Тест на контрастную чувствительность

Ключевые моменты с первого взгляда

Ключевые моменты этого теста

• Тест на контрастную чувствительность — это исследование зрительной функции, которое измеряет способность различать полосатые решетчатые узоры при разных пространственных частотах.
• Поскольку контрастная чувствительность снижается раньше, чем острота зрения, он полезен для пациентов, которые жалуются на «затуманивание» или «сильную слепимость», даже если острота зрения нормальная.
• Основные тестовые таблицы — Pelli-Robson, FACT и CSV-1000.
• При помутнении задней капсулы (фиброзный тип) контрастная чувствительность снижается даже при нормальной остроте зрения, и это используют, чтобы помочь решить, показана ли задняя капсулотомия лазером Nd:YAG.
• Контрастная чувствительность снижается при различных заболеваниях глаз, таких как катаракта, нерегулярный роговичный астигматизм, неврит зрительного нерва и глаукома.
• При послеоперационной оценке мультифокальных ИОЛ также можно количественно оценить изменения контрастной чувствительности по сравнению с монофокальными ИОЛ.
• Функция контрастной чувствительности (CSF) имеет перевёрнутую U-образную форму, а наибольшая чувствительность наблюдается на средних частотах (3–6 c/d).

1. Что такое тест на контрастную чувствительность?

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.

График контрастной чувствительности Campbell-Robson (панель A), показывающий решетчатый паттерн в виде синусоидальной волны, в котором пространственная частота увеличивается слева направо по логарифмической шкале от 0.16 до 40 cpd (cycles per degree), а контраст увеличивается снизу вверх по логарифмической шкале от 0.001 до 0.50. Это соответствует функции контрастной чувствительности (CSF), рассматриваемой в разделе 1 о тесте на контрастную чувствительность.

Тест на контрастную чувствительность — это исследование зрительной функции, которое измеряет способность обнаруживать полосатые решетчатые узоры (sine wave grating) при разных пространственных частотах (cycles per degree, c/d). Он оценивает те аспекты зрительной функции, которые нельзя оценить с помощью проверки остроты зрения (обратная величина порога контраста на самой высокой пространственной частоте), и особенно полезен в случаях, когда субъективная зрительная функция снижена, хотя острота зрения сохранена.

Пространственная частота — это число светлых и тёмных циклов, содержащихся в одном градусе зрительного угла. Функция контрастной чувствительности (Contrast Sensitivity Function, CSF) — это график, на котором по горизонтали отложена пространственная частота (c/d), а по вертикали — контрастная чувствительность (обратная величина контрастного порога). У нормального взрослого глаза она имеет перевёрнутую U-образную полосовую характеристику. Пик приходится на средние частоты (3–6 c/d), а чувствительность снижается на обоих концах — при высоких и низких частотах. С возрастом чувствительность снижается во всех диапазонах частот.

Поскольку зрительная функция снижается сначала по контрастной чувствительности, а затем по остроте зрения, измерение контрастной чувствительности полезно, когда пациент жалуется на затуманивание зрения, но острота зрения не снижена. Субъективные жалобы, такие как “затуманивание”, “ослепление” и “снижение зрения в темноте”, часто коррелируют со снижением контрастной чувствительности.

История исследования контрастной чувствительности началась с работ de Lange и соавт. в 1952 году, посвящённых временным и пространственным свойствам контрастной чувствительности с использованием синусоидальных решёток. В 1988 году Pelli и Robson разработали стандартную таблицу, пригодную для клинического применения, и исследование получило широкое распространение как клинический тест¹⁾.

Q Что показывает тест на контрастную чувствительность?

A

Он позволяет объективно выявить качественное снижение зрительной функции, которое невозможно оценить с помощью проверки остроты зрения. Даже при нормальной остроте зрения, если есть жалобы на “затуманивание”, “плохое зрение ночью” или “сильное ослепление”, измерение контрастной чувствительности помогает количественно оценить снижение зрительной функции при катаракте, помутнении задней капсулы, нерегулярном роговичном астигматизме или заболеваниях зрительного нерва. Особенно при фиброзном помутнении задней капсулы контрастная чувствительность может снижаться избирательно даже при сохранной остроте зрения, поэтому это полезно при решении вопроса о показаниях к Nd:YAG-лазерной задней капсулотомии.

2. Методика исследования (таблица, выполнение и интерпретация)

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.

Установленная на стойке подсвечиваемая панель CSV-1000E (панель a) показывает тестовое устройство с круговыми решётчатыми патчами, расположенными в четыре ряда при 4 пространственных частотах × 8 уровнях контраста: 3, 6, 12 и 18 cpd. Она соответствует таблице контрастной чувствительности (CSV-1000), рассматриваемой в разделе 2. Методы обследования (таблицы, процедура и оценка) основного текста.

Основные тестовые таблицы

Название таблицы	Пространственная частота	Уровень контраста	Особенности
Таблица Pelli-Robson	Эквивалентно 1 c/d (фиксировано)	8 уровней по 3 буквы	Простая и широко распространённая. Размер букв постоянный, меняется только контраст.
FACT (Functional Acuity Contrast Test)	1,5/3/6/12/18 c/d (5 уровней)	9 уровней контраста	Позволяет подробно отображать функцию контрастной чувствительности (CSF) на нескольких пространственных частотах.
CSV-1000 (Vector Vision)	3/6/12/18 c/d (4 уровня)	8 уровней контраста	Панель с подсветкой. Возможна количественная оценка на каждой пространственной частоте
CGT-2000 (Takagi Seiko)	Несколько пространственных частот	Пошагово	Система отображения LCD. Используется в Японии

Таблица Pelli-Robson предъявляет буквы постоянного размера (примерно эквивалентные 1 c/d) и измеряет, постепенно снижая только контраст. Уровень, на котором при самом низком контрасте правильно распознаются не менее 2 из 3 букв, записывают в логарифмических единицах. Широко используется для скрининга и наблюдения при катаракте и заболеваниях зрительного нерва ¹⁾.

FACT и CSV-1000 измеряют чувствительность на нескольких пространственных частотах и позволяют оценить общую форму CSF. Это дает возможность выявлять характерные для заболевания паттерны, например избирательное снижение чувствительности на высоких пространственных частотах при иррегулярном роговичном астигматизме и выраженное снижение чувствительности во всех диапазонах частот при заболеваниях зрительного нерва ²⁾.

Порядок проведения обследования

• Расстояние до таблицы: зависит от таблицы (Pelli-Robson: 1 m, FACT/CSV-1000: 3 m)
• Освещённость и яркость: Рекомендуется равномерная фоновая яркость около 85 cd/m²
• Коррекция: Измерять по одному глазу при полной рефракционной коррекции
• Порядок выполнения: Зафиксировать самый низкий уровень контраста, различимый на каждой пространственной частоте, и построить CSF

Референсные значения нормы

• Пиковая чувствительность у здоровых взрослых глаз: контрастная чувствительность 100–400 на средних пространственных частотах (3–6 c/d) (порог контраста 0.25–1%)
• Таблица Pelli-Robson: у здоровых взрослых логарифмическая контрастная чувствительность 1.65–1.95 (порог контраста 2–3%)¹⁾
• С возрастом чувствительность снижается во всех частотных диапазонах, и у людей в 60 лет отмечается снижение примерно на 0.3 log-единицы по сравнению с молодыми взрослыми³⁾

Q Какую таблицу следует использовать?

A

Для скрининга и наблюдения таблица Pelli-Robson проста и широко распространена. Для подробной оценки по пространственным частотам используют FACT или CSV-1000. Поскольку FACT позволяет отображать всю CSF на пяти пространственных частотах (1.5–18 c/d), он полезен для выявления характерных для заболевания схем снижения чувствительности. Для сравнения до и после операции по поводу мультифокальной IOL, а также для точной оценки заболеваний зрительного нерва и роговицы рекомендуется использовать таблицы с несколькими пространственными частотами.

3. Связь между контрастной чувствительностью и остротой зрения

Поскольку острота зрения (Visual Acuity: VA) определяется как обратная величина порога контраста на стороне высоких пространственных частот, она лишь одна точка на кривой функции контрастной чувствительности (CSF). Оценивая всю CSF, тест на контрастную чувствительность позволяет увидеть общую картину зрительной функции, которую одна острота зрения показать не может.

Зрительная функция часто сначала снижается по контрастной чувствительности, а затем ухудшается острота зрения. Поэтому у пациентов, которые жалуются на нечеткое зрение при нормальной остроте зрения, снижение контрастной чувствительности может уже предшествовать. Такое расхождение особенно вероятно в следующих ситуациях.

• Фиброзное помутнение задней капсулы: снижается только контрастная чувствительность, при этом острота зрения сохраняется на уровне 1,0 или выше
• Период восстановления после неврита зрительного нерва: даже если острота зрения восстанавливается до 0,8 или выше, снижение контрастной чувствительности может долго сохраняться⁴⁾
• После операции с мультифокальной ИОЛ: даже при хорошей остроте зрения вдаль и вблизи контрастная чувствительность, как правило, ниже, чем при монофокальной ИОЛ⁵⁾

Жалобы пациента, такие как затуманивание зрения, сильные блики и трудности с ночным зрением, тесно связаны со снижением контрастной чувствительности. Даже при хорошей остроте зрения, если такие жалобы есть, тест на контрастную чувствительность полезен как объективный показатель.

4. Клиническое значение (подходящие заболевания и характерные паттерны)

Заболевание/состояние	Пространственная частота снижения чувствительности	Особенности и клиническое значение
Фиброзное помутнение задней капсулы	Средние и высокие частоты (избирательно)	Контрастная чувствительность снижается даже при нормальном зрении. Полезно для определения показаний к Nd:YAG-лазерной задней капсулотомии
Катаракта	Весь диапазон частот (особенно заметно на средних частотах)	Снижение чувствительности в условиях бликов из-за рассеянного света. Особенно выражено при ядерной катаракте6)
нерегулярный астигматизм роговицы (после рефракционной хирургии)	высокие пространственные частоты (избирательно)	отражает снижение оптического предела разрешения
неврит зрительного нерва, NAION	весь диапазон пространственных частот	После острой фазы снижение контрастной чувствительности может сохраняться даже после восстановления остроты зрения4)
амблиопия	средние и высокие пространственные частоты (в зависимости от типа)	характер снижения различается в зависимости от типа амблиопии
глаукома	высокие пространственные частоты (на ранней стадии)	может выявляться до появления дефектов поля зрения7)
После операции с мультифокальной ИОЛ и ИОЛ EDOF	Средние и высокие пространственные частоты	Контрастная чувствительность имеет тенденцию немного снижаться по сравнению с монофокальными ИОЛ. Полезно для предоперационного объяснения5)
Возрастные изменения	Во всем диапазоне частот (раньше на высоких частотах)	Даже при нормальном старении она постепенно снижается во всем диапазоне частот3)

Помутнение задней капсулы и катаракта играют особенно важную роль в исследовании контрастной чувствительности. При типе помутнения задней капсулы с жемчужинами Элшнига острота зрения обычно уже снижена, но при фиброзном типе, если он выражен слабо, может снижаться только контрастная чувствительность, а острота зрения сохраняется. Понимание этой разницы позволяет точнее определить показания к Nd:YAG-лазерной задней капсулотомии.

При глаукоме сообщается, что по принципу, сходному с high-pass resolution perimetry (HRP), снижение контрастной чувствительности на высоких пространственных частотах может быть выявлено раньше, чем дефект поля зрения⁷⁾. Однако из-за более низких чувствительности и специфичности по сравнению с исследованием поля зрения в настоящее время это имеет лишь вспомогательную роль.

Q Что делать, если острота зрения хорошая, но видеть трудно?

A

Даже если острота зрения около 1,0, при жалобах на «туманное зрение», «сильную ослепляющую яркость» или «трудности со зрением в темноте» может быть снижена контрастная чувствительность. Особенно часто это бывает при помутнении задней капсулы (фиброзный тип), катаракте, после рефракционной операции и в период восстановления после заболеваний зрительного нерва. Исследование контрастной чувствительности позволяет количественно оценить снижение зрительной функции, которое не выявляется проверкой остроты зрения, и объективно определить необходимость лечения. Начните с простого скрининга по таблице Pelli-Robson, а при необходимости проведите подробную оценку по пространственным частотам с помощью FACT или CSV-1000.

5. Оценка помутнения задней капсулы и Nd:YAG-лазерная задняя капсулотомия

Показания к задней капсулотомии в основном определяют, оценивая нарушение зрительной функции по типу и степени помутнения с помощью ретроиллюминации в щелевой лампе. Поскольку зрительная функция сначала снижается по контрастной чувствительности, а затем по остроте зрения, измерение контрастной чувствительности полезно, когда есть жалоба на затуманивание, но острота зрения еще не снижена.

Типы помутнения задней капсулы и их влияние на зрительную функцию:

• Тип жемчужин Эльшнига (слоистый): оставшиеся эпителиальные клетки хрусталика разрастаются и образуют слои на задней капсуле. Обычно к этому моменту уже имеется снижение зрения
• Фиброзный тип (лёгкий): вызывает только снижение контрастной чувствительности, а острота зрения сохраняется. В этом случае при оценке только остроты зрения можно пропустить снижение зрительной функции

Если снижение контрастной чувствительности можно учитывать при принятии решения о задней капсулотомии Nd:YAG-лазером, становится легче определить подходящее время вмешательства даже в случаях, когда основная жалоба пациента (затуманивание и блики) не совпадает с объективными данными измерений.

Ориентировочные параметры процедуры задней капсулотомии Nd:YAG-лазером:

• Энергия импульса: 1,0–2,0 мДж (начинать с низкой энергии)
• Паттерн разреза: крестообразный или круговой разрез (цель — диаметр 3–4 мм и более)
• Основные осложнения: повышение внутриглазного давления (через 1–2 часа после операции, купируется гипотензивными препаратами), повреждение ИОЛ (могут появляться питты), передний выход стекловидного тела

6. Принцип измерения (теория пространственных частот)

Определение контраста

Контраст определяется по формуле Мишельсона.

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

Здесь Lmax обозначает максимальную яркость полос, а Lmin — минимальную яркость. Контраст принимает значения от 0 (равномерный) до 1 (максимальный). Контрастная чувствительность (CS) — это величина, обратная порогу контраста (наименьшему различимому значению контраста).

CS = 1 / порог контраста

Полосовая характеристика зрительной системы человека

Зрительная система человека обладает полосно-пропускающими свойствами и имеет наибольшую чувствительность на средних пространственных частотах (3–6 c/d).

• Снижение чувствительности на низких частотах: связано с латеральным торможением (lateral inhibition). Механизмы обработки в сетчатке и зрительной коре подавляют равномерные низкочастотные узоры
• Снижение чувствительности на высоких частотах: связано с предельным разрешением оптической системы глаза (аберрация и дифракция) и пределом выборки фоторецепторов сетчатки (расстояние между колбочками)

Плотность колбочек в фовеа составляет примерно 150,000〜200,000 клеток/мм², а предел выборки соответствует примерно 50〜60 c/d. Фактическая частота среза CSF ниже этого уровня из-за влияния оптических аберраций.

Преобразование между пространственной частотой и остротой зрения

Связь между пространственной частотой (c/d) и остротой зрения следующая.

Пространственная частота (c/d)	Соответствующая десятичная острота зрения
3	Около 0.1
6	около 0,2
12	около 0,4
18	около 0,6
30	около 1,0
60	около 2,0

Поскольку пространственная частота, соответствующая остроте зрения 1.0, составляет примерно 30 c/d, верхний предел высоких частот CSF — это точка, соответствующая остроте зрения на CSF.

7. Последние исследования и перспективы на будущее

Внимание

В этот раздел включены технологии, находящиеся в стадии разработки или еще не получившие широкого распространения. Для клинического применения обращайтесь к самым последним рекомендациям и данным.

Метод qCSF (quick Contrast Sensitivity Function) использует адаптивный алгоритм тестирования с байесовской оценкой, чтобы оценить всю CSF при числе проб примерно в 1/3–1/5 от традиционных методов⁸⁾. Он в значительной степени помогает повысить эффективность психофизических измерений, и его клиническое применение расширяется.

Также упрощается измерение контрастной чувствительности с помощью планшетных устройств. Разработаны приложения для тестирования с использованием ЖК-дисплеев смартфонов и планшетов, и ожидается их применение для домашнего мониторинга и массового скрининга⁹⁾. Однако для точности необходима калибровка яркости и гамма-характеристик дисплея, а стандартизация остается проблемой.

В послеоперационной оценке мультифокальных ИОЛ и ИОЛ EDOF контрастная чувствительность рассматривается как важный показатель исхода. Продолжаются работы по объективной оценке влияния каждого дизайна ИОЛ на контрастную чувствительность на средних и высоких пространственных частотах и использованию этого при объяснении пациенту и выборе устройства⁵⁾.

В нейроофтальмологии изучается полезность контрастной чувствительности как показателя активности заболевания при неврите зрительного нерва и рассеянном склерозе. Сохраняющееся снижение контрастной чувствительности даже после нормализации остроты зрения может отражать субклиническое аксональное повреждение⁴⁾.

8. Список литературы

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.