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对比敏感度检查

一看就懂的要点

Section titled “一看就懂的要点”

1. 什么是对比敏感度检查

Section titled “1. 什么是对比敏感度检查”
采用 Campbell-Robson 法的对比敏感度函数（CSF）图表：空间频率（横轴 0.16–40 cpd）和对比度（纵轴 0.001–0.50）变化的正弦波光栅图案
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 法的对比敏感度图表（A 面板），显示一种正弦波光栅图案：空间频率从左到右按对数尺度由 0.16 增至 40 cpd（cycles per degree），对比度从下到上按对数尺度由 0.001 增至 0.50。它对应于正文“1. 什么是对比敏感度检查”中讨论的对比敏感度函数（CSF）。

对比敏感度检查是一种视觉功能检查，用于测量在不同空间频率（每度周期数：cycles per degree, c/d）下识别条纹光栅图案（sine wave grating）的能力。它评估的是视力检查无法评价的视觉功能质量方面（相当于最高空间频率处对比阈值的倒数），尤其适用于视力仍保留但主观视觉功能下降的病例。

空间频率是指1度视角内包含的明暗周期数。对比敏感度曲线（Contrast Sensitivity Function，CSF）是以空间频率（c/d）为横轴、对比敏感度（对比阈值的倒数）为纵轴的图形，正常成人眼呈倒U形的带通特性。峰值位于中间频率（3～6 c/d），在高频和低频两端敏感度都会下降。随着年龄增长，各个频段的敏感度都会下降。

因为视功能会先表现为对比敏感度下降，其次才是视力下降，所以当患者主诉视物模糊但视力没有下降时，测量对比敏感度是有用的。患者主观上的“模糊”“眩光”“夜间视力下降”常常与对比敏感度下降相关。

对比敏感度检查的历史始于 de Lange 等人在1952年利用正弦光栅进行时间和空间对比敏感度特性的研究。1988年，Pelli 和 Robson 开发了可用于临床的标准视表，并作为临床检查得到普及1)。

Q 对比敏感度检查能看出什么？
A

它可以客观发现视力检查无法评估的视觉功能质量下降。即使视力正常，如果有“看东西模糊”“夜间看不清”“眩光明显”等主诉，通过测量对比敏感度可以定量评估由白内障、后囊混浊、角膜不规则散光或视神经疾病引起的视觉功能下降。尤其在纤维化型后囊混浊中，即使视力尚可，对比敏感度也可能选择性下降，因此有助于判断是否适合行 Nd:YAG 激光后囊切开术。

2. 检查方法（视表、操作与判定）

Section titled “2. 检查方法（视表、操作与判定）”
CSV-1000E 对比敏感度视表：一种临床检查装置，背光面板上排列着 4 个空间频率 × 8 个对比度级别的圆形光栅图案
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.
支架上安装的 CSV-1000E 背光面板（面板 a）显示一种检查装置，4 个空间频率 × 8 个对比度水平的圆形光栅图案按 4 行排列：3、6、12 和 18 cpd。它对应正文“2. 检查方法（图表、操作和判定）”中所介绍的对比敏感度图表（CSV-1000）。

主要检查图表

Section titled “主要检查图表”
图表名称空间频率对比度水平特点
Pelli-Robson 图表相当于 1 c/d（固定）8 个等级，每级 3 个字母简单、应用广泛。字母大小固定，仅对比度变化
FACT (Functional Acuity Contrast Test)1.5/3/6/12/18 c/d（5 级）9 个对比度水平可在多个空间频率下详细显示对比敏感度函数（CSF）
CSV-1000（Vector Vision）3/6/12/18 c/d（4级）8个对比度级别背光式面板。可在各个空间频率上进行定量评估
CGT-2000（Takagi Seiko）多个空间频率逐级液晶显示方式。在日本使用

Pelli-Robson表呈现固定大小的字母（约相当于1 c/d），并通过仅逐步降低对比度来测量。在最低对比度下，3个字母中有2个以上能够正确辨认的水平，以log单位记录。它广泛用于筛查以及白内障和视神经疾病的监测1)。

FACT和CSV-1000可在多个空间频率下测量敏感度，并把握CSF的整体形状。可识别疾病特异性模式，例如角膜不规则散光时高空间频率的选择性敏感度下降，以及视神经疾病中所有频段的广泛敏感度下降2)。

检查步骤

Section titled “检查步骤”
  • 检查距离：因表而异（Pelli-Robson：1 m，FACT/CSV-1000：3 m）
  • 照度与亮度：建议采用约85 cd/m²的均匀背景亮度
  • 矫正：在完全屈光矫正下逐眼测量
  • 步骤：记录各空间频率下可识别的最低对比度水平，并绘制CSF

正常值参考

Section titled “正常值参考”
  • 成人正常眼的峰值敏感度：中等空间频率（3–6 c/d）时的对比敏感度为100–400（对比阈值0.25–1%）
  • Pelli-Robson图表：正常成人的对数对比敏感度为1.65–1.95（对比阈值2–3%）1)
  • 随着年龄增长，各频段的敏感度都会下降，60多岁人群与年轻成人相比约下降0.3个log单位3)
Q 应该使用哪种图表？
A

用于筛查和随访时，Pelli-Robson图表简单且应用广泛。若需按空间频率进行详细评估，可使用FACT或CSV-1000。FACT可在5个空间频率（1.5–18 c/d）下显示完整的CSF，因此有助于识别不同疾病特有的敏感度下降模式。对于多焦点IOL手术前后比较，以及视神经疾病、角膜疾病的精细评估，建议使用多空间频率图表。

3. 对比敏感度与视力的关系

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由于视力（Visual Acuity: VA）被定义为高空间频率侧对比阈值的倒数，所以它只是对比敏感度函数（CSF）曲线中的一个点。通过评估整个CSF，对比敏感度检查可以把握仅靠视力无法反映的整体视功能。

视功能往往先从对比敏感度下降开始，随后才是视力下降。因此，即使视力正常但主观上觉得看不清的患者，也可能是对比敏感度已经先下降了。以下情况尤其容易出现这种差异。

  • 后囊混浊（纤维化型）：在视力保持1.0以上的同时，仅对比敏感度下降
  • 视神经炎恢复期：即使视力恢复到0.8以上，对比敏感度下降也可能长期残留4)
  • 多焦点IOL术后：即使远视力和近视力良好，对比敏感度也往往低于单焦点IOL5)

患者主诉如视物模糊、眩光明显、夜间看不清等，与对比敏感度下降高度相关。即使视力良好，只要有这些主诉，对比敏感度检查也可作为客观评估指标。

4. 临床意义（适应疾病与典型模式）

Section titled “4. 临床意义（适应疾病与典型模式）”
疾病・情况敏感度下降的空间频率特点与临床意义
后囊混浊（纤维化型）中高空间频率（选择性）即使视力正常，对比敏感度也会下降。用于判断 Nd:YAG 激光后囊切开术的适应证
白内障全频段（中间空间频率尤为明显）因散射光导致的眩光条件下敏感度下降。核性白内障中尤为明显6)
角膜不规则散光（屈光矫正手术后）高空间频率（选择性）反映光学分辨极限下降
视神经炎、NAION全空间频率范围急性期后，即使视力恢复，对比敏感度下降也可能持续存在4)
弱视中至高空间频率（取决于类型）下降模式因弱视类型而异
青光眼高空间频率（早期）可能在视野缺损出现之前就能检测到7)
多焦点IOL和EDOF IOL术后中至高空间频率与单焦点IOL相比，对比敏感度有轻微下降的倾向。可用于术前说明5)
年龄相关变化覆盖所有频率范围（在高频处更早）即使是正常衰老，也会在所有频率范围内逐渐下降3)

后囊混浊和白内障在对比敏感度检查中起特别重要的作用。后囊混浊的Elschnig珍珠型通常已经伴有视力下降，但纤维化型在较轻时可仅表现为对比敏感度下降，而视力可保持。了解这一差异，可更恰当地决定Nd:YAG激光后囊切开术的适应证。

在青光眼中，有报告指出，基于与高通分辨率视野计（HRP）类似的原理，高空间频率的对比敏感度下降可能早于视野缺损被检出7)。不过，由于敏感度和特异度不如视野检查，目前仅起辅助作用。

Q 视力很好却看不清时怎么办？
A

即使视力在1.0左右，如果有“看东西发雾”“眩光强”“夜间看不清”等诉求，也可能是对比敏感度下降。尤其常见于后囊混浊（纤维化型）、白内障、屈光矫正术后和视神经疾病恢复期。进行对比敏感度检查，可以定量评估视力检查无法检出的视觉功能下降，并客观判断是否需要治疗。可先用Pelli-Robson图进行简便筛查，必要时再用FACT或CSV-1000按空间频率进行详细评估。

5. 后囊混浊的评估与Nd:YAG激光后囊切开术

Section titled “5. 后囊混浊的评估与Nd:YAG激光后囊切开术”

后囊切开术的适应证主要通过裂隙灯显微镜的逆照明法，根据混浊的类型和程度推定视觉功能障碍来决定。由于视觉功能下降通常先表现为对比敏感度下降，其后才是视力下降，因此当患者有模糊感诉求但视力尚未下降时，测量对比敏感度很有用。

后囊混浊的类型及对视觉功能的影响：

  • Elschnig珍珠型（层叠型）：残留晶状体上皮细胞在后囊上增殖并形成层叠。通常此时视力已经下降
  • 纤维化型（轻度）：仅引起对比敏感度下降，而视力可保持。在这种情况下，仅靠视力检查可能会漏掉视觉功能下降

如果在决定 Nd:YAG 激光后囊切开时能将对比敏感度下降纳入考虑，即使患者主诉（雾感、眩光）与客观测量值不一致，也更容易判断合适的干预时机。

Nd:YAG 激光后囊切开的手术参考值：

  • 脉冲能量：1.0～2.0 mJ（从低能量开始）
  • 切开方式：十字形或圆形切开（目标直径3～4 mm以上）
  • 主要并发症：眼压升高（术后1～2小时，使用降眼压药物处理）、IOL损伤（可能出现凹坑）、玻璃体前脱出

6. 测量原理（空间频率理论）

Section titled “6. 测量原理（空间频率理论）”

对比度的定义

Section titled “对比度的定义”

对比度按 Michelson 公式定义。

对比度（C）=（Lmax − Lmin）/（Lmax + Lmin）

这里，Lmax表示条纹的最高亮度，Lmin表示最低亮度。对比度的取值范围为0（均匀）到1（最大）。对比敏感度（CS）是对比阈值（可辨别的最低对比度值）的倒数。

CS = 1 / 对比阈值

人类视觉系统的带通特性

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人类视觉系统具有带通滤波特性，在中等空间频率（3–6 c/d）时敏感度最高。

  • 低频敏感度下降：这是由于侧向抑制（lateral inhibition）。视网膜和大脑视觉皮层的处理机制会抑制低频的均匀图案
  • 高频敏感度下降：由于眼部光学系统的分辨率限制（像差、衍射）以及视网膜光感受器的采样限制（锥体间距）

中心凹锥体密度约为150,000〜200,000个/mm²，采样极限相当于约50〜60 c/d。实际CSF的截止频率会因光学像差的影响而低于此值。

空间频率与视力的换算

Section titled “空间频率与视力的换算”

空间频率（c/d）与视力的关系如下。

空间频率（c/d）相当的小数视力
3约0.1
6约0.2
12约0.4
18约0.6
30约1.0
60约2.0

由于视力1.0对应的空间频率约为30 c/d，因此CSF的高频上限就是与CSF上的视力相对应的点。

7. 最新研究与未来展望

Section titled “7. 最新研究与未来展望”

qCSF（quick Contrast Sensitivity Function）法通过采用贝叶斯估计的自适应测试算法，可用传统方法1/3到1/5的试验次数估计整个CSF8)。它大大提高了心理物理测量的效率，并正在逐步进入临床应用。

基于平板设备的对比敏感度测量也在简化。已开发出使用智能手机和平板电脑LCD显示屏的检测应用，预计可用于居家监测和大规模筛查9)。不过，为确保准确性，对显示屏亮度和伽马特性的校准至关重要，而标准化仍是一项挑战。

在多焦点IOL和EDOF IOL术后评估中，对比敏感度被视为重要的结局指标。相关工作仍在继续，以客观评估各种IOL设计对中到高空间频率对比敏感度的影响，并用于患者说明和器械选择5)。

在神经眼科领域，正在研究将对比敏感度作为视神经炎和多发性硬化病情活动指标的有用性。即使视力恢复正常后仍持续存在的对比敏感度下降，可能反映亚临床轴索损伤4)。

8. 参考文献

Section titled “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. 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.

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