跳转到内容
其他

异常视色镜(色觉异常的精密检查)

阿诺马罗斯科普是一种精密检查设备,利用色光混合和单色光等色(配色),对色觉异常的类型和程度进行定量判断。用于需要准确判断类型,或者必须确诊是否存在色觉异常时。

阿诺马罗斯科普的主要目的有以下3点。

  • 先天性色觉异常的类型确诊:准确区分1型(protan系)、2型(deutan系)和3型(tritan系)
  • 区分二色觉和异常三色觉:根据等色范围的宽窄,判断是二色觉(重度)还是异常三色觉(轻至中度)
  • 色觉异常程度的定量评估:通过将等色范围(matching range)数值化,客观评估严重程度

1907年,德国的Willibald Nagel基于Rayleigh等色原理开发了Nagel型色觉计。此后,它一直被用作色觉异常确诊的金标准。由于先天性红绿色觉异常反映了与红、绿色光辨别相关的锥体(L锥体和M锥体)异常,因此调节同一波长范围的Nagel型装置被认为最适合用于确诊。

色觉异常筛查到确诊,采用分阶段的检查流程。

步骤检查目的
1石原假同色图筛查(检测是否存在色觉异常
2D-15色相排列测验程度判定(对重度、中度、轻度进行大致评估)
3异常视色计确诊和精确类型判定

异常视色计不适合筛查,但在确定类型和定量评估严重程度方面,其精度无人能及。

Q 在什么情况下需要异常视色计?
A

在石原色觉检查和 D-15 提示色觉异常后,需要准确区分 1型和 2型,或判断是二色觉还是异常三色觉时,适用。对于航空飞行员、铁路司机等在法律或职业上需要进行精细色觉评估的情况,以及需要鉴别后天性色觉异常先天性色觉异常的情况,这也是不可或缺的检查。

异常视色计的适应证如下。

  • 先天性色觉异常的类型确定:在石原色觉检查和 D-15 中检出色觉异常,但无法明确区分 1型和 2型时
  • 职业和法律适任性判定:确认是否符合航空飞行员、铁路司机、船舶驾驶员等的职业色觉标准2)
  • 就业和升学指导:在升学或职业选择前进行精细评估
  • 后天性色觉异常的随访观察:由视神经疾病、视网膜疾病等引起的后天性色觉异常中,同色区范围会发生变化,因此有助于对随时间变化进行定量评估
  • 遗传咨询:准确记录先天性色觉异常的类型和程度
  • 研究与流行病学调查:对色觉的群体差异和种族差异进行客观评价1)

以下列出各色觉检查的特点。

检查筛查类型判定程度判定备注
石原式假同色表×适用于学校体检和门诊筛查
D-15色相板○(轻至中度)适用于粗略评估严重程度
100色相测试擅长详细评估严重程度
色觉异常×◎(最可靠)确诊金标准

异常视色计检查耗时,且设备仅限于专门机构,因此不适合用于筛查3)

异常视色计基于色彩匹配的原理:受检者调节光的混合比例,使其达到一致(等色)。

Nagel型异常视色计的目镜内有一个分成两半的圆形视野。

  • 基准侧(固定光):单色黄色光(589 nm)— 只能调节亮度
  • 混合侧(可调光):红光(670 nm)与绿光(546 nm)的混合光— 受检者调节红/绿比例

受检者在改变红/绿比例时,寻找“两侧看起来颜色相同、亮度也相同”的位置。记录这个一致点(等色点)及其范围(等色范围)。

Rayleigh等色(红绿等色)

对象:先天红绿色觉异常(1型・2型)

光源:黄色光(589 nm)vs 红光(670 nm)+绿光(546 nm)的混合光

装置:Nagel型异常视色计

原理:红/绿混合比例与黄色光的等色。L锥体和M锥体的敏感性比与正常不同,会导致等色点和等色范围发生变化。

Moreland等色(蓝绿色等色)

对象:先天蓝黄色觉异常(3型色觉)

光源:蓝绿色单色光 vs 蓝光+绿光的混合光

装置:适用于Moreland等色的扩展型装置

原理:蓝/绿混合比例与蓝绿色光的等色。可反映S锥体敏感性异常。在Nagel型中无法评估3型色觉。

Q Rayleigh等色是什么?
A

Rayleigh等色是一种色彩匹配方法,用于使黄色单色光(589nm)与红绿混合光的亮度和颜色一致。正常色觉只会在一定的红/绿比例下成立等色,但如果L锥体或M锥体异常,等色成立范围会大幅扩大。在二色觉中,所有混合比例范围都能成立等色,而在异常三色觉中,等色范围较宽但有限。将这些差异量化后,可以定量评估色觉类型和程度。

  1. 在周围照明恒定的标准照明条件下进行(最好在暗室或光线较暗的房间中)
  2. 让受检者通过目镜观察被分成两部分的圆形视野
  3. 固定参考侧(黄色光589nm)的亮度
  4. 受检者调节混合侧红色(670nm)/绿色(546nm)的比例
  5. 多次记录两侧看起来颜色和亮度都相同的位置
  6. 计算等色范围(matching range,0~73的量表)

正常色觉者只在接近1:1(绿:红)的狭窄范围内才能成立等色。若有色觉异常,等色范围会扩大,而在二色觉中,可在整个范围内成立等色。

各色觉类型的等色范围与亮度调节

Section titled “各色觉类型的等色范围与亮度调节”

下列显示各色觉类型的色觉检查镜所见。

色觉类型等色范围(Rayleigh等色)亮度调节判定
正常色觉接近1:1的狭窄范围轻微正常
1型二色觉(protanopia)仅用红光即可在整个范围(0–73)等色调暗红光1型二色觉
1型三色觉(protanomaly)偏红、范围较广稍微调暗红光1型三色觉
2型二色觉(deuteranopia)仅用绿光即可在整个范围等色几乎无需亮度调节2型二色觉
2型异常三色觉(deuteranomaly)偏绿且范围较广亮度调节轻微2型异常三色觉

1型色觉异常的特点是,由于L锥体缺失或敏感度异常,红光的相对视敏度(亮度感觉)降低,因此在配色时会出现把红光调暗的亮度调节。是否存在这种亮度调节,是区分1型和2型最重要的要点。

二色觉的等色范围可达整个刻度(0~73),而异常三色觉的等色范围虽比正常更宽,但不会达到全范围。可根据异常三色觉的等色范围是否包含正常等色点来评估程度4)

Q 用色觉异常镜如何区分1型和2型?
A

最重要的鉴别点是亮度调节(相对视敏度)的差异。1型(protan系)由于L锥体敏感度异常,会觉得红光更暗,因此在配色时会出现降低红光亮度的调节。2型(deutan系)由于M锥体敏感度异常,对亮度感觉的影响较小,几乎不需要亮度调节就能配色成立。另外,等色范围的偏向也不同,1型倾向于偏红侧,2型倾向于偏绿侧。

部分职业对色觉有法定标准,需要进行精确的类型判定。对象职业包括飞机驾驶员、铁路司机、船舶驾驶员、警察、自卫队员等2)。这些职业仅靠石原式等筛查检查是不够的,可能还需要用色觉异常镜对等色范围进行定量评估。

在获得性色觉异常(由视神经疾病、黄斑疾病、药物性色觉异常等引起)中,等色范围会随时间变化这一点,是与先天性色觉异常相区分的重要特征。先天性色觉异常在一生中等色范围保持稳定,而获得性色觉异常的等色范围会随着原发疾病的活动性而变化5)。因此,怀疑获得性色觉异常时,重复进行异常镜检查是有用的。

准确记录先天红绿色觉异常的类型和程度,有助于基于X连锁隐性遗传模式进行遗传咨询。携带者女性中有些会表现出轻度的等色范围扩大,使用异常镜进行详细评估有时可辅助携带者诊断6)

由于设备价格昂贵且操作需要熟练技能,因此通常仅限于大学医院和专门的眼科机构。一般眼科诊所往往不配备异常镜。

  • 无法评估3型色觉(先天蓝黄色觉异常:Nagel型异常镜只利用Rayleigh等色(红绿),因此不能评估S锥体异常的3型色觉。3型色觉的精密检查需要支持Moreland等色的设备
  • S-锥体单色觉和杆体单色觉的处理:异常镜使用的波长范围(546–670nm)对S锥体几乎没有敏感性,因此S-锥体单色觉的结果与杆体单色觉相似。要区分这两者,需要全视野ERG
  • 不适合筛查:由于检查时间较长,且操作需要熟练技能,因此不用于大规模筛查3)
  • 视力低下的情况:当矫正视力低于0.1时,难以通过目镜观察视野,检查精度会降低
  • 后天性色觉异常的等色范围变化:在后天性色觉异常中,等色范围会随时间变化,因此仅凭一次测量有时难以判断
  • 光源和仪器的校准:光源随时间老化以及设备校准不足都会影响结果,因此需要定期维护
  • 排除带有色觉辅助滤镜的眼镜:检查时务必使用普通光学矫正眼镜(不带色滤镜)

先天性红绿色觉异常的全球患病率被认为男性约为8%、女性约为0.5%,且不同人群之间存在差异1)。患病率因民族和地区而异,据报道,日本男性约5%、女性约0.2%。由于患病率较高,因此在学校体检和入职前体检中建立适当的色觉检查体系十分重要7)

传统的光学式异常三色镜使用卤素灯和干涉滤光片,但近年来,基于LED和显示器的数字式异常三色镜的开发正在推进3)。数字化有望提高便携性,并使其能够在专业机构以外进行检查。

正在研究利用智能设备显示屏的简易配色检查。不过,由于会受到显示屏色彩再现特性、校准以及环境光照的影响,目前它还不能替代Nagel型异色视仪。

通过下一代测序对L基因和M基因进行基因型分析,并结合使用异色视仪进行表型评估,研究正在深入推进,以精细解析杂合基因类型与配色范围之间的关系6)。阐明基因型与表型的对应关系有望有助于提高遗传咨询的准确性。

  1. Birch J. Worldwide prevalence of red-green color deficiency. J Opt Soc Am A. 2012;29(3):313-320.
  2. Barbur JL, Rodriguez-Carmona M. Colour vision requirements in visually demanding occupations. Br Med Bull. 2017;122(1):51-77.
  3. Dain SJ. Clinical colour vision tests. Clinical & experimental optometry. 2004;87(4-5):276-93. doi:10.1111/j.1444-0938.2004.tb05057.x. PMID:15312031.
  4. Barbur JL, Rodriguez-Carmona M, Harlow JA, Mancuso K, Neitz J, Neitz M. A study of unusual Rayleigh matches in deutan deficiency. Vis Neurosci. 2008;25(3):507-516.
  5. Hasrod N, Rubin A. Defects of colour vision: A review of congenital and acquired colour vision deficiencies. Afr Vision Eye Health. 2016;75(1):a365.
  6. Neitz J, Neitz M. The genetics of normal and defective color vision. Vision research. 2011;51(7):633-51. doi:10.1016/j.visres.2010.12.002. PMID:21167193; PMCID:PMC3075382.
  7. 文部科学省. 学校保健安全法施行規則の一部改正等について(通知). 2014.

复制全文后,可以粘贴到你常用的 AI 助手中提问。