双眼分离感知模式下运动觉检测在正常人与弱视患者双眼视功能评估中的应用
2013-07-05 22:22:06 来源: 多宝视
众所周知，主视眼的评估在临床上具有重要意义。主视眼的概念最早是在1903由Rosenbach提出，即视觉性主视眼，指不对称的双眼现象中一个眼的表达；随着对主视眼认识的不断深入，学者们又提出了感觉性主视眼，它是指双眼视觉感知中占相对支配地位的那个眼。近几十年中主视眼的评估方法也从最早的Rosenbach试验发展到现在的比较双眼视敏感度方法和比较双眼竞争性抑制共几十种方法。但是至今为止，无论是视觉性还是感觉性主视眼，它们的形成机制依然无法得到完美的解释，尽管存在的多达几十种的主视眼评估方法，它们的检查结果都无法取得一致性的结果，临床上至今仍然在寻找到一种能准确的判断主视眼别以及其在双眼视中所占优势强度的检查方法。
弱视，是在视觉发育可塑性关键期内由于形觉剥夺和双眼异常相互作用造成的单眼或双眼视功能发育障碍。弱视由于单眼和/或双眼视力明显下降，受损害的双眼单视和立体视将严重影响青少年和儿童的生活质量，弱视的防治工作已经成为我国眼科工作者迫在眉睫的任务。临床上对弱视眼的视觉抑制程度进行评估是弱视临床防治的根本，弱视视觉抑制的评估方面，传统上的绝大多数方法通常是对其频率、范围、.强度、单侧性或双侧性以及潜伏性等进行定性的评估，这样的定性评估是能满足传统治疗方式需求的，因为传统的治疗方法是在提高了单眼视力后才能进行双眼视功能的恢复，临床上只需了解其是否有视觉抑制即可，但这样的治疗模式并没有充分利用患者视觉系统中的潜在功能来达到的最大的治疗效率和效果，而且这种治疗模式一旦超过了治疗的敏感期，治疗将变得极为困难。而近年来发现即使是已经超过了治疗敏感期的弱视者，其双眼叠加功能依然是正常的，只是由于弱视者双眼信息传导的不平衡导致了弱视眼被抑制而不能具有正常的双眼视功能，这就给以往认为治疗无望的大龄弱视患者带来了改善的希望。因此，在这种新的治疗模式下，弱视双眼视觉感知的不平衡，也就是弱视的视觉抑制程度就需要一种准确的量化判断，从而能对患者双眼视的损害程度以及治疗效果的预测提供一个可靠的参数，目前临床上急需一种能够量化评估弱视的方法。
在这种正常人和弱视患者都需要一种精确量化评估双眼视功能的方法的背景下，近年来的双眼视觉信号传导通路的研究结果为这种需求提供了一种理论基础。传统的研究方法发现双眼视信号传导中仅仅存在双眼的叠加，但是这个新的研究结果却发现，在发生双眼信号的叠加之前，首先会发生双眼的竞争性抑制，这就是双眼视信号传导所谓的“双阶段”理论。Robert Hess等在这种“双阶段”理论的基础上，根据知觉运动感知的测试原则，设计了一种由信号群和干扰群的组成运动刺激视标，在双眼分离感知的模式下进行视觉运动一致性感知阈值的测量，达到了对双眼视进行定量测量的目的。为了对正常人和弱视者的双眼视功能进行量化的评估，Robert Hess根据之前的设计思路，应用生理物理学计算机程序编写技术和视频分离技术相结合，设计了两种生理物理学测试程序，利用Newsome的视觉运动一致性感知阈值测量策略，分别来对正常人主视眼和弱视的双眼视觉抑制程度进行定量的评估，试图为正常人主视眼和弱视视觉抑制的定量评估探寻一种具有重要应用价值并行之有效的新方法，我们运用这种方法进行了下列的研究。
第一部分：双眼分离感知模式下运动觉检测在正常人主视眼评估中的应用
目的：主视眼的评估在临床上至关重要，目前应用的许多检测方法常无法得到一致性的结果。我们应用一系列的传统主视眼测试方法和经过特殊设计的视觉运动一致性感知阈值方法来量化测量正常人的主视眼，以了解正常人主视眼的分布情况并为正常人主视眼的定量评估探寻一种精确有效的方法。
方法：44例符合标准的正常人，男性20名、女性24名，年龄18～50岁、平均年龄为29.52±9.10岁，最后被纳入研究并完成了所有的9种传统和新型的主视眼评估方法；首先进行了8种传统的主视眼的评估方法，视觉性类的Hole inCard试验、Point a Finger试验和Near Point Convergence试验三种，感觉性类的远和近Worth4 Dot试验、远和近Distance Fixation Disparity试验以及经过设计改良的Bagolini线状镜结合Neutral density滤光镜试验；最后应用由视觉生理物理学方法结合特殊计算机视频技术设计的视觉运动一致性感知阈值测定方法来进行主视眼评估，这种方法应用两类运动点，即信号群(一致运动点)和干扰群(随机运动点)，由特殊的视频技术传导分别至双眼，采用这种设计后视觉运动一致性感知阈值测定方法可以被用于定量评估主视眼，检测对象所能辨别的信号群点数定义为视觉运动一致性感知阈值，阶梯逆转策略被应用于阈值测量；检测对象在连续完成两次试验后获得阈值的平均值，休息30分钟后再进行两次的视觉运动一致性感知阈值测定。Phi试验被用来分析定性方法中两两比较的一致性；Spearman相关分析被用来分析改良的Bagolini线状镜结合NeutralDensity滤光镜试验和视觉运动一致性感知阈值测量试验的相关性；Pearson相关分析被用来分析视觉运动一致性感知阈值测定方法的测量-再测量稳定性。
结果：采用的所有9种主视眼的测量方法中，仅Hole in Card试验，Point aFinger试验，Near Point Convergence试验和视觉运动一致性感知阈值测量试验能检测出100％受试者的主视眼；两两一致性评估中，具有最好一致性的两种检查方法是改良Bagolini线状镜结合Neutral Density滤光镜试验与远距离的Worth4Dot试验(Phi系数是0.92，P<0.001)；Bagolini线状镜结合Neutral Density滤光镜试验和视觉运动一致性感知阈值测量试验的相关性研究中，改良Bagolini线状镜结合Neutral Density滤光镜试验评估的右眼越强势，则视觉运动一致性感知阈值测量试验也同样是右眼强势表现，反之亦然，这两种方法之间具有相关性(Spearman相关系数Rho=0.8，P<0.0001)；视觉运动一致性感知阈值比研究主视眼分布中，主视眼有阈值比约为1(61％)的平衡分布高峰和约为2.4.(39％)的强势分布高峰两个明显的分布峰，在比值约为1的平衡分布高峰中，主视眼的一系列定性检测没有明显的一致性，而在比值约为2.4的强势分布高峰中，主视眼的一系列检测具有明显的一致性；视觉运动感知一致性的测量再测量稳定性分析中Pearson相关系数为0.67，P<0.001。
结论：正常人中的主视眼有强势主视眼和平衡主视眼两个分布；强势的主视眼其定性评估越具有一致性，平衡的主视眼定性评估方法具有不一致性；改良的Bagolini线状镜结合Neutral Density滤光镜试验可用于主视眼的粗略量化评估；视觉运动一致性感知阈值测定方法可以精确有效的定量评估主视眼，是一种值得在临床上推广的主视眼评估方法。
第二部分：双眼分离感知模式下运动觉检测在弱视患者视觉抑制定量评估中的应用
目的：运用计算机程序和特殊视频技术结合建立视觉运动一致性感知阈值测定方法，通过与传统的弱视视觉抑制评价方法相结合，对已经超过治疗敏感期的青少年和成人屈光参差性和斜视性弱视患者的视觉抑制进行评估，以进一步了解弱视视觉抑制的机制和探讨超过治疗敏感期的弱视治疗的可能性。
方法：50例单侧性的屈光参差性、斜视性以及混合类型(屈光参差性和斜视性)的弱视患者符合纳入标准，最后共42例完成所有检测，男性20例，女性22例，年龄为9～56岁，平均20.93±11.89岁。其中屈光参差性弱视22例，男性11例，女性11例，年龄为10～56岁，平均为24.05±12.86岁；斜视性弱视13例，男性4例，女性9例，年龄为9～32岁，平均为15.00±6.67岁；混合类型7例，男性5例，女性2例，年龄为10～48岁，平均为22.14±13.56岁。首先完成了视功能和眼部一般情况的评估，包括视力、对比敏感度和立体视等；然后进行了传统抑制试验的评估，包括Worth4 Dot试验和Bagolini线状镜结合Neutral density滤光镜试验；最后应用视觉生理物理学方法和特殊计算机视频技术设计的视觉运动一致性感知阈值测定方法来进行抑制评估，“平衡点”对比度比例测试方法被应用于对弱视的量化评估，即分别在弱视眼和非弱视眼的刺激亮度比100：100、100：80、100：50、100：25以及100：12.5的比例下完成了视觉运动一致性感知阈值的测定后求得达到双眼运动一致性感知平衡所需的“平衡点”对比度比例。10例正常人做为正常对照组，完成了5种对比度下的视觉运动一致性感知阈值测定。应用Spss13.0软件包完成了所有的统计分析，Spearman和Pearson相关分析用来分析不同弱视类型中两个变量之间，包括视功能参数和“平衡点”对比度，阈值比和“平衡点”亮度比例等变量之间的相关性；方差分析用来分析不同弱视类型之间的视觉运动一致性感知阈值参数之间的对比。检验效能a=0.01
结果：三种弱视类型的视力差差异方差分析，F=4.271，P=0.021>0.01，三组间的差异无统计学意义；Worth4 Dot分数三组之间的差异方差分析，F=2.610，P=0.086>0.01，三组间的差异无统计学意义。在视觉运动一致性感知阈值测试中，标准对比度比例(100：100)下的运动一致性阈值比在不同类型的弱视和正常人对照组间进行方差分析，各组问的差异具有显著统计学意义(F=6.487，P=0.001)；三种弱视类型和正常人的方差分析显示，各组之间“平衡点”对比度比例的差异具有统计学意义(F值为11.883，P=0.000)；“平衡点”对比度比例和达到”平衡点”所需的阈值点数之间不具有相关性；“平衡点”对比度比例和100：100对比度下的视觉运动一致性感知阈值比，采用偏相关分析排除类型因素影响后，相关系数为-0.631，P=0.000，两者具有相关性。在对视觉抑制的评估中，“平衡点”对比度比例和反映弱视深度的双眼视力差的相关关系：屈光参差组Spearman相关系数为-0.337，P=0.126，两者不具有相关性；混合类型组Spearman相关系数为-0.793，P=0.033，两者不具有相关性；斜视组Spearman相关系数为-0.912，P=0.000，两者具有相关性。“平衡点”对比度比例和反映抑制深度的Worth4 Dot分数的相关关系：屈光参差组Spearman相关系数为-0.409，P=0.059，两者不具有相关性；混合类型组Spearman相关系数为-0.808，P=0.028，两者不具有相关性；斜视组Spearman相关系数为-0.540，P=0.057，两者不具有相关性。“平衡点”对比度比例和反映抑制深度的Bagolini线状镜结合Neutral Density滤光镜试验的相关关系：屈光参差组Spearman相关系数为.0.610，P=0.003，两者具有相关性；混合类型组Spearman相关系数为-0.873，P=0.009，两者具有相关性；斜视组Spearman相关系数为-0.686，P=0.009，两者具有相关性。
结论：斜视性弱视的视觉抑制主要是由运动性和知觉性融合障碍引起，而屈光参差性弱视的视觉抑制则主要由知觉性融合障碍引起；弱视双眼视传导的“双阶段”理论符合弱视的双眼视觉信号传导规律；弱视的视觉抑制是由于双眼的竞争性抑制引起的，弱视具有正常的双眼叠加功能。视觉运动一致性感知阈值测试方法能够对弱视的视觉抑制程度进行精确的量化评估，在临床上具有广泛的应用前景；超过视觉发育敏感期的弱视患者的采用双眼治疗模式进行治疗具有一定的可行性。
推荐阅读：
1、俄罗斯方块游戏对成人弱视治疗有奇效？
2、中山眼科中心弱视双眼治疗模式的研究成果发表在Cell子刊
3、双眼分视训练在弱视治疗中的作用
弱视，是在视觉发育可塑性关键期内由于形觉剥夺和双眼异常相互作用造成的单眼或双眼视功能发育障碍。弱视由于单眼和/或双眼视力明显下降，受损害的双眼单视和立体视将严重影响青少年和儿童的生活质量，弱视的防治工作已经成为我国眼科工作者迫在眉睫的任务。临床上对弱视眼的视觉抑制程度进行评估是弱视临床防治的根本，弱视视觉抑制的评估方面，传统上的绝大多数方法通常是对其频率、范围、.强度、单侧性或双侧性以及潜伏性等进行定性的评估，这样的定性评估是能满足传统治疗方式需求的，因为传统的治疗方法是在提高了单眼视力后才能进行双眼视功能的恢复，临床上只需了解其是否有视觉抑制即可，但这样的治疗模式并没有充分利用患者视觉系统中的潜在功能来达到的最大的治疗效率和效果，而且这种治疗模式一旦超过了治疗的敏感期，治疗将变得极为困难。而近年来发现即使是已经超过了治疗敏感期的弱视者，其双眼叠加功能依然是正常的，只是由于弱视者双眼信息传导的不平衡导致了弱视眼被抑制而不能具有正常的双眼视功能，这就给以往认为治疗无望的大龄弱视患者带来了改善的希望。因此，在这种新的治疗模式下，弱视双眼视觉感知的不平衡，也就是弱视的视觉抑制程度就需要一种准确的量化判断，从而能对患者双眼视的损害程度以及治疗效果的预测提供一个可靠的参数，目前临床上急需一种能够量化评估弱视的方法。
在这种正常人和弱视患者都需要一种精确量化评估双眼视功能的方法的背景下，近年来的双眼视觉信号传导通路的研究结果为这种需求提供了一种理论基础。传统的研究方法发现双眼视信号传导中仅仅存在双眼的叠加，但是这个新的研究结果却发现，在发生双眼信号的叠加之前，首先会发生双眼的竞争性抑制，这就是双眼视信号传导所谓的“双阶段”理论。Robert Hess等在这种“双阶段”理论的基础上，根据知觉运动感知的测试原则，设计了一种由信号群和干扰群的组成运动刺激视标，在双眼分离感知的模式下进行视觉运动一致性感知阈值的测量，达到了对双眼视进行定量测量的目的。为了对正常人和弱视者的双眼视功能进行量化的评估，Robert Hess根据之前的设计思路，应用生理物理学计算机程序编写技术和视频分离技术相结合，设计了两种生理物理学测试程序，利用Newsome的视觉运动一致性感知阈值测量策略，分别来对正常人主视眼和弱视的双眼视觉抑制程度进行定量的评估，试图为正常人主视眼和弱视视觉抑制的定量评估探寻一种具有重要应用价值并行之有效的新方法，我们运用这种方法进行了下列的研究。
第一部分：双眼分离感知模式下运动觉检测在正常人主视眼评估中的应用
目的：主视眼的评估在临床上至关重要，目前应用的许多检测方法常无法得到一致性的结果。我们应用一系列的传统主视眼测试方法和经过特殊设计的视觉运动一致性感知阈值方法来量化测量正常人的主视眼，以了解正常人主视眼的分布情况并为正常人主视眼的定量评估探寻一种精确有效的方法。
方法：44例符合标准的正常人，男性20名、女性24名，年龄18～50岁、平均年龄为29.52±9.10岁，最后被纳入研究并完成了所有的9种传统和新型的主视眼评估方法；首先进行了8种传统的主视眼的评估方法，视觉性类的Hole inCard试验、Point a Finger试验和Near Point Convergence试验三种，感觉性类的远和近Worth4 Dot试验、远和近Distance Fixation Disparity试验以及经过设计改良的Bagolini线状镜结合Neutral density滤光镜试验；最后应用由视觉生理物理学方法结合特殊计算机视频技术设计的视觉运动一致性感知阈值测定方法来进行主视眼评估，这种方法应用两类运动点，即信号群(一致运动点)和干扰群(随机运动点)，由特殊的视频技术传导分别至双眼，采用这种设计后视觉运动一致性感知阈值测定方法可以被用于定量评估主视眼，检测对象所能辨别的信号群点数定义为视觉运动一致性感知阈值，阶梯逆转策略被应用于阈值测量；检测对象在连续完成两次试验后获得阈值的平均值，休息30分钟后再进行两次的视觉运动一致性感知阈值测定。Phi试验被用来分析定性方法中两两比较的一致性；Spearman相关分析被用来分析改良的Bagolini线状镜结合NeutralDensity滤光镜试验和视觉运动一致性感知阈值测量试验的相关性；Pearson相关分析被用来分析视觉运动一致性感知阈值测定方法的测量-再测量稳定性。
结果：采用的所有9种主视眼的测量方法中，仅Hole in Card试验，Point aFinger试验，Near Point Convergence试验和视觉运动一致性感知阈值测量试验能检测出100％受试者的主视眼；两两一致性评估中，具有最好一致性的两种检查方法是改良Bagolini线状镜结合Neutral Density滤光镜试验与远距离的Worth4Dot试验(Phi系数是0.92，P<0.001)；Bagolini线状镜结合Neutral Density滤光镜试验和视觉运动一致性感知阈值测量试验的相关性研究中，改良Bagolini线状镜结合Neutral Density滤光镜试验评估的右眼越强势，则视觉运动一致性感知阈值测量试验也同样是右眼强势表现，反之亦然，这两种方法之间具有相关性(Spearman相关系数Rho=0.8，P<0.0001)；视觉运动一致性感知阈值比研究主视眼分布中，主视眼有阈值比约为1(61％)的平衡分布高峰和约为2.4.(39％)的强势分布高峰两个明显的分布峰，在比值约为1的平衡分布高峰中，主视眼的一系列定性检测没有明显的一致性，而在比值约为2.4的强势分布高峰中，主视眼的一系列检测具有明显的一致性；视觉运动感知一致性的测量再测量稳定性分析中Pearson相关系数为0.67，P<0.001。
结论：正常人中的主视眼有强势主视眼和平衡主视眼两个分布；强势的主视眼其定性评估越具有一致性，平衡的主视眼定性评估方法具有不一致性；改良的Bagolini线状镜结合Neutral Density滤光镜试验可用于主视眼的粗略量化评估；视觉运动一致性感知阈值测定方法可以精确有效的定量评估主视眼，是一种值得在临床上推广的主视眼评估方法。
第二部分：双眼分离感知模式下运动觉检测在弱视患者视觉抑制定量评估中的应用
目的：运用计算机程序和特殊视频技术结合建立视觉运动一致性感知阈值测定方法，通过与传统的弱视视觉抑制评价方法相结合，对已经超过治疗敏感期的青少年和成人屈光参差性和斜视性弱视患者的视觉抑制进行评估，以进一步了解弱视视觉抑制的机制和探讨超过治疗敏感期的弱视治疗的可能性。
方法：50例单侧性的屈光参差性、斜视性以及混合类型(屈光参差性和斜视性)的弱视患者符合纳入标准，最后共42例完成所有检测，男性20例，女性22例，年龄为9～56岁，平均20.93±11.89岁。其中屈光参差性弱视22例，男性11例，女性11例，年龄为10～56岁，平均为24.05±12.86岁；斜视性弱视13例，男性4例，女性9例，年龄为9～32岁，平均为15.00±6.67岁；混合类型7例，男性5例，女性2例，年龄为10～48岁，平均为22.14±13.56岁。首先完成了视功能和眼部一般情况的评估，包括视力、对比敏感度和立体视等；然后进行了传统抑制试验的评估，包括Worth4 Dot试验和Bagolini线状镜结合Neutral density滤光镜试验；最后应用视觉生理物理学方法和特殊计算机视频技术设计的视觉运动一致性感知阈值测定方法来进行抑制评估，“平衡点”对比度比例测试方法被应用于对弱视的量化评估，即分别在弱视眼和非弱视眼的刺激亮度比100：100、100：80、100：50、100：25以及100：12.5的比例下完成了视觉运动一致性感知阈值的测定后求得达到双眼运动一致性感知平衡所需的“平衡点”对比度比例。10例正常人做为正常对照组，完成了5种对比度下的视觉运动一致性感知阈值测定。应用Spss13.0软件包完成了所有的统计分析，Spearman和Pearson相关分析用来分析不同弱视类型中两个变量之间，包括视功能参数和“平衡点”对比度，阈值比和“平衡点”亮度比例等变量之间的相关性；方差分析用来分析不同弱视类型之间的视觉运动一致性感知阈值参数之间的对比。检验效能a=0.01
结果：三种弱视类型的视力差差异方差分析，F=4.271，P=0.021>0.01，三组间的差异无统计学意义；Worth4 Dot分数三组之间的差异方差分析，F=2.610，P=0.086>0.01，三组间的差异无统计学意义。在视觉运动一致性感知阈值测试中，标准对比度比例(100：100)下的运动一致性阈值比在不同类型的弱视和正常人对照组间进行方差分析，各组问的差异具有显著统计学意义(F=6.487，P=0.001)；三种弱视类型和正常人的方差分析显示，各组之间“平衡点”对比度比例的差异具有统计学意义(F值为11.883，P=0.000)；“平衡点”对比度比例和达到”平衡点”所需的阈值点数之间不具有相关性；“平衡点”对比度比例和100：100对比度下的视觉运动一致性感知阈值比，采用偏相关分析排除类型因素影响后，相关系数为-0.631，P=0.000，两者具有相关性。在对视觉抑制的评估中，“平衡点”对比度比例和反映弱视深度的双眼视力差的相关关系：屈光参差组Spearman相关系数为-0.337，P=0.126，两者不具有相关性；混合类型组Spearman相关系数为-0.793，P=0.033，两者不具有相关性；斜视组Spearman相关系数为-0.912，P=0.000，两者具有相关性。“平衡点”对比度比例和反映抑制深度的Worth4 Dot分数的相关关系：屈光参差组Spearman相关系数为-0.409，P=0.059，两者不具有相关性；混合类型组Spearman相关系数为-0.808，P=0.028，两者不具有相关性；斜视组Spearman相关系数为-0.540，P=0.057，两者不具有相关性。“平衡点”对比度比例和反映抑制深度的Bagolini线状镜结合Neutral Density滤光镜试验的相关关系：屈光参差组Spearman相关系数为.0.610，P=0.003，两者具有相关性；混合类型组Spearman相关系数为-0.873，P=0.009，两者具有相关性；斜视组Spearman相关系数为-0.686，P=0.009，两者具有相关性。
结论：斜视性弱视的视觉抑制主要是由运动性和知觉性融合障碍引起，而屈光参差性弱视的视觉抑制则主要由知觉性融合障碍引起；弱视双眼视传导的“双阶段”理论符合弱视的双眼视觉信号传导规律；弱视的视觉抑制是由于双眼的竞争性抑制引起的，弱视具有正常的双眼叠加功能。视觉运动一致性感知阈值测试方法能够对弱视的视觉抑制程度进行精确的量化评估，在临床上具有广泛的应用前景；超过视觉发育敏感期的弱视患者的采用双眼治疗模式进行治疗具有一定的可行性。
推荐阅读：
1、俄罗斯方块游戏对成人弱视治疗有奇效？
2、中山眼科中心弱视双眼治疗模式的研究成果发表在Cell子刊
3、双眼分视训练在弱视治疗中的作用
