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立体视检查

立体视觉是大脑检测双眼视差(左右视网膜上图像的横向偏移)并将其转换为深度知觉的功能。只有在融合后才能建立。中心凹融合实现精细立体视觉,周边融合实现粗略立体视觉

正常立体视觉可以精确到在10米外分辨8厘米的深度差异。

立体视检查用于以下目的。

  • 斜视评估:手术前后双眼视功能评估及治疗效果确认
  • 弱视评估弱视治疗引起的双眼视功能改善的定量评估
  • 小儿眼科筛查:视觉发育评估及异常早期发现
  • 术后评估斜视矫正术、白内障术后双眼视功能恢复确认
  • 就业及适应性检查:精密作业、汽车驾驶等所需立体视力的评估

立体视力(stereoacuity)以弧秒(arc second)表示。数值越小,表示立体视越精细。

  • 正常成人:约40~60弧秒
  • 高立体视力:40弧秒以下
  • 粗略立体视:约400~800弧秒
  • 实用立体视标准:200弧秒以下
Q 没有立体视是否会影响日常生活?
A

即使没有立体视,世界也绝不会看起来是平面的,日常活动不会受到重大影响。这是因为单眼深度线索(透视、阴影、运动视差等)补充了深度知觉。但在需要双眼视功能的场合,如精密作业、运动、驾驶等,可能会处于不利地位。通过斜视弱视治疗,立体视有时也能改善,因此定期评估是有用的。

随机点立体视觉检查图(FInD Stereo):环状和凹陷刺激的深度图及阈值估计的心理测量函数
随机点立体视觉检查图(FInD Stereo):环状和凹陷刺激的深度图及阈值估计的心理测量函数
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.
使用随机点图形的FInD立体视觉检查的A)环状刺激和B)凹陷刺激的深度图(自适应呈现从易到难的视差范围)以及C)根据参与者响应估计立体视觉阈值的心理测量函数。这与本文“TNO测试(补色分离法)”部分中讨论的随机点法测量立体视觉阈值的原理相对应。

双笔法是一种非常简单的检查,让患者将两支铅笔的笔尖碰在一起。患者手持铅笔,尝试将其笔尖与检查者手持的铅笔笔尖(位于患者前方33厘米处)相碰。在这两种检查中,如果患者能用双眼完成但单眼失败,则认为存在实用的双眼视觉功能。

穿环法是制作一个直径2-3厘米的环,由检查者手持,让患者将弯成钥匙形状的铁丝穿过环。与双笔法相比,该方法单眼线索较少,对视差的感知要求更高。

两种检查的特点:

  • 无需分离双眼即可进行的自然检查
  • 可通过训练完成(并非严格的立体视觉测量)
  • 简便,无需特殊设备

Titmus立体视觉测试(偏振眼镜法)

Section titled “Titmus立体视觉测试(偏振眼镜法)”

该测试使用偏振眼镜向左右眼呈现具有视差的视标,以测量近立体视觉功能。视标置于眼前40厘米处。

检查步骤:

  1. 让患者佩戴偏振眼镜
  2. 首先呈现视差最大的苍蝇(3000秒),检查患者是否能做出抓翅膀的动作
  3. 如果苍蝇可行,则检查三个等级的动物(400-100秒)
  4. 然后进入9个级别的圆圈(800到40秒弧)。

Titmus立体视测试的视差范围:

视标视差范围
苍蝇约3000秒弧
动物400到100秒弧
圆圈800到40秒弧

注意: 在圆圈和动物中,单眼线索仍然存在,因此需要记住可能出现假阳性。

Q 为什么Titmus立体视测试会出现假阳性?
A

在Titmus立体视测试的圆圈和动物中,即使不戴偏振眼镜也能看到的单眼线索(如印刷的轻微凹凸、阴影等)可能仍然存在。因此,即使患者实际上没有立体视觉,也可能出现假阳性。苍蝇的视差较大(约3000秒弧),单眼线索较少,因此假阳性不易出现。TNO测试使用随机点图,没有单眼线索,作为假阳性较少的补充测试使用。

该测试使用红绿眼镜分离双眼,通过随机点图形测量立体视觉

特点:

  • 使用红绿眼镜(互补色法)进行双眼分离
  • 随机点图形完全消除单眼线索
  • 假阳性少
  • 测量范围:480~15秒
  • 在确认有无双眼视方面表现出色

这是通过实际物体的前后排列来测量立体视觉的最自然方法。

特点:

  • 不使用偏振或互补色滤镜
  • 无需双眼分离即可测量
  • 使用真实的三维物体,能够进行最生理性的立体视觉评估
  • 用于近视

该方法利用柱面透镜阵列向双眼呈现不同图像,无需眼镜即可评估立体视觉的有无。

特点:

  • 无需眼镜(偏振或补色)
  • 主要用于婴幼儿及儿童的筛查
  • 即使配合度低的幼儿也可适用
  • 更适合确认立体视的有无,而非定量测量

各检查方法的比较:

检查方法双眼分离法单眼线索测量范围主要适用年龄
两笔法无法定量所有年龄
Lang立体视测试(圆柱衍射法)无法定量所有年龄
Titmus立体视测试偏振眼镜有(圆形/动物)3000至40秒2岁以上
TNO测试红绿眼镜480至15秒学龄儿童及以上
Frisby测试近距范围所有
Lang立体视测试圆柱衍射仅粗略定量婴幼儿及以上

3. 按年龄选择检查与立体视发育

Section titled “3. 按年龄选择检查与立体视发育”

使用视觉诱发电位VEP)的研究表明,出生后2个月时已存在双眼视觉,出生后3至5个月时开始融合。立体视也在相同的年龄范围(出生后3至5个月)被检测到。最晚在出生后20周,超过75%的儿童可检测到立体视。

使用随机点卡片的研究报告称,出生后1年5个月时立体视锐度可达60秒弧,但一般认为大约在4岁时达到60秒弧的立体视锐度。

立体视发育的关键时期:

  • 出生后2个月:双眼视觉建立
  • 出生后3~5个月:融合与立体视觉开始
  • 出生后20周(约5个月):超过75%的儿童可检测到立体视觉
  • 4岁左右:立体视锐度达到约60秒
年龄推荐检查
婴幼儿(~2岁)Lang立体视测试、行为观察
幼儿(2~4岁)Titmus苍蝇图、Lang立体视测试
学龄儿童及以上Titmus全套、TNO测试、Frisby测试
成人所有检查(根据目的选择)

婴幼儿期配合度低,因此无需眼镜的Lang立体视测试和行为观察易于实施。幼儿期可将Titmus苍蝇的“抓翅膀动作”作为游戏进行。学龄期以后,可以进行像TNO测试这样的精确测量。

根据年龄选择检查的注意事项如下所示。

  • 对于3岁以下儿童,优先确认立体视的“有无”而非定量检查。
  • 偏光眼镜(Titmus)有时难以获得幼儿的佩戴配合。
  • Lang立体视测试检查时间短,适合儿童。
  • 对于成人,也应根据目的(筛查、精确评估、适应性检查)选择检查。

视力与立体视力之间存在某种关联,但许多弱视患者仍表现出相当良好的立体视力。当视力下降到一定水平以下时,立体视力也会急剧下降。

使用ND滤光片降低单眼视力的实验数据:

  • 视力降至0.3:立体视力在正常范围内。
  • 视力0.2:立体视力下降。
  • 视力0.1:立体视可能消失。

从这种关系来看,即使单眼中度弱视视力约0.2至0.3),立体视也可能得以保留。但高精细立体视力(40至60秒角)容易受损,有时仅保留粗糙立体视(数百秒角水平)。

弱视患者立体视功能容易受损,但通过弱视治疗(如遮盖健眼、光学矫正等)可能改善立体视功能。

容易发生立体视障碍的弱视类型:

  • 斜视弱视:由于双眼眼位偏移,无法建立对应点,立体视功能严重受损。
  • 屈光参差性弱视:单眼视力下降导致立体视功能降低,但弱视视力改善后可能恢复。
  • 形觉剥夺性弱视:如先天性白内障等导致长期视觉剥夺,立体视功能恢复可能困难。
Q 弱视患者能否保持立体视功能?
A

取决于弱视的类型和程度。单眼视力在0.3左右时,立体视功能多能维持在正常范围。斜视弱视因眼位偏移,立体视功能明显受损。屈光参差性弱视弱视视力改善至0.3以上时,立体视功能可能恢复。弱视治疗(遮盖、棱镜、手术等)后的立体视功能评估是治疗效果的重要指标。

在立体视检查中,排除单眼线索对于防止假阳性至关重要。根据双眼分离的强度和单眼线索的多少,各检查方法可整理如下。

单眼线索较多(假阳性风险较高)的方向:

  • Two pencil法 → Frisby test → Lang Stereotest → Titmus立体视检查(circle/animal) → TNO检查(最少)

临床选择指南

  • 筛查目的(婴幼儿):Lang Stereotest、行为观察
  • 定性评估(立体视是否存在):Titmus苍蝇图、Lang立体视测试
  • 定量评估(立体视锐度的精确测量):TNO测试、Titmus圆圈
  • 需要避免假阳性时:TNO测试(随机点法)
  • 佩戴眼镜困难时:Lang立体视测试、Frisby测试

大多数临床立体视检查在近距(30-40厘米)进行。这是由于检查器械操作上的便利性,但并不能完全反映日常生活中的立体视(包括远距)。

  • Titmus立体视测试:近距(40厘米)
  • TNO测试:近距(约40厘米)
  • Frisby测试:近距至中距(可调节)
  • 两笔法:近距(33厘米)

当需要评估远距立体视时(如职业适应性检查),使用远距专用立体视检查(如Howard-Dolman装置)。

6. 立体视的神经机制与临床应用

Section titled “6. 立体视的神经机制与临床应用”

立体视的处理从视觉皮层(V1区)开始,涉及V2、V3、V4、MT区等广泛的视觉处理系统。

主要处理通路:

  • 双眼视差的检测:在初级视觉皮层(V1)中,左右眼的输入被整合,根据视差做出反应的双眼神经元发挥作用。
  • 转换为深度:经过V2、V4和MT(V5)区域的处理,视差信息被意识化为深度知觉。
  • 腹侧通路(What通路):参与物体形状和颜色的识别。
  • 背侧通路(Where通路):参与物体位置和运动的处理,立体视觉主要在此通路中处理。

立体视觉以融合(将双眼图像合二为一的功能)为前提。融合有以下两种类型:

  • 中心凹融合中心凹附近的精确融合。精细立体视觉(数十秒级别)的基础。
  • 周边融合:周边视网膜的融合。即使在粗略立体视觉(数百秒级别)中也能维持。

斜视弱视中,融合功能受损,因此立体视觉也受损。斜视手术后,融合功能改善有时可使立体视觉恢复。

立体视觉检查的敏感性与局限性

Section titled “立体视觉检查的敏感性与局限性”

立体视觉检查对弱视斜视的筛查有用,但需注意以下局限性:

  • 仅凭单一的立体视觉检查无法确诊弱视斜视
  • 即使立体视觉良好,也可能存在微小斜视单眼注视综合征)。
  • 即使立体视觉不良,视力和眼位也可能正常(仅立体视觉选择性受损的病例)。
  • 婴幼儿难以理解和配合检查,容易产生假阴性。

立体视检查的结果应与视力检查、眼位检查、眼球运动检查相结合进行综合判断。

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