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色觉检查(石原表、Panel D-15、FM100色相测试)

色觉检查是用于判断色觉异常有无、类型和程度的一系列检查方法的总称。色觉异常大致分为先天性和后天性。先天性色觉异常是由遗传导致的锥体视物质异常,而后天性色觉异常是指其他所有原因导致的色觉障碍。即使原发病是先天性的,也归类为后天性色觉异常

先天性红绿色觉异常在日本男性中约占5%,日本女性中约占0.2%。它是由X染色体上L基因和M基因的缺失或表达异常引起的X连锁遗传病,是先天性色觉异常中最常见的类型。存在种族差异:男性中白种人约6-8%,黄种人约4-5%,黑种人约2-4%。

色觉检查的目的可归纳为以下四点。

  • ① 筛查:在学校体检和职业适应性检查中检测色觉异常的有无。
  • ② 类型和程度判定:分为1型、2型、3型并评估程度。
  • ③ 后天性色觉异常的检测视网膜视神经疾病的辅助诊断及病情监测。
  • ④ 升学和就业咨询:评估职业适应性并收集生活指导所需的信息。

检查根据目的采用筛查→程度判定→确诊的三步法。石原色觉检查表作为筛查的第一步使用最广泛,其次是Panel D-15测试进行程度判定,最后通过色盲镜确诊。

2003年《学校保健安全法施行规则》修订后,学校色觉检查从定期健康检查的必查项目中删除。此后,未意识到色觉异常而在升学选择中遇到困难的情况增加,2014年文部科学省通知重新推荐学校实施色觉检查(针对自愿者)4)

Q 哪些人应该接受色觉检查?
A

主要推荐在以下情况下接受检查:① 小学四年级前后的学校体检或自愿检查。② 升学或就业选择前(对航空、铁路、警察等有色觉限制的职业感兴趣时)。③ 眼病(如视网膜色素变性视神经炎黄斑疾病)随访中需要监测色觉变化时。④ 家族中有色觉异常者时确认携带者状态。早期了解色觉异常的有无、类型和程度,有助于做出适当的升学选择和提供生活指导。

2. 各种色觉检查法的适应症和临床意义

Section titled “2. 各种色觉检查法的适应症和临床意义”

色觉检查法根据目的区别使用。主要检查法及其适应症的比较如下所示。

检查法筛查类型判定程度判定后天异常评估检查时间
石原色觉检查表××5~10分钟
标准色觉检查表第1部(先天异常用)×5~10分钟
标准色觉检查表第2部(后天异常用)×××5~10分钟
Panel D-15测试3~5分钟
FM100色相测试15~30分钟
色盲检查镜×约30分钟

先天性色觉异常的三步检查流程如下。

  • 步骤1(筛查):假同色表(石原表、标准色觉检查表第1部)→检测色觉异常的有无。
  • 步骤2(程度判定):Panel D-15测试→评估类型和程度。
  • 步骤3(确诊):色盲镜→确定类型和精确程度。

后天性色觉异常的评估使用标准色觉检查表第2部或FM100色相测试。后天性色觉异常根据各锥体系统受损程度大致分为后天性蓝黄色觉异常和后天性红绿色觉异常,但两者不会单独出现,即使程度不同也必然同时存在。

Q 色觉检查有哪些种类?
A

大致分为4类。①假同色表(伪等色表):石原表、标准色觉检查表第1部、第2部等。用于筛查和后天异常评估。②色相排列检查:Panel D-15测试、FM100色相测试。用于程度判定和混淆色轴分析。③色盲镜:基于红绿混合与黄色单色匹配的确诊设备。④计算机化检查(如Cambridge Colour Test等):可对先天和后天进行定量评估。每种检查各有优缺点,因此根据目的进行组合很重要。

石原色觉检查表的假同色图(数字2)
石原色觉检查表的假同色图(数字2)
Sakurambo. Ishihara 2.svg. Wikimedia Commons. 2006. Figure 1. Source ID: commons.wikimedia.org/wiki/File:Ishihara_2.svg. License: CC BY-SA 3.0.
石原色觉检查表的一张,是用混淆色点阵绘制的数字“2”的假同色图,红绿色觉异常者难以读出。对应本文“3. 各检查法的原理与步骤”中讨论的石原色觉检查表的假同色原理。

石原色觉检查表(假同色表)

原理:利用红绿色觉异常者和正常色觉者看起来不同的图形(数字、图案)。采用混淆色原理,包含色觉异常者无法读出的图版和正常色觉者无法读出的图版。

检查条件:在自然日光或标准照明下进行。检查距离和提示时间按照所用检查表的说明书执行。

判定:国际版38表包含转换表、消失表和分类表三种。根据误读模式判断红绿色觉异常的有无。适用于红绿色觉异常的筛查,但不足以详细判定类型和程度,且无法检测三型色觉(蓝黄色觉异常2)

推荐:建议组合使用两种或以上的假同色表,而非仅使用一种。

Panel D-15测试(色相排列检查)

原理:要求受检者将基于孟塞尔颜色系统的15个色片按照与固定参考色片最接近的顺序排列。正常色觉者可以几乎正确地排列5)

步骤:从1个固定色片和15个可移动色片随机排列开始。受检者依次选择最接近参考色片的色片。所需时间约3-5分钟。

判定模式

  • 正常:几乎正确的排列(无混淆)
  • 1型色觉(protan):沿1型混淆色轴的横断线模式
  • 2型色觉(deutan):沿2型混淆色轴的横断线模式
  • 3型色觉(tritan):沿暗视轴的横断线模式

特点:适用于评估轻至中度色觉异常。极轻度的异常三色视者可能通过。也可用于评估后天性色觉异常5)

FM100色相测试(精密检查)

原理:要求受检者将85个色片按色相顺序排列的精密色相排列检查。作为Panel D-15的扩展版,评估更精细的色相辨别能力5)

步骤:将85个色片分为4盒(每盒22-23个)分别检查。独立完成每盒,计算错误分数。所需时间15-30分钟(易受疲劳和注意力影响)。

判定:将错误分数绘制在偏差图上,评估混淆色轴的模式。通过混淆角、C指数和S指数进行定量评估3)

用途:有助于检测轻微的后天色觉异常、详细评估色相辨别能力以及纵向监测。主要在专业机构使用5)

标准色觉检查表第2部(后天异常用)

原理:一种专门用于检测后天性色觉异常(包括蓝黄色觉异常)的假同色表。可检测石原表无法检测的后天异常模式。

步骤:分别检查每只眼睛。后天性色觉异常可能出现左右差异,因此单眼检查很重要。

适应症:用于筛查继发于视网膜疾病、视神经疾病、青光眼等的后天性色觉异常。也用于糖尿病视网膜病变年龄相关性黄斑变性视神经炎等的随访。

注意:不用于筛查先天性色觉异常

Q 如何判断Panel D-15测试的结果?
A

记录15个色块的排列顺序,并将色块编号绘制在极坐标图(脱饱和图)上。正常色觉时,相邻色块之间的连线呈接近圆形的规则模式。色觉异常时,会出现跨越混淆色轴的大跳跃线(crossing line)。1型色觉异常表现为沿1型混淆色轴的横断线,2型色觉异常沿2型混淆色轴,3型色觉异常沿scotopic轴。极轻度的异常三色觉者可能通过测试,此时需使用FM100色相测试或色盲镜进行额外评估。

Farnsworth-Munsell色相测试的色块面板套装
Farnsworth-Munsell色相测试的色块面板套装
Gabriela P. Farnsworth–Munsell Hue Color Vision Test, Material and Finishing Laboratory. Wikimedia Commons. 2019. Figure 2. Source ID: commons.wikimedia.org/wiki/File:Farnsworth%E2%80%93Munsell_Hue_Color_Vision_Test,_Material_and_Finishing_Laboratory.jpg. License: CC BY 4.0.
Farnsworth-Munsell色相测试的实物面板4盒和色块在实验室拍摄的照片,可见每盒装有22-23个色块。对应本文“4. 检查结果的解读”部分讨论的色相排列测试评估的色块组。

先天性色觉异常的类型与检查所见

Section titled “先天性色觉异常的类型与检查所见”

先天性红绿色觉异常的分型及各检查的对应所见如下所示。异常型中,2型三色觉(deuteranomaly)最常见,其次为2型二色觉(deuteranopia),然后是1型三色觉(protanomaly)和1型二色觉(protanopia)。

类型视锥细胞异常石原表D-15模式频率(男性)
1型二色视(红色盲)L-视锥细胞缺失红绿色混淆1型轴横断线约1%
1型三色视(红色弱)L-视锥细胞功能异常红绿色混淆(轻至中度)1型轴横断线(轻度)约1%
2型二色视(绿色盲)M-视锥细胞缺失红绿色混淆2型轴横断线约1%
2型3色觉(绿色弱)M-锥体功能异常红绿色误读(轻至中度)2型轴横断线(轻度)约5%,最常见
3型色觉(蓝色系)S-锥体异常无法检测暗视轴横断线罕见(常染色体显性)

石原表对红绿色觉异常的检测灵敏度高,但对类型和程度的判定精度低。建议组合使用两种或以上的假同色表。3型色觉(先天性蓝黄色觉异常)无法通过石原表检测,需使用标准色觉检查表第2部或Panel D-15测试进行评估。

后天性色觉异常可由视觉通路中角膜晶状体玻璃体视网膜视神经、视束、初级视觉皮层、视放射、大脑皮层视觉中枢的任何异常引起。最常见的是由视网膜视神经疾病引起。

后天性色觉异常大致分为后天性蓝黄色觉异常和后天性红绿色觉异常,但两者不会单独出现,即使程度不同也必然同时存在。

疾病主要后天性色觉异常模式推荐检查
黄斑疾病(年龄相关性黄斑变性中心性浆液性脉络膜视网膜病变等)后天性蓝黄色觉异常为主第2部分 / FM100
视神经炎 / 视神经病变后天性红绿色觉异常为主第2部分 / FM100
视网膜色素变性后天性蓝黄色觉异常(随锥体功能下降而增强)1)FM100 / D-15
青光眼后天性蓝黄色觉异常(早期)→混合型FM100
糖尿病视网膜病变后天性蓝黄色觉异常第2部分 / FM100

视网膜色素变性中,随着视锥细胞功能下降,色觉障碍加重,后天性蓝黄色觉异常被高频检测到1)。颜色命名任务有助于了解实际生活中的颜色误认并为患者提供建议。

Q 适合检测后天性色觉异常的检查是什么?
A

评估后天性色觉异常,标准色觉检查表第二部或FM100色相测试是合适的。石原表针对先天性红绿色觉异常,不适合检测后天性色觉异常(尤其是蓝黄系)。FM100色相测试对轻微后天性色觉异常检测灵敏度高,也适合纵向监测。在视网膜视神经疾病的随访中,应每只眼分别检查,并追踪左右差异的变化。

2003年《学校保健安全法施行规则》修订后,色觉检查从学校定期健康检查的必查项目中删除。由于未了解色觉异常而成长,在升学选择阶段遇到困难的案例增加,2014年文部科学省通知重新推荐学校色觉检查(自愿实施)4)

建议在小学四年级左右(身心稳定时期)到眼科接受详细的类型判定。在升学选择前准确了解自身的色觉特性,对于支持本人做出合适的升学选择很重要。

视神经炎黄斑疾病、视网膜色素变性等的随访中,将色觉检查作为客观的功能评估手段。

对于先天性色觉异常患者(尤其是幼儿),主要向家属说明。由于色觉异常是天生的,即使患者误认颜色,对他们来说也绝不是“错误”。最重要的是,在未来的升学和就业中充分考虑色觉异常,避免因色觉异常而陷入困境。

某些职业和资格(如飞机驾驶员、火车司机、船舶驾驶员、警察、自卫官等)可能对色觉有限制。具体确认工作内容和限制情况,并提供个别建议很重要。

利用颜色以外的信息(如形状、位置、亮度、标签、纹理等)的色彩通用设计观点,在患者指导中也很有用。

每种检查方法都有其固有的局限性。需要注意适当区分使用和检查结果的解读。

石原表的局限性:

  • 不足以详细判定类型和程度
  • 无法检测3型色觉(先天性蓝黄色觉异常
  • 不能用于评估3型后天性色觉异常
  • 褪色或污损的检查表可能导致假阴性

Panel D-15测试的局限性:

  • 非常轻微的异常三色觉(如轻度绿色弱)可能通过
  • 确诊需要异常色觉镜
  • 对光照条件敏感,必须在标准光源下进行

FM100色相测试的局限性:

  • 检查时间长(15–30分钟)
  • 疲劳和注意力下降会影响结果
  • 主要在专业机构进行
  • 老年人中,与年龄相关的颜色辨别能力下降会影响结果(正常上限因年龄组而异)5)

检查照明条件:

  • 所有色觉检查应在自然日光或色温6500K的标准光源下进行
  • 如果照明条件不佳,即使色觉正常的人也可能误读
  • 检查时请勿佩戴色觉矫正眼镜或有色隐形眼镜,因为它们会改变结果

数字化/计算机化色觉检查的普及: 平板电脑和显示器上的色觉检查标准化正在推进。剑桥颜色测试(CCT)等计算机化检查能够定量评估先天性和后天性色觉异常,并减少检查者依赖性变异5)。然而,显示器的校准管理是检查准确性的前提条件。

色彩通用设计的普及: 在公共标识、教材、网页设计和医疗文档等方面的应用正在推进。不依赖单一色彩的信息传达设计改善了色觉多样性人群的信息获取。

与基因诊断的协作: 通过L/M基因分析进行分子生物学确诊的研究正在推进。利用色盲镜进行的表型评估与基因型的对应关系正在精细化,未来有望应用于临床。

  1. 網膜色素変性診療ガイドライン作成委員会. 網膜色素変性診療ガイドライン. 日眼会誌. 2016;120(12):846-861.

  2. Birch J. Efficiency of the Ishihara test for identifying red-green colour deficiency. Ophthalmic Physiol Opt. 1997;17(5):403-408.

  3. Vingrys AJ, King-Smith PE. A quantitative scoring technique for panel tests of color vision. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1988;29(1):50-63.

  4. 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). 26文科ス第96号. 2014年4月30日.

  5. Dain SJ. Clinical colour vision tests. Clin Exp Optom. 2004;87(4-5):276-293.

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