Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Острота зрения ( ОЗ ) обычно относится к четкости зрения , но технически оценивает способность испытуемого с точностью распознавать мелкие детали. Острота зрения зависит от оптических и нервных факторов, то есть (1) резкости изображения сетчатки внутри глаза , (2) здоровья и функционирования сетчатки и (3) чувствительности интерпретирующей способности мозга. [1]

Распространенной причиной низкой остроты зрения является ошибка рефракции (аметропия), ошибки в том, как свет преломляется в глазном яблоке, и ошибки в том, как изображение сетчатки интерпретируется мозгом. Последнее является основной причиной плохого зрения у людей с альбинизмом. Причины аномалий рефракции включают аберрации формы глазного яблока или роговицы , а также снижение гибкости хрусталика . Слишком высокая или слишком низкая рефракция (по отношению к длине глазного яблока) является, соответственно, причиной близорукости (миопии) или дальнозоркости (дальнозоркости); нормальный рефракционный статус называется эмметропией . Другие оптические причины - астигматизм.или более сложные неровности роговицы. Эти аномалии в большинстве случаев можно исправить с помощью оптических средств (например, очков , контактных линз , рефракционной хирургии и т. Д.).

Нервные факторы, ограничивающие остроту зрения, расположены в сетчатке или головном мозге (или на пути, ведущем туда). Примерами первого являются отслоение сетчатки и дегенерация желтого пятна . Другое распространенное нарушение, амблиопия , вызвано неправильным развитием зрительного мозга в раннем детстве. В некоторых случаях низкая острота зрения вызвана повреждением головного мозга, например, черепно-мозговой травмой или инсультом. Когда оптические факторы корректируются, острота зрения может считаться мерой нормального функционирования нервной системы.

Острота зрения обычно измеряется во время фиксации, т. Е. Как мера центрального (или фовеального ) зрения, по той причине, что она наиболее высока в самом центре. [2] [3] ). Однако острота периферического зрения может иметь не меньшее значение в повседневной жизни. Острота зрения снижается к периферии сначала круто, а затем более постепенно, обратно-линейным образом (то есть снижение следует приблизительно по гиперболе ). [4] [5] Снижение соответствует E 2 / ( E 2 + E ), где E - эксцентриситет в градусах угла обзора , а E 2постоянная примерно 2 град. [4] [6] [7] Например, при эксцентриситете 2 градуса острота зрения вдвое меньше значения фовеа.

Обратите внимание, что острота зрения - это мера того, насколько хорошо мелкие детали разрешаются в самом центре поля зрения; поэтому он не указывает, как распознаются более крупные образцы. Таким образом, сама по себе острота зрения не может определять общее качество зрительной функции.

Определение [ править ]

Глазное обследование на остроту зрения

Острота зрения - это мера пространственного разрешения системы обработки изображений. VA, как его иногда называют профессионалы в области оптики, проверяется, требуя от человека, чье зрение проверяется, идентифицировать так называемые оптотипы - стилизованные буквы, кольца Ландольта , детские символы , символы для неграмотных , стандартизированных кириллических букв в Головине. –Таблица Сивцева , или другие шаблоны - на распечатанном графике (или другим способом) с заданного расстояния просмотра. Оптотипы представлены в виде черных символов на белом фоне (т.е. на максимальном контрасте ). Расстояние между глазами человека и тестовой таблицей устанавливается таким образом, чтобы приблизиться к « оптической бесконечности»."в способе, которым линза пытается сфокусироваться (дальняя острота зрения), или на определенном расстоянии чтения (близкая острота зрения).

Эталонное значение, выше которого острота зрения считается нормальной, называется зрением 6/6, эквивалент которого по USC составляет зрение 20/20: на расстоянии 6 метров или 20 футов человеческий глаз с такими характеристиками способен разделять контуры, которые составляют примерно 1,75 мм друг от друга. [8] Видение 6/12 соответствует более низкой производительности, а видение 6/3 - лучшей производительности. У нормальных людей острота зрения 6/4 или выше (в зависимости от возраста и других факторов).

В выражении «зрение 6 / x» числитель (6) - это расстояние в метрах между объектом и диаграммой, а знаменатель (x) - это расстояние, на котором человек с остротой зрения 6/6 может различить тот же оптотип. Таким образом, 6/12 означает, что человек со зрением 6/6 различит тот же оптотип с расстояния 12 метров (т. Е. С удвоенного расстояния). Это равносильно утверждению, что со зрением 6/12 человек обладает половиной пространственного разрешения и ему требуется вдвое больший размер, чтобы различить оптотип.

Простой и эффективный способ определить остроту зрения - это преобразовать дробь в десятичную дробь: тогда 6/6 соответствует остроте зрения (или Visus) 1,0 (см. Выражение ниже), а 6/3 соответствует 2,0, что часто достигается. хорошо скорректированными здоровыми молодыми людьми с бинокулярным зрением . Указание остроты зрения в виде десятичного числа является стандартом в европейских странах, как того требует европейский стандарт (EN ISO 8596, ранее DIN 58220).

Точное расстояние, на котором измеряется острота зрения, не имеет значения, если оно находится достаточно далеко и размер оптотипа на сетчатке одинаков. Этот размер задается как угол обзора , то есть угол на глазу, под которым появляется оптотип. Для остроты зрения 6/6 = 1,0 размер буквы на диаграмме Снеллена или диаграмме Ландольта составляет 5 угловых минут (мин. 1 дуга = 1/60 градуса). По конструкции типичного оптотипа (например, Snellen E или Landolt C) критический зазор, который необходимо устранить, составляет 1/5 от этого значения, то есть 1 угловая мин. Последнее значение используется в международном определении остроты зрения:

острота зрения = 1/размер зазора [мин. дуги].

Острота зрения - это мера зрения и не имеет отношения к рецепту очков, необходимому для исправления зрения. Вместо этого глазное обследование направлено на поиск рецепта, который обеспечит наилучшее скорректированное зрение, какое только возможно. Результирующая острота зрения может быть больше или меньше 6/6 = 1,0. Действительно, субъект с диагнозом «зрение 6/6» часто будет иметь более высокую остроту зрения, потому что после достижения этого стандарта считается, что субъект имеет нормальное (в смысле спокойного) зрение, а меньшие оптотипы не тестируются. Субъекты со зрением 6/6 или «лучше» (20/15, 20/10 и т. Д.) Могут получить пользу от коррекции очков при других проблемах, связанных со зрительной системой, таких как дальнозоркость , травмы глаза или пресбиопия .

Измерение [ править ]

Острота зрения измеряется с помощью психофизической процедуры и, как таковая, связывает физические характеристики стимула с восприятием субъекта и его / ее результирующими реакциями. Измерение может производиться с помощью глазковой диаграммы, изобретенной Фердинандом Монойе , с помощью оптических инструментов или компьютерных тестов [9], таких как FrACT. [10]

Необходимо следить за тем, чтобы условия просмотра соответствовали стандартным [11], таким как правильное освещение комнаты и глазная карта, правильное расстояние просмотра, достаточное время для ответа, допуск ошибок и т. Д. В европейских странах эти условия стандартизированы европейской нормой (EN ISO 8596, ранее DIN 58220).

История [ править ]

Физиология [ править ]

Дневное зрение (то есть фотопическое зрение ) обслуживается рецепторными клетками колбочек, которые имеют высокую пространственную плотность (в центральной ямке ) и обеспечивают высокую остроту зрения 6/6 или выше. При слабом освещении (т. Е. При скотопическом зрении ) колбочки не обладают достаточной чувствительностью, и зрение обслуживается палочками . Тогда пространственное разрешение намного ниже. Это происходит из-за пространственного суммирования стержней , т. Е. Несколько стержней сливаются в биполярную ячейку , в свою очередь соединяющуюся с ганглиозной ячейкой , и полученная единицаибо разрешение велико, а резкость мала. Обратите внимание, что в самом центре поля зрения ( фовеола ) нет стержней , и наивысшие характеристики при слабом освещении достигаются при ближнем периферическом зрении [4]

Максимальное угловое разрешение человеческого глаза составляет 28 угловых секунд или 0,47 угловых минут [19], это дает угловое разрешение 0,008 градуса, а на расстоянии 1 км соответствует 136 мм. Это равно 0,94 угловых минут на пару линий (одна белая и одна черная линии) или 0,016 градуса. Для пары пикселей (один белый и один черный пиксель) это дает плотность пикселей 128 пикселей на градус (PPD).

Зрение 6/6 определяется как способность разрешать две световые точки, разделенные углом обзора в одну угловую минуту, что соответствует 60 PPD, или примерно 290–350 пикселей на дюйм для дисплея на устройстве, удерживаемом от 250 до 300 мм. из глаз. [20]

Таким образом, острота зрения, или разрешающая способность (при дневном свете, центральное зрение), является свойством колбочек. [21] Чтобы разрешить детали, оптическая система глаза должна проецировать сфокусированное изображение на ямку , область внутри макулы, имеющую самую высокую плотность колбочковых фоторецепторных клеток (единственный вид фоторецепторов, существующих в самом центре фовеа диаметром 300 мкм). ), таким образом, имея самое высокое разрешение и лучшее цветовое зрение. Острота зрения и цветовое зрение, несмотря на то, что они опосредуются одними и теми же клетками, представляют собой разные физиологические функции, которые не связаны между собой, кроме положения. На остроту зрения и цветовое зрение можно повлиять независимо.

На диаграмме показана относительная острота зрения [22] человеческого глаза на горизонтальном меридиане. [23] [4] [24] [ сомнительное ] слепое пятно находится примерно в 15,5 ° в направлении наружу (например , в левом поле зрения для левого глаза). [25]

Зернистость фотографической мозаики имеет такую ​​же ограниченную разрешающую способность, как и «зерно» мозаики сетчатки . Чтобы увидеть детали, нужно вмешаться в два набора рецепторов с помощью среднего набора. Максимальное разрешение составляет 30 угловых секунд, соответствующих диаметру фовеального конуса или углу в узловой точке глаза. Чтобы получить прием от каждой колбочки, как это было бы, если бы зрение было мозаичным, "местный знак" должен быть получен от единственной колбочки через цепочку из одной биполярной, ганглиозной и латеральной коленчатой ​​клетки каждая. Однако ключевым фактором получения детального зрения является торможение. Это опосредуется нейронами, такими как амакрин.и горизонтальные ячейки, которые функционально делают неактивным распространение или схождение сигналов. Эта тенденция к передаче сигналов один-к-одному обеспечивается за счет осветления центра и его окрестностей, что запускает запрет, ведущий к взаимно однозначному соединению. Этот сценарий, однако, встречается редко, поскольку колбочки могут соединяться как с карликами, так и с плоскими (диффузными) биполярами, а амакринные и горизонтальные клетки могут объединять сообщения так же легко, как и подавлять их. [8]

Свет проходит от объекта фиксации к фовеа по воображаемому пути, называемому зрительной осью. Ткани и структуры глаза, находящиеся на визуальной оси (а также прилегающие к ней ткани) влияют на качество изображения. Эти структуры: слезная пленка, роговица, передняя камера, зрачок, хрусталик, стекловидное тело и, наконец, сетчатка. Задняя часть сетчатки, называемая пигментным эпителием сетчатки (ППЭ), отвечает, помимо прочего, за поглощение света, который проходит через сетчатку, поэтому он не может отражаться в других частях сетчатки. У многих позвоночных, например кошек, для которых высокая острота зрения не является приоритетом, имеется отражающий тапетум.слой, который дает фоторецепторам «второй шанс» поглотить свет, тем самым улучшая способность видеть в темноте. Это то, что заставляет глаза животных светиться в темноте, когда на них попадает свет. RPE также выполняет жизненно важную функцию по переработке химикатов, используемых стержнями и колбочками при обнаружении фотонов. Если RPE поврежден и не убирает, это может привести к слепоте "сарая".

Как и в фотообъективе , на остроту зрения влияет размер зрачка. Оптические аберрации глаза, снижающие остроту зрения, максимальны, когда зрачок самый большой (около 8 мм), что происходит в условиях низкой освещенности. Когда зрачок маленький (1-2 мм), резкость изображения может быть ограничена дифракцией света на зрачке (см. Предел дифракции ). Между этими крайними значениями находится диаметр зрачка, который обычно лучше всего подходит для остроты зрения в нормальных здоровых глазах; это обычно около 3–4 мм.

Если бы оптика глаза в остальном была идеальной, теоретически острота зрения была бы ограничена дифракцией зрачка, которая составляла бы ограниченную дифракцией остроту 0,4 угловой минуты (минара) или 6 / 2,6 остроты. Наименьшие конусообразные клетки в ямке имеют размеры, соответствующие 0,4 м дуги поля зрения, что также является нижним пределом остроты зрения. Оптимальная острота зрения 0,4 мин дуги или 6 / 2,6 может быть продемонстрирована с помощью лазерного интерферометра, который обходит любые дефекты оптики глаза и проецирует узор из темных и светлых полос непосредственно на сетчатку. Лазерные интерферометры в настоящее время обычно используются у пациентов с оптическими проблемами, такими как катаракта , для оценки состояния сетчатки перед операцией.

Зрительной коры головного мозга является частью коры головного мозга в задней части мозга , ответственные за обработку визуальных раздражителей, называется затылочный бугорок . Центральные 10 ° поля (приблизительно расширение макулы ) представлены, по крайней мере, 60% зрительной коры. Считается, что многие из этих нейронов непосредственно участвуют в обработке остроты зрения.

Правильное развитие нормальной остроты зрения зависит от нормального зрительного восприятия человека или животного в очень молодом возрасте. Любая визуальная депривация, то есть все, что мешает такому входу в течение длительного периода времени, например, катаракта , серьезный поворот глаз или косоглазие , анизометропия (неодинаковая ошибка рефракции между двумя глазами) или закрытие глаза или наложение заплат во время лечения. , обычно приводит к серьезному и необратимому снижению остроты зрения и распознавания образов в пораженном глазу, если не лечить в раннем возрасте, состояние, известное как амблиопия.. Снижение остроты зрения выражается в различных нарушениях свойств клеток зрительной коры. Эти изменения включают заметное снижение числа клеток , соединенные с пораженным глазом, а также клетки , связанных с обеими глаз в кортикальной области V1 , что приводит к потере стереопсиса , т.е. восприятие глубины с помощью бинокулярного зрения (просторечие: «3D видение») . Период времени, в течение которого животное очень чувствительно к такой визуальной депривации, называется критическим периодом .

Глаз соединен со зрительной корой зрительным нервом, выходящим из задней части глаза. Два зрительных нерва сходятся за глазами в зоне перекреста зрительных нервов , где примерно половина волокон каждого глаза переходят на противоположную сторону и соединяются с волокнами другого глаза, представляющими соответствующее поле зрения, при этом объединенные нервные волокна обоих глаз образуют оптический тракт . В конечном итоге это составляет физиологическую основу бинокулярного зрения . Эти тракты проецируются на ретрансляционную станцию ​​в среднем мозге, называемую латеральным коленчатым ядром , частью таламуса , а затем в зрительную кору вдоль совокупности нервных волокон, называемыхоптическое излучение .

Любой патологический процесс в зрительной системе, даже у пожилых людей после критического периода, часто вызывает снижение остроты зрения. Таким образом, измерение остроты зрения - это простой тест на состояние здоровья глаз, зрительного мозга или пути к мозгу. Любое относительно внезапное снижение остроты зрения всегда вызывает беспокойство. Распространенными причинами снижения остроты зрения являются катаракта и рубцы роговицы , которые влияют на зрительный путь, заболевания, влияющие на сетчатку, такие как дегенерация желтого пятна и диабет , заболевания, влияющие на зрительный путь к мозгу, такие как опухоли и рассеянный склероз , а также заболевания, влияющие на сетчатку. зрительная кора, например опухоли и инсульты.

Хотя разрешающая способность зависит от размера и плотности упаковки фоторецепторов, нейронная система должна интерпретировать информацию рецепторов. Как было установлено в экспериментах с одноклеточными животными на кошках и приматах, разные ганглиозные клетки сетчатки настроены на разные пространственные частоты , поэтому некоторые ганглиозные клетки в каждом месте имеют лучшую остроту, чем другие. В конечном итоге, однако, кажется, что размер участка корковой ткани в визуальной области V1, который обрабатывает данное место в поле зрения (концепция, известная как корковое увеличение ), не менее важен для определения остроты зрения. В частности, этот размер наибольший в центре ямки и уменьшается с увеличением расстояния оттуда. [4]

Оптические аспекты [ править ]

Помимо нейронных связей рецепторов, оптическая система также играет ключевую роль в разрешении сетчатки. В идеальном глазу изображение дифракционной решетки может составлять 0,5 микрометра на сетчатке. Однако это, конечно, не так, и, кроме того, зрачок может вызывать дифракцию.света. Таким образом, черные линии на решетке будут смешаны с промежуточными белыми линиями, чтобы создать серый вид. Оптические дефекты (например, неисправленная миопия) могут усугубить ситуацию, но могут помочь подходящие линзы. Изображения (например, решетки) могут быть увеличены за счет бокового торможения, т. Е. Более возбужденные клетки подавляют менее возбужденные клетки. Аналогичная реакция наблюдается в случае хроматических аберраций, когда цветные полосы вокруг черно-белых объектов подавляются аналогичным образом. [8]

Выражение [ править ]

Острота зрения часто измеряется по размеру букв, отображаемых на таблице Снеллена, или по размеру других символов, таких как Landolt Cs или E Chart .

В некоторых странах острота зрения выражается обыкновенной дробью , а в некоторых - десятичным числом. Используя глюкометр в качестве единицы измерения, (дробная) острота зрения выражается относительно 6/6. В противном случае при использовании стопы острота зрения выражается относительно 20/20. Для всех практических целей зрение 20/20 эквивалентно 6/6. В десятичной системе зрения острота зрения определяется как величина, обратная величине зазора (в угловых минутах) самого маленького Ландольта С , ориентацию которого можно надежно определить. Значение 1.0 равно 6/6.

LogMAR - еще одна широко используемая шкала, выражаемая как ( десятичный ) логарифм минимального угла разрешения (MAR), который является обратной величиной числа остроты зрения. Шкала LogMAR преобразует геометрическую последовательность традиционной диаграммы в линейную шкалу. Он измеряет потерю остроты зрения: положительные значения указывают на потерю зрения, а отрицательные значения обозначают нормальную или лучшую остроту зрения. Эта шкала обычно используется в клинической практике и в исследованиях, потому что линии имеют одинаковую длину и поэтому она образует непрерывную шкалу с одинаковыми интервалами между точками, в отличие от диаграмм снеллена, которые имеют разное количество букв в каждой строке.

Острота зрения 6/6 часто описывается как означающая, что человек может видеть детали с расстояния 6 метров (20 футов) так же, как человек с «нормальным» зрением может видеть с 6 метров. Если у человека острота зрения 6/12, говорят, что он видит детали с расстояния 6 метров (20 футов) так же, как человек с «нормальным» зрением видит их с расстояния 12 метров (39 футов).

Здоровые молодые наблюдатели могут иметь остроту зрения выше 6/6; предел остроты зрения невооруженным глазом составляет около 6 / 3–6 / 2,4 (20 / 10–20 / 8), хотя 6/3 было самым высоким показателем, зарегистрированным в исследовании некоторых профессиональных спортсменов США. [27] Считается, что у некоторых хищных птиц , таких как ястребы , острота зрения составляет около 20/2; [28] в этом отношении их зрение намного лучше, чем зрение человека.

Когда острота зрения ниже самого большого оптотипа на карте, расстояние чтения сокращается до тех пор, пока пациент не сможет прочитать его. После того, как пациент сможет читать таблицу, отмечается размер букв и тестовое расстояние. Если пациент не может прочитать таблицу на любом расстоянии, его или ее проверяют следующим образом:

Юридические определения [ править ]

В разных странах установлены законодательные ограничения для плохой остроты зрения, которая квалифицируется как инвалидность. Например, в Австралии Закон о социальном обеспечении определяет слепоту как:

Человек соответствует критериям постоянной слепоты в соответствии с разделом 95 Закона о социальном обеспечении, если скорректированная острота зрения составляет менее 6/60 по шкале Снеллена на оба глаза или имеется комбинация дефектов зрения, приводящих к такой же степени постоянного зрения. потеря. [29]

В США соответствующий федеральный закон определяет слепоту следующим образом: [30]

[Т] термин «слепота» означает центральную остроту зрения 20/200 или меньше в лучшем глазу с использованием корректирующей линзы. Глаз, который сопровождается ограничением поля зрения таким, что самый широкий диаметр поля зрения образует угол не более 20 градусов, должен рассматриваться для целей настоящего параграфа как имеющий центральную остроту зрения 20/200 или меньше. .

Острота зрения человека регистрируется, документируя следующее: был ли тест на зрение вдаль или вблизи, оценивались глаза и использовались ли корригирующие линзы (например, очки или контактные линзы ):

  • Расстояние от графика
    • D (дальний) для оценки, выполненной с расстояния 20 футов (6 м).
    • N (рядом) для оценки, выполненной на 15,7 дюйма (400 мм).
  • Глаз оценивается
    • OD (лат. Oculus dexter ) для правого глаза.
    • ОС (лат. Oculus sinister ) для левого глаза.
    • OU (лат. Oculi uterque ) для обоих глаз.
  • Использование очков во время теста
    • cc (лат. cum corrector ) с корректорами.
    • sc: (латинский синус правильно ) без корректоров.
  • Пинхол окклюдер
    • За аббревиатурой PH следует острота зрения, измеренная с помощью окклюдера для точечного отверстия, который временно корректирует аномалии рефракции, такие как миопия или астигматизм.

Итак, острота зрения вдаль 6/10 и 6/8 с отверстием в правом глазу будет: DscOD 6/10 PH 6/8. Острота зрения вдаль по счету пальцев и 6/17 с отверстием в левом глазу будет: DscOS CF PH 16/17. Острота зрения, близкая к 6/8, с остаточным отверстием на уровне 6/8 на оба глаза в очках будет: NccOU 6/8 PH 6/8.

«Динамическая острота зрения» определяет способность глаза визуально различать мелкие детали движущегося объекта.

Рекомендации по измерению [ править ]

Измерение остроты зрения - это больше, чем просто возможность увидеть оптотипы. Пациент должен сотрудничать, понимать оптотипы, уметь общаться с врачом и многое другое. Если какой-либо из этих факторов отсутствует, измерение не будет отражать реальную остроту зрения пациента.

Острота зрения - это субъективный тест, означающий, что, если пациент не желает или не может сотрудничать, тест не может быть проведен. Пациент, который находится в состоянии сонливости, в состоянии алкогольного опьянения или страдает каким-либо заболеванием, которое может изменить его сознание или психическое состояние, может не достичь максимально возможной остроты зрения.

Неграмотные пациенты, которые не могут читать буквы и / или цифры, будут зарегистрированы как имеющие очень низкую остроту зрения, если это неизвестно. Некоторые пациенты не скажут исследователю, что они не знакомы с оптотипами, если только об этом не спросят напрямую. Повреждение мозга может привести к тому, что пациент не сможет распознать напечатанные буквы или не сможет их написать по буквам.

Двигательная недостаточность может заставить человека неправильно реагировать на показанный оптотип и отрицательно повлиять на измерение остроты зрения.

Такие переменные, как размер зрачка, яркость адаптации фона, продолжительность презентации, тип используемого оптотипа, эффекты взаимодействия от соседних визуальных контуров (или «скученность») могут влиять на измерение остроты зрения.

Тестирование у детей [ править ]

Согласно исследованию, опубликованному в 2009 году, острота зрения новорожденных составляет приблизительно 6/133, а у большинства детей в возрасте 6 месяцев она развивается хорошо до 6/6. [31]

Измерение остроты зрения у младенцев, детей до вербального возраста и особых групп населения (например, лиц с физическими недостатками) не всегда возможно с помощью буквенной диаграммы. Для этих групп населения необходимо специализированное тестирование. В качестве основного шага обследования необходимо проверить, можно ли фиксировать, центрировать и отслеживать зрительные стимулы.

Для более формального тестирования с использованием техник предпочтительного внешнего вида используются карты остроты зрения Теллера (представляемые техником из-за окна в стене), чтобы проверить, насколько визуально ребенок более внимателен к случайному представлению вертикальных или горизонтальных решеток на одной стороне по сравнению с пустой страницей. с другой стороны - полосы становятся все тоньше или ближе друг к другу, и конечная точка отмечается, когда ребенок на коленях взрослого опекуна одинаково предпочитает обе стороны.

Другой популярный метод - электрофизиологическое тестирование с использованием вызванных зрительных (корковых) потенциалов (ЗВП или ЗВЭП), которые можно использовать для оценки остроты зрения в сомнительных случаях и ожидаемых случаях тяжелой потери зрения, таких как врожденный амавроз Лебера .

Тестирование остроты зрения с помощью VEP в некоторой степени похоже на предпочтительный просмотр с использованием серии черных и белых полос ( синусоидальных решеток).) или узоры в виде шахматной доски (которые дают больший отклик, чем полосы). Поведенческие реакции не требуются, вместо этого записываются мозговые волны, созданные при представлении паттернов. Узоры становятся все более и более тонкими, пока вызванная мозговая волна просто не исчезнет, ​​что считается конечной мерой остроты зрения. У взрослых и более старших, вербальных детей, способных обращать внимание и следовать инструкциям, конечная точка, предоставляемая VEP, очень хорошо соответствует психофизическому показателю в стандартном измерении (т. Е. Конечная точка восприятия, определяемая путем опроса субъекта, когда они больше не могут видеть образец ). Есть предположение, что это соответствие также применимо к детям намного младшего возраста и младенцам, хотя это не обязательно так. Исследования действительно показывают вызванные мозговые волны,как и производная острота зрения, к годовалому возрасту становятся очень взрослыми.

По причинам, не совсем понятным, до тех пор, пока ребенку не исполнится несколько лет, острота зрения на основе поведенческих предпочтительных методов поиска обычно отстает от тех, которые определены с помощью VEP, прямого физиологического измерения ранней обработки зрительной информации в головном мозге. Возможно, для более сложных поведенческих реакций и реакций внимания, вовлекающих области мозга, не участвующие непосредственно в обработке зрения, требуется больше времени. Таким образом, зрительный мозг может обнаружить присутствие более тонкого паттерна (отраженного в вызванной мозговой волне), но «поведенческий мозг» маленького ребенка может не счесть его достаточно заметным, чтобы на него обращать особое внимание.

Простая, но менее используемая техника - это проверка глазодвигательных реакций с помощью оптокинетического барабана нистагма , когда субъект помещается внутри барабана и окружен вращающимися черными и белыми полосами. Это создает непроизвольные резкие движения глаз ( нистагм ), поскольку мозг пытается отслеживать движущиеся полосы. Между оптокинетической и обычной остротой зрения у взрослых существует хорошее соответствие. Потенциально серьезная проблема с этой техникой заключается в том, что этот процесс является рефлексивным и опосредуется на нижнем уровне ствола мозга , а не в зрительной коре. Таким образом, у кого-то может быть нормальный оптокинетический ответ, но при этом он может быть кортикально слепым без сознательного зрительного восприятия.

"Нормальная" острота зрения [ править ]

Острота зрения зависит от того, насколько точно свет фокусируется на сетчатке, целостности нервных элементов глаза и способности мозга к интерпретации. [32] «Нормальной» остротой зрения (в центральном, т.е. фовеальном зрении) часто считается то, что было определено Германом Снелленом как способность распознавать оптотип при угле 5 угловых минут , то есть в таблице Снеллена 6 / 6- метр, 20/20 футов, 1,00 десятичный или 0,0 logMAR. У молодых людей средняя острота зрения здорового эмметропического глаза (или аметропного глаза с коррекцией) составляет примерно от 6/5 до 6/4, поэтому неточно называть остроту зрения 6/6 «идеальным» зрением.. 6/6 - это острота зрения, необходимая для различения двух контуров, разделенных 1 угловой минутой - 1,75 мм на расстоянии 6 метров. Это связано с тем, что буква 6/6, например E, имеет три конечности и два промежутка между ними, что дает 5 различных детализированных областей. Следовательно, для решения этой проблемы требуется 1/5 от общего размера буквы, что в данном случае будет составлять 1 угловую минуту (угол обзора). Значение стандарта 6/6 лучше всего рассматривать как нижнюю границу нормы или как порог отсева. При использовании в качестве скринингового теста субъекты, достигшие этого уровня, не нуждаются в дополнительных исследованиях, даже если средняя острота зрения при здоровой зрительной системе обычно лучше.

Некоторые люди могут страдать от других проблем со зрением, таких как серьезные дефекты поля зрения , дальтонизм , снижение контрастности , легкая амблиопия , церебральные нарушения зрения, неспособность отслеживать быстро движущиеся объекты или одно из многих других нарушений зрения, и при этом оставаться «в норме» Острота зрения. Таким образом, «нормальная» острота зрения никоим образом не означает нормальное зрение. Причина, по которой острота зрения так широко используется, заключается в том, что ее легко измерить, ее снижение (после коррекции) часто указывает на некоторое нарушение, и что она часто соответствует обычной повседневной деятельности, с которой человек может справиться, и оценивает их нарушения, чтобы выполнять их (даже хотя по поводу этих отношений ведутся жаркие споры).

Другие меры [ править ]

Обычно острота зрения относится к способности различать две отдельные точки или линии, но есть и другие меры способности зрительной системы различать пространственные различия.

Острота зрения по нониусу измеряет способность выровнять два отрезка линии. Люди могут делать это с поразительной точностью. Этот успех расценивается как гиперактивность . В оптимальных условиях хорошего освещения, высокого контраста и длинных отрезков линии предел резкости нониуса составляет около 8 угловых секунд или 0,13 угловых минут, по сравнению с примерно 0,6 угловых минут (6/4) для нормальной остроты зрения или 0,4 угловых минуты. диаметр фовеального конуса . Поскольку предел остроты нониуса намного ниже того, который налагается на обычную остроту зрения «зерном сетчатки» или размером фовеальных конусов, считается, что это процесс зрительной коры головного мозга. а не сетчатка. В поддержку этой идеи, острота нониуса, кажется, очень близко соответствует (и может иметь один и тот же основной механизм), что позволяет различать очень незначительные различия в ориентации двух линий, где ориентация, как известно, обрабатывается в зрительной коре.

Наименьший обнаруживаемый угол зрения, создаваемый единственной тонкой темной линией на равномерно освещенном фоне, также намного меньше размера фовеального конуса или обычной остроты зрения. В этом случае при оптимальных условиях предел составляет около 0,5 угловых секунд или только около 2% диаметра фовеального конуса. Это дает контраст около 1% с освещением окружающих колбочек. Механизм обнаружения - это способность обнаруживать такие небольшие различия в контрасте или освещении и не зависит от угловой ширины полосы, которую невозможно различить. Таким образом, по мере того, как линия становится тоньше, она становится слабее, но не тоньше.

Стереоскопическая острота зрения - это способность обнаруживать разницу в глубине двумя глазами. Для более сложных целей стереочувствительность аналогична нормальной остроте зрения монокуляра или составляет около 0,6–1,0 угловых минут, но для гораздо более простых целей, таких как вертикальные стержни, может быть всего 2 угловых секунды. Хотя стереоскопическая острота зрения обычно очень хорошо соответствует остроте зрения монокуляра, она может быть очень низкой или отсутствовать даже у пациентов с нормальной остротой зрения монокуляра. Такие люди обычно имеют аномальное зрительное развитие в очень молодом возрасте, например, попеременное косоглазие или поворот глаз, когда оба глаза редко или никогда не указывают в одном направлении и, следовательно, не функционируют вместе.

Острота движения [ править ]

Глаз имеет пределы остроты зрения для обнаружения движения. [33] Прямое движение ограничивается заданным порогом обнаружения угловой скорости (SAVT), а острота горизонтального и вертикального движения ограничивается пороговыми значениями бокового движения. Предел бокового движения обычно ниже предела приближающегося движения, и для объекта данного размера боковое движение становится более проницательным из двух, когда наблюдатель удаляется достаточно далеко от траектории движения. Ниже этих порогов субъективное постоянство испытано в соответствии с степенным Стивенса и закон Вебера-Фехнера .

Предполагаемый порог определения угловой скорости (SAVT) [ править ]

Существует определенный предел остроты зрения при обнаружении приближающегося движения объекта. [34] [35] Это рассматривается как образуемый порог обнаружения угловой скорости (SAVT) предел остроты зрения. [36] Практическое значение составляет 0,0275 рад / с. [37] Для человека с пределом SAVT , приближающееся движение непосредственно приближающегося объекта размера S , движущегося со скоростью v , не вызывает восхищения до тех пор, пока расстояние до него D не станет [34]

где S 2 /4 Термин опущен для малых объектов относительно больших расстояний по малоугловому приближению .

Чтобы превысить SAVT, объект размера S, движущийся со скоростью v, должен быть ближе, чем D ; за пределами этого расстояния ощущается субъективное постоянство . SAVT можно измерить с расстояния, на котором впервые обнаруживается приближающийся объект:

где член S 2 опущен для малых объектов относительно больших расстояний посредством малоуглового приближения .

SAVT имеет такое же значение для безопасности вождения и занятий спортом, как и статический предел. Формула получена из взятия производной от угла зрения относительно расстояния, а затем умножения на скорости , чтобы получить скорость времени визуального расширения ( d θ / д т = д θ / д х · д х / д т ).

Боковое движение [ править ]

Также существуют пределы остроты зрения ( ) для горизонтальных и вертикальных движений. [33] Их можно измерить и определить с помощью порогового обнаружения движения объекта, движущегося на расстоянии D, и скорости v, перпендикулярной направлению обзора, с заданного расстояния B по формуле

Так как касательная из стягиваемого угла представляет собой отношение ортогональных расстояния до заданного обратного расстояния, угловой скорость времени ( рад / ев ) бокового движения является просто производной от обратной касательной , умноженной на скорости ( d θ / д t = d θ / d x · d x / d t ). В приложении это означает, что ортогонально движущийся объект не будет распознаваться как движущийся, пока не достигнет расстояния.

где для бокового движения обычно ≥ 0,0087 рад / с с вероятной зависимостью от отклонения от центральной оси и ориентации движения, [33] скорость выражается в единицах расстояния, а нулевое расстояние идет по прямой. Расстояние до удаленных объектов, близкие отступы и низкие скорости обычно снижают заметность бокового движения. Обнаружение с близким или нулевым откатом может быть достигнуто за счет чистых масштабных изменений приближающегося движения. [35]

Радиальное движение [ править ]

Предел остроты движения влияет на радиальное движение в соответствии с его определением, следовательно, отношение скорости v к радиусу R должно превышать :

Радиальное движение встречается в клинической и исследовательской среде, в купольных кинотеатрах и в гарнитурах виртуальной реальности .

См. Также [ править ]

  • Угловой диаметр
  • Диоптрий
  • Обследование глаз
  • Центральная ямка
  • Гиперактивность (научный термин)
  • Кольцо ландольта
  • Оптическое разрешение
  • Детская офтальмология
  • Психофизика
  • Ошибка рефракции
  • Суммирование сетчатки
  • Косоглазие
  • Увядание Трокслера
  • Таблица Головина – Сивцева для проверки остроты зрения

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Cline D, Hofstetter HW, Griffin J (1997). Словарь визуальных наук (4-е изд.). Бостон: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-7506-9895-5.
  2. ^ Острота зрения наиболее высока в крошечной области, иногда называемой «фовеальным букетом», диаметром всего 8–16 угловых минут (см. Strasburger, 2020, стр. 10)
  3. Перейти ↑ Strasburger, H. (2020). «семь мифов о скученности и периферийном зрении» . i-Восприятие . 11 (2): 1–45. DOI : 10.1177 / 2041669520913052 . PMC 7238452 . PMID 32489576 .  
  4. ^ a b c d e f Strasburger H, Rentschler I, Jüttner M (2011). «Периферийное зрение и распознавание образов: обзор» . Журнал видения . 11 (5): 13, 1–82. DOI : 10.1167 / 11.5.13 . PMID 22207654 . 
  5. Перейти ↑ Barghout-Stein L (1999). О различиях маскировки периферического и фовеального рисунка (Тезис). Калифорнийский университет в Беркли.
  6. ^ Анстис, С. М. (1974). «Диаграмма, демонстрирующая изменение остроты зрения в зависимости от положения сетчатки». Исследование зрения . 14 (7): 589–592. DOI : 10.1016 / 0042-6989 (74) 90049-2 . PMID 4419807 . 
  7. ^ Оценки E 2 довольно сильно различаются. Приблизительное значение 2 градуса взято из Strasburger et al. (2011), таблица 4. Он является результатом рисунка 1, сделанного Анстисом (1974), при этом значение фовеальной области принято за стандартную остроту зрения 20/20.
  8. ^ a b c "глаз, человек". Encyclopdia Britannica 2006 Ultimate Reference Suite DVD . 2008 г.
  9. Перейти ↑ Strasburger H (2014). «Программное обеспечение для визуальной психофизики: обзор» . VisionScience.com.
  10. Перейти ↑ Bach M (2016). «Фрайбургский тест на остроту зрения» .
  11. ^ Комитет по визуальным функциям (25 мая 1984 г.). «Стандарт измерения остроты зрения» (PDF) . Международный совет офтальмологов . Дата обращения 29 мая 2015 .
  12. ^ Enerson, Ole Daniel (2017). «Герман Снеллен» . Whonamedit? .
  13. ^ a b Colenbrander A (2001). «Измерение зрения и потери зрения» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 4 декабря 2014 года.
  14. ^ Ландольт E (1888). "Méthode optométrique simple" [простой оптометрический метод]. Bulletins et Mémoires de la Société Française d'Ophtalmologie (на французском языке) (6): 213–214.
  15. ^ Гримм; Рассов; Веземанн; Саур; Хильц (1994). «Соотношение оптотипов с кольцом Ландольта - свежий взгляд на сопоставимость оптотипов». Оптометрия и зрение . 71 (1): 6–13. DOI : 10.1097 / 00006324-199401000-00002 . PMID 8146001 . S2CID 24533843 .  
  16. Перейти ↑ Wertheim T (1894). "Über die indirekte Sehschärfe" [О непрямой остроте зрения]. Zeitschrift für Psychologie und Physiologie der Sinnesorgane (на немецком языке) (7): 172–187.
  17. Перейти ↑ Taylor H (1981). «Расовые вариации в видении». Являюсь. J. Epidemiol . 113 (1): 62–80. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.aje.a113067 . PMID 7457480 . 
  18. Перейти ↑ Medina A, Howland B (1988). «Новая высокочастотная диаграмма остроты зрения». Ophthalmic Physiol Opt . 8 (1): 14–8. DOI : 10.1016 / 0275-5408 (88) 90083-х . PMID 3419824 . 
  19. ^ Диринг MF. «Пределы человеческого зрения» (PDF) . .
  20. ^ "Острота зрения человеческого глаза" . Ресурсный центр по неразрушающему контролю . Архивировано из оригинального 6 -го сентября 2012 года . Проверено 7 мая 2006 года .
  21. ^ Ali MA, Klyne M (1985). Зрение у позвоночных . Нью-Йорк: Пленум Пресс. п. 28. ISBN 978-0-306-42065-8.
  22. ^ острота зрения как величина, обратная углу зрения в градусах, деленная на значение фовеа.
  23. ^ Оригинальный рисунок в Österberg, G. (1935). «Топография слоя палочек и колбочек в сетчатке глаза человека». Acta Ophthalmologica . 13 (Прил. 6): 11–103. DOI : 10.1111 / j.1755-3768.1935.tb04723.x .. Фигура Остерберга воспроизведена в Strasburger et al. (2011), рис.4
  24. ^ Хунцикера H (2006). Im Auge des Lesers: foveale und периферия Wahrnehmung - vom Buchstabieren zur Lesefreude [ Глаз читателя: фовеальное и периферическое восприятие - от распознавания букв к радости чтения ] (на немецком языке). Цюрих: Transmedia Stäubli Verlag. ISBN 978-3-7266-0068-6.
  25. ^ Rohrschneider, К. (2004). «Определение расположения ямки на глазном дне» . Исследовательская офтальмология и визуализация . 45 (9): 3257–3258. DOI : 10.1167 / iovs.03-1157 . PMID 15326148 . 
  26. ^ «Контрастная чувствительность» (PDF) . ООО «ЛЕА-Тест» . Проверено 21 июля 2018 .
  27. ^ Kirschen DG, Laby DM (1 мая 2006). «Тестирование спортивного зрения: инновационный подход к увеличению доходов» . Оптометрический менеджмент .
  28. ^ Киршбаум К. "Семья Accipitridae" . Сеть разнообразия животных . Музей зоологии Мичиганского университета . Проверено 30 января 2010 года .
  29. ^ Закон о социальном обеспечении 1991 г. (Cth) «Таблица 13, Приложение 1B» . по состоянию на 20 сентября 2011 г.
  30. ^ 42 USC § 416 (i) (1) (B) (Дополнение IV 1986). Цитируется в SSR 90-5c: Разделы 216 (i) (1) (B) и 223 (c) (1) и (d) (1) (B) Закона о социальном обеспечении (42 USC 416 (i) ( 1) (B) и 423 (c) (1) и (d) (1) (B)) Пособия по страхованию инвалидности - толкование установленного законом положения о слепоте " . 9 ноября 1990 г.
  31. ^ Pan Y, Tarczy-Hornoch K, Коттер SA (июнь 2009). «Нормы остроты зрения у детей дошкольного возраста: многонациональное исследование детских глазных болезней» . Optom Vis Sci . 86 (6): 607–12. DOI : 10,1097 / OPX.0b013e3181a76e55 . PMC 2742505 . PMID 19430325 .  
  32. Перейти ↑ Carlson N, Kurtz D, Heath D, Hines C (1990). Клинические процедуры для осмотра глаз . Норуолк, Коннектикут: Appleton & Lange. ISBN 978-0071849203.
  33. ^ a b c Lappin JS, Tadin D, Nyquist JB, Corn AL (январь 2009 г.). «Пространственные и временные пределы восприятия движения при изменении скорости, эксцентриситета и плохого зрения» . Журнал видения . 9 (30): 30,1–14. DOI : 10.1167 / 9.1.30 . PMID 19271900 . На пороги смещения для периферических движений влияли пределы остроты зрения для скоростей ниже 0,5 градуса / с. [0,0087 радиан / с] 
  34. ^ a b Weinberger H (19 февраля 1971 г.). «Гипотеза о визуальной оценке относительного радиального движения» . Природа . 229 (5286): 562. Bibcode : 1971Natur.229..562W . DOI : 10.1038 / 229562a0 . PMID 4925353 . S2CID 4290244 .  
  35. ^ a b Schrater PR, Knill DC, Simoncelli EP (12 апреля 2001 г.). «Восприятие зрительного расширения без оптического потока». Природа . 410 (6830): 816–819. Bibcode : 2001Natur.410..816S . DOI : 10.1038 / 35071075 . PMID 11298449 . S2CID 4406675 .  Когда наблюдатель движется вперед в окружающей среде, изображение на его сетчатке расширяется. Скорость этого расширения передает информацию о скорости наблюдателя и времени до столкновения ... эта скорость также может быть оценена по изменениям размера (или масштаба) характеристик изображения ... мы показываем, ... наблюдатели могут оценить расширение только на основе информации об изменении масштаба, и эти чистые изменения масштаба могут вызвать эффекты движения. Эти два открытия предполагают, что зрительная система содержит механизмы, которые явно чувствительны к изменениям масштаба.
  36. ^ Hoffmann ER, Мортимер RG (июль 1996). «Масштабирование относительной скорости между транспортными средствами». Анализ и предотвращение несчастных случаев . 28 (4): 415–421. DOI : 10.1016 / 0001-4575 (96) 00005-X . ISSN 0001-4575 . PMID 8870768 . Только когда предполагаемая угловая скорость ведущего транспортного средства превышала 0,003 рад / с, испытуемые могли масштабировать относительную скорость.  
  37. Перейти ↑ Maddox ME, Kiefer A (сентябрь 2012 г.). «Надвигающиеся пороговые значения и их использование в судебной практике». Материалы ежегодного собрания Общества по человеческому фактору и эргономике . 50 (1): 700–704. DOI : 10.1177 / 1071181312561146 . S2CID 109898296 . Ряд лабораторных исследователей сообщили, что значения порога надвигающейся границы находятся в диапазоне 0,003 радиан / сек. Специалисты-криминалисты обычно используют повышенные значения порогового значения, например 0,005–0,008, для учета сложности реальных задач вождения. Однако только один источник использовал данные о реальных дорожно-транспортных происшествиях, чтобы приблизиться к пороговому значению, и это значение, 0,0275 рад / сек, на порядок больше, чем полученное в результате лабораторных исследований. В этом исследовании мы исследуем гораздо более широкий диапазон реальных данных об авариях, чтобы получить оценку разумного верхнего предела приближающегося порога. Результаты показывают диапазон от 0,0397 до 0,0117 рад / сек ...

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Клиническая офтальмология Дуэйна . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. 2004. V.1 C.5, V.1 C.33, V.2 C.2, V.2 C.4, V.5 C.49, V.5 C.51, V.8 C.17 .
  • Головин С.С., Сивцев Д.А. (1927). Таблица для исследования остроты зрения [ Таблица для исследования остроты зрения ] (3-е изд.).
  • Карлсон; Курц (2004). Клинические процедуры для глазного исследования (3-е изд.). Макгроу Хилл. ISBN 978-0071370783.

Внешние ссылки [ править ]

  • Как измеряется острота зрения для предотвращения слепоты
  • Стандарт измерения остроты зрения , Международный совет офтальмологии, 1984 г.
  • Острота зрения человеческого глаза. Архивировано 6 сентября 2012 года в Wayback Machine.
  • Глава по остроте зрения из справочника Webvision, Университет Юты
  • Фрайбургский тест на остроту зрения (FrACT)