Тест на стереопсис (Stereopsis Testing)

Ключевые моменты с первого взгляда

Основные моменты этого заболевания

• Стереозрение — это функция, при которой мозг обнаруживает бинокулярную диспаратность и преобразует её в глубину; она возможна только после достижения фузии.
• При нормальном стереозрении возможно настолько точное восприятие глубины, что можно различить разницу в глубине 8 см на расстоянии 10 м.
• Тест Титмуса измеряет ближнее стереозрение с помощью поляризационных очков, в порядке: муха (3000 угл. сек) → животные (400–100 угл. сек) → круги (800–40 угл. сек). При кругах и животных необходимо учитывать ложноположительные результаты.
• TNO-тест использует метод случайных точек с красно-зелеными очками, без монокулярных подсказок, что снижает количество ложноположительных результатов (диспаратность 480–15 угл. сек).
• Lang Stereotest использует цилиндрическую дифракцию без очков, подходит для скрининга младенцев.
• Развитие стереозрения начинается в возрасте 3–5 месяцев и обычно достигает стереоостроты 60 угл. сек к 4 годам.
• При монокулярной остроте зрения до 0,3 стереозрение сохраняется нормальным, при 0,2 снижается, а при 0,1 исчезает.

1. Что такое тест стереозрения?

Стереозрение — это функция, при которой мозг обнаруживает горизонтальное смещение изображений на левой и правой сетчатках, то есть бинокулярную диспаратность, и преобразует её в глубину. Эта функция возможна только после достижения фузии; фовеальная фузия обеспечивает точное стереозрение, а периферическая фузия — грубое стереозрение.

При нормальном стереозрении возможно чрезвычайно точное восприятие глубины, позволяющее различать разницу в глубине 8 см на расстоянии 10 м.

Клиническое значение теста стереозрения

Тест стереоскопического зрения проводится со следующими целями.

• Оценка косоглазия: оценка бинокулярной функции до и после операции и подтверждение эффективности лечения
• Оценка амблиопии: количественная оценка улучшения бинокулярной функции при лечении амблиопии
• Детский офтальмологический скрининг: оценка развития зрительной функции и раннее выявление аномалий
• Послеоперационная оценка: подтверждение восстановления бинокулярной функции после коррекции косоглазия или операции по удалению катаракты
• Профессиональные и квалификационные тесты: оценка стереоскопической остроты зрения, необходимой для точных работ, вождения автомобиля и т.д.

Единица стереоскопического зрения

Стереоострота (stereoacuity) выражается в угловых секундах (arc second). Чем меньше значение, тем точнее стереоскопическое зрение.

• Нормальный взрослый: около 40–60 секунд
• Высокая стереоострота: 40 секунд и менее
• Грубое стереозрение: около 400–800 секунд
• Практический порог стереозрения: 200 секунд и менее

Q Мешает ли отсутствие стереоскопического зрения в повседневной жизни?

A

Даже без стереоскопического зрения мир не кажется плоским, и серьезных затруднений в повседневной деятельности нет. Это связано с тем, что монокулярные признаки глубины (перспектива, тени, параллакс движения и т.д.) дополняют восприятие глубины. Однако это может быть невыгодно в ситуациях, требующих бинокулярного зрения, таких как точная работа, спорт или вождение автомобиля. Поскольку стереоскопическое зрение может улучшиться при лечении косоглазия или амблиопии, регулярная оценка полезна.

2. Типы и процедуры методов обследования

Диаграмма теста стереопсиса со случайными точками (FInD Stereo): диаграмма глубины для стимулов в виде кольца и углубления и психометрическая функция для оценки порога

Wilkins L, et al. FInD stereo: a rapid, sensitive stereoacuity test. PLoS One. 2024;19(6):e0305036. Figure 1. PMCID: PMC11161055. License: CC BY 4.0.

Диаграммы глубины для A) стимула в виде кольца и B) стимула в виде углубления в тесте стереопсиса FInD с использованием фигур из случайных точек (адаптивное предъявление диапазона диспаратности от легкого к сложному) и C) психометрическая функция для оценки порога стереопсиса по ответам участника. Это соответствует принципу измерения порога стереопсиса методом случайных точек, рассматриваемому в разделе «Тест TNO (метод комплементарного цветоделения)».

Простые тесты: метод двух карандашей и метод продевания кольца

Метод двух карандашей — очень простой тест, при котором нужно соединить кончики двух карандашей. Исследователь держит карандаш на расстоянии 33 см перед пациентом, а пациент должен прикоснуться кончиком своего карандаша к кончику карандаша исследователя. В обоих тестах, если задача выполнима при бинокулярном зрении, но не удается при монокулярном, считается, что присутствует практическая бинокулярная зрительная функция.

Метод продевания кольца: формируется кольцо диаметром 2–3 см, которое держит исследователь, а пациент должен продеть через него проволоку, изогнутую в форме ключа. По сравнению с методом двух карандашей, здесь меньше монокулярных подсказок и требуется более выраженное восприятие диспаратности.

Характеристики обоих тестов:

• Естественные тесты, которые можно проводить без разделения глаз
• Возможно выполнение после тренировки (не являются строгим измерением стереопсиса)
• Просты и не требуют специального оборудования

Тест стереопсиса Titmus (метод поляризационных очков)

Этот тест измеряет функцию ближнего стереопсиса, предъявляя левому и правому глазу стимулы с диспаратностью с помощью поляризационных очков. Стимул располагается на расстоянии 40 см от глаз.

Процедура теста:

1. Пациент надевает поляризационные очки
2. Сначала предъявляется муха (fly) с максимальной диспаратностью (3000 угловых секунд), и проверяется, может ли пациент схватить крыло
3. Если муха распознана, тестируются три уровня животных (от 400 до 100 угловых секунд)
4. Затем перейти к 9 уровням кругов (от 800 до 40 угловых секунд).

Диапазон диспаратности стереотеста Титмуса:

Стимул	Диапазон диспаратности
Муха (Fly)	Около 3000 угловых секунд
Животные	От 400 до 100 угловых секунд
Круги	От 800 до 40 угловых секунд

Примечание: В кругах и животных сохраняются монокулярные подсказки, поэтому необходимо учитывать возможность ложноположительных результатов.

Q Почему стереотест Титмуса дает ложноположительные результаты?

A

В кругах и животных стереотеста Титмуса могут сохраняться монокулярные подсказки (небольшие неровности печати, тени и т.д.), видимые даже без поляризационных очков. Поэтому пациенты без стереозрения могут давать правильные ответы, что приводит к ложноположительным результатам. Муха имеет большую диспаратность (около 3000 угловых секунд) и мало монокулярных подсказок, поэтому ложноположительные результаты редки. Тест TNO, использующий метод случайных точек без монокулярных подсказок, применяется дополнительно, так как дает меньше ложноположительных результатов.

Тест TNO (метод разделения дополнительными цветами)

Этот тест использует красно-зеленые очки для разделения двух глаз и измеряет стереозрение с помощью фигур из случайных точек.

Особенности:

• Бинокулярное разделение с помощью красно-зеленых очков (анаглифический метод)
• Полное устранение монокулярных подсказок с помощью случайных точечных фигур
• Мало ложноположительных результатов
• Диапазон измерения: от 480 до 15 угловых секунд
• Отлично подходит для подтверждения наличия или отсутствия бинокулярного зрения

Тест Фрисби (метод реальной стереопсиса)

Это наиболее естественный метод измерения стереопсиса с использованием передне-заднего расположения реальных объектов.

Особенности:

• Не используются поляризационные или комплементарные цветные фильтры
• Измерение без бинокулярного разделения
• Позволяет наиболее физиологичную оценку стереопсиса, так как используются реальные трехмерные объекты
• Для ближнего зрения

Lang Stereotest (метод цилиндрической дифракции)

Этот метод использует массив цилиндрических линз для представления разных изображений каждому глазу и позволяет оценить наличие или отсутствие стереопсиса без очков.

Особенности:

• Очки (поляризационные или анаглифические) не требуются
• В основном используется для скрининга младенцев и детей
• Применимо даже для малокооперативных маленьких детей
• Больше подходит для подтверждения наличия или отсутствия стереозрения, чем для количественного измерения

Сравнение различных методов тестирования:

Метод тестирования	Бинокулярное разделение	Монокулярные подсказки	Диапазон измерения	Основной целевой возраст
Метод двух карандашей	Нет	Да	Не поддается количественной оценке	Все
Тест с кольцом	Нет	Мало	Не поддается количественной оценке	Все
Стереотест Титмуса	Поляризационные очки	Да (круг/животное)	От 3000 до 40 секунд	От 2 лет и старше
Тест TNO	Красно-зеленые очки	Нет	От 480 до 15 секунд	Школьный возраст и старше
Тест Фрисби	Нет	Мало	Ближний диапазон	Все
Стереотест Ланга	Цилиндрическая дифракция	Мало	Только грубая количественная	Младенцы и старше

3. Выбор теста по возрасту и развитие стереозрения

Процесс развития стереозрения

Исследования с использованием зрительных вызванных потенциалов (ЗВП) показывают, что бинокулярное зрение существует к 2 месяцам жизни, а фузия начинается к 3–5 месяцам. Обнаружение стереозрения происходит в том же возрастном диапазоне (3–5 месяцев). Не позднее 20 недель стереозрение выявляется более чем у 75% детей.

Исследования с использованием карт со случайными точками сообщают, что стереоострота достигает 60 угловых секунд к 1 году 5 месяцам, но обычно считается, что она достигает 60 угловых секунд к 4 годам.

Ключевые периоды развития стереозрения:

• 2 месяца: формирование бинокулярного зрения
• 3–5 месяцев: начало фузии и стереозрения
• 20 недель (около 5 месяцев): стереозрение выявляется у более чем 75% детей
• К 4 годам: острота стереозрения достигает примерно 60 угловых секунд

Рекомендуемые тесты по возрасту

Возраст	Рекомендуемый тест
Младенцы (до 2 лет)	Lang Stereotest, наблюдение за поведением
Дети раннего возраста (2–4 года)	Titmus fly, Lang Stereotest
Школьники и старше	Titmus полный, TNO тест, Frisby test
Взрослые	Все тесты (выбор в зависимости от цели)

В младенческом возрасте из-за низкой степени сотрудничества легко проводить Lang Stereotest без очков и наблюдение за поведением. В дошкольном возрасте движение «схватить крыло» мухи Titmus можно выполнять как игру. Начиная со школьного возраста становятся возможными точные измерения, такие как тест TNO.

Замечания по проведению обследования

Ниже приведены важные моменты выбора теста в зависимости от возраста.

• У детей младше 3 лет следует отдавать приоритет подтверждению «наличия или отсутствия» стереозрения, а не количественным тестам
• Поляризационные очки (Titmus) могут быть трудны для ношения маленькими детьми
• Lang Stereotest подходит для детей, так как обследование занимает мало времени
• У взрослых также выбирайте тест в зависимости от цели (скрининг, точная оценка, проверка пригодности)

4. Связь между стереозрением и остротой зрения

Связь между остротой зрения и стереоостротой

Существует определенная связь между остротой зрения и стереоостротой (stereoacuity), но многие пациенты демонстрируют довольно хорошую стереоостроту даже при амблиопии. Когда острота зрения падает ниже определенного значения, стереоострота также резко снижается.

Экспериментальные данные с понижением остроты зрения одного глаза с помощью ND-фильтра:

• Острота зрения до 0,3: стереоострота в пределах нормы
• Острота зрения 0,2: стереоострота снижается
• Острота зрения 0,1: стереозрение может исчезнуть

Из этой связи следует, что даже при умеренной амблиопии одного глаза (острота зрения около 0,2–0,3) стереозрение может сохраняться. Однако высокоточная стереоострота (40–60 угловых секунд) легко нарушается, и в некоторых случаях сохраняется только грубое стереозрение (уровень нескольких сотен угловых секунд).

Связь между амблиопией и стереозрением

При амблиопии стереозрение часто нарушается, но лечение (окклюзия здорового глаза, оптическая коррекция и т.д.) может его улучшить.

Типы амблиопии, при которых часто возникают нарушения стереозрения:

• Страбизматическая амблиопия: из-за отклонения осей глаз не устанавливаются корреспондирующие точки, стереозрение значительно нарушено.
• Анизометропическая амблиопия: снижение остроты одного глаза уменьшает стереозрение, но оно может восстановиться при улучшении остроты амблиопичного глаза.
• Амблиопия депривации формы: при длительной зрительной депривации (например, врожденная катаракта) восстановление стереозрения может быть затруднено.

Q Сохраняется ли стереозрение при амблиопии?

A

Это зависит от типа и степени амблиопии. При остроте одного глаза около 0,3 стереозрение часто остается в пределах нормы. При страбизматической амблиопии из-за отклонения осей стереозрение значительно нарушено. При анизометропической амблиопии стереозрение может восстановиться, если острота амблиопичного глаза улучшится до 0,3 и выше. Оценка стереозрения после лечения (окклюзия, призма, хирургия и т.д.) является важным показателем эффективности терапии.

5. Сравнение методов обследования и рекомендации по выбору

Степень бинокулярного разделения и монокулярные подсказки

Для предотвращения ложноположительных результатов в тестах стереозрения важно исключить монокулярные подсказки. Сравнение тестов по силе бинокулярного разделения и редкости монокулярных подсказок можно обобщить следующим образом.

Направление с большим количеством монокулярных подсказок (высокий риск ложноположительных результатов):

• Метод двух карандашей → Тест Фрисби → Lang Stereotest → Тест Титуса (круг/животное) → Тест TNO (наименьшее количество подсказок)

Клинические рекомендации по выбору:

• Скрининг (младенцы): Lang Stereotest, наблюдение за поведением
• Качественная оценка (наличие стереопсиса): Titmus fly, Lang Stereotest
• Количественная оценка (точное измерение стереоскопической остроты): TNO тест, Titmus circles
• Для избежания ложноположительных результатов: TNO тест (метод случайных точек)
• При затруднении ношения очков: Lang Stereotest, Frisby test

Расстояние измерения и стереопсис вблизи и вдаль

Большинство клинических тестов стереопсиса проводятся вблизи (30-40 см). Это связано с удобством обращения с приборами, но не полностью отражает стереопсис в повседневной жизни (включая зрение вдаль).

• Titmus Stereotest: вблизи (40 см)
• TNO тест: вблизи (около 40 см)
• Frisby test: от ближнего до среднего расстояния (регулируется)
• Two pencil test: вблизи (33 см)

Если необходима оценка стереопсиса вдаль (профессиональные тесты пригодности и т.д.), используйте специальный тест стереопсиса для дали (аппарат Howard-Dolman и т.д.).

6. Нейронные механизмы стереопсиса и клиническое применение

Нейронные механизмы стереопсиса

Обработка стереопсиса начинается в зрительной коре (V1) и включает обширную систему зрительной обработки, простирающуюся до областей V2, V3, V4 и MT.

Основные пути обработки:

• Обнаружение бинокулярной диспаратности: В первичной зрительной коре (V1) интегрируются сигналы от левого и правого глаз, и бинокулярные нейроны реагируют в зависимости от диспаратности.
• Преобразование в глубину: После обработки в областях V2, V4 и MT (V5) информация о диспаратности осознается как восприятие глубины.
• Вентральный путь (путь «Что»): Участвует в распознавании формы и цвета объектов.
• Дорсальный путь (путь «Где»): Участвует в обработке положения и движения объектов; стереозрение в основном обрабатывается этим путем.

Связь между фузией и стереозрением

Стереозрение предполагает фузию (способность объединять изображения от обоих глаз в одно). Существует два типа фузии:

• Фовеальная фузия: Точная фузия вблизи фовеа. Основа тонкого стереозрения (порядка десятков угловых секунд).
• Периферическая фузия: Фузия на периферии сетчатки. Сохраняется даже при грубом стереозрении (порядка сотен угловых секунд).

При косоглазии и амблиопии фузия нарушается, поэтому нарушается и стереозрение. После операции по исправлению косоглазия улучшение функции фузии может восстановить стереозрение.

Чувствительность и ограничения тестов стереозрения

Тесты стереозрения полезны для скрининга амблиопии и косоглазия, но необходимо учитывать следующие ограничения:

• Только один тест стереозрения не может поставить окончательный диагноз амблиопии или косоглазия.
• Даже при хорошем стереозрении может существовать микрокосоглазие (синдром монофиксации).
• Даже при плохом стереозрении острота зрения и положение глаз могут быть нормальными (случаи, когда избирательно нарушено только стереозрение).
• У младенцев и детей раннего возраста трудно добиться понимания и сотрудничества при тестировании, что легко приводит к ложноотрицательным результатам.

Результаты теста стереоскопического зрения следует оценивать в сочетании с тестами остроты зрения, положения глаз и движений глаз.

7. Список литературы

1. Held R, Birch E, Gwiazda J. Stereoacuity of human infants. Proc Natl Acad Sci U S A. 1980;77(9):5572-5574.
2. Simons K. A comparison of the Frisby, Random-Dot E, TNO, and Randot circles stereotests in screening and office use. Arch Ophthalmol. 1981;99(3):446-452.
3. Westheimer G, McKee SP. Stereoscopic acuity for moving retinal images. J Opt Soc Am. 1978;68(4):450-455.
4. Heron G, Dholakia S, Collins DE, McLaughlan H. Stereoscopic threshold in children and adults. Am J Optom Physiol Opt. 1985;62(8):505-515.
5. Julesz B. Foundations of Cyclopean Perception. University of Chicago Press; 1971.