立体視と立体視検査

ひとめでわかるポイント

立体視は両眼視差を脳が検出して奥行きに換算する機能であり、両眼視の最高段階に位置する。
両眼視は同時視→融像→立体視の3段階で構成され、立体視は融像が成立して初めて獲得される。
立体視は生後3〜6ヶ月で発達を開始し、細かい立体視の獲得には臨界期（生後数週間〜数ヶ月以内）の眼位矯正が必要である。
秒角（seconds of arc）で定量化され、値が小さいほど精密な立体視を示す。
立体視検査は静的検査（Titmus・TNO・Lang・Frisby stereo testなど）と動的検査（三杆法など）に大別される。
斜視・弱視・先天白内障・不同視は立体視欠損の主要な原因である。
3Dビデオゲームによる訓練で正常成人の立体視が33%向上したとの報告がある。

1. 立体視とは

立体視（stereopsis）は、視覚対象が左右の網膜に投影されたときに生じる像の水平方向のずれ（両眼視差）を脳が検出して奥行きに換算する機能である。両眼視差の再構成によって奥行き知覚を得る、両眼視の最上位機能に位置づけられる。

語源はギリシャ語で「立体（solid）」と「視力（power of sight）」に由来する。1830年代後半、Charles Wheatstoneが両眼視差の概念を提唱し、両眼を空間内の一点に固視すると近く・遠くの物体が網膜上の異なる位置に像を結ぶことを示した。

両眼視の3段階構造として、同時視（simultaneous perception）→融像（fusion）→立体視（stereopsis）の順に成立する。立体視は融像が成立して初めて獲得できる。

立体視の精密さは秒角（seconds of arc）で定量化される。360°→各度60分角→各分60秒角という関係であり、値が小さいほど精密である。正常な立体視がある場合、10m先の8cmの奥行き差を見分けられるほど精密な奥行き知覚が可能である。

立体視と日常の遠近感の違いについても整理が必要である。立体視は両眼の情報処理によって得られる感覚であるが、いわゆる立体感は片眼の奥行き手がかり（透視図法・大きさ・テクスチャなど単眼性手がかり）でも成り立つ。立体視を獲得できていなくても世界が平面的に見えるわけではなく、日常動作に大きな支障をきたすことは少ない。

発達と臨界期については以下の通りである。立体視は出生時には存在せず、眼位が安定する生後3ヶ月頃から発達を開始する。感受性は生後6ヶ月〜1歳で最大となり、15歳頃に感受性が消失する。細かい立体視（fine stereopsis）の獲得には生後数週間〜遅くとも数ヶ月以内の眼位矯正が必要であり、それ以降2歳前後までの手術では粗い立体視（coarse stereopsis）しか獲得できない。

Q 立体視がなくても日常生活に支障はないのか？

立体視がなくても、透視図法や大きさの変化など単眼性手がかりによって奥行き知覚は可能であるため、日常動作に大きな支障をきたすことは少ない。ただし10m先の8cmの差を識別するような精密な奥行き知覚は立体視でのみ可能であり、球技のキャッチや精密な作業に困難を感じる場合がある。

2. 主な症状と臨床所見

自覚症状

立体視欠損の自覚困難：単眼性手がかりで日常生活が可能なため、立体視欠損そのものを自覚しにくい。
3D映像での異常：3D映画・3Dテレビ・3Dゲームで物体が飛び出して見えない場合、立体視の欠如を示唆する。
精密作業での困難：針に糸を通す、球技のキャッチなど奥行き精度が必要な場面で困難を感じることがある。
複視：斜視を伴う場合、複視（物が二重に見える）を訴えることがある。

臨床所見（医師が確認する所見）

斜視（顕性斜視）：両眼の不整列。カバー・アンカバーテストで顕斜視（tropias）を検出する。
異常頭位：非共同性偏位への適応として両眼視を維持しようとする兆候。
弱視：視力差が脳での克服限界を超えた場合に発生。脳が悪い方の眼を抑制することで弱視が成立する。
抑制：一方の眼の視覚を脳が抑制している所見。Worth4灯試験やBagolini線条レンズで検出する。
網膜異常対応：斜視に伴う異常な感覚適応。Bagolini試験やafterimage testで評価する。

3. 原因とリスク要因

正常な両眼視機能が成立するためには、以下の3条件が必要とされる。

恒常性斜視がないこと
両眼の視力・屈折異常の差が小さく融像が可能なこと
正常の網膜対応があること

これらを阻害する以下の要因が立体視欠損の主な原因となる。

斜視（strabismus）：最も重要な原因。恒常性斜視では正常な両眼視機能が発達しない。外斜視は間欠性から始まるため両眼視が比較的保たれやすいが、内斜視は当初から正位でないため早期のプリズム眼鏡・手術による矯正が必要である。
微小角斜視（microtropia）：斜視角が非常に小さくても抑制が起こりやすく、正常な両眼視は得られにくい。
弱視（amblyopia）：不同視弱視・斜視弱視・形態覚遮断弱視のいずれも立体視欠損の原因となる。
不同視（anisometropia）：左右の屈折誤差の差が融像を妨げ、立体視欠損に至る。
先天白内障（congenital cataract）：十分に早期に矯正されなければ同時視を発達させられない。
不等像視：網膜に投影される対象の大きさに両眼で大きな差がある場合。

生後8年間の視覚中断は、重症度・期間にかかわらず視覚認知の発達を妨げる可能性がある。この時期を過ぎて起こった視覚中断では立体視は失われないが、適応的変化が生じる。

Q 子どもの立体視は何歳までに発達するのか？

立体視は生後3ヶ月頃から発達を開始し、6ヶ月〜1歳で感受性が最大となる。細かい立体視の獲得には生後数週間〜数ヶ月以内の眼位矯正が必要であり、それ以降では粗い立体視しか獲得できない場合がある。視力の臨界期は8歳まで（実臨床では10歳前後まで改善の可能性）だが、両眼視機能の感受性期は立体視・視力よりも早期に終了する。

4. 診断と検査方法

立体視検査はすべて自覚的検査であり、被検者の反応を正しく判定するには正常・異常両眼視機能の理解と各検査法の特性把握が不可欠である。

検査条件の選択原則：融像は部屋が暗くなるほど困難になる。抑制は日常視に近いほどかかりやすく、日常視から離れるほどかかりにくい。「日常視での両眼視状態を知りたいのか、潜在的な両眼視能力を知りたいのか」によって検査方法・条件を変える必要がある。また感覚機能検査は解離検査（遮閉試験など）の前に行うべきである。

立体視検査は静的検査と動的検査に大別される。さらに静的検査は両眼分離法によって偏光方式・赤緑方式・実在立体法・円柱回折法・分離眼鏡なしに分類される。

主要な近見立体視検査の概要は以下の通りである。

検査名	分離法	視差範囲（秒角）	適応年齢	特徴
Titmus stereo test	偏光	40〜3,000″	2歳〜	最も一般的。偽陽性あり
TNO stereo test	赤緑	15〜480″	2.5歳〜	偽陽性なし。高度な立体視判定に優れる
Frisby stereo test	なし（実在立体）	20〜600″	3歳〜	日常視に最も近い
Lang stereo test	円柱回折	200〜1,200″	2歳〜	眼鏡不要。スクリーニング向き
Randot stereo test	偏光	20〜500″	2歳〜	random dot。偽陽性が少ない

Titmus stereo test（偏光方式）

最も一般的に使用される近見立体視検査である。偏光眼鏡で両眼を分離し、比較的日常視に近い状況で検査できる。検査距離40cm・完全矯正下で実施する。

構成と手順は以下の通りである。

Fly（ハエ）：視差約3,000″。羽が実際につかめるか確認する（立体視の有無を大まかに判定）。
Animal：ネコ400″・ウサギ200″・サル100″。
Circle：(1)800″→(2)400″→(3)200″→(4)140″→(5)100″→(6)80″→(7)60″→(8)50″→(9)40″の9段階。

solid patternのため単眼手がかりによる偽陽性が起こり得る点が欠点である。訴えが曖昧なときは眼鏡を裏返してかけさせ奥行き知覚の有無を確認する。Fly下のR/LおよびCircle(1)を用いて抑制の検出も可能である。

TNO stereo test（赤緑方式）

Random dot patternを用いた近見立体視検査である。赤緑眼鏡で両眼を分離する。日常視とはかけ離れており、抑制がかかりやすい条件での検査となる。検査距離40cm・完全矯正下で実施する。

最大の特長は単眼手がかりによる偽陽性がない点であり、TNO stereo testの成績が良好であれば高度な立体視機能を有すると判定できる。

Plate I〜III：スクリーニング・乳児用（視差が大きな図形、片眼でも認識可能な図形）。
Plate IV：抑制の検査プレート。
Plate V〜VII：定量用。V=480″・240″、VI=120″・60″、VII=30″・15″。

Lang stereo test（円柱回折法）

シートに回折格子（レンチキュラー）が埋められた近見立体視検査である。検査眼鏡なしで実施可能であり、2歳前後の低年齢でも検査できる。3歳児検診・学校検診のスクリーニングとして広く活用されている。

LANG I：ネコ1,200″・星600″・車550″。
LANG II：ゾウ600″・車400″・月200″。視差のない星（理解度確認用）も配置されている。
LANG-STEREOPAD®：星1,000″・車600″・ネコ400″・月200″・太陽100″・星50″。視標は自由に貼付可能。

random dot patternだが、プレートを傾けると単眼手がかりが見えてしまう欠点がある。プレートは必ず正面で被検者に提示する。

Frisby stereo test（実在立体法）

透明プラスチックプレート2枚を使用する。前面に1つ・後面に3つの同じ模様が印刷されており、プレートの厚みそのものが視差となる。3種類の異なる厚さ（6mm・3mm・1.5mm）のプレートがあり、検査距離を変えることで視差を変えることも可能である。検査眼鏡を使用せずに実在の立体物で検査するため、日常視に最も近い立体視評価が可能である。適応年齢3歳〜、立体視差度600〜20秒、検査距離30〜80cm。

分離眼鏡なしの実用立体視検査

Two pencil法：2本の鉛筆の先を合わせる検査。適応年齢2歳〜、立体視差度3,000〜5,000秒程度。検者前方33cmで実施。近見日常視に最も近く極めて簡便。両眼で可能・片眼で失敗する場合、実用的な両眼視機能があると判断する。
輪通し法：直径2〜3cmの輪に鈎型針金を通す検査。適応年齢3歳〜、立体視差度2,000〜3,000秒程度。Two pencil法より単眼手がかりに乏しく、より精密な立体視が要求される。

なお、これら実用検査は訓練によって検査にパスすることが可能なため、厳密な立体視機能の測定よりも近見の奥行き知覚を大まかに評価するものとして位置づける。

その他の検査法

Randot preschool stereotest・Random dot butterfly：偏光方式。random dot patternで偽陽性が少ない。
Pola test：偏光方式。適応2.5歳〜、検査距離500cm。遠方立体視の有無（定性検査）。
大型弱視鏡（シノプトフォア）：左右の中心窩に指標を投影するため、顕性斜視でも立体視の有無を調べられる。遠方立体視90〜720秒。適応年齢4歳〜。
三杆法：代表的な動的立体視検査。視標が動く条件での奥行き知覚を評価する。
3D multi vision tester：静的5,000〜135秒、動的2,700/1,500/1,000秒。検査距離50cm。

Q Titmus stereo testとTNO stereo testの違いは何か？

Titmusは偏光方式でsolid patternのため単眼手がかりによる偽陽性が起こり得る。TNOは赤緑方式でrandom dot patternのため偽陽性がなく、TNOの成績が良好であれば高度な立体視機能を有すると判定できる。日常視に近い条件での評価にはTitmus、立体視機能の厳密な定量にはTNOがそれぞれ適している。

5. 標準的な治療法

立体視欠損そのものを直接治療する標準的治療法はなく、原因疾患の治療が基本となる。

斜視手術：眼位矯正により両眼視機能の改善を図る。高次の立体視（high-grade stereopsis）の回復には、良好な各眼視力・良好な眼位・ベースラインの両眼視ポテンシャルが必要とされる。低次の両眼視（同時視・周辺融像）は、視力不良や長期間の斜視でも手術によって達成できる場合がある。
屈折矯正：不同視に対する眼鏡処方。高AC/A比の調節性内斜視では下方に+3.00Dを負荷した眼鏡を処方する。
弱視治療：遮閉療法（パッチング）やペナライゼーション（健眼の視力を薬剤または眼鏡で低下させる方法）を用いる。
プリズム眼鏡：内斜視への早期介入として使用する。
先天白内障の早期手術：同時視発達のために十分早期に矯正する。

6. 病態生理学・詳細な発症機序

両眼視差の検出メカニズム

脳は両眼視差を検出し、視差選択性ニューロンを刺激して活動電位の発生頻度を高め、2つの画像間の関係を符号化する。

**ホロプター（単一視軌跡）**は、注視点とほぼ同じ奥行きにあり両眼の網膜対応点に投影される点の集合である。幾何学的ホロプターと経験的ホロプターが存在する。ホロプター上の点は対応する網膜対応点に投影されるため単一に見えるが、ホロプターから外れると両眼視差が生じる。

Panum融像圏は、ホロプターからわずかにずれた物体が生じる視差に対し、複視を生じることなく融像が成立する領域である。Panum融像圏内の視差は立体視に変換され、圏外の大きな視差は複視となる。

網膜対応点については、両眼の中心窩が共通の視方向を持ち、中心窩から等距離にある耳側網膜点と他眼の鼻側網膜点が対応する。中心窩融像で精密な立体視が、周辺融像でおおまかな立体視が成立する。

静的立体視と動的立体視

静的立体視

定義：視差が時間的に変化しない立体視。

測定ツール：Titmus・TNO・Lang・Frisby・Randotなど多くの検査が対応。

用途：基本的な立体視能力の定量評価。

動的立体視

定義：視差が時間的に変化する（視標が動く）立体視。

測定ツール：三杆法、3D multi vision tester。

用途：実際の動作環境における奥行き知覚の評価。

立体視の定量化と運動性融像

正常な両眼視機能は「抑制がなく同時視が可能で、正常融像を有し、60″未満の両眼視差を検出して立体視が得られること」と定義される。

運動性融像の正常値：輻湊方向25°・開散方向5°・上下方向1〜2°・回旋方向8°程度。

融像域の正常値（大型弱視鏡）：水平-4〜+25°・上下方向1〜2.5°・回旋方向6〜10°。

抑制と立体視欠損のメカニズム

視力差が脳での克服限界を超えると、脳は悪い方の眼を抑制する。これにより立体視は失われるが、複視からは保護される。抑制は独立した修正可能なパラメータとみなされており、抑制の低減が立体視改善につながる可能性が注目されている。

単眼性手がかり（monocular depth cues）

片眼のみでも奥行き知覚が成立する手がかりとして以下がある。透視図法・大きさ・順序（重なり）・テクスチャの変化と勾配・デフォーカス・色・霞・相対的な大きさなどである。これらは有用であるが、錯視の影響を受けやすいという特性がある。

7. 最新の研究と今後の展望（研究段階の報告）

3Dビデオゲームによる立体視向上

Li et al.（2024）は、正常視力の若年成人40名（全員非ゲーマー）を対象としたランダム化比較研究を実施した¹⁾。3DVG群（21名）はPlayStation 3Dファーストパーソンシューターゲームを合計40時間（2時間×20セッション、4〜5週間）プレイし、2DVG群（19名）は同一ゲームの2Dモードで同時間プレイした。32インチアクティブ3Dテレビ（240Hzリフレッシュレート）を使用し、3DVG群のみアクティブシャッター3Dメガネを着用した。

結果、3DVG群で立体視が33%向上（改善率26.6±4.8%）し、2DVG群では有意な変化がなかった（改善率1.8±3.0%）。統計解析では二元配置反復測定ANOVA F=17.621, p<0.001、3DVG群の改善 Bonferroni t=5.544, p<0.001であった¹⁾。ベースラインの立体視閾値が高い参加者ほど改善幅が大きい傾向があった。両眼コントラスト感度には有意な変化がなく（F=0.423, p=0.524）、立体視特異的な向上であることが示された。

先行研究として、弱視成人での3Dビデオゲームによる視力・立体視改善の報告がある（Li et al. 2011, 2018）。本研究の臨床的示唆として、両眼視異常を有する患者の立体視向上に3Dビデオゲーム訓練が有用である可能性が提唱されている¹⁾。

弱視の両眼治療と知覚学習

抑制をターゲットとした**両眼治療（dichoptic treatment）**は、弱視眼機能を両眼視条件下で改善するアプローチとして研究されている。また、Ding & Levi（2011）は両眼視異常の成人で知覚学習による立体視回復を報告しており、臨界期以降においても可塑性が残存する可能性が示されている。

Q 3Dビデオゲームで立体視を改善できるのか？

Li et al.（2024）の研究では、正常成人が3Dビデオゲームを40時間プレイすることで立体視が約33%向上することが示された。ただしこれは研究段階の知見であり、標準的な医療行為として確立されているものではない。臨床応用にあたっては担当医との相談が必要である。

8. 参考文献

Li RW, Li BZ, Chat SW, Patel SS, Chung STL, Levi DM. Playing three-dimensional video games boosts stereo vision. Curr Biol. 2024;34(11):2492-2500.e4.