del contrasto
Sezione intitolata “Definizione del contrasto”Il contrasto è definito dalla formula di Michelson.
Contrasto (C) = (Lmax − Lmin) / (Lmax + Lmin)
Qui, Lmax indica la luminanza massima delle strisce e Lmin la luminanza minima. Il contrasto assume valori da 0 (uniforme) a 1 (massimo). La sensibilità al contrasto (CS) è l’inverso della soglia di contrasto (il valore minimo di contrasto distinguibile).
CS = 1 / soglia di contrasto
Caratteristiche passa-banda del sistema visivo umano
Sezione intitolata “Caratteristiche passa-banda del sistema visivo umano”Il sistema visivo umano ha caratteristiche di filtro passa-banda e mostra la sensibilità più elevata alle frequenze spaziali intermedie (3–6 c/d).
- Riduzione della sensibilità alle basse frequenze: dovuta all’inibizione laterale (lateral inhibition). I meccanismi di elaborazione della retina e della corteccia visiva cerebrale sopprimono i pattern uniformi a bassa frequenza
- Riduzione della sensibilità alle alte frequenze: dovuta ai limiti di risoluzione del sistema ottico dell’occhio (aberrazione e diffrazione) e al limite di campionamento dei fotorecettori retinici (distanza tra i coni)
La densità dei coni foveali è di circa 150,000〜200,000 cellule/mm², e il limite di campionamento corrisponde a circa 50〜60 c/d. La frequenza di taglio della CSF reale è inferiore a questo a causa dell’influenza delle aberrazioni ottiche.
Conversione tra frequenza spaziale e acutezza visiva
Sezione intitolata “Conversione tra frequenza spaziale e acutezza visiva”La relazione tra frequenza spaziale (c/d) e acutezza visiva è la seguente.
| Frequenza spaziale (c/d) | Acuità visiva decimale equivalente |
|---|---|
| 3 | Circa 0.1 |
| 6 | circa 0,2 |
| 12 | circa 0,4 |
| 18 | circa 0,6 |
| 30 | circa 1,0 |
| 60 | circa 2,0 |
Poiché la frequenza spaziale corrispondente all’acuità visiva 1.0 è di circa 30 c/d, il limite delle alte frequenze della CSF è il punto che corrisponde all’acuità visiva nella CSF.
7. Ricerche più recenti e prospettive future
Sezione intitolata “7. Ricerche più recenti e prospettive future”Il metodo qCSF (quick Contrast Sensitivity Function) utilizza un algoritmo di test adattativo con stima bayesiana per stimare l’intera CSF con un numero di prove pari a circa un terzo o un quinto di quello richiesto dai metodi convenzionali8). Contribuisce in modo significativo a rendere più efficienti le misurazioni psicofisiche e il suo impiego clinico è in crescita.
Anche la semplificazione della misurazione della sensibilità al contrasto tramite dispositivi di tipo tablet è in progresso. Sono state sviluppate app di test che utilizzano schermi LCD di smartphone e tablet, e se ne prevede l’uso per il monitoraggio domiciliare e lo screening su larga scala9). Tuttavia, la calibrazione della luminosità e delle caratteristiche gamma del display è essenziale per garantire la precisione, e la standardizzazione resta una sfida.
Nella valutazione postoperatoria delle IOL multifocali e delle IOL EDOF, la sensibilità al contrasto è considerata un importante indicatore di esito. Continuano gli sforzi per valutare in modo oggettivo l’effetto di ciascun design di IOL sulla sensibilità al contrasto alle frequenze spaziali intermedie e alte, e per usarlo nella spiegazione al paziente e nella selezione del dispositivo5).
Nell’area della neuro-oftalmologia, si sta studiando l’utilità della sensibilità al contrasto come indicatore dell’attività di malattia nella neurite ottica e nella sclerosi multipla. Una riduzione persistente della sensibilità al contrasto anche dopo la normalizzazione dell’acuità visiva può riflettere un danno assonale subclinico4).
8. Riferimenti
Sezione intitolata “8. Riferimenti”-
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