跳到內容
其他

異常視色鏡(色覺異常的精密檢查)

阿諾瑪羅斯科普是一種精密檢查設備,利用色光混合和單色光等色(配色),對色覺異常的類型和程度進行定量判定。用於需要準確判斷類型,或者必須確診是否存在色覺異常時。

阿諾瑪羅斯科普的主要目的有以下3點。

  • 先天性色覺異常的型別確診:準確區分1型(protan系)、2型(deutan系)和3型(tritan系)
  • 區分二色覺和異常三色覺:根據等色範圍的寬窄,判斷是二色覺(重度)還是異常三色覺(輕至中度)
  • 色覺異常程度的定量評估:透過將等色範圍(matching range)數值化,客觀評估嚴重程度

1907年,德國的Willibald Nagel基於Rayleigh等色原理開發了Nagel型色覺計。此後,它一直被用作色覺異常確診的金標準。由於先天性紅綠色覺異常反映了與紅、綠色光辨別相關的錐體(L錐體和M錐體)異常,因此調節同一波長範圍的Nagel型裝置被認為最適合用於確診。

色覺異常篩檢到確診,採用分階段的檢查流程。

步驟檢查目的
1石原式假同色圖篩檢(檢測是否有色覺異常
2D-15色相排列測驗程度判定(對重度、中等度、輕度進行大致評估)
3異常視色計確診與精確型別判定

異常視色計不適合篩檢,但在確定型別與定量評估嚴重程度方面,其精度無可匹敵。

Q 異常視色計在什麼情況下需要使用?
A

在石原色覺檢查和 D-15 提示色覺異常後,需要準確區分 1型和 2型,或判斷是二色覺還是異常三色覺時,適用。對於航空飛行員、鐵路司機等在法律或職業上需要進行精細色覺評估的情況,以及需要鑑別後天性色覺異常先天性色覺異常的情況,這也是不可或缺的檢查。

異常視色計的適應症如下。

  • 先天性色覺異常的型別確定:在石原色覺檢查和 D-15 中檢出色覺異常,但無法明確區分 1型和 2型時
  • 職業與法律適任性判定:確認是否符合航空飛行員、鐵路司機、船舶駕駛員等的職業色覺標準2)
  • 就業與升學指導:在升學或職業選擇前進行精細評估
  • 後天性色覺異常的追蹤觀察:由視神經疾病、視網膜疾病等引起的後天性色覺異常中,同色範圍會變動,因此有助於對隨時間變化進行定量評估
  • 遺傳諮詢:準確記錄先天性色覺異常的類型與程度
  • 研究與流行病學調查:對色覺的族群差異與種族差異進行客觀評估1)

以下列出各色覺檢查的特性。

檢查篩檢類型判定程度判定備註
石原式假同色表×適用於學校健檢與門診篩檢
D-15色盤○(輕至中度)適合用來粗略評估嚴重程度
100色相測試擅長詳細評估嚴重程度
色覺異常×◎(最可靠)確定診斷的金標準

異常視色計檢查耗時,且設備僅限於專門機構,因此不適合用於篩檢3)

異常視色計基於色彩匹配的原理:受檢者調節光的混合比例,使其達到一致(等色)。

Nagel型異常視色計的目鏡內有一個分成兩半的圓形視野。

  • 基準側(固定光):單色黃色光(589 nm)— 只能調節亮度
  • 混合側(可調光):紅光(670 nm)與綠光(546 nm)的混合光— 受檢者調節紅/綠比例

受檢者在改變紅/綠比例時,尋找「兩側看起來顏色相同、亮度也相同」的位置。記錄這個一致點(等色點)及其範圍(等色範圍)。

Rayleigh等色(紅綠等色)

對象:先天紅綠色覺異常(1型・2型)

光源:黃色光(589 nm)vs 紅光(670 nm)+綠光(546 nm)的混合光

裝置:Nagel型異常視色計

原理:紅/綠混合比例與黃色光的等色。L錐體和M錐體的敏感性比與正常不同,會使等色點和等色範圍發生變化。

Moreland等色(藍綠色等色)

對象:先天藍黃色覺異常(3型色覺)

光源:藍綠色單色光 vs 藍光+綠光的混合光

裝置:適用於Moreland等色的擴充型裝置

原理:藍/綠混合比例與藍綠色光的等色。可反映S錐體敏感性異常。在Nagel型中無法評估3型色覺。

Q Rayleigh等色是什麼?
A

Rayleigh等色是一種色彩配對方法,用於使黃色單色光(589nm)與紅綠混合光的亮度和顏色一致。正常色覺只會在一定的紅/綠比例下成立等色,但如果L錐體或M錐體異常,等色成立範圍會大幅擴大。在二色覺中,所有混合比例範圍都能成立等色,而在異常三色覺中,等色範圍較寬但有限。將這些差異量化後,可以定量評估色覺類型和程度。

  1. 在周圍照明固定的標準照明條件下進行(最好在暗室或光線較暗的房間中)
  2. 讓受檢者透過目鏡觀察被分成兩部分的圓形視野
  3. 固定參考側(黃色光589nm)的亮度
  4. 受檢者調整混合側紅色(670nm)/綠色(546nm)的比例
  5. 多次記錄兩側看起來顏色和亮度都相同的位置
  6. 計算等色範圍(matching range,0~73的量表)

正常色覺者只在接近1:1(綠:紅)的狹窄範圍內才能成立等色。若有色覺異常,等色範圍會擴大,而在二色覺中,可在整個範圍內成立等色。

各色覺類型的等色範圍與亮度調節

Section titled “各色覺類型的等色範圍與亮度調節”

下列顯示各色覺類型的色覺檢查鏡所見。

色覺類型等色範圍(Rayleigh等色)亮度調節判定
正常色覺接近1:1的狹窄範圍輕微正常
1型二色覺(protanopia)僅用紅光即可在整個範圍(0–73)等色調暗紅光1型二色覺
1型三色覺(protanomaly)偏紅、範圍較廣稍微調暗紅光1型三色覺
2型二色覺(deuteranopia)僅用綠光即可在整個範圍等色幾乎無需亮度調節2型二色覺
第2型異常三色覺(deuteranomaly)偏綠且範圍較廣亮度調節輕微第2型異常三色覺

第1型色覺異常的特徵是,由於L錐體缺失或敏感度異常,紅光的相對視敏度(亮度感)降低,因此在配色時會出現將紅光調暗的亮度調節。是否存在這種亮度調節,是區分第1型與第2型最重要的要點。

二色覺的等色範圍可達整個刻度(0~73),而異常三色覺的等色範圍雖比正常更廣,但不會達到全範圍。可根據異常三色覺的等色範圍是否包含正常等色點來評估程度4)

Q 如何用色覺異常鏡區分第1型與第2型?
A

最重要的鑑別點是亮度調節(相對視敏度)的差異。第1型(protan系)由於L錐體敏感度異常,會覺得紅光較暗,因此在配色時會出現降低紅光亮度的調節。第2型(deutan系)由於M錐體敏感度異常,對亮度感的影響較小,幾乎不需要亮度調節就能完成配色。另外,等色範圍的偏向也不同,第1型傾向偏紅側,第2型傾向偏綠側。

部分職業對色覺有法定標準,需要精確判定類型。對象職種包括飛機駕駛員、鐵路司機、船舶駕駛員、警察、自衛隊員等2)。這些職業僅靠石原式等篩檢檢查是不夠的,可能還需要以色覺異常鏡對等色範圍進行數值評估。

在後天性色覺異常(由視神經疾病、黃斑疾病、藥物性色覺異常等引起)中,等色範圍會隨時間改變,這點是與先天性色覺異常區分的重要特徵。先天性色覺異常在一生中等色範圍都保持穩定,而後天性色覺異常的等色範圍則會隨著原發疾病的活動性而變化5)。因此,懷疑後天性色覺異常時,重複進行異常鏡檢查是有幫助的。

準確記錄先天紅綠色覺異常的類型與程度,有助於根據X連鎖隱性遺傳模式進行遺傳諮詢。帶因女性中也有些會出現輕微的等色範圍擴大,使用異常鏡進行精密評估有時可作為帶因診斷的輔助6)

由於設備昂貴且操作需要熟練技術,因此通常僅限於大學醫院和專門的眼科機構。一般眼科診所多半沒有異常鏡。

  • 無法評估3型色覺(先天藍黃色覺異常:Nagel型異常鏡只利用Rayleigh等色(紅綠),因此無法評估S錐體異常的3型色覺。3型色覺的精密檢查需要支援Moreland等色的設備
  • S-錐體單色覺與桿體單色覺的處理:異常鏡使用的波長範圍(546–670nm)對S錐體幾乎沒有敏感性,因此S-錐體單色覺的結果與桿體單色覺相似。要區分這兩者,需要全視野ERG
  • 不適合篩檢:由於檢查時間較長,且操作需要熟練技術,因此不用於大規模篩檢3)
  • 視力低下的情況:當矯正視力低於0.1時,透過接眼部觀察視野會變得困難,檢查精度會下降
  • 後天性色覺異常的等色範圍變化:在後天性色覺異常中,等色範圍會隨時間變化,因此僅憑一次測量有時難以判斷
  • 光源與儀器的校準:光源隨時間老化以及設備校準不足都會影響結果,因此需要定期維護
  • 排除配有色覺輔助濾鏡的眼鏡:檢查時務必使用普通光學矯正眼鏡(不帶色濾鏡)

先天紅綠色覺異常的全球盛行率被認為男性約8%、女性約0.5%,且不同族群之間有所差異1)。盛行率因族群與地區而異,據報導,日本男性約5%、女性約0.2%。由於盛行率高,因此在學校健檢與就業前健檢中建立適當的色覺檢查體制十分重要7)

傳統的光學式異常三色鏡使用鹵素燈和干涉濾光片,但近年來,基於 LED 與顯示器的數位式異常三色鏡開發正在進展3)。數位化可望提升攜帶性,並使其能在專門機構以外實施。

正在研究利用智慧型裝置螢幕的簡易配色檢查。不過,由於會受到螢幕色彩再現特性、校準以及環境光線的影響,目前它還不能取代Nagel型異色視儀。

透過下一代定序對L基因和M基因進行基因型分析,並結合使用異色視儀進行表型評估,研究正在持續進展,以精細解析雜合基因類型與配色範圍之間的關係6)。釐清基因型與表型的對應關係,有望有助於提升遺傳諮詢的準確性。

  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.

複製全文後,可以貼到你常用的 AI 助手中提問。