コントラスト感度検査（Contrast Sensitivity Testing）

ひとめでわかるポイント

この検査の要点

• コントラスト感度検査は、異なる空間周波数における縞状格子パターンの識別能力を測定する視機能検査である
• 視力ではなくコントラスト感度が先に低下するため、視力が正常でも「霞む」「グレアが強い」と訴える患者に有用である
• 主な検査チャートとしてPelli-Robsonチャート、FACT、CSV-1000などがある
• 後囊混濁（線維化型）では視力正常でもコントラスト感度が低下し、Nd:YAGレーザー後囊切開の適応判断に活用される
• 白内障・角膜不正乱視・視神経炎・緑内障など多様な眼疾患でコントラスト感度が低下する
• 多焦点IOL術後評価においても、単焦点IOLと比較したコントラスト感度の変化を定量化できる
• コントラスト感度曲線（CSF）は逆U字型で、中間周波数（3〜6 c/d）で感度が最高となる

1. コントラスト感度検査とは

Campbell-Robson法によるコントラスト感度機能（CSF）チャート：空間周波数（横軸0.16〜40 cpd）とコントラスト（縦軸0.001〜0.50）が変化する正弦波格子パターン

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.

Campbell-Robson法のコントラスト感度チャート（パネルA）で、横軸左から右へ空間周波数が0.16〜40 cpd（cycles per degree）の対数スケールで増加し、縦軸下から上へコントラストが0.001〜0.50の対数スケールで増加する正弦波格子パターンを示す。本文「1. コントラスト感度検査とは」の項で扱うコントラスト感度曲線（CSF）に対応する。

コントラスト感度検査は、異なる空間周波数（サイクル/度：cycles per degree, c/d）における縞状格子パターン（sine wave grating）の識別能力（コントラスト閾値）を測定する視機能検査である。視力検査（最高空間周波数でのコントラスト閾値の逆数に相当）では評価できない視機能の質的側面を評価し、特に視力が保たれていても主観的な視機能低下がある症例に有用である。

空間周波数とは1度の視角内に含まれる明暗のサイクル数を指す。コントラスト感度曲線（Contrast Sensitivity Function: CSF）は、横軸に空間周波数（c/d）、縦軸にコントラスト感度（コントラスト閾値の逆数）をとったグラフであり、成人正常眼では逆U字型のバンドパス特性を示す。ピークは中間周波数（3〜6 c/d）にあり、高周波・低周波の両端で感度が低下する。加齢により全周波数帯で感度が低下する。

視機能はコントラスト感度、視力の順で低下するため、霞むという訴えがあっても視力低下がない場合にはコントラスト感度を測定することが有用である。患者の主観的な「霞み」「グレア」「夜間の視力低下」はコントラスト感度低下と相関することが多い。

コントラスト感度検査の歴史は、de Lange（1952年）らによる正弦波格子を用いた時間的・空間的コントラスト感度特性の研究に端を発する。1988年にはPelli & Robsonが臨床応用可能な標準チャートを開発し、臨床検査として普及した¹⁾。

Q コントラスト感度検査で何がわかるか？

A

視力検査では評価できない視機能の質的低下を客観的に検出できる。視力が正常でも「霞む」「夜間に見えにくい」「グレアが強い」などの訴えがある場合、コントラスト感度を測定することで白内障・後囊混濁・角膜不正乱視・視神経疾患による視機能低下を定量化できる。特に後囊混濁（線維化型）では視力が保たれていてもコントラスト感度が選択的に低下するため、Nd:YAGレーザー後囊切開の適応決定に役立てられる。

2. 検査方法（チャート・手技・判定）

CSV-1000Eコントラスト感度チャート：背光式パネルに4空間周波数×8コントラストレベルの円形格子パッチが配置された臨床用検査装置

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.

スタンドに設置されたCSV-1000E背光式パネル（パネルa）で、3・6・12・18 cpd の4空間周波数×8コントラストレベルの円形格子パッチが4行に配列された検査装置を示す。本文「2. 検査方法（チャート・手技・判定）」の項で扱うコントラスト感度チャート（CSV-1000）に対応する。

主要検査チャート

チャート名	空間周波数	コントラストレベル	特徴
Pelli-Robsonチャート	1 c/d相当（固定）	3文字ずつ8段階	簡便・広く普及。文字サイズ一定でコントラストのみ変化
FACT（Functional Acuity Contrast Test）	1.5/3/6/12/18 c/d（5段階）	9コントラストレベル	複数空間周波数で詳細なCSF描出が可能
CSV-1000（Vector Vision社）	3/6/12/18 c/d（4段階）	8コントラストレベル	背光式パネル。各周波数で定量評価可能
CGT-2000（タカギセイコー社）	複数周波数	段階的	液晶ディスプレイ方式。国内で使用される

Pelli-Robsonチャートは一定サイズの文字（約1 c/d相当）を提示し、コントラストのみを段階的に低下させて測定する。最も低いコントラストで3文字中2文字以上を正答できたレベルをlog単位で記録する。スクリーニングおよび白内障・視神経疾患のモニタリングに広く用いられる¹⁾。

FACTおよびCSV-1000は複数の空間周波数で感度を測定し、CSF全体の形状を把握できる。角膜不正乱視では高空間周波数の選択的感度低下、視神経疾患では全周波数帯の広範な感度低下など、疾患特異的なパターンの同定が可能である²⁾。

検査手順

• 検査距離: チャートにより異なる（Pelli-Robson: 1 m、FACT/CSV-1000: 3 m）
• 照度・輝度: 85 cd/m²前後の均一な背景輝度が推奨される
• 矯正: 完全屈折矯正下で片眼ずつ測定する
• 手順: 各空間周波数で識別可能な最低コントラストレベルを記録し、CSFを描出する

正常値の参考

• 成人正常眼のピーク感度: 中間周波数（3〜6 c/d）でコントラスト感度 100〜400（コントラスト閾値 0.25〜1%）
• Pelli-Robsonチャート: 正常成人では対数コントラスト感度1.65〜1.95（コントラスト閾値2〜3%）¹⁾
• 加齢により全周波数帯で感度低下がみられ、60歳代では若年成人比で約0.3 log単位の低下を示す³⁾

Q どのチャートを使えばよいか？

A

スクリーニング・経過観察にはPelli-Robsonチャートが簡便で広く普及している。空間周波数別の詳細な評価にはFACTやCSV-1000を使用する。FACTは5つの空間周波数（1.5〜18 c/d）でCSF全体を描出できるため、疾患ごとの感度低下パターンの同定に有用である。多焦点IOL術前術後の比較や、視神経疾患・角膜疾患の精密評価には複数空間周波数チャートを推奨する。

3. コントラスト感度と視力の関係

視力（Visual Acuity: VA）は高空間周波数側のコントラスト閾値の逆数として定義されるため、コントラスト感度曲線（CSF）の一点にすぎない。コントラスト感度検査はCSF全体を評価することで、視力では捉えられない視機能の全体像を把握できる。

視機能はコントラスト感度から先に低下し、続いて視力が低下する順序をたどることが多い。したがって、視力が正常でも主観的な見えにくさを訴える症例では、コントラスト感度の低下が先行している可能性がある。特に以下の状況でこの乖離が生じやすい。

• 後囊混濁（線維化型）: 視力が1.0以上を保持したままコントラスト感度のみ低下する
• 視神経炎回復期: 視力は0.8以上に回復しても、コントラスト感度の低下が長期間残存することがある⁴⁾
• 多焦点IOL術後: 遠見・近見の視力は良好でも、コントラスト感度が単焦点IOLより低下する傾向がある⁵⁾

患者の主観的訴え（「霞む」「グレアが強い」「夜間に見えにくい」）はコントラスト感度の低下と強く相関する。視力が良好でもこのような訴えがある場合、コントラスト感度検査は客観的な評価指標として有用である。

4. 臨床的意義（適応疾患と特徴的パターン）

疾患・状況	感度低下の空間周波数	特徴・臨床的意義
後囊混濁（線維化型）	中〜高周波数（選択的）	視力正常でもコントラスト感度低下。Nd:YAGレーザー後囊切開の適応判断に有用
白内障	全周波数帯（中間周波数で顕著）	散乱光によるグレア条件下での感度低下。核白内障で特に顕著6)
角膜不正乱視（屈折矯正術後）	高空間周波数（選択的）	光学的解像限界の低下を反映
視神経炎・NAION	全周波数帯	急性期後も視力回復を超えてコントラスト感度低下が残存する場合あり4)
弱視	中〜高空間周波数（タイプ依存）	弱視タイプにより低下パターンが異なる
緑内障	高空間周波数（早期）	視野障害に先行して検出される可能性あり7)
多焦点IOL・EDOF IOL術後	中〜高空間周波数	単焦点IOLに比べコントラスト感度がやや低下する傾向。術前説明に活用5)
加齢性変化	全周波数帯（高周波数で早期）	正常加齢でも全周波数帯で漸進的に低下3)

後囊混濁と白内障においてコントラスト感度検査は特に重要な役割を果たす。後囊混濁のElschnig真珠型では通常すでに視力が低下していることが多いが、線維化型では軽度であればコントラスト感度の低下のみを起こし視力は保持される。この違いを把握することで、Nd:YAGレーザー後囊切開の適応をより適切に決定できる。

緑内障では、high-pass resolution perimetry（HRP）と類似した原理で、高空間周波数のコントラスト感度低下が視野障害に先行して検出される場合があるとの報告がある⁷⁾。ただし感度・特異度は視野検査に劣るため、現時点では補助的な役割にとどまる。

Q 視力がよいのに見えにくい場合は？

A

視力が1.0前後でも「霞む」「グレアが強い」「夜間に見えにくい」という訴えがある場合は、コントラスト感度低下の可能性がある。特に後囊混濁（線維化型）・白内障・屈折矯正術後・視神経疾患の回復期で起こりやすい。コントラスト感度検査を行うことで視力検査では検出できない視機能低下を定量的に評価し、治療の必要性を客観的に判断できる。Pelli-Robsonチャートによる簡便なスクリーニングからはじめ、必要に応じてFACTやCSV-1000で空間周波数別の詳細評価を行う。

5. 後囊混濁の評価とNd:YAGレーザー後囊切開

後囊切開の適応は、主に細隙灯顕微鏡の徹照法を用いて混濁のタイプ・程度から視機能障害を推定して決定する。視機能はコントラスト感度、視力の順で低下するため、霞むという訴えがあっても視力低下がない場合はコントラスト感度を測定することが有用である。

後囊混濁のタイプと視機能への影響:

• Elschnig真珠型（重層化）: 後囊上に残存水晶体上皮細胞が増殖・重層化したもの。通常はすでに視力低下が生じていることが多い
• 線維化型（軽度）: コントラスト感度の低下のみを起こし、視力は保持される。この場合、視力検査のみでは視機能低下を見逃す可能性がある

コントラスト感度低下がNd:YAGレーザー後囊切開の判断に加味できる場合、患者の主訴（霞み・グレア）と客観的測定値が乖離している症例でも適切な介入時期を判断しやすくなる。

Nd:YAGレーザー後囊切開の手技参考値:

• パルスエネルギー: 1.0〜2.0 mJ（開始は低エネルギーから）
• 切開パターン: 十字型または円形切開（直径3〜4 mm以上を目標）
• 主な合併症: 眼圧上昇（術後1〜2時間、眼圧下降薬で対応）、IOL損傷（ピットが生じることがある）、硝子体前面脱出

6. 測定原理（空間周波数理論）

コントラストの定義

コントラストはMichelson式で定義される。

コントラスト（C）= （Lmax − Lmin）/（Lmax + Lmin）

ここでLmaxは縞の最高輝度、Lminは最低輝度を示す。コントラストは0（均一）〜1（最大）の値をとる。コントラスト感度（CS）はコントラスト閾値（識別可能な最低コントラスト値）の逆数である。

CS = 1 / コントラスト閾値

人間の視覚系のバンドパス特性

人間の視覚系はバンドパスフィルター特性を持ち、中間空間周波数（3〜6 c/d）で最も高い感度を示す。

• 低周波数での感度低下: 側方抑制（lateral inhibition）によるもの。網膜・大脳視覚野の処理機構が低周波の均一パターンを抑制する
• 高周波数での感度低下: 眼光学系の解像限界（収差・回折）と網膜光受容体のサンプリング限界（錐体間距離）による

中心窩錐体密度は約150,000〜200,000個/mm²であり、サンプリング限界は約50〜60 c/dに相当する。実際のCSFのカットオフ周波数は光学収差の影響でこれより低くなる。

空間周波数と視力の換算

空間周波数（c/d）と視力の関係は次のとおり。

空間周波数（c/d）	相当する小数視力
3	約0.1
6	約0.2
12	約0.4
18	約0.6
30	約1.0
60	約2.0

視力1.0に相当する空間周波数は約30 c/dであるため、CSFの高周波数限界がCSF上の視力に相当する点となる。

7. 最新の研究と今後の展望

注意

本セクションに記載の内容は開発段階または普及途上の技術を含む。実臨床での適用については最新のガイドラインおよびエビデンスを参照のこと。

qCSF（quick Contrast Sensitivity Function）法は、ベイズ推定を用いた適応型検査アルゴリズムにより、従来法の1/3〜1/5の試行回数でCSF全体を推定できる手法である⁸⁾。心理物理学的計測の効率化に大きく貢献し、臨床応用が進んでいる。

タブレット型デバイスを用いたコントラスト感度測定の簡便化も進んでいる。スマートフォン・タブレットの液晶ディスプレイを用いた検査アプリが開発されており、在宅でのモニタリングや大規模スクリーニングへの応用が期待される⁹⁾。ただし、ディスプレイの輝度・ガンマ特性の校正が精度確保に不可欠であり、標準化が課題である。

多焦点IOL・EDOF IOL術後評価では、コントラスト感度が重要なアウトカム指標として位置づけられている。各IOLデザインによる中間〜高空間周波数でのコントラスト感度への影響を客観的に評価し、患者説明・デバイス選択に活用する取り組みが続いている⁵⁾。

神経眼科領域では、視神経炎・多発性硬化症の病勢評価指標としてのコントラスト感度の有用性が検討されている。視力が正常化した後も持続するコントラスト感度低下は、亜臨床的な軸索障害を反映する可能性があるとされる⁴⁾。

8. 参考文献

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.

3. Owsley C. Aging and vision. Vision Res. 2011;51(13):1610-1622.

4. Balcer LJ, Miller DH, Reingold SC, Cohen JA. Vision and vision-related outcome measures in multiple sclerosis. Brain. 2015;138(Pt 1):11-27.

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.

6. Elliott DB, Bullimore MA. Assessing the reliability, discriminative ability, and validity of disability glare tests. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1993;34(1):108-119.

7. Sample PA, Ahn DS, Lee PC, Weinreb RN. High-pass resolution perimetry in eyes with ocular hypertension and primary open-angle glaucoma. Am J Ophthalmol. 1992;113(3):309-316.

8. Lesmes LA, Lu ZL, Baek J, Albright TD. Bayesian adaptive estimation of the contrast sensitivity function: the quick CSF method. J Vis. 2010;10(3):17.

9. Hazel CA, Elliott DB. The dependency of logMAR visual acuity measurements on chart design and scoring rule. Optom Vis Sci. 2002;79(12):788-792.